(57)【要約】【課題】切断終了位置近傍でのレーザ光の意図しない方向への反射を防止すること。【解決手段】圧縮応力が残留する表面層及び裏面層と、当該表面層及び裏面層との間に形成され、引張応力が残留する中間層とを有する強化ガラス板１０に、レーザ光を照射して切断する強化ガラス板の切断方法。強化ガラス板１０にクラックを導入するステップと、強化ガラス板１０の切断予定線３５に沿ってレーザ光を走査し、クラックを伸展させるステップと、切断予定線の終端４６よりも手前において、クラックの伸展を制御した状態で、レーザ光の照射を停止し、終端４６を含む強化ガラス板の端面までクラックを自走させるステップと、を備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮応力が残留する表面層及び裏面層と、当該表面層及び裏面層との間に形成され、引張応力が残留する中間層とを有する強化ガラス板に、レーザ光を照射して切断する強化ガラス板の切断方法であって、
前記強化ガラス板にクラックを導入するステップと、
前記強化ガラス板の切断予定線に沿って前記レーザ光を走査し、前記クラックを伸展させるステップと、
前記切断予定線の終端よりも手前において、前記クラックの伸展を制御した状態で、前記レーザ光の照射を停止し、前記終端を含む前記強化ガラス板の端面まで前記クラックを自走させるステップと、を備えた強化ガラス板の切断方法。
【請求項２】
前記終端を含む前記強化ガラス板の端面との距離が、前記レーザ光のビーム径の１．５倍以上となる位置において、前記レーザ光の照射を停止することを特徴とする請求項１に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項３】
前記終端を含む前記強化ガラス板の端面との距離が、前記強化ガラス板の他のいずれの端面との距離よりも小さくなる位置において、前記レーザ光の照射を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項４】
前記強化ガラス板の表面に薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項５】
前記薄膜が遮光膜であることを特徴とする請求項４に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項６】
圧縮応力が残留する表面層及び裏面層と、当該表面層及び裏面層との間に形成され、引張応力が残留する中間層とを有する強化ガラス板に、レーザ光を照射して切断する強化ガラス板切断装置であって、
前記レーザ光を出力するレーザ出力部と、
前記レーザ出力部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記強化ガラス板の切断予定線に沿って前記レーザ光を走査し、前記強化ガラス板に導入されたクラックを伸展させるとともに、
前記切断予定線の終端よりも手前において、前記クラックの伸展を制御した状態で、前記レーザ光の照射を停止し、前記終端を含む前記強化ガラス板の端面まで前記クラックを自走させる、強化ガラス板切断装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記終端を含む前記強化ガラス板の端面との距離が、前記レーザ光のビーム径の１．５倍以上となる位置において、前記レーザ光の照射を停止することを特徴とする請求項６に記載の強化ガラス板切断装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記終端を含む前記強化ガラス板の端面との距離が、前記強化ガラス板の他のいずれの端面との距離よりも小さくなる位置において、前記レーザ光の照射を停止することを特徴とする請求項６又は７に記載の強化ガラス板切断装置。
【請求項９】
前記強化ガラス板の表面に薄膜が形成されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の強化ガラス板切断装置。
【請求項１０】
前記薄膜が遮光膜であることを特徴とする請求項９に記載の強化ガラス板切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は強化ガラス板の切断方法、及び強化ガラス板切断装置に関し、特にレーザ光による内部加熱を利用した強化ガラス板の切断方法、及び強化ガラス板切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Data Assistance）などの携帯機器では、ディスプレイのカバーや基板にガラス板が使用されている。携帯機器における薄型化・軽量化の要求から、ガラス板についても強度の高い強化ガラス板を用いることにより、薄型化・軽量化が図られるようになってきた。
【０００３】
ところで、ガラス板の切断は、通常、ダイヤモンド等の硬質のローラやチップにより、主面に機械的にスクライブ線を導入し、当該スクライブ線に沿って折曲力を加えることによりなされる。このような手法では、スクライブ線の導入により、ガラス板の切断端面に多数の微細クラックが生成されることになる。従って、強化ガラス板であるにもかかわらず、切断端部に充分な強度が得られないという問題があった。
【０００４】
このような問題に対し、近年、レーザ光の照射により強化ガラス板の内部を加熱し、強化ガラス板の主面でなく端面に導入した初期クラックの伸展を制御することにより、強化ガラス板を切断する方法が開発された。このようなレーザ光を用いた切断では、従来のように、強化ガラス板の主面にスクライブ線を導入する必要がない。そのため、切断端面に上述の微細クラックが生成されることもなく、高強度の強化ガラス板を得ることができる。特許文献１には、レーザ光によりガラス板を切断する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１２６９７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者は、レーザ光を用いた強化ガラス板の切断に関し、以下の課題を見出した。
強化ガラス板を切断する場合、切断終了位置は必ず当該強化ガラス板の端面（切断端面を含む）に位置することになる。ここで、レーザ光（つまりクラックの先端）が、ある限界を超えて当該端面に接近すると、レーザ光を照射していてもクラックの伸展を制御できなくなる。そのため、クラックが切断予定線からはずれて当該端面に向かって自走する。この自走クラックにより形成される端面は、必ずしも強化ガラス板の主面に対して垂直とはならない。このような垂直でない端面によりレーザ光が意図しない方向に反射され、種々の悪影響を及ぼすという問題があった。例えば、強化ガラス板に機能性薄膜が形成されている場合、当該機能性薄膜が損傷を受ける恐れがあった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みなされたものであって、切断終了位置近傍でのレーザ光の意図しない方向への反射を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に係る強化ガラス板の切断方法は、
圧縮応力が残留する表面層及び裏面層と、当該表面層及び裏面層との間に形成され、引張応力が残留する中間層とを有する強化ガラス板に、レーザ光を照射して切断する強化ガラス板の切断方法であって、
前記強化ガラス板にクラックを導入するステップと、
前記強化ガラス板の切断予定線に沿って前記レーザ光を走査し、前記クラックを伸展させるステップと、
前記切断予定線の終端よりも手前において、前記クラックの伸展を制御した状態で、前記レーザ光の照射を停止し、前記終端を含む前記強化ガラス板の端面まで前記クラックを自走させるステップと、を備えたものである。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る強化ガラス板の切断方法は、前記第１の態様において、
前記終端を含む前記強化ガラス板の端面との距離が、前記レーザ光のビーム径の１．５倍以上となる位置において、前記レーザ光の照射を停止することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第３の態様に係る強化ガラス板の切断方法は、前記第１又は２の態様において、
前記終端を含む前記強化ガラス板の端面との距離が、前記強化ガラス板の他のいずれの端面との距離よりも小さくなる位置において、前記レーザ光の照射を停止することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第４の態様に係る強化ガラス板の切断方法は、前記第１〜３のいずれか一つの態様において、
前記強化ガラス板の表面に薄膜が形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第５の態様に係る強化ガラス板の切断方法は、前記第４の態様において、
前記薄膜が遮光膜であることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第６の態様に係る強化ガラス板切断装置は、
圧縮応力が残留する表面層及び裏面層と、当該表面層及び裏面層との間に形成され、引張応力が残留する中間層とを有する強化ガラス板に、レーザ光を照射して切断する強化ガラス板切断装置であって、
前記レーザ光を出力するレーザ出力部と、
前記レーザ出力部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記強化ガラス板の切断予定線に沿って前記レーザ光を走査し、前記強化ガラス板に導入されたクラックを伸展させるとともに、
前記切断予定線の終端よりも手前において、前記クラックの伸展を制御した状態で、前記レーザ光の照射を停止し、前記終端を含む前記強化ガラス板の端面まで前記クラックを自走させる、ものである。
【００１４】
本発明の第７の態様に係る強化ガラス板切断装置は、前記第６の態様において、
前記制御部は、
前記終端を含む前記強化ガラス板の端面との距離が、前記レーザ光のビーム径の１．５倍以上となる位置において、前記レーザ光の照射を停止することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第８の態様に係る強化ガラス板切断装置は、前記第６又は７の態様において、
前記制御部は、
前記終端を含む前記強化ガラス板の端面との距離が、前記強化ガラス板の他のいずれの端面との距離よりも小さくなる位置において、前記レーザ光の照射を停止することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第９の態様に係る強化ガラス板切断装置は、前記第６〜８のいずれか一つの態様において、
前記強化ガラス板の表面に薄膜が形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第１０の態様に係る強化ガラス板切断装置は、前記第９の態様において、
前記薄膜が遮光膜であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、切断終了位置近傍でのレーザ光の意図しない方向への反射を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】レーザ光を照射する前の強化ガラス板の断面図である。
【図２】レーザ光を照射する前の強化ガラス板の残留応力の分布を示す模式図である。
【図３】強化ガラス板の切断方法を説明するための斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図６】実施の形態１に係る強化ガラス板の切断方法を説明するための図である。
【図７】図６における切断終了位置４６近傍の拡大図である。
【図８】実施の形態２に係る強化ガラス板の切断方法を説明するための図である。
【図９】図８における切断終了位置４６近傍の拡大図である。
【図１０】実施の形態３に係る強化ガラス板の切断方法を説明するための図である。
【図１１】図１０における切断終了位置４６１近傍の拡大図である。
【図１２】実施例１に係る強化ガラス板の切断条件及び評価結果を示す表である。
【図１３】実施例１に係る強化ガラス板の切断方法に用いた冷却ノズルの断面図である。
【図１４】実施例２に係る強化ガラス板の切断条件及び評価結果を示す表である。
【図１５】実施の形態４に係る強化ガラス板切断装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００２１】
（実施の形態１）
まず、図１〜５を参照して、強化ガラス板の構造、及び強化ガラス板の切断方法について説明する。
まず、図１、２を参照して、強化ガラス板の構造について説明する。図１は、レーザ光を照射する前の強化ガラス板１０の断面図である。図１において、矢印の方向は、残留応力の作用方向を示し、矢印の大きさは、応力の大きさを示す。図１に示すように、強化ガラス板１０は、表面層１３及び裏面層１５と、表面層１３と裏面層１５との間に設けられた中間層１７とを有する。表面層１３及び裏面層１５には、下記の風冷強化法や化学強化法により圧縮応力が残留している。また、その反作用として、中間層１７には引張応力が残留している。
【００２２】
強化ガラス板１０は、例えば風冷強化法や化学強化法などで作製される。強化用のガラスの種類は、用途に応じて選択される。例えば、自動車用窓ガラスや建築用窓ガラス、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）用のガラス基板、カバーガラスの場合、強化用のガラスとしては、アルカリアルミノシリケートガラスやソーダライムガラスが用いられる。
【００２３】
風冷強化法は、軟化点付近の温度のガラスを表面及び裏面から急冷し、ガラスの表面及び裏面と内部との間に温度差をつけることで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。風冷強化法は、厚いガラスを強化するのに好適である。
【００２４】
化学強化法は、ガラスの表面及び裏面をイオン交換し、ガラスに含まれる小さなイオン半径のイオン（例えば、Ｌｉイオン、Ｎａイオン）を、大きなイオン半径のイオン（例えば、Ｋイオン）に置換することで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。化学強化法は、アルカリアルミノシリケートガラスやソーダライムガラスを強化するのに好適である。
【００２５】
図２は、レーザ光を照射する前の強化ガラス板の残留応力の分布を示す模式図である。
図２に示すように、表面層１３及び裏面層１５に残留する圧縮応力（＞０）は、強化ガラス板１０の表面１２及び裏面１４から内部に向けて徐々に小さくなる傾向がある。また、中間層１７に残留する引張応力（＞０）は、ガラスの内部から表面１２及び裏面１４に向けて徐々に小さくなる傾向がある。
【００２６】
図２において、ＣＳは表面層１３や裏面層１５における最大残留圧縮応力（表面圧縮応力）（＞０）、ＣＴは中間層１７における内部残留引張応力（中間層１７の残留引張応力の平均値）（＞０）、ＤＯＬは表面層１３及び裏面層１５の厚さをそれぞれ示す。最大残留圧縮応力ＣＳや内部残留引張応力ＣＴ、表面層１３及び裏面層１５の厚さＤＯＬは、強化処理条件で調節可能である。例えば、最大残留圧縮応力ＣＳや内部残留引張応力ＣＴ、表面層１３及び裏面層１５の厚さＤＯＬは、風冷強下法の場合、ガラスの冷却速度などで調節可能である。また、最大残留圧縮応力ＣＳ、内部残留引張応力ＣＴ、表面層１３及び裏面層１５の厚さＤＯＬは、化学強化法の場合、ガラスを処理液（例えば、ＫＮＯ３溶融塩）に浸漬してイオン交換するので、処理液の濃度や温度、浸漬時間などで調節可能である。なお、本実施の形態の表面層１３及び裏面層１５は、同じ厚さＤＯＬ及び最大残留圧縮応力ＣＳを有するが、異なる厚さや最大残留圧縮応力を有してもよい。
【００２７】
図３は、強化ガラス板の切断方法を説明するための図である。図３に示すように、強化ガラス板１０の表面１２にレーザ光２０を照射し、強化ガラス板１０の表面１２上で、レーザ光２０の照射領域２２を移動（走査）させることで、強化ガラス板１０に応力を印加して、強化ガラス板１０を切断する。
【００２８】
強化ガラス板１０の端部には、切断開始位置に、初期クラックが予め形成されている。初期クラックの形成方法は、一般的な方法であって良く、例えばカッタやヤスリ、レーザで形成される。なお、上述の通り、レーザ光を用いた内部加熱切断では、強化ガラス板１０の表面１２に、切断予定線に沿ったスクライブ線（溝線）を形成する必要がない。
【００２９】
強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２は、強化ガラス板１０の端部から内側に向けて、切断予定線に沿って、直線状や曲線状に移動される。これによって、強化ガラス板１０の端部から内側に向けてクラック３０を伸展させ、強化ガラス板１０を切断する。
【００３０】
強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２を移動させるため、強化ガラス板１０を支持する保持具を、移動又は回転してもよいし、レーザ光２０の光源を移動してもよい。また、レーザ光２０の経路の途中に設けられるミラーを回転してもよい。
【００３１】
強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２は、強化ガラス板１０の厚さや、最大残留圧縮応力ＣＳ、内部残留引張応力ＣＴ、表面層１３や裏面層１５の厚さＤＯＬ、レーザ光２０の光源の出力などに応じた速度で移動される。
【００３２】
レーザ光２０の光源としては、特に限定されないが、例えば、ＵＶレーザ（波長：３５５ｎｍ）、グリーンレーザ（波長：５３２ｎｍ）、半導体レーザ（波長：８０８ｎｍ、９４０ｎｍ、９７５ｎｍ）、ファイバーレーザ（波長：１０６０〜１１００ｎｍ）、ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ、２０８０ｎｍ、２９４０ｎｍ）などが挙げられる。レーザ光２０の発振方式に制限はなく、レーザ光を連続発振するＣＷレーザ、レーザ光を断続発振するパルスレーザのいずれも使用可能である。また、レーザ光２０の強度分布に制限はなく、ガウシアン型であっても、トップハット型であってもよい。
【００３３】
光源から出射されたレーザ光２０は、集光レンズなどで集光され、強化ガラス板１０の表面１２に結像される。レーザ光２０の集光位置は、強化ガラス板１０の表面１２を基準として、レーザ光源側であってもよいし、裏面１４側であってもよい。また、加熱温度が高くなりすぎない、すなわち徐冷点以下を保てる集光面積であれば、レーザ光２０の集光位置は強化ガラス板１０中であってもよい。
【００３４】
レーザ光２０の光軸は、強化ガラス板１０の表面１２において、例えば図３に示すように表面１２と直交していてもよいし、表面１２と斜めに交わっていてもよい。
【００３５】
レーザ光２０に対する強化ガラス板１０の吸収係数をα（ｃｍ−１）、強化ガラス板１０の厚さをｔ（ｃｍ）として、強化ガラス板１０とレーザ光２０とが、０＜α×ｔ≦３．０の式を満たす場合、レーザ光２０のみの作用ではなく、中間層１７の残留引張応力によるクラックの伸展を利用して強化ガラス板１０を切断することができる。すなわち、上記条件で、レーザ光２０の照射領域２２における中間層１７を徐冷点以下の温度で加熱することによって、中間層１７の残留引張応力によって強化ガラス板１０に生じるクラック３０の伸展を制御して、残留引張応力によるクラック３０によって強化ガラス板１０を切断することが可能となる。なお、中間層１７を徐冷点以下の温度で加熱するのは、徐冷点を超えて加熱すると、レーザ光が通過する短時間でもガラスが高温となり粘性流動が発生しやすい状態となるため、この粘性流動によりレーザ光によって発生させた圧縮応力が緩和されるからである。
【００３６】
強化ガラス板１０に入射する前のレーザ光２０の強度をＩ０とし、強化ガラス板１０中を距離Ｌ（ｃｍ）だけ移動したときのレーザ光２０の強度をＩとすると、Ｉ＝Ｉ０×ｅｘｐ（−α×Ｌ）の式が成立する。この式は、ランベルト・ベールの法則と呼ばれるものである。
【００３７】
α×ｔを０より大きく３．０以下とすることで、レーザ光２０が、強化ガラス板１０の表面で吸収されずに内部にまで到達するようになるため、強化ガラス板１０の内部を十分に加熱できる。その結果、強化ガラス板１０に生じる応力は、図１に示す状態から、図４や図５に示す状態に変化する。
【００３８】
図４は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、レーザ光の照射領域を含む断面図である。図５は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図であって、図４に示す断面よりも後方の断面である。ここで、「後方」とは、レーザ光２０の走査方向後方を意味する。図４及び図５において、矢印の方向は、応力の作用方向を示し、矢印の長さは、応力の大きさを示す。
【００３９】
レーザ光２０の照射領域２２における中間層１７では、レーザ光２０の強度が十分に高いので、温度が周辺に比べて高くなり、図１及び図２に示す残留引張応力よりも小さい引張応力、又は、圧縮応力が生じる。残留引張応力よりも小さい引張応力、又は、圧縮応力が生じている部分では、クラック３０の伸展が抑制される。クラック３０の伸展を確実に防止するため、図４に示すように、圧縮応力が生じていることが好ましい。
【００４０】
なお、図４に示すように、レーザ光２０の照射領域２２における表面層１３や裏面層１５では、図１及び図２に示す残留圧縮応力よりも大きい圧縮応力が生じているので、クラック３０の伸展が抑制されている。
【００４１】
図４に示す圧縮応力との釣り合いのため、図４に示す断面よりも後方の断面では、図５に示すように、中間層１７に引張応力が生じる。この引張応力は、残留引張応力よりも大きく、引張応力が所定値に達している部分に、クラック３０が形成される。クラック３０は強化ガラス板１０の表面１２から裏面１４まで貫通しており、図３に示す切断は所謂フルカット切断である。
【００４２】
この状態で、レーザ光２０の照射領域２２を移動させると、照射領域２２の位置に追従するようにクラック３０の先端位置が移動する。すなわち、図３に示す切断方法では、強化ガラス板１０を切断する際に、レーザ光の走査方向後方に発生する引張応力（図５参照）によりクラック３０の伸展方向を制御し、レーザ光が照射されている領域に発生する圧縮応力（図４参照）を用いて、クラック３０の伸展を抑制しながら切断している。つまり、レーザ光２０の照射により発生する圧縮応力を用いてクラック３０の伸展を制御している。この結果、クラック３０が切断予定線から外れて自走することを抑制することができる。
【００４３】
ガラスは、用途によっては、高い透明度が要求されるので、使用レーザ波長が可視光の波長領域に近い場合はα×ｔは０に近い程よい。しかし、α×ｔは、小さすぎると吸収効率が悪くなるので、好ましくは０．０００５以上（レーザ光吸収率０．０５％以上）、より好ましくは０．００２以上（レーザ光吸収率０．２％以上）、さらに好ましくは０．００４以上（レーザ光吸収率０．４％以上）である。
【００４４】
ガラスは、用途によっては、逆に低い透明度が要求されるので、使用レーザ波長が可視光の波長領域に近い場合はα×ｔは大きい程よい。しかし、α×ｔが大きすぎるとレーザ光の表面吸収が大きくなるのでクラック伸展を制御できなくなる。このため、α×ｔは、好ましくは３．０以下（レーザ光吸収率９５％以下）、より好ましくは０．１以下（レーザ光吸収率１０％以下）、さらに好ましくは０．０２以下（レーザ光吸収率２％以下）である。
【００４５】
ところで、中間層１７の内部残留引張応力ＣＴが３０ＭＰａ以上になると、中間層１７の残留引張応力のみで、強化ガラス板１０に形成されたクラックが自然に伸展する（自走する）ことが分かっている。そこで、切断に使用される引張応力のうち、中間層１７の残留引張応力が、レーザ光２０によって発生する引張応力よりも支配的となるように、内部残留引張応力ＣＴは、１５ＭＰａ以上であることが好ましい。これによって、強化ガラス板１０の内部において、引張応力が所定値に達する位置、即ち、クラック３０の先端位置と、レーザ光２０の位置との間の距離が十分に短くなるので、切断精度を向上できる。
【００４６】
中間層１７の内部残留引張応力ＣＴは、より好ましくは３０ＭＰａ以上、さらに好ましくは４０ＭＰａ以上である。内部残留引張応力ＣＴが３０ＭＰａ以上であると、切断に使用される引張応力は中間層１７の残留引張応力のみとなり、切断線の軌跡精度をさらに向上できる。
【００４７】
吸収係数αは、レーザ光２０の波長、強化ガラス板１０のガラス組成などで定まる。例えば、強化ガラス板１０中の酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４を含む）の含有量、酸化コバルト（ＣｏＯ、Ｃｏ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４を含む）の含有量、酸化銅（ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏを含む）の含有量が多くなる程、１０００ｎｍ付近の近赤外線波長領域での吸収係数αが大きくなる。さらに、強化ガラス板１０中の希土類元素（例えばＹｂ）の酸化物の含有量が多くなる程、希土類原子の吸収波長付近で吸収係数αが大きくなる。
【００４８】
１０００ｎｍ付近の近赤外線波長領域での吸収係数αは、用途に応じて設定される。例えば、自動車用窓ガラスの場合、吸収係数αは３ｃｍ−１以下であることが好ましい。また、建築用窓ガラスの場合、吸収係数αは０．６ｃｍ−１以下であることが好ましい。また、ディスプレイ用ガラスの場合、吸収係数αは０．２ｃｍ−１以下であることが好ましい。
【００４９】
レーザ光２０の波長は、２５０〜５０００ｎｍであることが好ましい。レーザ光２０の波長を２５０〜５０００ｎｍとすることで、レーザ光２０の透過率と、レーザ光２０による加熱効率とを両立できる。レーザ光２０の波長は、より好ましくは３００〜４０００ｎｍ、さらに好ましくは８００〜３０００ｎｍである。
【００５０】
強化ガラス板１０中の酸化鉄の含有量は、強化ガラス板１０を構成するガラスの種類によるが、ソーダライムガラスの場合、例えば０．０２〜１．０質量％である。この範囲で酸化鉄の含有量を調節することで、１０００ｎｍ付近の近赤外線波長領域でのα×ｔを所望の範囲に調節可能である。酸化鉄の含有量を調節する代わりに、酸化コバルトや酸化銅、希土類元素の酸化物の含有量を調節してもよい。
【００５１】
強化ガラス板１０の厚さｔは、用途に応じて設定されるが、０．０１〜０．２ｃｍであることが好ましい。化学強化ガラスの場合、厚さｔを０．２ｃｍ以下とすることで、内部残留引張応力ＣＴを十分に高めることができる。一方、厚さｔが０．０１ｃｍ未満になると、ガラスに化学強化処理を施すことが難しい。厚さｔは、より好ましくは０．０３〜０．１５ｃｍ、さらに好ましくは０．０５〜０．１５ｃｍである。
【００５２】
さらに、本実施の形態に係る強化ガラス板の切断方法について詳細に説明する。図６は、実施の形態１に係る強化ガラス板の切断方法を説明するための図である。図６は、強化ガラス板１０を上面から見た図である。また、強化ガラス板１０に示す破線は、上記で説明した切断方法を用いて、強化ガラス板１０から強化ガラスパネル４０を切り出すための切断予定線３５を示している。
【００５３】
強化ガラス板１０上には、強化ガラスパネル４０より一回り小さいサイズのブラックマトリクス膜５０が、強化ガラスパネル４０の周縁全体に、リング状に形成されている。換言すると、ブラックマトリクス膜５０は、切り出す強化ガラスパネル４０の中央部には形成さていない。このような形状のブラックマトリクス膜５０は、例えば強化ガラス板１０の表面全体に形成されたブラックマトリクス膜をパターニングすることにより得られる。ブラックマトリクス膜５０は、強化ガラスパネル４０を用いた表示装置におけるコントラスト比を高めるために設けられた遮光膜である。なお、ブラックマトリクス膜は、あくまでも一例であり、その他の遮光膜であってもよい。
【００５４】
強化ガラスパネル４０は、所定の曲率半径Ｒを有する４つのコーナー部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、及び直線部４１、４２、４３、４４を有する四角形状である。なお、図６に示す強化ガラスパネル４０の形状は一例であり、他の任意の形状の強化ガラスパネル４０を強化ガラス板１０から切り出す場合にも、本実施の形態に係る強化ガラスの切断方法を用いることができる。
【００５５】
強化ガラス板１０から強化ガラスパネル４０を切り出す際は、切断予定線３５に沿ってレーザ光を走査する。具体的には、直線部４１の延長上の端面に位置する切断開始位置４５からレーザ光の走査を開始する。そして、直線部４１、コーナー部Ｃ１、直線部４２、コーナー部Ｃ２、直線部４３、コーナー部Ｃ３、直線部４４、コーナー部Ｃ４、を経由して、コーナー部Ｃ４と直線部４１との接続点である切断終了位置４６の手前までレーザ光を走査する。このとき、切断開始位置４５、つまり強化ガラス板１０の端部には初期クラックが予め形成されている。初期クラックは、例えばカッタ、ヤスリ、レーザで形成することができる。
【００５６】
本実施の形態に係る切断方法の１つの特徴は、切断終了位置４６（切断予定線３５の終端）までレーザ光を走査せずに、その手前でレーザ光の照射を停止することである。図７を参照してこの点について、説明する。図７は、図６における切断終了位置４６近傍の拡大図である。なお、図７では、ブラックマトリクス膜５０は省略されている。
【００５７】
図７には、切断終了位置４６の手前であって、レーザ光の照射を停止する照射停止位置４７までレーザ光を照射した様子を示している。ここで、図７に示すように、レーザ光を用いて強化ガラス板１０から強化ガラスパネル４０を切り出す場合、切断終了位置４６は必ず端面に位置する。端面とは、強化ガラス板１０の元々の端面もしくは切断端面である。図７の場合、切断終了位置４６は、切断端面に位置している。この切断端面は、切断開始位置４５から切断終了位置４６を介して直線部４１まで直線状に延びている。
【００５８】
ここで、照射停止位置４７においてレーザ光の照射を停止すると、破線で示された切断予定線３５からはずれて当該端面に向かって自走クラック４８が自走する。この自走クラック４８により切断は完了する。なお、切断予定線３５からはみ出した領域４９は研磨され、所望の形状の強化ガラスパネル４０が得られる。
【００５９】
一般的に、レーザ光の照射によって伸展が制御されていない自走クラックにより形成される端面は、必ずしも強化ガラス板１０の主面に対して垂直とはならない。仮に、このような垂直でない端面にレーザ光が照射されると、このレーザ光が意図しない方向に反射され、種々の悪影響を及ぼすことになる。特に、図６に示すように、強化ガラス板１０にブラックマトリクス膜５０のような機能性薄膜が形成されている場合、当該機能性薄膜が損傷を受ける恐れがあった。
【００６０】
しかしながら、本実施の形態に係る切断方法における自走クラック４８は、レーザ光照射により発生する圧縮応力を用いてクラックの伸展を制御できている状態で、レーザ光照射を停止することにより発生したものである。換言すると、自走クラック４８が発生する時点では、既にレーザ光の照射は停止している。そのため、自走クラック４８によって形成された端面によりレーザ光が意図しない方向に反射されることは起こり得ない。つまり、意図しない反射を防止することができる。
【００６１】
詳細には実施例において後述するように、発明者は、照射停止位置４７と切断終了位置４６を含む端面との最短距離（つまり距離）Ｌ１がレーザ光のビーム径の１．５倍以上とすると、意図しない反射を効果的に防止できることを見出した。他方、不要な領域４９の面積は、照射停止位置４７と切断終了位置４６との距離Ｌ２が小さい程（つまり距離Ｌ１が小さい程）小さくなり、好ましい。少なくとも、照射停止位置４７は、切断終了位置４６を含む端面が照射停止位置４７にとって最も近い端面となるような位置である必要がある。
【００６２】
他方、従来の切断方法では、切断終了位置４６までレーザ光を照射し続ける。ここで、レーザ光（つまりクラックの先端）が、ある限界を超えて切断終了位置４６を含む端面に接近すると、レーザ光を照射していてもクラックの伸展を制御できなくなり、当該端面に向かって自走クラックは発生してしまう。つまり、自走クラックが発生した後もレーザ光が照射され続けることになるため、上述の問題が発生する恐れがあった。
【００６３】
以上に説明したように、本実施の形態に係る切断方法では、切断終了位置４６までレーザ光を走査せずに、その手前において、レーザ光照射により発生する圧縮応力を用いてクラックの伸展を制御できている状態で、レーザ光の照射を停止する。そして、このレーザ光の照射を停止した照射停止位置４７から切断終了位置４６を含む端面に向かってクラックを自走させることにより切断を完了する。このような手法により、切断終了位置４６近傍でのレーザ光の意図しない方向への反射を防止することができる。
【００６４】
（実施の形態２）
次に、図８、９を参照して、実施の形態２に係る強化ガラス板の切断方法について説明する。図８は、実施の形態２に係る強化ガラス板の切断方法を説明するための図である。図８は、強化ガラス板１０を上面から見た図である。また、強化ガラス板１０に示す破線は、上記で説明した切断方法を用いて、強化ガラス板１０から強化ガラスパネル４０を切り出すための切断予定線３５を示している。なお、図８、９においては、図６に示したブラックマトリクス膜５０は省略されている。
【００６５】
本実施の形態では、切断開始位置４５が、強化ガラス板１０の短辺の中央部付近に位置する。まず、この切断開始位置４５から強化ガラス板１０の長辺と平行にレーザ光を走査する。続いて、切断コーナー部Ｃ５を経由して、直線部４４の中央付近から、コーナー部Ｃ４に向かってレーザ光を走査する。続いて、コーナー部Ｃ４、直線部４１、コーナー部Ｃ１、直線部４２、コーナー部Ｃ２、直線部４３、コーナー部Ｃ３、直線部４４、を経由して、直線部４４の中央付近に位置する切断終了位置４６の手前までレーザ光を走査する。
【００６６】
本実施の形態に係る切断方法でも、切断終了位置４６までレーザ光を走査せずに、その手前において、レーザ光照射により発生する圧縮応力を用いてクラックの伸展を制御できている状態で、レーザ光の照射を停止する。図９は、図８における切断終了位置４６近傍の拡大図である。図９には、切断終了位置４６の手前であって、レーザ光の照射を停止する照射停止位置４７までレーザ光を照射した様子を示している。ここで、図９に示す場合も、切断終了位置４６は切断端面に位置している。図７における切断端面は直線状であったが、図９における切断端面は、切断開始位置４５から切断コーナー部Ｃ５を介して９０°曲がって切断終了位置４６に到る。
【００６７】
ここで、照射停止位置４７においてレーザ光の照射を停止すると、破線で示された切断予定線３５から外れて切断コーナー部Ｃ５の端面に向かって自走クラック４８が発生する。この自走クラック４８により切断は完了する。なお、切断予定線３５からはみ出した領域４９は研磨され、所望の形状の強化ガラスパネル４０が得られる。
【００６８】
本実施の形態に係る切断方法において発生する自走クラック４８も、実施の形態１と同様に、レーザ光照射により発生する圧縮応力を用いてクラックの伸展を制御できている状態で、レーザ光照射を停止することにより発生したものである。換言すると、自走クラック４８が発生する時点では、既にレーザ光の照射は停止している。そのため、自走クラック４８によって形成された端面によりレーザ光が意図しない方向に反射されることは起こり得ない。つまり、意図しない反射を防止することができる。
【００６９】
詳細には実施例において後述するように、発明者は、照射停止位置４７と切断終了位置４６を含む端面との距離Ｌ１がレーザ光のビーム径の１．５倍以上とすると、意図しない反射を効果的に防止できることを見出した。他方、不要な領域４９の面積は、照射停止位置４７と切断終了位置４６との距離Ｌ２が小さい程（つまり距離Ｌ１が小さい程）小さくなり、好ましい。少なくとも、照射停止位置４７は、切断終了位置４６を含む端面が照射停止位置４７にとって最も近い端面となるような位置である必要がある。
【００７０】
以上に説明したように、本実施の形態に係る切断方法でも、切断終了位置４６までレーザ光を走査せずに、その手前において、レーザ光照射により発生する圧縮応力を用いてクラックの伸展を制御できている状態で、レーザ光の照射を停止する。そして、そこからクラックを自走させることにより切断を完了する。このような手法により、切断終了位置４６近傍でのレーザ光の意図しない方向への反射を防止することができる。
【００７１】
（実施の形態３）
次に、図１０、１１を参照して、実施の形態３に係る強化ガラス板の切断方法について説明する。図１０は、実施の形態３に係る強化ガラス板の切断方法を説明するための図である。図１０は、強化ガラス板１０を上面から見た図である。ここで、強化ガラスパネル４０は、実施の形態１に係る切断方法により、切断線３５０に沿って強化ガラス板１０から切り出された状態である。強化ガラス板１０に示された３本の破線は、強化ガラスパネル４０の外側に位置する強化ガラス板１０の不要部を４つに分割・除去するための切断予定線３５１〜３５３である。切断予定線の本数は、あくまでも一例であって、適宜決定される。
【００７２】
本実施の形態では、切断開始位置４５１から切断終了位置４６１の手前まで、切断予定線３５１に沿ってレーザ光を走査する。同様に、切断開始位置４５２から切断終了位置４６２の手前まで切断予定線３５２に沿ってレーザ光を走査し、切断開始位置４５３から切断終了位置４６３の手前まで切断予定線３５３に沿ってレーザ光を走査する。
【００７３】
本実施の形態に係る切断方法でも、切断終了位置４６１〜４６３までレーザ光を走査せずに、その手前において、レーザ光照射により発生する圧縮応力を用いてクラックの伸展を制御できている状態で、レーザ光の照射を停止する。図１１は、図１０の切断終了位置４６１近傍の拡大図である。なお、図１１では、ブラックマトリクス膜５０は省略されている。図１１には、切断終了位置４６１の手前であって、レーザ光の照射を停止する照射停止位置４７１までレーザ光を照射した様子を示している。ここで、図１１に示す場合も、切断終了位置４６１は切断端面に位置している。図１１における切断線３５０の切断端面は直線状である。
【００７４】
ここで、照射停止位置４７１においてレーザ光の照射を停止すると、破線で示された切断予定線３５１からはずれて切断終了位置４６１を含む端面に向かって自走クラック４８１が発生する。この自走クラック４８１により切断は完了する。なお、自走クラック４８１がどのような経路をたどって切断終了位置４６１を含む端面に到達しても、強化ガラスパネル４０の形状に影響しない。
【００７５】
本実施の形態に係る切断方法において発生する自走クラック４８１も、実施の形態１、２と同様に、レーザ光照射により発生する圧縮応力を用いてクラックの伸展を制御できている状態で、レーザ光照射を停止することにより発生したものである。換言すると、自走クラック４８１が発生する時点では、既にレーザ光の照射は停止している。そのため、自走クラック４８１によって形成された端面によりレーザ光が意図しない方向に反射されることは起こり得ない。つまり、意図しない反射を防止することができる。
【００７６】
詳細には実施例において後述するように、発明者は、照射停止位置４７１と切断終了位置４６１を含む端面との距離Ｌ１がレーザ光のビーム径の１．５倍以上とすると、意図しない反射を効果的に防止できることを見出した。距離Ｌ１の上限については、自走クラック４８１が切断終了位置４６１を含む端面に到達するような照射停止位置４７１であれば特に問題となることはない。つまり、照射停止位置４７１は、切断終了位置４６１を含む端面が照射停止位置４７１にとって最も近い端面となるような位置であればよい。
【００７７】
なお、図１１に示すように、実施の形態３では、切断終了位置４６１を含む端面と切断予定線３５１とが垂直である。そのため、照射停止位置４７１と切断終了位置４６１を含む端面との距離Ｌ１が、照射停止位置４７１と切断終了位置４６１との距離Ｌ２に等しい。
【００７８】
以上に説明したように、本実施の形態に係る切断方法でも、切断終了位置４６１〜４６３までレーザ光を走査せずに、その手前において、レーザ光照射により発生する圧縮応力を用いてクラックの伸展を制御できている状態で、レーザ光の照射を停止する。そして、そこからクラックを自走させることにより切断を完了する。このような手法により、切断終了位置４６１〜４６３近傍でのレーザ光の意図しない方向への反射を防止することができる。
【実施例１】
【００７９】
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。実施例１では、図１０、１１を参照して説明した実施の形態３における照射停止位置４７１と切断終了位置４６１を含む端面との距離Ｌ１とブラックマトリクス膜の損傷有無との関係を説明する。
【００８０】
実施例１では、板厚が０．７ｍｍ、表面圧縮応力ＣＳが６８９ＭＰａ、表面層及び裏面層それぞれの厚さＤＯＬが４１．８μｍ、内部残留引張応力ＣＴが４７ＭＰａの強化ガラス板を用いた。
【００８１】
強化ガラス板の残留引張応力ＣＴは、表面応力計ＦＳＭ−６０００（折原製作所製）にて表面圧縮応力ＣＳ及び圧縮応力層（表面層及び裏面層）の厚さＤＯＬを測定し、その測定値と、強化ガラス板の厚さｔとから以下の式２を用いて計算した。
ＣＴ＝（ＣＳ×ＤＯＬ）／（ｔ−２×ＤＯＬ）  ・・・式２
【００８２】
実施例１では、図１０に示したブラックマトリクス膜５０の外形が、５０ｍｍ×９０ｍｍ、コーナー部の曲率半径Ｒ＝５ｍｍであって、このブラックマトリクス膜５０の０．３ｍｍ外側をレーザ光により切断した。レーザ光の光源は、ファイバーレーザ（中心波長帯：１０７０ｎｍ）とした。
【００８３】
図１２は、実施例１に係る強化ガラス板の切断条件及び評価結果を示す表である。図１２の表には、各サンプルＮｏ．Ａ１〜Ａ４を切断する際の条件及び評価結果が示されている。具体的には、表の左列から順に、サンプル番号、レーザ出力Ｐ（Ｗ）、ビーム径φ（ｍｍ）、レーザ光の走査速度ｖ（ｍｍ／ｓ）、照射停止位置４７１と切断終了位置４６１との距離Ｌ２、照射停止位置４７１と切断終了位置４６１を含む端面との距離Ｌ１、ビーム径φに対する距離Ｌ１の比Ｌ１／φ、及び評価結果としてブラックマトリクス膜の損傷の有無を示している。ここで、ブラックマトリクス膜の損傷がなければ、評価結果は○である。一方、ブラックマトリクス膜の損傷があれば、評価結果は×である。
【００８４】
図１２の表に示された数値について左列から順に説明する。
レーザ出力Ｐは、サンプルＡ１〜Ａ４については、いずれも３０Ｗとした。
ビーム径φは全てのサンプルについて、０．０５ｍｍとした。
レーザ光の走査速度ｖ（ｍｍ／ｓ）は、全てのサンプルについて、２．５ｍｍ／ｓとした。
【００８５】
実施の形態３に係る図１１を参照して説明したように、実施例１では、照射停止位置４７１と切断終了位置４６１を含む端面との距離Ｌ１が、照射停止位置４７１と切断終了位置４６１との距離Ｌ２に等しい。図１２に示すように、サンプルＡ１〜Ａ４については、距離Ｌ１をそれぞれ０．０５、０．０７、０．０８、０．１０ｍｍと変化させた。
【００８６】
なお、図１２には記載されていないが、全てのサンプルについて、レーザ光照射側から直径１ｍｍφのノズルを用いて、流量３０Ｌ／ｍｉｎの空気を吹き付けた。ここで、強化ガラス板とノズル先端との距離（ギャップ）は３ｍｍとした。
【００８７】
図１３は、実施例１に係る強化ガラス板の切断方法に用いた冷却ノズルの断面図である。図１３に示す冷却ノズル２８により、強化ガラス板１０の表面１２に気体を吹き付ける。図１３に示すように、冷却ノズル２８は、内部を気体（空気や窒素など）が矢印方向へ流れるように、テーパー状の空洞が形成されている。ここで、冷却ノズル２８の軸はレーザ光の光軸と一致しており、レンズ２５で集光されたレーザ光２０は、冷却ノズル２８の内部を通過し、冷却ノズル２８の先端に設けられた直径φｎの開口部から出射する。また、レーザ光の照射領域の移動と同期して（つまり、レーザ光と同じ走査速度で）移動することができる。このような構成により、レーザ光照射部が気体により冷却される。この冷却により、図３に示したクラック３０の先端位置と、レーザ光２０の照射領域２２との間の距離が短くなり、切断精度が向上する。
【００８８】
冷却ノズル２８の開口部の直径φｎ、及び冷却ノズル２８の先端と強化ガラス板１０の表面１２とのギャップＧ１は任意に決定することができる。ここで、冷却ノズル２８の開口部の直径φｎが小さい程、強化ガラス板１０に吹き付けられる気体の流速が速くなり、強化ガラス板１０の表面１２における冷却能力が向上する。また、冷却ノズル２８の先端と強化ガラス板１０の表面との距離Ｇ１が小さい程、強化ガラス板１０の表面１２における冷却能力が向上する。
【００８９】
図１２に示す評価結果から、ビーム径φに対する距離Ｌ１の比Ｌ１／φが１．５以上（つまり、距離Ｌ１がビーム径φの１．５倍以上）となると、ブラックマトリクス膜の損傷を効果的に防止することができた。
【実施例２】
【００９０】
次に、実施例２について説明する。実施例２では、図６、７を参照して説明した実施の形態１における照射停止位置４７と切断終了位置４６を含む端面との距離Ｌ１とブラックマトリクス膜の損傷有無との関係を説明する。
【００９１】
実施例２でも、実施例１と同様に、板厚が０．７ｍｍ、表面圧縮応力ＣＳが６８９ＭＰａ、表面層及び裏面層それぞれの厚さＤＯＬが４１．８μｍ、残留引張応力ＣＴが４７ＭＰａの強化ガラス板を用いた。また、ブラックマトリクス膜５０の外形が、５０ｍｍ×９０ｍｍ、コーナー部の曲率半径Ｒ＝５ｍｍであって、このブラックマトリクス膜５０の０．３ｍｍ外側をレーザ光により走査した。レーザ光の光源は、ファイバーレーザ（中心波長帯：１０７０ｎｍ）とした。
【００９２】
図１４は、実施例２に係る強化ガラス板の切断条件及び評価結果を示す表である。図１４の表には、各サンプルＮｏ．Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ４、Ｄ１、Ｄ２を切断する際の条件及び評価結果が示されている。具体的には、表の左列から順に、サンプル番号、レーザ出力Ｐ（Ｗ）、ビーム径φ（ｍｍ）、レーザ光の走査速度ｖ（ｍｍ／ｓ）、照射停止位置４７と切断終了位置４６との距離Ｌ２、照射停止位置４７と切断終了位置４６を含む端面との距離Ｌ１、ビーム径φに対する距離Ｌ１の比Ｌ１／φ、及び評価結果としてブラックマトリクス膜の損傷の有無を示している。ここで、ブラックマトリクス膜の損傷がなければ、評価結果は○である。一方、ブラックマトリクス膜の損傷があれば、評価結果は×である。
【００９３】
図１４の表に示された数値について左列から順に説明する。
レーザ出力Ｐは、サンプルＢ１〜Ｂ３については３０Ｗ、サンプルＣ１〜Ｃ４、Ｄ１、Ｄ２については１２０Ｗとした。
ビーム径φは、サンプルＢ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ４については０．０５ｍｍ、サンプルＤ１、Ｄ２については０．１ｍｍとした。
レーザ光の走査速度ｖ（ｍｍ／ｓ）は、サンプルＢ１〜Ｂ３については１ｍｍ／ｓ、サンプルＣ１〜Ｃ４、Ｄ１、Ｄ２については５ｍｍ／ｓとした。
【００９４】
実施の形態１に係る図７を参照して説明したように、実施例２では、照射停止位置４７と切断終了位置４６を含む端面との距離Ｌ１が、照射停止位置４７と切断終了位置４６との距離Ｌ２とは異なる。実施例２では、距離Ｌ２を変化させることにより、距離Ｌ１を変化させた。図１４に示すように、サンプルＢ１〜Ｂ３については、距離Ｌ１をそれぞれ０、０．０２４、０．０９４ｍｍと変化させた。サンプルＣ１〜Ｃ４については、距離Ｌ１をそれぞれ０．０２４、０．０９４、０．２１２、０．３７７ｍｍと変化させた。サンプルＤ１、Ｄ２については、距離Ｌ１をそれぞれ０．０９４、０．２１２と変化させた。
【００９５】
なお、図１４には記載されていないが、全てのサンプルについて、レーザ光照射側から直径１ｍｍφのノズルを用いて、流量３０Ｌ／ｍｉｎの空気を吹き付けた。ここで、強化ガラス板とノズル先端との距離（ギャップ）は３ｍｍとした。
【００９６】
図１４におけるサンプルＢ２、Ｂ３と、サンプルＣ１、Ｃ２とを比較すると、ビーム径φに対する距離Ｌ１の比Ｌ１／φが同じであれば、レーザ出力Ｐ、レーザ光の走査速度ｖが異なっていても同様の評価結果となることが分かる。
図１４におけるサンプルＣ２、Ｃ３と、サンプルＤ１、Ｄ２とを比較すると、ビーム径φに対する距離Ｌ１の比Ｌ１／φが異なると、他の条件（レーザ出力Ｐ、レーザ光の走査速度ｖ）が同じであっても、異なる評価結果となることが分かる。
【００９７】
図１４に示す評価結果から、ビーム径φに対する距離Ｌ１の比Ｌ１／φが１．５以上（つまり、距離Ｌ１がビーム径φの１．５倍以上）となると、ブラックマトリクス膜の損傷を効果的に防止することができた。
【００９８】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係る強化ガラス板切断装置について説明する。この装置は実施の形態１〜３に係る強化ガラスの切断方法を実施するためのものである。図１５は、本実施の形態に係る強化ガラス板切断装置を説明するための図である。本実施の形態に係る強化ガラス板切断装置６０は、レーザ出力部６１、ガラス保持部６２、制御部６３、及び制御プログラム生成部６４を有する。
【００９９】
レーザ出力部６１は、強化ガラス板１０を切断するためのレーザ光２０を出力する。レーザ光２０の光源としては、例えば、ＵＶレーザ（波長：３５５ｎｍ）、グリーンレーザ（波長：５３２ｎｍ）、半導体レーザ（波長：８０８ｎｍ、９４０ｎｍ、９７５ｎｍ）、ファイバーレーザ（波長：１０６０〜１１００ｎｍ）、ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ、２０８０ｎｍ、２９４０ｎｍ）などを用いることができる。レーザ出力部６１は、レーザ光の焦点を調整するための光学系を備えている。また、レーザ光の照射部にノズルを配置してもよい。レーザ光のパワー（レーザ出力）、レーザ光のビーム径（焦点）、レーザ光照射のタイミングなどは、制御部６３を用いて制御される。
【０１００】
ここで、近赤外のレーザ光を用いる場合、近赤外における吸収を増加させるために強化ガラス板にＦｅ等の不純物を添加する必要がある。近赤外において吸収特性を持つ不純物を添加した場合、可視光領域の吸収特性にも影響を与えるため、強化ガラス板の色味や透過率に影響を及ぼす場合がある。このようなことを防止するために、レーザ光２０の光源として、波長が２５００〜５０００ｎｍの中赤外のレーザを用いてもよい。波長が２５００〜５０００ｎｍの帯域ではガラス自体の分子振動に起因する吸収が発生するため、Ｆｅ等の不純物の添加が不要となる。
【０１０１】
ガラス保持部６２は、加工対象である強化ガラス板１０を保持すると共に、強化ガラス板１０を所定の方向に移動する。すなわち、ガラス保持部６２は、レーザ光が強化ガラス板１０の切断予定線を走査するように、強化ガラス板１０を移動する。ガラス保持部６２は、制御部６３を用いて制御される。ガラス保持部６２は、加工対象である強化ガラス板１０を、多孔質板等を用いて吸着することで固定してもよい。また、ガラス保持部６２は、強化ガラス板１０の位置を決定するための画像検出器を備えていてもよい。位置決め用の画像検出器を備えることで、強化ガラス板１０の加工精度を向上させることができる。
【０１０２】
なお、図１５に示した強化ガラス板切断装置６０では、レーザ光２０の照射領域が強化ガラス板１０上を移動するように、ガラス保持部６２を用いて強化ガラス板１０を移動している。このとき、レーザ出力部６１は固定されている。しかし、ガラス保持部６２に保持されている強化ガラス板１０を固定し、レーザ出力部６１を移動させることで、レーザ光２０の照射領域を強化ガラス板１０上において移動させてもよい。また、ガラス保持部６２に保持されている強化ガラス板１０とレーザ出力部６１の両方が移動するように構成してもよい。
【０１０３】
制御部６３は、レーザ出力部６１及びガラス保持部６２を、制御プログラム生成部６４で生成された制御プログラムに基づき制御する。
【０１０４】
制御プログラム生成部６４は、図６、７を参照して説明した実施の形態１に係る切断方法を一例とすると、予め設定された切断開始位置４５から切断終了位置４６に到る切断予定線３５及びレーザ光のビーム径φに応じて照射停止位置４７を決定し、当該照射停止位置４７においてレーザ光の照射を停止するように制御する制御プログラムを生成する。
【０１０５】
具体的には、照射停止位置４７を、切断終了位置４６を含む強化ガラス板１０の端面との距離が、レーザ光のビーム径φの１．５倍以上となる位置とするのが好ましい。また、照射停止位置４７を、切断終了位置４６を含む強化ガラス板１０の端面との距離が、強化ガラス板１０の他のいずれの端面との距離よりも小さくなる位置とするのが好ましい。
【０１０６】
以上に説明したように、本発明の実施の形態に係る強化ガラス板切断装置は、切断終了位置４６までレーザ光を走査せずに、その手前において、レーザ光照射により発生する圧縮応力を用いてクラックの伸展を制御できている状態で、レーザ光の照射を停止する。そして、このレーザ光の照射を停止した照射停止位置４７から切断終了位置４６を含む端面に向かってクラックを自走させることにより切断を完了する。これにより、切断終了位置４６近傍でのレーザ光の意図しない方向への反射を防止することができる。
【０１０７】
以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  強化ガラス板
１２  表面
１３  表面層
１４  裏面
１５  裏面層
１７  中間層
２０  レーザ光
２２  照射領域
２５  レンズ
２８  冷却ノズル
３０  クラック
３５、３５１−３５３  切断予定線
４０  強化ガラスパネル
４１−４４  直線部
４５、４５１−４５３  切断開始位置
４６、４６１−４６３  切断終了位置
４７、４７１  照射停止位置
４８、４８１  自走クラック
４９  領域
５０  ブラックマトリクス膜
６０  強化ガラス板切断装置
６１  レーザ出力部
６２  ガラス保持部
６３  制御部
６４  制御プログラム生成部
Ｃ１−Ｃ４  コーナー部
Ｃ５  切断コーナー部
【図１】
2013203631.tif 000003
【図２】
2013203631.tif 000004
【図３】
2013203631.tif 000005
【図４】
2013203631.tif 000006
【図５】
2013203631.tif 000007
【図６】
2013203631.tif 000008
【図７】
2013203631.tif 000009
【図８】
2013203631.tif 000010
【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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