WO2021157289A1 - ガラス板の製造方法 - Google Patents

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WO2021157289A1
WO2021157289A1 PCT/JP2021/000670 JP2021000670W WO2021157289A1 WO 2021157289 A1 WO2021157289 A1 WO 2021157289A1 JP 2021000670 W JP2021000670 W JP 2021000670W WO 2021157289 A1 WO2021157289 A1 WO 2021157289A1
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glass plate
mother glass
laser
crack
laser light
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PCT/JP2021/000670
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孝英 藤居
久敏 饗場
剛志 奥野
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日本電気硝子株式会社
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Publication date
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    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a glass plate having a predetermined shape by irradiating a mother glass plate with laser light and cutting the glass plate.
  • various glass plates used for displays such as liquid crystal displays and organic EL displays, organic EL lighting, solar cell panels, etc. are formed into a predetermined shape through a process of cutting the mother glass plate.
  • Patent Document 1 discloses laser cutting as a technique for cutting a mother glass plate.
  • this laser cutting first, initial cracks are formed in the mother glass plate (glass film having a thickness of 0.2 mm or less) by a crack forming means such as a diamond cutter.
  • the mother glass plate is heated by irradiating a laser beam along the planned cutting line set on the mother glass plate, and the portion heated by the refrigerant such as cooling water injected from the cooling means is cooled.
  • the mother glass plate can be cut by generating a thermal shock (thermal stress) on the mother glass plate and extending the crack along the planned cutting line (scheduled cutting line) starting from the initial crack. ..
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a glass plate capable of cutting even a thick mother glass plate.
  • the present invention is for solving the above-mentioned problems, and is an initial crack forming step of forming an initial crack on the first surface of a mother glass plate, and the initial crack by irradiating the mother glass plate with a laser beam.
  • the laser irradiation step is performed by irradiating the second surface of the mother glass plate with the laser beam. The surface layer and the inside of the second surface are heated, and the cracks are propagated along the planned cutting line by the thermal shock accompanying the heating, and the cracks are propagated in the entire thickness direction of the mother glass plate. ..
  • the cracks that grow from the initial cracks can grow in the entire thickness direction of the mother glass plate. can. Therefore, even if the mother glass plate is thick, the mother glass plate can be separated along the planned cutting line without applying bending stress to the mother glass plate, so that the folding step can be omitted. Further, since the cracks are propagated by the laser beam, it is possible to suppress the occurrence of microcracks on the cut surface and the surface roughness of the cut surface is improved.
  • CO laser light can be used as the laser light. Since the CO laser light has a high output and can stably irradiate the mother glass plate, cracks can be stably propagated along the planned cutting line.
  • the present invention is for solving the above-mentioned problems, and is an initial crack forming step of forming an initial crack on the first surface of a mother glass plate, and the initial crack by irradiating the mother glass plate with a laser beam.
  • the laser irradiation step includes CO laser light, Er laser light, Ho laser light or HF laser as the laser light.
  • the first surface of the mother glass plate may be supported by a support member. According to such a configuration, by supporting only the first surface by the support member, the mother glass plate can be cut without contacting the support member or other members with the second surface. Therefore, when the second surface is used as the quality assurance surface, a high-quality glass plate can be manufactured without damaging the quality assurance surface.
  • the laser light can be irradiated as a circular laser spot.
  • the surface of the mother glass plate is irradiated with a CO 2 laser in a linear shape (paragraph 0057, paragraph 0057, of the same document). 0059 and FIG. 1). Therefore, with the conventional cutting method, it is difficult to make the planned cutting line a curved line or to efficiently cut a relatively small glass plate from the mother glass plate.
  • the laser beam is irradiated to the mother glass plate as a circular laser spot, the scannability of the laser beam can be improved. Therefore, even when the scheduled cutting line includes a curve, it is possible to accurately scan the laser beam along the scheduled cutting line. Therefore, glass plates having various shapes can be manufactured.
  • the periphery of the laser light irradiation position may be cooled.
  • a thermal shock can be generated more remarkably at the irradiation position of the laser beam on the mother glass plate.
  • the crack may slightly deviate from the planned split line and develop. In this case, this deviation can be reduced by cooling the periphery of the laser beam irradiation position. Cooling can be performed from the rear, front, and side of the laser beam irradiation position, but it is preferably performed from the rear.
  • the mother glass plate may be supported by a surface plate and the surface plate may be cooled.
  • the surface plate By cooling the surface plate in this way, the first surface (the surface in contact with the surface plate) of the mother glass plate placed on the surface plate can be suitably cooled.
  • thermal shock can be remarkably generated at the irradiation position of the laser beam on the mother glass plate by heating by irradiating the laser beam and cooling the mother glass plate by the surface plate.
  • a part of the surface plate near the cutting end point of the planned cutting line may be cooled.
  • cracks are unlikely to grow at the cutting end point, uncut parts are likely to occur due to the stop of crack growth inside the mother glass plate.
  • the growth of cracks can be promoted at the cutting end point, and the occurrence of uncut parts can be prevented.
  • the initial crack may be formed in the inner region of the mother glass plate.
  • the inner region of the mother glass plate means a region surrounded by the edge portion of the mother glass plate, and does not include the edge portion. This makes it possible to cut out glass plates having various shapes from the mother glass plate without forming initial cracks at the edges of the mother glass plate in the initial crack forming step.
  • the laser irradiation step is carried out under the condition that the thermal stress ⁇ T (MPa) of the mother glass plate calculated by the following formula 1 satisfies the following formula 2. May be good.
  • E is the Young's modulus (MPa) of the mother glass plate
  • ⁇ is the coefficient of thermal expansion (/ K) of the mother glass plate
  • ⁇ is the Poisson's ratio of the mother glass plate
  • ⁇ T is the irradiation position of the laser beam on the mother glass plate. It is the difference between the temperature (K) and the temperature (K) at a position away from the irradiation position.
  • t is the thickness (mm) of the mother glass plate.
  • 1 to 5 show the first embodiment of the method for manufacturing a glass plate according to the present invention.
  • This method includes a cutting step of cutting the mother glass plate MG to form one or more glass plates.
  • the mother glass plate MG is formed into a rectangular shape by cutting a glass ribbon continuously formed into a strip shape by a down draw method such as an overflow down draw method or a float method in the width direction.
  • the thickness of the mother glass plate MG can be 0.05 to 5 mm. From the viewpoint of obtaining the effect that even a thick mother glass plate MG can be cut, the thickness of the mother glass plate MG is preferably more than 0.1 mm, more preferably more than 0.2 mm, and more than 0.3 mm. Is even more preferable. On the other hand, the thickness of the mother glass plate MG is preferably 3 mm or less.
  • the material of the mother glass plate MG examples include silicate glass, silica glass, borosilicate glass, soda glass, soda-lime glass, aluminosilicate glass, and non-alkali glass.
  • the non-alkali glass is a glass that does not substantially contain an alkaline component (alkali metal oxide), and specifically, a glass having a weight ratio of an alkaline component of 3000 ppm or less. be.
  • the weight ratio of the alkaline component in the present invention is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, and most preferably 300 ppm or less.
  • the mother glass plate MG may be chemically tempered glass, and in this case, aluminosilicate glass can be used.
  • the mother glass plate MG includes a first surface MG1, a second surface MG2, and an edge portion composed of the first side to the fourth side MGa to MGd.
  • the second surface MG2 is a product surface (quality assurance surface)
  • the first surface MG1 is a non-product surface (non-guaranteed surface).
  • the cutting step includes an initial crack forming step and a laser irradiation step.
  • the mother glass plate MG is placed on the surface plate 1 as a support member.
  • the first surface MG1 of the mother glass plate MG faces upward, and the second surface MG2 is supported by the surface plate 1.
  • a protective sheet made of a foam sheet or the like may be interposed between the second surface MG 2 of the mother glass plate MG and the surface plate 1.
  • the initial crack CR1 is formed on a part of the first surface MG1 of the mother glass plate MG by the crack forming apparatus 2.
  • the crack forming apparatus 2 is composed of a tip-shaped scriber such as a sintered diamond cutter, but is not limited to this, and may be composed of a diamond pen, a cemented carbide cutter, sandpaper, or the like.
  • the crack forming apparatus 2 descends from above the mother glass plate MG and comes into contact with the first side MGa of the edge portion of the mother glass plate MG.
  • the mother glass plate MG is inverted and placed on the surface plate 1 again.
  • the second surface MG2 of the mother glass plate MG faces upward, and the first surface MG1 is supported by the surface plate 1.
  • a curved cutout scheduled line CL is virtually set on the mother glass plate MG.
  • a split start point CLa is set at one end of the planned split line CL, and a split end point CLb is set at the other end.
  • the split start point CLa and the split end point CLb are formed at the edge of the mother glass plate MG.
  • the cutting start point CLa is set in the middle of the first side MGa of the edge portion of the mother glass plate MG.
  • the split end point CLb is set in the middle of the third side MGc of the edge portion of the mother glass plate MG.
  • the position of the cutting start point CLa coincides with the position of the initial crack CR1 formed on the first surface MG1.
  • the second surface MG2 of the mother glass plate MG is irradiated with the laser light L by the laser irradiation device 3 so as to match the initial crack CR1 on the first surface MG1 side.
  • the laser beam L is scanned along the scheduled cutting line CL.
  • the laser irradiation device 3 is configured to be movable three-dimensionally, and by moving the laser light L in a predetermined direction above the mother glass plate MG placed on the surface plate 1. Scan from the division start point CLa to the division end point CLb along the planned division line CL.
  • the crack CR2 starting from the initial crack CR1 propagates along the planned split line CL.
  • the crack CR2 extends over the entire thickness direction of the mother glass plate MG, and extends to the second surface MG2 located on the opposite side of the first surface MG1.
  • the laser light L emitted from the laser irradiation device 3 is preferably a CO laser, an Er laser (Er: YAG laser), a Ho laser (Ho: YAG laser), or an HF laser.
  • the laser light L may be a pulse laser light or a continuous laser light.
  • CO laser light When CO laser light is used as the laser light, its wavelength is preferably 5.25 to 5.75 ⁇ m.
  • the laser irradiation device 3 irradiates the laser beam L so that a circular laser spot SP is formed on the second surface MG2 of the mother glass plate MG.
  • the irradiation diameter (spot diameter) of the laser beam L is preferably 1 to 8 mm, more preferably 2 to 6 mm.
  • the laser beam L may be applied to the mother glass plate MG in a defocused state.
  • the surface layer SL (for example, the range from the second surface MG2 to a depth of about 10 ⁇ m) of the mother glass plate MG (second surface MG2) is only heated. Therefore, it is difficult to advance the initial crack CR1 formed on the first surface MG1 to the second surface MG2, and as a result, it is also difficult to extend the initial crack CR1 along the planned split line CL.
  • the irradiation mode of the CO 2 laser light may be long (straight or elliptical) along the planned cutting line CL, or cooling water or the like.
  • the mother glass plate MG can be used. Not only the surface layer SL but also the internal IL (for example, a range from a depth of about 10 ⁇ m to a depth of about 3,000 ⁇ m) can be heated, and a sufficient amount of heat can be applied to the mother glass plate MG to generate a thermal shock (thermal stress). .. Therefore, the initial crack CR1 formed on the first surface MG1 propagates to the second surface MG2.
  • the surface layer SL of the mother glass plate MG means a layer from the second surface MG 2 of the mother glass plate MG to a depth of 10 ⁇ m.
  • the internal IL of the mother glass plate MG refers to a region having a depth of more than 10 ⁇ m from the second surface MG2 (see FIG. 5).
  • Tables 1 and 2 below show the average transmittance of each mother glass plate MG when a plurality of types of mother glass plate MGs having a predetermined thickness are irradiated with a CO laser and a CO 2 laser.
  • the wavelength of the CO laser has a peak around 5.25-5.75 ⁇ m, and the average transmittance of various mother glass plate MGs at this wavelength is not zero. That is, the irradiated CO laser is not completely absorbed by the second surface MG2 of the mother glass plate MG, but a part of the irradiated CO laser is absorbed inside the mother glass plate MG, and the rest is transmitted through the mother glass plate MG. Therefore, according to the CO laser, not only the second surface MG2 of the mother glass plate MG but also the inside of the mother glass plate MG can be heated.
  • the wavelength of the CO 2 laser has a peak around 10.6 ⁇ m, and the average transmittance of various mother glass plate MGs in this vicinity is zero.
  • most of the irradiated CO 2 laser is absorbed by the second surface MG2 of the mother glass plate MG, and is not absorbed inside the mother glass plate MG. Therefore, the CO 2 laser cannot heat the inside of the mother glass plate MG.
  • bending stress is applied to the mother glass plate MG by heating not only the surface layer SL of the mother glass plate MG but also the internal IL to advance the crack CR2 in the thickness direction. Since the mother glass plate MG can be separated along the scheduled cutting line CL, the folding step can be omitted. Further, the mother glass plate MG can be cut without being cooled by the refrigerant as in the conventional case. From the viewpoint of promoting the growth of the crack CR2, it is preferable to cool the irradiated portion of the laser beam L and its surroundings by injecting the refrigerant from the nozzle as in the second embodiment described later. From the viewpoint of simplifying the configuration of the laser irradiation device 3, it is preferable to cut the laser beam L irradiation portion by injecting a refrigerant and its surroundings without cooling.
  • the mother glass plate MG can be suitably cut even if the planned cutting line CL is formed in a curved shape. Thereby, a glass plate having a wider variety of shapes can be cut out from the mother glass plate MG.
  • the initial crack CR1 is formed on the first surface MG1 in a state where the second surface MG2 of the mother glass plate MG is supported by the support member (surface plate 1).
  • the initial crack CR1 is formed on the first surface MG1 in a state where the first surface MG1 is supported by the support member.
  • the initial crack forming step is executed during the transfer of the mother glass plate MG by the transfer device 4.
  • the transfer device 4 is composed of a plurality of transfer rollers 4a, but is not limited to this configuration, and may be composed of a transfer belt or other device.
  • a crack forming device 2 similar to the above-described first embodiment is arranged at a position below the transport roller 4a.
  • a crack forming device 2 is used on a part of the first surface MG1 (for example, the first side MGa of the edge portion).
  • An initial crack CR1 is formed on the first surface MG1.
  • the mother glass plate MG is transported to a predetermined position by the transport roller 4a and then placed on the surface plate 1 (support member).
  • the surface plate 1 supports the first surface MG1 of the mother glass plate MG (see FIG. 7).
  • the refrigerant R for example, air
  • the cooling device 5 around the irradiation site (laser spot SP) of the laser light L by the laser irradiation device 3 is used. Cooling.
  • the cooling device 5 is configured to move following the laser irradiation device 3.
  • the cooling device 5 injects the refrigerant R from the nozzle toward the irradiation site (laser spot SP) of the laser beam L and its surroundings.
  • an inert gas such as He or Ar or an non-oxidizing N 2 gas is preferably used in addition to air.
  • a thermal shock for advancing the crack CR2 can be generated more remarkably.
  • the CO laser light absorbs moisture, so that the moisture attenuates the output of the CO laser. Therefore, it is better not to use water as the refrigerant R. However, this does not apply when the output attenuation is effectively used.
  • the laser irradiation device 3 and the cooling device 5 may be integrally configured.
  • the injection port of the nozzle of the cooling device 5 may be made circular, and the laser irradiation device 3 may be arranged inside the annular injection port.
  • the crack CR2 may deviate slightly from the planned cutting line CL and progress.
  • this deviation can be reduced. Cooling can be performed from the rear, front, and side of the irradiation site (laser spot SP) of the laser beam L, but from the viewpoint of further reducing the deviation, it is preferable to perform cooling from the rear as shown in FIG.
  • the front, rear, and side are based on the scanning direction (traveling direction) of the laser beam L.
  • cooling from the front means cooling using a cooling device 5 arranged on the CLb side of the cutting end point with respect to the laser spot SP (laser irradiation device 3). Further, cooling from the rear means that cooling is performed using the cooling device 5 arranged on the cutting start point CLa side of the laser spot SP (laser irradiation device 3).
  • the injection range of the refrigerant R by the nozzle of the cooling device 5 does not have to overlap with the laser spot SP. That is, the refrigerant R may be injected at a position away from the laser spot SP. From the viewpoint of further reducing the deviation of the crack CR2, the shorter the distance between the injection range of the refrigerant R and the laser spot SP by the nozzle of the cooling device 5, is preferable, and the injection range of the refrigerant R is a part or all of the laser spot SP. Is more preferable.
  • the injection range of the refrigerant R by the nozzle means a range in which the refrigerant R injected from the nozzle directly reaches the mother glass plate MG and cools, and the refrigerant whose flow direction has changed in contact with the mother glass plate MG. Except when R indirectly reaches the laser spot SP to cool it.
  • the scanning speed of the laser beam L is low.
  • the scanning speed of the laser beam L is preferably 3 to 15 mm / sec, and the thickness is less than 0.4 mm. If so, the scanning speed is preferably 3 to 100 mm / sec.
  • the preferable scanning speed of the laser beam L varies depending on the material of the mother glass plate MG, and tends to increase as the coefficient of thermal expansion increases. Further, the scanning speed of the preferable laser light L tends to increase as the thickness of the mother glass plate MG decreases.
  • the flow rate of the refrigerant R injected from the nozzle can be, for example, 10 to 50 l / min.
  • FIG. 8 shows a third embodiment of the method for manufacturing a glass plate according to the present invention.
  • the configuration of the cooling device 5 is different from that of the second embodiment.
  • the cooling device 5 according to the present embodiment is provided on the surface plate 1.
  • the cooling device 5 has a refrigerant pipe 6 arranged inside or on the lower surface of the surface plate 1.
  • the refrigerant pipes 6 are arranged in a meandering shape so as to cool the surface plate 1 in a wide range.
  • the surface plate 1 in the laser irradiation step, the surface plate 1 is cooled by circulating a refrigerant composed of gas or liquid through the refrigerant pipe 6.
  • the first surface MG1 of the mother glass plate MG in contact with the surface plate 1 is cooled.
  • the first surface MG1 supported by the surface plate 1 can be cooled almost entirely, so that the growth of crack CR2 in the thickness direction can be promoted. Twice
  • FIG. 9 shows a fourth embodiment of the method for manufacturing a glass plate according to the present invention.
  • the configuration of the cooling device 5 is different from that of the third embodiment.
  • the cooling device 5 according to the present embodiment is configured to cool a part of the surface plate 1.
  • the cooling device 5 is provided on a part of the surface plate 1 in the vicinity of the cut end point CLb so as to cool the cut end point CLb of the cut end point CL set on the mother glass plate MG and the peripheral region CA thereof.
  • the area for heating the glass in the cutting area is reduced, and the heating by the laser beam L becomes insufficient. Therefore, it is difficult to apply a thermal shock enough to advance the crack CR2, so that uncut parts are likely to occur.
  • the growth of the crack CR2 can be promoted at the cutting end point CLb, and the occurrence of uncut parts can be prevented.
  • the initial crack CR1 is formed not in the edge portion (first side MGa) of the mother glass plate MG but in the inner region of the second surface MG2 of the mother glass plate MG.
  • the inner region means a region surrounded by the edges (four sides MGa to MGd) of the mother glass plate MG, and the edges (first side MGa to fourth side MGd) of the mother glass plate MG are inside. Not included in the area.
  • a circular scheduled cut line CL is set in the inner region of the mother glass plate MG.
  • the crack forming device 2 for example, a scriber
  • the mother glass plate MG is inverted, the second surface MG2 is directed upward, and the first surface MG1 is supported by the surface plate 1.
  • the CO laser light L is irradiated to the split start point CLa corresponding to the initial crack CR1 on the first surface MG1 side on the second surface MG2 of the mother glass plate MG, and the split is performed.
  • the crack CR2 is developed in a circular shape. Thereby, a circular glass plate can be cut out from the rectangular mother glass plate MG.
  • the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and is not limited to the above-mentioned action and effect.
  • the present invention can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention.
  • the laser spot may be, for example, an ellipse, an oval, a rectangle, or a linear shape. From the viewpoint of improving the scanability of the laser beam and producing glass plates having various shapes such as curved lines, it is preferable to use a circular laser spot, but even if the laser spot is not circular, if the major axis of the shape is 10 mm or less. By attaching a laser beam angle adjustment mechanism so that the major axis is constantly tangential to the planned section line, it is possible to cut into a free shape.
  • an initial crack CR1 is formed on the first surface MG1 while the first surface MG1 of the mother glass plate MG is supported by the transfer roller 4a of the transfer device 4 has been shown.
  • the invention is not limited to this configuration.
  • an initial crack CR1 is formed on the first surface MG1 by a crack forming device 2 (scriber or the like) from the lower side of the surface plate 1. May be good.
  • a crack forming device 2 scriber or the like
  • the surface plate 1 may be composed of, for example, a plurality of constituent members, may be configured in a grid pattern, or may be provided with an opening.
  • the present inventors conducted a cutting test of a glass plate using a laser irradiation device.
  • a plurality of mother glass plates having different thicknesses are continuously irradiated with CO laser light under different conditions (output, scanning speed, irradiation diameter), and the mothers are aligned along a curved dividing line.
  • the glass plate was cut into small pieces of glass.
  • non-alkali glass, soda glass, and borosilicate glass were used as the sample of the mother glass plate.
  • all mother glass plates could be cut well by using CO laser light.
  • the thermal stress ⁇ T (MPa) when a mother glass plate having a thickness of 0.5 mm was cut was calculated by the following mathematical formula 1.
  • the calculation results are shown in Table 3.
  • E is the Young's modulus (MPa) of the mother glass plate
  • ⁇ is the coefficient of thermal expansion (/ K) of the mother glass plate
  • ⁇ is the Poisson's ratio of the mother glass plate
  • ⁇ T is the irradiation position of the laser beam on the mother glass plate. It is the difference between the temperature (K) and the temperature (K) at a position away from the irradiation position.
  • a thermal stress ⁇ T of about 100 MPa is applied to the mother glass plate at the time of cutting regardless of the type of glass. It is desirable to act on.
  • the thermal stress ⁇ T for obtaining an appropriate cut surface differs depending on the thickness of the mother glass plate.
  • the present inventors conducted a test of cutting a plurality of mother glass plates having different thicknesses with a CO laser, and confirmed the relationship between the thickness of the mother glass plates and the thermal stress.
  • FIG. 12 shows the relationship between the thickness of the mother glass plate and the thermal stress in the cutting test. Under the test conditions shown in FIG. 12, a good cut surface could be obtained.
  • the present inventors when cutting the mother glass plate with a CO laser, in order to obtain a good cut surface, the thermal stress ⁇ T of the mother glass plate calculated by the above formula 1 ( It has been found that it is desirable to carry out the laser irradiation step so that MPa) satisfies the following formula 2. However, t is the thickness (mm) of the mother glass plate.
  • the upper surface temperature of the mother glass plate is measured at the irradiation position of the laser beam and the separated position 10 mm forward from the irradiation position, and the temperature of the upper surface of the mother glass plate is measured by thermography for measuring the glass temperature (manufactured by Optris). Each measurement was performed with P I450G7).
  • the difference between the temperature at the irradiation position of the laser beam and the temperature at the distance away from the irradiation position was defined as the above-mentioned temperature difference ⁇ T.
  • the temperature of the mother glass plate during irradiation with the laser beam was changed by changing the output and processing speed conditions.
  • the temperature at the separated position was about the same as room temperature.

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Abstract

本方法は、マザーガラス板ＭＧの第一表面ＭＧ１に初期クラックＣＲ１を形成する初期クラック形成工程と、マザーガラス板ＭＧにレーザー光Ｌを照射することにより、初期クラックＣＲ１を起点としてクラックＣＲ２を割断予定線ＣＬに沿って進展させるレーザー照射工程とを備える。レーザー照射工程は、レーザー光Ｌをマザーガラス板ＭＧの第二表面ＭＧ２に照射することで、この第二表面ＭＧ２の表層ＳＬ及び内部ＩＬを加熱し、この加熱に伴う熱衝撃によってクラックＣＲ２を割断予定線ＣＬに沿って進展させながら、マザーガラス板ＭＧの厚み方向の全体に進展させる。

Description

ガラス板の製造方法
　本発明は、マザーガラス板にレーザー光を照射して割断することにより、所定形状のガラス板を製造する方法に関する。
　周知のように、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のディスプレイ、有機ＥＬ照明、太陽電池のパネル等に用いられる各種ガラス板は、マザーガラス板を切断する工程を経て所定形状に構成される。
　例えば特許文献１には、マザーガラス板を切断する技術としてレーザー割断が開示されている。このレーザー割断では、まず、ダイヤモンドカッター等のクラック形成手段によりマザーガラス板（厚みが０．２ｍｍ以下であるガラスフィルム）に初期クラックを形成する。次に、マザーガラス板に設定される割断予定線に沿ってレーザー光を照射して当該マザーガラス板を加熱し、冷却手段から噴射される冷却水等の冷媒によって加熱された部分を冷却する。これにより、マザーガラス板に熱衝撃（熱応力）を発生させ、初期クラックを起点としてクラックを割断予定線（切断予定線）に沿って進展させることで、当該マザーガラス板を切断することができる。
特開２０１１－１１６６１１号公報
　特許文献１に係るレーザー割断では、ＣＯ2レーザーを用いることから、マザーガラス板の表層のみが加熱される。このため、厚みが０．２ｍｍ以下であるガラスフィルムを対象とする。特許文献１に係るレーザー割断によって厚みが０．２ｍｍを上回るマザーガラス板を割断しようとすると、厚み方向の一部が割断できず、マザーガラス板に曲げ応力を付与して折割る工程が必要となる場合がある。
　本発明は上記の事情に鑑みて為されたものであり、厚いマザーガラス板であっても割断することが可能なガラス板の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明は上記の課題を解決するためのものであり、マザーガラス板の第一表面に初期クラックを形成する初期クラック形成工程と、前記マザーガラス板にレーザー光を照射することにより、前記初期クラックを起点としてクラックを割断予定線に沿って進展させるレーザー照射工程とを備えるガラス板の製造方法において、前記レーザー照射工程は、前記レーザー光を前記マザーガラス板の第二表面に照射することで、前記第二表面の表層及び内部を加熱し、前記加熱に伴う熱衝撃によって前記クラックを前記割断予定線に沿って進展させながら、前記マザーガラス板の厚み方向の全体に進展させることを特徴とする。
　かかる構成によれば、レーザー光によってマザーガラス板（第二表面）の表層だけでなく内部をも加熱することで、初期クラックから進展させるクラックをマザーガラス板の厚み方向の全体に進展させることができる。このため、厚いマザーガラス板であっても、マザーガラス板に曲げ応力を付与することなく、割断予定線に沿ってマザーガラス板を分離できるので、折割る工程を省略できる。また、レーザー光によってクラックを進展させるので、切断面にマイクロクラックが発生するのを抑制できると共に、切断面の表面粗さが良好となる。
　前記レーザー光としては、ＣＯレーザー光を使用できる。ＣＯレーザー光は、出力が高く安定してマザーガラス板に照射できるため、割断予定線に沿ってクラックを安定的に進展させることができる。
　本発明は上記の課題を解決するためのものであり、マザーガラス板の第一表面に初期クラックを形成する初期クラック形成工程と、前記マザーガラス板にレーザー光を照射することにより、前記初期クラックを起点としてクラックを割断予定線に沿って進展させるレーザー照射工程とを備えるガラス板の製造方法において、前記レーザー照射工程は、前記レーザー光としてＣＯレーザー光、Ｅｒレーザー光、Ｈｏレーザー光又はＨＦレーザー光を前記マザーガラス板の第二表面に照射することで、前記クラックを前記割断予定線に沿って進展させながら、前記マザーガラス板の厚み方向の全体に進展させることを特徴とする。
　かかる構成によれば、ＣＯレーザー光、Ｅｒレーザー光、Ｈｏレーザー光又はＨＦレーザー光を照射するので、レーザー光によってマザーガラス板（第二表面）の表層だけでなく内部をも加熱することができる。このため、初期クラックから進展させるクラックをマザーガラス板の厚み方向の全体に進展させることができる。その結果、厚いマザーガラス板であっても、マザーガラス板に曲げ応力を付与することなく、割断予定線に沿ってマザーガラス板を分離できるので、折割る工程を省略できる。また、レーザー光によってクラックを進展させるので、切断面にマイクロクラックが発生するのを抑制できると共に、切断面の表面粗さが良好となる。
　前記初期クラック形成工程及び前記レーザー照射工程では、前記マザーガラス板の前記第一表面を支持部材によって支持してもよい。かかる構成によれば、第一表面のみを支持部材によって支持することで、第二表面に支持部材その他の部材を接触させることなく、マザーガラス板を切断することができる。したがって、第二表面を品質保証面とした場合に、当該品質保証面を傷つけることがなく、高品位なガラス板を製造することができる。
　前記レーザー光を円形のレーザースポットとして照射することができる。ここで、前述の特許文献１に係るレーザー割断では、割断に必要な熱量を確保するために、マザーガラス板の表面に対して、ＣＯ2レーザーを直線形状に照射する（同文献の段落００５７、００５９及び図１参照）。このため、従来の切断方法では、割断予定線を曲線としたり、比較的小さなガラス板をマザーガラス板から効率良く切り出したりすることが困難であった。これに対し、本発明では、レーザー光を円形のレーザースポットとしてマザーガラス板に照射するので、レーザー光の走査性を高めることができる。したがって、割断予定線に曲線が含まれる場合であっても、当該割断予定線に沿ってレーザー光を精度よく走査することが可能になる。したがって、多様な形状のガラス板を製造できる。
　前記レーザー照射工程では、前記レーザー光の照射位置の周囲を冷却してもよい。これにより、マザーガラス板におけるレーザー光の照射位置に熱衝撃を一層顕著に生じさせることができる。また、後述するように、条件によっては割断予定線からクラックが僅かに逸れて進展する場合がある。この場合に、レーザー光の照射位置の周囲を冷却すれば、この逸れを低減できる。冷却は、レーザー光の照射位置の後方、前方及び側方から行うことができるが、後方から行うことが好ましい。
　前記レーザー照射工程では、前記マザーガラス板を定盤で支持するとともに、前記定盤を冷却してもよい。このように定盤を冷却することで、定盤に載置されるマザーガラス板の第一表面（定盤に接触する面）を好適に冷却できる。本発明では、レーザー光の照射による加熱と、定盤によるマザーガラス板の冷却とによって、マザーガラス板におけるレーザー光の照射位置に熱衝撃を顕著に生じさせることができる。
　前記レーザー照射工程では、前記割断予定線の割断終了点付近の前記定盤の一部を冷却してもよい。ここで、割断終了点では、クラックが進展し難いことから、マザーガラス板の内部でクラックの進展が停止することによる切れ残りが発生しやすい。定盤の一部を冷却してマザーガラス板の割断終了点付近を冷却することにより、割断終了点でクラックの進展を促進でき、切れ残りの発生を防止できる。
　前記初期クラック形成工程では、前記初期クラックを前記マザーガラス板の内側領域に形成してもよい。ここで、マザーガラス板の内側領域とは、当該マザーガラス板の縁部に囲まれた領域をいい、当該縁部を含まない。これにより、初期クラック形成工程において、マザーガラス板の縁部に初期クラックを形成しなくとも、当該マザーガラス板から多様な形状のガラス板を切り出すことが可能になる。
　本発明に係るガラス板の製造方法では、前記レーザー照射工程を、以下の数式１で算出される前記マザーガラス板の熱応力σT（ＭＰａ）が以下の数式２を満足する条件で実施してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　但し、Ｅはマザーガラス板のヤング率（ＭＰａ）、αはマザーガラス板の熱膨張係数（／Ｋ）、νはマザーガラス板のポアソン比、ΔＴは、マザーガラス板に対するレーザー光の照射位置における温度（Ｋ）と、前記照射位置から離れた位置における温度（Ｋ）との差である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　但し、ｔは、マザーガラス板の厚み（ｍｍ）である。
　本発明によれば、厚いマザーガラス板であっても割断することが可能になる。
マザーガラス板の斜視図である。 第一実施形態に係る初期クラック形成工程を示す斜視図である。 レーザー照射工程を示す斜視図である。 レーザー照射工程を示す斜視図である。 マザーガラス板の側面図である。 第二実施形態に係る初期クラック形成工程を示す斜視図である。 レーザー照射工程を示す斜視図である。 第三実施形態に係るレーザー照射工程を示す斜視図である。 第四実施形態に係るレーザー照射工程を示す斜視図である。 第五実施形態に係る初期クラック形成工程を示す斜視図である。 レーザー照射工程を示す斜視図である。 熱応力とガラス板の厚みとの関係を示すグラフである。
　以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１乃至図５は、本発明に係るガラス板の製造方法の第一実施形態を示す。
　本方法は、マザーガラス板ＭＧを割断して一枚以上のガラス板を形成する割断工程を備える。マザーガラス板ＭＧは、例えばオーバーフローダウンドロー法といったダウンドロー法や、フロート法により帯状に連続成形されたガラスリボンを幅方向に切断することにより矩形状に構成される。マザーガラス板ＭＧの厚みは、０．０５～５ｍｍとすることができる。厚いマザーガラス板ＭＧであっても割断可能である効果を得る観点から、マザーガラス板ＭＧの厚みは、０．１ｍｍを上回ることが好ましく、０．２ｍｍを上回ることがより好ましく、０．３ｍｍ以上がさらにより好ましい。一方、マザーガラス板ＭＧの厚みは、３ｍｍ以下とすることが好ましい。
　マザーガラス板ＭＧの材質としては、ケイ酸塩ガラス、シリカガラス、ホウ珪酸ガラス、ソーダガラス、ソーダライムガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。ここで、無アルカリガラスとは、アルカリ成分（アルカリ金属酸化物）が実質的に含まれていないガラスのことであって、具体的には、アルカリ成分の重量比が３０００ｐｐｍ以下のガラスのことである。本発明におけるアルカリ成分の重量比は、好ましくは１０００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、最も好ましくは３００ｐｐｍ以下である。マザーガラス板ＭＧは化学強化ガラスであってもよく、この場合、アルミノシリケートガラスを用いることができる。
　本実施形態では、矩形状のマザーガラス板ＭＧを例示しているが、マザーガラス板ＭＧの形状は本実施形態に限定されない。図１に示すように、マザーガラス板ＭＧは、第一表面ＭＧ１と、第二表面ＭＧ２と、第一辺乃至第四辺ＭＧａ～ＭＧｄからなる縁部と、を含む。本実施形態では、第二表面ＭＧ２を製品となる面（品質保証面）とし、第一表面ＭＧ１を非製品面（非保証面）とした場合の製造方法について説明する。
　割断工程は、初期クラック形成工程と、レーザー照射工程とを備える。
　図２に示すように、初期クラック形成工程において、マザーガラス板ＭＧは、支持部材としての定盤１に載置される。マザーガラス板ＭＧの第一表面ＭＧ１は上方を向いており、第二表面ＭＧ２は定盤１に支持されている。この場合において、マザーガラス板ＭＧの第二表面ＭＧ２と定盤１との間に発泡シート等により構成される保護シートを介在させてもよい。
　図２に示すように、初期クラック形成工程では、マザーガラス板ＭＧの第一表面ＭＧ１の一部にクラック形成装置２によって初期クラックＣＲ１を形成する。クラック形成装置２は、焼結ダイヤモンドカッター等の尖端状のスクライバーにより構成されるが、これに限らず、ダイヤモンドペン、超硬合金カッター、サンドペーパー等により構成されてもよい。初期クラック形成工程において、クラック形成装置２は、マザーガラス板ＭＧの上方から下降してマザーガラス板ＭＧの縁部の第一辺ＭＧａに接触する。
　初期クラックＣＲ１が形成されると、マザーガラス板ＭＧは反転されて再び定盤１に載置される。この状態では、図３に示すように、マザーガラス板ＭＧの第二表面ＭＧ２は上方を向いており、第一表面ＭＧ１は定盤１に支持されることとなる。
　図３に示すように、マザーガラス板ＭＧには曲線状の割断予定線ＣＬが仮想的に設定されている。割断予定線ＣＬには、その一端部に割断開始点ＣＬａが設定され、その他端部に割断終了点ＣＬｂが設定されている。割断開始点ＣＬａ及び割断終了点ＣＬｂは、マザーガラス板ＭＧの縁部に形成される。具体的には、割断開始点ＣＬａは、マザーガラス板ＭＧにおける縁部の第一辺ＭＧａの中途部に設定される。割断終了点ＣＬｂは、マザーガラス板ＭＧにおける縁部の第三辺ＭＧｃの中途部に設定される。また、割断開始点ＣＬａの位置は、第一表面ＭＧ１に形成された初期クラックＣＲ１の位置と一致している。
　図４に示すように、レーザー照射工程では、マザーガラス板ＭＧの第二表面ＭＧ２に対し、レーザー照射装置３によってレーザー光Ｌを第一表面ＭＧ１側の初期クラックＣＲ１に一致するように照射するとともに、割断予定線ＣＬに沿って当該レーザー光Ｌを走査する。詳細には、レーザー照射装置３は、三次元的に移動可能に構成されており、定盤１に載置されたマザーガラス板ＭＧの上方を所定の方向に移動することで、レーザー光Ｌを割断予定線ＣＬに沿って割断開始点ＣＬａから割断終了点ＣＬｂまで走査する。これにより、図４に示すように、初期クラックＣＲ１を起点とするクラックＣＲ２が割断予定線ＣＬに沿って進展する。また、クラックＣＲ２は、マザーガラス板ＭＧの厚み方向の全体にわたって進展し、第一表面ＭＧ１の反対側に位置する第二表面ＭＧ２まで進展する。
　レーザー照射装置３から照射されるレーザー光Ｌは、ＣＯレーザー、Ｅｒレーザー（Ｅｒ：ＹＡＧレーザー）、Ｈｏレーザー（Ｈｏ：ＹＡＧレーザー）又はＨＦレーザーであることが好ましい。レーザー光Ｌは、パルスレーザー光であってもよく、連続レーザー光であってもよい。レーザー光としてＣＯレーザー光を使用する場合、その波長は、５．２５～５．７５μｍとされることが好ましい。
　図４及び図５に示すように、レーザー照射装置３は、マザーガラス板ＭＧの第二表面ＭＧ２に対して円形のレーザースポットＳＰが形成されるようにレーザー光Ｌを照射する。レーザー光Ｌの照射径（スポット径）は、１～８ｍｍが好ましく、より好ましくは、２～６ｍｍである。レーザー光Ｌは、デフォーカスされた状態でマザーガラス板ＭＧに照射されてもよい。
　従来のようにＣＯ2レーザー光を使用する場合、マザーガラス板ＭＧ（第二表面ＭＧ２）の表層ＳＬ（例えば第二表面ＭＧ２から深さ１０μｍ程度までの範囲）を加熱するに留まる。このため、第一表面ＭＧ１に形成された初期クラックＣＲ１を第二表面ＭＧ２まで進展させることは困難であり、その結果、初期クラックＣＲ１を割断予定線ＣＬに沿って進展させることも困難である。なお、初期クラックＣＲ１を第二表面ＭＧ２形成する場合であれば、当該ＣＯ2レーザー光の照射態様を割断予定線ＣＬに沿って長尺状（直線状又は楕円状）にしたり、冷却水等の冷媒によってマザーガラス板ＭＧを冷却したりすることで、割断に足る熱衝撃を発生させることが可能となる。
　これに対し、本実施形態に係るガラス板の製造方法では、高出力で安定して照射可能なＣＯレーザー光Ｌ等を用いることで、円形のレーザースポットＳＰであっても、マザーガラス板ＭＧの表層ＳＬだけでなく内部ＩＬ（例えば深さ１０μｍ程度から深さ３，０００μｍ程度までの範囲）まで加熱でき、熱衝撃（熱応力）を発生させるために十分な熱量をマザーガラス板ＭＧに付与できる。このため、第一表面ＭＧ１に形成された初期クラックＣＲ１が第二表面ＭＧ２まで進展する。また、割断予定線ＣＬに沿ってレーザー光Ｌを走査させるのに伴い、初期クラックＣＲ１は割断予定線ＣＬに沿って進展する。なお、本発明において、マザーガラス板ＭＧの表層ＳＬとは、当該マザーガラス板ＭＧの第二表面ＭＧ２から１０μｍの深さまでの層をいう。マザーガラス板ＭＧの内部ＩＬとは、第二表面ＭＧ２から１０μｍを超える深さを有する領域をいう（図５参照）。
　以下の表１及び表２は、所定の厚みを有する複数種のマザーガラス板ＭＧにＣＯレーザー、ＣＯ2レーザーを照射した場合における、各マザーガラス板ＭＧの平均透過率を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表１及び表２に示すように、ＣＯレーザーの波長は５．２５－５．７５μｍ付近にピークがあり、この波長での各種マザーガラス板ＭＧの平均透過率は、ゼロではない。つまり、照射されたＣＯレーザーは、マザーガラス板ＭＧの第二表面ＭＧ２で全て吸収されることなく、その一部がマザーガラス板ＭＧの内部で吸収され、残部がマザーガラス板ＭＧを透過する。このため、ＣＯレーザーによれば、マザーガラス板ＭＧの第二表面ＭＧ２だけでなく、マザーガラス板ＭＧの内部まで加熱することができる。
　一方、ＣＯ2レーザーの波長は１０．６μｍ付近にピークがあり、この付近での各種マザーガラス板ＭＧの平均透過率はゼロである。この場合、照射されたＣＯ2レーザーは、その大部分がマザーガラス板ＭＧの第二表面ＭＧ２で吸収され、マザーガラス板ＭＧの内部で吸収されることがない。このため、ＣＯ2レーザーではマザーガラス板ＭＧの内部まで加熱することができない。
　本実施形態に係るガラス板の製造方法では、マザーガラス板ＭＧの表層ＳＬだけでなく内部ＩＬまで加熱してクラックＣＲ２を厚み方向に進展させることにより、マザーガラス板ＭＧに曲げ応力を付与することなく、割断予定線ＣＬに沿ってマザーガラス板ＭＧを分離できるので、折割る工程を省略できる。また、マザーガラス板ＭＧを従来のように冷媒によって冷却することなく切断することが可能となる。なお、クラックＣＲ２の進展を促進する観点では、後述の第二実施形態のように、ノズルから冷媒を噴射することにより、レーザー光Ｌの照射部位及びその周囲を冷却することが好ましい。レーザー照射装置３の構成を簡素化する観点では、冷媒の噴射によるレーザー光Ｌの照射部位及びその周囲の冷却を実施することなく切断することが好ましい。
　加えて、円形のレーザースポットＳＰが形成されるようにレーザー光Ｌを照射することで、割断予定線ＣＬが曲線状に構成されていたとしても、マザーガラス板ＭＧを好適に切断できる。これにより、より多様な形状のガラス板をマザーガラス板ＭＧから切り出すことができる。
　図６及び図７は、本発明に係るガラス板の製造方法の第二実施形態を示す。上記の第一実施形態では、初期クラック形成工程において、マザーガラス板ＭＧの第二表面ＭＧ２を支持部材（定盤１）によって支持した状態で第一表面ＭＧ１に初期クラックＣＲ１を形成したが、本実施形態では、第一表面ＭＧ１を支持部材によって支持した状態で、当該第一表面ＭＧ１に初期クラックＣＲ１を形成する。
　図６に示すように、初期クラック形成工程は、搬送装置４によるマザーガラス板ＭＧの搬送の途中で実行される。搬送装置４は、複数の搬送ローラ４ａにより構成されるが、この構成に限らず、搬送ベルトその他の装置により構成されてもよい。
　図６に示すように、搬送ローラ４ａの下方位置には、上記の第一実施形態と同様のクラック形成装置２が配置されている。初期クラック形成工程では、搬送ローラ４ａによってマザーガラス板ＭＧの第一表面ＭＧ１を支持した状態で、当該第一表面ＭＧ１の一部（例えば縁部の第一辺ＭＧａ）にクラック形成装置２により、第一表面ＭＧ１に初期クラックＣＲ１を形成する。マザーガラス板ＭＧは、搬送ローラ４ａによって所定位置まで搬送された後、定盤１（支持部材）に載置される。定盤１は、マザーガラス板ＭＧの第一表面ＭＧ１を支持する（図７参照）。
　図７に示すように、本実施形態に係るレーザー照射工程では、レーザー照射装置３によるレーザー光Ｌの照射部位（レーザースポットＳＰ）の周囲を冷却装置５から噴射される冷媒Ｒ（例えば空気）によって冷却する。
　冷却装置５は、レーザー照射装置３に追従して移動するように構成される。冷却装置５は、そのノズルから冷媒Ｒをレーザー光Ｌの照射部位（レーザースポットＳＰ）及びその周囲に向かって噴射する。冷媒Ｒとしては、空気以外にＨｅ、Ａｒ等の不活性ガスや酸化しないＮ2ガスが好適に使用される。本実施形態では、レーザー光Ｌの照射部位及びその周囲を冷媒Ｒによって冷却することで、クラックＣＲ２を進展させるための熱衝撃を一層顕著に発生させることができる。ＣＯレーザーを使用する場合、ＣＯレーザー光は水分を吸収するため、水分によってＣＯレーザーの出力が減衰する。したがって、水は冷媒Ｒとして使用しない方がよい。但し、出力の減衰を有効利用する場合はこの限りではない。
　なお、レーザー照射装置３と冷却装置５は、一体に構成されていてもよい。例えば、冷却装置５のノズルの噴射口を環状にし、その環状の噴射口の内側にレーザー照射装置３を配置してもよい。
　ここで、切断条件によっては割断予定線ＣＬからクラックＣＲ２が僅かに逸れて進展する場合がある。この場合に、レーザー光Ｌの照射部位（レーザースポットＳＰ）の周囲を冷却すれば、この逸れを低減できる。冷却は、レーザー光Ｌの照射部位（レーザースポットＳＰ）の後方、前方及び側方から行うことができるが、逸れをさらに低減する観点では、図７のように後方から行うことが好ましい。なお、前方、後方及び側方とは、レーザー光Ｌの走査方向（進行方向）を基準とする。例えば、前方から冷却を行うとは、レーザースポットＳＰ（レーザー照射装置３）よりも割断終了点ＣＬｂ側に配置された冷却装置５を用いて冷却を行うことを意味する。また、後方から冷却を行うとは、レーザースポットＳＰ（レーザー照射装置３）よりも割断開始点ＣＬａ側に配置された冷却装置５を用いて冷却を行うことを意味する。
　冷却装置５のノズルによる冷媒Ｒの噴射範囲は、レーザースポットＳＰと重複しなくてもよい。すなわち、冷媒Ｒは、レーザースポットＳＰから離れた位置に噴射されてもよい。クラックＣＲ２の逸れをさらに低減する観点では、冷却装置５のノズルによる冷媒Ｒの噴射範囲とレーザースポットＳＰとの距離は、短いほど好ましく、冷媒Ｒの噴射範囲は、レーザースポットＳＰと一部又は全部が重複していることがより好ましい。ここで、ノズルによる冷媒Ｒの噴射範囲は、ノズルから噴射された冷媒Ｒがマザーガラス板ＭＧに直接到達して冷却する範囲を意味し、マザーガラス板ＭＧと接触して流れ方向が変わった冷媒Ｒが間接的にレーザースポットＳＰに到達して冷却する場合を除く。
　割断予定線ＣＬに対するクラックＣＲ２の逸れをさらに低減する観点では、レーザー光Ｌの走査速度が低い方が好ましい。例えばマザーガラス板ＭＧの材質が無アルカリガラスである場合、厚みが０．４ｍｍ以上であれば、レーザー光Ｌの走査速度は３～１５ｍｍ／ｓｅｃとすることが好ましく、厚みが０．４ｍｍ未満であれば、走査速度は３～１００ｍｍ／ｓｅｃとすることが好ましい。なお、好ましいレーザー光Ｌの走査速度は、マザーガラス板ＭＧの材質によって変化し、熱膨張係数が増加するのに従って増加する傾向にある。また、好ましいレーザー光Ｌの走査速度は、マザーガラス板ＭＧの厚みが減少するのに従って増加する傾向にある。ノズルから噴射される冷媒Ｒの流量は、例えば１０～５０ｌ／ｍｉｎとすることができる。
　図８は、本発明に係るガラス板の製造方法の第三実施形態を示す。本実施形態では、冷却装置５の構成が第二実施形態と異なる。本実施形態に係る冷却装置５は、定盤１に備えられている。冷却装置５は、定盤１の内部又は下面に配置される冷媒管６を有する。冷媒管６は、定盤１を広範囲に冷却するように、蛇行状に配されている。本実施形態では、レーザー照射工程において、気体又は液体からなる冷媒を冷媒管６に流通させることで、定盤１を冷却する。これにより、定盤１に接するマザーガラス板ＭＧの第一表面ＭＧ１が冷却される。本実施形態では、マザーガラス板ＭＧにおいて、定盤１に支持される第一表面ＭＧ１をほぼ全面的に冷却できるため、厚み方向のクラックＣＲ２の進展を促進できる。　
　図９は、本発明に係るガラス板の製造方法の第四実施形態を示す。本実施形態では、冷却装置５の構成が第三実施形態と異なる。本実施形態に係る冷却装置５は、定盤１の一部を冷却するように構成される。冷却装置５は、マザーガラス板ＭＧに設定される割断予定線ＣＬの割断終了点ＣＬｂ及びその周辺領域ＣＡを冷却するように、割断終了点ＣＬｂの近傍の定盤１の一部に備えられている。ここで、割断終了点ＣＬｂ付近では、切断エリアのガラスを加熱するエリアが少なくなり、レーザー光Ｌによる加熱が不十分になる。そのためクラックＣＲ２を進行させるだけの熱衝撃をかけることが難しいため、切れ残りが発生しやすい。本実施形態によれば、割断終了点ＣＬｂでクラックＣＲ２の進展を促進でき、切れ残りの発生を防止できる。
　図１０及び図１１は、本発明に係るガラス板の製造方法の第五実施形態を示す。本実施形態では、初期クラック形成工程において、マザーガラス板ＭＧの縁部（第一辺ＭＧａ）ではなく、当該マザーガラス板ＭＧの第二表面ＭＧ２の内側領域に初期クラックＣＲ１が形成される。ここで、内側領域とは、マザーガラス板ＭＧの縁部（四辺ＭＧａ～ＭＧｄ）によって囲まれている領域をいい、マザーガラス板ＭＧの縁部（第一辺ＭＧａ乃至第四辺ＭＧｄ）は内側領域には含まれない。
　図１０に示すように、マザーガラス板ＭＧの内側領域に、円形の割断予定線ＣＬが設定されている。この場合、初期クラック形成工程では、マザーガラス板ＭＧの第一表面ＭＧ１において、割断予定線ＣＬ上の任意の点にクラック形成装置２（例えばスクライバー）を接触させ、初期クラックＣＲ１を形成する。その後、マザーガラス板ＭＧを反転させ、第二表面ＭＧ２を上方に向け、第一表面ＭＧ１を定盤１に支持させる。
　図１１に示すように、レーザー照射工程では、マザーガラス板ＭＧの第二表面ＭＧ２において、第一表面ＭＧ１側の初期クラックＣＲ１と一致する割断開始点ＣＬａにＣＯレーザー光Ｌを照射するとともに、割断予定線ＣＬに沿って当該ＣＯレーザー光Ｌを走査し、割断終了点ＣＬｂまで到達させることで、クラックＣＲ２を円形に進展させる。これにより、矩形のマザーガラス板ＭＧから円形のガラス板を切り出すことができる。
　なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　上記の実施形態では、レーザー光を円形のレーザースポットとしてマザーガラス板に照射する例を示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。レーザースポットは、例えば、楕円形や長円形、長方形、直線形であってもよい。レーザー光の走査性を高め、曲線等の様々な形状のガラス板を製造する観点では、円形のレーザースポットとすることが好ましいが、円形以外であってもその形状の長径が１０ｍｍ以下であれば割断予定線に対して長径を絶えず接線方向になるようにレーザー光の角度調整機構をつけることによって自由な形状に切断することが可能になる。
　上記の第二実施形態では、搬送装置４の搬送ローラ４ａによってマザーガラス板ＭＧの第一表面ＭＧ１を支持した状態で、当該第一表面ＭＧ１に初期クラックＣＲ１を形成する例を示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、定盤１によってマザーガラス板ＭＧの第一表面ＭＧ１を支持した状態で、定盤１の下方側からクラック形成装置２（スクライバー等）によって当該第一表面ＭＧ１に初期クラックＣＲ１を形成してもよい。この場合において、初期クラックＣＲ１が形成されるマザーガラス板ＭＧの部分は、定盤１から露出していることが望ましい。定盤１は、例えば複数の構成部材により構成されてもよく、格子状に構成されてもよく、開口部を備えたものであってもよい。
　以下、本発明に係る実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
　本発明者等は、レーザー照射装置を使用して、ガラス板の切断試験を行った。この試験は、厚みの異なる複数のマザーガラス板に異なる条件（出力、走査速度、照射径）で連続的にＣＯレーザー光を照射し、曲線状に構成される割断予定線に沿って、当該マザーガラス板を小片のガラス板に割断した。この切断試験において、マザーガラス板の試料としては、無アルカリガラス、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラスが使用された。切断試験では、ＣＯレーザー光を使用することにより、全てのマザーガラス板を良好に割断することができた。
　また、例えば厚みが０．５ｍｍのマザーガラス板を切断した場合における熱応力σT（ＭＰａ）を下記の数式１により算出した。計算結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 　但し、Ｅはマザーガラス板のヤング率（ＭＰａ）、αはマザーガラス板の熱膨張係数（／Ｋ）、νはマザーガラス板のポアソン比、ΔＴは、マザーガラス板に対するレーザー光の照射位置における温度（Ｋ）と、前記照射位置から離れた位置における温度（Ｋ）との差である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　表３に示すように、厚みが０．５ｍｍ程度であるマザーガラス板で良好な切断面を得るためには、ガラスの種類によらず、切断時におよそ１００ＭＰａ程度の熱応力σTをマザーガラス板に作用させることが望ましい。
　適切な切断面を得るための熱応力σTは、マザーガラス板の厚み毎に異なる。本発明者等は、厚みの異なる複数のマザーガラス板をＣＯレーザーによって切断する試験を行い、マザーガラス板の厚みと熱応力との関係を確認した。切断試験におけるマザーガラス板の厚みと熱応力との関係を図１２に示す。図１２に示す試験条件では、いずれも、良好な切断面を得ることができた。
　この試験結果から、本発明者等は、ＣＯレーザーでマザーガラス板を切断する場合に、良好な切断面を得るためには、上記の数式１により算出されるマザーガラス板の熱応力σT（ＭＰａ）が下記の数式２を満足するように、レーザー照射工程を実施するのが望ましいということを見出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 　但し、ｔはマザーガラス板の厚み（ｍｍ）である。
　なお、マザーガラス板の温度測定については、レーザー光の照射位置と、当該照射位置から前方に１０ｍｍだけ離れた離間位置とにおいて、当該マザーガラス板の上面温度をガラス温度測定用サーモグラフィ（Ｏｐｔｒｉｓ社製　Ｐ　Ｉ４５０Ｇ７）でそれぞれ測定した。レーザー光の照射位置における温度と、当該照射位置から離れた離間位置における温度との差を、上記の温度差ΔＴとした。レーザー光の照射中におけるマザーガラス板の温度は、出力と加工速度条件を変更することによって変化させた。離間位置の温度は、室温と同程度であった。
　１　　　　　　定盤（支持部材）
　４ａ　　　　　搬送ローラ（支持部材）
　ＣＬ　　　　　割断予定線
　ＣＲ１　　　　初期クラック
　ＣＲ２　　　　クラック
　ＩＬ　　　　　マザーガラス板の内部
　Ｌ　　　　　　レーザー光
　ＭＧ　　　　　マザーガラス板
　ＭＧ１　　　　第一表面
　ＭＧ２　　　　第二表面
　ＳＬ　　　　　マザーガラス板（第二表面）の表層
　ＳＰ　　　　　レーザースポット

Claims (10)

  1. 　マザーガラス板の第一表面に初期クラックを形成する初期クラック形成工程と、前記マザーガラス板にレーザー光を照射することにより、前記初期クラックを起点としてクラックを割断予定線に沿って進展させるレーザー照射工程とを備えるガラス板の製造方法において、
    　前記レーザー照射工程は、前記レーザー光を前記マザーガラス板の第二表面に照射することで、前記第二表面の表層及び内部を加熱し、前記加熱に伴う熱衝撃によって前記クラックを前記割断予定線に沿って進展させながら、前記マザーガラス板の厚み方向の全体に進展させることを特徴とするガラス板の製造方法。
  2. 　前記レーザー光は、ＣＯレーザー光である請求項１に記載のガラス板の製造方法。
  3. 　マザーガラス板の第一表面に初期クラックを形成する初期クラック形成工程と、前記マザーガラス板にレーザー光を照射することにより、前記初期クラックを起点としてクラックを割断予定線に沿って進展させるレーザー照射工程とを備えるガラス板の製造方法において、
    　前記レーザー照射工程は、前記レーザー光としてＣＯレーザー光、Ｅｒレーザー光、Ｈｏレーザー光又はＨＦレーザー光を前記マザーガラス板の第二表面に照射することで、前記クラックを前記割断予定線に沿って進展させながら、前記マザーガラス板の厚み方向の全体に進展させることを特徴とするガラス板の製造方法。
  4. 　前記初期クラック形成工程及び前記レーザー照射工程では、前記マザーガラス板の前記第一表面を支持部材によって支持する請求項１から３のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法。
  5. 　前記レーザー光を円形のレーザースポットとして照射する請求項１から４のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法。
  6. 　前記レーザー照射工程では、前記レーザー光の照射位置の周囲を冷却する請求項５に記載のガラス板の製造方法。
  7. 　前記レーザー照射工程では、前記マザーガラス板を定盤で支持するとともに、前記定盤を冷却する請求項１から６のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法。
  8. 　前記レーザー照射工程では、前記割断予定線の割断終了点付近の前記定盤の一部を冷却する請求項７に記載のガラス板の製造方法。
  9. 　前記初期クラック形成工程では、前記初期クラックを前記マザーガラス板の内側領域に形成する請求項１から８のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法。
  10. 　前記レーザー照射工程を、以下の数式１で算出される前記マザーガラス板の熱応力σT（ＭＰａ）が以下の数式２を満足する条件で実施する請求項１から９のいずれか一項に記載のガラス板の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
    　但し、Ｅはマザーガラス板のヤング率（ＭＰａ）、αはマザーガラス板の熱膨張係数（／Ｋ）、νはマザーガラス板のポアソン比、ΔＴは、マザーガラス板に対するレーザー光の照射位置における温度（Ｋ）と、前記照射位置から離れた位置における温度（Ｋ）との差である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
    　但し、ｔは、マザーガラス板の厚み（ｍｍ）である。
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