特許 6222439 ガラスフィルムの割断方法及びフィルム状ガラスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6222439

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】ガラスフィルムの割断方法及びフィルム状ガラスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 33/09 20060101AFI20171023BHJP

   B28D 5/00 20060101ALI20171023BHJP

   B23K 26/40 20140101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   C03B33/09

   B28D5/00 Z

   B23K26/40

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-208759(P2013-208759)

(22)【出願日】2013年10月4日

(65)【公開番号】特開2015-71515(P2015-71515A)

(43)【公開日】2015年4月16日

【審査請求日】2016年9月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(72)【発明者】

【氏名】藤本 智史

(72)【発明者】

【氏名】八木 直彦

(72)【発明者】

【氏名】瀧本 博司

【審査官】 飯濱 翔太郎

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００９／０１１２４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０４８９７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０２５６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０３０５２１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ ３３／００−３３／１４

Ｃ０３Ｃ ２７／００−２９／００

Ｂ２３Ｋ ２６／００−２６／４２

Ｂ２８Ｄ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラスフィルムに対しレーザーによる加熱及びこれに追随する冷却を行うことにより初期クラックを割断予定線に沿って進展させて前記ガラスフィルムをフルボディ割断するフルボディ割断工程を有するガラスフィルムの割断方法であって、
前記ガラスフィルムの厚みが５０μｍ以下であり、前記ガラスフィルムを支持する支持ガラスの厚みが前記ガラスフィルムの厚みの９倍以下であり、前記支持ガラス上に前記ガラスフィルムを積層することによりガラスフィルム積層体を作製する積層体作製工程を有し、前記積層体作製工程の実行後に、前記フルボディ割断工程を実行することを特徴とするガラスフィルムの割断方法。

【請求項2】

前記積層体作製工程は、前記支持ガラス上に前記ガラスフィルムを直接面接触させる工程を有し、前記ガラスフィルム及び前記支持ガラスのそれぞれ相互に接触する側の面の表面粗さＲａを２．０ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載のガラスフィルムの割断方法。

【請求項3】

前記支持ガラス上には、無機薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラスフィルムの割断方法。

【請求項4】

前記フルボディ割断工程の実行後に、前記ガラスフィルム積層体を前記ガラスフィルム側が凸となるように湾曲させて割断されたガラスフィルムを剥離する剥離工程を実行することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のガラスフィルムの割断方法。

【請求項5】

ガラスフィルムに対しレーザーによる加熱及びこれに追随する冷却を行うことにより初期クラックを割断予定線に沿って進展させて前記ガラスフィルムをフルボディ割断するフルボディ割断工程を有するガラスフィルムの割断方法であって、
前記ガラスフィルムの厚みが２００μｍ以下であり、前記ガラスフィルムを支持する支持ガラス上に、金属薄膜、金属酸化物薄膜、Ｓｉ、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２から選択される１種又は２種以上の無機薄膜が形成され、前記ガラスフィルムと前記支持ガラス上に形成された前記無機薄膜とを面接触させることによりガラスフィルム積層体を作製する積層体作製工程を有し、前記積層体作製工程の実行後に、前記フルボディ割断工程を実行することを特徴とするガラスフィルムの割断方法。

【請求項6】

前記無機薄膜の表面粗さＲａが、２．０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載のガラスフィルムの割断方法。

【請求項7】

支持ガラス上に厚み２００μｍ以下のガラスフィルムを積層してガラスフィルム積層体を作製する積層体作製工程と、
前記ガラスフィルム積層体上の前記ガラスフィルムに対しレーザーによる加熱及びこれに追随する冷却を行うことにより初期クラックを割断予定線に沿って進展させて前記ガラスフィルムをフルボディ割断するフルボディ割断工程と、
前記フルボディ割断工程後に前記ガラスフィルム積層体を前記ガラスフィルム側が凸となるように湾曲させつつ前記割断されたガラスフィルムを剥離することを特徴とするフィルム状ガラスの製造方法。

【請求項8】

ガラスフィルムに対しレーザーによる加熱及びこれに追随する冷却を行うことにより初期クラックを割断予定線に沿って進展させて前記ガラスフィルムをフルボディ割断するフルボディ割断工程を有するガラスフィルムの割断方法であって、
前記ガラスフィルムの厚みが２００μｍ以下であり、前記ガラスフィルムを支持する支持ガラス上に表面粗さＲａが、２．０ｎｍ以下である無機薄膜が形成され、前記ガラスフィルムと前記支持ガラス上に形成された前記無機薄膜とを面接触させることによりガラスフィルム積層体を作製する積層体作製工程を有し、前記積層体作製工程の実行後に、前記フルボディ割断工程を実行することを特徴とするガラスフィルムの割断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラスフィルムの割断方法及びフィルム状ガラスの製造方法に係り、詳しくは、レーザー加熱を利用したガラスフィルムのフルボディ割断に関する。

【背景技術】

【0002】

周知のように、フラットパネルディスプレイ等のガラス基板に代表される板ガラス製品の製造工程では、大面積の板ガラスから小面積の板ガラスを切り出したり、板ガラスの辺に沿う縁部をトリミングしたりすることが行われる。そのための手法としては、板ガラスを割断することが挙げられる。

【0003】

板ガラスを割断する手法の１つとしては、図７に示すような、レーザー加熱を利用した割断の方法（以下、レーザー割断法という）が知られている。同図に示すように、この方法は、割断予定線４に沿う方向Ｘに板ガラスＧを移動させながら、レーザー９を割断予定線４に沿ってスポット状に照射すると共に、水等の冷媒１０をレーザー９に追随させて噴射する。

【0004】

そして、レーザー９によって加熱される加熱部６と、加熱部６の一部を冷媒１０によって冷却した冷却部７との温度差に起因して作用する熱応力により、板ガラスＧの端部に刻設された初期クラック８を割断予定線４に沿って進展させ、割断部１１を連続的に形成することで板ガラスＧをフルボディ割断する方法である（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−１１６６１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、近年フレキシブルなディスプレイやアプリケーション、部品の素材として厚みが２００μｍ以下の板ガラス、すなわち、ガラスフィルムを採用することが提案されており、板ガラスの薄肉化が推進されている。上記特許文献１に開示された技術は、厚みの大きい板ガラスのみならず、このようなガラスフィルムのフルボディ割断をも、その対象としたものであるが、同文献に開示された技術を用いてガラスフィルムの割断を行う際には、下記のような問題が生じていた。

【0007】

すなわち、厚みの大きい板ガラスをレーザー割断法により割断する場合には、その厚みの大きさ故に、図８（ａ）に示すように、板ガラスＧの厚み方向Ｄにおいて、加熱部６と冷却部７との双方を容易に生成し得る。そのため、この加熱部６と冷却部７との温度差に起因して作用する熱応力により、割断部１１を厚み方向Ｄに沿って進展させることで、円滑に板ガラスＧの割断を行うことが可能であった。

【0008】

一方、厚みが２００μｍ以下のガラスフィルムは、その厚みが極めて薄いために、図８（ｂ）に示すように、厚み方向Ｄに沿って加熱部６と冷却部７との双方を生成するための十分な厚みを有しておらず、加熱部６の生成が不十分となる。そこで、ガラスフィルムＧＦの割断を行う場合には、図８（ｃ）に示すように、ガラスフィルムＧＦの表面に沿って生成される加熱部６と冷却部７との温度差に起因して作用する熱応力により、割断部１１をＣ方向に進展させることで、ガラスフィルムＧＦの割断を行ってきた。

【0009】

しかしながら、同図に示すように、割断の進行方向Ｃにおける割断予定線４の終端部Ｅにおいては、割断予定線４の延長線上にガラスフィルムＧＦが存在しないため、冷却部７のみを生成することができ、二点鎖線で示す加熱部６を生成することができないという問題があった。その結果、終端部Ｅにおいて、割断部１１を進展させるための所要の熱応力を作用させることができず、ガラスフィルムＧＦの円滑な割断を行うことが困難であった。

【0010】

従って、厚みが２００μｍ以下のガラスフィルムをレーザー割断法により割断する場合には、上述のように、従来において用いられてきたガラスフィルムの厚み方向に割断部を進展させる方法と、ガラスフィルムの表面に沿う方向に割断部を進展させる方法とのいずれの方法によるにしても、好適に割断を行うことが難しく、割断面の品位が損なわれるおそれがある。この問題は、厚みが５０μｍ以下のガラスフィルムを割断する場合に、特に顕著となる。

【0011】

上記事情に鑑みなされた本発明は、厚みが２００μｍ以下のガラスフィルムをレーザー割断法によって円滑に割断し、割断面の品位を向上させることを技術的課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

請求項１に係る発明は、ガラスフィルムに対しレーザーによる加熱及びこれに追随する冷却を行うことにより初期クラックを割断予定線に沿って進展させて前記ガラスフィルムをフルボディ割断するフルボディ割断工程を有するガラスフィルムの割断方法であって、
前記ガラスフィルムの厚みが５０μｍ以下であり、前記ガラスフィルムを支持する支持ガラスの厚みが前記ガラスフィルムの厚みの９倍以下であり、前記支持ガラス上に前記ガラスフィルムを積層することによりガラスフィルム積層体を作製する積層体作製工程を有し、前記積層体作製工程の実行後に、前記フルボディ割断工程を実行することを特徴とするガラスフィルムの割断方法に関する。

【0013】

請求項２に係る発明は、前記積層体作製工程は、前記支持ガラス上に前記ガラスフィルムを直接面接触させる工程を有し、前記ガラスフィルム及び前記支持ガラスのそれぞれ相互に接触する側の面の表面粗さＲａを２．０ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載のガラスフィルムの割断方法に関する。

【0014】

請求項３に係る発明は、前記支持ガラス上には、無機薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラスフィルムの割断方法に関する。

【0015】

請求項４に係る発明は、前記フルボディ割断工程の実行後に、前記ガラスフィルム積層体を前記ガラスフィルム側が凸となるように湾曲させて割断されたガラスフィルムを剥離する剥離工程を実行することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のガラスフィルムの割断方法に関する。

【0016】

請求項５に係る発明は、ガラスフィルムに対しレーザーによる加熱及びこれに追随する冷却を行うことにより初期クラックを割断予定線に沿って進展させて前記ガラスフィルムをフルボディ割断するフルボディ割断工程を有するガラスフィルムの割断方法であって、
前記ガラスフィルムの厚みが２００μｍ以下であり、前記ガラスフィルムを支持する支持ガラス上に無機薄膜が形成され、前記ガラスフィルムと前記支持ガラス上に形成された前記無機薄膜とを面接触させることによりガラスフィルム積層体を作製する積層体作製工程を有し、前記積層体作製工程の実行後に、前記フルボディ割断工程を実行することを特徴とするガラスフィルムの割断方法に関する。

【0017】

請求項６に係る発明は、前記無機薄膜の表面粗さＲａが、２．０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載のガラスフィルムの割断方法に関する。

【0018】

請求項７に係る発明は、支持ガラス上に厚み２００μｍ以下のガラスフィルムを積層してガラスフィルム積層体を作製する積層体作製工程と、
前記ガラスフィルム積層体上の前記ガラスフィルムに対しレーザーによる加熱及びこれに追随する冷却を行うことにより初期クラックを割断予定線に沿って進展させて前記ガラスフィルムをフルボディ割断するフルボディ割断工程と、
前記フルボディ割断工程後に前記ガラスフィルム積層体を前記ガラスフィルム側が凸となるように湾曲させつつ前記割断されたガラスフィルムを剥離することを特徴とするフィルム状ガラスの製造方法に関する。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、厚みが２００μｍ以下のガラスフィルムをレーザー割断法によって円滑に割断することができる。また、ガラスフィルムの割断面の品位を向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】（ａ）、（ｂ）は本発明の第一実施形態に係るガラスフィルムの割断方法における積層体作製工程を示す斜視図である。

【図2】支持ガラスに無機薄膜を形成した斜視図である。

【図3】本発明の第一実施形態に係るガラスフィルムの割断方法に用いるガラスフィルムの割断装置を示す斜視図である。

【図4】（ａ）は本発明の第一実施形態に係るガラスフィルムの割断方法におけるフルボディ割断工程を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａにおける断面図である。

【図5】（ａ）は本発明の第一実施形態に係るガラスフィルムの割断方法におけるフルボディ割断工程を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＢ点における拡大図である。

【図6】本発明の剥離工程の一例を示した図である。

【図7】従来における板ガラスの割断方法を示す斜視図である。

【図8】（ａ）は従来における板ガラスの割断方法を示す断面図である。（ｂ）は従来におけるガラスフィルムの割断方法を示す断面図であり、（ｃ）は従来におけるガラスフィルムの割断方法を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態に係るガラスフィルムの割断方法について、添付の図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、レーザー割断法により一枚のガラスフィルム（マザーガラス）から九枚のフィルム状ガラスに切断する場合について説明する。

【0022】

図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第一実施形態に係るガラスフィルムの割断方法における積層体作製工程を示す斜視図である。本実施形態における積層体作製工程は、支持ガラスＧＳ上にガラスフィルムＧＦを積層している。

【0023】

ガラスフィルムＧＦは、ケイ酸塩ガラスやシリカガラスが用いられ、好ましくはホウ珪酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスが用いられ、最も好ましくは無アルカリガラスが用いられる。ガラスフィルムＧＦにアルカリ成分が含有されていると、表面において陽イオンの脱落が発生し、いわゆるソーダ吹きの現象が生じ、構造的に粗となる。この場合、ガラスフィルムＧＦを湾曲させて使用していると、経年劣化により粗となった部分から破損する可能性がある。尚、ここで無アルカリガラスとは、アルカリ成分（アルカリ金属酸化物）が実質的に含まれていないガラスのことであって、具体的には、アルカリ成分が２０００ｐｐｍ以下のガラスのことである。本発明でのアルカリ成分の含有量は、好ましくは１０００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、最も好ましくは３００ｐｐｍ以下である。

【0024】

ガラスフィルムＧＦの厚みは、２００μｍ以下が好ましく、より好ましくは１００μｍ以下、最も好ましくは５０μｍ以下である。これによりガラスフィルムＧＦの厚みをより薄くして、適切な可撓性を付与することができる。ガラスフィルムＧＦの厚みは、５μｍ以上であることが好ましく、これにより、ガラスフィルムＧＦの強度を確保することができ、支持ガラスＧＳからガラスフィルムＧＦを剥離し易くすることができる。

【0025】

支持ガラスＧＳは、ガラスフィルムＧＦと同様、ケイ酸塩ガラス、シリカガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等が用いられる。支持ガラスＧＳについては、ガラスフィルムＧＦとの３０〜３８０℃における熱膨張係数の差が、５×１０^−７／℃以内のガラスを使用することが好ましい。これにより、後述するレーザー割断の際に、膨張率の差によるガラスフィルムＧＦの割れ等が生じ難く、安定したガラスフィルムＧＦのレーザー割断を実行することができるガラスフィルム積層体とすることが可能となる。支持ガラスＧＳとガラスフィルムＧＦとは、同一の組成を有するガラスを使用することが最も好ましい。

【0026】

支持ガラスＧＳの厚みは、２００μｍ以上であることが好ましい。支持ガラスＧＳの厚みが２００μｍ未満であると、支持ガラスＧＳを単体で取り扱う場合に、強度の面で問題が生じるおそれがある。支持ガラスＧＳの厚みは、３００μｍ以上であることがより好ましく、４００μｍ以上であることが更に好ましい。支持ガラスＧＳの厚みは、７００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ未満であることがより好ましい。尚、電子デバイス製造関連処理時に、図示しないセッター上に、ガラスフィルム積層体Ｓを載置する場合は、支持ガラスＧＳの厚みは２００μｍ未満（例えば１００μｍ等、ガラスフィルムＧＦと同一の厚み）でも良い。

【0027】

ガラスフィルムＧＦ及び支持ガラスＧＳの相互に接触する側の表面粗さＲａは夫々２．０ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、ガラスフィルムＧＦと支持ガラスＧＳと間には適度な密着力が発生する。この密着力は、水素結合に起因して発生しているものと想定されている。この密着力により、本来異なる構成要素であるはずのガラスフィルムＧＦと支持ガラスＧＳとが、ガラスフィルム積層体Ｓ全体として厚みの大きい一枚の板ガラス（一体もの）であるかのように振舞うようになる。ガラスフィルムＧＦ及び支持ガラスＧＳの上記表面の表面粗さＲａは、夫々１．０ｎｍ以下であることが好ましく、０．５ｎｍ以下であることがより好ましく、０．２ｎｍ以下であることが最も好ましい。

【0028】

ガラスフィルム積層体Ｓの厚みは、２５０μｍ以上であることが好ましい。ガラスフィルム積層体Ｓ全体の厚みの大きさが十分に確保されることによって、レーザーによって加熱される加熱部と、加熱部の一部を冷却した冷却部との双方を、ガラスフィルム積層体Ｓの厚み方向において容易に生成し得る。その結果、フルボディ割断工程において、加熱部６と冷却部７との温度差に起因して作用する熱応力により、ガラスフィルムＧＦに形成される割断部１１を厚み方向に沿って進展させることができ、円滑にガラスフィルムＧＦの割断を行うことが可能となる。

【0029】

ガラスフィルムＧＦの厚みが５０μｍ以下の場合については、支持ガラスＧＳの厚みが、ガラスフィルムＧＦの厚みの９倍以内、言い換えれば、ガラスフィルム積層体Ｓの総厚みの１０％以上をガラスフィルムＧＦとすることが好ましい。一例として、ガラスフィルムＧＦの厚みが５０μｍの場合については、支持ガラスＧＳの厚みを４５０μｍ以下とすることが好ましい。５０μｍ以下のガラスフィルムＧＦを使用してガラスフィルム積層体Ｓを作製した後にガラスフィルムＧＦに対して後述するレーザー割断を行う場合、ガラスフィルムの厚みが少な過ぎることにより、レーザーの出力の調整が困難なものとなるおそれがある。レーザーの出力が小さい場合は全くガラスフィルムＧＦが割断されないこともあり、一方、レーザーの出力が強い場合は、支持ガラスＧＳも同時に割断してしまうことが多く、ガラスフィルムＧＦのみを割断することが困難となる。そこで、上記の通り支持ガラスＧＳの厚みを規制することで、厚みが５０μｍ以下であったとしても、ガラスフィルムＧＦのみを良好に割断することができる。ガラスフィルムＧＦの厚みが５０μｍ以下の場合について、ガラスフィルム積層体Ｓの総厚みの５０％以下をガラスフィルムＧＦとすることがより好ましい。これにより、ガラスフィルムＧＦのみを、良好にレーザー割断することができる。

【0030】

図１では、ガラスフィルムＧＦと支持ガラスＧＳとが略同一の大きさとなっているが、これには限定されない。デバイス製造工程中にて、ガラスフィルムＧＦ端面に打突が生じ、ガラスフィルムＧＦが破損することを防止するために、支持ガラスＧＳがガラスフィルムＧＦよりも一回り大きくてもよい。一方、ガラスフィルムＧＦを支持ガラスＧＳから剥離させやすくするため、ガラスフィルムＧＦの少なくとも一辺を、支持ガラスＧＳから食み出させても良い。

【0031】

図２に示す通り、支持ガラスＧＳ上には、無機薄膜ＩＦが形成されていることが好ましい。これにより、後述するレーザー割断時に、レーザーを照射した割断予定線上で、ガラスフィルムＧＦと支持ガラスＧＳとが固着することを防止することができ、円滑なフィルム状ガラスの分離を達成することができ、ひいては、フィルム状ガラスの割断端面の品位を向上させることができる。また、無機薄膜ＩＦを支持ガラスＧＳ上に形成すると、レーザー割断時に、ガラスフィルムＧＦに生じたクラックが、支持ガラスＧＳに進展することを防止する効果も奏する。

【0032】

無機薄膜ＩＦとしては、酸化物薄膜、金属薄膜、金属酸化物薄膜等を採用することができ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、ＳｉＯ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｐｒ_６Ｏ_１１、Ｓｃ_２Ｏ_３、ＷＯ_３、ＨｆＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＩＴＯ、ＺｒＯ_２、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＣｅＯ２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、Ｔｉ_３Ｏ_５、ＮｉＯ、ＺｎＯから選択される１種又は２種以上で形成されていることが好ましい。

【0033】

支持ガラスＧＳ上に形成される無機薄膜ＩＦの表面粗さＲａは、２．０ｎｍ以下であることが好ましく、１．０ｎｍ以下であることがより好ましく、０．５ｎｍ以下であることが更に好ましく、０．２ｎｍ以下であることが最も好ましい。支持ガラスＧＳ上に無機薄膜ＩＦを形成する方法としては、公知の方法を使用することができ、例えば、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法等を使用することができる。

【0034】

図３は、本発明に係るガラスフィルムの割断方法に用いるガラスフィルムの割断装置１（以下、単に割断装置１という)を示す斜視図である。割断装置１は、積層体Ｓを支持し水平面上を移動する図示しない加工台と、加工台に支持された積層体ＳのガラスフィルムＧＦにレーザー９を照射するレーザー照射装置２と、レーザー９に追随してガラスフィルムＧＦに冷媒１０を噴射する冷媒噴射ノズル３とを備えている。

【0035】

加工台は、水平面上を同図に示すＸ方向と、Ｘ方向に直交するＹ方向とに沿って移動可能となっている。

【0036】

レーザー照射装置２は、定点に固定されており、加工台がＸ方向、Ｙ方向に移動するのに伴って、ガラスフィルムＧＦの第一割断予定線４と、第一割断予定線４と直交する第二割断予定線５とに沿ってレーザー９をスポット状に照射することで、ガラスフィルムＧＦを加熱して加熱部６を生成する。

【0037】

冷媒噴射ノズル３は、レーザー照射装置２と同様に定点に固定されており、レーザー９に追随して冷媒１０を加熱部６に向かって噴射することで、加熱部６の一部を冷却してガラスフィルムＧＦに冷却部７を生成する。

【0038】

以下、上記割断装置１を用いたガラスフィルムの割断方法について説明する。

【0039】

まず、図４（ａ）に示すように、図示しない加工台をＸ方向に移動させる。そして、ガラスフィルムＧＦの面に沿う方向に生成される加熱部６と冷却部７との温度差に起因して作用する熱応力により、ダイヤモンドカッター等を用いてガラスフィルムＧＦの端部に刻設した初期クラック８を進展させる。そして、第一割断予定線４に沿って割断部１１を連続的に形成することで、第一の方向におけるガラスフィルムＧＦのフルボディ割断工程を行う。

【0040】

このとき、第一割断予定線４の終端部Ｅにおいては、第一割断予定線４の延長線上にガラスフィルムＧＦが存在しないため、ガラスフィルムＧＦの面に沿う方向においては、冷却部７のみが生成されることとなり、二点鎖線で示す加熱部６は生成されない。

【0041】

しかし、ガラスフィルムＧＦと支持ガラスＧＳとが積層され、厚みの大きさが十分に確保されていること、及びガラスフィルムＧＦと支持ガラスＧＳとが、厚みの大きい一枚の板ガラス（一体もの）のように振舞うことによって、図４（ｂ）に示すように、加熱部６と冷却部７との双方が、積層体Ｓの厚み方向において容易に生成され得る。その結果、加熱部６と冷却部７との温度差に起因して作用する熱応力により、ガラスフィルムＧＦに形成される割断部１１を同図に示すＤ方向に沿って進展させることができるため、終端部Ｅにおいても、円滑にガラスフィルムＧＦの割断が行われる。

【0042】

上述のように第一の方向におけるガラスフィルムＧＦのフルボディ割断工程が完了すると、図５（ａ）に示すように、図示しない加工台をＹ方向に移動させ、第二割断予定線５に沿って割断部１２を連続的に形成することで、第二の方向におけるガラスフィルムＧＦのフルボディ割断工程が行われる。尚、第二の方向におけるガラスフィルムＧＦのフルボディ割断工程は、接触面の表面粗さＲａが夫々２．０ｎｍ以下の場合に、好適に実行することができる。

【0043】

このとき、従来においては、第二の方向におけるフルボディ割断工程を行うために、第一の方向におけるフルボディ割断工程時に割断された各ガラスフィルムＧＦの端部と第二割断予定線５との交点に、逐一初期クラック８を刻設することが必要であった。

【0044】

しかし、本実施形態に係る方法によれば、上記交点の内、第二割断予定線５の最も始端側に位置する交点にのみ初期クラック８を刻設しておけば、第二の方向におけるフルボディ割断工程を行うことが可能であり、製造効率の観点から非常に有利なものとなることが判明している。この好ましい態様は、以下のような理由によって得られるものと想定されている。

【0045】

すなわち、ガラスフィルムＧＦと支持ガラスＧＳとの間の密着力により、積層されたガラスフィルムＧＦと支持ガラスＧＳとがズレにくい。そのため、第一の方向におけるフルボディ割断工程によって形成されるガラスフィルムの割断部１１において、割断されたガラスフィルムＧＦ同士の対向する割断面間に形成される隙間が、略存在していないものとみなせる程に小さくなる。これにより、図５（ｂ）に示すように、この隙間を跨いで、割断部１２を進展させることが可能となるためと想定される。その結果、第二の方向におけるフルボディ割断工程においても、円滑にガラスフィルムを割断することが可能となる。

【0046】

加えて、上述のようにしてフルボディ割断工程を終えたガラスフィルムＧＦ同士を、相互に分離させる場合には、ガラスフィルムＧＦが円滑に割断されているため、これを良好に行うことができる。

【0047】

なお、上述のフルボディ割断工程においては、積層されるガラスフィルムＧＦと支持ガラスＧＳとの各々において、接触する側の面の温度を２５０℃未満とすることが好ましい。これらの温度が２５０℃以上まで上昇してしまうと、フルボディ割断工程を完了した後、ガラスフィルムＧＦを支持ガラスＧＳから剥がしにくくなる。これは、両ガラスにおける接触する側の面の温度が上昇することに伴って、ガラスフィルムＧＦと支持ガラスＧＳとを密着させる力の源が、水素結合からより強力な密着力を生む共有結合へと変化するためであると想定されている。２５０°以上まで上昇する場合については、上述の通り、支持ガラスＧＳ上に無機薄膜ＩＦを形成することが好ましい。

【0048】

上述の通り第１方向と第２方向にガラスフィルムＧＦ割断を行う場合については、支持ガラスＧＳとガラスフィルムＧＦとが直接面接触しており、接触面や無機薄膜の表面粗さＲａが２．０ｎｍ以下であることが好ましいが、Ｘ方向又はＹ方向の何れか一方行のみに割断を行う場合については、接触面や無機薄膜の表面粗さＲａは、２．０ｎｍを超えていても良い。加えて、支持ガラスＧＳとガラスフィルムＧＦの接着力や支持ガラスＧＳからのガラスフィルムＧＦの剥離性を調整するために、無機薄膜ＩＦに替わりに、支持ガラスＧＳ上にアクリル樹脂やシリコーン樹脂等の樹脂層を、適宜設けても良い。

【0049】

加えて、上記の各実施形態では、レーザー照射装置２及び冷媒噴射ノズル３を定点に固定し、積層体Ｓを移動させることで、ガラスフィルムＧＦに加熱部６と冷却部７とを生成しているが、積層体Ｓを固定し、レーザー照射装置２及び冷媒噴射ノズル３を移動させることで、ガラスフィルムＧＦに加熱部６と冷却部７とを生成してもよい。

【0050】

図６は、剥離工程の一例を示した図である。支持ガラスＧＳからガラスフィルムＧＦを剥離する際には、図６に示す通り、ガラスフィルムＧＦ側が凸となるようにガラスフィルム積層体Ｓを湾曲させることが好ましい。これにより、切断されたフィルム状ガラスＦＧ間に若干の隙間ＣＬを形成することができるため、剥離時にフィルム状ガラスＦＧの端面が擦れることで品位が劣化することを防止することができる。

【0051】

フィルム状ガラス間に形成される隙間ＣＬは、５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましく、１００μｍ以上であることが更に好ましい。これにより、円滑に支持ガラスＧＳからフィルム状ガラスＦＧを剥離することができ、フィルム状ガラスの端面の品位を良好なものとすることができる。

【0052】

ガラスフィルム積層体Ｓを湾曲させる方法としては、凸曲面を有する定盤ＦＰ上に、ガラスフィルム積層体Ｓを載置し、上方から両側部を押圧することや支持ガラスＧＳ側を吸着することで定盤ＦＰの凸曲面にガラスフィルム積層体Ｓを沿わせる方法が、一例として挙げられる。

【0053】

割断されたガラスフィルムＧＦを支持ガラスＧＳから剥離することで、最終的に小片に分割されたフィルム状ガラスＦＧを得ることができる。

【実施例】

【0054】

厚み５０μｍ以下のガラスフィルムを使用した実施例として、下記に示す条件（実施例３つ、参考例１つ）の下でレーザー割断法により、ガラスフィルムの第一の方向におけるフルボディ割断と第一の方向に直交する第二の方向におけるフルボディ割断とを試み（以下、クロス割断という）、各条件下でのクロス割断の成否を調査した。

【0055】

使用したガラスフィルム及び支持ガラスは、日本電気硝子株式会社製の無アルカリガラス（製品名：ＯＡ−１０Ｇ）である。そのサイズは縦：３００ｍｍ、横：３００ｍｍであり、厚みは、それぞれ下記の表１のとおりである。ガラスフィルムの表面粗さＲａは、オーバーフローダウンドロー法によって成形されたガラスを未研磨で使用するか、若しくは、研磨及びケミカルエッチングを行うにあたって、エッチング液の濃度、液温度、処理時間を調整することで制御した。

【0056】

表面粗さＲａの測定には、ＳＩＩ社製走査型プローブ顕微鏡（ＮａｎｏＮａｖｉII／Ｓ−ｉｍａｇｅ）を使用し、走査エリア：２０００ｎｍ、走査周波数：０．９５Ｈｚ、走査データ数Ｘ（第一の方向）：２５６、Ｙ（第二の方向）：２５６の条件で測定を行った。そして、支持ガラスとガラスフィルムとの各々において、中央部一点と角部一点との計二点で表面粗さＲａを測定し、その平均値を表面粗さＲａとした。

【0057】

ガラスフィルムと支持ガラスは、クリーンルーム内で洗浄、乾燥し、これら各々の接触する側の面には、東レエンジニアリング社製（ＨＳ−８３０）を用いて検査を行い、ガラス上に存在するサイズ１μｍ以上の異物の数が５００個／ｍ^２以下となるようにした。そして、検査後にガラスフィルムと支持ガラスとを積層し、ガラスフィルム積層体を下記の表１の組み合わせで作製した。

【0058】

ガラスフィルムのフルボディ割断を行うにあたって、まず、ガラスフィルム積層体を割断用の常盤に吸着させた。その後、ガラスフィルムの端部を、三星ダイヤモンド社製の焼結ダイヤモンド製スクライビングホイール（直径：２．５ｍｍ）を用いて初期クラックを刻設した。

【0059】

ガラスフィルムに照射するレーザーとして、波長１０．６μｍの炭酸ガスレーザーを使用した。また、レーザーは、その出力を１６０Ｗとし、４００ｍｍ／ｓｅｃの速さで割断予定線に沿って照射することでガラスフィルム積層体の加熱を行った。そして、レーザーに追随させて水を霧状にして吹き付けることにより冷却を行い、加熱部と冷却部との温度差に起因して作用する熱応力にて初期クラック（割断部）を進展させた。

【0060】

以上のようにして、縦：３００ｍｍ、横：３００ｍｍのガラスフィルムを第一の方向及び第二の方向との各々において、１００ｍｍ間隔でフルボディ割断を実施することによりクロス割断を試みた。

【0061】

表１に各条件下でのクロス割断の成否を示す。

【表1】

【0062】

上記の表１に示した結果を考察すれば、本発明の実施例１〜３では支持ガラスの厚みがガラスフィルムの９倍以内であることから、良好にクロス割断を行うことが可能となっている。これは、ガラスフィルムと支持ガラスとの各々において、接触する側の面の表面粗さＲａを２．０ｎｍ以下としたことにより、積層された両ガラス間に適度な密着力が作用し、両ガラス（積層体）が厚みの大きい一枚の板ガラスのように振舞うことに起因して下記のような効果が得られたためと想定される。

【0063】

すなわち、レーザーによって加熱される加熱部と、加熱部の一部を冷却した冷却部との双方を、積層体の厚み方向において容易に生成し得る。これにより、フルボディ割断を行う際に、加熱部と冷却部との温度差に起因して作用する熱応力により、ガラスフィルムに形成される割断部を厚み方向に沿って進展させることができ、円滑にガラスフィルムの割断を行うことが可能となったためと想定される。

【0064】

また、本発明の実施例１〜３においては、第一の方向におけるフルボディ割断を行った後、第二の方向におけるフルボディ割断を行う際に、第一の方向におけるフルボディ割断によって割断された各ガラスフィルムの端部と第二割断予定線との交点に、逐一初期クラックを刻設することなく、割断することができた。

【0065】

一方、参考例１では、ガラスフィルムだけでなく、支持ガラスごとレーザー割断された。支持ガラスの厚みがガラスフィルムの９倍以上であったため、ガラスフィルムと支持ガラスとの界面を越えて、クラックが支持ガラス内へと進行したことによる。

【0066】

この結果、本発明に係るガラスフィルムの割断方法によれば、厚みが２００μｍ以下、特に厚みが５０μｍ以下のガラスフィルムを円滑にフルボディ割断することが可能であると推認することができる。

【産業上の利用可能性】

【0067】

本発明は、ガラスフィルムのレーザー割断に好適に使用することができる。

【符号の説明】

【0068】

１ ガラスフィルム割断装置
２ レーザー照射装置
３ 冷媒噴射ノズル
４ 第一割断予定線
５ 第二割断予定線
６ 加熱部
７ 冷却部
ＧＦ ガラスフィルム
ＧＳ 支持ガラス
Ｓ ガラスフィルム積層体
ＩＦ 無機薄膜
ＦＧ フィルム状ガラス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】