玻璃板的加工方法以及玻璃板的加工装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及玻璃板的加工方法以及玻璃板的加工装置。
【背景技术】
[0002] 作为玻璃板的加工方法，已知对玻璃板的表面照射激光进行加热，使激光的照射 位置移动，利用由冷却照射位置的后方而产生的热应力来切割玻璃板的方法。此外，有时 要求玻璃板的切割面的至少一部分相对于玻璃板的表面倾斜地形成。例如，可例举使切割 后的切割片之间的切割分离变得容易的情况等。关于相对于表面倾斜的切割面，提出了下 述方案：例如在冷却激光的照射位置的后方时，将冷却位置自激光的移动轨迹偏移而形成 (例如专利文献1参照）。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本专利特开2011-219338号公报
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题
[0007] 但是，在玻璃板的切割后，有时会削除切割面的角部而进行倒角。这样的倒角形状 的端面包括：与玻璃板的正面倾斜地连接的正面侧磨削面、和与玻璃板的反面倾斜地连接 的反面侧磨削面。正面侧磨削面和反面侧磨削面的朝向不同。以往，通过激光的照射形成 该倒角形状的端面是困难的。
[0008] 本发明是鉴于上述问题而完成的发明，其目的是提供能够以不同的朝向形成与玻 璃板的正面倾斜地连接的正面侧裂纹面和与玻璃板的反面倾斜地连接的反面侧裂纹面的 玻璃板的加工方法。
[0009] 解决技术问题所采用的技术方案
[0010] 为了解决上述问题，根据本发明的一种形态，提供一种玻璃板的加工方法，
[0011] 该玻璃板的加工方法具有下述工序：将从正面到反面透过玻璃板的激光照射上述 玻璃板，使激光相对于上述玻璃板的照射位置移动，利用由激光的照射产生的热应力在上 述玻璃板上形成裂纹，其特征在于，由从光源射出的上述激光照射的上述玻璃板的正面的 激光的照射区域、以及由透过上述正面的激光照射的反面的激光的照射区域分别为：在各 照射区域具有激光的能量密度的峰值位置的情况下，以通过各照射区域的上述峰值位置且 与上述峰值位置的移动方向平行的基准线为中心，具有左右非对称的能量密度分布，在各 照射区域不具有激光的能量密度的峰值位置的情况下，以通过各照射区域的面积重心位置 且与上述面积重心位置的移动方向平行的基准线为中心，具有左右非对称的形状。
[0012] 发明效果
[0013] 根据本发明的一种形态，可提供一种能够以不同的朝向形成与玻璃板的正面倾斜 地连接的正面侧裂纹面和与玻璃板的反面倾斜地连接的反面侧裂纹面的玻璃板的加工方 法。
【附图说明】
[0014] 图1是表示本发明的第1实施方式的玻璃板加工装置的侧视图。
[0015] 图2是表示在图1的玻璃板的正面所形成的激光的照射区域的俯视图。
[0016] 图3是表示在图1的玻璃板上所形成的正面侧裂纹面和反面侧裂纹面的图。
[0017] 图4是表示在图3的玻璃板上所形成的中间裂纹面的图。
[0018] 图5是表示图3的变形例的图。
[0019] 图6是表不图1的光学系统的侧视图。
[0020] 图7是表示与图6的遮光部的上表面在同一平面上的激光的位置的俯视图。
[0021] 图8是表示图6的玻璃板的正面上的激光的照射区域的俯视图。
[0022] 图9是表示图8的y轴线（X = 0)上的能量密度分布的图。
[0023] 图10是表示图6的玻璃板的反面上的激光的照射区域的俯视图。
[0024] 图11是使图6的激光的聚焦位置以夹着玻璃板的方式朝相反侧移动时的侧视图。
[0025] 图12是表示图11的玻璃板的正面上的激光的照射区域的俯视图。
[0026] 图13是表示第1实施方式的第1变形例的与遮光部的上表面在同一平面上的激 光的位置的俯视图。
[0027] 图14是表示第1实施方式的第1变形例的玻璃板的正面上的激光的照射区域的 俯视图。
[0028] 图15是表示第1实施方式的第1变形例的玻璃板的反面上的激光的照射区域的 俯视图。
[0029] 图16是表示图14所示的Θ Oa为〇°时的激光的照射区域的俯视图。
[0030] 图17是表示图14所示的Θ Oa为45°时的激光的照射区域的俯视图。
[0031] 图18是表示图14所示的Θ Oa为135°时的激光的照射区域的俯视图。
[0032] 图19是表示图14所示的Θ Oa为180°时的激光的照射区域的俯视图。
[0033] 图20是表示图14所示的Θ Oa为225°时的激光的照射区域的俯视图。
[0034] 图21是表示图14所示的Θ Oa为315°时的激光的照射区域的俯视图。
[0035] 图22是表示第1实施方式的第2变形例的光学系统的侧视图。
[0036] 图23是表示图22的玻璃板的正面上的激光的照射区域和加热光的照射区域的俯 视图。
[0037] 图24是表示本发明的第2实施方式的玻璃板加工装置的光学系统的侧视图。
[0038] 图25是表不与图24的遮光部的上表面在同一平面上的激光的位置的俯视图。
[0039] 图26是表示图24的玻璃板的正面上的激光的照射区域的俯视图。
[0040] 图27是表示图26的y轴线（X = 0)上的能量密度分布的图。
[0041] 图28是表示图24的玻璃板的反面上的激光的照射区域的俯视图。
[0042] 图29是表示本发明的第3实施方式的玻璃板加工装置的光学系统的侧视图。
[0043] 图30是表示与图29的聚光透镜的上端在同一平面上的激光的位置的俯视图。
[0044] 图31是表示图29的玻璃板的正面上的激光的照射区域的俯视图。
[0045] 图32是表示图31的y轴线（X = 0)上的能量密度分布的图。
[0046] 图33是表示本发明的第4实施方式的玻璃板加工装置的光学系统的侧视图。
[0047] 图34是表示图33的玻璃板的正面上的激光的照射区域的俯视图。
[0048] 图35是表示与图34的y轴线平行的平行线（X = x3)上的能量密度分布的图。
[0049] 图36是表示图33的玻璃板的反面上的激光的照射区域的俯视图。
[0050] 图37是在试验例8-1之后因外力而形成了中间裂纹面的玻璃板的切割片的显微 镜照片。
[0051] 图38是在试验例8-2之后因外力而形成了中间裂纹面的玻璃板的切割片的显微 镜照片。
【具体实施方式】
[0052] 以下，参照【附图说明】用于实施本发明的形态。各附图中，对于相同或对应的结构标 以相同或对应的符号，并省略说明。
[0053] [第1实施方式]
[0054] 图1是表示本发明的第1实施方式的玻璃板加工装置的侧视图。图2是表示在图 1的玻璃板的正面所形成的激光的照射区域的俯视图。图3是表示在图1的玻璃板上所形 成的正面侧裂纹面和反面侧裂纹面的图。图4是表示在图3的玻璃板上所形成的中间裂纹 面的图。
[0055] 玻璃板加工装置10例如如图1所示，具备框架12、支承台20、光源30、光学系统 40、照射位置移动部50、遮光位置调整部62、光轴位置调整部64、聚焦位置调整部66和控制 部70。玻璃板加工装置10对由支承台20支承的玻璃板2照射自光源30射出的激光32， 如图3所示，在玻璃板2上形成正面侧裂纹面4a和反面侧裂纹面4b。正面侧裂纹面4a与 玻璃板2的正面2a倾斜地连接，反面侧裂纹面4b与玻璃板2的反面2b倾斜地连接。如果 对形成有正面侧裂纹面4a和反面侧裂纹面4b的玻璃板2施加外力，则如图4所示，形成将 正面侧裂纹面4a和反面侧裂纹面4b连接的中间裂纹面4c，将玻璃板2切断。此外，详细内 容在后面叙述，根据激光32的照射条件，利用由激光32的照射产生的热应力能够形成中间 裂纹面4c。
[0056] 作为玻璃板2的玻璃，可例举例如钠钙玻璃、无碱玻璃等。玻璃板2的厚度可根据 玻璃板2的用途适当设定，例如为0. 005cm~2. 5cm。
[0057] 在玻璃板2上可形成成为正面侧裂纹面4a或反面侧裂纹面4b的起点的初始裂 纹。初始裂纹可以形成于例如玻璃板2的正面2a、反面2b和端面中的任意面上。
[0058] 初始裂纹的形成方法可以是通常的方法，例如可以是使用切刀、锉刀、激光等的方 法。在用旋转磨石磨削玻璃板2的端面的情况下，可利用由磨削形成的微裂纹作为初始裂 纹。
[0059] 玻璃板加工装置10可以具备形成初始裂纹的初始裂纹形成部。初始裂纹形成部 可由例如刀轮、将刀轮的刀刃按压在玻璃板2上是液压缸等构成。
[0060] 支承台20支承玻璃板2,例如真空吸附玻璃板2。支承台20的对玻璃板2进行支 承的支承面可以平行于框架12的基底部（日文：床部）13,也可以水平地设置。
[0061] 光源30射出激光32,该激光32从由支承台20支承的玻璃板2的正面2a透射至 反面2b。光源30的光轴可以相对于框架12的基底部13垂直，也可以铅垂地配置。从光源 30射出的激光32的截面形状可以是例如圆形。
[0062] 光源30由射出例如波长为800nm~IlOOnm的近红外线（以下简称为"近红 外线"）的近红外线激光器构成。作为近红外线激光器，例如可例举Yb光纤激光器（波 长：1000 nm~IlOOnm)、Yb碟片激光器（波长：1000 nm~IlOOnm)、NchYAG激光器（波 长：1064nm)、高输出功率半导体激光器（波长：808nm~980nm)。这些近红外线激光器具 有高输出功率且廉价，此外，容易将透射率调整至所需的范围。
[0063] 近红外线激光器的情况下，玻璃板2中的铁（Fe)的含量、钴（Co)的含量、铜（Cu) 的含量越多，吸收系数（α)越大。此外，该情况下，玻璃板2中的稀土类元素（例如Yb)的 含量越多，在稀土类原子的吸收波长附近吸收系数（α)越大。关于吸收系数（α)的调节， 从玻璃的透明性以及成本的观点考虑，使用铁，在玻璃板2中可以实质上不含钴、铜和稀土 类元素。
[0064] 此外，本实施方式中，作为光源30使用高输出功率且低价的近红外线激光器，但 也可使用波长为250nm~5000nm的光源。例如可例举UV激光器（波长：355nm)、绿色激光 器（波长：532nm)、Ho: YAG激光器（波长：2080nm)、Er: YAG激光器（2940nm)、使用中红外 光参量振荡器的激光器（波长：2600nm~3450nm)等。
[0065] 若激光32在玻璃板2中移动距离（D)(单位[cm])的期间，激光32的强度从I。变 化为I，则I = IcXexpGa XD)的式子成立。该式子被称为朗伯-比尔定律。α表示玻 璃板2对激光32的吸收系数（单位[cm 1D，由激光32的波长及玻璃板2的化学组成等确 定。a可通过紫外可见近红外分光光度计等测定。
[0066] 玻璃板2对激光32的吸收系数（a )(单位[cm1D和激光32从玻璃板2的正面 2a移动至反面2b的距离（M)(单位[cm])的乘积（a XM)优选大于0且在3. 0以下。激 光32相对于玻璃板2的内部透射率高，能充分加热玻璃板2的正反两面2a、2b。a XM更 优选为2. 3以下（内部透射率10%以上），进一步优选1. 6以下（内部透射率20%以上）。 如果a XM过于小，则内部透射率过高，吸收效率过低，因此，优选为0.002以上（内部透射 率99. 8%以下），更优选0.01以上（内部透射率99%以下），进一步优选0.02以上（内部 透射率98%以下）。内部透射率是在玻璃板2的正面2a不发生反射时的透射率。
[0067] 此外，玻璃板2的加热温度最好是玻璃的退火点以下的温度。玻璃的温度如果超 过玻璃的退火点的温度，则玻璃粘性流动，热应力得到缓和，裂纹的形成困难。
[0068] 激光32垂直入射在玻璃板2的正面2a时，激光32从玻璃板2的正面2a移动至 反面2b的距离（M)是与玻璃板2的板厚（t)相同的值。另一方面，激光