KR20190024649A - A method for reducing residual stress in a glass substrate, and a system for reducing residual stress in a glass substrate - Google Patents

A method for reducing residual stress in a glass substrate, and a system for reducing residual stress in a glass substrate Download PDF

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KR20190024649A
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게이스케 야하타
고이치 오다
마사나오 무라카미
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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

The present invention relates to a method for reducing residual stress of a glass substrate, and a device for reducing residual stress of a glass substrate. The residual stress of the glass substrate integrated with a material having low heat resistance such as a resin is reduced. In addition, the residual stress can be reduced even before destruction of the glass substrate, which is usually broken within a few minutes due to high residual stress. The method for reducing residual stress of the glass substrate (G) comprises a laser beam scanning step for reducing the residual stress by scanning a laser spot (S) at a portion where the residual stress of the glass substrate (G) is high.

Description

유리 기판의 잔류 응력 저감 방법 및 유리 기판의 잔류 응력 저감 장치{A method for reducing residual stress in a glass substrate, and a system for reducing residual stress in a glass substrate}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for reducing residual stress in a glass substrate and a method for reducing residual stress in a glass substrate,

본 발명은, 유리 기판의 잔류 응력 저감 방법 및 유리 기판의 잔류 응력 저감 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method of reducing the residual stress of a glass substrate and a residual stress reducing apparatus of the glass substrate.

유리의 기판을 제품 치수로 잘라 내기 위해서는, 유리 기판에 휠에 의해서 스크라이브 라인(scribe line)을 형성하고, 그리고 유리 기판을 구부림으로써 스크라이브 라인을 따라서 유리 기판을 분단하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1을 참조). 그러나, 휠 칼날에 의해 인가된 힘 및 분단시에 가해진 응력이 원인으로, 스크라이브 라인에는 잔류 응력이 남는다. 따라서, 유리 기판의 표면에 수평 방향으로 크랙이 자연 발생하기 쉽고, 또, 시간이 경과하면 크랙이 습기 등에 의해서 더 성장한다. In order to cut the glass substrate into product dimensions, a scribe line is formed on the glass substrate by a wheel, and the glass substrate is divided along the scribe line by bending the glass substrate (see, for example, 1). However, residual stress remains in the scribe line due to the force applied by the wheel blade and the stress applied at the time of division. Therefore, cracks tend to occur naturally in the horizontal direction on the surface of the glass substrate, and as time elapses, cracks grow further by moisture and the like.

또, 유리 기판의 단면(端面)(엣지)에 레이저광을 조사하여 용융 면취(面取)를 행함으로써, 유리 기판의 단면의 강도를 향상시키는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 2를 참조). 이 용융 면취에서는, 기판 엣지의 미세한 크랙이 소실(消失)되고, 단면 강도가 향상된다. There is also known a technique for improving the strength of the cross section of a glass substrate by irradiating a laser beam to the end face (edge) of the glass substrate to perform melt face inspection (see, for example, Patent Document 2 Reference). In this molten bevel, minute cracks on the edge of the substrate disappear, and the strength of the cross section is improved.

그러나 이 방법에서는, 용융부 근방에 잔류 응력이 생긴다. 그리고, 잔류 응력에 의해서, 기판이 갈라질 가능성이 높아진다. 구체적으로는, 내부 결함의 경시(經時)적인 성장이나 후발적인 흠에 의한 파괴가 생길 가능성이 높아지고, 잔류 응력의 크기에 따라서는, 수십분 이내에 파괴가 생기는 경우가 있다. However, in this method, residual stress is generated in the vicinity of the molten part. The residual stress increases the possibility that the substrate is cracked. Concretely, there is a high possibility that internal defects will grow with time (later) or breakage due to subsequent flaws, and breakage may occur within several tens of minutes depending on the magnitude of the residual stress.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 평6－144875호 공보Patent Document 1: JP-A-6-144875 특허 문헌 2 : 일본특허 제5245819호 공보Patent Document 2: Japanese Patent No. 5245819

이상을 고려하여, 종래부터 유리 기판의 엣지의 잔류 응력을 저감하는 방법이 개발되고 있다. 예를 들면, 유리 기판의 잔류 응력을 저감하는 방법에서는, 승온후에 서냉을 행한다. 구체적으로는, 먼저, 유리 기판 전체를 유리 전이점(轉移点) 이상의 온도까지 균일하게 가열하고, 다음으로 그것을 일정시간 유지하며, 마지막으로 상온까지 서냉한다. 일반적으로는, 가열·유지·서냉의 공정에 수시간 이상의 시간을 필요로 한다. In consideration of the above, a method of reducing the residual stress of the edge of the glass substrate has been conventionally developed. For example, in the method of reducing the residual stress of the glass substrate, slow cooling is performed after the temperature rise. More specifically, first, the entire glass substrate is uniformly heated to a temperature equal to or higher than the glass transition point, then maintained for a predetermined time, and finally cooled slowly to room temperature. In general, a time of several hours or more is required for the heating, holding, and slow cooling steps.

이 방법에서는, 유리 기판의 엣지의 잔류 응력을 거의 완전히 제거할 수 있다고 하는 이점이 있다. 또, 로(爐)에서 복수개의 유리 기판을 동시 처리할 수 있다고 하는 이점이 있다. In this method, there is an advantage that the residual stress of the edge of the glass substrate can be almost completely eliminated. In addition, there is an advantage that a plurality of glass substrates can be simultaneously processed in a furnace.

그러나, 기판 전체를 유리 전이점 이상으로 가열하므로, 예를 들면 수지와 같은 내열성이 낮은 재료와 일체로 된 유리 제품에는 적용할 수 없다. 도 22에는, 유리 기판(G)에 수지 재료(P1, P2)가 일체로 형성된 유리 제품을 나타내고 있다. However, since the entire substrate is heated to a temperature higher than the glass transition point, it can not be applied to a glass product integrated with a material having low heat resistance such as a resin. Fig. 22 shows a glass product in which the resin materials P1 and P2 are integrally formed on the glass substrate G. Fig.

또, 1회의 잔류 응력 저감 처리에 수시간 이상의 시간이 걸리기 때문에, 잔류 응력이 발생한 직후에 잔류 응력을 저감시키는 것은 불가능하다. 그 때문에, 높은 잔류 응력에 의해서 수십분 이내에 파괴가 생기는 확률이 높은 유리 기판에 적용하는 것이 곤란하다. Further, since it takes more than several hours to perform the residual stress reduction processing once, it is impossible to reduce the residual stress immediately after the residual stress occurs. Therefore, it is difficult to apply the present invention to a glass substrate having a high probability of fracture within tens of minutes due to a high residual stress.

본 발명의 제1 목적은, 수지와 같은 내열성이 낮은 재료와 일체로 된 유리 기판의 잔류 응력을 저감할 수 있도록 하는 것에 있다. A first object of the present invention is to reduce the residual stress of a glass substrate integrated with a material having low heat resistance such as a resin.

본 발명의 제2 목적은, 높은 잔류 응력에 의해서 통상은 수십분 이내에 파괴가 생기는 유리 기판에 대해서도, 파괴가 생기기 전에 잔류 응력을 저감할 수 있도록 하는 것에 있다. A second object of the present invention is to make it possible to reduce the residual stress even before fracture occurs even in a glass substrate, which usually breaks down within tens of minutes due to a high residual stress.

이하에, 과제를 해결하기 위한 수단으로서 복수의 형태를 설명한다. 이들 형태는, 필요에 따라서 임의로 조합시킬 수 있다. 　Hereinafter, a plurality of forms will be described as means for solving the problems. These forms can be arbitrarily combined as needed.

본 발명의 일견지에 관한 유리 기판의 잔류 응력 저감 방법은, 하기의 스텝을 구비하고 있다.A method for reducing a residual stress of a glass substrate according to one aspect of the present invention includes the following steps.

◎ 유리 기판의 잔류 응력이 높은 부분에 레이저광을 주사함으로써 잔류 응력을 저감하는 레이저광 주사 스텝.A laser beam scanning step for reducing the residual stress by scanning the laser beam at a portion where the residual stress of the glass substrate is high.

이 방법에서는, 유리 기판의 잔류 응력이 높은 부분이 가열되므로, 수지와 같은 내열성의 낮은 재료와 일체로 된 유리 기판의 잔류 응력을 저감할 수 있게 된다. 유리 기판 전체가 가열되지 않으므로, 수지 등에 열의 영향이 생기기 어렵기 때문이다.In this method, since a portion having a high residual stress of the glass substrate is heated, the residual stress of the glass substrate integrated with the material having low heat resistance such as resin can be reduced. This is because the entire glass substrate is not heated, so that it is difficult for the resin and the like to be affected by heat.

또, 이 방법에서는, 잔류 응력이 높은 영역의 면적이 극단적으로 넓지 않으면, 수십분 이내에 잔류 응력 저감 처리를 완료할 수 있어, 높은 잔류 응력에 의해서 통상은 수십분 이내에서 파괴가 생기는 유리 기판에 대해서도, 파괴가 생기기 전에 잔류 응력을 저감할 수 있게 된다.In this method, if the area of the region having a high residual stress is not extremely wide, the residual stress reducing process can be completed within several tens of minutes, and even a glass substrate, which is usually broken down within several tens of minutes due to a high residual stress, The residual stress can be reduced before it occurs.

「잔류 응력이 높은 부분이 가열된다」라고 하는 것은, 유리 기판은 가열되지 않은 부분이 있는 것을 의미한다.&Quot; a portion having a high residual stress is heated " means that the glass substrate has a portion that is not heated.

「잔류 응력을 저감한다」라고 하는 것은, 내부 결함의 경시적인 성장이 억제되고, 외력을 가하지 않은 유리 기판이 기정(旣定)의 시간 내에 갈라지지 않을 정도까지 잔류 응력을 저감하는 것을 의미한다."Reducing the residual stress" means that the growth of the internal defects is suppressed with time, and the residual stress is reduced to such an extent that the glass substrate to which no external force is applied is not split within a predetermined period of time.

레이저광 주사 스텝은, 유리 기판의 잔류 응력이 높은 부분을 따라서 복수의 레이저광을 주사해도 괜찮다.In the laser beam scanning step, a plurality of laser beams may be scanned along a portion where the residual stress of the glass substrate is high.

이 방법에서는, 레이저광 주사 스텝에 필요로 하는 시간이 짧아진다.In this method, the time required for the laser light scanning step is shortened.

레이저광 주사 스텝은, 유리 기판의 단면 근방 부분을 따라서 레이저광을 주사해도 괜찮다.In the laser beam scanning step, laser light may be scanned along a portion near the end face of the glass substrate.

이 방법에서는, 유리 기판의 단면 근방 부분이 가열되므로, 수지 등과 일체로 된 유리 기판의 단면의 잔류 응력을 저감할 수 있게 된다. 유리 기판 전체가 가열되지 않으므로, 수지 등에 열의 영향이 생기기 어렵기 때문이다. 또, 이 방법에서는, 잔류 응력이 높은 영역의 면적이 극단적으로 넓지 않으면, 수십분 이내에 잔류 응력 저감 처리를 완료할 수 있어, 높은 잔류 응력에 의해서 통상은 수십분 이내에서 파괴가 생기는 유리 기판에 대해서도, 파괴가 생기기 전에 잔류 응력을 저감할 수 있게 된다.In this method, since the vicinity of the end face of the glass substrate is heated, the residual stress on the end face of the glass substrate integrated with the resin or the like can be reduced. This is because the entire glass substrate is not heated, so that it is difficult for the resin and the like to be affected by heat. In this method, if the area of the region having a high residual stress is not extremely wide, the residual stress reducing process can be completed within several tens of minutes, and even a glass substrate, which is usually broken down within several tens of minutes due to a high residual stress, The residual stress can be reduced before it occurs.

「단면 근방 부분」은, 단면 및 그 근방에 대응하는 부분이다. The " portion near the end face " is a portion corresponding to the end face and the vicinity thereof.

「단면 근방 부분이 가열된다」라고 하는 것은, 단면 근방 부분보다 중심측에는 가열되지 않는 부분이 있는 것을 의미한다. The phrase " the portion near the end face is heated " means that there is a portion which is not heated on the center side than the vicinity of the end face.

레이저광 주사 스텝은, 유리 기판의 단면 근방 부분을 따라서 복수의 레이저광을 주사해도 괜찮다.In the laser beam scanning step, a plurality of laser beams may be scanned along the vicinity of the end face of the glass substrate.

이 방법에서는, 레이저광 주사 스텝에 필요로 하는 시간이 짧아진다.In this method, the time required for the laser light scanning step is shortened.

본 발명의 다른 견지(見地)에 관한 유리 기판의 잔류 응력 저감 장치는, 레이저 장치를 구비하고 있다. 레이저 장치는, 유리 기판의 잔류 응력이 높은 부분에 레이저광을 주사함으로써 잔류 응력을 저감한다.A residual stress reduction apparatus for a glass substrate according to another aspect of the present invention includes a laser apparatus. The laser device reduces the residual stress by scanning the laser beam on the portion where the residual stress of the glass substrate is high.

이 장치에서는, 유리 기판의 잔류 응력이 높은 부분이 가열되므로, 수지와 같은 내열성이 낮은 재료와 일체로 된 유리 기판의 잔류 응력을 저감할 수 있게 된다. 유리 기판 전체가 가열되지 않으므로, 수지 등에 열의 영향이 생기기 어렵기 때문이다. 또, 이 장치에서는, 잔류 응력이 높은 영역의 면적이 극단적으로 넓지 않으면, 수십분 이내에 잔류 응력 저감 처리를 완료할 수 있어, 높은 잔류 응력에 의해서 통상은 수십분 이내에서 파괴가 생기는 유리 기판에 대해서도, 파괴가 생기기 전에 잔류 응력을 저감할 수 있게 된다.In this apparatus, since a portion having a high residual stress of the glass substrate is heated, the residual stress of the glass substrate integrated with a material having low heat resistance such as resin can be reduced. This is because the entire glass substrate is not heated, so that it is difficult for the resin and the like to be affected by heat. In this apparatus, if the area of the region where the residual stress is high is not extremely wide, the residual stress reduction processing can be completed within several tens of minutes, and even in the case of a glass substrate where breakage usually occurs within tens of minutes due to high residual stress, The residual stress can be reduced before it occurs.

레이저 장치는, 유리 기판의 잔류 응력이 높은 부분을 따라서 복수의 레이저광을 주사해도 괜찮다.The laser device may be scanned with a plurality of laser beams along a portion where the residual stress of the glass substrate is high.

이 장치에서는, 레이저광 주사 스텝에 필요로 하는 시간이 짧아진다.In this apparatus, the time required for the laser beam scanning step is shortened.

레이저 장치는, 유리 기판의 단면 근방 부분을 따라서 레이저광을 주사해도 괜찮다.The laser device may be scanned with a laser beam along a portion near the end face of the glass substrate.

이 장치에서는, 유리 기판의 단면 근방 부분이 가열되므로, 수지 등과 일체로 된 유리 기판의 단면의 잔류 응력을 저감할 수 있게 된다. 유리 기판 전체가 가열되지 않으므로, 수지 등에 열의 영향이 생기기 어렵기 때문이다. 또, 이 장치에서는, 잔류 응력이 높은 영역의 면적이 극단적으로 넓지 않으면, 수십분 이내에 잔류 응력 저감 처리를 완료할 수 있어, 높은 잔류 응력에 의해서 통상은 수십분 이내에서 파괴가 생기는 유리 기판에 대해서도, 파괴가 생기기 전에 잔류 응력을 저감할 수 있게 된다.In this apparatus, since the portion near the end face of the glass substrate is heated, the residual stress on the end face of the glass substrate integrated with the resin or the like can be reduced. This is because the entire glass substrate is not heated, so that it is difficult for the resin and the like to be affected by heat. In this apparatus, if the area of the region where the residual stress is high is not extremely wide, the residual stress reduction processing can be completed within several tens of minutes, and even in the case of a glass substrate where breakage usually occurs within tens of minutes due to high residual stress, The residual stress can be reduced before it occurs.

레이저 장치는, 유리 기판의 단면 근방 부분을 따라서 복수의 레이저광을 주사해도 괜찮다.The laser device may be scanned with a plurality of laser beams along a portion near the end face of the glass substrate.

이 장치에서는, 레이저광 주사에 필요로 하는 시간이 짧아진다.In this apparatus, the time required for laser light scanning is shortened.

본 발명에 의하면, 수지와 같은 내열성이 낮은 재료와 일체로 된 유리 기판의 잔류 응력을 저감할 수 있게 된다. 유리 기판 전체가 가열되지 않으므로, 수지 등에 열의 영향이 생기기 어렵기 때문이다. 게다가, 본 발명에 의하면, 잔류 응력이 높은 영역의 면적이 극단적으로 넓지 않으면, 수십분 이내에 잔류 응력 저감 처리를 완료할 수 있어, 높은 잔류 응력에 의해서 통상은 수십분 이내에서 파괴가 생기는 유리 기판에 대해서도, 파괴가 생기기 전에 잔류 응력을 저감할 수 있게 된다.According to the present invention, the residual stress of a glass substrate integrated with a material having low heat resistance such as a resin can be reduced. This is because the entire glass substrate is not heated, so that it is difficult for the resin and the like to be affected by heat. In addition, according to the present invention, the residual stress reduction process can be completed within a few tens of minutes if the area of the high residual stress region is not extremely wide, and even in the case of a glass substrate where fracture usually occurs within several tens of minutes due to high residual stress, The residual stress can be reduced before the fracture occurs.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 레이저 조사 장치의 모식도이다.
도 2는 레이저 스폿(spot)의 이동을 나타내는 유리 기판의 모식도이다.
도 3은 용융 면취된 유리 기판의 단면(斷面) 사진이다.
도 4는 용융 면취된 유리 기판의 단면(端面)으로부터 중앙측을 향한 리타데이션(retardation)의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 유리 기판의 잔류 응력이 높게 되어 있는 부분을 나타내는 모식적 평면도이다.
도 6은 유리 기판의 잔류 응력이 높게 되어 있는 부분을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 7은 레이저 스폿의 이동을 나타내는 유리 기판의 모식도이다.
도 8은 용융 면취된 유리 기판의 단면으로부터 중앙측을 향한 리타데이션의 변화를, 잔류 응력 저감 처리의 전후에서 비교하기 위한 그래프이다.
도 9는 용융 면취된 유리 기판의 단면으로부터 중앙측을 향한 리타데이션의 변화를, 잔류 응력 저감 처리의 전후에서 비교하기 위한 그래프이다.
도 10은 용융 면취된 유리 기판의 단면으로부터 중앙측을 향한 리타데이션의 변화를, 잔류 응력 저감 처리의 전후에서 비교하기 위한 그래프이다.
도 11은 잔류 응력 저감 처리에서의, 주사(走査) 속도가 다른 경우의 온도 분포를 나타내는 시뮬레이션 결과이다.
도 12는 잔류 응력 저감 처리에서의, 주사 속도가 다른 경우의 온도 분포를 나타내는 시뮬레이션 결과이다.
도 13은 참고 실험을 실시할 때의 레이저 스폿(S)의 형상의 바리에이션(variation)을 나타내는 모식적 평면도이다.
도 14는 참고 실험을 실시할 때의 레이저 스폿(S)의 형상의 바리에이션을 나타내는 모식적 평면도이다.
도 15는 참고 실험을 실시할 때의 레이저 스폿(S)의 형상의 바리에이션을 나타내는 모식적 평면도이다.
도 16은 레이저 스폿의 이동을 나타내는 유리 기판의 모식도이다.
도 17은 레이저 스폿의 이동을 나타내는 유리 기판의 모식도이다.
도 18은 레이저 스폿의 이동을 나타내는 유리 기판의 모식도이다.
도 19는 레이저 스폿의 이동을 나타내는 유리 기판의 모식도이다.
도 20은 레이저 스폿의 이동을 나타내는 유리 기판의 모식도이다.
도 21은 레이저 스폿의 이동을 나타내는 유리 기판의 모식도이다.
도 22는 내열성이 낮은 재료와 일체로 된 종래의 유리 제품의 모식적 평면도이다. 1 is a schematic diagram of a laser irradiation apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic view of a glass substrate showing the movement of a laser spot.
Fig. 3 is a cross-sectional photograph of a glass substrate melted and chamfered.
4 is a graph showing the change in retardation from the end face to the center side of the molten chamfered glass substrate.
5 is a schematic plan view showing a portion where the residual stress of the glass substrate is high.
6 is a schematic cross-sectional view showing a portion where the residual stress of the glass substrate is increased.
7 is a schematic view of a glass substrate showing the movement of the laser spot.
8 is a graph for comparing the change in retardation from the end face of the molten chamfered glass substrate toward the center side before and after the residual stress reduction treatment.
9 is a graph for comparing the change in retardation from the end face of the molten chamfered glass substrate toward the center side before and after the residual stress reduction treatment.
10 is a graph for comparing the change in retardation from the end face of the molten chamfered glass substrate toward the center side before and after the residual stress reduction treatment.
11 is a simulation result showing the temperature distribution when the scanning speed is different in the residual stress reducing process.
12 is a simulation result showing the temperature distribution when the scanning speed is different in the residual stress reducing process.
13 is a schematic plan view showing a variation of the shape of the laser spot S when the reference experiment is performed.
14 is a schematic plan view showing variations of the shape of the laser spot S when the reference experiment is carried out.
15 is a schematic plan view showing variations of the shape of the laser spot S when the reference experiment is carried out.
16 is a schematic view of a glass substrate showing movement of a laser spot.
17 is a schematic view of a glass substrate showing the movement of a laser spot.
18 is a schematic view of a glass substrate showing the movement of the laser spot.
19 is a schematic view of a glass substrate showing the movement of a laser spot.
20 is a schematic view of a glass substrate showing the movement of a laser spot.
21 is a schematic view of a glass substrate showing the movement of a laser spot.
22 is a schematic plan view of a conventional glass product integrated with a material having low heat resistance.

1. 제1 실시 형태1. First Embodiment

(1) 레이저 조사 장치(1) Laser Irradiation Apparatus

도 1에, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 레이저 조사 장치(1)의 전체 구성을 나타낸다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태의 레이저 조사 장치의 모식도이다. Fig. 1 shows the overall configuration of a laser irradiation apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. 1 is a schematic diagram of a laser irradiation apparatus according to a first embodiment of the present invention.

레이저 조사 장치(1)는, 유리 기판(G)의 잔류 응력이 높은 부분을 가열함으로써 잔류 응력을 저감하는 기능을 가지고 있다.The laser irradiation apparatus 1 has a function of reducing a residual stress by heating a portion having a high residual stress of the glass substrate (G).

유리 기판(G)은, 유리만으로 이루어지는 것과, 유리에 수지 등의 다른 부재가 조합된 것을 포함한다. 유리 종류의 대표적인 예로서는, 디스플레이나 계기판(instrument panel) 등에 사용되는 소다 유리, 무알칼리 유리를 들 수 있지만, 종류는 이들에 한정되지 않는다. 유리의 두께는, 구체적으로는, 3mm 이하이며, 예를 들면, 0.004~3mm의 범위, 바람직하게는 0.2~0.4mm의 범위이다. The glass substrate G includes glass only and glass in combination with other members such as resin. Representative examples of the glass type include soda glass and non-alkali glass used for displays, instrument panels and the like, but the types are not limited thereto. Specifically, the thickness of the glass is not more than 3 mm, for example, in the range of 0.004 to 3 mm, and preferably in the range of 0.2 to 0.4 mm.

레이저 조사 장치(1)는, 레이저 장치(3)를 구비하고 있다. 레이저 장치(3)는, 유리 기판(G)에 레이저광을 조사하기 위한 레이저 발진기(發振器)(15)와, 레이저 제어부(17)를 가지고 있다. 레이저 제어부(17)는 레이저 발진기(15)의 구동 및 레이저 파워를 제어할 수 있다. The laser irradiation apparatus 1 is provided with a laser apparatus 3. The laser apparatus 3 has a laser oscillator 15 and a laser control unit 17 for irradiating the glass substrate G with a laser beam. The laser control unit 17 can control the driving of the laser oscillator 15 and the laser power.

레이저 장치(3)는, 레이저광을 후술하는 기계 구동계측으로 전송하는 전송 광학계(5)를 가지고 있다. 전송 광학계(5)는, 예를 들면, 집광 렌즈(19), 복수의 미러(도시하지 않음), 프리즘(도시하지 않음) 등을 가진다. The laser apparatus 3 has a transfer optical system 5 for transferring the laser light to a mechanical drive measurement described later. The transmission optical system 5 has, for example, a condenser lens 19, a plurality of mirrors (not shown), a prism (not shown), and the like.

레이저 조사 장치(1)는, 렌즈의 위치를 광축 방향으로 이동시키는 것에 의해서, 레이저광의 스폿의 크기를 변경하는 구동 기구(11)를 가지고 있다. The laser irradiation apparatus 1 has a drive mechanism 11 for changing the size of the spot of the laser beam by moving the position of the lens in the direction of the optical axis.

레이저 조사 장치(1)는, 유리 기판(G)이 재치되는 가공 테이블(7)을 가지고 있다. 가공 테이블(7)은, 테이블 구동부(13)에 의해서 이동된다. 테이블 구동부(13)는, 가공 테이블(7)을 헤드(도시하지 않음)에 대해서 수평 방향으로 이동시키는 이동 장치(도시하지 않음)를 가지고 있다. 이동 장치는, 가이드 레일, 모터 등을 가지는 공지의 기구이다. The laser irradiation apparatus 1 has a processing table 7 on which a glass substrate G is placed. The machining table 7 is moved by the table drive unit 13. The table drive unit 13 has a moving device (not shown) that moves the machining table 7 in a horizontal direction with respect to a head (not shown). The moving device is a known device having a guide rail, a motor, and the like.

레이저 조사 장치(1)는, 제어부(9)를 구비하고 있다. 제어부(9)는, 프로세서(예를 들면, CPU)와 기억장치(예를 들면, ROM, RAM, HDD, SSD 등)와, 각종 인터페이스(예를 들면, A/D컨버터, D/A컨버터, 통신 인터페이스 등)를 가지는 컴퓨터 시스템이다. 제어부(9)는, 기억부(기억장치의 기억 영역의 일부 또는 전부에 대응)에 보존된 프로그램을 실행함으로써, 각종 제어 동작을 행한다. The laser irradiation apparatus 1 is provided with a control section 9. The controller 9 includes a processor (for example, a CPU), a storage device (for example, ROM, RAM, HDD, SSD, etc.), various interfaces (for example, an A / D converter, Communication interface, etc.). The control unit 9 performs various control operations by executing a program stored in a storage unit (corresponding to a part or all of the storage area of the storage device).

제어부(9)는, 단일의 프로세서로 구성되어 있어도 괜찮지만, 각 제어를 위해서 독립한 복수의 프로세서로 구성되어 있어도 괜찮다. The control unit 9 may be constituted by a single processor, but it may be constituted by a plurality of independent processors for each control.

제어부(9)는, 레이저 제어부(17)를 제어할 수 있다. 제어부(9)는, 구동 기구(11)를 제어할 수 있다. 제어부(9)는, 테이블 구동부(13)를 제어할 수 있다. The control unit 9 can control the laser control unit 17. The control unit 9 can control the driving mechanism 11. [ The control unit 9 can control the table driving unit 13. [

제어부(9)에는, 도시하지 않지만, 유리 기판(G)의 크기, 형상 및 위치를 검출하는 센서, 각 장치의 상태를 검출하기 위한 센서 및 스위치, 및 정보 입력 장치가 접속되어 있다.A sensor for detecting the size, shape and position of the glass substrate G, a sensor and a switch for detecting the state of each device, and an information input device are connected to the control unit 9, though not shown.

(2) 용융 면취 동작(2) Melting chamfer operation

유리 기판(G)에 잔류 응력이 생기는 가공의 예로서, 도 2~도 4를 이용하여, 유리 기판(G)의 단면을 용융 면취하는 동작을 설명한다. 도 2는, 레이저 스폿의 이동을 나타내는 유리 기판의 모식도이다. 도 3은, 용융 면취된 유리 기판의 단면 사진이다. 도 4는, 용융 면취된 유리 기판의 단면으로부터 중앙측을 향한 리타데이션(retardation)의 변화를 나타내는 그래프이다.As an example of a process in which residual stress is generated in the glass substrate G, an operation of taking the cross-section of the glass substrate G in the molten plane will be described with reference to Figs. 2 to 4. Fig. 2 is a schematic view of a glass substrate showing the movement of a laser spot. Fig. 3 is a cross-sectional photograph of a glass substrate which is melted and chamfered. 4 is a graph showing the change in retardation from the end face to the center side of the glass substrate melted and chamfered.

도 2에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(G)에 대해서, 레이저광을, 유리 기판(G)의 단면 근방 부분(21)에 조사하고, 또한 레이저 스폿(S)을 유리 기판(G)의 단면(20)을 따라서 주사한다. 이 때, 레이저 스폿(S)이, 유리 기판(G)의 단면(20)으로부터 기판 내측(중앙측)을 향해 예를 들면, 10μm~150μm 떨어진 위치에 오도록 셋팅한다. 2, a laser beam is irradiated onto the glass substrate G in the vicinity of the end face 21 of the glass substrate G and the laser spot S is irradiated onto the end face of the glass substrate G 20). At this time, the laser spot S is set so as to be, for example, 10 to 150 占 퐉 away from the end face 20 of the glass substrate G toward the inside of the substrate (central side).

이상과 같은 레이저 스폿(S)의 조사 및 주사에 의해서, 유리 기판(G)의 단면 근방 부분(21)이 가열된다. 특히, 중적외광(中赤外光)의 레이저광을 조사하는 것에 의해서, 레이저광은 유리 기판(G)의 내부까지 투과되면서 흡수된다. 따라서, 유리 기판(G)의 단면(20)은, 레이저광의 조사면인 표면측만이 아니라, 유리 기판(G)의 내부 및 이면측의 전체에 걸쳐서 비교적 균일하게 가열된다. 이 때문에, 유리 기판(G)의 단면(20)은 기판 두께의 중앙부가 외측으로 부풀어 오르도록 용융되고, 그 결과, 도 3에 나타내는 바와 같이, 단면(20)이 면취(面取)된다. By irradiating and scanning the laser spot S as described above, the portion 21 near the end face of the glass substrate G is heated. In particular, by irradiating the laser light of the intermediate infrared light (middle infrared light), the laser light is transmitted to the inside of the glass substrate G and absorbed. The cross section 20 of the glass substrate G is relatively uniformly heated not only on the surface side irradiated with the laser beam but also on the entire inside and back side of the glass substrate G. [ Therefore, the cross section 20 of the glass substrate G is melted so that the central portion of the substrate thickness swells outward. As a result, the cross section 20 is chamfered as shown in Fig.

이상의 결과, 도 4에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(G)의 단면 근방 부분(예를 들면, 단면(20)에서 200μm의 영역)에서는, 리타데이션(nm)이 높게 된다. 리타데이션은, 물체를 투과한 광에 생기는 위상차이며, 물체 내에 작용하는 응력에 비례하는 값이다. 외력을 가하지 않은 물체의 리타데이션이 높다고 하는 것은, 잔류 응력이 높게 되어 있는 것을 의미한다. As a result, as shown in Fig. 4, the retardation (nm) becomes high in the vicinity of the end face of the glass substrate G (for example, in the region of 200 탆 from the end face 20). The retardation is a phase difference produced in light transmitted through an object, and is a value proportional to the stress acting in the object. When the retardation of an object to which no external force is applied is high, it means that the residual stress is high.

(3) 잔류 응력 저감 처리(3) Residual stress reduction treatment

도 5~도 7을 이용하여, 유리 기판(G)의 단면 근방 부분을 가열하는 잔류 응력 저감 처리를 설명한다. 도 5는, 유리 기판의 잔류 응력이 높게 되어 있는 부분을 나타내는 모식적 평면도이다. 도 6은, 유리 기판의 잔류 응력이 높게 되어 있는 부분을 나타내는 모식적 단면도이다. 도 7은, 레이저 스폿의 이동을 나타내는 유리 기판의 모식도이다. 5 to 7, the residual stress reducing process for heating the portion near the end face of the glass substrate G will be described. 5 is a schematic plan view showing a portion where the residual stress of the glass substrate is increased. 6 is a schematic cross-sectional view showing a portion where the residual stress of the glass substrate is increased. 7 is a schematic view of a glass substrate showing the movement of a laser spot.

도 7에 나타내는 바와 같이, 가공 테이블(7) 상의 유리 기판(G)에 대해서, 레이저광을, 유리 기판(G)의 단면 근방 부분(21)에 조사하고, 또한 레이저 스폿(S)을 유리 기판(G)의 단면 근방 부분(21)을 따라서 주사한다. 여기서의 단면 근방 부분(21)은, 용융 면취에 의해서 잔류 응력이 생긴 잔류 응력 발생 영역(Z)(사선 영역)에 대응하고 있다. 7, laser light is irradiated onto the glass substrate G on the machining table 7 to the vicinity of the end face 21 of the glass substrate G and the laser spot S is irradiated onto the glass substrate G, (21) near the end face of the projection (G). Here, the section near the section 21 corresponds to the residual stress generating zone Z (slanted area) where the residual stress is generated by the molten chamfering.

이 때, 레이저 스폿(S)은 유리 기판(G)에 대해서 작게, 예를 들면, 4μm~20mm 정도의 크기로 설정한다. 이것에 의해, 유리 기판(G)의 단면 근방 부분(21)이 레이저 스폿(S)에 의해서 가열된다.At this time, the size of the laser spot S is set smaller than that of the glass substrate G, for example, about 4 to 20 mm. As a result, the portion 21 near the end face of the glass substrate G is heated by the laser spot S.

본 발명자들은, 잔류 응력 저감 처리에서는, 고온이 되는 영역을, 단면(20)을 따른 방향의 좁은 범위로 억제하는 것이 필요한 것을 찾아내어, 본 발명에 이르렀다. 그 근거는 후술한다. 즉, 레이저 스폿(S)의 주사 속도를 느리게 설정하여 유리 기판(G)을 유리 전이점(轉移点) 이상의 온도까지 가열한다. 그 결과, 고온이 되는 영역이 단면(20)을 따른 방향으로 퍼지지 않고, 그 때문에 잔류 응력을 저감하는 효과가 높아진다. 반대로, 주사 속도를 빠르게 설정하면, 유리 전이점 이상의 온도까지 가열하는데 필요한 출력이 증가한다. 높은 출력의 레이저 스폿(S)을 빠른 속도로 주사시키면, 고온이 되는 영역이 단면(20)을 따른 방향으로 퍼지는 결과, 잔류 응력을 저감하는 효과가 낮아진다.The present inventors have found that, in the residual stress reduction treatment, it is necessary to suppress the high temperature region to a narrow range in the direction along the cross section 20, leading to the present invention. The reason will be described later. That is, the scanning speed of the laser spot S is set to be slow, and the glass substrate G is heated to a temperature equal to or higher than the glass transition point. As a result, the high temperature region does not spread in the direction along the cross section 20, and therefore, the effect of reducing the residual stress is enhanced. Conversely, setting the scanning speed quickly increases the power required to heat to a temperature above the glass transition point. If the high-power laser spot S is scanned at a high speed, the high-temperature region spreads in the direction along the cross section 20, so that the effect of reducing the residual stress is low.

주사 속도는, 20mm/s 이하이면 좋고, 바람직하게는 10mm/s 이하이며, 더 바람직하게는 5mm/s 미만이다. The scanning speed may be 20 mm / s or less, preferably 10 mm / s or less, and more preferably 5 mm / s or less.

이상의 결과, 유리 기판(G)의 단면 근방 부분(21)(즉, 잔류 응력 발생 영역(Z))이 유리 전이점 이상까지 가열되고, 그 결과, 잔류 응력이 저감된다. As a result, the portion 21 in the vicinity of the end face of the glass substrate G (i.e., the residual stress generating region Z) is heated to the glass transition point or higher, and as a result, the residual stress is reduced.

이 방법에서는, 유리 기판(G)의 단면 근방 부분(21)이 가열되므로(즉, 유리 기판(G) 전체가 가열되지 않으므로), 수지와 같은 내열성이 낮은 재료와 일체로 된 유리 기판(G)의 단면 근방 부분(21)의 잔류 응력을 저감할 수 있게 된다. 수지 등에 열의 영향이 생기기 어렵기 때문이다. 게다가, 잔류 응력 발생 영역(Z)의 면적이 극단적으로 넓지 않으면, 수십분 이내에 잔류 응력 저감 처리를 완료할 수 있어, 높은 잔류 응력에 의해서 통상은 수십분 이내에 파괴가 생기는 유리 기판에 대해서도, 파괴가 생기기 전에 잔류 응력을 저감할 수 있게 된다. In this method, the glass substrate G, which is formed integrally with a material having a low heat resistance such as a resin, is heated since the portion near the end face 21 of the glass substrate G is heated (i.e., the entire glass substrate G is not heated) It is possible to reduce the residual stress of the portion 21 in the vicinity of the end face. This is because heat is hardly affected by resin. In addition, if the area of the residual stress generating region Z is not extremely wide, the residual stress reducing process can be completed within several tens of minutes, and even in the case of a glass substrate where breakage usually occurs within tens of minutes due to a high residual stress, The residual stress can be reduced.

레이저의 종류(파장)는 특별히 한정되지 않는다. The kind (wavelength) of the laser is not particularly limited.

필요한 레이저 출력은, 유리 기판(G)을 유리 전이점 이상까지 가열할 수 있는 출력이다. 이 때문에, 유리에 대한 광 흡수율이 낮은 레이저를 사용하는 경우는, 보다 높은 레이저 출력이 필요하게 된다. 또, 유리 기판(G)의 가열부의 온도가 유리 전이점 정도인 경우, 가열부의 변형은 거의 확인되지 않는다. 가열부의 온도가 보다 높은 경우에는, 가열부가 용융되어, 형상이 변화한다. 레이저 출력이 높을수록, 가열부의 점도가 저하되어, 짧은 시간에 크게 변형된다. 본 발명에 의하면, 레이저 출력이 높아, 유리 기판(G)의 형상이 변형하는 경우라도, 잔류 응력이 저감된다. 다만, 유리 기판(G)의 허용할 수 있는 변형량에 제약이 있는 제품에 본 발명을 적용하는 경우에는, 유리 기판(G)의 점도가 저하되어 변형량이 허용값을 넘지 않도록, 레이저 출력에 상한이 설정되어야 한다. The required laser output is an output capable of heating the glass substrate G to a glass transition point or higher. For this reason, when a laser having a low light absorptivity to glass is used, a higher laser output is required. Further, when the temperature of the heating portion of the glass substrate G is about the glass transition point, the deformation of the heating portion is hardly confirmed. When the temperature of the heating part is higher, the heating part melts and the shape changes. The higher the laser output, the lower the viscosity of the heating section, and it is greatly deformed in a short time. According to the present invention, even when the shape of the glass substrate G is deformed due to a high laser output, the residual stress is reduced. However, when the present invention is applied to a product having an allowable deformation amount of the glass substrate (G), the upper limit of the laser output is set so that the viscosity of the glass substrate (G) Should be set.

유리 기판(G)으로의 입열(入熱) 방향은 특별히 한정되지 않는다. 유리 기판(G)의 표면으로부터 입열되어도 좋고, 이면으로부터 입열되어도 괜찮으며, 단면(20)으로부터 입열되어도 좋다. The direction of heat input to the glass substrate G is not particularly limited. It may be heat input from the surface of the glass substrate G, may be heat input from the back surface, and may be heat input from the end surface 20. Fig.

상기 실시 형태에서는 용융 면취가 끝난 후에 잔류 응력 저감 처리를 행하고 있었지만, 용융 면취 가공과 잔류 응력 저감 처리를 하나의 유리 기판(G)에서 병행하여 행해도 괜찮다. 구체적으로는, 2개의 레이저 빔을 이용함으로써 용융 면취 동작 도중에 잔류 응력 저감 처리가 개시되고, 그것 이후는 양 처리가 동시에 행해진다. 그 경우는, 전체의 처리 시간이 짧아진다. In the above embodiment, the residual stress reduction process is performed after the completion of the melt chamfering. However, the melt chamfering process and the residual stress reduction process may be performed in parallel on one glass substrate (G). Specifically, the residual stress reduction process is started during the melting chamfering operation by using two laser beams, and thereafter both processes are performed at the same time. In this case, the total processing time is shortened.

또, 복수의 레이저 빔을 이용하기 위해서는, 레이저 발진기를 복수 준비해도 괜찮고, 1개의 레이저 발진기로부터 레이저 빔을 분기시켜도 괜찮다. In order to use a plurality of laser beams, a plurality of laser oscillators may be prepared, and the laser beam may be branched from one laser oscillator.

(4) 실험예(4) Experimental Example

도 8~도 10을 이용하여, 레이저 주사에 의한 잔류 응력 저감 처리의 실험예를 설명한다. 도 8~도 10은, 용융 면취된 유리 기판(두께 200μm의 무알칼리 유리)의 단면으로부터 중앙측을 향한 리타데이션의 변화를, 잔류 응력 저감 처리의 전후에서 비교하기 위한 그래프이다. Experimental examples of residual stress reduction processing by laser scanning will be described with reference to Figs. 8 to 10. Fig. Figs. 8 to 10 are graphs for comparing the change in retardation from the end face to the center side of the glass substrate (non-alkali glass having a thickness of 200 mu m) melted and chamfered before and after the residual stress reduction treatment.

잔류 응력의 저감 처리는, 중적외 레이저(Er파이버 레이저)라도 원적외 레이저(CO2 레이저)라도 가능했다. Er파이버 레이저의 제원은, 파장 2.8μm, 최대 출력 10W, 광흡수율 약 30%이며, 실질의 입열은 최대 3W이다. CO2 레이저의 제원은, 파장 10.6μm, 최대 출력 250W, 광 흡수율 약 80%이며, 실질의 입열은 최대 200W이다. The residual stress can be reduced by an extraordinary laser (Er fiber laser) or an extraordinary laser (CO 2 laser). The Er fiber laser is characterized by a wavelength of 2.8 μm, a maximum output of 10 W, a light absorption rate of about 30%, and a substantial incident heat of 3 W at maximum. The CO 2 laser is characterized by a wavelength of 10.6 μm, a maximum output of 250 W, a light absorption rate of about 80%, and a substantial heat input of 200 W at maximum.

(4－1) 제1 실험예(4-1) First Experimental Example

도 8의 용융 면취에서는, Er파이버 레이저가 이용되며, 스폿 사이즈 200μm, 5W, 3mm/s의 조건이었다.8, Er fiber lasers were used, and the spot size was 200 μm, 5 W, and 3 mm / s.

도 8의 잔류 응력 저감 처리에서는, Er파이버 레이저가 이용되며, 스폿 사이즈 2mm, 4W, 0.2mm/s의 조건이었다.In the residual stress reduction process of Fig. 8, an Er fiber laser was used, and the spot size was 2 mm, 4 W, and 0.2 mm / s.

도 8로부터 분명한 바와 같이, 잔류 응력의 최대값은 큰 폭으로 저감하고 있다.As is apparent from Fig. 8, the maximum value of the residual stress is greatly reduced.

(4－2) 제2 실험예(4-2) Example 2

도 9의 용융 면취에서는, Er파이버 레이저가 이용되며, 스폿 사이즈 200μm, 5W, 3mm/s의 조건이었다.In the molten chamfering shown in Fig. 9, an Er fiber laser was used, and the spot size was 200 μm, 5 W, and 3 mm / s.

도 9의 잔류 응력 저감 처리에서는, Er파이버 레이저가 이용되며, 상기 조건으로 용융 면취를 행한 기판을, 스폿 사이즈 1mm, 3.5W, 1mm/s의 조건으로 가열했다. 도 9로부터 분명한 바와 같이, 잔류 응력의 최대값은 저감하고 있다.In the residual stress reducing process of Fig. 9, an Er fiber laser was used, and the substrate subjected to melt face sawing under the above conditions was heated under the conditions of spot sizes of 1 mm, 3.5 W and 1 mm / s. As is apparent from Fig. 9, the maximum value of the residual stress is reduced.

도 8, 도 9의 어느 실험예에서도, 잔류 응력 저감 처리를 행하기 전에는, 용융 면취된 유리 기판이, 수분~수일 이내에 자발적으로 갈라지는 확률이 높았는데 대해, 잔류 응력 저감 처리를 행한 다음에는, 1개월 경과해도 갈라지지 않았다. 또, 잔류 응력 저감 처리에서는, 유리가 용융하여 형상이 변화하지 않도록, 레이저광의 파워 밀도가 조정되어 있다. 즉, 용융 면취된 유리 기판 단면의 형상을 변화시키지 않고, 잔류 응력이 저감되어, 유리 기판이 자발적으로 갈라지는 확률이 저감되었다. 8 and 9, the probability that the molten chamfered glass substrate was spontaneously cleaved within a few minutes to several days was high before the residual stress reduction treatment was performed. However, after performing the residual stress reduction treatment, It did not break even after months. In the residual stress reduction treatment, the power density of the laser light is adjusted so that the glass is melted and the shape does not change. That is, the residual stress is reduced without changing the shape of the end face of the molten chamfered glass substrate, and the probability that the glass substrate spontaneously cracks is reduced.

(4－3) 제3 실험예(4-3) Experimental Example 3

도 10의 용융 면취에서는, Er파이버 레이저가 이용되고, 스폿 사이즈 200μm, 5W, 3mm/s의 조건이었다. 10, an Er fiber laser was used, and the conditions were such that spot sizes were 200 μm, 5 W, and 3 mm / s.

도 10의 잔류 응력 저감 처리에서는, Er파이버 레이저가 이용되고, 상기 조건에서 용융 면취를 행한 기판을, 스폿 사이즈 0.4mm, 4mm/s, 레이저 출력 4~6W의 조건으로 가열했다. 레이저 출력 4W의 경우는, 용융 면취에서 생긴 잔류 응력에 변화를 볼 수 없었다. 이것은, 레이저 출력이 낮아, 유리 기판(G)의 온도가 유리 전이점을 넘지 않았기 때문이다. 레이저 출력 5.5W의 경우는, 잔류 응력의 최대값이 약간 저감되었다. 또, 용융 면취에서 잔류 응력이 낮았던 영역의 일부에서 잔류 응력이 크게 상승했다. 레이저 출력 6W의 경우는, 레이저 출력이 높았던 결과, 유리 기판(G)이 용융되어, 변형되었다. 유리 기판이 용융되어 변형될 때까지 레이저 출력을 높게 설정해도, 용융 면취에 의해 생긴 잔류 응력은 거의 저감되지 않고, 용융 면취에 의해 잔류 응력이 낮았던 영역의 일부에서 잔류 응력이 크게 상승했다. In the residual stress reduction process of Fig. 10, an Er fiber laser was used, and the substrate subjected to melt face inspection under the above conditions was heated under conditions of spot size of 0.4 mm, 4 mm / s, and laser output of 4 to 6 W. In the case of the laser output of 4W, no change was observed in the residual stress caused by the melting sawing. This is because the laser output is low and the temperature of the glass substrate G does not exceed the glass transition point. For the laser output of 5.5 W, the maximum value of the residual stress was slightly reduced. In addition, the residual stress was significantly increased in a part of the region where the residual stress was low in the molten chamfer. In the case of the laser output of 6 W, as a result of the high laser output, the glass substrate G was melted and deformed. Even if the laser output was set high until the glass substrate was melted and deformed, the residual stress caused by the melt face sawing was hardly reduced and the residual stress was greatly increased in a part of the region where the residual stress was low due to the melt chamfering.

도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실험예에서는, 레이저 출력을 조정해도 잔류 응력 저감 효과가 낮았다. As can be seen from Fig. 10, in this experimental example, the residual stress reduction effect was low even when the laser output was adjusted.

　(4－4) 고찰(4-4) Consideration

이상 설명한 바와 같이, 잔류 응력 저감 처리의 주사 속도는, 제1 실험예가 0.2mm/s이고, 제2 실험예가 1mm/s이며, 모두 양호한 결과가 얻어졌다. 다만, 그래프의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이 주사 속도가 빨라지면, 잔류 응력 저감 효과가 떨어진다. 제3 실험예에서는, 주사 속도를 4mm/s로 더 빠르게 설정한 결과, 잔류 응력이 거의 저감되지 않았다. 이상으로부터, 본 실시 형태의 레이저 주사 방식의 경우는, 주사 속도가 느린 것이 바람직하다. 구체적으로는, 주사 속도는, 20mm/s 이하이면 좋고, 바람직하게는 10mm/s 이하이며, 더 바람직하게는 5mm/s 미만이다.As described above, the scanning speed of the residual stress reducing process was 0.2 mm / s for the first experimental example and 1 mm / s for the second experimental example, and good results were obtained. However, as can be seen from the comparison of the graphs, if the scanning speed is increased, the residual stress reducing effect becomes poor. In the third experimental example, as the scanning speed was set to 4 mm / s faster, the residual stress was hardly reduced. From the above, in the case of the laser scanning method of the present embodiment, it is preferable that the scanning speed is slow. Specifically, the scanning speed may be 20 mm / s or less, preferably 10 mm / s or less, and more preferably 5 mm / s or less.

본 발명자들은, 실험과 유리 기판의 온도 시뮬레이션에 근거하여, 잔류 응력 저감 처리에서는, 고온이 되는 영역을, 단면(20)을 따른 방향의 좁은 범위로 억제하는 것이 필요한 것을 찾아내어, 본 발명에 이르렀다. 이 근거는, 예를 들면, 도 11 및 도 12에 의해서 설명된다. 도 11 및 도 12는, 잔류 응력 저감 처리에서의, 주사 속도가 다른 경우의 온도 분포를 나타내는 시뮬레이션 결과이다. The present inventors have found that it is necessary to suppress the high temperature region to a narrow range in the direction along the cross section 20 in the residual stress reduction processing based on the experiment and the temperature simulation of the glass substrate, . This basis is explained, for example, by FIGS. 11 and 12. FIG. Figs. 11 and 12 are simulation results showing the temperature distribution when the scanning speed is different in the residual stress reducing process. Fig.

도 11은, 레이저 스폿(S)의 주사 속도가 0.2mm/s로 느려, 잔류 응력 저감 효과가 높았던 경우를 나타내고 있다. 주사 속도가 느리게 설정되어 있으므로, 고온부(예를 들면, 300℃을 넘는 영역)는 단면을 따라서 길게 되어 있지 않다. 11 shows a case where the scanning speed of the laser spot S is as low as 0.2 mm / s and the residual stress reducing effect is high. Since the scanning speed is set to be slow, the high temperature portion (for example, an area exceeding 300 캜) is not elongated along the cross section.

한편, 도 12는, 주사 속도가 20mm/s로 빨라, 잔류 응력 저감 효과가 낮았던 경우를 나타내고 있다. 다만, 도 11과 동일한 정도의 온도까지 가열되도록, 레이저 출력을 높게 설정하고 있다. 도 11과 비교하여, 고온부가 단면을 따라서 길게 되어 있는 것을 알 수 있다. On the other hand, Fig. 12 shows a case where the scanning speed is as high as 20 mm / s and the residual stress reducing effect is low. However, the laser output is set to be high so as to be heated to the same level as in Fig. Compared with Fig. 11, it can be seen that the high temperature portion is elongated along the cross section.

이들 결과는, 고온부가 단면을 따라서 길게 되는 경우에는, 잔류 응력 저감 효과가 저하되는 것을 나타내는 근거 중 하나이다.These results are one of the reasons for the decrease in the residual stress reducing effect when the high temperature portion is elongated along the cross section.

게다가, 본 발명자들은, 이하에 설명하는 실험도 행하여, 본 발명에 이르렀다. 이하에 설명하는 실험에서는, 레이저 스폿(S)을 단면 근방 부분(21)을 따라서 주사시키는 대신에, 단면 근방 부분(21) 중 1점을 소정 시간만큼 가열함으로써, 가열된 영역의 잔류 응력을 저감했다. 도 13, 도 14 및 도 15는, 소정 시간 가열을 행할 때의 레이저 스폿(S)의 형상의 바리에이션을 나타내는 모식적 평면도이다.Furthermore, the inventors of the present invention have conducted the experiments described below and have reached the present invention. In the experiment described below, instead of scanning the laser spot S along the section near the section 21, one point in the section near the section 21 is heated for a predetermined time to reduce the residual stress in the heated area did. 13, Fig. 14 and Fig. 15 are schematic plan views showing variations of the shape of the laser spot S when heating is performed for a predetermined time.

도 13에는, 원형의 레이저 스폿(S100)과, 단면(20)에 직교하는 방향으로 긴 타원형의 레이저 스폿(S101)이 나타내어져 있다. 도 14에는, 단면(20)을 따라서 긴 타원형의 레이저 스폿(S102, S103)이 나타내어져 있다. 도 15에는, 단면(20) 전체를 덮는, 단면(20)을 따라서 긴 형태의 레이저 스폿(S104)이 나타내어져 있다. 레이저 스폿(S100, S101, S102, S103)을 이용한 경우는, 레이저 출력 및 가열을 위한 소정 시간을 조정하면, 가열 영역에서의 잔류 응력이 저감되었다. 다만, 잔류 응력 저감 효과는, S100≒S101＞S102＞S103의 순서로 높았다. 레이저 스폿(S104)을 이용한 경우, 레이저 출력 및 가열을 위한 소정 시간을 조정해도, 잔류 응력이 저감되지 않았다. 13 shows a circular laser spot S100 and an elliptic laser spot S101 in a direction orthogonal to the end face 20. In Fig. In Fig. 14, long oval laser spots (S102, S103) are shown along the cross section 20. 15 shows a laser spot S104 of a long shape along the cross section 20 covering the entire cross section 20. As shown in Fig. When the laser spots S100, S101, S102 and S103 are used, the residual stress in the heating region is reduced by adjusting the laser output and the predetermined time for heating. However, the residual stress reducing effect was high in the order of S100? S101? S102? S103. In the case of using the laser spot S104, even if the laser output and the predetermined time for heating were adjusted, the residual stress was not reduced.

이상으로 나타낸 시뮬레이션 결과 및 실험 결과를 감안하여, 본 발명자들은, 잔류 응력 저감 처리에서는, 고온이 되는 영역을, 단면(20)을 따른 방향의 좁은 범위로 억제하는 것이 필요한 것을 찾아내어, 본 발명에 이르렀다. In view of the above-described simulation results and experimental results, the inventors of the present invention found that it is necessary to suppress the high temperature region to a narrow range in the direction along the cross section 20 in the residual stress reduction treatment, It came.

(5) 제1 변형예(5) First Modification

제1 실시 형태에서는 유리 기판(G)의 한 변(邊)의 잔류 응력을 저감하는 싱글 빔 주사 처리를 설명했지만, 유리 기판의 단면 근방 부분의 복수 개소 각각에 레이저광을 조사하는 복수 빔 동시 주사에 의해서 복수 변(邊)의 잔류 응력을 동시에 저감해도 괜찮다. In the first embodiment, the single beam scanning process for reducing the residual stress on one side of the glass substrate G has been described. However, it is also possible to perform the multiple beam scanning process for irradiating a plurality of portions in the vicinity of the end face of the glass substrate with laser light, It is also possible to simultaneously reduce the residual stress on the sides.

도 16~도 18을 이용하여, 그러한 실시예를 제1 변형예로서 설명한다. 도 16~도 18은, 레이저 스폿의 이동을 나타내는 유리 기판의 모식도이다. 16 to 18, such an embodiment will be described as a first modification. 16 to 18 are schematic views of a glass substrate showing the movement of the laser spot.

도 16에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(G)의 4변인 단면 근방 부분(21)이 잔류 응력 발생 영역(Z)으로 되어 있다. As shown in Fig. 16, the residual stress generating region Z is the portion 21 near the end face, which is the fourth variant of the glass substrate G.

도 17에 나타내는 바와 같이, 4개의 레이저 스폿(S)이 4변 각각을 주사한다. As shown in Fig. 17, four laser spots S scan four sides.

이것에 의해, 도 18에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(G)의 잔류 응력이 저감된다. 이 경우, 싱글 빔 주사 처리에 비해 처리 시간이 짧아진다. 또, 레이저 스폿의 수는 2, 3, 5 이상이라도 좋다. As a result, as shown in Fig. 18, the residual stress of the glass substrate G is reduced. In this case, the processing time is shorter than that of the single beam scanning processing. The number of laser spots may be 2, 3, 5 or more.

(6) 제2 변형예(6) Second Modification

제1 실시 형태에서는 유리 기판(G)은 사각형으로서 복수의 직선변을 가지고 있었지만, 곡선 등의 변을 가지는 유리 기판(G)에도 본 발명을 적용할 수 있다. In the first embodiment, the glass substrate G is rectangular and has a plurality of straight sides, but the present invention can also be applied to a glass substrate G having curved sides or the like.

도 19~도 21을 이용하여, 그러한 실시예를 제2 변형예로서 설명한다. 도 19~도 21은, 레이저 스폿의 이동을 나타내는 유리 기판의 모식도이다. 19 to 21, such an embodiment will be described as a second modification. 19 to 21 are schematic views of a glass substrate showing the movement of a laser spot.

도 19에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(G)은 원형이며, 외주 가장자리 전체인 단면 근방 부분(21)이 잔류 응력 발생 영역(Z)으로 되어 있다. As shown in Fig. 19, the glass substrate G is circular, and the portion near the end face 21, which is the entire outer peripheral edge, is the residual stress generating region Z. As shown in Fig.

도 20에 나타내는 바와 같이, 4개의 레이저 스폿(S)이 외주 가장자리의 4개소를 각각 원주 방향으로 주사한다. 변형예로서, 유리 기판(G)을 회전시켜도 괜찮다. As shown in Fig. 20, four laser spots S are scanned in the circumferential direction at four positions on the outer peripheral edge. As a modification, the glass substrate G may be rotated.

이것에 의해, 도 21에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(G)의 잔류 응력이 저감된다. As a result, as shown in Fig. 21, the residual stress of the glass substrate G is reduced.

또, 레이저 스폿의 수는 2, 3, 5 이상이라도 좋다. 또, 원형의 구멍이 형성된 유리 기판(G)의 구멍의 가장자리의 단면 근방 부분(21)이 잔류 응력 발생 영역(Z)으로 되어 있는 경우에 대해서도, 동일한 수법을 적용할 수 있다. The number of laser spots may be 2, 3, 5 or more. The same method can also be applied to the case where the portion near the end face of the edge of the hole of the glass substrate G having the circular hole is formed as the residual stress generating region Z. [

2. 다른 실시 형태2. Other Embodiments

이상, 본 발명의 일 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변경이 가능하다. 특히, 본 명세서에 쓰여진 복수의 실시 형태 및 변형예는 필요에 따라서 임의로 조합 가능하다. Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible without departing from the gist of the invention. In particular, a plurality of embodiments and modifications written in this specification may be arbitrarily combined as needed.

본 발명은, 용융 면취가 행하여지지 않은 경우도 적용된다.The present invention is also applied to a case where molten chamfering is not performed.

본 발명은, 잔류 응력 발생 영역이 유리 기판(G)의 단면 근방 부분이 아닌 경우, 예를 들면 중앙 부분의 경우에도 적용된다.The present invention is also applied to the case where the residual stress generating region is not a portion near the end face of the glass substrate G, for example, the center portion.

[산업상의 이용 가능성][Industrial Availability]

본 발명은, 유리 기판의 잔류 응력 저감 방법 및 유리 기판의 잔류 응력 저감 장치에 널리 적용할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied to a residual stress reducing method of a glass substrate and an apparatus for reducing a residual stress of a glass substrate.

1 : 레이저 조사 장치 3 : 레이저 장치
5 : 전송 광학계 7 : 가공 테이블
9 : 제어부 11 : 구동 기구
13 : 테이블 구동부 15 : 레이저 발진기
17 : 레이저 제어부 19 : 집광 렌즈
20 : 단면 21 : 단면 근방 부분
G : 유리 기판 S : 레이저 스폿
Z : 잔류 응력 발생 영역1: laser irradiation device 3: laser device
5: Transmission optical system 7: Machining table
9: control unit 11: driving mechanism
13: table driving part 15: laser oscillator
17: laser control unit 19: condenser lens
20: cross-section 21:
G: glass substrate S: laser spot
Z: Residual stress generating region

Claims (8)

유리 기판의 잔류 응력 저감 방법으로서,
상기 유리 기판의 잔류 응력이 높은 부분에 레이저광을 주사(走査)함으로써 잔류 응력을 저감하는 레이저광 주사 스텝을 구비하고 있는 유리 기판의 잔류 응력 저감 방법.As a residual stress reducing method for a glass substrate,
And a laser beam scanning step of reducing a residual stress by scanning a laser beam on a portion where the residual stress of the glass substrate is high, thereby reducing the residual stress of the glass substrate. 청구항 1에 있어서,
상기 레이저광 주사 스텝은, 상기 유리 기판의 잔류 응력이 높은 부분을 따라서 복수의 레이저광을 주사하는 유리 기판의 잔류 응력 저감 방법.The method according to claim 1,
Wherein the laser beam scanning step scans a plurality of laser beams along a portion having a high residual stress of the glass substrate. 청구항 1에 있어서,
상기 레이저광 주사 스텝은, 상기 유리 기판의 단면(端面) 근방 부분을 따라서 레이저광을 주사하는 유리 기판의 잔류 응력 저감 방법.The method according to claim 1,
Wherein the laser beam scanning step scans a laser beam along a portion near the end face of the glass substrate. 청구항 3에 있어서,
상기 레이저광 주사 스텝은, 상기 유리 기판의 단면 근방 부분을 따라서 복수의 레이저광을 주사하는 유리 기판의 잔류 응력 저감 방법.The method of claim 3,
Wherein the laser beam scanning step scans a plurality of laser beams along a portion near an end face of the glass substrate. 유리 기판의 잔류 응력 저감 장치로서,
상기 유리 기판의 잔류 응력이 높은 부분에 레이저광을 주사함으로써 잔류 응력을 저감하는 레이저 장치를 구비한 유리 기판의 잔류 응력 저감 장치.A residual stress reduction apparatus for a glass substrate,
And a laser device for reducing a residual stress by scanning laser light on a portion where the residual stress of the glass substrate is high, thereby reducing the residual stress of the glass substrate. 청구항 5에 있어서,
상기 레이저 장치는, 상기 유리 기판의 잔류 응력이 높은 부분을 따라서 복수의 레이저광을 주사하는 유리 기판의 잔류 응력 저감 장치.The method of claim 5,
Wherein the laser device scans a plurality of laser beams along a portion having a high residual stress of the glass substrate. 청구항 5에 있어서,
상기 레이저 장치는, 상기 유리 기판의 단면 근방 부분을 따라서 레이저광을 주사하는 유리 기판의 잔류 응력 저감 장치.The method of claim 5,
Wherein the laser device scans a laser beam along a portion near an end face of the glass substrate. 청구항 7에 있어서,
상기 레이저 장치는, 상기 유리 기판의 단면 근방 부분을 따라서 복수의 레이저광을 주사하는 유리 기판의 잔류 응력 저감 장치.The method of claim 7,
Wherein the laser device scans a plurality of laser beams along a portion near an end face of the glass substrate.
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