JP5081086B2 - 平面ガラスシートの製造方法およびガラス基板の分割方法 - Google Patents
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Description
b=1.0 〜 10.0h
ここで、aとbはそれぞれ楕円形状スポットの短軸および長軸であり、hはレーザ光が切り込む材料の厚さである。Kondratenkoによれば、bが10.0hよりも大きいときは、カッティングの精度が低減する。よって、厚さ0.7mmのガラス基板では、Kondratenkoによれば、ビームスポットの長軸は7mm以上にはなり得ない。
−ビームスポットと材料の相対移動速度;
−熱物理特性、加熱領域に対する冷却剤を供給する条件および質;
−クラックを入れる材料の熱物理的および機械的特性、その厚さ、表面状態
異なる材料に対して切断サイクルを最適化するためには、主なパラメータと切断工程の変数との間の適当な関係を確立することが必要である。国際公開第93/20015号パンフレットに説明されているように、図2を再び参照して、ビームスポット18の寸法と冷却水が流れる領域からビームスポットまでの間隔lに依存して、ガラス10を横切るビームスポット18の相対移動の速度Vとクラック20の深さdは次式で表される。
ここで、Vはビームスポットと材料との相対移動速度で、kは材料の熱物理特性とビームのパワー密度に依存する比例係数であり、aはビームスポットの幅、bはビームスポットの長さ、lはビームスポットの近接端から冷却ゾーンの前端までの距離、dはブラインドクラック4の深さである。
この例では、ガウシアンパワー分布を有するCO2レーザの動作を示している。
レーザ速度 ピークパワー(W) 成功率(%)
400mm/sec 120 100
420mm/sec 120−165 100
465mm/sec 165−175 100
475mm/sec 165−179 100
480mm/sec 168−179 66
500mm/sec 183−188 33
成功率の欄は、それに対応するパワー範囲において達成された最もよいパフォーマンスを表す。100%の成功率は、指定されたパワー範囲において、ガラスシートへのレーザ切り込みが、実質的に常に時間中100%成功した動作パラメータがあったことを示している。
例1に述べたものと同じ方法、装置およびレーザを使用し、共振器をより高次のモードパワー分布でレーザを動作するようにした。特に、レーザは2ピークモードで、複数のサブビームからなり、その各々が強度分布を有する。これらのビームは独立であるので、その正味の分布は個々の形状の代数和であり、各モードのパワーの率により重みづけされる。例として、TEM00モードの量は光カップラの曲率を変えたり開口部の直径を大きくすることにより低減できる。本例では、レーザのパワー分布を約60対40のTEM01*モードとTEM00モードとの混合比に変化させ(約14mmのスポットサイズになる)、約50−60mmのビーム長にした。これは、20メートルの曲率半径の凹面光カップラを「平面」光カップラに置き換え、より大きな開口部にすることにより達成された。そのレーザのパワーと速度は表2に記載されるように変化した。
レーザ速度 ピークパワー(W) 成功率(%)
300mm/sec 90−145W 100
500mm/sec 155−195W 100
600mm/sec 200W 100
650mm/sec 200−220W 100
700mm/sec 250W 50
例1に使用したレーザがTEM01*モードを有した非ガウシアンレーザへと変換されたとき、より低いレーザパワーでより高い切断速度が達成された。さらにより広い範囲のレーザパワーが、満足な切り込み端部をなすよう許容された。例1と例2の結果を比較するとわかるように、ガウシアンレーザは475mm/secまでの切断速度で100%の破断(ほぼ全てのサンプルを刻むことに成功した)が達成できた。これらの速度以上で、堅実に満足した結果を得ることは困難であった。しかしながら、1000または2000mm/secの速度が本発明のビーム長を長くする方法を用いて達成されることが期待できる。
この例では、レーザビームを生じるレーザは軸流CO2レーザで、PRCコーポレーションが製造した、一管あたり600Wの2ビームレーザのモデルSS/200/2である。そのビームはTEM00モードの約12mmのスポットサイズであった。このレーザをガラス表面から約2メートルの所に配置した。一対のシリンドリカルレンズをレーザとガラス表面との間のレーザビームの行路に配置し、レーザスポットを変えた。これによりレーザスポットは、ガラスにあてたとき約40−50mm長でその中間点において約1〜1.5mm幅の細長い楕円形になった。レーザのパワー分布はTEM01*モードおよびTEM00モードの60対40の混合で、それはレーザ前端面に20メートル曲率半径の凹面光カップラを使用することにより達成された。レーザパワーは160−200Wの間で変化させ、ガラスシートを横切るレーザ速度は約500mm/secであった。
本例では、保護プラスチック層の部分を除去しガラスシート10を小さなシートに分割するために、単一CO2レーザ16を使用した。ガラスシートは約400mm幅×400mm長×1.1mm厚で、Main Tape Corporationが作製したLFC−3マスクフィルムの保護層をコーティングしたものであった。LFC−3はポリエチレンフィルム材料で、約0.002インチ厚(約0.05mm)であり、ロール状で保存され、アクリル接着剤が片側に施されている。そのフィルムを、接着剤がガラスシートに接するようにガラスに付加し、コートされたガラスをその後、ガラスとフィルムとの接着を促進するため一対のローラー間で圧迫した。
11 ガラスシート主面
16 レーザビーム
18 レーザスポット
19 クラック開始点
20 クラック
22 水ジェット
Claims (11)
- ガラスシート上にクラック開始点を形成する工程、
前記クラック開始点を用いて前記ガラスシートを横断するクラックを形成するため、非ガウシアン成分を有するレーザビームを、前記ガラスシートを横断するように移動させる工程、および
前記クラックに曲げモーメントを加えることにより、前記クラックに沿って前記ガラスシートを小さいシートに分割する工程、
を有してなる平面ガラスシートの製造方法であって、
該レーザビームが該ガラスシート上において細長いビームスポットを有し、該ビームスポットが30mm以上の最長寸法を有することを特徴とする平面ガラスシートの製造方法。 - 前記クラック開始点を形成する工程が、ガラスシートの一端にクラック開始点を形成するため、該ガラスシートの一端に沿って切り目や切り込み目を入れる工程を含むことを特徴とする請求項1記載の平面ガラスシートの製造方法。
- 前記移動させる工程が、前記レーザビームを、前記クラック開始点から前記ガラスシートを横断させる工程を含むことを特徴とする請求項1または2記載の平面ガラスシートの製造方法。
- 前記移動させる工程が、前記ガラスシートに対し、少なくとも300mm/secの速度で前記レーザビームを移動させる工程を含むことを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の平面ガラスシートの製造方法。
- 前記移動させる工程が、少なくとも300mm/secの速度で、最長軸が該速度で1秒間に移動する長さの10%以上の長さであるビームスポットを有する前記レーザビームを移動させる工程を含むことを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の平面ガラスシートの製造方法。
- 前記レーザビームの最長軸が、前記ガラスシートに対する前記レーザビームが1秒間に移動する距離の10%より大きい長さであることを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の平面ガラスシートの製造方法。
- 前記ガラスシートの厚さが、0.4mmから3.0mmであることを特徴とする請求項1から6いずれか1項記載の平面ガラスシートの製造方法。
- フラットパネルディスプレイに使用される、0.4mmから3.0mmの厚さを有するガラス基板の分割方法において、
該方法が、0.4mmから3.0mmの厚さの平面ガラスシートを提供する工程と、
前記ガラスシート上にクラック開始点を形成する工程と、
前記クラック開始点を用いて前記ガラスシートを横断するクラックを形成するため、少なくとも300mm/secの速度で前記ガラスシート上において非ガウシアン成分を有するレーザビームを、前記ガラスシートを横断するように移動させる移動工程と、
前記クラックに曲げモーメントを加えることにより、前記クラックに沿って前記ガラスシートを小さいシートに分割する工程と、
を有してなり、
該レーザビームが該ガラスシート上において細長いビームスポットを有し、
該ビームスポットが30mm以上の最長寸法を有し、
前記移動工程により該ガラスシートを横断するクラックを十分に形成することを特徴とするガラス基板の分割方法。 - 前記クラック開始点を形成する工程が、ガラスシートの一端にクラック開始点を形成するため、該ガラスシートの一端に沿って切り目や切り込み目を入れる工程を含むことを特徴とする請求項8記載のガラス基板の分割方法。
- 前記移動工程が、前記レーザビームを、前記クラック開始点から前記ガラスシートを横断させる工程を含むことを特徴とする請求項8または9記載のガラス基板の分割方法。
- 前記移動工程が、最長軸が前記速度で1秒間に移動する長さの約10%以上の長さであるビームスポットを有する前記レーザビームを移動する工程を含むことを特徴とする請求項8から10いずれか1項記載のガラス基板の分割方法。
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