(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示板を有する液晶表示装置の製造方法であって、
液晶表示板を複数有するガラス板にスクライブ溝を機械的に形成する工程と、
スクライブ溝を挟む両側で、前記ガラス面の上方にそれぞれ熱線を配置する工程と、
前記２本の熱線に同時期に所定の電圧をかけることで前記ガラス板を切断する工程と、
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
液晶表示板を有する液晶表示装置の製造方法であって、
液晶表示板を複数有するガラス板にスクライブ溝を機械的に形成する工程と、
スクライブ溝を挟む両側において、それぞれ所定の長さ範囲を同時期に加熱することで前記ガラス板を切断する工程と、
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
液晶表示の回路パターンを形成した第１のガラス面と、液晶表示のカラーフィルターパターンを形成した第２のガラス面とを有する液晶表示板を具備する液晶表示装置の製造方法であって、
前記第１のガラス板にスクライブ溝を機械的に形成する工程と、
前記第１のガラス板上のスクライブ溝を挟む両側において、それぞれ所定の長さ範囲を同時期に加熱することで前記第１のガラス板を切断する第１の切断工程と、
前記第２のガラス板にスクライブ溝を機械的に形成する工程と、
前記第２のガラス板上のスクライブ溝を挟む両側において、それぞれ所定の長さ範囲を同時期に加熱することで前記第２のガラス板を切断する第２の切断工程と、
を有することで、前記液晶表示板を切り出すことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
スクライブ溝を形成しているガラス板のスクライブ溝部及びその周辺部を冷却し、スクライブ溝の両側周辺部位を加熱することで、スクライブ溝をガラス板の裏面まで進行させ、ガラス板を分断することを特徴とするガラス板の製造方法。
【請求項５】
スクライブ溝を形成しているガラス板のスクライブ溝部及びその周辺部を冷却すると同時期に、スクライブ溝の両側周辺部位を加熱することで、スクライブ溝をガラス板の裏面まで進行させ、ガラス板を分断することを特徴とするガラス板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス、セラミックス等の脆性材料よりなる薄板を切断するための技術に係り、特に例えば、液晶表示装置に用いられるガラス板の切断などに適用して好適な、薄板の切断方法、薄板の切断装置、およびこれを用いて作製される液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ガラス、セラミックス等の脆性材料よりなる薄板の切断は、スクライブ工程とブレーク工程とを順次実行することによって行われることが多い、スクライブ工程とは、算盤玉状のホイールカッタを脆性材料に押し当てながら、ホイールカッタと脆性材料を相対移動させて、ごく浅いスクライブ溝を形成するとともに、スクライブ溝の底部から垂直方向に延びる短いクラック（垂直クラック）を設ける工程である。例えば、０．７ｍｍ厚のガラス板の場合、ホイールカッタの食い込み深さを５μｍ程度に設定し、幅約１０μｍのスクライブ溝を形成して、ガラス板の厚みのほぼ２割程度（約１３０μｍ）の深さの垂直クラックを形成する。また、ブレーク工程とは、スクライブ工程後のスクライブ溝を起点にして、板を曲げるか、ゴムを押し付ける等で、スクライブ溝の垂直クラックを裏面まで貫通させて、板を分断する工程である。
【０００３】
周知のように、液晶表示板は、２枚のガラス板をシール材を介して貼り合わせて構成されており、一方のガラス板には回路素子が形成されたパターンを、もう一方のガラス板にはカラーフィルターパターンが形成されている。液晶表示板の製作においては、一般に多数個取り、すなわち１枚のマザーガラス板に複数の液晶表示板の回路パターンを形成し、複数の液晶表示板のカラーフィルターパターンが形成されたもう１枚のマザーガラスを、個々の液晶表示板毎に形成したシール材を介して重ね合わせた後に、１つ１つの液晶表示板として切り出す方法が採用されている。１つ１つの液晶表示板を切り出す際に、配線を取り出す必要性から、回路素子が形成されたパターンをもつガラス板の切断位置と、カラーフィルターパターンが形成されたガラス板の切断位置とを、ずらして分割する箇所がある。このため、ガラス板が２枚重ね合わせていりことと、上下ガラス板の切断位置がずれている箇所があるために、１つ１つの液晶表示板として取り出す上で、ガラス板を曲げるまたは折り曲げる方法で、ブレーク工程を行うことは容易でない。
【０００４】
そのため、特開平６−４８７５５号公報に記載されているごとく、２枚のガラス板を貼り合わせて形成された重ね合わせガラス板に、スクライブ溝の反対側からゴム板などを押し当てて、これによりスクライブ溝の垂直クラックを進行させて分断を行う方法がある。この方法は、ガラス板に大きな曲げ変形を伴わないため、２枚重ね合わせたガラス板に適用することが可能であり、かつ、上下ガラス板の切断位置が異なる切断箇所に対しても適用することができる。ただし、この方法はスクライブ溝の反対側からゴムを押し付けるときに、ガラス板に衝撃を与えることになる。このため、衝撃の影響からガラス板に欠け及びクラックが生じやすく、また、配線が切断されるなど、製品となるガラス板の性能を低下させるという問題がある。
【０００５】
また、特開平９−１２３２７号公報に記載のように、ガラス板表面にレーザ光を照射して、局部的に熱を与え、その後急冷を行うことにより、ガラス板に曲げ変形及び衝撃を与えることなく、分断する方法が知られている。この方法を用いると、加熱された箇所を急冷するため、急冷されたスクライブ溝に引張り応力が発生し、スクライブ溝の垂直クラックが伸長されて、ガラス板の分断が可能となる。この方法は、ガラス板に衝撃及び曲げ変形を与えないため、製品となるガラス板の性能低下の要因を押さえることが可能となる。また、この方法はスクライブ溝に直接レーザ光を照射し、熱を与えていることが特徴である。ホイールカッタ等で機械的にスクライブ溝を形成した場合、ガラス板にホイールカッタを押し付けながら溝を形成しているため、ホイールカッタの刃先がスクライブ溝を圧迫し、スクライブ溝部にはひずみが生じる。また、レーザ光でスクライブ溝を形成した場合も、レーザ光の熱により同様に、スクライブ溝にはひずみが生じる。このため、スクライブ溝に直接レーザ光を照射し、ある熱量を与えた場合、そのひずみが増大し、ガラス板の面内方向にクラックが生じたり、スクライブ溝に沿ってガラス片が剥がれるなどの現象が現れ、分断されたガラス板の品質を低下させるという問題がある。特に、ブレーク工程のスループットを向上させようとすると、スクライブ溝に沿って移動するレーザ光の移動速度を速くする必要があるが、単純にレーザ光の移動速度を速くした場合、ガラス板に照射される熱量は減少するため、分断に至る引張り応力が発生しなくなる。このため、必要な熱量を確保し、移動速度を速くする場合、レーザ光の照射出力を大きくすることになるが、レーザ光の照射出力が大きいとスクライブ溝にあるひずみが影響し、ガラス板の面内方向にクラックが生じたり、スクライブ溝に沿ってガラス片が剥がれるなどの問題が生じる。
【０００６】
また、特開平７−３２８７８１号公報に記載のように、スクライブ溝予定線の近傍に２点のレーザを当ててスクライブ溝を形成する方法が知られている。この方法は、前述のレーザ光をガラス板に照射してスクライブ溝を形成させる方法と同じように、スクライブ溝予定線の周囲のガラス板表面に熱を与えることで、スクライブ溝予定線の周囲に引張り応力を生じさせてスクライブ溝を形成させる方法である。前述の方法との違いは、直接スクライブ溝予定線にレーザを照射しないため、スクライブ溝予定線に照射される熱量が小さく、被加工材料に対する熱の影響を軽減することができる点、及びスクライブ溝予定線に照射される熱量が小さいことで、直接レーザで照射してスクライブ溝を形成する方法より加工速度を２〜５倍ほど速くすることができることである。
【０００７】
しかし、上記の方法も前記レーザ照射と同様に、局部的にレーザをガラス板に照射し、移動しながらスクライブ溝を形成していく。そのため、「スクライブ溝形成工程」においては、レーザの移動速度は約５倍ほど速くすることは可能であるが、当該２つのレーザを用いる方法を単純に「切断工程」に適用してスループットを向上させようとすると、下記の問題が生じる。すなわち、スループットを向上させるためには、切断工程においてスクライブ溝予定線に沿って移動するレーザ光の移動速度を速くする必要があるが、単純にレーザ光の移動速度を速くした場合、ガラス板に照射される熱量は減少するため、スクライブ溝形成に至る引張り応力が発生しなくなり、切断ができなくなる。この不具合を防止するため、必要な熱量を確保しかつ移動速度を速く維持する場合、レーザ光の照射出力を大きくする必要が生じるが、レーザ光の照射出力が大きいとスクライブ溝予定線のひずみが影響し、ガラス板の面内方向にクラックが生じたり、スクライブ溝に沿ってガラス片が剥がれるなどの問題が生じるように、前記レーザ照射による方法と同様の問題が生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、特開平６−４８７５５号公報に記載された従来技術においては、スクライブ溝の反対側からゴムを押し付けるときに、ガラス板に衝撃を与えるので、衝撃の影響からガラス板に欠けやクラックが生じやすく、また、配線が切断されるなど、製品となるガラス板の性能を低下させるという問題がある。また、特開平９−１２３２７号公報及び特開平７−３２８７８１号公報に記載された従来技術においては、「切断工程」におけるスループットを向上させるためには、レーザ光の照射出力を大きくすることを余儀なくされるが、このため、スクライブ溝にあるひずみが影響して、ガラス板の面内方向にクラックが生じたり、スクライブ溝に沿ってガラス片の剥がれが生じるなど、製品となるガラス板の性能を低下させるという問題がある。
【０００９】
特に、液晶表示板の製作においては、一般に多数個取り、すなわち１枚のマザーガラス板に複数の液晶表示板の回路パターンを形成し、複数の液晶表示板のカラーフィルターパターンが形成されたもう１枚のマザーガラスを、個々の液晶表示毎に形成したシール材を介して重ね合わせた後に、１つ１つの液晶表示板を切り出していくが、近年の液晶表示板の需要が多くなり、１度に切り出される液晶表示板の量を増やすことと、液晶表示板の画像表示部が大きくなっていることから、このマザーガラス板が年々大きくなっている。そのため、切断工程では液晶表示部を切り出す際の切断長さに対する切断速度が速くなっており、従来技術では対応できなくなってきている。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、ガラス、セラミックスなどの脆性材料の薄板を、大きな変形または衝撃を与えることがない熱収縮を利用した切断手法を用い、かつ、薄板の面内方向にクラックが生じることや或いはスクライブ溝に沿った剥がれが生じることを可及的に低減できる、総じて、製品となるガラス板の性能を低下させることがない、効率のよい切断方法および切断装置を提供し、その方法で製作された液晶表示板を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願による代表的な１つの発明では、スクライブ溝の両側周辺部位を加熱することで、スクライブ溝付近に特異な微小曲げ変形を起こさせ、その結果スクライブ溝亀裂先端付近に引張り応力を生じさせることで、スクライブ溝からの垂直クラックを薄板の裏面まで進行させて、薄板を切断するものである。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、液晶表示板を有する液晶表示装置であって、前記液晶表示板の端部から３ｍｍ以内の距離範囲において、残留応力値が０．１〜５kgf/cm2の範囲内の略一定値であることを特徴とする。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、液晶表示板を有する液晶表示装置であって、前記液晶表示板の少なくとも１辺の端部から３ｍｍ以内の距離範囲において、残留応力値が０．１〜５kgf/cm2の範囲内の略一定値であることを特徴とする。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、液晶表示板を有する液晶表示装置であって、前記液晶表示板の端部から３ｍｍ以内の距離範囲において、残留応力値が０．１〜１０kgf/cm2の範囲内の略一定値であることを特徴とする。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、液晶表示板を有する液晶表示装置であって、前記液晶表示板の少なくとも１辺の端部から３ｍｍ以内の距離範囲において、残留応力値が０．１〜１０kgf/cm2の範囲内の略一定値であることを特徴とする。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、液晶表示板を有する液晶表示装置であって、前記液晶表示板の端部から１ｍｍ以内の距離範囲において、残留応力値が０．１〜１０kgf/cm2の範囲内の略一定値であることを特徴とする。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、液晶表示板を有する液晶表示装置であって、前記液晶表示板の少なくとも１辺の端部から１ｍｍ以内の距離範囲において、残留応力値が０．１〜１０kgf/cm2の範囲内の略一定値であることを特徴とする。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置の製造方法は、液晶表示板を複数有するガラス板にスクライブ溝を機械的に形成する工程と、スクライブ溝を挟む両側の部分にそれぞれ前記ガラス板の厚さに応じた所定の熱量を与えることでガラス板を切断する工程とを有する。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置の製造方法は、液晶表示板を複数有するガラス板にスクライブ溝を機械的に形成する工程と、スクライブ溝を挟む両側で、前記ガラス面の上方にそれぞれ熱線を配置する工程と、前記２本の熱線に同時期に所定の電圧をかけることで前記ガラス板を切断する工程とを有する。
【００２０】
また、上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置の製造方法は、液晶表示板を複数有するガラス板にスクライブ溝を機械的に形成する工程と、スクライブ溝を挟む両側において、それぞれ所定の長さ範囲を同時期に加熱することで前記ガラス板を切断する工程とを有する。
【００２１】
また、上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置の製造方法は、液晶表示の回路パターンを形成した第１のガラス面と、液晶表示のカラーフィルターパターンを形成した第２のガラス面とを有する液晶表示板を具備する液晶表示装置の製造方法であって、  前記第１のガラス板にスクライブ溝を機械的に形成する工程と、前記第１のガラス板上のスクライブ溝を挟む両側において、それぞれ所定の長さ範囲を同時期に加熱することで前記第１のガラス板を切断する第１の切断工程と、前記第２のガラス板にスクライブ溝を機械的に形成する工程と、前記第２のガラス板上のスクライブ溝を挟む両側において、それぞれ所定の長さ範囲を同時期に加熱することで前記第２のガラス板を切断する第２の切断工程と、を有する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。なお、以下の各実施形態では、複数の液晶表示板の回路パターンを形成したマザーガラス板と、複数の液晶表示板のカラーフィルターパターンを形成したマザーガラス板とを、個々の液晶表示板毎に形成したシール材を介して重ね合わせてなる重ね合わせガラス板を、切断（分断）対象とする薄板としているが、切断（分断）対象となる薄板はガラス板に限られるものではない。
【００２３】
図１は、本発明の第１実施形態に係るガラス板の切断方法及び装置を示す図である。図１に示すように、ガラス板１０には予めスクライブ溝１５が刻まれている。スクライブ溝１５の形成には、ホイールカッタで機械的に刻む、あるいは、レーザ光による加熱と冷却媒質により冷却を行い、熱収縮を利用してスクライブ溝を創生させる等の手法があるが、スクライブ工程の時間短縮のためには、ホイールカッタで機械的に刻む手法を採ることが望ましい。尚、スクライブ溝１５の深さ１６については、スクライブ工程の時間短縮の観点から、板厚の１０％〜２０％の範囲の深さとすることが最も望ましいが、本発明は、特にこの範囲に限るものではない。
【００２４】
上記手法で得られたスクライブ溝１５が刻まれているガラス板に、図１に示すように、１００℃以上に加熱された線状または細帯状の発熱体２５を用いて、スクライブ溝１５の両側周辺部位を加熱する。ここでは、発熱体２５として２本のニクロム線を用いて、加熱を行った。ニクロム線の線径は０．２〜１．０ｍｍであり、スクライブ溝を中心として線対称に配置される。２本のニクロム線の間隔は、重要な設定ファクターであり、その間隔は、０．１〜１０ｍｍの範囲が好適であることが、実験により確認された。加熱された箇所は、図１に示す加熱部２６のような分布となる。
【００２５】
図１に示すようなスクライブ溝１５の両側周辺部位を加熱する方法と、スクライブ溝１５を直接加熱する方法（従来手法）でのスクライブ溝周辺の応力分布をシミュレーション解析した結果を図２、図３に示す。ここでは、ガラス板１０の板厚を０．７ｍｍ、スクライブ溝１５の深さ１６を約１３０μｍとし、両側加熱の出力を合計２Ｗ／ｍｍ（ニクロム線の直線方向で１ｍｍ毎の熱量）、直接加熱の出力を２Ｗ／ｍｍ（レーザ進行方向で１ｍｍ毎の熱量）として実験を行った。また、スクライブ溝１５の両側周辺部位を加熱する方法においては、２本のニクロム線の間隔を１０ｍｍとした。
【００２６】
図２（ａ）はスクライブ溝１５の両側周辺部位を加熱したときのガラス板１０断面の応力分布を示す。図２（ｂ）はスクライブ溝１５を直接加熱する方法（従来手法）を用いた場合のガラス板断面の応力分布を示す。又、図３にはスクライブ溝１５の両側周辺部位を加熱する方法及びスクライブ溝１５を直接加熱する方法のガラス板１０断面の変形状態を示す。図３（ａ）はスクライブ溝１５の両側周辺部位を加熱したときのガラス板１０断面の変形状態、図３（ｂ）はスクライブ溝１５を直接加熱したときのガラス板１０断面の変形状態を示す。
【００２７】
図２，図３より、スクライブ溝１５の両側周辺部位を加熱した場合、スクライブ溝周辺の応力分布はスクライブ溝下部からガラス板１０の反対側裏面まで引張り応力が分布している。ガラス板１０の変形状態はスクライブ溝１５の両側を加熱している為、加熱部周辺が加熱により膨張し、加熱部周辺が盛り上がり、山２つの盛り上がり変形が生じる。この為、スクライブ溝のガラス板１０裏面側が凸で変形するため、スクライブ溝の裏面側も引張り応力分布となる。スクライブ溝１５の両側周辺部位の加熱したときの合計出力が２Ｗ／ｍｍで、ガラス板１０の板厚を０．７ｍｍとした場合、スクライブ溝の裏面側の凸部分の応力値は１０〜２０ＭＰａ（引張り応力）を得た。
【００２８】
スクライブ溝１５を直接加熱した場合、引張り応力はスクライブ溝下部には生じるが、ガラス板１０の裏面側は圧縮応力となる。ガラス板１０の変形状態はスクライブ溝１５を直接加熱している為、スクライブ溝１５が盛り上がり、山１つの盛り上がり変形が生じる。このため、スクライブ溝のガラス板１０裏面側は凹で変形するため、スクライブ溝１５の裏面側は圧縮応力分布となる。スクライブ溝１５を直接加熱したときの出力が２Ｗで、ガラス板１０の板厚を０．７ｍｍとした場合、スクライブ溝の裏面側の応力値は−２０〜−４０ＭＰａ（圧縮応力）を得た。
【００２９】
図４に上記の条件で、スクライブ溝１５の両側周辺部位の加熱後とスクライブ溝１５を直接加熱した後の分断後におけるガラス基板又は液晶表示板のスクライブ線からの距離とガラス基板に残っている残留応力の関係を示す。ここで、スクライブ線からの距離とは、切断後の液晶表示板では、液晶表示板の端からの距離に相当する。図４（ａ）はスクライブ溝１５の両側周辺部位を加熱し、垂直クラックが伸長し、ブレーク後のスクライブ線からの距離と残留応力の関係、図４（ｂ）はスクライブ溝１５を直接加熱したときのブレーク後のスクライブ線からの距離と残留応力の関係を示す。但し、図４（ｂ）においては、スクライブ溝に直接加熱しただけではブレークできない。そのため、スクライブ溝１５を直接加熱し、その後、冷却剤を用いて、スクライブ溝１５を急冷し、分断ができたときの残留応力を示す。
【００３０】
図４（ａ）に示すように、スクライブ溝１５の両側周辺部位（本実施の形態では、スクライブ線から５ｍｍの位置）を加熱し、分断ができたときの残留応力値は、スクライブ溝部から３ｍｍ以内の距離で約０．１〜５kgf/cm2の範囲内の略一定の値を得た。残留応力の分布状態は、スクライブ溝１５の周辺全体にほぼ一様に残留応力が残って、かつ低い値に押さえることができている。このような一様かつ低レベルの残留応力の分布の形成とすることにより、ガラス切断後にガラス切断部のガラスが剥がれたり欠けたりする現象を低減・防止することができる。一般に、ガラス片が剥がれたりする現象は、残留応力値が１０kgf/cm2以上となったときに生じ始めるため、上記０．１〜５kgf/cm2の範囲内であれば、上記不具合をほぼ解消することができる。尚、本実施の形態（両側周辺部を加熱する方法）における別の条件下では、５〜１０kgf/cm2の範囲内で略一様の残留応力分布を得ることもできるが、当該範囲も本発明の範囲内である。
【００３１】
また、液晶表示装置に用いられるガラス板は、液晶表示のカラーフィルタパターンや回路パターンを有するが、当該パターンに係らないガラス余白部分は、軽量化・ダウンサイジングのニーズで、できるだけ小さくすることが臨まれている。本発明では、図４（ａ）に示すように、スクライブ線から１ｍｍの距離の範囲、１ｍｍから２ｍｍの範囲、２ｍｍから３ｍｍの範囲のいずれも、ガラス切断後には、ほぼ一定でかつ小さい残留応力値となるように形成されるため、ガラス余白部分を１ｍｍ又は２ｍｍといったように狭く設定しても、前記パターン部分に与える影響を、最小限に押さえることができる。
【００３２】
これに対して、図４（ｂ）のスクライブ溝１５を直接加熱し、その後急冷を行って分断ができたときの残留応力値は、スクライブ溝周辺１ｍｍ以内の距離で約１０〜５０kgf/cm2の範囲内となった。この場合の特徴点は、図４（ｂ）からも明らかな通り、残留応力の分布状態がスクライブ溝近傍に局部的に残っている点である。従って、スクライブ溝１５の両側周辺を加熱した場合とスクライブ溝１５を直接加熱した場合とで、分断後のガラス板に残る残留応力の応力値および分布状態は大きく異なる。例えば、分断後のガラス板の残留応力値が５kgf/cm2以下で、スクライブ溝から３ｍｍ以下の距離で全体的にほぼ一様に分布していれば、スクライブ溝１５を直接加熱し、分断したものでないことは明らかである。直接加熱し分断するにはスクライブ溝周辺の残留応力の値が低すぎ、スクライブ溝周辺に引張り応力を生じさせるのは難しい為である。又、残留応力の分布は熱が加わった箇所に生じやすいため、スクライブ溝１５に直接加熱した場合、スクライブ溝近傍に残留応力が分布され、スクライブ溝１５周辺全体に残留応力は分布されない。
【００３３】
図４（ｂ）に示すように、スクライブ線の近傍に局所的に高い残留応力が形成されていると、当該高い残留応力が形成されているガラス部分は、ガラス片が剥がれたり傷がついたりといった問題が生じることになる。また更には、そのガラス片が剥がれた等の影響で、残留応力の低い部分まで傷が広がる場合もある。
【００３４】
ブレーク工程において、ガラス板１０を分断するうえで重要なのは、スクライブ溝１５周辺部に引張り応力を生じさせることであるが、上記の応力分布及びガラス板１０の変形状態の結果から、スクライブ溝１５に直接加熱するより、スクライブ溝１５の両側周辺部位を加熱した方が効率よく分断が行われる。ここで重要なのは、何らかの方法で、ガラス板１０の変形状態をスクライブ溝１５の両側に山２つの盛り上がりで、ガラス板１０を変形させることである。本実施例ではスクライブ溝１５の両側周辺部位を加熱し、変形を伴わせた。この盛り上がりの変形量は従来ブレーク工程で行われている衝撃を与えて分断するときのような大きな変形ではなく、コンマ何ミリにも満たない小さい変形量である。
【００３５】
上記した本実施形態の切断方法を液晶表示板の製作に適用した実施の形態を図５に示す。２枚のガラス板を重ね合わせて構成される被加工物、すなわち、液晶表示板の分割に適用する場合には、テーブル上に、例えばまず、２枚のマザーガラス板を重ね合わせたした重ね合わせガラス板１における、回路素子が形成されたパターンをもつマザーガラス板を上にして置く。そして、上面となっている回路素子が形成されているパターンをもつマザーガラス板を図５（ａ）に示すようにスクライブ１１し、切断予定ラインにスクライブ溝１５を形成させる。その後、図５（ｂ）に示すように、スクライブ溝の両側周辺部位に例えばニクロム線で構成された線状又は細帯状の発熱体で加熱する。このときの加熱方法は例えば、細帯状の発熱体の両側にプローブ５を接触させ、そのプローブを通電６することによって、発熱体を加熱させる。これにより、回路素子が形成されているパターンをもつマザーガラス板のスクライブ溝１５に引張り応力が生じ、スクライブ溝１５の垂直クラックが伸長して、回路素子が形成されているパターンをもつマザーガラス板を分断することができる。
【００３６】
この場合、図５（ｂ）に図示する４本の通電線を同時期に通電させて、マザーガラス板を９枚の液晶表示板に切断する方法がもっともスループットが高い。また、縦方向と横方向の通電を別々に行なうことによっても、高いスループットを得ることができる。本実施の形態による切断方法では、従来のゴム板を押し当ててブレークする方法や、スクライブ線をレーザで直接照射する（後に冷却）方法よりも、相当に高い切断効率を得ることができる。
【００３７】
次に、重ね合わせガラス板１を反転させてテーブル上に載置し、カラーフィルターパターンが形成されているマザーガラス板を上面にしてテーブルに置く。カラーフィルターパターンが形成されているマザーガラス板の面をスクライブし、切断予定ラインにスクライブ溝１５を形成させる。次に、回路素子が形成されているパターンをもつマザーガラス板に対するのと同様の加熱を行うことで、カラーフィルターパターンが形成されているマザーガラス板が分断される。ここでも、４本の通電線を同時期に通電させて、マザーガラス板を９枚の液晶表示板に切断する方法を適用することができ、同様の効果を得ることができる。
【００３８】
ここで、9枚に切断された液晶表示板の残留応力分布は、スクライブ線が存在していた辺には前述のように所定の範囲において一様に残るが、切断に係らない部分（マザーガラスの４辺）の辺は、当然、上記の残留応力は存在しない。すなわち、上記の残留応力を有する辺を４辺有するのは、中心から取り出された液晶表示板のみであり、周りの液晶表示板には、2辺または３辺に上記の残留応力が残ることになる。また、本発明の切断手法は、複数辺に施す場合のみならず、1辺に実施することでも上述の効果と同等の効果をあげることができる。
【００３９】
このように、２枚重ね合わせたガラス板に対しても、ガラス板に大きな曲げ変形及び衝撃を与えることなく、分断が可能となる。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態に係るガラス板の切断方法および装置を示す図である。
【００４１】
本実施形態では、図６の（ａ）に示すように、スクライブ溝１５が刻まれているガラス板１０のスクライブ溝１５およびその周辺部を、ノズル２６をガラス板１０の端からスクライブ溝１５に沿って移動させることによって、ノズル２８から吹き出された冷却剤２１によって順次冷却する。冷却剤には液体窒素ガスを用いて、冷却部２２を０℃以下に冷やす。ノズル２８の移動速度は１０〜５００ｍｍ／ｓの範囲である。
【００４２】
次に、図６の（ｂ）に示すように、図６の（ａ）の工程で冷やされたスクライブ溝１５周辺部を、レーザビームによって順次加熱する。すなわち、スクライブ溝１５の両側周辺に、レーザビーム照射手段３０とレンズ３１を、ガラス板１０の端からスクライブ溝１５に沿って移動させることにより、スクライブ溝１５以外のスクライブ溝１５両側周辺を順次照射して、加熱する。
【００４３】
このような手法をとる本実施形態においても、任意のスクライブ溝に沿ってガラス板を切断することができ、前記第１実施形態と同様の効果を奏する。又、本実施の形態において、冷却剤を使わずに、スクライブ溝１５の両側周辺をレーザビームで照射し、加熱することでもガラス板１０の分断は可能である。また、熱を与える手段としてはレーザビームに限らず、ニクロム線等に通電する手法を用いることでも同様の効果を得ることができる。
【００４４】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。図７は、本発明の第３実施形態に係るガラス板の切断方法および装置を示す図である。
【００４５】
本実施形態では、スクライブ溝１５及びその周辺部に、多数の噴出孔を１列に穿設した冷却パイプ２２から冷却剤２１を吹き付けることにより、冷却対象領域である１つのスクライブ溝１５及びその周辺部の全域を冷却すると同時に、線状または細帯状の発熱体２５を用いて、加熱対象領域であるスクライブ溝１５の両側周辺部位を加熱し、これによって、スクライブ溝１５周辺に引張り応力を生じさせて垂直クラック１６を伸長させ、ガラス板１０を分断させる。
【００４６】
かような手法をとる本実施形態においても、任意のスクライブ溝に沿ってガラス板を切断することができ、前記第１実施径他と同様の効果を奏する。さらに、本実施形態では、冷却と加熱を同時に行うので、前記第１実施形態と比較するとブレーク工程の時間を短縮でき、ガラス板１０をより効率よく切断することができる。
【００４７】
次に、本発明の第４実施形態を説明する。図８は、本発明の第４実施形態に係るガラス板の切断方法および装置を示す図である。
【００４８】
本実施形態では、ノズル２８をスクライブ溝１５に沿って移動させることによって、スクライブ溝１５及びその周辺部を、ノズル２８から吹き出された冷却剤２１によって順次冷却すると同時に、レーザビーム照射手段３０とレンズ３１を、スクライブ溝１５に沿って移動させることにより、スクライブ溝１５以外のスクライブ溝１５両側周辺を順次照射して、加熱する。
【００４９】
かような手法をとる本実施形態においても、任意のスクライブ溝に沿ってガラス板を切断することができ、前記第２実施形態と同様の効果を奏する。さらに、本実施形態では、冷却と加熱を同時に行うので、前記第２実施形態と較べるとブレーク工程の時間を短縮でき、ガラス板１０をより効率良く切断することができる。
【００５３】
なお、上述した各実施形態では、スクライブ溝及びスクライブ溝周辺のみを冷却するようにしているが、ガラス板全体、或いは加工装置全体を冷却する手法を採用しても構わない。また、冷却媒質は液体窒素ガスを用いるのが効率的であるが、他の冷却媒質であっても、少なくてもスクライブ溝周辺が０℃以下に冷えるものであれば差し支えない。
【００５４】
なおまた、上述した各実施形態では、切断（分断）対象とする薄板をガラス板としたが、切断対象となる薄板は、ガラス板以外にも、セラミック板、或いは複合材料からなる脆性な薄板、或いは傾斜材料（板厚方向の特性が漸次異なる材料）からなる脆性な薄板なども、本発明の適用対象となり得る。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ガラス、セラミックスなどの脆性材料の薄板を、衝撃を与えることがない熱収縮を利用した切断手法を用い、かつ、薄板の面内方向にクラックや、スクライブ溝に沿った剥がれが生じる虜が可及的に少ない、総じて、製品となるガラス板の性能を低下させることがない、効率のよい切断方法および切断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガラス板の切断方法及び装置の構成を示す図
【図２】ガラス切断時のガラス断面の応力分布を示す図
【図３】ガラス切断時のガラス基板変形状態を示す図
【図４】分断後のガラス基板に残る残留応力とスクライブ線からの距離の関係を示す図
【図５】本発明の切断方法による液晶表示板の分断方法を示す図
【図６】ガラス板の切断方法及び装置において、冷却及び加熱方法を示す図
【図７】ガラス板の切断方法及び装置において、冷却及び加熱方法を示す図
【図８】ガラス板の切断方法及び装置において、冷却及び加熱方法を示す図
【符号の説明】
５…プローブ、６…通電、１０…ガラス板、１１…スクライブ、１５…スクライブ溝、１６…スクライブの深さ・垂直クラック、２１…冷却剤、２２…冷却部、２５…熱線、２６…加熱部、３０…レーザビーム、３１…レンズ。
【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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