(57)【要約】      （修正有）【課題】寸法精度に優れたガラス板の切断方法を提供する。【解決手段】ガラス板１０の上面１１から下面１２へレーザ光２０を透過させつつ当該レーザ光２０を走査することにより、上面１１及び下主面１２のそれぞれにスクライブ線３１、３２を形成するステップを備え、走査するレーザ光２０の上１１及び下面１２におけるビーム幅をそれぞれガラス板１０の板厚以下とし、上面１１に形成されたスクライブ線３１と下面に形成されたスクライブ線３２とが結合される、ガラス板の切断方法。【選択図】図７
2016128362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板の第１主面から第２主面へレーザ光を透過させつつ当該レーザ光を走査することにより、前記第１主面及び前記第２主面のそれぞれにスクライブ線を形成するステップを備え、
走査する前記レーザ光の前記第１主面及び前記第２主面におけるビーム幅をそれぞれ前記ガラス板の板厚以下とし、
前記第１主面に形成された前記スクライブ線と前記第２主面に形成された前記スクライブ線とが結合される、ガラス板の切断方法。
【請求項２】
前記スクライブ線を形成するステップにおいて、
前記ガラス板が前記レーザ光により加熱され、前記第１主面及び前記第２主面の一部が膨らみ、当該膨らんだ部分に作用する引張応力によって、前記第１主面及び前記第２主面に前記スクライブ線を形成する、
請求項１に記載のガラス板の切断方法。
【請求項３】
前記レーザ光の光軸を前記第１主面及び前記第２主面と垂直にする、
請求項１又は２に記載のガラス板の切断方法。
【請求項４】
前記ガラス板の端面に前記スクライブ線の起点となる初期クラックを形成するステップを更に備える、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス板の切断方法。
【請求項５】
前記レーザ光の波長を２５０〜５０００ｎｍとする、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス板の切断方法。
【請求項６】
前記第１主面及び前記第２主面における前記レーザ光のビーム形状が円形である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラス板の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板の切断方法に関し、特にレーザ光による内部加熱を利用したガラス板の切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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り曲げ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、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。
【０００３】
このような問題に対し、近年、レーザ光の照射によりガラス板の内部を加熱し、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、ガラス板を切断する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。このようなレーザ光を用いた切断（以下、「レーザ切断」ともいう）では、ガラス板の主面に機械的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、切断端部の強度に優れたガラス板を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５６９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者は、以下の課題を見出した。
例えば、特許文献１に記載のガラス板の切断方法では、レーザ光の照射により進展するクラックの先端とレーザ光の照射位置との距離が大きく、クラックの形成位置（つまり切断位置）がレーザ光の軌跡からずれ易かった。つまり、従来のガラス板の切断方法は、切断の寸法精度に劣るという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みなされたものであって、寸法精度に優れたガラス板の切断方法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】
【０００７】
本発明の一の態様によるガラス板の切断方法は、
ガラス板の第１主面から第２主面へレーザ光を透過させつつ当該レーザ光を走査することにより、前記第１主面及び前記第２主面のそれぞれにスクライブ線を形成するステップを備え、
走査する前記レーザ光の前記第１主面及び前記第２主面におけるビーム径をそれぞれ前記ガラス板の板厚以下とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、寸法精度に優れたガラス板の切断方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ガラス板の上下面にそれぞれスクライブ線を形成する方法を説明するための斜視図である。
【図２】図１のガラス板の上面におけるレーザ光のビーム形状を示す平面図である。
【図３】図１のガラス板の下面におけるレーザ光のビーム形状を示す平面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った軸方向断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】ガラス板の切断に用いる冷却ノズルの断面図である。
【図７】図４の拡大図である。
【図８】特許文献１に開示されたフルカットの模式図である。
【図９】試験条件を模式的に示すガラス板１０の平面図である。
【図１０】各試験例１１〜１４におけるガラス板の切断条件及び切断結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
＜実施の形態１＞
まず、図１〜図５を参照して、ガラス板の上面及び下面にそれぞれスクライブ線を形成する方法について説明する。図１は、ガラス板の上下面にそれぞれスクライブ線を形成する方法を説明するための斜視図である。図２は、図１のガラス板の上面におけるレーザ光のビーム形状を示す平面図である。図３は、図１のガラス板の下面におけるレーザ光のビーム形状を示す平面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【００１２】
図１〜図４において、矢印方向はガラス板におけるレーザ光の照射位置の変位方向を示す。図５において、矢印方向は応力の作用方向を示す。図４及び図５において、ガラス板の熱変形を誇張して示す。ガラス板の熱変形の様子は有限要素法解析によって確認できる。
図１〜図５に示した右手系のｘｙｚ直交座標空間において、ガラス板１０の両方の主面（上面１１及び下面１２）は、いずれもｘｙ平面に平行である。また、レーザ光は、ｚ軸マイナス方向に照射され、かつ、ｘ軸プラス方向に走査される。レーザ光の光軸はｚ軸に平行である。
【００１３】
ガラス板の切断方法は、ガラス板１０にスクライブ線３１、３２を形成するスクライブ工程を有する。ガラス板１０のガラスの種類は、特に限定されないが、例えばソーダライムガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。ガラス板１０の厚さは、ガラス板１０の用途に応じて適宜設定され、例えば０．００５ｃｍ〜２．５ｃｍである。ガラス板１０は、非強化ガラスと強化ガラスのいずれであってもよいが、非強化ガラスの方が好ましい。
【００１４】
スクライブ工程は、ガラス板１０を上面１１側から下面１２側に透過するレーザ光２０によってガラス板１０を局所的に加熱し、ガラス板１０におけるレーザ光２０の照射位置を変位させる。ガラス板１０に生じる熱応力によって、ガラス板１０の上面１１にスクライブ線３１が形成されると同時に、ガラス板１０の下面１２にスクライブ線３２が形成される。これにより、ガラス板１０を裏返さずに、ガラス板１０に外力を加えて、ガラス板１０を割断することができる。例えば、ガラス板１０を裏返さずに弾性体上に載せ、ガラス板１０を上方から押すことで、ガラス板１０の下面１２に引張応力が生じ、ガラス板１０がスクライブ線３２に沿って割断できる。
【００１５】
また、本実施の形態では、ガラス板１０の上面１１にもスクライブ線３１が形成されているので、ガラス板１０の上面１１及び下面１２における切断精度が良い。さらに、本実施の形態では、１本のレーザ光２０でガラス板１０の上面１１及び下面１２にそれぞれスクライブ線を同時に形成するので、ガラス板１０の上面１１及び下面１２に形成されるスクライブ線の位置関係が所望の位置関係になりやすい。例えば、レーザ光２０がガラス板１０の上面１１に対して垂直に入射する場合、ガラス板１０の上面１１の法線方向から見て、ガラス板１０の上面１１に形成されるスクライブ線３１と、ガラス板１０の下面１２に形成されるスクライブ線３２とが重なりやすい。よって、ガラス板１０の割断面が、ガラス板１０の上面１１や下面１２に対して垂直になりやすい。
【００１６】
スクライブ線３１、３２の起点となる初期クラック３３は、例えば図１に示すようにガラス板１０の端面１３に予め形成されてよい。初期クラック３３は、ガラス板１０の上面１１や下面１２に達していてよく、ガラス板１０の上面１１や下面１２にも形成されてよい。初期クラック３３は、スクライブ線３１、３２の共通の起点となる。
【００１７】
なお、初期クラックは、ガラス板１０の端面１３に形成される場合、ガラス板１０の上面１１のみに達してもよいし、ガラス板１０の下面１２のみに達していてもよいし、ガラス板１０の上面１１及び下面１２に達していなくてもよい。また、初期クラックは、ガラス板１０の上面１１及び下面１２のそれぞれに形成されてもよく、この場合、端面１３に達していてもよいし、端面１３に達していなくてもよい。初期クラックは、ガラス板１０の上面１１及び下面１２の両面、及びガラス板１０の端面１３の少なくとも一方に形成されていればよい。
【００１８】
初期クラック３３の形成方法は、一般的な方法であってよく、例えばカッター、ヤスリ、レーザ等を用いる方法であってよい。ガラス板１０の端面１３が砥石で研削されたものである場合、研削によって形成されるマイクロクラックが初期クラックとして利用可能である。
【００１９】
ガラス板１０の上面１１の一部は、レーザ光２０で加熱され、図４及び図５に示すように、レーザ光２０の照射位置の移動軌跡を中心として左右対称に上に凸に膨らむ。上に凸に膨らむ部分では、レーザ光２０の照射位置の変位方向と直交する方向の引張応力が生じる。この引張応力によって、初期クラック３３を起点とするクラックがレーザ光２０の照射位置の移動軌跡に沿って伸び、スクライブ線３１が形成される。スクライブ線３１の先端は、ガラス板１０の上面１１におけるレーザ光２０の照射位置、またはその前方近傍にある。
【００２０】
同様に、ガラス板１０の下面１２の一部は、レーザ光２０で加熱され、図４及び図５に示すように、レーザ光２０の照射位置の移動軌跡を中心として左右対称に下に凸に膨らむ。下に凸に膨らむ部分では、レーザ光２０の照射位置の変位方向と直交する方向の引張応力が生じる。この引張応力によって、初期クラック３３を起点とするクラックがレーザ光２０の照射位置の移動軌跡に沿って伸び、スクライブ線３２が形成される。スクライブ線３２の先端は、ガラス板１０の下面１２におけるレーザ光２０の照射位置、またはその前方近傍にある。
【００２１】
スクライブ線３１、３２は、いずれもガラス板１０におけるレーザ光２０の照射位置の変位に伴って伸びる。ガラス板１０におけるレーザ光２０の照射位置の変位は、切断装置のフレームに対する、ガラス板１０の支持体の移動もしくは回転、またはレーザ光２０の光源２２の移動によって行われ、両者で行われてもよい。また、ガラス板１０におけるレーザ光２０の照射位置の変位は、光源２２から出射したレーザ光２０をガラス板１０に向けて反射するガルバノミラーの回転によって行われてもよい。
【００２２】
ガラス板１０の上面１１や下面１２にそれぞれスクライブ線を形成できるか否かは、主に、初期クラック３３の形成位置、レーザ光２０の照射条件で決まる。レーザ光２０の照射条件としては、例えば（１）光源２２の出力、（２）ガラス板１０に対するレーザ光２０の透過率、（３）ガラス板１０の上面１１や下面１２におけるレーザ光２０のビーム形状、（４）ガラス板１０の上面１１におけるレーザ光２０のパワー密度（Ｐ１）と、ガラス板１０の下面１２におけるレーザ光２０のパワー密度（Ｐ２）との比（Ｐ１／Ｐ２）などが挙げられる。
【００２３】
ガラス板１０の上面１１におけるレーザ光２０の強度をＩ０とし、ガラス板１０中を距離（Ｄ）（単位［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×Ｄ）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。αはレーザ光２０に対するガラス板１０の吸収係数（単位［ｃｍ−１］）を表し、レーザ光２０の波長やガラス板１０の化学組成等で決まる。αは紫外可視近赤外分光光度計等により測定される。
【００２４】
レーザ光２０に対するガラス板１０の吸収係数（α）（単位［ｃｍ−１］）と、レーザ光２０がガラス板１０の上面１１から下面１２まで移動する距離（Ｍ）（単位［ｃｍ］）との積（α×Ｍ）は、好ましくは０よりも大きく３．０以下である。ガラス板１０に対するレーザ光２０の内部透過率が高く、ガラス板１０の下面１２が十分に加熱できる。α×Ｍは、より好ましくは２．３以下（内部透過率１０％以上）、さらに好ましくは１．６以下（内部透過率２０％以上）である。α×Ｍが小さすぎると、内部透過率が高すぎ、吸収効率が低すぎるので、好ましくは０．００２以上（内部透過率９９．８％以下）、より好ましくは０．０１以上（内部透過率９９％以下）、さらに好ましくは０．０２以上（内部透過率９８％以下）である。内部透過率は、ガラス板１０の上面１１で反射がないとしたときの透過率である。
【００２５】
なお、ガラス板１０の加熱温度は、ガラスの徐冷点以下の温度であることが好ましい。ガラスの温度がガラスの徐冷点の温度を超えると、ガラスが粘性流動し、熱応力が緩和され、スクライブ線３１、３２の形成が困難である。
【００２６】
レーザ光２０がガラス板１０の上面１１に垂直に入射する場合、レーザ光２０がガラス板１０の上面１１から下面１２まで移動する距離（Ｍ）は、ガラス板１０の板厚（ｔ）と同じ値となる。一方、レーザ光２０は、ガラス板１０の上面１１に斜めに入射する場合、スネルの法則に従って屈折するので、屈折角をγとすると、レーザ光２０がガラス板１０の上面１１から下面１２まで移動する距離（Ｍ）は、Ｍ＝ｔ／ｃｏｓγの式で近似的に求められる。
【００２７】
光源２２としては、例えば波長が８００〜１１００ｎｍの近赤外線（以下、単に「近赤外線」という）のレーザが用いられる。近赤外線レーザとしては、例えば、Ｙｂファイバーレーザ（波長：１０００〜１１００ｎｍ）、Ｙｂディスクレーザ（波長：１０００〜１１００ｎｍ）、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ）、高出力半導体レーザ（波長：８０８〜９８０ｎｍ）が挙げられる。これらの近赤外線レーザは、高出力で安価であり、また、α×Ｍを所望の範囲に調整するのが容易である。
【００２８】
なお、本実施の形態では、光源２２として高出力で安価な近赤外線レーザが用いられるが、波長が２５０〜５０００ｎｍの光源が使用可能である。例えば、ＵＶレーザ（波長：３５５ｎｍ）、グリーンレーザ（波長：５３２ｎｍ）、Ｈｏ：ＹＡＧレーザ（波長：２０８０ｎｍ）、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ（２９４０ｎｍ）、中赤外光パラメトリック発振器を使用したレーザ（波長：２６００〜３４５０ｎｍ）等が挙げられる。また、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。
【００２９】
近赤外線レーザの場合、ガラス板１０中の鉄（Ｆｅ）の含有量、コバルト（Ｃｏ）の含有量、銅（Ｃｕ）の含有量が多くなるほど、吸収係数（α）が大きくなる。また、この場合、ガラス板１０中の希土類元素（例えばＹｂ）の含有量が多くなるほど、希土類原子の吸収波長付近で吸収係数（α）が大きくなる。吸収係数（α）の調節にはガラスの透明性、及びコストの観点から鉄が用いられ、コバルト、銅、及び希土類元素はガラス板１０中に実質的に含まれていなくてもよい。
【００３０】
ところで、上面１１におけるレーザ光２０のｙ軸方向のビーム幅Ｗ１が小さいほど、上に凸に膨らむ部分が急峻であり、レーザ光２０の変位方向（ｘ軸方向）に直交する方向（ｙ軸方向）の引張応力が大きい。同様に、下面１２におけるレーザ光２０のｙ軸方向のビーム幅Ｗ２が小さいほど、下に凸に膨らむ部分が急峻であり、レーザ光２０の変位方向（ｘ軸方向）に直交する方向（ｙ軸方向）の引張応力が大きい。
【００３１】
そこで、レーザ光２０については、上面１１におけるｙ軸方向のビーム幅Ｗ１及び下面１２におけるｙ軸方向のビーム幅Ｗ２をともにガラス板１０の板厚以下とする。これにより、上面１１において上に凸に膨らむ部分、及び、下面１２において下に凸に膨らむ部分が十分に急峻となり、ガラス板１０の上面１１や下面１２にスクライブ線を形成するのに十分な引張応力が生じる。また、ガラス板１０の上面１１や下面１２におけるレーザ光２０の照射位置に引張応力が生じるので、従来のように引張応力を生じさせるためガラス板１０の照射位置の後方近傍を冷媒で冷却する必要がない。
【００３２】
上面１１におけるレーザ光２０の変位方向（ｘ軸方向）のビーム幅Ｌ１、及び、下面１２におけるレーザ光２０の変位方向（ｘ軸方向）のビーム幅Ｌ２は、それぞれ、特に限定されない。Ｌ１、Ｌ２が短ければ、曲線状のスクライブ線３１、３２の形成が容易である。また、Ｌ１、Ｌ２が長ければ、ガラス板１０における特定の位置の加熱時間が同じ場合、ガラス板１０におけるレーザ光２０の照射位置の変位速度が速く、スクライブ線３１、３２が短時間で形成できる。
【００３３】
ガラス板１０の上面１１や下面１２におけるレーザ光２０のビーム形状は、特に限定されないが、好ましくは円形である。スクライブ線の曲線部分を形成する場合、レーザ光２０の照射位置の軌跡の幅が一定であり、スクライブ線の位置精度が良い。
【００３４】
レーザ光２０がガラス板１０を上面１１側から下面１２側に透過する間、レーザ光２０の強度（Ｗ）はランベルト・ベールの法則に従って減衰する。そして、ガラス板１０のレーザ光２０が透過する部分の温度は、主にレーザ光２０のパワー密度（単位［Ｗ／ｃｍ２］）などで決まる。
【００３５】
そこで、レーザ光２０は、ガラス板１０の上面１１でのパワー密度（Ｐ１）と、ガラス板１０の下面１２でのパワー密度（Ｐ２）との比（Ｐ１／Ｐ２）が０．５〜２．０であることが好ましい。Ｐ１／Ｐ２は、Ｐ１／Ｐ２＝Ｓ２／Ｓ１／ｅｘｐ（−α×Ｍ）の式で算出する。Ｓ１はガラス板１０の上面１１におけるレーザ光２０の照射面積を表し、Ｓ２はガラス板１０の下面１２におけるレーザ光２０の照射面積を表す。Ｐ１／Ｐ２が０．５〜２．０であると、ガラス板１０の上面１１におけるレーザ光２０の照射位置の温度と、ガラス板１０の下面１２におけるレーザ光２０の照射位置の温度とが同程度になる。よって、ガラス板１０の上面１１において上に凸に膨らむ部分と、ガラス板１０の下面１２において下に凸に膨らむ部分とが、同程度に急峻になる。その結果、ガラス板１０の上面１１に形成されるスクライブ線３１の深さと、ガラス板１０の下面１２に形成されるスクライブ線３２の深さとが、同程度の深さとなる。Ｐ１／Ｐ２は、より好ましくは０．６以上、さらに好ましくは０．６７以上である。また、Ｐ１／Ｐ２は、より好ましくは１．６７以下、さらに好ましくは１．５以下である。
【００３６】
ガラス板１０の上面１１におけるレーザ光２０の照射面積（Ｓ１）と、ガラス板１０の下面１２におけるレーザ光２０の照射面積（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）の調節のため、光源２２とガラス板１０との間には、図示されない集光レンズ等が配設される。レーザ光２０の集光位置がガラス板１０よりも下側の場合、Ｓ１／Ｓ２は１よりも大きい。
【００３７】
また、本実施の形態に係るガラス板の切断方法では、レーザ光２０の照射領域に空気を吹き付けることにより冷却してもよい。図６は、ガラス板の切断に用いる冷却ノズルの断面図である。図６に示す冷却ノズル２８により、ガラス板１０の上面１１に気体を吹き付ける。図６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２０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の開口部から出射される。また、レーザ光２０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、レーザ照射部が気体により冷却される。レーザ照射部よりも広い領域を冷却することが好ましい。この冷却により、レーザ光の照射領域で引張応力が発生しやすくなる。すなわち、スクライブ線が生じやすくなり安定した加工が可能になる。
【００３８】
冷却ガス流量、冷却ノズル２８の開口部の直径φｎ、及び冷却ノズル２８の先端とガラス板１０の上面１１とのギャップＧ２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、ガラス板１０に吹き付けられる気体の流速が速くなり、ガラス板１０の上面１１における冷却能力が向上する。また、冷却ノズル２８の先端とガラス板１０の上面１１とのギャップＧ２が小さい程、ガラス板１０の上面１１における冷却能力が向上する。例えば、ビーム径０．３ｍｍのレーザ照射部に対して、直径φｎ＝１ｍｍの冷却ノズル２８を用いて、室温の冷却エアを流量２０Ｌ／ｍｉｎで吹き付ける。なお、下面１２側にも同様の冷却ノズルを設ければ、一層効果的である。
【００３９】
続けて、図７を参照して、本実施の形態に係るガラス板の切断方法について詳細に説明する。図７は、図４の拡大図である。図７に示すように、本実施の形態に係る切断方法では、レーザ光２０を照射することにより、ガラス板１０の内部が加熱され、加熱された内部の熱膨張による圧縮応力が生じる。一方、上面１１及び下面１２は、レーザ光２０の照射位置の移動軌跡を中心として凸に膨らむ。凸に膨らむ部分では、レーザ光２０の照射位置の変位方向と直交する方向（ｚ軸方向）の引張応力が生じるため、スクライブ線３１、３２が進展する。
【００４０】
また、図７に示すように、レーザ光２０の照射位置よりも後方では（より具体的には、圧縮応力発生部の後端では）、レーザ光２０の照射位置近傍と異なり、板厚全体に引張応力が発生する。この引張応力も、レーザ光２０の照射位置での加熱により発生する圧縮応力の反力としてレーザ光２０の照射位置よりも後方で形成される。そのため、圧縮応力発生部後端での引張応力が大きい場合（すなわち、レーザ光２０の照射による圧縮応力が大きい場合）、上面１１に形成されたスクライブ線３１と下面１２に形成されたスクライブ線３２とがそれぞれ板厚内部方向に伸展し、結合する。
【００４１】
換言すると、図７に示すように、レーザ光２０の照射位置から所定の区間は、上面１１及び下面１２においてスクライブ線３１、３２が別々に形成されるスクライブ形成区間となる。一方、スクライブ形成区間よりも後方の区間は、スクライブ線３１、３２が結合することによりガラス板１０がフルカットされたフルカット区間となる。従って、本実施の形態に係る切断方法では、ブレイク工程を経ずに、レーザ照射のみによりフルカットすることができる。
【００４２】
ここで、スクライブ線３１、３２が結合することにより形成されるクラックの形状は、熱応力場やガラス板１０の剛性の違いによって決定される。また、レーザ光２０の照射に基づく熱応力によりスクライブ線３１、３２が結合するか否かは、主に、ガラス板１０に対するレーザ光２０の透過率、光源２２の出力などで決まる。光源２２の出力が大きく、レーザ光２０の照射位置よりも後方の引張応力が大きくなると、スクライブ線３１、３２が結合する。なお、光源２２の出力が小さい場合、スクライブ線３１、３２を結合させるために、光源２２とは別の加熱光源から出射された加熱光をガラス板１０に対して照射してもよい。
【００４３】
本実施の形態によるガラス板１０の切断は、特許文献１に開示されたフルカットよりも、ガラス板１０の上面１１及び下面１２における切断精度が良い。図８は、特許文献１に開示されたフルカットの模式図である。図８に示すように、特許文献１では、レーザ光の照射位置の後方を冷媒で冷却することにより引張応力を発生させ、この引張応力によりガラス板１０を板厚方向に貫通するクラックを形成する。つまり、特許文献１では、レーザ光の照射によりスクライブ線を形成していない。そのため、クラックの先端とレーザ光２０の光軸との距離Ｄ２が大きく、クラックの形成位置（つまり、ガラス板１０の切断位置）がレーザ光２０の軌跡からずれ易く、切断の寸法精度に劣っていた。
【００４４】
これに対し、本実施の形態では、ガラス板１０の上面１１及び下面１２におけるレーザ光２０の照射位置に生じた引張応力によりスクライブ線３１、３２を形成する。よって、図７に示すように、スクライブ線３１、３２の先端とレーザ光２０の光軸との距離Ｄ１が小さく、スクライブ線３１、３２の位置とレーザ光２０の軌跡とが一致しやすい。従って、ガラス板１０の上面１１及び下面１２に形成されるスクライブ線３１、３２の位置精度が良く、ガラス板１０の上面１１及び下面１２における切断の寸法精度が良い。
【実施例１】
【００４５】
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、試験例１１〜１４において、ガラス板１０の板厚ｔに対するレーザ光２０の上面ビーム幅Ｗ１及び下面ビーム幅Ｗ２を変化させ、切断精度を調査した。具体的には、切断端面の切断予定線（レーザ走査経路）からの最大のずれ量εｍａｘと最小のずれ量εｍｉｍとの差Δεを誤差として調査した。
【００４６】
［試験例１１〜１４］
図９は、試験条件を模式的に示すガラス板１０の平面図である。全試験例１１〜１４において、図９に示すように、矩形状のガラス板（長辺１００ｍｍ、短辺５０ｍｍ、板厚１．１ｍｍ、旭硝子社製ソーダライムガラス）の上面に対してレーザ光を垂直に入射させた。レーザ光の光源は、Ｙｂファイバーレーザ（波長１０７０ｎｍ）を用いた。レーザ光に対するガラス板の吸収係数（α）は０．５７ｃｍ−１であり、α×Ｍは０．０６３（つまり、内部透過率は９４％）であった。
【００４７】
ガラス板１０の上下面において、レーザ光のビーム形状は円形とした。全試験例について、図９に示すように、レーザ光はガラス板１０の一方の長辺から他方の長辺までガラス板１０の短辺と平行に走査した。レーザ走査位置のガラス板１０の短辺からの距離ｄについては、ｄ＝１０ｍｍとした。
【００４８】
図１０は、各試験例１１〜１４におけるガラス板の切断条件及び切断結果を示す表である。具体的には、表の左列から順に、レーザ出力Ｐ（Ｗ）、レーザ光の走査速度ｖ（ｍｍ／ｓ）、上面ビーム幅Ｗ１（ｍｍ）、下面ビーム幅Ｗ２（ｍｍ）、板厚ｔ（ｍｍ）、上面ビーム幅Ｗ１と板厚ｔとの比Ｗ１／ｔ、下面ビーム幅Ｗ２と板厚ｔとの比Ｗ２／ｔ、上面での誤差Δε１、下面での誤差Δε２、及び切断形態が示されている。
【００４９】
図１０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、試験例１１については３００Ｗ、試験例１２については３４０Ｗ、試験例１３については３６０Ｗ、試験例１４については４８０Ｗとした。
レーザ光の走査速度ｖは、試験例１１、１２については２０ｍｍ／ｓ、試験例１３、１４については１０ｍｍ／ｓとした。
【００５０】
上面ビーム幅Ｗ１は、試験例１１については０．６０ｍｍ、試験例１２については０．８０ｍｍ、試験例１３については１．００ｍｍ、試験例１４については１．２０ｍｍとした。下面ビーム幅Ｗ２は、試験例１１については０．６３ｍｍ、試験例１２については０．８３ｍｍ、試験例１３については１．０３ｍｍ、試験例１４については１．２３ｍｍとした。上述の通り、ガラス板の板厚ｔはいずれの試験例でも１．１ｍｍとした。
【００５１】
そのため、上面ビーム幅Ｗ１と板厚ｔとの比Ｗ１／ｔは、試験例１１については０．５５、試験例１２については０．７３、試験例１３については０．９１、試験例１４については１．０９であった。また、下面ビーム幅Ｗ２と板厚ｔとの比Ｗ２／ｔは、試験例１１については０．５７、試験例１２については０．７５、試験例１３については０．９４、試験例１４については１．１２であった。
【００５２】
切断の結果、上面での誤差Δε１は、試験例１１については０．０３ｍｍ、試験例１２については０．０５ｍｍ、試験例１３については０．０４ｍｍ、試験例１４については０．１６ｍｍであった。また、下面での誤差Δε２は、試験例１１については０．０３ｍｍ、試験例１２については０．０５ｍｍ、試験例１３については０．０４ｍｍ、試験例１４については０．１６ｍｍであった。
試験例１１〜１３の切断形態は、図７に示したように、いずれも上面１１及び下面１２にスクライブ線３１、３２が形成された後、両者が結合することによりフルカットされるものである。一方、試験例１４の切断形態は、図８に示したように、スクライブ線が形成されずにレーザ光２０の照射位置の後方でフルカットされるものである。
【００５３】
試験例１１〜１３の結果から分かるように、上面ビーム幅Ｗ１と板厚ｔとの比Ｗ１／ｔ及び下面ビーム幅Ｗ２と板厚ｔとの比Ｗ２／ｔのいずれもが１以下（上面ビーム幅Ｗ１と下面ビーム幅Ｗ２のいずれもが板厚ｔ以下）の場合、上面１１及び下面１２のレーザ光２０の照射位置にスクライブ線３１、３２が形成される。そして、このスクライブ線３１、３２が結合することによりフルカットされる。そのため、上面での誤差Δε１及び下面での誤差Δε２が小さく、切断精度に優れる。
【００５４】
一方、試験例１４の結果から分かるように、上面ビーム幅Ｗ１と板厚ｔとの比Ｗ１／ｔ及び下面ビーム幅Ｗ２と板厚ｔとの比Ｗ２／ｔのいずれもが１より大きい（上面ビーム幅Ｗ１と下面ビーム幅Ｗ２のいずれもが板厚ｔより大きい）場合、上面１１及び下面１２のレーザ光２０の照射位置にスクライブ線３１、３２が形成されず、上面での誤差Δε１及び下面での誤差Δε２が大きくなるため、切断精度に劣る。
【００５５】
以上、ガラス板の切断方法の実施の形態等を説明したが、本発明は上記実施の形態等に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で、種々の変形及び改良が可能である。
例えば、ガラス板１０の両面にスクライブ線３１、３２を形成するレーザ光を複数本同時にガラス板１０に照射してもよい。
また、ガラス板１０は、平板、湾曲板のいずれでもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０  ガラス板
１１  上面
１２  下面
１３  端面
２０  レーザ光
２２  光源
２５  レンズ
２８  冷却ノズル
３１、３２  スクライブ線
３３  初期クラック
【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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【図９】
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【図１０】
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