JP2005219960A - Cutting and separation method of glass, glass substrate for flat panel display, and flat panel display - Google Patents
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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。 The present invention relates to a glass cutting / separating method, a glass substrate for a flat panel display, and a flat panel display that can be cut and separated by an arbitrary cutting / separating pattern even if they are bonded glass plates.
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。 A glass plate is used for an image display surface of a flat panel display such as a liquid crystal display, an organic electroluminescence display, or a plasma display. The glass plate serving as the image display surface is a large-sized glass plate having a size larger than that of the image display surface ( Hereinafter, it is obtained through a step of cutting and separating the base glass plate). Therefore, in the production of flat panel displays, the glass cutting and separating step is an indispensable step.
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。
The glass cutting and separating method disclosed in
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。
On the other hand, in the method described in
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。
However, according to the method for cutting and separating glass disclosed in Non-Patent
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。
While the method of cutting and separating glass disclosed in
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。 An object of the present invention is a glass cutting and separation method capable of cutting and separating glass without generating glass cullet at the time of cutting in view of the above-described circumstances, and suppressing generation of cracks and glass cracks on the cutting and separating surface. In addition, an object of the present invention is to provide a method for cutting and separating glass with excellent production efficiency capable of shortening the etching time for cutting and separating.
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。 Another object of the present invention is to provide a flat panel display glass substrate using the glass cutting and separating method and a flat panel display using the glass substrate.
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。 The present invention is a method for cutting and separating glass, characterized by having a step of etching the glass after the step of condensing a laser inside the glass to alter the inside of the glass.
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。 The step of etching the glass may be performed after masking the glass surface corresponding to the cutting separation pattern or after forming a scribe line corresponding to the cutting separation pattern on the glass surface.
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。 The etching is preferably wet etching.
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。 The present invention is a glass substrate for a flat panel display using the cutting and separating method. You may use this glass substrate for a flat panel display.
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。 According to the invention configured as described above, by altering the inside of the glass with a laser, the altered portion is more likely to be etched, so that the etching time for cutting and separation is shortened. Also, even if a scribe line is formed on the glass surface with a wheel cutter or the like and cracks are generated in the peripheral area of the scribe line, the cracks are removed by etching. In addition, it is possible to cut and separate the glass while suppressing the occurrence of cracks on the cut separation surface.
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。 Embodiments of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto. In the first embodiment of the present invention, the glass plate is etched and separated after the step of condensing the laser beam inside the glass plate to alter the inside of the glass plate.
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。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a change that occurs in a glass plate through each step in the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, FIG. 1 (a) shows a
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。
As shown in FIG. 2, the step of condensing the laser beam inside the
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。
As the
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。
In this way, the
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。 An aqueous solution containing a fluoride may be used as the etchant, and examples of the fluoride include hydrogen fluoride, ammonium fluoride, potassium fluoride, sodium fluoride, and the like.
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。 Further, the etching solution may contain an inorganic acid and / or an organic acid. As the inorganic acid, one or more kinds may be selected from hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid and the like, and as the organic acid, one kind or two kinds or more may be selected from acetic acid, succinic acid and the like.
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。 Further, one or more of an anionic surfactant and an amphoteric surfactant may be added to the etching solution. Examples of the anionic surfactant include a sulfonate surfactant. Examples of amphoteric surfactants include amine surfactants.
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。
As a method for bringing the
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。
When the
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。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a change that occurs in the glass plate through each step in the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, FIG. 3 (a) is a view showing the
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。
Also in the second embodiment, the glass is condensed by condensing the laser in the
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。
In this second embodiment, the masking 8 to the
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。
In order to perform the
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。
In the etching process, the surface of the
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。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing changes that have occurred in the glass plate through the respective steps in the third embodiment of the present invention. In FIG. 4, FIG. 4 (a) is a figure showing the
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。
Also in the third embodiment, after the step of condensing the laser inside the
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。
The
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。
In the etching process, after the lower end of the
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。 The present invention can be used for cutting and separating a glass substrate for a flat panel display. As an example, cutting and separating a glass substrate for a liquid crystal display in which two glass substrates are bonded will be described. FIG. 5 is a plan view of a laminated glass substrate for a small liquid crystal display before cutting and separation. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view taken along the line V-V in FIG. 5, showing changes caused by the steps for cutting and separating.
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。
The small liquid crystal glass substrate is manufactured by cutting and separating a glass substrate obtained by bonding two large glass substrates including a plurality of glass substrates with a sealing
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。
In FIG. 6, FIG. 6 (a) is a diagram showing the
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。 The glass that can be cut and separated in the present invention described above is not particularly limited, soda lime glass, alkali-free glass, alkali barium glass, borosilicate glass, alkali borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, barium borosilicate glass. , Aluminosilicate glass, borate glass, silica glass, lead glass, and the like, and particularly suitable for aluminoborosilicate glass.
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。 In the present invention, if the etching reaches the altered portion inside the glass and the etching solution penetrates into the altered portion, the etching is interrupted and the mechanical stress that has been performed as a conventional technique is used. The glass may be cut and separated.
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
1, 6, 9, 12, 13
Claims (6)
A flat panel display using the glass substrate according to claim 5.
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