專利名稱：切割玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切割玻璃的方法，特別是涉及切割玻璃板的方法。
背景技術(shù)：
用于制作諸如液晶顯示器、等離子體顯示器或電熒光顯示器等平板顯示器的玻璃基板由作為原材料的玻璃板(以下這樣的玻璃板稱為“母材”)生產(chǎn)而成，其尺寸大于玻璃基板的尺寸。玻璃基板借助切割母材的方法而制得。例如，對于15英寸監(jiān)視器中應(yīng)用的液晶顯示器的玻璃基板而言，如圖1所示，4塊基板由尺寸為550mm×650mm的母材獲得。玻璃基板能通過切割一塊母材而獲得。當(dāng)表面上形成有薄膜的玻璃板被用作母材時(shí)，玻璃基板可通過切割它而獲得。
另一方面，當(dāng)生產(chǎn)小型液晶顯示器應(yīng)用的玻璃基板時(shí)，一種重要的切割方法是直接切割通過粘結(jié)獲得的玻璃基板。其原因是，液晶顯示器中應(yīng)用的玻璃基板具有這樣的結(jié)構(gòu)，即它由兩塊子玻璃基板用密封劑相互粘結(jié)而成。這里，液晶顯示器應(yīng)用的玻璃基板具有隔室1，其中液晶被密封于兩塊子玻璃基板之間。
母材的切割披露于下述非專利文獻(xiàn)中三宅泰明，“劃線及分離技術(shù)”，月刊FPD Intelligence的名為第四代LCD的制造及檢查技術(shù)的增刊，2000年1月20日PP85-89，由Press Journal Inc.出版(以下稱為“非專利文獻(xiàn)1”)；和山本健，“能用于清潔房間的光束定向裝置和激光玻璃切割裝置”，月刊FPD Intelligence，1994，4，PP28-31，由PressJournal Inc.出版(以下稱為“非專利文獻(xiàn)2”)。非專利文獻(xiàn)1和2披露的母材切割方法包括在母材表面上形成劃線的劃線步驟；以及在劃線上施加機(jī)械或熱應(yīng)力的步驟。這種切割方法稱為劃線和分離方法。
非專利文獻(xiàn)1中描述的切割方法是一種一般的劃線和分離方法。此劃線和分離方法包括劃線形成步驟和機(jī)械應(yīng)力施加步驟。劃線形成步驟是應(yīng)用金剛石或燒結(jié)硬質(zhì)合金輪切割器刻劃母材表面以形成劃線的步驟。在此步驟中形成的劃線深度在母材厚度的10至15％的范圍。機(jī)械應(yīng)力施加步驟是在劃線形成的部位上施加機(jī)械應(yīng)力的步驟。在此步驟中，將玻璃基板從母材上切下。
非專利文獻(xiàn)2中描述的切割方法包括劃線形成步驟和熱應(yīng)力施加步驟。此切割方法是一種在美國ACCUDYNE公司的玻璃切割裝置中采用的方法。劃線形成步驟包括的子步驟有(1)應(yīng)用金屬箔在母材的端部形成小的物理損傷；(2)用線性激光束照射該物理損傷；和(3)在激光束照射后立即將氦氣和水的混合氣體噴射在母材上以便對它進(jìn)行快速冷卻。在劃線形成步驟中，分子等級的劃線形成于母材中。熱應(yīng)力施加步驟是用激光對劃線兩側(cè)進(jìn)行照射，隨后用氦和水的混合物噴射在劃線上從而將它冷卻的步驟。通過激光束照射及此后的立即冷卻，在劃線上產(chǎn)生熱應(yīng)力，用以從母材上切下玻璃基板。
然而，在非專利文獻(xiàn)1描述的切割方法中下述問題還未解決。第一個(gè)問題是，形成劃線時(shí)，在母材表面和母材表面附近產(chǎn)生裂紋。裂紋在劃線和切割時(shí)均易導(dǎo)至玻璃碎片。第二個(gè)問題是，在形成多條劃線時(shí)，在劃線之間的交叉處產(chǎn)生若干裂紋。由于存在裂紋，切割時(shí)易于產(chǎn)生母材的破裂。通過切割得到的玻璃基板由于存在裂紋，其邊緣的強(qiáng)度減弱。第三個(gè)問題是，為了改進(jìn)玻璃基板的邊緣強(qiáng)度，要求對玻璃基板進(jìn)行倒角。為了去除由于倒角而伴生的玻璃粉末及類似物，必須加以清潔。也即，此切割方法作為玻璃基板的切割方法由于生產(chǎn)率低下而成為問題。
另一方面，在非專利文獻(xiàn)2中披露的切割方法曾因在切割之后不必要進(jìn)行清潔過程或倒角過程而期待具有高的生產(chǎn)率。但是在此切割方法中由于在切割過程中切割精度低和速度下降，問題仍未解決。更壞的是，披露于非專利文獻(xiàn)2中的來自ACCUDYNE公司的切割裝置價(jià)格昂貴，因此，該裝置不能在一般用途中廣泛應(yīng)用。
已經(jīng)了解到，玻璃破裂的產(chǎn)生是由于原先存在于母材表面上的精細(xì)物理損傷。因此，隨著玻璃基板本身表面上表面物理損傷的減少，玻璃強(qiáng)度能進(jìn)一步改進(jìn)，更有助于防止玻璃破裂的產(chǎn)生。當(dāng)應(yīng)用拋光過程時(shí)，它會(huì)去除玻璃基板表面上的物理損傷，但降低了玻璃基板切割中的生產(chǎn)率。另一方面，如果在母材切割過程期間能降低玻璃表面上的物理損傷，則玻璃基板切割中的生產(chǎn)率就不會(huì)下降。因而期待提出一種在切割過程期間減少在母材表面上物理損傷的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種切割玻璃的方法，它抑制在玻璃中產(chǎn)生玻璃碎片和裂紋，從而得到具有高尺寸精度的玻璃基板。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提出一種切割玻璃的方法，它能去除形成劃線時(shí)產(chǎn)生的平面裂紋，或者提出一種切割玻璃的方法，它能不產(chǎn)生裂紋地形成劃線。
本發(fā)明目的在于一種切割玻璃的方法，其中劃線形成在玻璃表面上，隨后進(jìn)行化學(xué)處理。
本發(fā)明目的還在于一種切割玻璃的方法，其中，對應(yīng)切割圖案的掩模形成于玻璃表面上，然后在其上進(jìn)行化學(xué)處理，以便在其上形成對應(yīng)切割圖案的狹縫。按照這種進(jìn)行掩模的切割方法，可形成對應(yīng)于劃線的狹縫(此后，簡稱為“狹縫”)。
按照本發(fā)明，即使母材是通過對其施加機(jī)械應(yīng)力或熱應(yīng)力而被切割的，應(yīng)力也集中在劃線或狹縫(此后總稱為“劃線等”)上。結(jié)果，能抑制切割時(shí)產(chǎn)生玻璃碎片或玻璃破損。
按照本發(fā)明，減少了切割后進(jìn)行切割面處理步驟的必要性。這意味著實(shí)現(xiàn)玻璃基板切割的成本降低。也意味著玻璃切割的生產(chǎn)率改進(jìn)。由于在沒有掩模涂敷的母材表面上的物理損傷通過化學(xué)處理而減少，玻璃基板的強(qiáng)度得以提高。
在形成狹縫的切割方法中，由于外部應(yīng)力沒有可能作用在母材上，因此在形成狹縫的玻璃中沒有可能產(chǎn)生裂紋和破損。由于可能形成任何形狀的狹縫，因此提供的玻璃基板具有高度的尺寸精度。
實(shí)現(xiàn)掩模的方法的較優(yōu)實(shí)例包括絲網(wǎng)印刷法、疊層薄膜加工法、抗蝕劑涂敷光刻法等。掩模最好應(yīng)用對化學(xué)處理溶液有耐藥品性的掩模材料實(shí)施。
化學(xué)處理應(yīng)通過化學(xué)處理溶液接觸玻璃表面而實(shí)施。最好將玻璃浸沒在化學(xué)處理溶液中。
當(dāng)母材在化學(xué)處理時(shí)被浸沒在化學(xué)處理溶液中時(shí)，最好在化學(xué)處理溶液中產(chǎn)生氣泡或噴射流。這時(shí)能獲得攪拌化學(xué)處理溶液的效果。當(dāng)產(chǎn)生氣泡時(shí)，這能阻止產(chǎn)生于化學(xué)處理溶液中的產(chǎn)物附著于玻璃上。
在化學(xué)處理時(shí)，化學(xué)處理溶液最好沿著玻璃表面而流動(dòng)。例如，通過使氣泡和噴射流沿玻璃表面運(yùn)動(dòng)，也可使化學(xué)處理溶液沿玻璃表面流動(dòng)。這時(shí)，減少在母材上存在的物理損傷的效果增大。
化學(xué)處理時(shí)，也可使化學(xué)處理溶液流入劃線等形成的部分中。例如，通過使氣泡和噴射流流入劃線等形成的部分中，可使化學(xué)處理溶液流入劃線等形成的部分中。當(dāng)使化學(xué)處理溶液流入劃線等形成的部分中時(shí)，劃線等的深度加深作用增大。
化學(xué)處理可以是一種處理方法，其中化學(xué)處理溶液被噴射在玻璃表面上、化學(xué)處理溶液的蒸汽被吹在玻璃表面上、或玻璃表面暴露在化學(xué)處理溶液的蒸汽中。
最好在化學(xué)處理結(jié)束后，將機(jī)械或熱應(yīng)力施加在劃線等上，從而切割玻璃。
為了通過施加機(jī)械應(yīng)力以切割玻璃，最好在化學(xué)處理結(jié)束后，以這樣的方法切割玻璃，即以劃線等為中心，沿著將玻璃分段相互拉開的方向施加拉力。
為了通過施加機(jī)械應(yīng)力以切割玻璃，最好在化學(xué)處理結(jié)束后，或者沿著面向在其上形成劃線等的表面的方向，或者沿著面向與在其上形成劃線等的表面相對的另一表面的方向施加壓力，從而在劃線等上作用機(jī)械應(yīng)力，以切割玻璃。將壓力施加在劃線等形成的表面上優(yōu)于其它方法。
為了通過施加熱應(yīng)力以切割玻璃，最好在化學(xué)處理結(jié)束后，劃線等的兩側(cè)都用激光加以照射，以切割玻璃。
本發(fā)明的目的還在于一種扁平面板顯示器玻璃基板，它應(yīng)用該切割方法加以生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的還在于一種扁平面板顯示器，它應(yīng)用該扁平面板顯示器玻璃基板。
上述本發(fā)明能抑制由于切割玻璃基板引起的玻璃中的裂紋。結(jié)果，液晶顯示器的玻璃基板的尺寸精度能提高。此外，通過減少?zèng)]有掩模實(shí)施于其上的玻璃表面上的物理損傷，玻璃基板的強(qiáng)度能提高。


圖1表示一塊玻璃板，由它可得到用于15英寸液晶顯示器的4塊玻璃基板；圖2是一展示本發(fā)明的壓力切割步驟的視圖；圖3是一示意性示圖，它表示用放大倍數(shù)為50的顯微鏡觀察到的借助本發(fā)明的切割方法獲得的玻璃基板的表面輪廓；圖4是一示意性示圖，它表示用放大倍數(shù)為50的顯微鏡觀察到的通過形成劃線后沒有進(jìn)行化學(xué)處理的切割獲得的玻璃基板的表面輪廓；圖5是一示意性示圖，它表示用放大倍數(shù)為50的顯微鏡觀察到的借助本發(fā)明切割方法獲得的玻璃基板的切割面形貌；圖6是一示意性示圖，它表示用放大倍數(shù)為50的顯微鏡觀察到的通過形成劃線后沒有進(jìn)行化學(xué)處理的切割獲得的玻璃基板的切割面形貌；圖7示意地表示了玻璃板強(qiáng)度測量方法；而圖8是一示意性示圖，它表示用放在倍數(shù)為50的顯微鏡從粘結(jié)的玻璃基板的一側(cè)觀察到的借助本發(fā)明的切割方法切得的粘結(jié)的玻璃基板。
具體實(shí)施例方式
以下將給出本發(fā)明切割方法的實(shí)施例。本發(fā)明的玻璃切割方法包括的步驟有在母材的表面上形成劃線；進(jìn)行化學(xué)處理；以及切割母材。本發(fā)明的切割方法還能用狹縫形成步驟來代替劃線形成步驟和化學(xué)處理步驟。狹縫形成步驟可在對母材表面實(shí)現(xiàn)掩模，隨后進(jìn)行化學(xué)處理的工況中完成，而掩模對應(yīng)切割圖案。
單層玻璃基板被用作能借助本發(fā)明方法切割的玻璃。當(dāng)生產(chǎn)液晶顯示器玻璃基板時(shí)，可采用用密封劑將兩層玻璃基板相互粘結(jié)而成的母材。粘結(jié)的玻璃基板通常包括對液晶顯示器玻璃基板是必須的濾色層等。
與常規(guī)技術(shù)相似，母材表面上的劃線可用金剛石切割器或燒結(jié)硬質(zhì)合金輪切割器形成。劃線通過在母材上用金剛石切割器或燒結(jié)硬質(zhì)合金輪切割器劃出線條而形成。
劃線可借助應(yīng)用常規(guī)技術(shù)的ACCUDYNE公司生產(chǎn)的切割裝置采用的同樣方法而形成。也即(1)用金屬箔等在母材邊緣形成物理損傷；(2)用線性激光束照射物理損傷和(3)此后立即將氦和水的混合氣體噴向母材以便快速將它冷卻。應(yīng)用這三個(gè)步驟后，劃線可形成于母材的表面上。
母材表面上的狹縫通過在母材表面上實(shí)現(xiàn)掩模，隨之進(jìn)行化學(xué)處理而形成。掩模采用掩模材料實(shí)現(xiàn)，用以對應(yīng)切割圖案。掩模材料最好不受化學(xué)處理溶液的浸蝕。掩模涂敷方法的實(shí)例包括絲網(wǎng)印刷法、疊層薄膜加工法、抗蝕劑涂敷光刻法及類似方法。
絲網(wǎng)印刷法是這樣一種方法，其中屏幕分成若干部分，一些部分由掩模試劑通過，其余部分則沒有掩模試劑通過，然后使屏幕接觸母材的表面，以便擠出通過一些部分的掩模試劑，從而將掩模涂敷在玻璃表面上。疊層薄膜加工法是這樣一種方法，其中在用作掩模材料的薄膜的一個(gè)表面上形成有壓敏粘結(jié)層，它被粘結(jié)至母材的表面上。抗蝕劑涂敷光刻法是這樣一種方法，其中掩模是通過在母材表面涂敷作為掩模材料的光敏抗蝕劑，然后用光加以照射而完成。
當(dāng)一條劃線等形成于粘結(jié)玻璃基板的一塊子基板上時(shí)，通常在另一塊子基板上再形成一條劃線等，且該條劃線等通常位于上述一塊子基板上的劃線的正下方。當(dāng)在另一塊子基板上的劃線不形成于上述正下方時(shí)，粘結(jié)玻璃基板的切割面在厚度方向成為臺(tái)階剖面。成為這種臺(tái)階形剖面時(shí)，剖面的下臺(tái)階可起粘結(jié)固定至其它構(gòu)件作用的粘結(jié)固定部分。
化學(xué)處理通過化學(xué)處理溶液接觸作為母材的玻璃而實(shí)現(xiàn)。
化學(xué)處理溶液應(yīng)該是一種包含溶解玻璃的化學(xué)制品的溶液?；瘜W(xué)處理溶液最好是一種含氫氟酸的水溶液。氫氟酸水溶液最好含一種或多種化學(xué)試劑，它們選擇由氫氟化物、無機(jī)酸和有機(jī)酸構(gòu)成的組合。
氫氟化物的實(shí)例有氟化銨、氟化鉀和氟化鈉。無機(jī)酸的實(shí)例有鹽酸、硫酸、磷酸和硝酸。有機(jī)酸的實(shí)例有乙酸和琥珀酸。可在化學(xué)處理溶液中加入一種或多種陰離子表面活性劑和兩性電介質(zhì)表面活性劑。磺酸鹽系的表面活性劑及類似物用作陰離子表面活性劑。胺系表面活性劑則例如用作兩性電介質(zhì)表面活性劑。
化學(xué)處理溶液中每種化學(xué)制品的主要作用如下。氫氟酸和氫氟化物的作用是將玻璃進(jìn)行化學(xué)蝕刻。而無機(jī)酸、有機(jī)酸、陰離子表面活性劑和兩性電介質(zhì)表面活性劑的作用是阻止產(chǎn)生于化學(xué)處理溶液中的產(chǎn)物附著至玻璃表面上。
母材與化學(xué)處理溶液的接觸時(shí)間及化學(xué)處理溶液的溫度要隨母材成份及其厚度進(jìn)行適當(dāng)改變。
使化學(xué)處理溶液與母材接觸的方法有下述(1)至(4)種方法，例如(1)將母材浸沒在化學(xué)處理溶液中，(2)將化學(xué)處理溶液噴射至母材上，(3)將化學(xué)處理溶液的蒸汽吹附在母材上，和(4)將母材暴露在化學(xué)處理溶液的蒸汽中。
當(dāng)母材浸沒在化學(xué)處理溶液中時(shí)，最好在其中產(chǎn)生氣泡或化學(xué)處理溶液的射流。為了產(chǎn)生氣泡或化學(xué)處理溶液的射流，建議在化學(xué)處理溶液貯槽的底部安裝氣泡發(fā)生器或化學(xué)處理溶液射流裝置。這時(shí)，可達(dá)到攪勻化學(xué)處理溶液的效果。當(dāng)安裝于氣泡發(fā)生器時(shí)，化學(xué)處理溶液中的產(chǎn)物上升至其表面，從而能阻止產(chǎn)物附著至玻璃上。
氣泡流和噴射流作為化學(xué)處理溶液流來講是相同的。由于玻璃表面上的物理損傷是凹進(jìn)部分，其中的化學(xué)處理溶液難于暴露至化學(xué)處理溶液流中。因此凹進(jìn)部分中的化學(xué)處理溶液進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)，從而很容易放慢蝕刻反應(yīng)速度。結(jié)果，凹進(jìn)部分之外的其它部分先于它們被蝕刻掉，從而產(chǎn)生了減少玻璃表面上物理損傷的效果。因此，通過使化學(xué)處理溶液沿著玻璃表面運(yùn)動(dòng)，能獲得減少玻璃表面上物理損傷的巨大的效果。當(dāng)化學(xué)處理溶液的運(yùn)動(dòng)接近基本平行于玻璃表面的運(yùn)動(dòng)時(shí)，則確保物理損傷的減少有更大的效果。
此外，產(chǎn)生了玻璃基板的角被倒角的效果。此效果是伴隨化學(xué)處理而獲得的。當(dāng)化學(xué)處理溶液基本平行于玻璃表面而流動(dòng)時(shí)，玻璃基板的角的倒角效果特別增大。
另一方面，當(dāng)使化學(xué)處理溶液流入劃線等形成的部分時(shí)，劃線等形成部分中的化學(xué)處理溶液進(jìn)入流動(dòng)狀態(tài)，從而增加蝕刻反應(yīng)速度；因此，加深劃線等的深度的作用增加。當(dāng)化學(xué)處理溶液流入劃線等的方向基本垂直于玻璃表面時(shí)，劃線等的深度的加深作用更為加強(qiáng)。當(dāng)使化學(xué)處理溶液流入劃線等時(shí)，還產(chǎn)生對玻璃基板的角進(jìn)行倒角的作用。
當(dāng)氣泡發(fā)生器或化學(xué)處理溶液射流裝置安裝在化學(xué)處理溶液貯槽的底部上時(shí)，從下列觀點(diǎn)出發(fā)選取將母材浸沒在化學(xué)處理溶液中的方法。
當(dāng)希望增加使玻璃表面上物理損傷減少的效果時(shí)，母玻璃基板沿垂直于溶液表面的方向下降至化學(xué)處理溶液中。當(dāng)希望增加劃線等的深度加深的效果時(shí)，母玻璃基板沿平行于化學(xué)處理溶液表面的方向浸沒于化學(xué)處理溶液中。母材也可相對溶液表面傾斜地浸沒于化學(xué)處理溶液中。
化學(xué)處理結(jié)束后，對母材進(jìn)行切割。作為切割方法，建議在玻璃上施加機(jī)械或熱應(yīng)力以切割玻璃。
采用機(jī)械應(yīng)力的切割方法包括施加拉力或加壓的切割方法。拉力切割玻璃方法是這樣一種方法，其中拉力作用在以劃線等為中心將玻璃分段相互移開的方向。而加壓方法則是這樣一種方法，其中壓力作用在劃線等上，從而用以切割玻璃。作為切割方法加壓方法是較好的。
當(dāng)應(yīng)用加壓方法時(shí)，壓力的作用方向可沿著面向劃線等形成的表面的方向，或者沿著面向與劃線等形成的表面相對的另一表面的方向。較好的是將壓力施加在劃線等形成的表面上。圖2表示壓力施加在劃線等形成的表面上時(shí)的狀態(tài)的實(shí)例。母材2橋接在兩臺(tái)支承臺(tái)4之間。然后，壓力工具5運(yùn)行，從劃線等3的正上方向劃線等施加壓力，從而能切割母材。
當(dāng)壓力施加在劃線等形成的表面上以便切割母材時(shí)，切割母材使用的壓力要小于施加在與劃線等形成的表面相對的另一表面上的壓力。對于在其上具有較淺的劃線等的母材，只要保持切割面上的光滑度，也可切割母材。例如，當(dāng)對一塊尺寸為40mm×60mm×0.7mm，在其上形成有深度為200μm的狹縫的硼硅酸鋁玻璃進(jìn)行化學(xué)處理并將其切割時(shí)，已證實(shí)，如果壓力施加在與狹縫形成的表面相對的另一表面上，則壓力必須為3000g或以上。另一方面，已證實(shí)，如果壓力施加在狹縫形成的表面上，則壓力在1500g或以上至2000g或以下的范圍內(nèi)就能切割玻璃。
也即，由于只需要較小的壓力，因此能實(shí)現(xiàn)快速切割。由于壓力分布在劃線以外部分上的機(jī)會(huì)很少，因而能防止切割時(shí)玻璃產(chǎn)生裂紋。
注意，與玻璃接觸的壓力工具可以是一塊平板。最好應(yīng)用較薄的板。
至于熱應(yīng)力施加方法，已可應(yīng)用的例如有這樣一種方法，其中劃線等的雙側(cè)都用激光光束加以照射，從而切割玻璃。這時(shí)，在玻璃熔融溫度或以下的溫度進(jìn)行激光加熱。
接著，本發(fā)明將根據(jù)實(shí)例加以表明。但應(yīng)注意，本發(fā)明不僅限于以下實(shí)例。
(實(shí)例1)兩塊液晶顯示器用的玻璃薄板，其尺寸各為400mm×500mm×0.7mm，用密封試劑相互粘結(jié)在一起。深度約為0.05mm的劃線用金剛石切割器成形在上述玻璃薄板的雙側(cè)表面上。一條劃線成形成位于另一條劃線的正下方。接著，已粘結(jié)玻璃的厚度在化學(xué)處理中減少0.4mm左右。
化學(xué)處理在下列條件下進(jìn)行。
化學(xué)處理溶液是一種水溶液，它包含5％的氫氟酸、10％的鹽酸和5％的硝酸。
已粘結(jié)玻璃浸沒在化學(xué)處理溶液中，且玻璃定向成垂直于溶液表面的方向。
氣泡從化學(xué)處理溶液貯槽的底部產(chǎn)生，其中氣泡基本平行于玻璃表面而流動(dòng)。
化學(xué)處理結(jié)束后，從劃線的正上方施加壓力以便切割已粘結(jié)玻璃。
(比較性實(shí)例1)已粘結(jié)玻璃在未經(jīng)化學(xué)處理的情況下加以切割。除未進(jìn)行化學(xué)處理外，切割進(jìn)行的方法與實(shí)例1中的相似。
在顯微鏡下對實(shí)例1和比較性實(shí)例1中獲得的玻璃基板進(jìn)行觀察。圖3和4是對劃線相交處附近的玻璃基板的角的形狀進(jìn)行觀察時(shí)獲得的示意圖。圖5和6是對玻璃板切割面形貌進(jìn)行觀察時(shí)獲得的示意圖。圖3和5是對進(jìn)行過化學(xué)處理的玻璃基板(實(shí)例1)進(jìn)行觀察的圖。圖4和6是對未進(jìn)行化學(xué)處理的玻璃基板(比較性實(shí)例1)進(jìn)行觀察的圖。
在圖3和4中，涂黑部分是玻璃基板3。圖3所示的玻璃基板6的角形狀處于完全沒有破損玻璃的狀態(tài)。另一方面，圖4所示的玻璃基板7的角形狀被確認(rèn)具有玻璃破損8。從觀察可發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行過化學(xué)處理的實(shí)例1的玻璃基板的角上沒有辨認(rèn)出玻璃破損。另一方面，在未進(jìn)行過化學(xué)處理的比較性實(shí)例1的玻璃基板的角上則可辨認(rèn)出玻璃破損。因此，已確認(rèn)，在切割玻璃基板時(shí)，由于對其進(jìn)行化學(xué)處理，玻璃基板的裂紋得以避免。
在圖5中玻璃切割面9是光滑的。另一方面，在圖6中玻璃切割面11不光滑，而是在其上具有裂紋13。
在圖5中，玻璃表面上的劃線10是直線的。在另一方面，在圖6中，低洼的凹陷用涂黑表示。也即，劃線12的形狀不規(guī)則，具有放大的凹陷和凸起。放大的凹陷和凸起表示在切割玻璃基板時(shí)產(chǎn)生玻璃裂紋和破損。因此，可確信，通過進(jìn)行化學(xué)處理，在形成劃線時(shí)產(chǎn)生的玻璃裂紋被去除。
已確認(rèn)，在實(shí)例1的玻璃薄片中，有劃線形成的部分的角的形狀被加以倒角。另一方面，已確認(rèn)，在比較性實(shí)例1的玻璃基板中，有劃線形成的部分的角形狀是直角或是銳角(未表示)。
對實(shí)例1和比較性實(shí)例1的玻璃基板的強(qiáng)度進(jìn)行測量。玻璃基板的強(qiáng)度測量在以下條件下進(jìn)行。圖7表示測量方法。
(1)兩臺(tái)玻璃薄板支承臺(tái)15的尺寸為40mm(L2)×40mm(L3)×8.4mm(L4)，它們相互平行地安裝，其間的間隔(L1)為49mm；(2)玻璃薄板試件14放置在支承臺(tái)15上；(3)壓力由尺寸為50mm(L5)×2.0mm(L6)×10mm(L7)的不銹鋼壓力工具16從玻璃薄板試件中心線的正上方施加于其上；(4)當(dāng)試件破裂時(shí)，測得最大壓力；(5)最大壓力被定義為玻璃基板的強(qiáng)度。
實(shí)例1的玻璃基板的強(qiáng)度是1500g。另一方面，比較性實(shí)例1的玻璃基板的強(qiáng)度是1000g。也即，由此可見玻璃基板的強(qiáng)度增加了。
(實(shí)例2)兩塊液晶顯示器用的玻璃薄板，其尺寸各為400mm×500mm×0.7mm，用密封試劑相互粘結(jié)在一起。在已粘結(jié)玻璃的兩個(gè)表面及一個(gè)側(cè)表面上進(jìn)行了掩模。在掩模中應(yīng)用了疊層薄膜。然后，將掩模中應(yīng)用的疊層薄膜剝掉一條寬度為0.2mm的帶。剝掉部分是狹縫形成的部分。在已粘結(jié)玻璃的兩個(gè)表面上均進(jìn)行疊層薄膜的剝掉。已粘結(jié)玻璃下表面上的疊層薄膜的剝掉部分位于已粘結(jié)玻璃上表面上疊層薄膜的剝掉部分的正下方。
接著進(jìn)行化學(xué)處理。化學(xué)處理溶液及在化學(xué)處理溶液中產(chǎn)生氣泡的條件與實(shí)例1中的相似。已粘結(jié)玻璃浸沒在化學(xué)處理溶液中時(shí)，應(yīng)使化學(xué)處理溶液的表面與已粘結(jié)玻璃的表面相互平行。也即，已粘結(jié)玻璃下降進(jìn)入溶液時(shí)，氣泡應(yīng)沿著垂直方向沖擊已粘結(jié)玻璃?；瘜W(xué)處理進(jìn)行至形成一條深度為0.05mm的狹縫為止。
此后，施加壓力用以切割已粘結(jié)玻璃。在顯微鏡下對按以上操作獲得的玻璃基板進(jìn)行觀察。結(jié)果證實(shí)在玻璃基板的端面上不產(chǎn)生裂紋。這進(jìn)一步證實(shí)切割面是光滑的。
實(shí)例2中獲得的玻璃基板的強(qiáng)度按實(shí)例1中的相同方法進(jìn)行測量。玻璃基板的強(qiáng)度是1500g。
(實(shí)例3)玻璃基板的切割方法與實(shí)例2中的差異僅在于疊層薄膜的剝離方法。疊層薄膜在已粘結(jié)玻璃基板的上表面和下表面的剝離相互平行。此外，在已粘結(jié)玻璃基板的上表面和下表面上的疊層薄膜被剝離成，當(dāng)從上向下觀察時(shí)，剝離帶之間的間隔為0.2mm。
在顯微鏡下對實(shí)例3中獲得的玻璃基板進(jìn)行觀察。結(jié)果證實(shí)，在玻璃基板的端面的裂紋和在其切割面上的裂紋均被抑制。切割面確定是光滑的。在顯微鏡下對玻璃基板從其一側(cè)進(jìn)行觀察。圖8是玻璃基板的示意側(cè)視圖。發(fā)現(xiàn)玻璃切割部分被成形成臺(tái)階形狀。
權(quán)利要求
1.一種切割玻璃的方法，其特征在于，將劃線成形在玻璃表面上后，進(jìn)行化學(xué)處理。
2.一種切割玻璃的方法，其特征在于，在玻璃表面上實(shí)施對應(yīng)于切割圖案的掩模，之后進(jìn)行化學(xué)處理，在玻璃表面上形成對應(yīng)于切割圖案的狹縫。
3.如權(quán)利要求2所述的切割玻璃的方法，其特征在于，對應(yīng)于切割圖案的掩模借助絲網(wǎng)印刷法、疊層薄膜加工法或抗蝕劑涂敷光刻法施加在玻璃表面上。
4.如權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的切割玻璃的方法，其特征在于，上述化學(xué)處理通過使化學(xué)處理溶液接觸玻璃表面而實(shí)施。
5.如權(quán)利要求4所述的切割玻璃的方法，其特征在于，上述化學(xué)處理是將玻璃浸沒在化學(xué)處理溶液中。
6.如權(quán)利要求5所述的切割玻璃的方法，其特征在于，上述化學(xué)處理在化學(xué)處理溶液中產(chǎn)生氣泡或噴射流。
7.如權(quán)利要求6所述的切割玻璃的方法，其特征在于，上述化學(xué)處理使化學(xué)處理溶液沿玻璃表面流動(dòng)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的切割玻璃的方法，其特征在于，上述化學(xué)處理使化學(xué)處理溶液流入劃線或狹縫形成的部分中。
9.如權(quán)利要求4所述的切割玻璃的方法，其特征在于，上述化學(xué)處理是將化學(xué)處理溶液噴射在玻璃表面上、將化學(xué)處理溶液的蒸汽吹附在玻璃表面上，或?qū)⒉ＡП砻姹┞对诨瘜W(xué)處理溶液的蒸汽中。
10.如權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的切割玻璃的方法，其特征在于，上述化學(xué)處理結(jié)束后，將機(jī)械或熱應(yīng)力施加在劃線或狹縫上，以便切割玻璃。
11.如權(quán)利要求10所述的切割玻璃的方法，其特征在于，上述化學(xué)處理結(jié)束后，以劃線或狹縫為中心沿著將玻璃分段相互拉開的方向施加拉力。
12.如權(quán)利要求10所述的切割玻璃的方法，其特征在于，上述化學(xué)處理結(jié)束后，沿著面向在其上形成劃線或狹縫的表面的方向，或者沿著面向與在其上形成劃線或狹縫的表面相對的另一表面的方向施加壓力，從而在劃線或狹縫上作用機(jī)械應(yīng)力，以切割玻璃。
13.如權(quán)利要求10所述的切割玻璃的方法，其特征在于，上述化學(xué)處理結(jié)束后，劃線或狹縫的兩側(cè)都用激光加以照射，以切割玻璃。
14.一種平板顯示器玻璃基板，其特征在于，應(yīng)用如權(quán)利要求1至13中任一權(quán)利要求所述的切割方法進(jìn)行生產(chǎn)。
15.一種平板顯示器，其特征在于，應(yīng)用如權(quán)利要求14所述的玻璃基板。
全文摘要
一種玻璃基板，其經(jīng)切割所得的尺寸具有高的精度，且伴隨切割出現(xiàn)于玻璃中的裂紋也被抑制；以及一種無需增加玻璃厚度而能得到高強(qiáng)度玻璃的方法。在玻璃表面上形成劃線后，進(jìn)行化學(xué)處理。此后，玻璃通過機(jī)械應(yīng)力或熱應(yīng)力加以切割。另外，通過化學(xué)處理形成狹縫以代替形成劃線。
文檔編號C03B33/033GK1532158SQ20041000781
公開日2004年9月29日 申請日期2004年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月24日
發(fā)明者西山智弘 申請人:西山不銹化學(xué)股份有限公司