TW201532986A - 玻璃板之雷射切斷方法及玻璃板 - Google Patents

Abstract

提供一種可將表面形成有由無機物所構成的薄膜層之玻璃板，藉由熔斷手法予以雷射切斷之玻璃板之雷射切斷方法，及以該方法切割出之高品質玻璃板。 一種在表面形成有由無機物所構成之薄膜層(3)的玻璃板(10)之雷射切斷方法，具備：第一工程即薄膜層除去工程(STEP-1)，在切斷玻璃板(10)之預定處設定切斷預定線(S)，並對該切斷預定線(S)上的薄膜層(3)照射雷射光以除去薄膜層(3)；及第二工程即玻璃板熔斷工程(STEP-2)，對薄膜層(3)被除去之切斷預定線(S)上的玻璃膜(2)照射雷射光，以熔斷玻璃膜(2)。

Description

玻璃板之雷射切斷方法及玻璃板

本發明係有關將具有由無機物所構成的薄膜層之玻璃板藉由熔斷手法予以雷射切斷之雷射切斷方法，及以該雷射切斷方法切割出之玻璃板的技術。

近年來，正在發展玻璃板的薄化，伴隨此，逐漸開發將玻璃板藉由熔斷手法予以雷射切斷之技術(以下亦稱為雷射熔斷)。

將玻璃板予以雷射熔斷之技術，例如揭示於以下所示專利文獻1而為周知。

又，按照專利文獻1所示之雷射熔斷方法，例如即使是具有200μm左右厚度的非常薄的玻璃板，仍能保持切斷面的品質良好，而切割出高品質的玻璃板。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本特開2013-63863號公報

不過，若使用專利文獻1所示之雷射熔斷方法，對於表面形成有無機薄膜之玻璃板進行熔斷，那麼會發生被熔斷之玻璃板的撓曲強度(flexural strength)降低之問題。

本發明係有鑑於此一現狀問題而研發，目的在於提供一種可將表面形成有由無機物所構成的薄膜層之玻璃板，藉由熔斷手法予以雷射切斷之玻璃板之雷射切斷方法，及以該方法切割出之高品質玻璃板。

據本發明團隊專注研究之結果，發現若將附無機薄膜之玻璃板予以雷射熔斷，那麼在玻璃板的切斷面附近會產生氣泡，玻璃板的品質會降低。也就是說，在切斷面附近產生的氣泡，當應力作用時會破裂，而導致以該氣泡為起點發生龜裂，因此在切斷面具有氣泡的玻璃板會變得容易破裂。這樣的氣泡，料想是因為無機薄膜成分與熔化的玻璃成分融合而產生。

本發明所欲解決之問題如上所述，接著說明解決該問題之技術手段。

本案之第1發明，為一種在表面形成有由無機物所構成之薄膜層的玻璃板之雷射切斷方法，其特徵為，具備：第一工程，在切斷前述玻璃板之預定處設定切斷預定線，並對該切斷預定線上的前述薄膜層照射雷射光 以除去前述薄膜層；及第二工程，對前述薄膜層被除去之前述切斷預定線上的前述玻璃板照射雷射光，以熔斷前述玻璃板。

本案之第2發明，其特徵為，前述第一工程中，照射於前述切斷預定線上之，對於前述薄膜層的前述雷射光的點徑，比前述第二工程中，照射於前述切斷預定線上之，對於前述玻璃板的前述雷射光的點徑還大。

本案之第3發明，其特徵為，前述第一工程中，沿著前述切斷預定線被除去之前述薄膜層的除去寬度，比前述第二工程中，照射於前述切斷預定線上之，對於前述玻璃板的前述雷射光的點徑還大。

本案之第4發明，其特徵為，經前述第一工程後的前述薄膜層，在藉由前述雷射光的照射而被除去之部位所呈現出的端部，為向著前述切斷預定線成為前端降低之推拔狀。

本案之第5發明，其特徵為，構成前述薄膜層的前述無機物，為無機氧化物。

本案之第6發明，其特徵為，前述第一工程中，前述雷射光的照射所造成之前述玻璃板的加熱溫度，訂為前述玻璃板的軟化點以下之溫度。

本案之第7發明，為一種在表面形成有由無機物所構成之薄膜層，藉由照射雷射光而被熔斷，形成為規定大小之玻璃板，其特徵為：在前述薄膜層的端部，具備前述薄膜層呈傾斜之部位亦即傾斜部；且在前述薄膜層 的端部與前述玻璃板的端部之間，具備前述玻璃板呈現為平面狀之部位亦即平面部。

就本發明之功效而言，將發揮以下所示般的效果。

按照本案之第1發明，能夠將附無機薄膜的玻璃板，保持切斷部的品質良好，同時予以雷射熔斷。

按照本案之第2發明，當將附無機薄膜的玻璃板予以雷射熔斷時，能夠確實防止在切斷部產生氣泡。

按照本案之第3發明，當將附無機薄膜的玻璃板予以雷射熔斷時，能夠確實防止在切斷部產生氣泡。

按照本案之第4發明，能夠使無機薄膜不易從玻璃板剝離。

按照本案之第5發明，能夠將附有由無機氧化物所構成的薄膜的玻璃板，保持切斷部的品質良好，同時予以雷射熔斷。

按照本案之第6發明，能夠使附無機薄膜的玻璃板不易發生變形或應變，而予以雷射熔斷。

按照本案之第7發明，能夠容易地提供一種無機薄膜難以從玻璃板剝離，熔斷部品質良好的玻璃板。

1‧‧‧玻璃板(熔斷後)

2‧‧‧玻璃膜

2a‧‧‧平面部

2b‧‧‧熔斷部

3‧‧‧薄膜層

3a‧‧‧傾斜部

4‧‧‧薄膜除去部

5‧‧‧切斷部

10‧‧‧玻璃板(熔斷前)

〔圖1〕本發明之玻璃板之雷射切斷方法的順序示意立體模型圖。

〔圖2〕構成本發明之玻璃板的玻璃膜製造狀況示意模型圖。

〔圖3〕本發明之玻璃板之雷射切斷方法的順序示意流程圖。

〔圖4〕本發明之玻璃板之雷射切斷方法中雷射光的點徑示意模型圖，(a)為除去無機薄膜時、(b)為將玻璃膜熔斷時。

[圖5]本發明之玻璃板之雷射切斷方法中雷射光的點徑及能量強度的分布示意模型圖，(a)為除去無機薄膜時、(b)為將玻璃膜熔斷時。

[圖6]藉由本發明之玻璃板之雷射切斷方法而熔斷的玻璃板示意部分放大模型圖。

以下參照圖面，說明本發明之玻璃板之雷射切斷方法。

首先，說明藉由本發明之雷射切斷方法而切斷的對象亦即玻璃板。

如圖1所示，附無機薄膜的玻璃板10，是在膜狀的玻璃亦即玻璃膜2的表面形成有由無機物所構成的薄膜層3，藉此構成。

又，本發明之雷射切斷方法中，是構成為，在將玻璃 板10切斷的部位，設定直線狀的切斷預定線S。

又，將玻璃板10藉由本發明之玻璃板之雷射切斷方法予以熔斷，藉此，本發明之玻璃板1、1便被切割出來。

構成玻璃膜2之玻璃，可使用矽酸鹽玻璃、二氧化矽玻璃，較佳是使用硼矽酸玻璃，最佳是使用無鹼玻璃。

若玻璃膜2中含有鹼成分，那麼在表面會發生陽離子脫落，而產生所謂蘇打吹散(too-abundant soda)現象，構造上會變得粗糙。在此情形下，若使玻璃膜2彎曲而使用，則因經年劣化，可能會從變得粗糙的部分開始破損。

另，此處所說的無鹼玻璃，是指實質上不含鹼成分(鹼金屬氧化物)之玻璃，具體而言是鹼成分在3000ppm以下之玻璃。

本發明中使用之無鹼玻璃的鹼成分含有量，較佳為1000ppm以下、更佳為500ppm以下、最佳為300ppm以下。

玻璃膜2的厚度較佳為300μm以下、更佳為5~200μm、最佳為5~100μm。

此外，本發明之玻璃膜2，較佳是藉由下引(down draw)法而成形，更佳是藉由溢流下引法(overflow down draw)而成形。

特別是，圖2所示之溢流下引法，是一種於成形時玻璃板的兩面不會與成形構件接觸之成形法，得到之玻璃板 的兩面(透光面)不易產生傷痕，即使不研磨仍能獲得很高的表面品質。當然，本發明之玻璃膜2，亦可為藉由浮製(float)法或流孔下引法(slot down draw)法、軋平(roll out)法、上引(up draw)法、再引法(redraw)法等而成形者。

圖2所示之溢流下引法中，從斷面為楔型的成形體8的下端部81流下後之玻璃帶G，立即藉由冷卻滾筒82來限制其於寬度方向的收縮，同時往下方拉伸而變薄至規定厚度。接著，將前述達到規定厚度之玻璃帶G於未圖示之徐冷爐(退火裝置)中徐徐冷卻，以除去玻璃帶G的熱應變，並將玻璃帶G切斷成規定尺寸，藉此作成玻璃膜2。

薄膜層3，為形成於玻璃膜2的表面上之由無機物所構成的薄膜狀層。

用來在玻璃膜2的表面形成薄膜層3之成膜方法，能夠使用濺鍍法、CVD法、PVD法、電阻加熱法、離子鍍(ion plating)法等周知方法。

此外，薄膜層3，是為了對於玻璃板10賦予導電性、絕緣性、磁性等各種性質，或賦予抗紫外線、抗紅外線等各種功能而形成之物，因應對於從玻璃板10切割出之玻璃板1欲賦予之功能、用途等，來適當選擇其無機物的種類。

構成薄膜層3的材質，能夠採用二氧化矽(SiO₂)、二氧化鈦(TiO₂)、五氧化二鉭(Ta₂O₅)、五氧化二鈮(Nb₂O₅)、氟化鎂(MgF₂)、氮化矽(Si₃N₄)、金 (Au)等各種無機物。

又，本發明之玻璃板之雷射切斷方法中，薄膜層3為二氧化矽與五氧化二鈮交互層積而成之無機氧化物薄膜，但按照本發明之玻璃板之雷射切斷方法，即使是附有由各種無機物所構成的薄膜之玻璃板10，仍可保持熔斷部2b的品質良好，同時予以雷射熔斷。

接著，利用圖1，圖3~圖6，說明本發明之玻璃板之雷射切斷方法。

此處，係示例對於玻璃板10照射雷射光，將玻璃板10加工成規定大小、形狀，藉此切割出玻璃板1、1之情形。

另，對於玻璃板10照射雷射光之手段，能夠使用以往即使用於玻璃板的雷射切斷之汎用的雷射加工機。

(薄膜層除去工程)

如圖1、圖3、圖4(a)所示，本發明之玻璃板之雷射切斷方法中，首先執行第一工程亦即薄膜層除去工程(STEP-1)，係將形成於玻璃板10的表面之薄膜層3，沿著切斷預定線S，以點徑ΦA照射雷射光，將薄膜層3以規定寬度W1予以除去。

薄膜層除去工程(STEP-1)中所加工的玻璃板10當中，如圖4(a)所示，除去薄膜層3的部位亦即薄膜除去部4的寬度W1，相較於雷射光的點徑ΦA較小。

接著，經由薄膜層除去工程(STEP-1)，在薄膜除去部4的外側之薄膜層3、3，會形成該薄膜層3、3向著切斷預定線S側而前端降低地傾斜之部位，即傾斜部3a、3a。

另，此處形成的傾斜部3a之態樣，可為平面狀、凸曲面狀、凹曲面狀的任一種，亦可為除此以外之態樣。

亦即，本發明之玻璃板之雷射切斷方法中形成的薄膜層3，在照射雷射光而除去之部位所呈現出的端部，係構成為向著切斷預定線S而成為前端降低的推拔狀，藉此，切割出的玻璃板1中，能夠使薄膜層3不易從玻璃膜2剝離。

圖5(a)中，揭示了薄膜層除去工程(STEP-1)中的雷射光能量強度分布。

薄膜層除去工程(STEP-1)當中，係構成為，藉由調整雷射光的強度及擴散度，雷射光的能量強度分布，在中央部(亦即對應於寬度W1之範圍)成為可除去薄膜層3的強度，同時在寬度W1的外側，其強度是抑制成薄膜層3不會完全被除去的程度，且朝向外側緩緩降低之分布；藉由調整其最外部的能量強度，來調整薄膜層3的除去量以形成傾斜部3a。

又，在切割出的玻璃板1形成傾斜部3a，設計成使薄膜層3的端部之高低差緩緩變化的構造，藉此於玻璃板1中，使薄膜層3不易從玻璃膜2剝離。

此外，薄膜層除去工程(STEP-1)中，係調整對於薄 膜層3照射之雷射光的強度，以使對於薄膜層3的雷射光所造成的玻璃膜2的加熱溫度，比玻璃膜2的軟化點來得低。

亦即，本發明之玻璃板之雷射切斷方法中，薄膜層除去工程(STEP-1)中的玻璃膜2的加熱溫度，是訂為構成玻璃膜2之玻璃的軟化點以下的溫度，藉此，當除去薄膜層3時，不會使玻璃膜2發生變形或應變。

(玻璃板熔斷工程)

如圖1、圖3、圖4(b)所示般，本發明之玻璃板之雷射切斷方法中，接下來執行第二工程亦即玻璃板熔斷工程(STEP-2)，係對於玻璃板10的薄膜除去部4之玻璃膜2，沿著切斷預定線S以點徑ΦB照射雷射光，以熔斷玻璃膜2。

此時，在玻璃膜2，如圖4(b)所示，藉由被雷射熔斷而形成玻璃膜2以規定寬度W2被除去之部位，即切斷部5，而切割出2個玻璃板1、1。

此外，經由玻璃板熔斷工程(STEP-2)，在切斷部5中相對向之各玻璃膜2、2的端部，會形成以曲面狀形成而無氣泡之部位，即熔斷部2b、2b。

此外，各玻璃板1、1中，在熔斷部2b與傾斜部3a之間的玻璃膜2，會形成平面部2a。

平面部2a這一部位，係發揮確保熔斷部2b與傾斜部3a的相隔距離之功能。若缺乏平面部2a，那麼當熔斷玻 璃膜2時，連傾斜部3a也會被雷射光加熱，而可能發生無機物與玻璃之融合，但藉由以規定的形成距離來形成平面部2a，便構成為確實防止發生無機物與玻璃之融合。

又，玻璃板熔斷工程(STEP-2)當中，切斷部5的寬度W2，比雷射光的點徑ΦB來得小，且此時的點徑ΦB，是設計成比薄膜除去部4的寬度W1來得小。

亦即，本發明之玻璃板之雷射切斷方法中，薄膜層除去工程(STEP-1)中照射於切斷預定線S上之，對薄膜層3照射之雷射光的點徑ΦA，係比玻璃板熔斷工程(STEP-2)中照射於切斷預定線S上之，對玻璃膜2的雷射光的點徑ΦB還大(即ΦA>ΦB)。

又，本發明之玻璃板之雷射切斷方法中，薄膜層除去工程(STEP-1)中沿著切斷預定線S被除去之薄膜層3的除去寬度W1，係設計成比玻璃板熔斷工程(STEP-2)中照射於切斷預定線S上之，對於玻璃膜2的雷射光的點徑ΦB還大(即W1>ΦB)。

藉由這樣的構成，當對附無機薄膜之玻璃板10照射雷射光以熔斷時，不會有無機物與玻璃融合之情況，因此能夠確實防止在熔斷部2b產生氣泡。

圖5(b)中，揭示了玻璃板熔斷工程(STEP-2)中的雷射光能量強度分布。

玻璃板熔斷工程(STEP-2)當中，係構成為，藉由調整雷射光的強度及延伸度，來使雷射光的能量強度分布特別集中於中央部(即對應於寬度W2之範圍)，以將玻璃 膜2加熱至玻璃熔點以上的溫度，藉此將玻璃膜2熔斷。

又，此時係構成為，寬度W2的外側之雷射光的強度，是抑制成玻璃膜2不會完全熔融的程度之強度，同時朝向外側急遽降低之分布，以便將玻璃膜2的熔融範圍做成局部性，而在寬度W2的外側形成具有R曲面狀的端面形狀之熔斷部2b、2b。

另，本實施形態中，係示例了將在玻璃膜2單側表面具備薄膜層3之玻璃板10藉由熔斷手法予以雷射切斷之情形，但即使是在玻璃膜2表裏兩面具備薄膜層3、3之玻璃板，仍能運用本發明之雷射切斷方法。

在此情形下，首先於薄膜層除去工程(STEP-1)，先除去存在於玻璃膜2表裏兩面之各薄膜層3、3，其後於玻璃板熔斷工程(STEP-2)將玻璃膜2熔斷即可。

接下來，說明藉由本發明之玻璃板之雷射切斷方法而切割出的玻璃板。

此處，揭示實際從玻璃板10切割出玻璃板1、1之情形下的實驗結果。

本實驗中，係將使用厚度100μm的玻璃膜2(OA-10G：日本電氣硝子公司製)，於其表面形成有交互層積二氧化矽(SiO₂)與五氧化二鈮(Nb₂O₅)而構成層厚1μm的薄膜層3而成之玻璃板10，藉由熔斷手法予以雷射切斷。

又，在第一工程即薄膜層除去工程(STEP-1)當中，將輸出7.4W的雷射光以點徑550μm照射至玻 璃板10的切斷預定線S上，以20mm/s的速度使照射位置移動。然後，將薄膜層3除去430μm的寬度，形成薄膜除去部4。

此外，在第二工程即玻璃板熔斷工程(STEP-2)當中，將輸出8.5W的雷射光以點徑105μm照射至薄膜除去部4中的玻璃膜2的切斷預定線S上，以20mm/s的速度使照射位置移動。

然後，形成切斷部5而使得熔斷部2b、2b彼此的相隔寬度W2成為80μm，將玻璃膜2熔斷，切割出玻璃板1、1。

依照這樣的條件，將附無機薄膜之玻璃板10藉由熔斷手法予以雷射切斷的情形下，在玻璃板1的端部亦即熔斷部2b不會產生氣泡，成功地在保持熔斷部2b品質良好的狀態下，切割出玻璃板1、1。

亦即，本發明之玻璃板之雷射切斷方法，為一種在玻璃膜2表面形成有由無機物所構成之薄膜層3的玻璃板10之雷射切斷方法，具備：第一工程即薄膜層除去工程(STEP-1)，在切斷玻璃板10之預定處設定切斷預定線S，並對該切斷預定線S上的薄膜層3照射雷射光以除去薄膜層3；及第二工程即玻璃板熔斷工程(STEP-2)，對薄膜層3被除去之切斷預定線S上的玻璃膜2照射雷射光，以熔斷玻璃膜2。

藉由這樣的構成，能夠將附無機薄膜的玻璃板10，保持熔斷部2b的品質良好，同時予以雷射熔斷。

此外，在玻璃板1中的薄膜層3的端部形成了傾斜部3a，而在傾斜部3a與熔斷部2b之間的玻璃膜2形成了平面部2a。

又，玻璃板1中，如圖6所示，較佳是將傾斜部3a的形成距離a訂為50~100μm。

此外，玻璃板1中，較佳是將平面部2a的形成距離b訂為50~100μm。

又，玻璃板1中，較佳是將熔斷部2b的形成距離c訂為50μm左右。

又，玻璃板1，藉由設計成具備傾斜部3a、平面部2a、熔斷部2b之構成，薄膜層3便不易從玻璃膜2剝離，此外熔斷部2b亦能保持無氣泡之良好品質。亦即，以本發明之玻璃板之雷射切斷方法來將玻璃板10予以雷射熔斷，藉此便可容易地提供一種在熔斷部2b無氣泡而具有良好品質的附無機薄膜之玻璃板1。

另，上述記載中所謂的點徑，係表示「對被照射物實質上賦予熱影響之區域的直徑」，其與一般定義上「相對於射束照射之區域內的峰值強度而言，其強度成為1/e²之區域的直徑」有可能一致，也可能不一致。

1‧‧‧玻璃板(熔斷後)

2‧‧‧玻璃膜

3‧‧‧薄膜層

4‧‧‧薄膜除去部

5‧‧‧切斷部

10‧‧‧玻璃板(熔斷前)

S‧‧‧切斷預定線

Claims (7)

1. 一種玻璃板之雷射切斷方法，為在表面形成有由無機物所構成之薄膜層的玻璃板之雷射切斷方法，其特徵為，具備：第一工程，在切斷前述玻璃板之預定處設定切斷預定線，並對該切斷預定線上的前述薄膜層照射雷射光以除去前述薄膜層；及第二工程，對前述薄膜層被除去之前述切斷預定線上的前述玻璃板照射雷射光，以熔斷前述玻璃板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃板之雷射切斷方法，其中，前述第一工程中，照射於前述切斷預定線上之，對於前述薄膜層的前述雷射光的點徑，比前述第二工程中，照射於前述切斷預定線上之，對於前述玻璃板的前述雷射光的點徑還大。
3. 如申請專利範圍第2項所述之玻璃板之雷射切斷方法，其中，前述第一工程中，沿著前述切斷預定線被除去之前述薄膜層的除去寬度，比前述第二工程中，照射於前述切斷預定線上之，對於前述玻璃板的前述雷射光的點徑還大。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述之玻璃板之雷射切斷方法，其中，經前述第一工程後的前述薄膜層， 在藉由前述雷射光的照射而被除去之部位所呈現出的端部，為向著前述切斷預定線成為前端降低之推拔狀。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項任一項所述之玻璃板之雷射切斷方法，其中，構成前述薄膜層的前述無機物，為無機氧化物。
6. 如申請專利範圍第1項至第5項任一項所述之玻璃板之雷射切斷方法，其中，前述第一工程中，前述雷射光的照射所造成之前述玻璃板的加熱溫度，訂為前述玻璃板的軟化點以下之溫度。
7. 一種玻璃板，為在表面形成有由無機物所構成之薄膜層，藉由照射雷射光而被熔斷，形成為規定大小之玻璃板，其特徵為：在前述薄膜層的端部，具備前述薄膜層呈傾斜之部位亦即傾斜部；且在前述薄膜層的端部與前述玻璃板的端部之間，具備前述玻璃板呈現為平面狀之部位亦即平面部。