JP2016153358A - 薄板ガラスをスコアリングするための方法及び装置、並びにスコアリングされた薄板ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】事前にスコアリングした薄板ガラスを高い信頼度でさらに加工することを可能にするためのスコアリング方法及び装置、並びにスコアリングされた薄板ガラスを提供する。【解決手段】スコアリング工具１を薄板ガラス９に押しつけ、鉛直スコアリング圧力成分としてスコアリング接触圧力を調整しながら、スコアーラインに沿って引き、これにより、材料の厚さの１／２０〜４／５、好ましくは１／２０〜１／５というスコアーの深さで、ヌープ硬度が３５０〜６５０である事前にスコアリングされた超薄板ガラスを製造する。【選択図】図１

Description

本発明は、スコアー及び破断により分離するため、所望のスコアーラインに沿って薄板ガラスをスコアリングするための方法及び装置に関し、またこのような方法で作成された、スコアリングされた薄板ガラスに関する。ここで薄板ガラスとは実質的に、厚さが１．２ｍｍ〜３μｍである平坦なガラスを言い、これはガラスリボン又はガラスフィルムとして作成でき、コイル状に巻くことができる。しかしながら、スコアリングされたガラスはまた、事前にスコアリングされたプレートとして、ウェハフォーマットで作成することも望ましい。スコアーに沿って破断した後、小さなガラスプレートが得られ、これは電気工学、電子工学、又は電池における部材の一部として、さらに加工される。

薄板ガラスは多くの技術分野で使用され、例えばディスプレイ、オプトエレクトロニック部材用の窓、成分のカプセル化、及び電気的な絶縁層において使用される。これらの適応にとっては、小さな薄板ガラスプレートが必要となる。しかしながら、ガラスは主にガラスリボン又はガラスフィルムとして製造され、最近では３５０μｍ未満の厚さが求められる。このような薄いガラスリボン、又はこのような薄いガラスフィルムを、より小さな薄板ガラスプレートに加工したい場合、取り扱いの問題が生じる。

薄板ガラスの加工者は通常、小さくダイシングされた薄板ガラスプレートをさらなる加工に送ることを望まず、ロールに巻取った薄板ガラスは、小さな薄板ガラスプレートに分離するために用意される。しかしながら、事前にスコアリングされた薄板ガラスの場合、これは問題をはらんでいる。すなわち、コイル状に巻取った時に薄板ガラスを曲げると、スコアーに沿って事前に破断が起こってしまう危険性がある。たった１つの破断であっても、さらなる加工工程を妨害することがあり、薄板ガラスをロールから引き取る間に、破断箇所が原因で、さらなる加工工程を中断しなければならないことになる。

本発明は、事前にスコアリングした薄板ガラスを高い信頼度でさらに加工することが可能になるよう、事前にスコアリングされた薄板ガラスを作成するという目的に基づく。

スコアーに沿った事前破断の危険性を表現するため、作成されたスコアーは、規定の品質を有する必要がある。スコアーは、なるべく均一の深さを有さなければならない。すなわちスコアリング工具は、意図したスコアーラインに沿って正確に方向付けしなければならず、スコアリング接触圧力が、なるべく一定でなければならない。厚さ１．２ｍｍ〜３５０μｍの範囲では、このことが可能である。比較的大きなスコアリング接触圧力が、スコアリングのために設定されるからである。しかしながら、超薄板ガラス（ＵＴＧ）をスコアリングしたい場合、そして薄板ガラスに適用されるスコアリング接触圧力が、小さな値を取る場合（２Ｎ以下）、スコアリングすべきガラス表面でスコアリング工具が一時的に滑る危険性が増加し、これはスティック・スリップ現象として知られ、従来のカッティングヘッドでも観察されている。

本発明の第一の態様によれば、薄板ガラスをスコアリングするための装置が提供され、この方法では、摩擦力を大部分回避することにより、効率的かつ正確にスコアリング接触圧力を、意図したスコアーラインに沿って一定に保つことができる。この目的のためにスコアリング工具は、２つ以上の板ばねを有する平行な揺動部により薄板ガラスに押しつけられ、意図したスコアーラインに沿って、ＣＮＣ機械工具により駆動される。スコアリング工具のスコアリング接触圧力は、測定デバイスで制御しながら調整され、このデバイスは有利には、平行な揺動部のニュートラルポジションからのたわみに基づき、スコアリング接触圧力を決める。

本発明の範囲において切断工具とは、スコアリング工具と同義である。同様にカッティングヘッド及びスコアリングヘッドは、同義で用いられる。ガラス（例えば薄板ガラス）の切断とは、スコアリングとそれに続く分離であると理解されるべきである。よってスコアリングとは、切断工程の一部である。本発明の範囲においてガラスのスコアリングとは、表面領域を何らかの形で弱体化させることであると理解されるべきであり、それは例えば、連続的又は非連続的な切り溝を作成することによって行われる。

スコアリング工具ホルダ内で、スコアリングヘッドにおけるさらなるスティック・スリップ現象を回避するため、スコアリング工具のスコアリング要素が、静圧空気軸受内にあるトラニオンによってスコアリング工具ハウジング内に搭載されており、静圧空気軸受は、トラニオンの軸方向に減衰支持部材を備え、またスコアリング工具をピボット運動させるための放射状ガイド部を備える。スコアリング工具は、実質的に一定の力で、スコアリングすべき薄板ガラスに位置決めすることができ、意図したスコアーラインに沿って引くことができる。意図したスコアーラインが曲線を含む場合、静圧空気軸受によって、摩擦の少ない取り付け状態になり、従来技術のカッティングヘッドを有するカッティング工具のトラニオンを支持するためにこれまで慣用的に用いられている玉軸受を使用しても、スティック・スリップ現象が起こらない。さらに、ここで提案したスコアリングヘッドは、これまで慣用の従来技術のカッティングヘッドと比較して、特にモーメントが小さく、軽量に設計されたものであってよい。

本発明の第二の態様は、薄板ガラスをスコアリングする間の工程制御と加工に関する。所定のスコアリング深さを一定に保ちたい場合、スコアリング深さから導かれる量を規定することが有用である。スコアリング深さは、スコアリング工具を引く間の平行な揺動部のたわみの程度と関連しており、測定されたたわみから算出可能である。スコアリング抵抗の不規則性が薄板ガラスにおいて起こると、この乱れは制御ループによって小さく保つことができ、スコアリング深さの許容範囲内に保つことができる。さらに制御とは、スコアリング装置においてスコアリング深さを変えて駆動可能なことを意味し、これは例えば薄板ガラスのより中心部と比べて、薄板ガラスの周辺端部近くで異なるスコアー及び破断性を補償するために行う。同じことが、二次元的な縦方向又は横方向の延伸について厚さの異なる薄板ガラスについても当てはまる。

本発明の第三の態様は、事前にスコアリングされた、新規の小さい薄板ガラスプレート用の半製品として薄板ガラスを製造する方法に関し、このような薄板ガラスプレートは、消費者向け電気機器の様々な領域で有用に適用される。スコアーと破断による分離後に得られるこのような小さい薄板ガラスプレートは、ディスプレイデバイス、タッチパネル、太陽電池、半導体モジュール、又はＬＥＤ光源のためのカバーガラスとして適している。しかしながら、小さな薄板ガラスプレートはまた、キャパシタ、薄膜電池、可撓性回路基板、可撓性ＯＬＥＤ、可撓性の光起電モジュール、又は電子ペーパーの一部としても使用できる。この種の薄板ガラスは、意図する用途分野に従って特別に選択でき、耐薬品性、耐熱衝撃性、耐熱性、気密性、高い電気絶縁性、適切な膨張係数、可撓性、高い光学品質、及び透光性に関連する要求が、高い表面品質とともに満たされる。薄板ガラスは火炎研磨した表面を薄板ガラスの両面に有するため、粗さが非常に低い。

要求される特性を有する薄板ガラスは、ヌープ硬度ＨＫが３５０〜６５０の範囲にある。本発明のためには、ヌープ硬度は５５０〜６５０の範囲にあるのが好ましいが、ヌープ硬度は６５０を超える値が想定されていてもよい。ヌープ硬度がこれより高い場合、スコアーの深さが浅くても、スコアーに沿って破断させるためには充分であり、このことはコイル状の薄板ガラス材料において、スコアーに沿って事前に破断してしまうことを防止するために有利である。実際にスコアリング深さは、薄板ガラスの厚さの１／２０〜４／５、好ましくは１／２０〜１／５であってよく、スコアリング深さのために考慮される薄板ガラス材料へと延伸する亀裂を有する。

ここで示したスコアリング法を成功させるためには、薄板ガラスの組成も重要となる。以下の種類のガラスが、特に適切であることが判明している：リチウムアルミノケイ酸塩ガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルカリ金属アルミノケイ酸塩ガラス、及びアルミノケイ酸塩ガラス。

これより図面を参照しながら、装置の例示的な態様によって本発明を説明する。

ＣＮＣ機械工具のスコアリングヘッドによる、縦断面図を概略的に示す。

ＣＮＣ機械工具のスコアリングヘッドの主要部は、スコアリング工具１、スコアリング駆動機構２、駆動可能なフィードスライド部３、平行な揺動部４、及び測定デバイス５を有する。スコアリングヘッドはスコアリング工具１とともに、機械工具の作業台６上を水平方向に沿ってｘ方向及びｙ方向に移動可能である。駆動可能なフィードスライド部３は、ｚ方向へのスコアリング工具１の調整を担い、フィード駆動部（図示せず）、及び精密駆動部８を有することができる。フィード駆動部は、スコアリング工具１を作業台（すなわち薄板ガラス９）上で位置決めするために用いられ、薄板ガラス９に力を適用しないのが好ましい。精密駆動部８により、スコアリング工具のスコアリング接触圧力が、薄板ガラス９にもたらされる。これを制御された状態で達成するため、実測値／目標値制御部７が備えられている。

スコアリング工具１は、スコアリングハウジング１０を有し、このハウジングは、その内部に静圧空気軸受１１及び１２と、スコアリング工具ホルダ１３、及びスコアリング要素１４とを備える。ここで図示した例に制限されることなく、一般的に軸受は磁力的な、静圧空気型、及び／又は機械的な軸受として構成されていてよいが、摩擦力を減少させるために適切な手段を考慮しなければならない。スコアリング要素は、焼結ダイヤモンドのカッティングホイールとして作成されていてよいが、硬質金属製のカッティングホイール及び切削用ダイヤモンドもまた有用である。スコアリング工具ホルダ１３は、放射状の軸受１２に搭載されたトラニオン１５、並びに軸受１１上に支持されたピストン１６を有する。静圧空気軸受１１、１２には、圧縮空気導管を通じて圧縮空気が供給され、必要なガイドと、圧縮空気チャンバで発生したエアクッションを通じて動きの自由度を得る。スコアリング要素１４は、トラニオン１５の軸に対してずれた軸を有するスコアリング工具ホルダ１３に取り付けられており、これによりスコアリング要素１４を薄板ガラス９の上で、ずれた方向に見られるようなトラニオン１５の軸の背後に延びる意図したスコアーラインに沿って、引くことができる。

スコアリング要素１４が薄板ガラス９で位置決めされるまで、ｚ方向における動きに従わせるため、スコアリング工具ハウジング１０が、平行な揺動部４によって、駆動可能なフィードスライド部３に取り付けられている。平行な揺動部４は平行四辺形であり、これは板ばね４０を２個以上有し、板ばね４０の端部をクランプするクランプ部材４１及び４２を有する。クランプ部材４１は、スコアリング工具ハウジング１０に固着されており、クランプ部材４２は、駆動可能なフィードスライド部３に固着されている。

薄板ガラス９の表面にスコアリング要素１４を引く間、スコアリング工具１と平行な揺動部４の系に共鳴振動が励起されるのを回避するため、平行な揺動部４の構成に対して勾配特性が異なる複数の板ばね４０を選択することが有利である。１つの板ばねに共鳴振動が起こると、その振動は緩和され、もう１つの板ばねにより抑制される。

板ばねの数を変えることに加えて、平行な揺動部の構成について、厚さ、幅、長さ、及び材質を変えることもできる。適切な材料には、金属、プラスチック、炭素、ケプラー、グラフェンなどが含まれる。

スコアリングを行うため、スコアリング要素１４を有するスコアリング工具１を、接触圧ができるだけ少なくなるよう、薄板ガラス９の先端（top）で位置決めする。このために、一対の平行な停止部を設けることにより「代替的なタッチダウン」が備えられていてよく、一対をなす第一の部材は、スコアリング要素の下部端面の水平面に沿った停止表面を有し、一対をなす第二の部材は、スコアリングすべき薄板ガラスの上面の水平面に沿った停止表面を有する。続いて、一組の平行な停止部が使用できなくなり、第二の工程で薄板ガラス９に、スコアリング接触力がかけられる。これは、精密駆動部８によって達成される。スコアリング工具１のタッチダウン位置から出発して、駆動可能なフィードスライド部３は、精密駆動部８によりｚ方向に下向きの動きをもたらし、スコアリング要素１４は、薄板ガラス９内に侵入し、板ばね４０には、所望のスコアリング接触圧力が達成されるまで、バイアスがかけられ、力発生系においてあらゆる摩擦力を伴うことがないため、スコアリング接触圧力をもたらす際にスティック・スリップ現象は、薄板ガラスで起こらない。薄板ガラスの表面形状、作業台の表面形状、又はｘ−ｙ方向への機械工具の駆動の表面形状に僅かな変化が起こった場合でも、これは問題とはならない。スコアリング接触圧力を変えて駆動させた場合であっても、各スコアリング接触圧力の調整に対して、摩擦力は何ら影響しない。

直列の圧電駆動部は、精密駆動部８として適切である。測定デバイス５のセンサーとしては、一方の板ばね４０においてストレインゲージが使用でき、これにより、スコアリング工具１を薄板ガラス９にタッチダウンさせた後の、ｚ方向における平行な揺動部４のたわみを特定する。平行な揺動部４の板ばね４０のばね定数が分かっているため、鉛直スコアリング力成分を測定することができ、平行な揺動部４のたわみに基づいて示すことができる。前述のように、鉛直スコアリング力成分は、摩擦力成分無しで所望の値に調整でき、実測値／目標値制御部７を用いて維持できる。

従って、制御ループが工程制御のために設けられており、これは測定デバイス５、実測値／目標値制御部７、及びフィードスライド部３の精密駆動部８を有するものである。実測値／目標値制御部７は、意図したスコアーラインに沿った鉛直スコアリング力成分の目標値をインプット及び記憶するための目標値メモリを有し、また鉛直スコアリング力成分の実際の測定値と、記憶された目標値との間のずれを検知するための比較回路を有する。差違が生じた場合（すなわち、いわゆるエラーシグナル）、フィードスライド部３の精密駆動部８を、エラーシグナルが減少する方向に駆動させる。この手法により、必要とされるスコアリング力の程度は、あらゆる所定の時間で保証できる。目標値メモリを調整して、様々な目標値を記憶させたい場合、調整可能なスコアリング力特性をプログラムできる。これは、方法の最適化にとって有用である。

スコアリング工具１が、薄板ガラス９上で意図したスコアーラインに沿って走るように、スコアリング駆動機構２が備えられており、この駆動機構には、駆動可能なフィードスライド部３が搭載されており、スコアリング工具１に沿って、スコアリング駆動機構２の動きに従うようになっている。薄板ガラス表面で何らかのうねりに遭遇した場合、スコアリング深さにおけるその衝撃は、制御ループによって補償できる。さらに、軸方向にエアクッションを有する静圧空気軸受１１を用いることによって、ｚ方向における動きが緩衝され、これにより、薄板ガラスの表面でうねりが起こった場合、スコアリング力成分の変化速度が減少する。さらに、放射状の静圧空気軸受１２を用いることによって（トラニオン１５を搭載する玉軸受の代わりに）、また平行な揺動部４を用いることによって（工作物に対して切断工具にバイアスをかけるためのスクリュー駆動部の代わりに）、実質的な慣性質量（調整された時に、鉛直スコアリング力成分の所望の程度を維持する正確性に影響を与える）が、スコアリング工具上で回避される。このことは特に重要である。なぜならば目的が、特に３５０μｍ未満の超薄板ガラス（ＵＴＧ）を事前にスコアリングすることであるからであり、これによって貯蔵条件下でも、スコアーに沿って事前に破断させてしまうことなく保持できる。これは適切なスコアリング深さを保つという点で、非常にデリケートな問題である。本発明の装置及び方法により、鉛直スコアリング力成分を、極めて僅かな程度で調整することができ、これによりさらに極めて薄いガラス材料を事前にスコアリングし、引き続きさらなる加工に供給することができる。これは特に、とりわけ良好な端部強度がこのようにして実現可能であることによる。

弾性のある平行な揺動部を有する機械工具のスコアリングヘッドの稼働が有利となるのはまた、薄板ガラスをスコアリングするための装置が、測定手段及び制御手段無しで、またスコアリング要素の静圧空気式軸受の搭載無しで、構成されている場合である。

本発明によるスコアリングヘッドの稼働により、特に、２Ｎ以下（カッティングホイールを用いる場合には好ましくは１．２Ｎ未満、ダイヤモンドチップを用いる場合には０．５Ｎ未満）という非常に均一な力を適用して薄板ガラスをスコアリングすることができ、いわゆるスティック・スリップ現象につながることはない。

本発明によるスコアリングヘッドにより、非常に一定の力で薄板ガラスをスコアリングすることに、発明者らは成功した。その均一性は、公称の接触圧力の±０．０５Ｎの範囲内、好ましくは±０．０３Ｎの範囲内にある。これにより、高度な端部強度と関連する、鉛直的な亀裂のない端部品質が得られる。これとは対照的に、従来のスコアリングヘッドでは、スコアリングは単に不均一なスコアリング力と力のピークでのみ可能であり（特に、スティック・スリップ現象が生じることにより増幅される）、これは本発明と比較すると、多数の亀裂を有する端部品質が生じるため、端部強度は低くなる。

本発明のさらなる態様において、スコアリングは制御された雰囲気下で行い、特に流体相により特別に条件化された環境で行う。この流体相は好ましくは、アルコール、より好ましくは無水アルコール、最も好ましくは無水エタノールを含有する。その他の流体には、脱イオン水、ロックステッダー（Lockstedter、４５％のハーブリキュール）、及び欧州特許第１７２６６３５号明細書（Ｂ１）に開示された液体が含まれる。ここで、スコアリング工具は流体相によって、少なくとも部分的に、好ましくは完全に取り囲まれている。

本発明の文脈において、薄板ガラスとは、プレート状、又はリボン状、又はフィルム状のガラスであって、その厚さが１．２ｍｍ未満、又は１．０ｍｍ未満、又は０．８ｍｍ未満、又は０．６ｍｍ未満、又は３５０μｍ未満、又は２５０μｍ未満、又は１００μｍ未満、又は５０μｍ未満のものであるが、最小の厚さは３μｍ、又は１０μｍ、又は１５μｍであることが確認されている。

このような薄板ガラスはしばしば、ロールの形状で貯蔵される。しかしながら、事前にスコアリングした薄板ガラスをコイル状に巻いた形で、事前に破断させることなく貯蔵したい場合、事前に破断してしまうことを避けるためには、特別な手段が必要となる。スコアーに張力がかかるような形で、又はさらに張力がロールコイルの外部円周に現れるような形で、コイル状に巻取ってはならない。これはつまり、スコアリングの開口部が巻取り中心部を向いていなければならないということである。さらに、薄板ガラスの側方端部（ここを曲げてロールコイルが形成される）は、弱体化してはならない。なぜならば経験的に、事前にスコアリングされていない薄板ガラスでさえも、このような側方端部で破断が始まることが判明しているからである。本発明により、薄板ガラスの端部までスコアリングを伸ばさないことが可能である。薄板ガラスの中心領域にスコアリングがあれば、後にスコアーに沿って破断を行うためには充分である。

薄板ガラスを事前にスコアリングするための正確なスコアーを特定するための手順は、実験による。スコアリングは、薄板ガラスの最終的な加工において所望の小さな薄板ガラスプレートが得られるような深さで、また薄板ガラスに適用されるスコアリング接触圧力で、作成される。こうして、事前にスコアリングされた薄板ガラスが、例えばロールコイルの形で、スコアーに沿って事前に破断せずに貯蔵可能かどうかが決まる。貯蔵できない場合、スコアーの形状は、スコアリング深さの点で変えなければならない。従って、スコアーに沿った最終的な破断のための要件は、最終的に小さな薄板ガラスプレートを製造する場合、適用するために再決定しなければならない。スコアーに沿った破断は、薄板ガラスが脆ければ脆いほど、より容易にできる。ヌープ硬度ＨＫは、薄板ガラスの脆さの測定値としてみなすことができる。よって、小さな薄板ガラスプレートに加工すべき場合、薄板ガラスが高いヌープ硬度値を示すことが有利である。材料厚さの１／２０〜４／５の範囲、好ましくは１／２０〜１／５の範囲にあるスコアリング深さが、貯蔵可能な事前にスコアリングされた薄板ガラスを製造するために有利に貢献することが判明している。

以下、本発明による方法に従って加工すべき、ヌープ硬度ＨＫが５５０〜６５０の範囲、及び６５０超である薄板ガラス（特に３５０μｍ未満の超薄板ガラス（ＵＴＧ））に適切なガラス組成を、手に入る限り示す。

例１：リチウムアルミノケイ酸塩ガラス

任意で、着色性酸化物（例えばＮｄ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｕＯ、ＣｅＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃）をこの薄板ガラスに添加してもよい。さらに、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆ、及び／又はＣｅＯ₂を０〜２質量％、清澄剤として添加できる。薄板ガラスに磁性、フォトニクス、又は光学的な作用を付与するため、希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加できる。全組成の合計量は、１００質量％である。

例２：リチウムアルミノケイ酸塩ガラス

任意で、着色性酸化物（例えばＮｄ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｕＯ、ＣｅＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃）をこの薄板ガラスに添加してもよい。さらに、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆ、及び／又はＣｅＯ₂を０〜２質量％、清澄剤として添加できる。薄板ガラスに磁性、フォトニクス、又は光学的な作用を付与するため、希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加できる。全組成の合計量は、１００質量％である。

例３：リチウムアルミノケイ酸塩ガラス

任意で、着色性酸化物（例えばＮｄ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｕＯ、ＣｅＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃）をこの薄板ガラスに添加してもよい。さらに、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆ、及び／又はＣｅＯ₂を０〜２質量％、清澄剤として添加できる。薄板ガラスに磁性、フォトニクス、又は光学的な作用を付与するため、希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加できる。全組成の合計量は、１００質量％である。

例４：ソーダ石灰ガラス

任意で、着色性酸化物（例えばＮｄ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｕＯ、ＣｅＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃）をこの薄板ガラスに添加してもよい。さらに、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆ、及び／又はＣｅＯ₂を０〜２質量％、清澄剤として添加できる。薄板ガラスに磁性、フォトニクス、又は光学的な作用を付与するため、希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加できる。全組成の合計量は、１００質量％である。

例５：ソーダ石灰ガラス

任意で、着色性酸化物（例えばＮｄ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｕＯ、ＣｅＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃）をこの薄板ガラスに添加してもよい。さらに、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆ、及び／又はＣｅＯ₂を０〜２質量％、清澄剤として添加できる。薄板ガラスに磁性、フォトニクス、又は光学的な作用を付与するため、希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加できる。全組成の合計量は、１００質量％である。

例６：ソーダ石灰ガラス

任意で、着色性酸化物（例えばＮｄ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｕＯ、ＣｅＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃）をこの薄板ガラスに添加してもよい。さらに、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆ、及び／又はＣｅＯ₂を０〜２質量％、清澄剤として添加できる。薄板ガラスに磁性、フォトニクス、又は光学的な作用を付与するため、希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加できる。全組成の合計量は、１００質量％である。

例７：ホウケイ酸ガラス

任意で、着色性酸化物（例えばＮｄ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｕＯ、ＣｅＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃）をこの薄板ガラスに添加してもよい。さらに、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆ、及び／又はＣｅＯ₂を０〜２質量％、清澄剤として添加できる。薄板ガラスに磁性、フォトニクス、又は光学的な作用を付与するため、希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加できる。全組成の合計量は、１００質量％である。

例８：ホウケイ酸ガラス

任意で、着色性酸化物（例えばＮｄ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｕＯ、ＣｅＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃）をこの薄板ガラスに添加してもよい。さらに、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆ、及び／又はＣｅＯ₂を０〜２質量％、清澄剤として添加できる。薄板ガラスに磁性、フォトニクス、又は光学的な作用を付与するため、希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加できる。全組成の合計量は、１００質量％である。

例９：ホウケイ酸ガラス

任意で、着色性酸化物（例えばＮｄ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｕＯ、ＣｅＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃）をこの薄板ガラスに添加してもよい。さらに、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆ、及び／又はＣｅＯ₂を０〜２質量％、清澄剤として添加できる。薄板ガラスに磁性、フォトニクス、又は光学的な作用を付与するため、希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加できる。全組成の合計量は、１００質量％である。

例１０：アルカリ金属アルミノケイ酸塩ガラス

任意で、着色性酸化物（例えばＮｄ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｕＯ、ＣｅＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃）をこの薄板ガラスに添加してもよい。さらに、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆ、及び／又はＣｅＯ₂を０〜２質量％、清澄剤として添加できる。薄板ガラスに磁性、フォトニクス、又は光学的な作用を付与するため、希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加できる。全組成の合計量は、１００質量％である。

例１１：アルカリ金属アルミノケイ酸塩ガラス

任意で、着色性酸化物（例えばＮｄ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｕＯ、ＣｅＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃）をこの薄板ガラスに添加してもよい。さらに、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆ、及び／又はＣｅＯ₂を０〜２質量％、清澄剤として添加できる。薄板ガラスに磁性、フォトニクス、又は光学的な作用を付与するため、希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加できる。全組成の合計量は、１００質量％である。

例１２：アルカリ金属アルミノケイ酸塩ガラス

任意で、着色性酸化物（例えばＮｄ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｕＯ、ＣｅＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃）をこの薄板ガラスに添加してもよい。さらに、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆ、及び／又はＣｅＯ₂を０〜２質量％、清澄剤として添加できる。薄板ガラスに磁性、フォトニクス、又は光学的な作用を付与するため、希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加できる。全組成の合計量は、１００質量％である。

例１３；アルミノケイ酸塩ガラス

任意で、着色性酸化物（例えばＮｄ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｕＯ、ＣｅＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃）をこの薄板ガラスに添加してもよい。さらに、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆ、及び／又はＣｅＯ₂を０〜２質量％、清澄剤として添加できる。薄板ガラスに磁性、フォトニクス、又は光学的な作用を付与するため、希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加できる。全組成の合計量は、１００質量％である。

例１４：アルミノケイ酸塩ガラス

任意で、着色性酸化物（例えばＮｄ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｕＯ、ＣｅＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃）をこの薄板ガラスに添加してもよい。さらに、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆ、及び／又はＣｅＯ₂を０〜２質量％、清澄剤として添加できる。薄板ガラスに磁性、フォトニクス、又は光学的な作用を付与するため、希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加できる。全組成の合計量は、１００質量％である。

例１５：アルミノケイ酸塩ガラス

任意で、着色性酸化物（例えばＮｄ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｕＯ、ＣｅＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃）をこの薄板ガラスに添加してもよい。さらに、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＳＯ₃、Ｃｌ、Ｆ、及び／又はＣｅＯ₂を０〜２質量％、清澄剤として添加できる。薄板ガラスに磁性、フォトニクス、又は光学的な作用を付与するため、希土類酸化物を０〜５質量％の量で添加できる。全組成の合計量は、１００質量％である。

例示的な態様１６：
ガラスの組成は、以下の組成で例示される（質量％）：

例示的な態様１７：
ガラスの組成はさらに、以下の組成によって例示される（質量％）：

ここではさらに、ＭｇＯ、ＣａＯ、及びＢａＯの含分の合計が、８〜１８質量％の範囲にあることを特徴とする。

例示的な態様１８：
ガラスの組成はさらに、以下の組成によって例示される（質量％）：

例示的な態様１９：
さらに、あり得るガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

この組成の場合、ガラスの特性値は以下の通りである：

例示的な態様２０：
さらなるガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

この組成の場合、ガラスの特性値は以下の通りである：

例示的な態様２１：
別のガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

この組成の場合、ガラスの特性値は以下の通りである：

例示的な態様２２：
さらに別のガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

この組成の場合、ガラスの特性値は以下の通りである：

例示的な態様２３：
さらに別のガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

この組成の場合、ガラスの特性値は以下の通りである：

例示的な態様２４：
さらに別のガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

この組成の場合、ガラスの特性値は以下の通りである：

例示的な態様２５：
さらなるガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

この組成の場合、ガラスの特性値は以下の通りである：

例示的な態様２６：
さらに別のガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

この組成の場合、ガラスの特性値は以下の通りである：

例示的な態様２７：
別のガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

この組成の場合、ガラスの特性値は以下の通りである：

例示的な態様２８：
さらに別のガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

さらなるガラスの構成成分には、以下のものが含まれ得る：Ｐ₂Ｏ₅、ＳｒＯ、ＢａＯが０〜１質量％、及び清澄剤のＳｎＯ₂、ＣｅＯ₂、又はＡｓ₂Ｏ₃、又はその他の清澄剤が０〜１質量％。

例示的な態様２９：
さらに別のガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

例示的な態様３０：
さらに別のガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

この組成の場合、ガラスの特性値は以下の通りである：

例示的な態様３１：
さらに別のガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

この組成の場合、ガラスの特性値は以下の通りである：

例示的な態様３２：
さらに別のガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

この組成の場合、ガラスの特性値は以下の通りである：

例示的な態様３３：
さらに別のガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

この組成の場合、ガラスの特性値は以下の通りである：

例示的な態様３４：
さらに別のガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

例示的な態様３５：
さらに別のガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

この組成の場合、ガラスの特性値は以下の通りである：

例示的な態様３６：
さらに別のガラスは、以下の組成によって例示される（質量％）：

この組成の場合、ガラスの特性値は以下の通りである：

特に列挙されていない限り、上記態様１６〜３６は全て、任意で清澄剤（例えばＳｎＯ₂、ＣｅＯ₂、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｃｌ^-、Ｆ^-、硫酸塩）を０〜１質量％含有することができる。

上記例で挙げたガラスは、厚さが３５０μｍ〜３μｍの範囲にある可撓性の超薄板ガラスリボン及びガラスフィルムを製造するために、特に適している。ガラスの厚さは好ましくは、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、７０μｍ、８０μｍ、１００μｍ、１３０μｍ、１４５μｍ、１６０μｍ、１９０μｍ、２１０μｍ、及び２８０μｍである。

このようなガラスリボン及びガラスフィルムは、薄板ガラスに対して鉛直スコアリング力成分として調整されたスコアリング接触圧力により加工され、事前にスコアリングされた薄板ガラスとして、薄板ガラスプレートへとさらに加工するために提供される。これにより初めて、スコアーの深さが材料の厚さの１／２０から４／５の範囲、好ましくは１／２０〜１／５の範囲にあり、ヌープ硬度ＨＫが３５０〜６５０である、事前にスコアリングされた超薄板ガラスを作成することができる。

１ スコアリング工具、 ２ スコアリング駆動機構、 ３ 駆動可能なフィードスライド部、 ４ 平行な揺動部、 ５ 測定デバイス、 ６ 作業台 ７ 実測値／目標値制御部、 ８ 精密駆動部、 ９ 薄板ガラス、 １０ スコアリング工具ハウジング、 １１ 軸受、 １２ 軸受、 １３ スコアリングホルダ、 １４ スコアリング要素、 １５ トラニオン、 １６ ピストン、 ４０ 板ばね、 ４１ クランプ部材、 ４２ クランプ部材

Claims (20)

1. スコアー及び破断により分離させるため、意図したスコアーラインに沿って薄板ガラスをスコアリングするための方法であって、以下の工程ａ）〜ｄ）：
   ａ）機械工具の作業台（６）上に、薄板ガラス（９）を用意する工程、前記機械工具は、駆動可能なフィードスライド部（３）、及び前記フィードスライド部に対して固定され、かつハウジング内に搭載されたスコアリング工具（１）、及びスコアリング駆動機構（２）を備えるものであり、
   ｂ）スコアリング工具（１）を薄板ガラス（９）に近づけて、スコアリング工具（１）を、薄板ガラス（９）上で鉛直に位置決めする工程、
   ｃ）板ばね（４０）にバイアスをかける工程、該板ばねは、平行な揺動部（４）を形成するように平行四辺形の形で配置されており、かつ一方の端部には、駆動可能なフィードスライド部（３）の第一の部材のところで、そしてもう一方の端部には、スコアリング工具（１）のハウジングが固定される第二の部材のところで、クランプされた板ばね端部を有し、ここで、フィードスライド部（３）がスコアリング工具（１）の軸に対して平行にずれることによって平行な揺動部（４）がたわむと、前記薄板ガラスに対して垂直な鉛直スコアリング力成分が、いかなる摩擦力成分によっても干渉されることなく、調整可能であり、
   ｄ）スコアリング工具（１）を、意図したスコアーラインに沿って、調整された鉛直スコアリング力成分により、薄板ガラス（９）上に引く工程、
   を有する、前記方法。
2. スコアリング工具（１）を引く間、鉛直スコアリング力成分を、平行な揺動部（４）のたわみ度合いによって測定する、請求項１に記載の方法。
3. 前記機械工具が、フィードスライド部（３）のための目標値メモリを備える制御ループを有し、この目標値メモリから、意図するスコアーラインに沿った鉛直スコアリング力成分の目標値を取り、鉛直スコアリング力成分の実際の測定値と比較して、比較回路において、たわんだ場合には各制御シグナルを得、フィードスライド部（３）を駆動させてたわみを相殺する、請求項２に記載の方法。
4. 前記スコアリングが、２Ｎ以下の均一な力、カッティングホイールを用いる場合には好ましくは１．２Ｎ未満の力、ダイヤモンドチップを用いる場合には、０．５Ｎ未満の力を適用することによって行われる、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
5. 前記スコアリングを、公称の接触圧力の±０．０５Ｎの範囲内、好ましくは±０．０３Ｎの範囲内という均一性を有する一定のスコアリング力で行う、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
6. 前記スコアリングを、制御された雰囲気下で、特に流体相によって特別に条件化された環境で行い、前記流体相は好ましくはアルコール、より好ましくは無水アルコール、最も好ましくは無水エタノールを含有し、ここでさらに好ましくは、前記スコアリング工具が、前記流体相によって、少なくとも部分的に、好ましくは完全に取り囲まれている、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
7. スコアー及び破断により分離するため、意図したスコアーラインに沿って薄板ガラスをスコアリングするための装置であって、
   前記装置は、機械工具を有し、該機械工具は、
   ・薄板ガラス（９）を収容するための作業台（６）、
   ・駆動可能なフィードスライド部（３）、及び
   ・スコアリング工具ハウジング（１０）内に搭載されたスコアリング要素（１４）を有するスコアリング工具（１）、該スコアリング工具は、フィードスライド部（３）に対して固定されており、
   ・意図したスコアーラインに沿ってスコアリング工具（１）を引くためのスコアリング駆動メカニズム（２）、及び
   ・薄板ガラス（９）におけるスコアリング工具（１）のスコアリング接触圧力を、鉛直スコアリング力成分として測定するための測定デバイス（５）、
   を有するものであり、
   スコアリング工具（１）は、フィードスライド部（３）と、２つ以上の板ばね（４０）から成る平行な揺動部（４）を通じて接続されており、前記板ばねは、一方の端部はフィードスライド部（３）に接続された第一の部材のところで、そしてもう一方の端部でスコアリング工具ハウジング（１０）に接続された第二の部材のところでクランプされた端部を有するものであり、かつ
   測定デバイス（５）は、ニュートラルポジションからの前記平行な揺動部のたわみを測定するため、平行な揺動部（４）に連結されている、
   前記装置。
8. スコアリング工具（１）のスコアリング要素（１４）が、軸受（１１、１２）内、好ましくは静圧空気軸受（１１、１２）内にあるトラニオン（１５）によってスコアリング工具ハウジング（１０）に搭載されており、前記軸受は、前記トラニオンの軸方向に減衰支持部材を備え、かつスコアリング工具（１）のスコアリング要素（１４）のピボット運動のための放射状ガイド部を備える、請求項７に記載の装置。
9. 以下の特性：
   ・材料厚さが３５０μｍ〜３μｍの範囲であり、
   ・スコアリング深さが、材料厚さの１／２０〜４／５の範囲、好ましくは１／２０〜１／５の範囲であり、
   ・薄板ガラスのヌープ硬度ＨＫが、３５０〜６５０の範囲である、
   を有する、スコアリングされた薄板ガラス。
10. ヌープ硬度ＨＫが、５５０〜６５０の範囲にある、請求項９に記載の薄板ガラス。
11. 以下のガラス組成：
    

    

    を有する、請求項１０に記載の薄板ガラス。
12. 以下のガラス組成：
    

    

    を有する、請求項１０に記載の薄板ガラス。
13. 以下のガラス組成：
    

    

    を有する、請求項１０に記載の薄板ガラス。
14. 以下のガラス組成：
    

    

    を有する、請求項１０に記載の薄板ガラス。
15. 以下のガラス組成：
    

    

    を有する、請求項１０に記載の薄板ガラス。
16. 以下のガラス組成：
    

    

    を有する、請求項１０に記載の薄板ガラス。
17. 以下のガラス組成：
    

    

    を有する、請求項１０に記載の薄板ガラス。
18. 以下のガラス組成：
    

    

    を有する、請求項１０に記載の薄板ガラス。
19. 以下のガラス組成：
    

    

    を有する、請求項１０に記載の薄板ガラス。
20. 以下のガラス組成：
    

    

    を有する、請求項１０に記載の薄板ガラス。

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