脆性材料基板、脆性材料基板的激光划线方法及激光划线装置的制作方法

专利名称：：脆性材料基板、脆性材料基板的激光划线方法及激光划线装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及对脆性材料基板照射激光束之后进行冷却从而使基板产生垂直裂缝以形成划线的激光划线方法及激光划线装置，特别涉及对涂布有透明导电膜等覆膜的脆性材料基板的覆膜附近或脆性材料基板的端缘照射激光束以形成划线的脆性材料基板的划线方法及划线装置。在此，所谓脆性材料基板是指玻璃基板、烧结材料的陶瓷、单结晶硅、半导体晶片、陶瓷基板和蓝宝石基板等。此外，脆性材料基板不仅包含由一块基板构成的单板外，也包含将基板贴合起来而形成的贴合基板。
背景技术：
：已知如下的激光划线方法在上述的玻璃基板和蓝宝石基板等脆性基板中，使通过照射激光束而在基板上形成的加热点(也称作光束点)沿预先设定于基板的划线预定线相对移动以加热基板，接下来使通过喷射制冷剂而形成的冷却点以追踪加热点的轨迹的方式移动以冷却基板，由此在划线预定线上形成划线(例如参考专利文献1)。在这种激光划线加工中，基于在加热点周围产生的压缩应力和在冷却点周围产生的拉伸应力而形成垂直裂缝。在此情况下，在形成垂直裂缝之前先使用划线轮等工具在基板的端面形成刻痕(初始裂纹)，接下来以该刻痕为起始点扫描由激光束形成的加热点和由制冷剂形成的冷却点，由此使沿基板的板厚方向渗透的垂直裂缝沿基板的表面方向伸展。一般在进行激光划线加工的情况下，将激光束的光束点形成为左右对称的形状(圆、椭圆和长圆等)，并对照射位置进行定位以使光束点的中心通过划线预定线，然后才扫描激光束。具体而言，在圆形光束点的情况下以圆的中心为光束点的中心，在椭圆形和长圆形光束点的情况下则以左右方向的中心线(即长轴)和前后方向的中心线(即短轴)相交的交点为光束点的中心，以在划线预定线上移动的方式进行扫描。进而以追踪光束点所通过的轨迹的方式来扫描冷却点。另一方面，被施以激光划线加工的玻璃基板等脆性基板形成为在用于扫描光束点的划线预定线附近不存在阻碍激光照射的物体。通过在这种条件下进行激光划线加工，使在夹着光束点的中心移动的行进线(即划线预定线)的左右两侧的区域所发生的热应力的大小相等，进而在光束点的中心移动的行进线的正下方，热应力达到最大，结果因热应力而产生的裂缝便形成于行进线的正下方(划线预定线的正下方)。专利文献1日本专利第3027768号公报现有的激光划线方法通常以包含预定形成划线的线上及该线附近不存在妨碍对被照射的激光束进行照射的因素为前提。妨碍因素可以被认为是这样的物质，该物质例如存在于基板上，且与所照射的激光束仅照射在基板上的情况不同，该物质异常地吸收激光或反射激光。如果这种物质存在于基板上的划线预定线附近，则当激光束的中心在该线上移动时，被该线左右的基板内吸收的光能量不同，产生的热应力大小也不同。其结果是，因划线预定线附近被冷却而发生的热应力变化在划线预定线左右也不同。在该情况下，所得到的裂缝会与预定的线的位置不一致。具体而言，预想到在以下状况下裂缝与划线预定线会不一致。(第一状况)有时，对由激光束的照射引起的加热作用产生妨碍的物质作为异物存在于基板上。作为具体例子可考虑到如下情况，在基板为平面显示体即平板显示器(FPD)用基板时，在用于形成TFT(ThinFilmTransistor薄膜晶体管)元件等的成膜工序中，本来不形成于划线预定线附近的膜成分不经意间附着于划线预定线附近，或者本来应在先前工序中被除去的膜成分残存于划线预定线附近。任一种状况都为所述膜成分具有由于被照射到基板的激光束而受到较大影响的光学特性的状况，可以预想到，在该膜成分存在于划线预定线附近且使进一步被照射至基板上的激光束对基板的热影响在线的左右大大不同的情况下，通过激光加热和冷却而形成的裂缝的位置会从划线预定线的位置偏离。(第二状况)有时，在基板上具有形成为功能部件的透明导电膜，需要尽可能地靠近该导电膜的附近划线以形成裂缝。例如是考虑到要兼顾将基板剖分后的尺寸与结果得到的显示屏幕的尺寸而产生这种需求的。可以预想到，这种透明导电膜使照射至基板的激光束反射，该导电膜存在于划线预定线附近且使进一步照射至基板上的激光束对基板的热影响在线的左右大大不同，在这种情况下，通过激光加热和冷却而形成的裂缝的位置同样会从划线预定线的位置偏离。(第三种状况)有时，需要尽可能地靠近基板端对基板的端部附近进行划线以形成裂缝。例如是考虑到要兼顾将基板剖分后的尺寸与结果得到的显示屏幕的尺寸而产生这种需求的。在这种情况下，基板端存在于划线预定线附近，可以预想到，激光束的一部分并未照射至基板上，使得对基板的热影响在预定线的左右大大不同，在这种情况下，通过激光加热和冷却而形成的裂缝的位置同样会从划线预定线的位置偏离。亦即，有时在划线预定线附近有异物左右不对称地存在，在激光束被照射至该异物部分时，激光束的一部分会被此异物反射、吸收。其结果是，在划线预定线的左右对基板进行照射的照射面积不同，导致被基板吸收的能量产生差异。此外，有时在玻璃基板等上涂布ITO(Indiumtinoxide氧化铟锡)膜作为透明导电膜。ITO膜具有使CO2激光的波长光反射的特性。因此，如果对玻璃基板照射CO2激光而激光的一部分在ITO膜表面被反射的话，ITO膜下侧的玻璃基板区域实质上未被照射到，基板所吸收的能量减少，抑制了温度上升。相反地，在覆膜具有吸收激光束的波长光的特性的情况下，该覆膜部分下侧的玻璃基板区域的实际吸收能量增大，温度上升加速。再有，有时由于在划线预定线附近形成的覆膜的厚度改变，所以被吸收的能量也变化。此外，如果覆膜的膜厚接近激光的波长而产生多重反射，则在激光的波长与覆膜的膜厚的关系满足特定条件时，即使是具有吸收特性的覆膜，也可能使吸收能量变得极小而导致吸收能量变化。相反地，即使是具有反射特性的覆膜，在激光的波长与覆膜的膜厚的关系满足特定条件时，也可能使吸收变得极大而导致吸收能量变化。如果覆膜等异物在划线预定线附近不对称配置而造成的影响使基板所吸收的能量在划线预定线左右不同，则在基板中产生的热分布在划线预定线的左右不对称，在基板内部产生的热应力分布在划线预定线的左右也不对称。如果热应力分布不对称，则激光照射后的制冷剂喷射所引起的热应力变化在划线预定线的左右也不对称，其结果是，实际形成划线(裂缝)的位置会从划线预定线偏离。另外，当需要在基板的端部附近形成划线时，如果使激光束一边沿着端部附近的划线预定线移动一边进行照射，则夹着划线预定线而照射基板端侧的光束点仅照射至基板端，光束点的一部分超出基板端。其结果是，夹着划线预定线在左右两侧照射面积不同，所吸收的能量也不同，热应力的分布在划线预定线的左右仍不对称。其结果是，实际形成划线(裂缝)的位置会从划线预定线偏离。使用图说明在划线预定线附近有异物不对称地存在的情况下所形成的划线和在基板端形成的划线的具体例。图14为示出利用激光划线方法从一块玻璃制母基板A中切分出单位显示基板U的一个例子的图。相对于被设置于激光划线装置的母基板A，长圆形状的光束点P的中心(左右方向的中心线即长轴与前后方向的中心线即短轴相交的交点)以在划线预定线S上移动的方式进行扫描以进行局部加热，进而以追踪光束点P所通过的轨迹的方式吹送制冷剂(未图示)以进行冷却。当在单位显示基板U的区域有透明导电膜等覆膜区域C(异物)存在时，如果在此覆膜区域C的端缘Cl附近沿划线预定线S扫描激光束的光束点P，则光束点P的一部分也被照射至划线预定线S附近的覆膜区域C。此时，在存在覆膜区域C的部分与不存在覆膜区域C的部分，对由光束点P的照射所产生的热的吸收程度不同(亦即对热的反射程度不同)，因此在划线预定线S的左右，光束点P通过时的基板表面的热分布变得不对称。在该情况下，位于光束点P与覆膜区域C无交集的位置的划线Tl与划线预定线S一致，而位于光束点P与覆膜区域C有交集的区域的划线T2以远离覆膜区域C的方式偏离划线预定线S。因此，在所形成的划线Tl与划线T2之间产生了位置偏移。此外，图15为示出在玻璃制母基板A的基板端附近切分出单位显示基板U的情况下的一个例子的图。相对于被设置于激光划线装置的母基板A，圆形的光束点P(光束形状也可以为图14那样的长圆形或椭圆形)的中心以在划线预定线S上移动的方式进行扫描以进行局部加热，进而以追踪光束点P所通过的轨迹的方式吹送制冷剂(未图示)以进行冷却。在划线预定线S被设定于从基板的端缘Ml至划线预定线S的距离d2小于从覆膜区域C的端缘Cl至划线预定线S的距离dl的位置的情况下，向基板A照射的光束点P中的图中斜线部未照射至基板A，而是偏离至基板外。因此，在划线预定线S的左右，照射面积不同，通过激光照射而在基板A的表面产生的热分布在划线预定线的左右变得不对称，产生与异物不对称存在时同样的位置偏移的问题。再有，在划线预定线S与基板A的端缘Ml不平行而导致从划线预定线S至上述端缘Ml的距离变动时，通过激光照射而产生的热分布在划线预定线S的左右仍是不对称的，从而产生同样的问题。另外，对于由除了玻璃以外的材料构成的基板，也同样有可能产生上述问题。
发明内容于是，本发明的第一目的在于，即便是在划线预定线附近有妨碍照射的异物例如覆膜存在的情况下，也可以避免由于该异物存在所造成的影响地进行激光划线加工。本发明的第二目的在于提供一种划线方法，即便是在平板显示器用玻璃基板等在基板上形成有透明导电膜(ΙΤ0膜等)的情况下，也能够将所述透明导电膜视为异物，在该透明导电膜附近设定划线预定线，并沿所述划线预定线进行划线加工。本发明的第三目的在于提供一种划线方法，即便对于设定于基板端附近的划线预定线，也能够沿该划线预定线进行划线加工。为解决上述课题而作出的本发明的激光划线方法为如下这样的脆性材料基板的激光划线方法通过一边使激光束照射机构相对于脆性材料基板相对移动一边照射激光束，从而沿划线预定线扫描激光束的光束点以加热基板，接下来通过沿所述划线预定线冷却基板从而沿划线预定线形成划线，在照射面积调整单元安装于激光束照射机构和基板表面中的任一方的状态下，对被激光束照射的基板表面的范围相对于所述划线预定线不对称的区域照射激光束，所述照射面积调整单元遮蔽激光束以使被激光束照射的基板表面的范围相对于所述划线预定线对称。在此，作为激光束，采用通常用于根据脆性材料基板的材质以激光进行划线的激光束即可，能够将准分子激光、YAG激光、二氧化碳激光或一氧化碳激光等激光用于实施本发明。此外，“被激光束照射的基板表面的范围相对于所述划线预定线不对称的区域”，具体而言是包括位于划线预定线附近的基板表面的状态左右不同、或者在位于划线预定线附近的基板表面左右不对称地形成有覆膜等异物、又或者位于划线预定线的左右两侧附近的基板形状不同的区域。根据本发明，在激光束照射机构和基板表面中的任一方安装有照射面积调整单元。在沿划线预定线扫描激光束的光束点时，在被激光束照射的基板表面的范围相对于所述划线预定线不对称的区域，通过照射面积调整单元遮蔽激光束，以使被激光束照射的基板表面的范围相对于所述划线预定线对称。由此，调整为左右两侧的热分布在划线预定线全长范围内对称。其结果是，能够形成直进性良好的划线。(其他用于解决课题的手段及效果)在上述发明中，脆性材料基板也可以在基板表面的一部分形成覆膜区域，并将覆膜区域设于使被扫描的光束点的一部分通过覆膜区域的位置。在此，用于形成覆膜区域的“覆膜”可以是对激光束具有反射特性或吸收特性的覆膜，然而并未特别限定。代表例例如是作为电极和无反射涂层使用的透明导电膜(例如ITO膜等)、作为电极和反光面使用的金属膜(例如铝、银、金)等。作为其他例，也可以是抗蚀膜(resistfilm)、各种保护膜、各种功能性膜。根据本发明，即便是在划线预定线附近形成有覆膜的情况下也可以不受覆膜的影响地形成划线，其结果是，能够形成直进性良好的划线。此外，在上述发明中，也可以是以被扫描的光束点的一部分通过基板端部的外侧的方式扫描光束点。根据本发明，即便是在例如划线预定线被设定于靠近基板端缘的位置的状况下、划线预定线无法设定成与基板端缘平行的状况下、或者在划线预定线附近的基板端缘沿划线预定线的宽度方向存在凹凸的状况下照射来自激光束照射机构的光束点时，也可以不受从划线预定线至基板端缘的距离的影响地形成划线，能够形成直进性良好的划线。此外，在上述发明中，也可以构成为，安装于激光束照射机构的照射面积调整单元由光闸部件构成，该光闸部件以缩减光束点沿划线预定线的宽度方向的范围的方式遮光，并且限制光闸部件的开口，使得经由该光闸部件照射至基板的光束点所产生的热分布相对于划线预定线左右对称。根据本发明，通过缩小光闸部件的开口来减少光束点沿划线预定线的宽度方向的范围(亦即光束点的宽度，以下称为光束点宽度)，向基板进行照射，以使由光束点产生的热分布在划线预定线全长范围内相对于划线预定线左右对称。由此，能够形成直进性良好的划线。此外，为使热分布沿划线预定线对称，优选激光束的光束点的形状为左右对称的形状。例如一般为圆形、椭圆形和长圆形，但只要是实际为左右对称的形状，并未特别限定。例如也可以形成一对光束点，所述一对光束点在相对于划线预定线左右对称的位置分离且以左右对称的形状形成。如上所述地形成一对光束点，从而能够改善划线预定线正下方的应力分布，并能够使垂直裂缝沿基板厚度方向深深地延展(参照W02006/038365号公报)。此外，在上述发明中，在沿划线预定线在左右任一侧形成有覆膜的情况下，安装于脆性材料基板的照射面积调整单元也可以夹着划线预定线在另一侧形成暂置覆膜，以使由光束点产生的热分布相对于划线预定线左右对称。根据本发明，在划线预定线的左右任一侧形成有覆膜区域时，通过夹着划线预定线在另一侧形成暂置覆膜，能够使由激光束的反射和吸收导致的热影响在划线预定线的左右达到平衡以使热分布在划线预定线的左右对称。在此，暂置覆膜的材料并不特别限定，可以与用于形成覆膜区域的材料相同，只要反射及吸收等光学特性相同，也可以为不同材料。例如在用作电极和无反射涂层的透明导电膜(例如ITO膜等)作为覆膜区域形成于划线预定线的一侧的情况下，可在另一侧形成由相同透明导电膜构成的暂置覆膜。对于液晶显示面板用的母基板，虽将透明导电膜形成图案以作为覆膜区域，但只要在此透明导电膜形成图案时，在本来不必形成透明导电膜的区域即夹着划线预定线在与覆膜区域相反侧的区域同时形成暂置覆膜，便能够有效率地形成暂置覆膜。此外，作为根据另一观点作出的本发明的另一个实施方式的激光划线装置为一种脆性材料基板用的激光划线装置，该脆性材料基板用的激光划线装置具备激光束照射机构、冷却机构、以及使所述激光束照射机构及冷却机构相对于基板移动的扫描机构，以沿设定于基板的划线预定线扫描激光束的光束点的方式使激光束照射机构相对于基板相对移动并以软化点以下的温度对基板局部加热，接下来使冷却机构沿光束点所通过的轨迹相对移动以对基板局部冷却，沿划线预定线形成划线，该脆性材料基板用的激光划线装置具备光闸，该光闸缩减光束点的点宽度，以使通过向所述基板照射光束点而产生的热分布在划线预定线的全长范围内左右对称。根据本发明，通过如下方式对基板进行照射利用光闸缩小光束点的点宽度，使由光束点产生的热分布在划线预定线的全长范围内相对于划线预定线左右对称。由此，能够形成直进性良好的划线。在上述划线装置中，也可以构成为，所述光闸具有光闸宽度调整机构，该光闸宽度调整机构用于调整光束点的点宽度，光束点的点宽度被设定为从划线预定线至存在于该划线预定线附近的覆膜区域及从基板端缘至划线预定线之中的最短距离的两倍或小于两倍。根据本发明，由于能够调整为在扫描光束点时光束点不会与覆膜区域及基板端缘相交，因此只要沿划线预定线对称地照射光束点即可使热分布对称。在上述划线装置中，也可以构成为，所述光闸具有光闸宽度调整机构，该光闸宽度调整机构用于调整光束点的光束宽度，该划线装置还具备摄像部和光间宽度控制部，所述摄像部利用扫描机构沿划线预定线全长进行相对移动并拍摄存在于划线预定线附近的覆膜区域及基板端缘的图像信息，所述光闸宽度控制部基于由摄像部拍摄到的图像信息提取从划线预定线至覆膜区域和从划线预定线至基板端缘之中的最短距离，并根据所提取的最短距离来确定划线预定线的宽度方向上的光束点宽度，通过控制该光闸宽度调整机构来调整光束点宽度。根据本发明，利用扫描机构使摄像部沿划线预定线全长进行相对移动，并对存在于划线预定线附近的覆膜区域及基板端缘进行拍摄。光闸宽度控制部根据拍摄到的图像信息提取从划线预定线至覆膜区域和从划线预定线至基板端缘之中的最短距离。然后基于所提取的最短距离来确定划线预定线的宽度方向上的光束点的点宽度，并利用光闸宽度调整机构来控制光束点宽度。由此，能够自动检测出至存在于划线预定线附近的覆膜区域和基板端缘之中的最短距离，并且能够自动调整被照射的点宽度。根据本发明，将预先设定的从划线预定线至覆膜区域和从划线预定线至基板端缘之中的最短距离作为距离数据输入，并存储被输入的距离数据。光闸宽度控制部读取被存储的距离数据并根据所读取的距离数据来确定划线预定线的宽度方向的光束点宽度，并控制光闸宽度调整机构。由此，只要事先将到达存在于划线预定线附近的覆膜区域及基板端缘之中的最短距离存储起来，便能够自动调整被照射的点宽度。图1为作为本发明的一个实施方式的激光划线装置的概要结构图。图2为示出图1的激光划线装置的控制系统的结构的图。图3为说明用于形成光束点的光学保持器的图。图4为说明用于形成光束点的光学保持器的另一例的图。图5为说明光闸的结构的概要结构图。图6为说明在对形成有覆膜区域的玻璃基板照射激光束时的与光闸的位置关系的侧视图。图7为说明在对形成有覆膜区域的玻璃基板照射激光束时的与光闸的位置关系的俯视图。图8为说明沿在玻璃基板的基板端缘附近形成的划线预定线进行划线的状况的图。图9为作为本发明的另一实施方式的激光划线装置的概要结构图。图10为示出图9的激光划线装置的控制系统的结构的图。图11为示出在作为本发明的又一实施方式的激光划线装置中，沿1条划线预定线S拍摄的一连串图像的图。图12为说明作为本发明的又一实施方式的激光划线方法的图。图13为示出覆膜区域与形成图案的暂置覆膜的一个例子的图。图14为示出通过现有技术在划线预定线附近形成有覆膜区域的母基板上沿划线预定线扫描光束点时所形成的划线的示意图。图15为示出通过现有技术在距基板的端缘Ml距离极短的位置形成有划线预定线S及覆膜区域的母基板上沿划线预定线扫描光束点时所形成的划线的示意图。附图标记2滑动工作台；12旋转工作台；13激光发射器；14光学保持器；16冷却喷嘴；18划线轮；41光学分割组件；42,43聚光透镜；44光闸(shutter)；44b光闸板；51工作台驱动部；52激光驱动部；53喷嘴驱动部；54切刀驱动部；55光闸驱动部；56控制部；57输入部；58显示部；59距离数据存储部；61摄像机；62光闸宽度控制部；7175暂置覆膜；A玻璃基板(母基板)；C覆膜区域；D暂置覆膜间隔；LD限制光束点；Wo开口宽度；W:限制光束点宽度。具体实施例方式(第一实施方式)以下，基于本发明的实施方式。图1为作为本发明的一个实施方式的激光划线装置LSl的概要结构图。图2为示出图1的激光划线装置LSl的控制系统的结构的图。图3为说明内置有用于调整光束点的光学系统的光学保持器的结构的图。首先，基于图1说明激光划线装置LSl的整体结构。沿平行配置于水平架台1上的一对导轨3、4，设有沿图1的纸面前后方向(以下称为Y方向)往复移动的滑动工作台2。在两导轨3、4之间沿Y方向配置有导螺杆(7夕U工一才、5，在该导螺杆5上螺合有被固定于所述滑动工作台2的支柱6，通过电动机(未图示)使导螺杆5正转和反转从而使滑动工作台2沿导轨3、4在Y方向往复移动。在滑动工作台2上沿导轨8配置有沿图1的左右方向(以下称作X方向)往复移动的水平的台座7。通过电动机9进行旋转的导螺杆10贯通并螺合在被固定于台座7的支柱10a，通过导螺杆10正转和反转使台座7沿导轨8在X方向往复移动。在台座7上设有在旋转机构11的作用下旋转的旋转工作台12，作为剖分对象物的玻璃基板等脆性材料基板(以下仅将其称为母基板A)以水平状态安装于此旋转工作台12。旋转机构11使旋转工作台12绕垂直的轴线旋转，且能够使旋转工作台12相对于基准位置旋转为任意旋转角度。此外，作为剖分对象物的母基板A通过例如吸附卡盘被固定于旋转工作台12。在旋转工作台12的上方，与激光振荡器13相连的光学保持器14由安装架15保持。由激光振荡器13发射出的激光束是通过光学保持器14内部的光学系统以预先设定好的形状的光束点(在此设为沿划线预定线方向延伸得较长的大致长圆形状的光束点)被照射至母基板A上。另外，光学保持器14内部的光学系统将在后面叙述。在旋转工作台12的上方配设有可自由调整位置的一对CXD摄像机20(21)。在作为剖分对象物的母基板A的两端附近设有一对对准标记，所述一对对准标记通常用于设定当将母基板A载置于旋转工作台12时的加工基准点，一对CXD摄像机20(21)被配设为能够分别拍摄所述对准标记。另外，在图1中，仅纸面近前侧的CXD摄像机20被图示出来，纸面内侧的CXD摄像机21未被图示。光学保持器14在旋转工作台12上方的移动由图2的控制部56来控制。一般而言，在使用激光的划线装置的基本设备结构中，因激光束的射出而形成于母基板A的光束点的中心位置与光学保持器14的中心位置通常不一致，但是光学保持器14在与被加工对象物的表面沿垂直方向离开预定距离的位置移动，通过将光学保持器14的中心位置坐标视为坐标数据处理，从而控制装置侧能够将光束点照射的中心位置作为位置数据检测出来。如果采用其他的装置部分的位置作为坐标数据，则预先将补偿量存储于用于管理装置的移动数据的控制部，并根据需要对补偿量进行增减，从而能够控制光学保持器14的移动。此外，如果从光学保持器14射出的光束的形状为大致圆形，则设该圆形的中心坐标(Rx，Ry)为光束的中心坐标数据，如果光束形状为沿行进方向延伸的形状且在行进方向的左右对称的椭圆形，则设该椭圆形的长轴与短轴交叉的位置(Ex，Ey)为光束的中心坐标数据。在光束的中心位置与光学保持器14的中心位置不一致时，将两者的位置相差的值视为补偿量，只要掌握其中任意一方的位置，则另一方的位置便可通过加上补偿量而迅速求得。例如，掌握光学保持器14的中心位置坐标与光束的中心坐标(Rx，Ry)的偏差量作为补偿量，只要将光学保持器14的位置数据作为装置的控制数据事先输入至控制程序中，便能够在必要时通过与补偿相关的运算处理来求得光束在基板上的实际坐标位置。另外，通过掌握光束的坐标数据和上述的光学保持器14的坐标数据，能够将光学保持器14在划线动作中的当前位置与光束中心的当前位置在与控制部连接的显示器上映现出来以供确认。在以下的说明中为求简化，假设光束中心位置与光学保持器14的中心位置一致而进行说明。此外，在安装架15上靠近光学保持器14地设有冷却喷嘴16。从该冷却喷嘴16对玻璃基板喷射冷却液、氦气和二氧化碳气体等冷却介质。所述冷却介质被吹送至接近先前从光学保持器14照射至母基板A上的光束点的长边方向的端部的位置，并在母基板A的表面形成冷却点。再有，划线轮18经由上下移动调节机构17进行安装。该划线轮18是以烧结钻石或超硬合金为材料，在该划线轮18的外周面具有以顶点为刃尖的V字形棱线部，从而能够通过上下移动调节机构17微调该划线轮18对母基板A的压接力。划线轮18专用于在使母基板A的端缘形成初始裂纹(触发部(卜U#))时使台座7从待机位置沿X方向移动并使轮18暂时下降从而返回待机位置。接着，基于图2说明控制系统。在激光划线装置LSl中，工作台驱动部51驱动用于对滑动工作台2及台座12进行定位的电动机(电动机9等)；激光驱动部52驱动激光振荡器13以照射激光束；喷嘴驱动部53与冷却喷嘴16连结并且驱动对制冷剂喷射进行控制的开闭阀(未图示)；轮驱动部54用于对划线轮18进行定位及调整划线轮18对母基板A的压接力；光闸驱动部55对光闸44的开口宽度Wo进行调整，上述各驱动系统通过由计算机(CPU)构成的控制部56进行控制。由键盘和鼠标等构成的输入部(未图示)、以及由进行各种显示的显示屏幕构成的显示部58与控制部56连接，从而将必要的消息显示于显示屏幕并能够输入必要的指示和设定。进而，在控制部56还具备距离数据输入部57、距离数据存储部59、以及光闸宽度控制部44，所述距离数据输入部57将预先设定的对应于从划线预定线S至覆膜区域C和从划线预定线S至基板端缘Ml之中的最短距离的坐标数据作为距离数据输入；所述距离数据存储部59用于存储被输入距离数据输入部57的距离数据；所述光间宽度控制部44读取被存储于距离数据存储部59的距离数据，并基于所读取的距离数据来调整光闸板44b的开口宽度Wo，用以确定光束点沿划线预定线的宽度方向的扩展即确定光束点限制宽度W。由此，能够在自动地确定了光闸板44b的开口宽度Wo后进行划线。接着，基于图3说明光学保持器14的内部结构。如图3所示，光学保持器14具备聚光透镜42、43和光间44，所述聚光透镜42、43将来自激光发射器13的激光束LB变形为具有长圆形状的光束点的激光束LC，所述光闸44遮蔽激光束LC的外侧部分以形成光束宽度受限的限制光束点LD。另外，将限制光束点LD的限制点宽度以W表示。另外，如图4所示，也可以设置沿限制光束点LD的长轴方向的中央线被遮光的部分，从而形成限制点宽度为W的左右一对限制光束点LD2。此时，在光路上安装用于遮蔽光束点中央部份的光学分割元件41(例如遮蔽中央线的狭缝板)。由此，能够沿基板厚度方向形成垂直伸展至更深处的划线。另外，如图4所示，用于在划线上形成不受激光束照射的非照射部分的光束点被记载在下述的专利文献3中。这种光束点是通过激光束的照射和制冷剂喷射，从而在垂直裂缝发展时阻止在划线的正下方形成内部压缩应力场，因此能够沿脆性材料基板的板厚方向形成笔直的垂直裂缝(参照W02006/038365号公报)。图5为说明光闸44的结构的概要结构图。在光闸44的具有透过激光束LC的窗45的基座44a上设有以遮光性材料(例如金属带)形成的光闸板44b。光闸板44b由两块光闸片构成，各光闸片在光闸驱动部55的驱动下沿与激光束LC进行扫描的方向(X方向)垂直的方向(Y方向)从窗45的中心线O分别滑动相等的任意移动距离Wo’，从而能够调整为以开口宽度Wo开口(其中，开口宽度Wo=Wo，X2)。图6为说明向形成有覆膜区域C的母基板A照射激光束时的与光闸44的位置关系的侧视图。图7为说明向形成有覆膜区域C的母基板A照射激光束时的与光闸44的位置关系的俯视图。基于从划线预定线S至覆膜区域C的覆膜端缘Cl为止的最短距离，一并调整光闸板44b的开口宽度Wo以及光闸板44b至形成于母基板A上的光束点的距离。例如图6所示，调整光闸板44b的开口宽度Wo，以使光束点LD的一部分不会照射至在母基板A上形成的由透明导电膜构成的覆膜区域C的区域。由此，在母基板A上，光束点的中心位于划线预定线S，能够形成光束宽度受限的限制光束点LD。另外，在图6中，为了简化附图而仅以光闸板44b表示光闸44的位置。下面，参考图1及图2说明上述激光划线装置LSl的动作。首先输入被分割为预定大小的母基板A的尺寸、划线的形成位置(即划线预定线S)、划线轮18对母基板A的压接力(划线负载)。划线的形成位置通过如下方式来设定利用一对CXD摄像机20(21)对分别设于母基板A的一对对准标记进行拍摄，并通过图像处理来对滑动工作台2及台座12进行定位。进行这种定位的方法在日本专利第3078668号公报等中为公知技术，省略详细说明。接下来，将预先设定好的从划线预定线S至覆膜区域C和从划线预定线S至基板端缘Ml之中的最短距离作为距离数据而输入距离数据输入部57。距离数据存储部59存储被输入距离数据输入部57的距离数据后，读取被存储于距离数据存储部59的距离数据，并基于读取到的距离数据调整光闸板44b的开口宽度Wo以确定限制光束点宽度W。另外，被存储于距离数据存储部59的距离数据可以是每条划线预定线S的上述最短距离，也可以是由一块母基板所得到的最小的上述最短距离。接下来，设定光闸板44b的开口宽度Wo，使得光束点LD的长轴与划线预定线S重叠，且如利用图6和图7所说明的那样，使激光束的一部分不被照射至划线预定线S附近的覆膜区域C。接着，母基板A被固定于旋转工作台12上的事先设定好的位置。接着，为了形成初始裂纹(触发部)而在利用上下移动调节机构17使划线轮18下降的状态下移动母基板A，在基板端形成初始裂纹。接下来驱动激光发射器13及冷却喷嘴16。然后，沿划线预定线S扫描激光束的光束点，接下来移动母基板A以喷射冷却介质，进行划线。此时，如图7所示，光束点LC因光学保持器14的光闸板44b而成为划线预定线S的宽度方向的点宽度受限的状态下的限制光束点LD(图3和图4)并进行照射。因此，能够不受覆膜区域C的反射或吸收的影响而在划线预定线S整体范围内使热分布左右对称地进行加热，因此能够形成直进性良好的划线。此外，图8为说明沿在母基板A的基板端缘Ml附近形成的划线预定线S进行划线的状态的图。当划线预定线S位于母基板A的基板端缘Ml附近时，如图所示，光束点LC的一部分(剖面线部分)会照射至基板A的外侧。在该情况下，将光闸板44b的开口宽度Wo调整为以划线预定线S与基板端缘Ml之间的间隔dl和划线预定线S与覆膜区域C之间的间隔d2中的任一较短一方为基准的左右对称的限制点宽度W(亦即点宽度为dl和d2中的较短一方的2倍)而形成限制光束点LD，从而照射该限制光束点LD。另外，在图5中，作为光闸部件，对由两块光闸片构成的光闸44的结构进行了说明，然而光闸部件并不限定于这种结构，光闸片的形状、移动方向及片数都能够改变，能够应用公知技术。(第二实施方式)图9为本发明的另一实施方式的激光划线装置LS2的概要结构图。图10为示出图9的激光划线装置LS2的控制系统的结构的图。对与图1、图2相同的结构标以相同符号并省略共用部分的说明。激光划线装置LS2以上述的激光划线装置LSl为基本结构，并且还具备摄像机61，该摄像机61以被设定于基板A的划线预定线S为拍摄区域的中心而沿着划线预定线S映现出基板A的表面。摄像机61被臂24支撑为位置能够自由移动。臂24由图10所示的摄像机驱动部63控制。对于摄像机61，与覆膜的种类对应地从红外线摄像机、光学摄像机(可见光摄像机)和X射线摄像机等中采用最合适的摄像机61，以能够提取在基板A形成的覆膜区域。此外，激光划线装置LS2的控制部56具备光闸宽度控制部62，该光闸宽度控制部62基于由摄像机61拍摄的图像信息来辨识图案，提取从划线预定线S至覆膜区域C和从划线预定线S至基板端缘Ml之中的最短距离，并基于所提取的最短距离来调整光闸板44b的开口宽度Wo，以确定光束点在划线预定线的宽度方向的范围即限制点宽度W。以图11说明光闸宽度控制部62的动作。图11(a)图11(g)是从使摄像机61沿一条划线预定线S扫描时所拍摄到的图像信息中拾取局部而得到的一连串图像。各拍摄区域由沿与划线预定线S正交的方向延伸的长边、以及沿与划线预定线S平行的方向延伸的短边形成的矩形区域构成，长边的长度被设定为点宽度被限制前的光束的点宽度，设摄像机的拍摄区域的中心点0为摄像机的中心位置坐标(Xtl,Ytl),以使Y轴与划线预定线S重叠的方式设定摄像机61的行进线路。另外，在此，基板A为方形，沿与一边Sxl及该边Sxl的对边Sxn垂直的方向设定划线预定线。首先，如图11(a)所示，使摄像机61的拍摄区域的X轴与被设定为与X轴平行的基板A的一边Sxl重叠，并以拍摄区域的中心点0与划线预定线的一端So重叠的方式设定拍摄开始点。使摄像机61沿一条划线预定线S行进的同时，如图11(g)所示，使摄像机61行进至摄像机61的拍摄区域的X轴与被设定为与X轴平行的基板A的另一边Sxn重叠的拍摄结束点Se。基于由此行进所得的图像以公知方法对划线预定线S左右的覆膜进行图案辨识，分别计算出在划线预定线S的左侧和划线预定线S的右侧的从划线预定线S至覆膜的最短距离。例如，算出到达位于划线预定线S左侧的覆膜的最短距离dL(图11(d))和到达位于划线预定线S右侧的覆膜的最短距离dR(图11(f))并将它们作为距离数据存储起来。接下来，比较两者并求得最小值，基于此最小值来确定由摄像机61拍摄的划线预定线S的限制点宽度W。接下来，将所确定的限制点宽度W和事先输入的激光束的形状、尺寸、以及从母基板A至光闸44的距离数据输入关系式中，算出光闸板44b的移动距离Wo’。由此，能够在自动地确定光闸板44b的开口宽度Wo后进行划线。在第二实施方式中，光闸宽度控制部62基于所拍摄的图像信息对位于划线预定线S附近的覆膜进行图案辨识，再算出从划线预定线S至覆膜区域的最短距离以确定光闸板44b的开口宽度Wo，但即使为基板端缘而非覆膜也可以同样地进行。在第二实施方式中，形成为如下结构通过基于由摄像机61拍摄的图像信息进行图案辨识，从而提取从划线预定线S至覆膜区域C和从划线预定线S至基板端缘Ml之中的最短距离，基于所提取的最短距离来调整光闸板44b的开口宽度Wo。然而，摄像机61的使用并不限定于所述结构。也可以构成为，例如第一实施方式所述的那样，将预先设定的从划线预定线S至覆膜区域C和从划线预定线S至基板端缘Ml之中的最短距离作为距离数据输入，基于存储了所述距离的距离数据和根据由摄像机61拍摄的图像信息进行图案辨识所得的距离数据这两项数据来调整光闸板44b的开口宽度Wo。此外，在第二实施方式中，激光划线装置LS2构成为具备一对CXD摄像机20(21)和摄像机61，所述一对CXD摄像机20(21)分别拍摄被设于母基板A的一对对准标记以求得母基板A上的各划线的形成位置，所述摄像机61沿划线预定线S在线整体范围内进行拍摄以调整光闸板44b的开口宽度Wo，然而，也可以构成为由单机或双机摄像机共用所述的拍摄区域。(第三实施方式)在所述第一至第二实施方式中，在激光划线装置侧安装照射面积调整单元，使激光照射后基板A的以划线预定线为中心的热分布左右对称，而在本第三实施方式中，是在基板A侧安装照射面积调整单元，以调整为激光照射后基板A的夹着划线预定线的热分布左右对称。图12为说明本发明的在基板A侧安装照射面积调整单元来进行划线的划线方法的图。在此例中，在母基板A(母基板)的作为单位显示基板U的区域形成有覆膜区域C。并且，预先形成暂置覆膜71，并使划线预定线S和覆膜区域C的端缘Cl之间的间隔dl、与划线预定线S和暂置覆膜71之间的间隔D(以下称为“暂置覆膜间隔”)为等距离。在从此母基板A切割出单位显示基板U时，将母基板A设置于激光划线装置(例如已利用图1说明的激光划线装置LS1)，并照射激光束。此时的光束点LE只要是以划线预定线S为中心左右对称的形状即可。亦即，当光束点LE的一部分在覆膜区域C发生反射时，由于光束点LE在暂置覆膜71侧也同样发生反射，因此能够形成以划线预定线S为中心左右对称的热分布。图13是示出了形成图案的暂置覆膜的一个例子。C1、C2、C3和C4为覆膜区域，72、73、74和75为与所述覆膜区域对应的暂置覆膜。为了说明方便，覆膜区域以各种形状示出，然而也可为相同形状和简单形状等。各暂置覆膜间隔等于划线预定线S与各覆膜区域的端缘之间的间隔。此外，暂置覆膜的形状只要是与覆膜区域C的靠近划线预定线S的周缘部分的形状映射成为以划线预定线为轴对称的形状即可。暂置覆膜的宽度只要根据光束点LE的点宽度(横宽)进行设定即可，例如在图12中在横跨暂置覆膜71而处于与划线预定线S相反一侧的区域76不会被照射到的范围内设定暂置覆膜的宽度即可。暂置覆膜的形成，可与覆膜区域C的形成同时进行，也可以相对于已形成覆膜区域C的基板进行，或在覆膜区域C形成以前相对于该基板进行。在形成由与覆膜区域C相同材料的透明导电膜构成的暂置覆膜71时，只要在形成覆膜区域C时，同时图案形成暂置覆膜71即可，因此能够使制造过程简化。(实施例)以下说明关于本发明的实施方式的具体例子。(实验1)对于形成有透明导电膜(ΙΤ0膜)的玻璃基板，使用本发明的激光划线装置LSl来调整光闸的开口宽度Wo，并对调整的效果进行比较。实验条件如下。基板规格材质为无碱性玻璃，厚度为0.5mm光束点形状椭圆划线速度200mm/sec光闸遮光时开口宽度Wo为0.4mm(限制光束点宽度W为0.4mm)，配置高度(距玻璃面的高度)为3mm(实验2)对于形成有透明导电膜(ΙΤ0膜)的玻璃基板，对在夹着划线预定线的对称位置形成有本发明的暂置覆膜的基板与未形成所述暂置覆膜的基板进行比较。实验条件如下。基板规格材质为无碱性玻璃，厚度为0.5mm光束点形状椭圆划线速度200mm/sec暂置覆膜材质为反射铝带整理所述实验结果如下。在任意状况下，均因使光束点对称地进行照射而使得划线的位置偏移大幅减少，划线的直进性提高。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>另外，在上述第一至第三实施方式中，使用的是椭圆形状的光束点，然而本发明中光束点的形状只要为在划线预定线的左右方向对称的形状，并不特别限定。此外，虽使用玻璃基板作为划线的加工对象进行说明，然而加工对象并不限定于玻璃基板。产业上的可利用性本发明的激光划线方法及激光划线装置除了玻璃、烧结材料的陶瓷、单晶硅、半导体晶片、陶瓷基板和蓝宝石基板以外，还能够适用于将玻璃基板彼此贴合起来的液晶显示基板、透过型液晶显示基板、有机EL元件基板、PDP(PlasmaDisplayPanel等离子显示器)基板以及将玻璃基板与硅基板贴合的反射型液晶显示基板等的划线形成。权利要求一种脆性材料基板的激光划线方法，该脆性材料基板的激光划线方法是通过一边使激光束照射机构相对于脆性材料基板相对移动一边照射激光束，从而沿划线预定线扫描激光束的光束点以加热基板，接下来通过沿所述划线预定线冷却基板，从而沿划线预定线形成划线，其特征在于，在照射面积调整单元安装于激光束照射机构和基板表面中的任一方的状态下，对被激光束照射的基板表面的范围相对于所述划线预定线不对称的区域照射激光束，所述照射面积调整单元遮蔽激光束以使被激光束照射的基板表面的范围相对于划线预定线对称。2.如权利要求1所述的激光划线方法，其特征在于，脆性材料基板在基板表面的一部分形成有覆膜区域，覆膜区域设于被扫描的光束点的一部分通过覆膜区域的位置。3.如权利要求1所述的激光划线方法，其特征在于，以被扫描的光束点的一部分通过基板端部的外侧的方式扫描光束点。4.如权利要求1所述的激光划线方法，其特征在于，安装于激光束照射机构的照射面积调整单元由以缩减光束点沿划线预定线的宽度方向的范围的方式进行遮光的光闸部件构成，并且限制光闸部件的开口，使得经由该光闸部件照射至基板的光束点在基板表面产生的热分布相对于划线预定线左右对称。5.如权利要求1所述的激光划线方法，其特征在于，安装于脆性材料基板的照射面积调整单元由暂置覆膜构成，该暂置覆膜沿划线预定线形成于划线预定线附近的与覆膜区域相反一侧。6.一种脆性材料基板用的激光划线装置，该脆性材料基板用的激光划线装置具备激光束照射机构、冷却机构、以及使所述激光束照射机构及冷却机构相对于基板移动的扫描机构，以沿设定于基板上的划线预定线扫描激光束的光束点的方式使激光束照射机构相对于基板相对移动并以软化点以下的温度加热基板，该激光束的光束点的中心位于划线预定线上，接下来使冷却机构沿光束点所通过的轨迹相对移动以冷却基板，从而沿划线预定线形成划线，其特征在于该脆性材料基板用的激光划线装置具备光闸，该光闸用于缩减光束点沿划线预定线的宽度方向的范围，以使由于照射至基板上而在基板表面产生的热分布在划线预定线的全长范围内左右对称。7.如权利要求6所述的激光划线装置，其特征在于，所述光闸具有光闸宽度调整机构，该光闸宽度调整机构用于调整光束点沿划线预定线的宽度方向的范围，光束点沿划线预定线的宽度方向的范围被设定为从划线预定线至存在于该划线预定线附近的覆膜区域及基板端缘之中的最短距离的两倍或小于两倍。8.如权利要求6所述的激光划线装置，其特征在于，所述光闸具有光闸宽度调整机构，该光闸宽度调整机构用于调整光束点沿划线预定线的宽度方向的范围，该激光划线装置还具备摄像部和光间宽度控制部，所述摄像部利用扫描机构沿划线预定线全长相对移动，并拍摄存在于划线预定线附近的覆膜区域及基板端缘的图像信息，所述光闸宽度控制部基于由摄像部拍摄到的图像信息提取从划线预定线至覆膜区域和从划线预定线至基板端缘之中的最短距离，并基于所提取的最短距离来确定划线预定线的宽度方向上的光束点宽度，并控制光闸宽度调整机构。9.如权利要求6所述的激光划线装置，其特征在于，所述光闸具有光闸宽度调整机构，该光闸宽度调整机构用于调整光束点沿划线预定线的宽度方向的范围，该激光划线装置还具备距离数据输入部、距离数据存储部以及光间宽度控制部，所述距离数据输入部将预先设定好的从划线预定线至覆膜区域和从划线预定线至基板端缘之中的最短距离作为距离数据输入，所述距离数据存储部存储被输入到距离数据输入部的距离数据，所述光闸宽度控制部读取被存储于距离数据存储部的距离数据，根据所读取的距离数据来确定划线预定线的宽度方向上的光束点宽度，并控制光闸宽度调整机构。全文摘要脆性材料基板、脆性材料基板的激光划线方法及激光划线装置。提供沿划线预定线形成直进性优良的划线的方法。在使激光束照射机构相对于下述区域移动时，在照射面积调整单元(44b)安装于激光束照射机构和基板中的任一方的状态下使所述激光束照射机构相对移动，所述区域为位于划线预定线的左右两侧附近的基板状态不同而导致扫描光束点时的划线预定线的左右两侧的热分布不对称的区域，所述照射面积调整单元(44b)用于使以划线预定线为中心的热分布左右对称。文档编号B28D5/00GK101821071SQ200880111070公开日2010年9月1日申请日期2008年9月26日优先权日2007年10月11日发明者五户统悟,井上修一,在间则文,山本幸司,熊谷透申请人:三星钻石工业股份有限公司