(57)【要約】【課題】  切断時におけるガラスカレットの発生、並びに切断分離面のクラック及びガラス割れが抑制され、短時間のエッチングによって切断分離することが可能な生産効率の優れたガラスの切断分離方法の提供。【解決手段】  ガラス内部にレーザーを集光してガラス内部を変質させる工程の後、ガラスをエッチングする工程を経てガラスを切断分離する。このガラスは、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板に使用することができ、このガラス基板をフラットパネルディスプレイに使用することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス内部にレーザーを集光してガラス内部を変質させる工程の後、ガラスをエッチングする工程を有することを特徴とするガラスの切断分離方法。
【請求項２】
前記ガラスをエッチングする工程は、ガラス表面に切断分離パターンに対応したマスキングを施した後に行う請求項１に記載のガラスの切断分離方法。
【請求項３】
前記ガラスをエッチングする工程は、ガラス表面に切断分離パターンに対応したスクライブラインを形成した後に行う請求項１に記載のガラスの切断分離方法。
【請求項４】
前記エッチングは、ウェットエッチングである請求項１〜３のいずれかに記載のガラスの切断分離方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の切断分離方法を使用したフラットパネルディスプレイ用ガラス基板。
【請求項６】
請求項５に記載のガラス基板を使用したフラットパネルディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貼り合わされたガラス板であっても任意の切断分離パターンで切断分離可能なガラスの切断分離方法、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板及びフラットパネルディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの画像表示面にはガラス板が使用され、この画像表示面となるガラス板は、画像表示面よりも寸法の大きな大判のガラス板（以下、母材ガラス板）を切断分離する工程を経て得られる。そのため、フラットパネルディスプレイの製造においては、ガラスの切断分離工程は、必要不可欠な工程となっている。
【０００３】
ガラスを切断分離する方法としては、従来から様々な方法が開示されており、例えば、非特許文献１や特許文献１に開示されているガラスの切断分離方法がある。
【非特許文献１】三宅泰明、スクライブ・ブレーク技術、「月刊ＦＰＤ  Ｉｎｔｅｌｉｇｅｎｃｅ増刊号  第４世代のＬＣＤ製造・検査技術」、株式会社プレスジャーナル、平成１２年１月２０日発行、ｐ．８５−８９
【特許文献１】特開昭６４−５２６２９号公報
【０００４】
非特許文献１に開示されているガラスの切断分離方法は、スクライブ・ブレーク法と呼ばれる一般的なガラスの切断分離方法である。このスクライブ・ブレーク法は、スクライブライン形成工程と機械的応力を加える工程からなる。スクライブライン形成工程は、ダイヤモンドや超硬合金製のホイールカッターで母材ガラス板表面を引っ掻いて母材ガラス板厚の１０〜１５％程度の深さのスクライブラインを形成する工程である。このスクライブライン形成工程を経た後、スクライブライン形成部位に機械的応力を加える工程を経て、母材ガラス板が切断分離される。
【０００５】
一方、特許文献１に記載されている方法は、切断分離パターンに対応したマスキングを母材ガラス板表面に施す工程、母材ガラス表面の非マスキング部分をエッチングする工程を順次行うことによって、母材ガラス板を切断分離する方法である。母材ガラス表面の非マスキング部分をエッチングする工程は、ウェット又はドライエッチングで非マスキング部分をエッチングすることによって切断パターンに対応した溝が形成され、更にエッチング継続することで、この溝が母材ガラス板の表裏面を貫通し、ガラスの切断分離を行うものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１に開示されているガラスの切断分離方法によれば、スクライブライン形成時に母材表面及び母材表面付近にひび割れが生じることになる。このひび割れは、機械的応力を加えて母材を切断分離する工程において、ガラスカレットが発生する主原因となるものである。ガラスカレットは、特に、スクライブラインの交差部分で顕著に発生することになる。そして、非特許文献１に開示されている方法は、切断分離したガラスの切断分離面周域には、ガラス割れやクラックが発生するため、切断分離したガラスのエッジ強度が弱いものとなってしまう。このガラス割れやクラックを除去することも可能ではあるが、そのためには、切断分離面の面取り工程及び面取りで生じたガラス粉等を除去するための洗浄工程が必要となり、ガラスの切断分離効率を低下させることになる。
【０００７】
一方の特許文献１に開示されているガラスを切断分離する方法は、機械的応力を加えることなく母材ガラス板を切断分離することができるものの、母材ガラス板表面の溝を母材ガラス板の表裏面を貫通するまでエッチングによって形成するには、長時間のエッチングを行わなければならない。
【０００８】
本発明の目的は、上述の事情に鑑み、切断時においてガラスカレットが発生することなくガラスを切断分離することができるガラスの切断分離方法であって、切断分離面のクラックやガラス割れ発生を抑制するとともに、切断分離のためのエッチング時間の短縮化を図ることが可能な生産効率の優れたガラスの切断分離方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、前記ガラスの切断分離方法を使用したフラットパネルディスプレイ用ガラス基板及びこのガラス基板を使用したフラットパネルディスプレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ガラス内部にレーザーを集光してガラス内部を変質させる工程の後、ガラスをエッチングする工程を有することを特徴とするガラスの切断分離方法である。
【００１１】
前記ガラスをエッチングする工程は、ガラス表面に切断分離パターンに対応したマスキングを施した後、又はガラス表面に切断分離パターンに対応したスクライブラインを形成した後に行っても良い。
【００１２】
前記エッチングは、ウェットエッチングであることが好適である。
【００１３】
本発明は、前記切断分離方法を使用したフラットパネルディスプレイ用ガラス基板である。このガラス基板は、フラットパネルディスプレイに使用しても良い。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成された発明によれば、ガラス内部をレーザーによって変質させることで、その変質部分は、エッチングが進行しやすくなるので、切断分離のためのエッチング時間が短縮化する。また、たとえホイールカッター等でスクライブラインをガラス表面上に形成してスクライブライン周域にひび割れが生じた場合であっても、このひび割れはエッチングによって除去されるため、ガラスカレット、切断分離面のクラック及び切断分離面の割れの発生を抑制してガラスの切断分離を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施形態を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明の第一の実施形態は、ガラス板内部にレーザーを集光してガラス板内部を変質させる工程の後、ガラス板をエッチングすることによって切断分離するものである。
【００１６】
図１は、本発明の第一の実施形態において、各工程を経たことによってガラス板に生じた変化を表す断面模式図である。図１において、図１（ａ)は、切断分離対象となるガラス板１を表す。図１（ｂ）は、変質部分２を形成したガラス板１を表し、図１（ｃ）は、エッチングによって切断分離したガラス板１を表す。図２は、ガラス内部にレーザーを集光している状態を表した図である。
【００１７】
ガラス板１内部にレーザーを集光してガラス板１内部を変質させる工程は、図２に示すように、ガラス板１の内部にレーザー発振器３から発振されたレーザー４を集光レンズ５で集光させて、ガラス内部に変質部分２を形成する。この変質部分２は、マイクロクラックが形成されたものである。
【００１８】
前記レーザー４には、ガラス内部にマイクロクラックを生じさせるレーザーが使用され、ＣＯ２レーザーやＮｄ：ＹＡＧレーザーを使用すると良く、半導体レーザー励起型ＹＡＧレーザーが、集光性が良く好適である。このレーザーをガラス内部で三次元的に集光させることによって、自在にガラス内部変質部分を形成することができる。なお、レーザーを集光させるときには、フェムト秒レーザーによって行うことが、レーザー集光部分周辺が熱的・化学的損傷をほとんど受けないので、好適である。
【００１９】
このようにして、ガラス内部に変質部分２が形成されたガラス板１をエッチングすることによって、ガラス板１を切断分離することができる。エッチングは、ウェットエッチングによって行うことが好ましく、エッチング液をガラス板表面に接触させることによって行うと良い。
【００２０】
エッチング液には、フッ化物を含有する水溶液を使用すると良く、フッ化物としては、フッ化水素、フッ化アンモニウム、フッ化カリウム、フッ化ナトリウム等が例示される。
【００２１】
またエッチング液に無機酸及び／又は有機酸を含有させても良い。無機酸としては、塩酸、硫酸、リン酸、硝酸等から一種又は二種以上を選択すると良く、有機酸としては、酢酸、コハク酸等から一種又は二種以上を選択すると良い。
【００２２】
さらにエッチング液には、陰イオン系界面活性剤及び両性界面活性剤のうち一種以上添加しても良い。陰イオン系界面活性剤としては、スルホン酸塩系界面活性剤等がある。両性界面活性剤としては、例えば、アミン系界面活性剤がある。
【００２３】
ガラス板１をエッチング液に接触させる方法としては、ガラス板をエッチング液に浸漬、ガラス板表面へのエッチング液の吹き付け、エッチング液をガラス板表面に塗布等の方法をとることができる。ガラス板をエッチング液に接触させる方法としてガラス表面を均等にエッチングする点から好適なものは、ガラス板をエッチング液に浸漬することである。ガラス板１をエッチング液に浸漬する場合には、エッチング液中に気泡を発生させても良く、また、噴流を発生させても良い。気泡又は噴流がガラス板に、垂直方向から衝突する場合には、後述するマイクロクラックへのエッチング液の侵入が促進されることになるので、ガラス板１の変質部分２のエッチング速度が一層速まる効果が生ずる。
【００２４】
変質部分２を形成したガラス板１をエッチング液に接触させると、ガラス板１の表面がエッチングされていくことになる。そして、エッチングがガラス板1内部の変質部分２に到達すると、変質部分にはマイクロクラックが形成されていることから、このマイクロクラックにエッチング液が侵入することによって、変質部分２のエッチング速度が非変質部分のエッチング速度よりも速くなるため、エッチングによるガラスの切断分離が可能となる。このとき、機械的応力を使用することなくガラスを切断分離しているので、ガラスカレットが発生することがない。また、マイクロクラックは、エッチングによって除去される。さらに、同時にガラス板１の薄型化を行うことができる。
【００２５】
次に本発明の第二実施形態について説明する。図３は、本発明の第二実施形態において、各工程を経たことによってガラス板に生じた変化を表す断面模式図である。図３において、図３（ａ）は、切断分離パターンに対応したマスキング８及びレーザーによって内部変質部分７が形成されたガラス板６を表した図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のガラス板６をエッチングすることによって、切断分離した状態を表した図である。
【００２６】
第二実施形態においても、ガラス板６内部に第一実施形態と同様にしてレーザーを集光して、ガラス板６内部を変質させる工程の後、ガラス板６をエッチングする工程を経ることによってガラス板６の切断分離が行われる。
【００２７】
この第二実施形態において、ガラス板６へのマスキング８を行うには、ガラス板６をエッチングする工程を行う前であって、ガラス板６内部にレーザーを集光してガラス板６内部を変質させる工程の前後に行う。ガラス板６内部を変質する前にマスキング８を行う場合には、非マスキング部分を通じて、ガラス内部へのレーザー集光が可能であり、ガラス内部を変質した後にマスキング８を行う場合には、ガラス板６の変質部分７の直上直下を除いたガラス板６表面にマスキングを行うと良い。
【００２８】
マスキング８を行うには、マスキング剤として、ケミカル処理液に腐食されないものを使用することが好ましい。マスキング方法は、スクリーン印刷法、ラミネートフィルム加工法又はレジスト塗布フォトリソ法等がある。スクリーン印刷法とは、マスキング剤の通る部分と通らない部分を備えたスクリーンを母材表面に当接して、マスキング剤の通る部分からマスキング剤を押し出しガラス表面にマスキングをする方法である。ラミネートフィルム加工法とは、片面に粘着層を形成したフィルムをマスキング剤として使用し、このマスキング剤を母材表面に貼り付ける方法である。レジスト塗布フォトリソ法とは、フォトレジストをマスキング剤に使用し、これを母材表面に塗布後、光を照射してマスキングを行う方法である。
【００２９】
エッチング工程では、マスキングを施していないガラス板６の表面がエッチングされていき、変質部分７にエッチングが到達することによって、エッチング速度が速まり、その後、ガラスが切断分離される。
【００３０】
次に本発明の第三の実施形態について説明する。図４は、本発明の第三実施形態において、各工程を経たことによってガラス板に生じた変化を表す断面模式図である。図４において、図４（ａ）は、レーザー集光によって生じたガラス内部の変質部分１０の直上のガラス表面にスクライブライン１１が形成されたガラス板９を表す図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のガラス板９をエッチングすることによって切断分離した状態を表す図である。
【００３１】
第三実施形態においても、ガラス板９内部に第一実施形態と同様にしてレーザーを集光して、ガラス板９内部を変質させる工程の後、ガラス板９をエッチングする工程を経ることによってガラス板９の切断分離が行われる。
【００３２】
スクライブライン１１は、ガラスをエッチングする工程を行う前であって、ガラス板９内部にレーザーを集光してガラス板９内部を変質させる工程の前後に行う。スクライブラインの形成は、ホイールカッター等でガラス板９の表面を引っ掻いてスクライブラインを形成しても良く、また、レーザー照射によってスクライブラインを形成しても良い。
【００３３】
エッチング工程では、スクライブライン１１の下端がエッチングによって変質部分１０に到達した後、エッチング速度が速まり、その後、ガラスが切断分離される。本実施形態ではガラス板９表面にマスキングが施されていないため、エッチングは、ガラス板９の薄型化を伴っている。
【００３４】
本発明は、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板の切断分離に使用することができ、一例として２枚のガラス基板が貼り合わされた液晶ディスプレイ用ガラス基板の切断分離について説明する。図５は、切断分離前の小型液晶ディスプレイ用貼り合せガラス基板の平面図である。図６は、切断分離するための各工程を経たことによって生じた変化を表す図５のＶ−Ｖ間断面模式図である。
【００３５】
小型液晶ガラス基板は、複数のガラス基板を含む大判のガラス基板２枚をシーリング剤１４で貼り合わせたガラス基板を切断分離することによって製造されている。そして、この貼り合せガラス基板は、液晶を注入することが可能な液晶セル構造をとっている。
【００３６】
図６において、図６（ａ）は、レーザー集光によって生じたガラス内部の変質部分１５を形成したガラス基板１２、１５を表す図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のガラス基板１２、１５をエッチングすることによって切断分離した状態を表す図である。貼り合せガラス基板は、ドライバ接合が可能な階段形状をとっている。
【００３７】
上述した本発明で切断分離可能なガラスは、特に限定されるものではなく、ソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス、アルカリバリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルカリホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウ酸塩ガラス、シリカガラス、鉛ガラス等であり、中でもアルミノホウケイ酸ガラスに対して好適である。
【００３８】
また、本発明においてエッチングがガラス内部の変質部分に到達して、エッチング液が変質部分に浸透した後であれば、エッチングを中断して、従来からの技術として行われている機械的応力を使用してのガラスを切断分離しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第一の実施形態において、各工程を経たことによってガラス板に生じた変化を表す断面模式図である。
【図２】ガラス内部にレーザーを集光している状態を表した図である。
【図３】本発明の第二実施形態において、各工程を経たことによってガラス板に生じた変化を表す断面模式図である。
【図４】本発明の第三実施形態において、各工程を経たことによってガラス板に生じた変化を表す断面模式図である。
【図５】切断分離前の小型液晶ディスプレイ用貼り合せガラス基板の平面図である。
【図６】切断分離するための各工程を経たことによって生じた変化を表す図５のＶ−Ｖ間断面模式図である。
【符号の説明】
【００４０】
１、６、９、１２、１３  ガラス板
２、７、１０、１５  変質部分
３  レーザー発振器
４  レーザー
５  集光レンズ
８  マスキング
１１  スクライブライン
【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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