(57)【要約】【課題】樹脂のような耐熱性の低い材料と一体になったガラス基板の残留応力を低減できるようにする。また、高い残留応力によって通常は数十分以内で破壊が生じるガラス基板に対しても、破壊が生じる前に残留応力を低減できるようにする。【解決手段】ガラス基板Ｇの残留応力低減方法は、ガラス基板Ｇの残留応力が高い部分にレーザスポットＳを走査することで残留応力を低減するレーザ光走査ステップを有している。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板の残留応力低減方法であって、
前記ガラス基板の残留応力が高い部分にレーザ光を走査することで残留応力を低減するレーザ光走査ステップを備えている、ガラス基板の残留応力低減方法。
【請求項２】
前記レーザ光走査ステップは、前記ガラス基板の残留応力が高い部分に沿って複数のレーザ光を走査する、請求項１に記載のガラス基板の残留応力低減方法。
【請求項３】
前記レーザ光走査ステップは、前記ガラス基板の端面近傍部分に沿ってレーザ光を走査する、請求項１に記載のガラス基板の残留応力低減方法。
【請求項４】
前記レーザ光走査ステップは、前記ガラス基板の端面近傍部分に沿って複数のレーザ光を走査する、請求項３に記載のガラス基板の残留応力低減方法。
【請求項５】
ガラス基板の残留応力低減装置であって、
前記ガラス基板の残留応力が高い部分にレーザ光を走査することで残留応力を低減するレーザ装置を備えた、ガラス基板の残留応力低減装置。
【請求項６】
前記レーザ装置は、前記ガラス基板の残留応力が高い部分に沿って複数のレーザ光を走査する、請求項５に記載のガラス基板の残留応力低減装置。
【請求項７】
前記レーザ装置は、前記ガラス基板の端面近傍部分に沿ってレーザ光を走査する、請求項５に記載のガラス基板の残留応力低減装置。
【請求項８】
前記レーザ装置は、前記ガラス基板の端面近傍部分に沿って複数のレーザ光を走査する、請求項７に記載のガラス基板の残留応力低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板の残留応力低減方法及びガラス基板の残留応力低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスの基板を製品寸法に切り出すためには、ガラス基板にホイールによってスクライブラインを形成し、そしてガラス基板を曲げることでスクライブラインに沿ってガラス基板を分断している（例えば、特許文献１を参照）。しかし、ホイール刃で印加された力及び分断時に加えられた応力が原因で、スクライブラインには残留応力が残る。したがって、ガラス基板の表面に水平方向にクラックが自然発生しやすく、また、時間が経過するとクラックが湿気等によってさらに成長する。
【０００３】
また、ガラス基板の端面（エッジ）にレーザ光を照射して溶融面取りを行うことで、ガラス基板の端面の強度を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献２を参照）。この溶融面取りでは、基板エッジの微細なクラックが消失し、端面強度が向上する。
しかしこの方法では、溶融部近傍に残留応力が生じる。そして、残留応力によって、基板が割れる可能性が高まる。具体的には、内部欠陥の経時的な成長や後発的な傷による破壊が生じる可能性が高まり、残留応力の大きさによっては、数十分以内に破壊が生じることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１４４８７５号公報
【特許文献２】特許第５２４５８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上を考慮して、従来からガラス基板のエッジの残留応力を低減する方法が開発されている。例えば、ガラス基板の残留応力を低減する方法では、昇温後に徐冷を行う。具体的には、最初に、ガラス基板全体をガラス転移点以上の温度まで均一に加熱し、次にそれを一定時間保持し、最後に常温まで徐冷する。一般には、加熱・保持・徐冷の工程に数時間以上の時間を要する。
この方法では、ガラス基板のエッジの残留応力をほぼ完全に除去できるという利点がある。また、炉で複数個のガラス基板を同時処理できるという利点がある。
【０００６】
しかし、基板全体をガラス転移点以上に加熱するので、例えば樹脂のような耐熱性の低い材料と一体になったガラス製品には適用できない。図２２には、ガラス基板Ｇに樹脂材料Ｐ１、Ｐ２が一体に形成されたガラス製品を示している。
また、１回の残留応力低減処理に数時間以上の時間がかかるため、残留応力が発生した直後に残留応力を低減することはできない。そのため、高い残留応力によって数十分以内に破壊が生じる確率が高いガラス基板に適用するのが困難である。
【０００７】
本発明の第一の目的は、樹脂のような耐熱性の低い材料と一体になったガラス基板の残留応力を低減できるようにすることにある。
本発明の第二の目的は、高い残留応力によって通常は数十分以内で破壊が生じるガラス基板に対しても、破壊が生じる前に残留応力を低減できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
【０００９】
本発明の一見地に係るガラス基板の残留応力低減方法は、下記のステップを備えている。
◎ガラス基板の残留応力が高い部分にレーザ光を走査することで残留応力を低減するレーザ光走査ステップ。
この方法では、ガラス基板の残留応力が高い部分が加熱されるので、樹脂のような耐熱性の低い材料と一体になったガラス基板の残留応力を低減できるようになる。ガラス基板全体が加熱されないので、樹脂等に熱の影響が生じにくいからである。
また、この方法では、残留応力が高い領域の面積が極端に広くなければ、数十分以内に残留応力低減処理を完了することができ、高い残留応力によって通常は数十分以内で破壊が生じるガラス基板に対しても、破壊が生じる前に残留応力を低減できるようになる。
「残留応力が高い部分が加熱される」とは、ガラス基板は加熱されない部分があることを意味する。
「残留応力を低減する」とは、内部欠陥の経時的な成長が抑制され、外力を加えていないガラス基板が既定の時間内に割れない程度まで残留応力を低減することを意味する。
【００１０】
レーザ光走査ステップは、ガラス基板の残留応力が高い部分に沿って複数のレーザ光を走査してもよい。
この方法では、レーザ光走査ステップに要する時間が短くなる。
レーザ光走査ステップは、ガラス基板の端面近傍部分に沿ってレーザ光を走査してもよい。
この方法では、ガラス基板の端面近傍部分が加熱されるので、樹脂等と一体になったガラス基板の端面の残留応力を低減できるようになる。ガラス基板全体が加熱されないので、樹脂等に熱の影響が生じにくいからである。また、この方法では、残留応力が高い領域の面積が極端に広くなければ、数十分以内に残留応力低減処理を完了することができ、高い残留応力によって通常は数十分以内で破壊が生じるガラス基板に対しても、破壊が生じる前に残留応力を低減できるようになる。
「端面近傍部分」とは、端面及びその近傍に対応する部分である。
「端面近傍部分が加熱される」とは、端面近傍部分より中心側には加熱されない部分があることを意味する。
【００１１】
レーザ光走査ステップは、ガラス基板の端面近傍部分に沿って複数のレーザ光を走査してもよい。
この方法では、レーザ光走査ステップに要する時間が短くなる。
【００１２】
本発明の他の見地に係るガラス基板の残留応力低減装置は、レーザ装置を備えている。レーザ装置は、ガラス基板の残留応力が高い部分にレーザ光を走査することで残留応力を低減する。
この装置では、ガラス基板の残留応力が高い部分が加熱されるので、樹脂のような耐熱性の低い材料と一体になったガラス基板の残留応力を低減できるようになる。ガラス基板全体が加熱されないので、樹脂等に熱の影響が生じにくいからである。また、この装置では、残留応力が高い領域の面積が極端に広くなければ、数十分以内に残留応力低減処理を完了することができ、高い残留応力によって通常は数十分以内で破壊が生じるガラス基板に対しても、破壊が生じる前に残留応力を低減できるようになる。
【００１３】
レーザ装置は、ガラス基板の残留応力が高い部分に沿って複数のレーザ光を走査してもよい。
この装置では、レーザ光走査ステップに要する時間が短くなる。
レーザ装置は、ガラス基板の端面近傍部分に沿ってレーザ光を走査してもよい。
この装置では、ガラス基板の端面近傍部分が加熱されるので、樹脂等と一体になったガラス基板の端面の残留応力を低減できるようになる。ガラス基板全体が加熱されないので、樹脂等に熱の影響が生じにくいからである。また、この装置では、残留応力が高い領域の面積が極端に広くなければ、数十分以内に残留応力低減処理を完了することができ、高い残留応力によって通常は数十分以内で破壊が生じるガラス基板に対しても、破壊が生じる前に残留応力を低減できるようになる。
【００１４】
レーザ装置は、ガラス基板の端面近傍部分に沿って複数のレーザ光を走査してもよい。
この装置では、レーザ光走査に要する時間が短くなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、樹脂のような耐熱性の低い材料と一体になったガラス基板の残留応力を低減できるようになる。ガラス基板全体が加熱されないので、樹脂等に熱の影響が生じにくいからである。さらに、本発明によれば、残留応力が高い領域の面積が極端に広くなければ、数十分以内に残留応力低減処理を完了することができ、高い残留応力によって通常は数十分以内で破壊が生じるガラス基板に対しても、破壊が生じる前に残留応力を低減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態のレーザ照射装置の模式図。
【図２】レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。
【図３】溶融面取りされたガラス基板の断面写真。
【図４】溶融面取りされたガラス基板の端面から中央側に向かってのリタデーションの変化を示すグラフ。
【図５】ガラス基板の残留応力が高くなっている部分を示す模式的平面図。
【図６】ガラス基板の残留応力が高くなっている部分を示す模式的断面図。
【図７】レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。
【図８】溶融面取りされたガラス基板の端面から中央側に向かってのリタデーションの変化を、残留応力低減処理の前後で比較するためのグラフ。
【図９】溶融面取りされたガラス基板の端面から中央側に向かってのリタデーションの変化を、残留応力低減処理の前後で比較するためのグラフ。
【図１０】溶融面取りされたガラス基板の端面から中央側に向かってのリタデーションの変化を、残留応力低減処理の前後で比較するためのグラフ。
【図１１】残留応力低減処理における、走査速度が異なる場合の温度分布を示すシミュレーション結果。
【図１２】残留応力低減処理における、走査速度が異なる場合の温度分布を示すシミュレーション結果。
【図１３】参考実験を実施する際のレーザスポットＳの形状のバリエーションを示す模式的平面図。
【図１４】参考実験を実施する際のレーザスポットＳの形状のバリエーションを示す模式的平面図。
【図１５】参考実験を実施する際のレーザスポットＳの形状のバリエーションを示す模式的平面図
【図１６】レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。
【図１７】レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。
【図１８】レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。
【図１９】レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。
【図２０】レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。
【図２１】レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図。
【図２２】耐熱性の低い材料と一体になった従来のガラス製品の模式的平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
１．第１実施形態
（１）レーザ照射装置
図１に、本発明の一実施形態によるレーザ照射装置１の全体構成を示す。図１は、本発明の第１実施形態のレーザ照射装置の模式図である。
レーザ照射装置１は、ガラス基板Ｇの残留応力が高い部分を加熱することで残留応力を低減する機能を有している。
【００１８】
ガラス基板Ｇは、ガラスのみからなるものと、ガラスに樹脂等の他の部材が組み合わせられたものを含む。ガラスの種類の代表的な例としては、ディスプレイやインパネ等に使われるソーダガラス、無アルカリガラスが挙げられるが、種類はこれらに限定されない。ガラスの厚さは、具体的には、３ｍｍ以下であり、例えば、０．００４〜３ｍｍの範囲、好ましくは０．２〜０．４ｍｍの範囲である。
【００１９】
レーザ照射装置１は、レーザ装置３を備えている。レーザ装置３は、ガラス基板Ｇにレーザ光を照射するためのレーザ発振器１５と、レーザ制御部１７とを有している。レーザ制御部１７はレーザ発振器１５の駆動及びレーザパワーを制御できる。
レーザ装置３は、レーザ光を後述する機械駆動系側に伝送する伝送光学系５を有している。伝送光学系５は、例えば、集光レンズ１９、複数のミラー（図示せず）、プリズム（図示せず）等を有する。
レーザ照射装置１は、レンズの位置を光軸方向に移動させることによって、レーザ光のスポットの大きさを変更する駆動機構１１を有している。
【００２０】
レーザ照射装置１は、ガラス基板Ｇが載置される加工テーブル７を有している。加工テーブル７は、テーブル駆動部１３によって移動される。テーブル駆動部１３は、加工テーブル７をヘッド（図示せず）に対して水平方向に移動させる移動装置（図示せず）を有している。移動装置は、ガイドレール、モータ等を有する公知の機構である。
【００２１】
レーザ照射装置１は、制御部９を備えている。制御部９は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなど）と、各種インターフェース（例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェースなど）を有するコンピュータシステムである。制御部９は、記憶部（記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応）に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
制御部９は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
【００２２】
制御部９は、レーザ制御部１７を制御できる。制御部９は、駆動機構１１を制御できる。制御部９は、テーブル駆動部１３を制御できる。
制御部９には、図示しないが、ガラス基板Ｇの大きさ、形状及び位置を検出するセンサ、各装置の状態を検出するためのセンサ及びスイッチ、並びに情報入力装置が接続されている。
【００２３】
（２）溶融面取り動作
ガラス基板Ｇに残留応力が生じる加工の例として、図２〜図４を用いて、ガラス基板Ｇの端面を溶融面取りする動作を説明する。図２は、レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図である。図３は、溶融面取りされたガラス基板の断面写真である。図４は、溶融面取りされたガラス基板の端面から中央側に向かってのリタデーションの変化を示すグラフである。
【００２４】
図２に示すように、ガラス基板Ｇに対して、レーザ光を、ガラス基板Ｇの端面近傍部分２１に照射し、さらにレーザスポットＳをガラス基板Ｇの端面２０に沿って走査する。このとき、レーザスポットＳが、ガラス基板Ｇの端面２０から基板内側（中央側）に向かって例えば、１０μｍ〜１５０μｍ離れた位置にくるようにセットする。
【００２５】
以上のようなレーザスポットＳの照射及び走査によって、ガラス基板Ｇの端面近傍部分２１が加熱される。特に、中赤外光のレーザ光を照射することによって、レーザ光はガラス基板Ｇの内部まで透過しながら吸収される。したがって、ガラス基板Ｇの端面２０は、レーザ光の照射面である表面側のみではなく、ガラス基板Ｇの内部及び裏面側の全体にわたって比較的均一に加熱される。このため、ガラス基板Ｇの端面２０は基板厚みの中央部が外側に膨らむように溶融し、その結果、図３に示すように、端面２０が面取りされる。
【００２６】
以上の結果、図４に示すように、ガラス基板Ｇの端面近傍部分（例えば、端面２０から２００μｍの領域）では、リタデーション（ｎｍ）が高くなる。リタデーションは、物体を透過した光に生じる位相差であり、物体内にはたらく応力に比例する値である。外力を加えていない物体のリタデーションが高いということは、残留応力が高くなっていることを意味する。
【００２７】
（３）残留応力低減処理
図５〜図７を用いて、ガラス基板Ｇの端面近傍部分を加熱する残留応力低減処理を説明する。図５は、ガラス基板の残留応力が高くなっている部分を示す模式的平面図である。図６は、ガラス基板の残留応力が高くなっている部分を示す模式的断面図である。図７は、レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図である。
【００２８】
図７に示すように、加工テーブル７上のガラス基板Ｇに対して、レーザ光を、ガラス基板Ｇの端面近傍部分２１に照射し、さらにレーザスポットＳをガラス基板Ｇの端面近傍部分２１に沿って走査する。ここでの端面近傍部分２１は、溶融面取りによって残留応力が生じた残留応力発生領域Ｚ（斜線領域）に対応している。
このとき、レーザスポットＳはガラス基板Ｇに対して小さく、例えば、４μｍ〜２０ｍｍ程度の大きさに設定する。これにより、ガラス基板Ｇの端面近傍部分２１がレーザスポットＳによって加熱される。
【００２９】
本発明者らは、残留応力低減処理においては、高温になる領域を、端面２０に沿った方向の狭い範囲に抑えることが必要であることを見い出し、本発明に至った。その根拠は後述する。すなわち、レーザスポットＳの走査速度を遅く設定してガラス基板Ｇをガラス転移点以上の温度まで加熱する。その結果、高温になる領域が端面２０に沿った方向に広がることがなく、そのため残留応力を低減する効果が高くなる。逆に、走査速度を速く設定すると、ガラス転移点以上の温度まで加熱するのに必要な出力が増加する。高い出力のレーザスポットＳを速い速度で走査させると、高温になる領域が端面２０に沿った方向に広がる結果、残留応力を低減する効果が低くなる。
走査速度は、２０ｍｍ／ｓ以下であればよく、好ましくは１０ｍｍ／ｓ以下であり、さらに好ましくは５ｍｍ／ｓ未満である。
【００３０】
以上の結果、ガラス基板Ｇの端面近傍部分２１（つまり、残留応力発生領域Ｚ）がガラス転移点以上まで加熱され、その結果、残留応力が低減する。
この方法では、ガラス基板Ｇの端面近傍部分２１が加熱される（つまり、ガラス基板Ｇ全体が加熱されない）ので、樹脂のような耐熱性の低い材料と一体になったガラス基板Ｇの端面近傍部分２１の残留応力を低減できるようになる。樹脂等に熱の影響が生じにくいからである。さらに、残留応力発生領域Ｚの面積が極端に広くなければ、数十分以内に残留応力低減処理を完了することができ、高い残留応力によって通常は数十分以内で破壊が生じるガラス基板に対しても、破壊が生じる前に残留応力を低減できるようになる。
【００３１】
レーザの種類（波長）は特に限定されない。
必要なレーザ出力は、ガラス基板Ｇをガラス転移点以上まで加熱できる出力である。このため、ガラスに対する光吸収率が低いレーザを使用する場合は、より高いレーザ出力が必要となる。なお、ガラス基板Ｇの加熱部の温度がガラス転移点程度である場合、加熱部の変形はほとんど確認されない。加熱部の温度がより高い場合には、加熱部が溶融し、形状が変化する。レーザ出力が高いほど、加熱部の粘度が低下し、短い時間で大きく変形する。本発明によれば、レーザ出力が高く、ガラス基板Ｇの形状が変形する場合であっても、残留応力が低減される。ただし、ガラス基板Ｇの許容できる変形量に制約がある製品に本発明を適用する場合には、ガラス基板Ｇの粘度が低下して変形量が許容値を超えることがないよう、レーザ出力に上限が設定されるべきである。
【００３２】
ガラス基板Ｇへの入熱方向は特に限定されない。ガラス基板Ｇの表面から入熱されてもよいし、裏面から入熱されてもよいし、端面２０から入熱されてもよい。
前記実施形態では溶融面取りが終わった後に残留応力低減処理を行っていたが、溶融面取り加工と残留応力低減処理とを一つのガラス基板Ｇで並行して行ってもよい。具体的には、２本のレーザビームを用いることで溶融面取り動作の途中で残留応力低減処理が開始され、それ以後は両処理が同時に行われる。その場合は、全体の処理時間が短くなる。
なお、複数のレーザビームを用いるためには、レーザ発振器を複数用意してもよいし、１つのレーザ発振器からレーザビームを分岐させてもよい。
【００３３】
（４）実験例
図８〜図１０を用いて、レーザ走査による残留応力低減処理の実験例を説明する。図８〜図１０は、溶融面取りされたガラス基板（厚さ２００μｍの無アルカリガラス）の端面から中央側に向かってのリタデーションの変化を、残留応力低減処理の前後で比較するためのグラフである。
【００３４】
残留応力の低減処理は、中赤外レーザ（Ｅｒファイバレーザ）でも遠赤外レーザ（ＣＯ２レーザ）でも可能であった。Ｅｒファイバレーザの諸元は、波長２．８μｍ、最大出力１０Ｗ、光吸収率約３０％であり、実質の入熱は最大３Ｗである。ＣＯ２レーザの諸元は、波長１０．６μｍ、最大出力２５０Ｗ、光吸収率約８０％であり、実質の入熱は最大２００Ｗである。
【００３５】
（４−１）第１実験例
図８の溶融面取りでは、Ｅｒファイバレーザが用いられ、スポットサイズ２００μｍ、５Ｗ、３ｍｍ／ｓの条件であった。
図８の残留応力低減処理では、Ｅｒファイバレーザが用いられ、スポットサイズ２ｍｍ、４Ｗ、０．２ｍｍ／ｓの条件であった。
図８から明らかなように、残留応力の最大値は大幅に低減している。
【００３６】
（４−２）第２実験例
図９の溶融面取りでは、Ｅｒファイバレーザが用いられ、スポットサイズ２００μｍ、５Ｗ、３ｍｍ／ｓの条件であった。
図９の残留応力低減処理では、Ｅｒファイバレーザが用いられ、上記条件で溶融面取りを行った基板を、スポットサイズ１ｍｍ、３．５Ｗ、１ｍｍ／ｓの条件で加熱した。図９から明らかなように、残留応力の最大値は低減している。
【００３７】
図８、図９のいずれの実験例においても、残留応力低減処理を行う前では、溶融面取りされたガラス基板が、数分〜数日以内に自発的に割れる確率が高かったのに対し、残留応力低減処理を行った後では、１ヶ月経過しても割れなかった。なお、残留応力低減処理においては、ガラスが溶融して形状が変化することがないよう、レーザ光のパワー密度が調整されている。つまり、溶融面取りされたガラス基板端面の形状を変えることなく、残留応力が低減され、ガラス基板が自発的に割れる確率が低減された。
【００３８】
（４−３）第３実験例
図１０の溶融面取りでは、Ｅｒファイバレーザが用いられ、スポットサイズ２００μｍ、５Ｗ、３ｍｍ／ｓの条件であった。
図１０の残留応力低減処理では、Ｅｒファイバレーザが用いられ、上記条件で溶融面取りを行った基板を、スポットサイズ０．４ｍｍ、４ｍｍ／ｓ、レーザ出力４〜６Ｗの条件で加熱した。レーザ出力４Ｗの場合は、溶融面取りで生じた残留応力に変化が見られなかった。これは、レーザ出力が低く、ガラス基板Ｇの温度がガラス転移点を超えなかったためである。レーザ出力５．５Ｗの場合は、残留応力の最大値が少しだけ低減された。また、溶融面取りで残留応力が低かった領域の一部において残留応力が大きく上昇した。レーザ出力６Ｗの場合は、レーザ出力が高かった結果、ガラス基板Ｇが溶融し、変形した。ガラス基板が溶融して変形するまでレーザ出力を高く設定しても、溶融面取りで生じた残留応力はほとんど低減されず、溶融面取りで残留応力が低かった領域の一部において残留応力が大きく上昇した。
図１０からわかるように、本実験例では、レーザ出力を調整しても残留応力低減効果が低かった。
【００３９】
（４−４）考察
以上述べたように、残留応力低減処理の走査速度は、第１実験例が０．２ｍｍ／ｓであり、第２実験例が１ｍｍ／ｓであり、ともに良好な結果が得られた。ただし、グラフの比較からわかるように走査速度が速くなれば、残留応力低減効果が下がる。第３実験例では、走査速度を４ｍｍ／ｓとさらに速く設定した結果、残留応力がほとんど低減されなかった。以上より、本実施形態のレーザ走査方式の場合は、走査速度が遅いことが好ましい。具体的には、走査速度は、２０ｍｍ／ｓ以下であればよく、好ましくは１０ｍｍ／ｓ以下であり、さらに好ましくは５ｍｍ／ｓ未満である。
【００４０】
本発明者らは、実験とガラス基板の温度シミュレーションに基づき、残留応力低減処理においては、高温になる領域を、端面２０に沿った方向の狭い範囲に抑えることが必要であることを見い出し、本発明に至った。この根拠は、例えば、図１１及び図１２によって説明される。図１１及び図１２は、残留応力低減処理における、走査速度が異なる場合の温度分布を示すシミュレーション結果である。
図１１は、レーザスポットＳの走査速度が０．２ｍｍ／ｓと遅く、残留応力低減効果が高かった場合を示している。走査速度が遅く設定されているので、高温部（例えば、３００℃を超える領域）は端面に沿って長くなっていない。
一方、図１２は、走査速度が２０ｍｍ／ｓと速く、残留応力低減効果が低かった場合を示している。ただし、図１１と同じ程度の温度まで加熱されるよう、レーザ出力を高く設定している。図１１と比べて、高温部が端面に沿って長くなっていることがわかる。
これらの結果は、高温部が端面に沿って長くなる場合には、残留応力低減効果が低下することを示す根拠の一つである。
【００４１】
さらに本発明者らは、以下に説明する実験も行い、本発明に至った。以下に説明する実験では、レーザスポットＳを端面近傍部分２１に沿って走査させる代わりに、端面近傍部分２１の中の１点を所定時間だけ加熱することで、加熱された領域の残留応力を低減した。図１３、図１４及び図１５は、所定時間加熱を行う際のレーザスポットＳの形状のバリエーションを示す模式的平面図である。
【００４２】
図１３には、円形のレーザスポットＳ１００と、端面２０に直交する方向に長い楕円形のレーザスポットＳ１０１が示されている。図１４には、端面２０に沿って長い楕円形のレーザスポットＳ１０２、Ｓ１０３が示されている。図１５には、端面２０全体を覆う、端面２０に沿って長い形のレーザスポットＳ１０４が示されている。レーザスポットＳ１００、Ｓ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３を用いた場合は、レーザ出力及び加熱のための所定時間を調整すれば、加熱領域における残留応力が低減された。ただし、残留応力低減効果は、Ｓ１００≒Ｓ１０１＞Ｓ１０２＞Ｓ１０３の順に高かった。レーザスポットＳ１０４を用いた場合、レーザ出力及び加熱のための所定時間を調整しても、残留応力が低減されなかった。
以上に示したシミュレーション結果及び実験結果を鑑み、本発明者らは、残留応力低減処理においては、高温になる領域を、端面２０に沿った方向の狭い範囲に抑えることが必要であることを見い出し、本発明に至った。
【００４３】
（５）第１変形例
第１実施形態ではガラス基板Ｇの一辺の残留応力を低減するシングルビーム走査処理を説明したが、ガラス基板の端面近傍部分の複数箇所各々にレーザ光を照射する複数ビーム同時走査によって複数辺の残留応力を同時に低減してもよい。
図１６〜図１８を用いて、そのような実施例を第１変形例として説明する。図１６〜図１８は、レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図である。
【００４４】
図１６に示すように、ガラス基板Ｇの四辺である端面近傍部分２１が残留応力発生領域Ｚになっている。
図１７に示すように、４つのレーザスポットＳが４辺それぞれを走査する。
これにより、図１８に示すように、ガラス基板Ｇの残留応力が低減される。この場合、シングルビーム走査処理に比べて処理時間が短くなる。なお、レーザスポットの数は２、３、５以上であってもよい。
【００４５】
（６）第２変形例
第１実施形態ではガラス基板Ｇは四角形であって複数の直線辺を有していたが、曲線等の辺を有するガラス基板Ｇにも本発明を適用できる。
図１９〜図２１を用いて、そのような実施例を第２変形例として説明する。図１９〜図２１は、レーザスポットの移動を示すガラス基板の模式図である。
【００４６】
図１９に示すように、ガラス基板Ｇは円形であり、外周縁全体である端面近傍部分２１が残留応力発生領域Ｚになっている。
図２０に示すように、４つのレーザスポットＳが外周縁の４箇所をそれぞれ円周方向に走査する。変形例として、ガラス基板Ｇを回転させてもよい。
これにより、図２１に示すように、ガラス基板Ｇの残留応力が低減される。
なお、レーザスポットの数は２、３、５以上であってもよい。また、円形の穴が形成されたガラス基板Ｇの穴の縁の端面近傍部分２１が残留応力発生領域Ｚになっている場合についても、同様の手法を適用できる。
【００４７】
２．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、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。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
本発明は、溶融面取りが行われない場合も適用される。
本発明は、残留応力発生領域がガラス基板Ｇの端面近傍部分でない場合、例えば中央部分の場合にも適用される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ガラス基板の残留応力低減方法及びガラス基板の残留応力低減装置に広く適用できる。
【符号の説明】
【００４９】
１      ：レーザ照射装置
３      ：レーザ装置
５      ：伝送光学系
７      ：加工テーブル
９      ：制御部
１１    ：駆動機構
１３    ：テーブル駆動部
１５    ：レーザ発振器
１７    ：レーザ制御部
１９    ：集光レンズ
２０    ：端面
２１    ：端面近傍部分
Ｇ      ：ガラス基板
Ｓ      ：レーザスポット
Ｚ      ：残留応力発生領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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