WO2005042421A1 - ガラスの切断方法 - Google Patents

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Hideaki Kusama
Toshio Inami
Naoyuki Kobayashi
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The Japan Steel Works, Ltd.
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    • Y10T225/304—Including means to apply thermal shock to work

Definitions

  • the present invention relates to a method for cutting glass, and more particularly to a method for cutting laminated glass.
  • a scribe line (cut line) 62 is put on the surface of the glass 60 with a blade 61 such as a diamond blade or an ultra-high blade, and then from the back surface. It is known to apply a breaking force (impact breaking force) 63 and cut the glass 60 along the scribe line 62.
  • a method of cutting glass using a laser is also known.
  • an infrared laser 74 having a relatively high absorptivity for glass 60 is irradiated in a shape of an ellipse, and the vicinity of the rear side of the laser irradiation unit is refrigerated 75. Cool with (aqueous coolant). That is, the glass 60 has been cut in advance! An initial crack is manually created in the part, and the laser 74 is irradiated from the part, and the vicinity of the rear side of the irradiated part is made of a liquid (or gas) refrigerant. Scan both on glass 60 while cooling by 75.
  • the initial crack progresses in the direction to be cut by the thermal strain inside the glass 60, and the scribe line 72 is formed.
  • the glass 60 is cut by applying a breaking force 73 to the back surface force of the glass 60.
  • Patent Document 3 proposes to obtain laser beams of various laser oscillator forces in two systems and irradiate the front and back surfaces of the substrate with linear laser beams.
  • the substrate is LCD
  • the display device is a glass substrate such as a solar cell, a quartz substrate, etc., and the two are bonded together.
  • a linear laser beam forms a scribing line, that is, a scribe line, simultaneously or sequentially on two substrates, and the substrate on which the scribe line is formed is heated by irradiating a wide laser beam, causing thermal distortion to the substrate. Let's break along the scribe line. Note that the linear laser light is shaped into a rectangular shape by a cylindrical lens array or the like.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 9 150286
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 5-32428
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-179473
  • the laminated glass In the case of using two systems of laser light, the laminated glass is inverted. However, since laser light is emitted from one side and the other side of the laminated glass, it is necessary to secure optical paths on both the front and back sides of the glass, making the device structure complicated. However, not only does the apparatus become large, but the work of adjusting the irradiation position of the two systems of laser light on the glass must be carried out from both the front and back sides of the glass, which is complicated.
  • the present invention has been made in view of such a conventional technical problem, and the configuration thereof is as follows.
  • the first glass member 5a and the second glass member 5b are bonded to each other with the spacer 5c interposed therebetween, and a light transmitting substance is accommodated between the two glass members 5a and 5b.
  • the first laser beam 2 and the second laser beam 3 which are ultraviolet laser powers are also irradiated with the side force of the second glass member 5b, and the first laser beam 2 is transmitted through the second glass member 5b to be transmitted through the first glass member 5b.
  • the first laser beam 2 is transmitted through the second glass member 5b to be transmitted through the first glass member 5b.
  • a glass cutting method characterized by cutting a first scribe line 14 and a second scribe line 15 by applying a breaking force.
  • the invention of claim 2 is characterized in that the first scribe line 14 is formed first, and then the second scribe line 15 is formed above the first scribe line 14. This is a glass cutting method.
  • the invention of claim 3 is characterized in that the first laser beam 2 and the second laser beam 3 are either a linear beam or an elliptical beam. Or 3 is a method of cutting glass.
  • the glass cutting method according to the present invention can provide the following effects.
  • each laser beam is irradiated from the side of the second glass member, and the first laser beam is irradiated to the second laser beam.
  • the first glass member and the light transmitting material are transmitted through the first.
  • the first scribe line is formed by focusing on the glass member, the second laser beam is focused on the second glass member to form the second scribe line, and then the breaking force is applied to cut the second scribe line. I refuse. For this reason, the inversion process of a laminated glass becomes unnecessary at the time of a scribe.
  • first and second laser beams are irradiated only on one side of the laminated glass, it is only necessary to secure an optical path on only one side of the glass, which simplifies the device structure and reduces the size of the device.
  • the work to adjust the irradiation position of the two laser beams on the glass is made only on one side of the glass and can be easily performed.
  • the break time can be significantly shortened, and the laminated glass can be cut very efficiently.
  • a laser beam is irradiated on the first glass member far from the laser beam to form a scribe line, and the second glass member on the next closest side is formed similarly. Apply the following measures. This ensures that the scribe line is formed on the first glass member as a position overlapping the scribe line of the second glass member without causing light scattering by the scribe line formed on the second glass member. Can do.
  • the laser is optimal for scribe without reducing the original output of the ultraviolet laser. It becomes possible to secure a large area having an energy density on the scribe line, to significantly increase the scribe speed, and thus to efficiently cut the glass.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a cutting device used in a glass cutting method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main part of the substrate.
  • FIG. 3 shows a linear beam and an elliptical beam
  • FIG. 3 (A) shows a linear beam
  • FIG. 3 (B) shows an elliptical beam.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing the laser beam superposition state
  • FIG. 3 (A) is a diagram showing the linear beam superposition state
  • FIG. 3 (B) is an elliptical beam superposition state
  • FIG. 5 is a diagram showing the same wavelength-transmittance characteristics of ultraviolet light.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a conventional cutting method.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a conventional cutting method.
  • the present invention is a method for cutting glass in which a device that only needs to irradiate the first and second laser beams on one side of the laminated glass and secure an optical path only on one side of the glass is reduced in size and simplified.
  • the purpose is to provide the law.
  • FIG. 1 and FIG. 4 show one embodiment of a glass cutting device according to the present invention.
  • reference numeral 1 denotes a laser oscillation device.
  • the first laser beam 2 and the second laser beam 3 which are emitted from the laser oscillation device 1 and have an ultraviolet laser power are scribed on the substrate 5 as scribe lines 14 and 14. 15 is formed, and then the substrate 5 is cut.
  • the laser oscillation device 1 may be separately equipped with a laser beam that emits the first laser beam 2 and a laser beam that emits the second laser beam 3, but one laser that is emitted by one laser oscillator force.
  • the light may be separated by a noise mirror (not shown), one being the first laser beam 2 and the other being the second laser beam 3. Since this laser oscillation device 1 emits an ultraviolet laser, for example, a device that generates the third harmonic of an Nd: YAG laser can be used.
  • the substrate 5 is a flat panel display substrate such as a liquid crystal display, and as shown in FIG. 2, two glass members 5a and 5b are bonded to each other with a spacer 5c interposed therebetween, so that a pair of spacers is provided. Between 5c and the first and second glass members 5a and 5b, there is a cut portion 5d in which a light transmitting material is accommodated. Therefore, the substrate 5 is a laminated glass.
  • Both the first laser beam 2 and the second laser beam 3 are guided in parallel to one side (the upper side in the figure) of the substrate 5, and are linearly or elliptically formed by the beam shaping elements 7 and 8, respectively. After shaping, the light is deflected by 90 ° by the mirrors 10 and 11 and collected by the condenser lenses 12 and 13 to irradiate the substrate 5 almost vertically from the 1 side.
  • the laser beams 2 and 3 shaped by the beam shaping elements 7 and 8 are the linear beam shown in FIG. 3 (A) or the elliptical beam shown in FIG. 3 (B).
  • the first laser beam 2 transmitted through one condenser lens 12 is applied to the substrate 5 from the first side.
  • the first scribe line 14 is formed by being transmitted through the second glass member 5b and condensed at a predetermined position of the first glass member 5a located on the lower side. Since the first laser beam 2 that also has an ultraviolet laser power has good glass permeability, when the first laser beam 2 is transmitted through the second glass member 5b well and focused on a predetermined position of the first glass member 5a, the glass Scribe lines 14 are formed by directly breaking internal molecular bonds. The scribe line 14 is formed without making an initial crack.
  • the portion where the scribe line 14 is formed that is, the portion where the substrate 5 is cut is the cut portion 5d in which the light transmitting material between the spacers 5c and 5c is accommodated.
  • 2 transmits the second glass member 5b located on the upper side and the light transmitting substance, reaches the first glass member 5a located on the lower side well, and collects light according to the focal position of the condenser lens 12. Is done.
  • the first laser beam 2 is sufficiently dispersed so as to pass through without causing damage (photochemical reaction due to vaporization, evaporation, dissociation, ionization, etc.) to the second glass member 5b.
  • the transmittance 0/0 of the ultraviolet light to a flat panel display glass having a thickness of 0. 7 mm appears to be shown in FIG. 5, a UV laser for example Nd: 3-fold higher tone YAG laser In the wave (wavelength: 355nm), about 85% is transmitted. However, for the 4th harmonic (wavelength: 266 nm), the transmittance is almost 5%, which is inappropriate for the first laser beam 2. Therefore, as the first laser beam 2, an ultraviolet laser having a wavelength with a transmittance of 80% or more, preferably 85% or more is suitable.
  • the second laser beam 3 transmitted through the other condenser lens 13 is irradiated onto the substrate 5 from the first side, and is condensed at a predetermined position of the second glass member 5b located on the upper side.
  • a second scribe line 15 is formed at the same time.
  • the scribe direction X for forming both scribe lines 14 and 15 is the right side in FIG. 1, the first scribe line 14 is formed first, and then the second scribe line 15 is formed.
  • the second scribe line 15 is formed so as to overlap the upper side of the first scribe line 14.
  • the scribe direction X can be given by giving relative movement to the substrate 5 and the first and second laser beams 2 and 3.
  • the substrate 5 is moved by moving a mounting table (not shown) of the substrate 5.
  • the first and second laser beams 2 and 3 can be moved by moving the laser oscillation device 1, the beam shaping elements 7 and 8, the mirrors 10 and 11, and the condenser lenses 12 and 13 together.
  • the laser beams 2 and 3 which are ultraviolet laser powers, are pulsed and irradiate the substrate 5 while moving it relative to the scribe direction X and properly overlapping it. For this reason, the linear beam shown in FIG. 3 (A) and the elliptical beam shown in (B) are overlapped at predetermined intervals as shown in FIGS. 4 (A) and (B), respectively.
  • Set the relative movement speed in the scribe direction X so that.
  • Laser energy density optimal for scribing without reducing the original output of the ultraviolet laser emitted from the laser oscillation device 1 by making the irradiation shape of the ultraviolet laser on the glass a linear beam or an elliptical beam It is possible to ensure a long area on the scribe lines 14 and 15 and increase the scribe speed.
  • the laser with the maximum output has an appropriate energy density.
  • the glass (substrate 5) is irradiated with the optimal energy density to form a scribe line 14, 15 in a large area by shaping into a linear beam or an elliptical beam of the size Form 15 effectively.
  • Short-wavelength ultraviolet lasers are capable of photochemical degradation with a large photon energy, and are suitable at an appropriate energy density. If a positive irradiation time is given, precise and fine processing with little influence on the surroundings is possible.
  • the first laser beam 2 and the second laser beam 3 which are pulsed ultraviolet laser powers can move a linear beam or an elliptical beam per pulse. Therefore, it is possible to shorten the formation time of the scribe lines 14 and 15 required for cutting the glass.
  • the laser beam at the location where the scribe lines 14 and 15 are formed is formed.
  • the energy density of about 28jZcm2 is required, and for the same energy density, a linear beam (rectangular beam) of 20 ⁇ ⁇ 40 ⁇ m is twice that of a square beam of 20 m ⁇ 20 m. Scan speed can be obtained.
  • the laser beam of the ultraviolet laser that makes one side (upper side in the figure) force incident on the two glasses in the laminated glass 2 , 3 can be simultaneously and efficiently scribed by condensing them at their target locations.
  • the inversion process of the laminated glass is not necessary.
  • a slight time delay is added to the two laser beams 2 and 3, and the first glass member 5a and the second glass member 5b of the substrate 5 made of laminated glass are purple at the overlapping position. Irradiation with an external laser makes it possible to form scribe lines almost simultaneously and at high speed.
  • the energy profile of the laser beams 2 and 3 is preferably a flat line beam.
  • This type of laser beam 2, 3 is a split superposition of laser beams,
  • the laser beam can be formed by shaping with a rectangular kaleidoscope or by shaping with a quinofolum phase control plate.
  • the substrate 5 which is the laminated glass on which the scribe lines 14 and 15 are thus formed is cut along the scribe lines 14 and 15 by a breaking process.
  • Conventionally known means can be employed as the break means in the break process, and any of mechanical impact, cooling with a liquid or gas refrigerant, and infrared laser irradiation can be used.
  • the substrate 5 on which the scribe lines 14 and 15 are formed is subjected to a breaking force by the breaking means from both the front and back surfaces, and the two first and second glass members 5a and 5b are simultaneously cut, whereby the substrate 5 is sliced. Divided into multiples along lines 14, 15. Fortunately, the time required to cut the glass is significantly reduced.
  • each laser beam 2 and 3 is condensed on one side (the upper surface in the figure) of the glass members 5a and 5b.
  • each laser beam 2 and 3 is condensed on the other side (lower surface in the figure) of each glass member 5a and 5b to form a scribe line (14, 15). It is also possible to cut the substrate 5 by applying a breaking force to the parts 14 and 15).
  • the present invention is not limited to two-layer laminated glass, but can be applied to two or more laminated glass.

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Abstract

本発明は、紫外線レーザからなる第１のレーザビーム２及び第２のレーザビーム３を第２のガラス部材５ｂの側から照射し、第１のレーザビーム２を第２のガラス部材５ｂを透過させて第１のガラス部材５ａに集光させて第１のスクライブ線１４を形成し、第２のレーザビーム３を第２のガラス部材５ｂに集光させて第２のスクライブ線１５を形成した後、第１のスクライブ線１４及び第２のスクライブ線１５にブレイク力を作用させて切断する。

Description

明 細 書
ガラスの切断方法
技術分野
[0001] 本発明は、ガラスの切断方法に関し、詳しくは、張り合わせガラスの切断方法に関 するものである。
背景技術
[0002] 従来の一般なガラスの切断方法として、図 6に示すようにダイヤモンド刃、超高刃等 の刃 61により、ガラス 60の表面にスクライブ線 (切り込み線) 62を入れ、その後、裏面 よりブレイク力（衝撃分断力） 63を付与し、スクライブ線 62に沿ってガラス 60を切断 するものが知られている。
[0003] また、レーザを使用するガラスの切断方法も知られている。
特許文献 1に示されるものは、図 7に示すようにガラス 60に対して比較的高い吸収 性を有する赤外線レーザ 74を楕円形状に整形させて照射し、レーザ照射部の後側 近傍を冷媒 75 (水性冷却剤）によって冷却する。すなわち、予め、ガラス 60の切断し た!、部分に初期クラックを手作業にて作製し、その部分からレーザ 74を照射すると共 に、照射部の後側近傍を液体 (又は気体)からなる冷媒 75によって冷却しながら、両 者をガラス 60上で走査する。これにより、ガラス 60の内部の熱歪みによって初期クラ ックが切断したい方向に進展し、スクライブ線 72が形成される。スクライブ線 72の形 成後、ガラス 60の裏面力もブレイク力 73を作用させることにより、ガラス 60が切断され る。
[0004] 特許文献 2に示されるものは、図 7に示す赤外線レーザ 74に代えて、光子エネルギ 一の高い紫外線レーザを用いるもので、 1つの紫外線レーザをレンズで集光し、ガラ ス内部の分子結合を直接分断することにより、初期クラックを作ることなく、スクライブ 線を形成する方法であり、冷媒 75の介在はない。なお、ブレイクには、機械的衝撃で はなぐ赤外線レーザを用いている。
[0005] 特許文献 3に示されるものは、各種のレーザ発振器力 のレーザ光を 2系統に得、 基板の表裏両面力 線状レーザ光を照射することを提案している。基板は、液晶表 示装置、太陽電池等のガラス基板、石英基板等であり、 2枚が張り合わされている。 線状レーザ光は、 2枚の基板に同時又は順次に鄞書き線つまりスクライブ線を形成し 、スクライブ線を形成した基板には幅広のレーザ光を照射して加熱し、基板に熱歪み を生じさせ、スクライブ線に沿って分断 'ブレイクさせる。なお、線状レーザ光は、シリ ンドリカルレンズアレイなどによって矩形状に整形されている。
[0006] 特許文献 1 :特開平 9 150286号公報
特許文献 2：特開平 5— 32428号公報
特許文献 3 :特開 2001—179473号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] ダイヤモンド刃、超高刃等の刃 61を用いる切断方法にあっては、スクライブゃブレ イク時に、切断部にマイクロクラックを生じ、ガラス強度を低下させてしまう欠点があり 、また、切断時にはパーティクルが発生し飛散する欠点がある。更に、刃 61は消耗品 であり、交換のたびに、切断装置が停止するという欠点もある。
[0008] これに対し、赤外線レーザを用いる切断方法にあっては、切断部のマイクロクラック の発生やパーティクルの発生は抑えられるものの、スクライブ線の開始部に初期クラ ックを作らなければならない。このため、作業が煩雑であるのみならず、例えば交差 するスクライブ線を形成しょうとする場合、 1つのスクライブ線を形成した後、次に交差 するスクライブ線を形成しょうとすると、交差する点においてスクライブ線の進展が難 しくなるため、再度、交差する点に初期クラックを作らなければならず、作業が著しく 煩雑になる。また、初期クラックをスクライブ線に進展させるためのレーザ強度と冷却 条件の選定が大変難しい。
[0009] 他方、紫外線レーザを用いる場合、特許文献 2に示されるもののように 1つの紫外 線レーザを用いるときには、張り合わせガラスに照射する場合、ガラスの各表面から スクライブ線を形成することになる。従って、張り合わせガラスのスクライブステージに おいては、張り合わせガラスを反転させて紫外線レーザをガラスの表裏両面に照射 するための反転工程が余儀なくされていた。
[0010] また、 2系統のレーザ光を使用するものにあっては、張り合わせガラスを反転させる ことなく切断することができるが、張り合わせガラスの一側及び他側のそれぞれからレ 一ザ光を照射するため、ガラスの表裏両側に光路を確保しなければならず、装置構 造が複雑ィ匕し、装置が大形ィ匕するのみならず、 2系統のレーザ光のガラスへの照射 位置を調節する作業がガラスの表裏両側からとなり、煩雑にならざるを得ない。
課題を解決するための手段
[0011] 本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、その構成は、次 の通りである。
請求項 1の発明は、第 1のガラス部材 5aと第 2のガラス部材 5bとがスぺーサ 5cを介 在して張り合わされ、 2枚のガラス部材 5a, 5bの間に光透過物質が収容された箇所 を切断するガラスの切断方法にぉ 、て、
紫外線レーザ力 なる第 1のレーザビーム 2及び第 2のレーザビーム 3を第 2のガラス 部材 5bの側力も照射し、第 1のレーザビーム 2を第 2のガラス部材 5bを透過させて第 1のガラス部材 5aに集光させて第 1のスクライブ線 14を形成し、第 2のレーザビーム 3 を第 2のガラス部材 5bに集光させて第 2のスクライブ線 15を形成した後、
第 1のスクライブ線 14及び第 2のスクライブ線 15にブレイク力を作用させて切断する ことを特徴とするガラスの切断方法である。
請求項 2の発明は、前記第 1のスクライブ線 14を先に形成し、その後、第 1のスクラ イブ線 14の上側に第 2のスクライブ線 15を形成することを特徴とする請求項 1のガラ スの切断方法である。
請求項 3の発明は、前記第 1のレーザビーム 2及び第 2のレーザビーム 3が、線状ビ ーム又は楕円形状ビームの内のいずれか一方であることを特徴とする請求項 1, 2又 は 3のガラスの切断方法である。
発明の効果
[0012] 以上の説明によって理解されるように、本発明に係るガラスの切断方法によれば、 次の効果を奏することができる。
独立請求項 1によれば、張り合わせガラスに対するスクライブに際し、紫外線レーザ のガラスに対する透過特性を有効活用し、各レーザビームを第 2のガラス部材の側か ら照射し、第 1のレーザビームを第 2のガラス部材及び光透過物質を透過させて第 1 のガラス部材に集光させて第 1のスクライブ線を形成し、第 2のレーザビームを第 2の ガラス部材に集光させて第 2のスクライブ線を形成した後、ブレイク力を作用させて切 断する。このため、スクライブ時に張り合わせガラスの反転工程が不要となる。また、 張り合わせガラスの一側のみ力 第 1,第 2のレーザビームを照射するため、ガラスの 片側にのみ光路を確保すればよぐ装置構造が簡素化し、装置が小形化するのみな らず、 2系統のレーザビームのガラスへの照射位置を調節する作業がガラスの片側の みからとなり、容易に行うことが可能になる。加えて、 2枚の第 1,第 2のガラス部材を 同時に切断することで、ブレイク時間を著しく短縮させて、張り合わせガラスの切断を きわめて能率的に行うことが可能になる。
[0013] 請求項 2によれば、先ず、レーザビームから見て遠い側の第 1のガラス部材にレー ザビームを照射し、スクライブ線を形成し、次に近い側の第 2のガラス部材に同様の 処置を施す。これにより、第 2のガラス部材に形成されるスクライブ線による光の散乱 を生じさせることなぐ第 2のガラス部材のスクライブ線と重なり合う位置として、第 1の ガラス部材にスクライブ線を確実に形成することができる。
[0014] 請求項 3によれば、紫外線レーザのガラスへの照射形状を線状ビーム又は楕円形 状ビームにすることにより、紫外線レーザのもつ本来の出力を低下させることなぐス クライブに最適なレーザエネルギー密度を有する領域をスクライブ線上に大きく確保 することが可能となり、スクライブ速度を著しく増大させ、ひいてはガラスの切断を高 能率ィ匕させることが可能になる。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]本発明の 1実施の形態に係るガラスの切断方法に使用する切断装置を示す概 略図。
[図 2]同じく基板の要部を示す断面図。
[図 3]同じく線状ビーム及び楕円形状ビームを示し、図 3 (A)は線状ビームを示す図、 図 3 (B)は楕円形状ビームを示す図。
[図 4]同じくレーザビームの重ね合わせ状態を示す説明図であり、図 3 (A)は線状ビ ームの重ね合わせ状態を示す図、図 3 (B)は楕円形状ビームの重ね合わせ状態を 示す図。 [図 5]同じく紫外光の波長一透過率特性を示す線図。
[図 6]従来の切断方法を示す斜視図。
[図 7]従来の切断方法を示す斜視図。
発明を実施するための最良の形態
[0016] 本発明は、張り合わせガラスの一側のみ力も第 1、第 2のレーザビームを照射し、ガラ スの片側にのみ光路を確保すればよぐ装置を小型かつ簡素化したガラスの切断方 法を提供することを目的とする。
実施例 1
[0017] 図 1一図 4は、本発明に係るガラスの切断装置の 1実施の形態を示す。図 1中にお いて符号 1はレーザ発振装置を示し、レーザ発振装置 1から射出される紫外線レー ザ力 なる第 1のレーザビーム 2及び第 2のレーザビーム 3により、基板 5にスクライブ 線 14, 15を形成し、その後に基板 5を切断させる。レーザ発振装置 1は、第 1のレー ザビーム 2を射出するものと、第 2のレーザビーム 3を射出するものとを別個に装備し てもよいが、 1つのレーザ発振器力 射出される 1つのレーザ光をノヽーフミラー（図示 せず）によって分離し、一方を第 1のレーザビーム 2とし、他方を第 2のレーザビーム 3 としてもよい。このレーザ発振装置 1は、紫外線レーザを射出するものであるから、例 えば Nd:YAGレーザの第 3高調波を発生するものが使用できる。
[0018] 基板 5は、液晶等のフラットパネルディスプレイの基板であり、図 2に示すように、 2 枚のガラス部材 5a, 5bがスぺーサ 5cを介在して張り合わされ、一対のスぺーサ 5c及 び第 1,第 2のガラス部材 5a, 5bの間に光透過物質が収容された切断部 5dを有して いる。従って、基板 5は、張り合わせガラスである。
[0019] 第 1のレーザビーム 2及び第 2のレーザビーム 3は、いずれも基板 5の 1側（図上で 上側）に平行に導き、それぞれビーム整形素子 7, 8によって線状又は楕円形状に整 形した後、各ミラー 10, 11によって 90° 偏向させ、各集光レンズ 12, 13によって集 光させて、基板 5に 1側からほぼ垂直に照射する。ビーム整形素子 7, 8によって整形 したレーザビーム 2, 3は、図 3 (A)に示す線状ビーム、或いは図 3 (B)に示す楕円形 状ビームである。
[0020] 一方の集光レンズ 12を透過する第 1のレーザビーム 2は、基板 5に 1側から照射さ れ、第 2のガラス部材 5bを透過し、下側に位置する第 1のガラス部材 5aの所定位置 に集光させて第 1のスクライブ線 14を形成する。紫外線レーザ力もなる第 1のレーザ ビーム 2は、良好なガラス透過性を有するため、第 2のガラス部材 5bを良好に透過し 、第 1のガラス部材 5aの所定位置に集光されたとき、ガラス内部の分子結合を直接分 断することにより、スクライブ線 14を形成する。このスクライブ線 14は、初期クラックを 作ることなぐ形成される。スクライブ線 14を形成する箇所、つまり基板 5の切断箇所 は、スぺーサ 5c, 5cの間の光透過物質が収容された切断部 5dであるから、紫外線レ 一ザ力もなる第 1のレーザビーム 2は、上側に位置する第 2のガラス部材 5b及び光透 過物質を透過し、下側に位置する第 1のガラス部材 5aに良好に到達し集光レンズ 12 の焦点位置に応じて集光される。勿論、第 1のレーザビーム 2は、第 2のガラス部材 5 bに損傷 (気化'蒸発や解離'イオン化等による光化学反応)を与えることなく透過す るように、十分に分散させてある。
[0021] ここで、厚さ 0. 7mmのフラットパネルディスプレイ用ガラスに対する紫外光の透過 率0 /0は、図 5に示すようであり、紫外線レーザである例えば Nd:YAGレーザの 3倍高 調波（波長： 355nm)では、約 85%が透過する。但し、 4倍高調波（波長： 266nm)で は、透過率がほぼ 5%であり、第 1のレーザビーム 2としては不適当である。従って、 第 1のレーザビーム 2としては、透過率が 80%以上、好ましくは 85%以上となる波長 の紫外線レーザが適当である。
[0022] 他方の集光レンズ 13を透過する第 2のレーザビーム 3は、基板 5に 1側から照射さ れ、上側に位置する第 2のガラス部材 5bの所定位置に集光させて、同様に第 2のス クライブ線 15を形成する。両スクライブ線 14, 15を形成するスクライブ方向 Xは、図 1 上で右方であり、第 1のスクライブ線 14を先に形成し、その後、第 2のスクライブ線 15 を形成する。通常は、第 1のスクライブ線 14の上側に重なり合うように第 2のスクライブ 線 15を形成する。第 2のガラス部材 5bを透過させて第 1のガラス部材 5aに形成する 第 1のスクライブ線 14を先に形成すれば、第 2のスクライブ線 15が形成されない状態 で、第 1のレーザビーム 2が第 2のガラス部材 5bを透過するから、第 1のスクライブ線 1 4の上側に重なり合うように第 2のスクライブ線 15を形成する場合において、第 1のレ 一ザビーム 2が第 2のガラス部材 5bのスクライブ線 15によって散乱を受けて、透過率 が悪化することが良好に防止される。
[0023] スクライブ方向 Xは、基板 5と、第 1,第 2のレーザビーム 2, 3とに相対移動を与えて 付与できる。基板 5の移動は、基板 5の載置台（図示せず)を移動させて行う。勿論、 基板 5の載置台にレーザビームの通過のためのスリットを形成する必要はない。第 1, 第 2のレーザビーム 2, 3の移動は、レーザ発振装置 1、ビーム整形素子 7, 8、ミラー 1 0, 11及び集光レンズ 12, 13を一体として移動させて行うことができる。
[0024] 紫外線レーザ力 なるレーザビーム 2, 3は、パルス動作であり、基板 5に対してスク ライブ方向 Xに相対移動させて適当に重ね合わせながら照射させる。このため、図 3 ( A)に示す線状ビーム、 （B)に示す楕円形状ビームは、それぞれ図 4 (A) , (B)に示 すように所定間隔で重ね合わせて所定の重ね合わせ回数となるように、スクライブ方 向 Xの相対移動速度を設定する。紫外線レーザのガラスへの照射形状を線状ビーム 又は楕円形状ビームにすることにより、レーザ発振装置 1から射出される紫外線レー ザのもつ本来の出力を低下させることなぐスクライブに最適なレーザエネルギー密 度を有する領域を、スクライブ線 14, 15上に長く確保することが可能になり、スクライ ブ速度を増大させることができる。
[0025] なお、紫外線レーザを用いる場合、レーザ出力を高くし過ぎると、スクライブ線に対 して平行なクラックの発生や再溶着が起こったり、また、スクライブ線の進行方向 (X) に対して垂直方向への不均一なクラックの進展が起こり、ブレイクした際に、切断面 がー様にならなかったり、スクライブした側の切断部エッジにクラックの存在のため、 その部分のガラス強度を 2桁以上弱めるという欠点がある。このため、紫外線レーザ の出力を最大ではなぐスクライブ線の深さ及び形状が最良となる適正値に抑えて使 用しなければならい。
[0026] すなわち、紫外線レーザを、スクライブ線 14, 15を形成するのに最適な出力に抑え て円形状に集光してガラスに照射するのではなく、最大出力のものを適切なェネル ギー密度となる大きさの線状ビーム又は楕円形状ビームに整形して、大きな面積でス クライブ線 14, 15を形成するのに最適なエネルギー密度としてガラス (基板 5)に照 射し、スクライブ線 14, 15を効果的に形成する。短波長の紫外線レーザは、 1光子の エネルギーが大きぐ光化学的分解力卩ェが可能であり、適正なエネルギー密度で適 正な照射時間を与えれば、周囲への熱影響が小さい、精密微細な加工が可能であ る。
[0027] しかして、パルス動作する紫外線レーザ力 なる第 1のレーザビーム 2及び第 2のレ 一ザビーム 3により、線状ビーム又は楕円形状ビームの 1パルス当たりの移動量を大 きくとることが可能になり、ガラスの切断に必要なスクライブ線 14, 15の形成時間を短 縮することが可能になる。
[0028] 円形ビームと図 3 (A)に示す線状ビームとに、スクライブに最適な大きさ及びエネル ギー密度を与え、スクライブする速度を比較すると、レーザ発振器の発振繰り返し周 波数が同じ場合、線状ビームのスクライブ速度は (線状ビームの長辺 Z円形ビームの 直径)倍だけ速くなる。これにより、ノ ルス動作の紫外線レーザを重ね合わせて適用 し、スクライブ部分を均一に形成することに起因し、スクライブ速度が遅くなるというパ ルス動作に伴う欠点は、線状ビーム又は楕円形状ビームの長手方向をスクライブ方 向 Xに合致させる使用により、事実上解消する。
[0029] 具体的には、パルスレーザのオーバーラップ回数： 40回として、厚さ 0. 7mmのフラ ットパネルディスプレイ用ガラスにスクライブ線を形成する場合、スクライブ線 14, 15 の形成箇所のレーザビームのエネルギー密度は約 28jZcm2が必要であり、同じェ ネルギー密度として、 20 m X 20 mの正方形ビームよりも 20 μ τα Χ 40 μ mの線 状ビーム (長方形状ビーム）の方が、 2倍のスキャン速度を得ることができる。
[0030] このように、紫外線レーザのガラスに対する透過特性を利用して、張り合わせガラス にお 、て、 2枚のガラスに対して片側（図上で上側）力 入射させる紫外線レーザのレ 一ザビーム 2, 3をそれぞれの目的箇所に集光させることにより、同時かつ効率よくス クライブすることが可能になる。勿論、張り合わせガラスに対するスクライブに際し、張 り合わせガラスの反転工程は不要である。
[0031] 特に、 2本のレーザビーム 2, 3に若干の時間的遅延をつけて、張り合わせガラスか らなる基板 5の第 1のガラス部材 5a及び第 2のガラス部材 5bの重ね合わせ位置に紫 外線レーザを照射して、ほぼ同時かつ高速度にスクライブ線の形成を行うことができ る。なお、レーザビーム 2, 3のエネルギープロファイルは、平坦なライン状ビームであ ることが望ましい。この種のレーザビーム 2, 3は、レーザビームの分割重ね合わせ、 レーザビームの長方形カライドスコープによる整形、又はキノフオルム位相制御板に よる整形〖こより、形成することができる。
[0032] このようにスクライブ線 14, 15の形成がなされた張り合わせガラスである基板 5は、 ブレイク工程により、スクライブ線 14, 15に沿って切断する。ブレイク工程でのブレイ ク手段には、従来公知の手段の採用が可能であり、機械的衝撃、液体又は気体から なる冷媒による冷却、赤外線レーザ照射のいずれを用いることもできる。スクライブ線 14, 15が形成された基板 5にブレイク手段によるブレイク力を表裏両面から作用させ 、 2枚の第 1,第 2のガラス部材 5a, 5bを同時に切断させることにより、基板 5がスクラ イブ線 14, 15に沿って複数に分割される。力べして、ガラスの切断に要する時間が著 しく短縮される。
[0033] ところで、図 1上では各レーザビーム 2, 3を各ガラス部材 5a, 5bの 1側部（図上で上 面部）に集光させたが、集光レンズ 12, 13による焦点位置を調節することにより、各 レーザビーム 2, 3を各ガラス部材 5a, 5bの他側部（図上で下面部）に集光させてスク ライブ線（14, 15)を形成し、このスクライブ線（14, 15)の部分にブレイク力を作用さ せ、基板 5を切断することも可能である。
産業上の利用の可能性
[0034] 本発明は、二層の張り合わせガラスに限らず、二層以上の張り合わせガラスにも適用 可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1のガラス部材（5a)と第 2のガラス部材（5b)とがスぺーサ（5c)を介在して張り合わ され、 2枚のガラス部材（5a, 5b)の間に光透過物質が収容された箇所を切断するガ ラスの切断方法において、
紫外線レーザからなる第 1のレーザビーム（2)及び第 2のレーザビーム（3)を第 2のガ ラス部材 (5b)の側力 照射し、第 1のレーザビーム（2)を第 2のガラス部材 (5b)を透 過させて第 1のガラス部材 (5a)に集光させて第 1のスクライブ線（14)を形成し、第 2 のレーザビーム（3)を第 2のガラス部材（5b)〖こ集光させて第 2のスクライブ線（15)を 形成した後、
第 1のスクライブ線（14)及び第 2のスクライブ線 (15)にブレイク力を作用させて切断 することを特徴とするガラスの切断方法。
[2] 前記第 1のスクライブ線（14)を先に形成し、その後、第 1のスクライブ線（14)の上側 に第 2のスクライブ線（15)を形成することを特徴とする請求項 1のガラスの切断方法。
[3] 前記第 1のレーザビーム（2)及び第 2のレーザビーム（3)が、線状ビーム又は楕円形 状ビームの内のいずれか一方であることを特徴とする請求項 1又は 2のガラスの切断 方法。
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