(57)【要約】  強化ガラス基板にスクライブ線を形成する方法は、第１の表面、第２の表面、第１の縁端及び第２の縁端を有する強化ガラス基板を提供する工程を含む。第１及び第２の表面は圧縮応力下にある強化表面層及び引張応力下にある中央領域を有する。方法はさらに、罫書きブレードの直径より大きい始端オフセット距離だけ第１の縁端からオフセットされた始端位置において第１の表面に罫書きブレードを当てる工程、及び罫書きブレードが第１の表面を罫書くように罫書きブレードまたは強化ガラス基板を並進させる工程を含む。並進は罫書きブレードの直径より大きい終端オフセット距離だけ強化ガラス基板の第２の縁端からオフセットされた終端位置において罫書きブレードが停止するように終結される。
2013536147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化ガラス基板にスクライブ線を形成する方法において、前記方法が、
第１の表面、第２の表面、第１の縁端及び第２の縁端を有する強化ガラス基板であって、前記第１の表面及び前記第２の表面のそれぞれは、圧縮応力下にあって前記表面から層深さまで延び込む強化表面層、及び前記第１の表面と前記第２の表面の間の引張応力下にある中央領域を有するものである強化ガラス基板を提供する工程、
前記罫書きブレードの直径より大きい始端オフセット距離だけ前記第１の縁端からオフセットされた始端位置において前記第１の表面に罫書きブレードを当てる工程、
前記罫書きブレードが所望の分割線に沿って前記第１の表面を罫書くように前記罫書きブレードまたは前記強化ガラス基板を並進させる工程、及び
前記罫書きブレードの前記直径より大きい終端オフセット距離だけ前記強化ガラス基板の前記第２の縁端からオフセットされた終端位置において前記罫書きブレードが停止するように前記罫書きブレードまたは前記強化ガラス基板の前記並進を終結させる工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
強化ガラス基板を分割する方法において、前記方法が、
第１の表面、第２の表面、第１の縁端及び第２の縁端を有する強化ガラス基板であって、前記第１の表面及び前記第２の表面のそれぞれは、圧縮応力下にあって前記表面から層深さまで延び込む強化表面層、及び前記第１の表面と前記第２の表面の間の引張応力下にある中央領域を有するものである強化ガラス基板を提供する工程、
前記罫書きブレードの直径より大きい始端オフセット距離だけ前記第１の縁端からオフセットされた始端位置において前記第１の表面に罫書きブレードを当てる工程、
前記罫書きブレードが所望の分割線に沿って前記第１の表面を罫書き、よってスクライブ線を形成するように前記罫書きブレードまたは前記強化ガラス基板を並進させる工程、
前記罫書きブレードの前記直径より大きい終端オフセット距離だけ前記強化ガラス基板の前記第２の縁端からオフセットされた終端位置において前記罫書きブレードが停止するように前記罫書きブレードまたは前記強化ガラス基板の前記並進を終結させる工程、及び
前記スクライブ線に沿って前記強化ガラス基板を制御可能な態様で割断し、よって前記強化ガラス基板を分割するために、前記スクライブ線に関して曲げモーメントを印加する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
前記始端オフセット距離が前記罫書きブレードの前記直径の少なくとも２倍であり、前記終端オフセット距離が前記罫書きブレードの前記直径より少なくとも１.５倍大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記罫書きブレードによって前記第１の表面に与えられる衝撃エネルギーが、前記強化ガラス基板の全厚の２５％より小さい深さを前記スクライブ線が有するようなエネルギーであることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記罫書きブレードによって前記第１の表面に印加される罫書き荷重が１５Ｎと１９Ｎの間であり、前記第１の表面上の前記罫書きブレードの衝撃速度が７５ｍｍ/秒と１２５ｍｍ/秒の間であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
前記罫書きブレードまたは前記強化ガラス基板の並進速度が、１０ｍｍ/秒より大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項７】
前記罫書きブレードまたは前記強化ガラス基板の並進速度が、１００ｍｍ/秒と５００ｍｍ/秒の間であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項８】
前記強化ガラス基板の前記全厚が０.５５ｍｍと１.１ｍｍの間であり、前記引張応力が２０ＭＰａと４５ＭＰａの間であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項９】
前記罫書きブレードの前記直径が２ｍｍと３ｍｍの間であり、前記罫書きブレードの罫書き角が１００°と１３０°の間であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項１０】
前記強化表面層が、６００ＭＰａより大きい圧縮応力及び前記強化ガラス基板の厚さの１/３０より大きい厚さを有することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、２０１０年７月１６日に出願された、名称を「強化ガラス基板を罫書き及び分割するための方法(Method for Scribing and Separating Strengthened Glass Substrates)」とする、米国仮特許出願第６１/３６４９８０号の優先権を主張する。この特許出願の明細書はその全体が本明細書に参照として含められる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は全般にはガラス基板を分割するための方法に関し、さらに詳しくは、強化ガラス基板を罫書き及び分割するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
薄ガラス基板には民生用電子デバイスにおける様々な応用がある。例えば、ガラス基板は、携帯電話、テレビジョン及びコンピュータモニタのようなディスプレイデバイス、及び様々なその他の電子デバイスに組み込まれる、ＬＣＤ及びＬＥＤディスプレイのためのカバーシートとして用いられ得る。そのようなデバイスに用いられるカバーシートは大寸ガラス基板を複数枚の小寸ガラス基板に区分または分割することによって形成することができる。例えば、ガラス基板は罫書き−割断法によって分割することができる。しかし、イオン交換ガラスのような強化ガラスの分割に罫書き−割断法を用いると、スクライブ線の形成ではなく、制御不能な全面的破断または破砕がおこり得る。制御不能な分割は一般に、ガラス基板の劣悪な縁端特性または完全な破壊をもたらす。さらに、強化ガラスの罫書きに用いられる罫書き用具が強化ガラスの圧縮性表面に貫入できず、したがってスクライブ線の形成が妨げられることがあり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、強化ガラス基板のスクライブ線形成及び分割のための別の方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態において、強化ガラス基板にスクライブ線を形成する方法は、第１の表面、第２の表面、第１の縁端及び第２の縁端を有する強化ガラス基板を提供する工程を含む。第１の表面及び第２の表面のそれぞれは、圧縮応力下にあって表面から層深さまで延び込む強化表面層、及び第１の表面と第２の表面の間の引張応力下にある中央領域を有する。本方法はさらに、罫書きブレードを罫書きブレードの直径より大きい始端オフセット距離だけ第１の縁端からオフセットされた始端位置において第１の表面に当てる工程、及び罫書きブレードが所望の分割線に沿って第１の表面を罫書くように罫書きブレードまたは強化ガラス基板を並進させる工程を含む。罫書きブレードまたは強化ガラス基板の並進は、罫書きブレードが罫書きブレードの直径より大きい終端オフセット距離だけ強化ガラス基板の第２の縁端からオフセットされた終端位置において停止するように終結される。
【０００６】
別の実施形態において、強化ガラス基板を分割する方法は評価ガラス基板を提供する工程を含み、強化ガラス基板は、第１の表面、第２の表面、第１の縁端及び第２の縁端を有する。第１の表面及び第２の表面のそれぞれは、圧縮応力下にあって表面から層深さまで延び込む強化表面層、及び第１の表面と第２の表面の間の引張応力下にある中央領域を有する。本方法はさらに、罫書きブレードを罫書きブレードの直径より大きい始端オフセット距離だけ第１の縁端から始端位置がオフセットされるような始端位置において第１の表面に当てる工程、及び罫書きブレードが所望の分割線に沿って第１の表面を罫書き、よってスクライブ線を形成するように罫書きブレードまたは強化ガラス基板を並進させる工程を含む。罫書きブレードまたは強化ガラス基板の並進は罫書きブレードが罫書きブレードの直径より大きい終端オフセット距離だけ強化ガラス基板の第２の縁端からオフセットされた終端位置において停止するように終結される。本方法はさらに、スクライブ線に沿って強化ガラス基板を制御可能な態様で割断し、よって強化ガラス基板を分割するために、スクライブ線に関して曲げモーメントを印加する工程を含む。
【０００７】
また別の実施形態において、強化ガラス品は、第１の表面、第２の表面及び第１の表面と第２の表面を連結する少なくとも１つの縁端を有する。第１の表面及び第２の表面のそれぞれは、圧縮応力下にあって表面から層深さまで延び込むイオン交換強化表面層、及び第１の表面と第２の表面の間の引張応力下にある中央領域を有する。少なくとも１つの縁端は、罫書きブレードを罫書きブレードの直径より大きい始端オフセット距離だけ強化ガラス基板の第１の縁端からオフセットされた始端位置において強化ガラス基板の第１の表面に当てる工程、罫書きブレードが所望の分割線に沿って第１の表面を罫書き、よってスクライブ線を形成するように罫書きブレードまたは強化ガラス基板を並進させる工程、罫書きブレードが罫書きブレードの直径より大きい終端オフセット距離だけ強化ガラス基板の第２の縁端からオフセットされた終端位置において停止するように、罫書きブレードまたは強化ガラス基板の並進を終結させる工程、及びスクライブ線に沿って強化ガラス基板を制御可能な態様で割断し、よって強化ガラス基板を分割するために、スクライブ線に関して曲げモーメントを印加する工程によって形成される。
【０００８】
本方法のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、あるいは、以下の詳細な説明及び添付される特許請求の範囲を含み、添付図面も含む、本明細書に説明される実施形態を実施することによって認められるであろう。
【０００９】
上述の全般的説明及び以下の詳細な説明がいずれも様々な実施形態を説明し、特許請求される主題の本質及び特質を理解するための概要または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。添付図面は様々な実施形態のさらに深い理解のために含められ、本明細書に組み入れられて本明細書の一部をなす。図面は本明細書に説明される様々な実施形態を示し、記述とともに、特許請求される主題の原理及び動作の説明に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本明細書に説明され、示される、１つ以上の実施形態にしたがう、化学強化ガラス基板の簡略な断面図を示す。
【図２】図２は、本明細書に説明され、示される、１つ以上の実施形態にしたがう、化学強化ガラス基板内の圧縮応力及び引張応力をグラフ表示する。
【図３】図３は、本明細書に説明され、示される、１つ以上の実施形態にしたがって罫書きされている化学強化ガラス基板の簡略な上面図を示す。
【図４】図４は、本明細書に説明され、示される、１つ以上の実施形態にしたがう、罫書きブレードを簡略に示す。
【図５】図５は、本明細書に説明され、示される、１つ以上の実施形態にしたがう、２枚の分割された化学強化ガラス品の簡略な斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
強化ガラス基板にスクライブ線を形成するため及びスクライブ線の形成によって強化ガラス基板を分割するための方法の様々な実施形態をここで詳細に参照する。可能であれば必ず、同じ参照数字が全図面を通して同じかまたは同様の要素を指して用いられる。本明細書に説明されるように、強化ガラス基板にスクライブ線を形成するための方法は全般に、強化ガラス基板の第１の縁端からオフセットされた始端位置において第１の表面（例えば上表面）に罫書きブレードを当てる工程を含む。罫書きブレードの罫書き角は、また強化ガラス基板に印加される力も、罫書きブレードを当てることでつくられるスクライブ線が引張応力下にある中央領域内に深く延び込みすぎることがないような、罫書き角及び力である。罫書きブレードまたはガラス基板は、罫書きブレードが第１の表面を罫書き、よってスクライブ線を形成するように並進させられる。並進は罫書きブレードが強化ガラス基板の第２の縁端に到達する前に終結させることができる。強化ガラス基板は形成されたスクライブ線に関して機械的な力を印加することで分割することができる。強化ガラス基板にスクライブ線を形成するための方法、強化ガラス基板を分割するための方法、及び強化ガラス品が本明細書にさらに詳細に説明される。
【００１２】
図１を参照すれば、強化ガラス基板１００の一例が示される。強化ガラス基板１００は、第１の表面１１０ａ，第２の表面１１０ｂ、及び縁端（例えば第１の縁端１１１及び第２の縁端１１３）を有する。強化ガラス基板１００は、ガラス基板内に強化表面層１１２ａ，１１２ｂ及び中央領域１１４を形成するため、イオン交換プロセスによって化学強化することができる。ガラス基板は、ソーダ石灰ケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス及びアルミノホウケイ酸ガラスを含むが、これらには限定されない、様々なガラス組成で形成することができ、イオン交換された、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス及びアルミのホウケイ酸ガラスを含む。限定ではなく例として、ガラス基板はコーニング(Corning)社のＧｏｒｉｌｌａ(登録商標)ガラスとすることができる。
【００１３】
強化ガラス基板１００は、２つの強化表面層１１２ａ，１１２ｂ、及び中央領域１１４を有する。強化表面層１１２ａ及び１１２ｂは強化ガラス基板１００に強度を与える圧縮応力状態に維持され、中央領域１１４は，力が相互に釣り合って強化ガラス基板１００が割れないように強化表面層１１２ａ及び１１２ｂ内の圧縮応力を補償するため、引張応力下にある。図２は強化ガラス基板１００の応力プロファイルの一例をグラフ表示している。２つの強化表面層１１２ａ及び１１２ｂは，深さ１３６で示されるような，イオン交換層深さ（ＤＯＬ）を有する。いくつかの実施形態においてＤＯＬは強化ガラス基板の全厚の３０分の１（１/３０）より大きい。
【００１４】
図の線１３２ａ，１３２ｂ及び１３２ｃは、ガラス基板の異なる領域における応力プロファイルを示す。線１３４はゼロ応力を表し、矢印１３０は圧縮応力及び引張応力の増減を表す。図２に示されるように、本例の強化ガラス基板１００の強化表面層１１２ａ及び１１２ｂにおける応力プロファイルはかなりの（例えば、強化ガラス基板１００の近傍において約６００ＭＰａの）圧縮応力下にある。内部引張応力領域の中心引張応力は、表面圧縮応力の増大への反応として（例えば、一実施形態において、約４５ＭＰａまで）増大する。一般に、中心引張応力の大きさはガラスの破砕に強く影響し、表面圧縮応力の大きさはガラス基板の強度を決定する。
【００１５】
本明細書に説明される実施形態は、罫書きブレードを利用し、強化ガラス１００の表面に罫書きブレードを当てて強化ガラス１００の表面にかけて罫書きブレードを並進させることによって、スクライブ線を機械的に形成する。図３は強化ガラス基板１００及び強化ガラス基板１００に当てられた罫書きブレードを簡略に示す。強化ガラス基板１００はコンピュータ制御Ｘ−Ｙブリッジ装置（図示せず）に置くことができる。ブリッジ装置は所望の分割線１１６に沿う罫書きブレード１２０の移動を制御することができる。所望の分割線１１６は、罫書きブレード１２０がその上を並進させられてスクライブ線が形成される、線である。次いで、罫書きプロセス後にスクライブ線に機械的力にかけることにより強化ガラス基板１００を分割することができる。別の実施形態において、罫書きブレード１２０は静止させておくことができ、罫書きブレード１２０に対して強化ガラス基板１００を並進させる並進台上に強化ガラス基板１００を搭載することができる。
【００１６】
罫書きブレード１２０は始端位置１１５において強化ガラス基板の第１の表面１１０ａに当てることができる。第２の表面１１０ｂにも罫書きブレード１２０を当て得ることは当然である。罫書きブレード１２０はガラスを罫書くために用いられるいずれかのタイプのブレードとすることができる。例えば、罫書きブレード１２０は、図４に示されるような、罫書きホイールとすることができる。しかし、罫書きブレード１２０の形状は、円形ホイールに限定されず、他の形状（例えば矩形）とすることができる。罫書きブレード１２０は、例えば炭化タングステンまたは多結晶ダイアモンドのような材料でつくることができる。
【００１７】
図４に示されるように、罫書きブレード１２０は、罫書き角θ及び罫書き刃先１２４を定める、斜交壁１２２を有することができる。罫書き角θは破砕または全面的破断を生じさせずに強化ガラス基板に有効に切り込むことができるような角度である。罫書きブレードが鋭利すぎると、引張応力下にある中央領域１１４内に深く延び込みすぎる表面欠陥／スクライブ線形成され、強化ガラス基板の全面的破断または破砕がおこり得る。なまくらすぎる罫書きブレードは、強化表面層に貫入することができず、表面欠陥を形成することができないであろう。一実施形態において、図４に示される、中央領域１１４内に深く延び込みすぎることがない表面欠陥１２５を強化ガラス基板１００に形成するための、罫書き角θは約１００°と約１３０°の間とすることができる。
【００１８】
罫書きブレード１２０の直径ｄは比較的小さくするべきである。罫書きブレードの直径が大きくなると強化ガラス基板１００に制御不能なクラックがつくられ得る。大径罫書きブレードを利用することはできるが、５ｍｍ以下の直径ｄを有する罫書きブレードは強化ガラス基板１００にスクライブ線を一貫して形成することができる。
【００１９】
表面１１０ａ／１１０ｂ上に罫書きブレード１２０を当てると、衝撃位置に表面欠陥１２５が形成される（図１）。強化ガラス基板の表面に形成された表面欠陥の顕微鏡評価は、衝撃位置に形成された表面欠陥が衝撃位置から衝撃位置に最も近い縁端（例えば第１の縁端１１１）及び対向縁端（例えば第２の縁端１１３）のいずれに向けても延びることを示す。罫書きブレードを当てることで形成された表面欠陥１２５の長さの測定値の平均は罫書きブレード１２０の直径ｄの約１.５倍であった。表面欠陥の長さは始端位置１１５において、終端位置１１７を含む、所望の分割線１１６に沿う他の位置よりも長くなり得る。強化ガラス基板１００にかかる罫書きブレード１２０の初期衝撃は、表面欠陥の長さが衝撃位置において所望の分割線１１６に沿う他の場所よりも長くなるような、始端位置における衝撃力の過渡的増大を生じさせ得る。
【００２０】
罫書きプロセス中に強化ガラス基板の縁端、または縁端の近傍に、罫書きブレード１２０を当てると、縁端に到達する表面欠陥１２５が生じ、強化ガラス基板１００内に複数のクラック／ベントが形成され得る。これらのクラック／ベントは所望の分割線から制御不能な態様で逸れることができ、あるいは強化ガラス基板の全面的破断または破砕を生じさせることができる。所望の分割線１１６にしたがう単一のクラックまたはベントは、強化ガラス基板１００の平滑な縁端を有するきれいな分割を可能にし得る。
【００２１】
複数の制御不能なクラックの形成を防止するため、始端距離ＤＩだけ第１の縁端１１１からオフセットされた始端位置１１５において強化ガラス基板１００の第１の表面１１０ａに罫書きブレード１２０を当てることができる。始端距離ＤＩは、始端位置１１５から第１の縁端１１１に向けて放射状に進む表面欠陥１２５が第１の縁端１１１に到達しないように、十分に大きくするべきである。一般に、始端距離ＤＩは罫書きブレードの直径ｄより大きくすべきである。始端距離だけ第１の縁端１１１からオフセットされた始端位置において罫書きブレード１２０を当てることにより、１つないし複数の開放クラックの形成及び強化ガラス基板１００の中央領域１１４への到達を防止することができる。始端位置１１５を強化ガラス基板１００の第１の縁端１１１に近づけすぎると、表面欠陥１２５が第１の縁端に到達することができ、第１の縁端またはその近傍において表面欠陥１２５を中央領域１１４に延び込ませ、開放クラックを形成させることができる。一実施形態において、始端距離ＤＩは、始端位置１１５において形成された表面欠陥１２５の第１の縁端１１１への到達を防止することができる、罫書きブレード１２０の直径ｄの少なくとも２倍である。
【００２２】
第１の表面１１０ａにかかる罫書きブレード１２０の衝撃エネルギーは、初期衝撃時及び並進中のいずれにおいても、表面欠陥１２５（及び、続いて形成されるスクライブ線）が強化ガラス基板１００の中央領域１１４内に深く延び込みすぎることがないように、制御可能な態様で維持されるべきである。図１に示されるように、表面欠陥１２５は引張応力下にある中央領域１１４内にある程度延び込み得る。しかし、強化ガラス基板１００は、表面欠陥１２５の中央領域１１４への延び込みが最小限であれば、全面的破断を防止するに十分に高剛性であり得る。表面欠陥１２５が中央領域１１４内に深く延び込みすぎると、全面的破断または破砕がおこり得る。
【００２３】
一般に、第１の表面１１０ａにかかる罫書きブレード１２０の衝撃エネルギーは、表面欠陥１２５及び得られるスクライブ線の深さが強化ガラス基板１００の全厚の約２５％以下であるようなエネルギーである。これにより表面欠陥１２５及びスクライブ線の大部分が強化表面層１１２ａ内または１１２ｂ内にほぼ維持されることが保証され得る。衝撃エネルギーは、強化ガラス基板にかかる初期衝撃時の罫書きブレードの衝撃荷重によって、また強化ガラス基板にかかる初期衝撃時の罫書きブレードの衝撃速度及び罫書き動作中の罫書きブレードの並進速度のいずれによっても、決定される。
【００２４】
強化ガラス基板にかかる罫書きブレードの初期衝撃時に関し、衝撃力または衝撃荷重が大きくなるにつれて、強化ガラス基板にかかる罫書きブレードの衝撃速度は低下するべきである。衝撃速度が大きくなるにつれて、衝撃力または衝撃荷重は低下するべきである。一定の印加荷重に対し、衝撃エネルギーは衝撃速度の増大にともなって大きくなる。したがって、一定の印加荷重に対し、衝撃速度は、表面欠陥が強化ガラス中央領域内に深く延び込みすぎる（例えば強化ガラス基板の全厚の２５％より大きく延びる）ことがないように、設定されるべきである。初期衝撃における罫書きブレードの力及び速度の値は、ガラスの組成、厚さ、圧縮応力、及び強化表面層のＤＯＬのような、強化ガラス基板の特性に依存し得る。表１は、中央領域に３０ＭＰａの引張応力を有する厚さが異なる３つの強化ガラス基板、及び実験的試験から得られた最大速度及び衝撃力の値を示す。表２は、中央領域に２２ＭＰａの引張応力を有する厚さが異なる３つの強化ガラス基板、及び実験的試験から得られた最大速度及び衝撃力の値を示す。表１及び２に挙げられた値が説明目的のために過ぎず、限定は目的とされていないことは当然である。
【表１】
2013536147.tif 000003
【表２】
2013536147.tif 000004
【００２５】
強化ガラス基板の表面にかかる罫書きブレードの並進中の衝撃エネルギーに関し、罫書きブレードの罫書き速度（すなわち並進速度）の増大には強化ガラス基板の表面に罫書きブレードが当てられる力の増大が必要であり得る。一般に、罫書きブレード１２０の並進速度の５０％の増大に対して、強化ガラス基板の分割を可能にするに適切な深さを有するスクライブ線を達成するには、衝撃力の１５％の増大が必要になり得る。１０ｍｍ/秒と１００ｍｍ/秒の間の罫書き速度を用いてスクライブ線形成に成功した。表３は、３０ＭＰａの中央引張応力領域を有する０.７ｍｍ厚イオン交換ガラス試料において、異なる並進速度及び対応する衝撃力から得られた様々な罫書きクラック深さを示す。表３に与えられた値は説明のためであり、限定ではないことは当然である。
【表３】
2013536147.tif 000005
【００２６】
一実施形態において、強化ガラス基板１００の第１の表面１１０ａにかかる罫書きブレード１２０の衝撃及び並進の力及び速度は制御可能な空気圧シリンダーによって制御される。力は空気圧シリンダーの圧力バルブによって制御することができ、第１の表面１１０ａにかかる衝撃速度は空気圧シリンダーの流量を制御することで制御することができる。罫書きブレードの力及び速度を制御するための、サーボモーター及び油圧シリンダーの使用によるような、他の方法を利用することもできる。
【００２７】
図３を再び参照すれば、罫書きブレード１２０または強化ガラス基板１００は、罫書きブレード１２０が所望の分割線１１６に沿って矢印Ａの方向に強化ガラス基板１００の第１の表面１１０ａを横切り、よって所望の分割線１１６に厳密にしたがうスクライブ線を形成するように、並進される。Ｘ−Ｙブリッジ装置または並進台は、所望の分割線に沿って罫書きブレード１２０を並進させるようにコンピュータ制御することができる。並進はＸ−Ｙブリッジ装置または並進台の１つ以上のサーボモーターによって駆動することができる。
【００２８】
図３に示されるように、罫書きブレード１２０は終端距離ＤＴだけ第２の縁端１１３からオフセットされた終端位置１１７において停止させることができる。終端距離ＤＴは、スクライブ線が罫書きブレード１２０の最終衝撃位置を過ぎて延び、第２の縁端１１３に達することのないように、十分大きくすべきである。終端距離ＤＴは罫書きブレードの直径ｄより大きくすべきである。表面欠陥１２５が第２の縁端１１３に達すると、制御不能なクラックまたは全面的破断がおこり得る。始端位置１１５に関して上述したように、表面欠陥１２５が第２の縁端１１３に達すると、表面欠陥が中央領域１１４に延び込み得るから、第２の縁端またなその近傍において開放クラックが形成され得る。一実施形態において、終端距離ＤＴは罫書きブレード１２０の直径ｄの少なくとも約１.５倍である。
【００２９】
上述したようにスクライブ線を形成した後、スクライブ線に関して力を印加することにより、強化ガラス基板１００を分割して強化ガラス品にすることができる。スクライブ線に関して曲げモーメントを印加するように構成された曲げ機械によって力を機械的に印加することができる。強化ガラス基板から評価ガラス品を分割するためにスクライブ線に沿ってクラックが開くように強化ガラス基板の領域を押すかまたは引っ張ることによって力を印加することもできる。機械的力を印加して強化ガラス基板を分割するためにいかなる数の方法も利用することができる。
【００３０】
図５は本明細書に説明される方法を利用して強化ガラス基板から分割された２枚の強化ガラス品１４０及び１４２を示す。第１及び第２の強化ガラス品１４０，１４２は、それぞれ、上述したように強化ガラス基板の表面上に初めにスクライブ線を機械的に罫書くことで形成された、縁端１１９ａ及び１１９ｂを有する。スクライブ線の形成に続いて、強化ガラス基板を２枚の強化ガラス品１４０，１４２に制御可能な態様で割断するため、スクライブ線において強化ガラス基板に機械的力が印加される。いかなる数の強化ガラス品も強化ガラス基板から分割することができる。制御された力によって、強化ガラス品があらかじめ定められた縁端を有するようにスクライブ線を通って強化ガラス基板１００にわたる全面的クラックが開始される。
【００３１】
限定ではなく例として、３０ＭＰａの中央領域、７５０ＭＰａの強化表面層、及び２７μｍのＤＯＬを有する０.７ｍｍ厚イオン交換強化ガラス基板を、上述した方法を用いて分割した。１００°角／２ｍｍ径の罫書きホイールを、５００ｍｍ/秒の速度及び１８Ｎの罫書き荷重で強化ガラス基板上を並進させて、スクライブ線を罫書いた。第１の縁端から約５ｍｍオフセットした始端位置に罫書きホイールを当てた。（第１の縁端に対向する）第２の縁端から４ｍｍオフセットした終端位置で罫書きホイールの並進を停止させた。全面的破断あるいは制御不能なクラックまたはベントを生じずにスクライブ線が形成された。次いで、スクライブ線に関して機械的力を印加することにより強化ガラスを分割した。
【００３２】
本明細書に説明される方法が、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス及びホウケイ酸ガラスでつくられた強化ガラス基板のような、強化ガラス基板を分割するために用いられ得ることが今では理解されるはずである。本明細書に説明される方法は、罫書きブレードを当てることによってスクライブ線が機械的に形成される、罫書き−割断プロセスによる強化ガラス基板の分割を可能にし得る。形成されるスクライブ線はガラス基板の縁端に接触せず、したがって、ガラス縁端にかかる罫書きブレードの衝撃による破砕、引張応力下における自由クラックによる評価ガラス基板の自発分割、及び衝撃欠陥による破砕が防止される。本明細書に説明されるスクライブ線を有する強化ガラス基板は、スクライブ線に沿う強化ガラス基板への力の印加によって分割して、強化ガラス品を形成することができる。
【００３３】
特許請求される主題の精神及び範囲を逸脱することなく本明細書に説明される実施形態に様々な改変及び変形がなされ得ることが当業者には明らかであろう。したがって、本明細書に説明される様々な実施形態の改変及び変形が添付される特許請求項及びそれらの等価形態の範囲内に入れば、本明細書はそのような改変及び変形を包含するとされる。
【符号の説明】
【００３４】
１００    強化ガラス基板
１１０ａ，１１０ｂ    強化ガラス基板表面
１１１，１１３    強化ガラス基板縁端
１１２ａ，１１２ｂ    強化表面層
１１４    中央領域
１１５    始端位置
１１６    分割線
１１７    終端位置
１２０    罫書きブレード
１２５    表面欠陥
１４０，１４２    強化ガラス品
【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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【国際調査報告】
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