(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮応力を持たせた強化層を表面に有する強化ガラスをスクライブするガラス基板のスクライブ方法であって、
前記強化ガラスの表面に、強化層を越える深さの初期亀裂を形成する第１工程と、
前記初期亀裂にレーザ光を照射して加熱するとともに、加熱された領域を冷却し、スクライブ予定ラインに沿って亀裂を進展させる第２工程と、
を含むガラス基板のスクライブ方法。
【請求項２】
前記第１工程では、初期亀裂の深さは強化ガラスの強化層の厚みの1.14倍以上1.67倍以
下である、請求項１に記載のガラス基板のスクライブ方法。
【請求項３】
前記第１工程では、初期亀裂は強化ガラスの全厚みの5.4％を越えない深さである、請求項２に記載のガラス基板のスクライブ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板のスクライブ方法、特に、表面に強化層が形成された強化ガラス
をスクライブするガラス基板のスクライブ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板に、分断のためのスクライブ溝を形成する方法として、レーザ光を用いて形
成する方法がある。この場合は、スクライブ予定ラインに沿ってレーザ光を照射して基板
の一部を溶解、蒸発させることにより、スクライブ溝が形成される。ただ、この方法では
、溶解、蒸発された基板の一部が基板表面に付着し、品質の劣化を伴う場合がある。また
、溶解、蒸発された部分で形成した疵痕は基板端面強度が低下する原因になる。
【０００３】
そこで、他のスクライブ溝形成方法として、特許文献１又は２に示されたような方法が
ある。ここでは、ガラス基板のスクライブ溝の起点となる場所に初期亀裂が形成され、こ
の初期亀裂にレーザ光が照射される。これにより、レーザ照射部分に熱応力が生じ、亀裂
が進展してスクライブ溝が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−４８９号公報
【特許文献２】特開平９−１３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
後者のスクライブ溝形成方法では、初期亀裂は圧子やダイヤモンドカッタ等の硬質工具を用いて、あるいはレーザ光を照射して初期亀裂を形成するようにしている。
【０００６】
ところで、最近のFPD（フラットパネルディスプレイ）業界では、基板端面の強度が重
要視されるために、ガラス基板として、表面に強化層が形成された化学強化ガラスが主に
用いられている。この化学強化ガラスは、イオン交換処理によって表面に圧縮応力を持た
せた層（強化層）を有しており、最近では、特に端面強度が要求されるタッチパネル等の
カバーガラスに用いられている。
【０００７】
このような強化ガラスは、耐久性が高く傷がつきにくい。したがって、強化ガラスの端
面に安定的に初期亀裂を形成し、スクライブ溝を形成することは非常に困難である。例え
ば、初期亀裂の深さが浅い場合は、スクライブ溝が形成されない。また逆に初期亀裂が深
すぎると、スクライブ予定ラインに沿って初期亀裂を進展させることができず、所望のス
クライブ溝を形成することができない。
【０００８】
本発明の課題は、表面が強化された強化ガラスに対して、比較的容易に、かつ安定して
所望のスクライブ溝を形成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】
【０００９】
第１発明に係るガラス基板のスクライブ方法は、圧縮応力を持たせた強化層を表面に有
する強化ガラスをスクライブする方法であり、第１工程と、第２工程と、を含む。第１工
程は、強化ガラスの表面に、強化層を越える深さの初期亀裂を形成する。第２工程は、初
期亀裂にレーザ光を照射して加熱するとともに、加熱された領域を冷却し、スクライブ予
定ラインに沿って亀裂を進展させる。
【００１０】
ここでは、強化ガラスの表面に、強化層を越える深さの初期亀裂が形成される。その後
、初期亀裂にレーザ光が照射されて加熱され、さらに加熱された領域が冷却される。これ
により初期亀裂がスクライブ予定ラインに沿って進展する。
【００１１】
ここでは、強化層を越える深さの初期亀裂が形成されて、比較的容易に、所望のスクラ
イブ溝を安定して形成することができる。
【００１２】
第２発明に係るガラス基板のスクライブ方法は、第１発明のスクライブ方法において、
第１工程では、初期亀裂の深さは強化ガラスの強化層の厚みの1.14倍以上1.67倍以下であ
る。
【００１３】
ここで、初期亀裂の深さが強化ガラスの強化層の厚みの1.14倍に満たない場合は、強化層が残っており、後工程でのレーザ光照射による加熱処理及び冷却処理を行っても亀裂は進展せず、スクライブ溝を形成することは困難である。一方で、初期亀裂の深さが強化層の厚みの1.67倍を超える場合は、後工程での加熱及び冷却によって、亀裂が意図せずに、またスクライブラインが形成された方向とは異なる方向に進展し、所望のスクライブ溝を形成することが困難になる。
【００１４】
そこで、この発明では、初期亀裂の深さを、強化ガラスの強化層の厚みの1.14倍以上1.67倍以下としている。このため、安定して所望のスクライブ溝を形成することができる。
【００１５】
第３発明に係るガラス基板のスクライブ方法は、第２発明のスクライブ方法において、
第１工程では、初期亀裂は強化ガラスの全厚みの5.4％を越えない深さである。
【００１６】
初期亀裂の深さが、前述のように、強化層の1.14〜1.67倍であっても、ガラス基板全体の厚みが薄い場合は、初期亀裂を深く形成すると、スクライブ予定ラインに沿って亀裂が進展しない場合がある。
【００１７】
そこで、この発明では、初期亀裂の深さを、強化ガラスの全厚みの5.4％を越えないようにしている。このため、安定して所望のスクライブ溝を形成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明では、表面が強化された強化ガラスに対して、比較的容易に、安
定して所望のスクライブ溝を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるスクライブ方法を実施するための装置の概略構成図。
【図２】厚みが0.55mmの強化ガラスに対する初期亀裂形成のための押付荷重と初期亀裂との関係及びスクライブ結果を示す図。
【図３】初期亀裂が形成された強化ガラスの一部の拡大断面図。
【図４】厚みが0.7mmの強化ガラスに対する初期亀裂形成のための押付荷重と初期亀裂との関係及びスクライブ結果を示す図。
【図５】厚みが1.1mmの強化ガラスに対する初期亀裂形成のための押付荷重と初期亀裂との関係及びスクライブ結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［装置構成］
図１は、本発明の一実施形態による方法を実施するためのスクライブ装置の概略構成を
示す図である。スクライブ装置１は、例えば、マザーガラス基板を、FPD（フラットパネ
ルディスプレイ）に使用される複数のガラス基板に分断するための装置である。ここでの
ガラス基板は、表面に強化層が形成された化学強化ガラスが主に用いられている。前述の
ように、この化学強化ガラスは、イオン交換処理によって表面に圧縮応力を持たせた強化
層を有している。
【００２１】
スクライブ装置１は、レーザビームをガラス基板Gに向けて照射する照射部２と、冷却
部３と、図示しない移動部と、を備えている。冷却部3は、図示しない冷媒源から供給さ
れる冷媒を、ノズル４を介して噴射して冷却スポットCPを形成する。移動部は、照射部２
及び冷却部３のノズル４を、ガラス基板Gに設定されたスクライブ予定ラインSLに沿って
、ガラス基板Gとの間で相対移動させる。
【００２２】
照射部１は、レーザビームLBを照射するレーザ発振器（例えば、CO２レーザ）を有し、
このレーザビームLBを、光学系を介してガラス基板G上にビームスポットLSとして照射す
る。
【００２３】
なお、ここでは図示していないが、ガラス基板Gの端部にスクライブの起点となる初期
亀裂を形成するための初期亀裂形成手段が設けられている。初期亀裂形成手段としては、
圧子やカッターホイール等の機械的ツールが用いられるが、レーザアブレーション加工によって初期亀裂を形成することも可能である。
【００２４】
［スクライブ方法］
まず、図１に示すように、カッターホイール等の初期亀裂形成手段を用いてガラス基板Gの端部にスクライブの起点となる初期亀裂TRを形成する。このとき、初期亀裂の深さは、強化ガラスの表面に形成された圧縮応力を有する強化層が除去される程度の深さにする。具体的には、初期亀裂の深さを、強化層の厚みの1.14倍以上1.67倍以下の深さにする。
【００２５】
次に、ガラス基板Gに対して、照射部１からレーザビームＬＢが照射される。このレー
ザビームLBはビームスポットLSとしてガラス基板G上に照射される。そして、照射部１か
ら出射されるレーザビームLBが、スクライブ予定ラインSLに沿ってガラス基板Gと相対的
に移動させられる。ガラス基板GはビームスポットLSによってガラス基板Gの軟化点よりも
低い温度に加熱される。また、冷却スポットCPをビームスポットLSの移動方向後方におい
て追従させる。
【００２６】
以上のようにして、レーザビームLBの照射によって加熱されたビームスポットLSの近傍
には圧縮応力が生じるが、その直後に冷媒の噴射によって冷却スポットCPが形成されるの
で、垂直クラックの形成に有効な引張応力が生じる。この引張応力により、ガラス基板G
の端部に形成された初期亀裂TRを起点としてスクライブ予定ラインSLに沿った垂直クラッ
クが形成され、所望のスクライブ溝が形成される。
【００２７】
［実験例１］
図２に、全体厚みが0．55mmで、強化層の厚みが18μmの強化ガラスに対してスクライブ
溝を形成した実験例1を示している。具体的には、図２は、初期亀裂形成時の工具（圧子）のガラスに対する押圧荷重とそのときの溝深さとの関係を示すとともに、その後のレーザ加熱及び冷却処理によるスクライブ結果を示している。
【００２８】
この場合の加熱処理のためのレーザ出力は200W、加工速度は230mm/secである。また、
冷却条件は、ビーム後端において高さ4mmの位置に冷却ノズルを配置し、冷却水及びエア
をビームスポットで加熱された部分に吐出している。
【００２９】
この実験例１から、初期亀裂の溝深さが19〜30μm（強化層の厚みの1.05〜1.67倍）で
あれば、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝が形成されることがわかる。
そして、溝深さが19μm未満では亀裂が確実に進展せず（不安定である）、また30μmを越
えると割れが発生してスクライブ予定ライン以外に亀裂が形成されることがわかる。
【００３０】
なお、初期亀裂の溝深さの例を図３に示している。この図３に示すように、所定の面積
が確保されている最も深い部分までの深さを「溝深さ」としており、一部先鋭的に深部ま
で到達している亀裂については無視している。
【００３１】
［実験例２］
図４に、全体厚みが0.7mmで、強化層の厚みが21μmの強化ガラスに対してスクライブ溝
を形成した実験例２を示している。図の横軸と縦軸の関係は図２と同様である。また、こ
の場合の加熱処理のためのレーザ出力は200W、加工速度は170mm/secである。また、冷却
条件は実験例１と同様である。
【００３２】
この実験例２から、初期亀裂の溝深さが約24〜50μm（強化層の厚みの1.14〜2.38倍）
であれば、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝が形成されることがわかる
。そして、溝深さが24μm未満では亀裂が確実に進展せず（不安定である）、また50μmを
越えると割れが発生してスクライブ予定ライン以外に亀裂が形成されることがわかる。な
お、押付荷重が約6〜24Nであれば、溝深さが50μmを越えても所望のスクライブ溝が形成
されるが、溝深さのみに着目すると、初期亀裂の溝深さは約24〜50μmが妥当である。
【００３３】
［実験例３］
図５に、全体厚みが1.1mmで、強化層の厚みが34μmの強化ガラスに対してスクライブ溝
を形成した実験例３を示している。図の横軸と縦軸の関係は図２と同様である。また、こ
の場合の加熱処理のためのレーザ出力は200W、加工速度は170mm/secである。また、冷却
条件は実験例１と同様である。
【００３４】
この実験例３から、初期亀裂の溝深さが約24〜60μm（強化層の厚みの0.71〜1.76倍）
であれば、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝が形成されることがわかる
。そして、溝深さ浅すぎる場合は亀裂が進展せず、また60μmを越えると亀裂進展が不安
定であることがわかる。なお、実験例２と同様に、押付荷重が約6N〜24Nであれば、溝深
さが60μmを越えても所望のスクライブ溝が形成されるが、溝深さのみに着目すると、初
期亀裂の溝深さは約24〜60μmが妥当である
［まとめ］
以上から、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝を形成するためには、初
期亀裂の深さは強化ガラスの強化層の厚みの1.14倍以上1.67倍以下であることが望ましい
ことがわかる。また、初期亀裂の深さは、ガラス板厚が0．55mmでは30μm（5.5％）以下
であること、ガラス板厚が0.7mmでは50μm（7.1％）以下であること、ガラス板厚が1.1mm
では60μm（5.4％）以下であることが望ましいことがわかる。このことは、初期亀裂の深
さは、ガラスの板厚の5.4％以下であることが望ましいことを示している。
【００３５】
［特徴］
（１）初期亀裂を形成する際に、溝深さを、圧縮応力を有する表面の強化層を越える程
度の深さとしている。具体的には、初期亀裂の深さを強化ガラスの強化層の厚みの1.14倍
以上1.67倍以下にしているので、安定して所望のスクライブ溝を形成することができる。
【００３６】
（２）初期亀裂の深さを、強化ガラスの全厚みの5.4％以下にしているので、意図しない方向に亀裂が進展するのを抑えることができる。
【００３７】
［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱するこ
となく種々の変形又は修正が可能である。
【００３８】
前記実施形態では、第２工程（レーザ照射及び冷却処理）において、スクライブ溝を形
成する場合について説明したが、第２工程によってガラスを分断するような場合にも、本
発明を同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  スクライブ装置
G  ガラス基板
LB  レーザビーム
LS  ビームスポット
SL  スクライブ予定ライン
CP  冷却スポット
【図１】
0005292420.tif 000002
【図２】
0005292420.tif 000003
【図３】
0005292420.tif 000004
【図４】
0005292420.tif 000005
【図５】
0005292420.tif 000006