CN103619765B - 玻璃板切断方法及玻璃板切断装置 - Google Patents

玻璃板切断方法及玻璃板切断装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种玻璃切断方法及玻璃板切断装置，所述玻璃切断方法是向500μm以下的厚度的玻璃板(G)的切断部(C)照射激光来将玻璃板(G)熔断的方法，其中，玻璃板(G)的厚度设为a且在切断部(C)对置的玻璃板(G)的熔断端面(Ga1、Gb1)间的最小间隙设为b时，以满足0.1≤b/a≤2的关系的方式管理最小间隙。

Description

玻璃板切断方法及玻璃板切断装置
技术领域
本发明涉及将玻璃板熔断的切断技术的改良。
背景技术
以往，作为将玻璃板切断的方法，广泛地使用利用金刚石刀具等在玻璃板的表面上形成划线之后，使弯曲应力作用于该划线而进行割断的方法(基于弯曲应力的割断)。
然而，就上述的利用了弯曲应力的切断方法而言，在切断面上容易形成裂纹，可能会产生玻璃板以该裂纹为起点而发生破损的问题。因此，有时取代上述的利用弯曲应力的切断方法，而采用将激光向玻璃板的切断部照射，通过激光的照射热使切断部熔融而进行切断的激光熔断。
作为基于激光熔断的玻璃板的切断方法，例如在专利文献1中公开了如下内容：在利用散焦了的二氧化碳气体激光进行了预备加热之后，将聚光于微小点的二氧化碳气体激光向被切断部照射，由此进行熔断。
另外，在激光熔断中，通常利用从切断部的正上方朝向大致铅垂下方与激光一起喷射的中心辅助气体，将因激光的照射热而在切断部产生的熔融物吹飞，同时进行玻璃基板的切断(熔断)。
这种情况下，在中心辅助气体的作用下飞散的熔融物成为被称作熔渣的杂质而有时会附着于玻璃板，成为使玻璃板的产品价值下降的主要原因。因此，在激光熔断中，采取了各种对策来防止这样的杂质的附着。
例如，专利文献2虽然不涉及玻璃板的切断，但是为了防止在陶瓷或金属的熔断时产生的熔渣的附着而公开了如下的切断方法。即，在该文献中公开了如下的内容：从配置在被加工物的切断部的正上方的加工喷嘴朝向大致铅垂下方喷射辅助气体(相当于上述的中心辅助气体)，并从辅助喷嘴将与辅助气体不同的气体从被加工物的产品这一侧分别向被加工物的切断部的表背两面喷吹，使熔融杂质(熔渣等)向被加工物的废材这一侧飞散，并在被加工物的切断部的正下方利用吸嘴进行吸引。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭60-251138号公报
专利文献2：日本特开平8-141764号公报
发明内容
发明要解决的课题
<第一课题>
在专利文献1中，主要以将1mm以上的厚板玻璃切断成规定形状为课题，这种厚板玻璃的机械强度优越。
相对于此，近年来，在用于显示器用途等的薄板玻璃、尤其是500μm以下的厚度的薄板玻璃的情况下，与上述的厚板玻璃相比，机械强度弱得多。因此，在利用熔断将上述薄板玻璃切断时，会产生如下的特有的问题。
即，第一，在将薄板玻璃熔断后进行分离时，若熔断端面彼此发生接触，则存在薄板玻璃容易破损的问题。因此，需要通过熔断将薄板玻璃的切断部熔融除去，而将熔断后对置的薄板玻璃的熔断端面间的间隙确保为某种程度。
第二，当向薄板玻璃施加的热量增大时，如图18所示，存在因处于熔融状态的切断部C向下方垂下等而在薄板玻璃G的熔断端面附近产生形状不良的问题。当产生这种形状不良时，会导致无法作为产品提供而必须当作不良品进行处理的事态。并且，这种薄板玻璃的熔断端面附近的形状不良随着增加薄板玻璃的熔融除去量来增大熔断端面间的间隙而变得明显。因此，不能过度增大薄板玻璃的熔断端面间的间隙。而且，由于热量增多，因此熔断端面附近的玻璃温度也上升，可能会因应变而使薄板玻璃发生变形或破损。
因此，在将薄板玻璃熔断而切断时，需要严格管理因熔断而形成的熔断端面间的间隙，但实际情况是，以专利文献1为首，以往没有从这种观点出发来采取对策。
本发明鉴于以上的实际情况，第一课题是在利用激光的照射热将薄板玻璃熔断时，管理薄板玻璃的熔断端面间的间隙，良好地维持熔断端面附近的形状。
<第二课题>
在将玻璃板熔断时，利用激光的照射热使玻璃板的切断部熔融，因此玻璃板的切断部附近成为软化状态。
然而，在专利文献2中，从加工喷嘴喷射的辅助气体的喷射压设定得比从辅助喷嘴喷射的气体的喷射压大，因此假设适用于玻璃板G的切断时，会产生如下的问题。
即，当从加工喷嘴喷射的辅助气体的喷射压过大时，会在其喷射压下将熔融状态的玻璃板的切断部附近强烈地向下方按压。其结果是，如图18所示，处于熔融状态的玻璃板G的切断部C附近垂下，在切断部C(严格来说是产品部Ga的切断端面Ga1及非产品部Gb的切断端面Gb1的附近)会产生形状不良。
就玻璃板而言，若这样在切断部产生形状不良，则不仅会导致产品品质的下降，而且会导致破损等大的问题。
本发明鉴于以上的实际情况，第二课题是在不会使作为产品的玻璃板的切断端面产生形状不良的情况下通过熔断将玻璃板切断。
<第三课题>
在专利文献2中，仅在被加工物的切断部的正下方配置吸嘴，并利用吸嘴来吸引从被加工物的切断部落下的熔渣等附着物。
然而，就玻璃板而言，多严格地要求表面的清洁性，因此假设将专利文献2的切断方法直接适用于玻璃板时，会产生如下的问题。即，若利用从辅助喷嘴喷射的气体将玻璃板熔断时在切断部产生的熔融杂质吹飞，则熔融杂质不仅向玻璃板的非产品部侧(在专利文献2中称为废材侧)飞散，而且微小的熔融杂质会在空中浮游。因此，若对该浮游的熔融杂质放任不管，则它们可能会再次附着于玻璃板的产品部侧。
关于这一点，在专利文献2中，虽然通过在被加工物的下方配置吸嘴来进行应对，但认为利用这种吸嘴能够捕捉的熔融杂质并非浮游在空中的杂质，而主要是因重力从切断部落下那样的大杂质。因此，实质上无法充分地捕捉浮游在空中那样的微小的熔融杂质。尤其是在熔断过程中切断部贯通之前的状态下，完全无法吸引熔融杂质，因此玻璃板的上方空间的熔融杂质的浮游变得明显。
本发明鉴于以上的实际情况，第三课题是在利用激光的照射热将玻璃板熔断时，可靠地减少熔渣等熔融杂质附着于作为产品的玻璃板的事态。
<第四课题>
在以玻璃板为对象而利用激光熔断法进行切断时，熔融后的玻璃的粘性比专利文献2所公开的金属或陶瓷高，因此将在激光照射部产生的熔融玻璃部除去的作业变得极其麻烦且复杂。而且，玻璃由于导热率比较低，因此熔融玻璃部的除去的困难性愈发加剧。
详细而言，单纯将辅助气体向激光照射部喷射的话，无法将在玻璃板上产生的熔融玻璃部容易地除去，因此玻璃板的切断所需的时间变得长期化，作业效能变差。而且，由于在板玻璃上产生的熔融玻璃部的除去的顺畅化受阻，而导致玻璃板的切断面的品质下降。
另外，在专利文献2中，虽然公开了对金属板或陶瓷板的激光照射部从正上方喷射辅助气体的方法，但是将这种方法应用于玻璃板的话，会产生以下所示的特有的问题。
即，玻璃板的熔融玻璃部被辅助气体向下方强烈地按压，因此熔融玻璃部在其高粘性的作用下不会飞散，而会因辅助气体的压力招致垂下的事态。因此，切断后的板玻璃成为切断面附近的厚度比其它的部分(玻璃板的板厚)大的状态，存在切断面的形状不良，进而使切断面的品质下降的问题。
另外，玻璃板由于玻璃自身为氧化物，因此与进行金属板等的激光熔断的情况不同，无法期待通过氧化燃烧反应来促进切断。因此，上述的问题变得更为明显。
本发明鉴于上述情况，第四课题是通过致力研究玻璃板的激光熔断法，由此改善玻璃板的切断时的作业性，并提高切断后的玻璃板的切断面的品质。
解决方案
<第一发明>
为了解决上述第一课题而提出的第一发明涉及一种玻璃板切断方法，向500μm以下的厚度的玻璃板(以下，也称作薄板玻璃)的切断部照射激光，将所述玻璃板熔断，其特征在于，所述玻璃板的厚度设为a且在所述切断部对置的所述薄板玻璃的熔断端面间的最小间隙设为b时，以满足0.1≤b/a≤2的关系的方式管理所述最小间隙。
根据这种方法，按照与薄板玻璃的厚度的相对关系来严格地管理薄板玻璃的熔断端面间的间隙，因此能够良好地维持薄板玻璃的熔断端面附近的形状，并将熔断后的薄板玻璃安全地分离。而且，能够避免由应变引起的薄板玻璃的变形或破损。另一方面，当b/a超过2时，通过熔断而熔融除去的薄板玻璃的量变得过多，向熔断端面附近施加的热量过度增大。其结果是，可能在薄板玻璃的熔断端面附近产生垂下等形状不良或者发生由应变引起的薄板玻璃的变形或破损。而且，当b/a小于0.1时，熔断端面彼此过度接近，可能在分离时熔断端面彼此接触而导致薄板玻璃破损。
在上述的方法中，优选的是，使所述激光以散焦的状态向所述切断部照射。
即，由于薄板玻璃为熔断的对象，因此即使是散焦的激光也能够将切断部充分地熔断。并且，在这样将散焦的激光向切断部照射的情况下，激光的能量密度在与切断部对应的位置处减小，因此照射位置周边的能量的变化量也减小。因此，具有如下的优点：即使由于玻璃板的翘曲或振动等而使照射位置稍微发生变动，向切断部施加的照射热也不易变化，能够以大致相同条件执行熔断。
在上述的方法中，优选的是，所述激光的光斑直径比所述玻璃板的熔断端面间的最小间隙小。
这样的话，向比实际要熔融除去的范围窄的范围照射激光。因此，能够期待通过来自激光的照射部的导热来对薄板玻璃的熔断端面实施退火处理。
在上述的方法中，优选的是，所述熔断端面形成为凸曲面。
这样的话，就薄板玻璃的熔断端面而言，能得到与实施倒角的情况同等或这以上的效果，端面强度得以提高。因此，具有如下优点：在流转到切断工序以后的工序时不易在端面上产生缺欠，处理容易且成品率提高。
在上述的方法中，优选的是，所述熔断端面为锻造面。
这样的话，薄板玻璃的熔断端面的表面光滑地连续，因此能够防止来自熔断端面的起尘。而且，在这样熔断端面的表面变得光滑时，微粒难以进入，因此也能够防止工序中的污损。
在上述的方法中，优选的是，所述熔断端面的算术平均粗糙度Ra为0.3μm以下，且粗糙度曲线要素的平均长度RSm为150μm以上。在此所说的算术平均粗糙度Ra及粗糙度曲线要素的平均长度RSm遵循JIS2001。
这样的话，薄板玻璃的熔断端面的表面光滑地连续，因此能够防止来自熔断端面的起尘。而且，在这样熔断端面的表面变得光滑时，微粒难以进入，因此也能够防止工序中的污损。另一方面，在Ra超过0.3μm或RSm小于150μm时，薄板玻璃的熔断端面成为粗糙面(粗涩的状态)，微粒进入熔断端面而难以除去。
在上述的方法中，优选的是，所述熔断端面的残余压缩应力为20MPa～500MPa。
这样的话，压缩应力作用于薄板玻璃的熔断端面，因此即使在熔断端面上假设形成裂纹等缺陷，力也会向堵塞该缺陷的方向作用。其结果是，能够实现薄板玻璃的端面强度的提高。而且，即使万一在薄板玻璃的端面上产生了裂纹，由于在该裂纹的附近存在张力层，因此裂纹也会沿着端面发展，而不会向平面侧发展。因此，能够维持作为玻璃基板的形状，不会损害作为玻璃基板的性能。另一方面，在压缩应力小于20MPa的情况下，当薄板玻璃破损时，裂纹的走向任意，可能会损害作为玻璃基板的性能。而且，在压缩应力大于500Mpa的情况下，由于裂纹附近的张力层的影响，薄板玻璃可能发生自爆。
为了解决上述第一课题而提出的第一发明涉及一种玻璃板，厚度为500μm以下且具有通过激光熔断而成的熔断端面，其特征在于，所述熔断端面的算术平均粗糙度Ra为0.3μm以下，且粗糙度曲线要素的平均长度RSm为150μm以上。
这种情况下，优选的是，所述熔断端面的残余压缩应力为20MPa～500MPa。
<第二发明>
为了解决上述第二课题而提出的第二发明涉及一种玻璃板切断方法，一边向玻璃板的切断部喷射辅助气体，一边朝着所述切断部照射激光，以所述切断部为交界而将所述玻璃板熔断分离成产品部和非产品部，其特征在于，在所述玻璃板的上方空间中，所述辅助气体包括从所述切断部的上方位置朝着所述切断部向正下方喷射的中心辅助气体、以及从所述产品部这一侧的上方位置朝着所述切断部向斜下方喷射的侧辅助气体，所述侧辅助气体的喷射压比所述中心辅助气体的喷射压强。
根据这种方法，由于中心辅助气体的喷射压相对减弱，因此主要通过侧辅助气体将在熔断时产生的切断部的熔融杂质(熔渣等)吹飞。该侧辅助气体由于从产品部这一侧的上方位置朝着切断部向斜下方喷射，因此与中心辅助气体相比，将处于熔融状态的玻璃板的切断部附近向下方按压的力弱。因此，能够防止处于熔融状态的玻璃板的切断部的垂下。并且，在这样防止了切断部的垂下的状态下，通过侧辅助气体使在切断部产生的熔融杂质优先向非产品部这一侧飞散，因此熔融杂质不易滞留在产品部的切断端而上。因此，能够将产品部的切断端面的形状维持成大致圆弧状的良好的形状。
为了解决上述第二课题而提出的第二发明涉及一种玻璃板切断方法，一边向玻璃板的切断部喷射辅助气体，一边朝着所述切断部照射激光，以所述切断部为交界而将所述玻璃板熔断分离成产品部和非产品部，其特征在于，在所述玻璃板的上方空间中，所述辅助气体仅包括从所述产品部这一侧的上方位置朝着所述切断部向斜下方喷射的侧辅助气体。
根据这种方法，在玻璃板的上方空间中，不存在第一发明那样从切断位置的上方位置朝着切断部向正下方喷射的中心辅助气体，仅通过侧辅助气体将在熔断时产生的切断部的杂质(熔渣等)吹飞。该侧辅助气体从产品部这一侧的上方位置朝着切断部向斜下方喷射，因此与中心辅助气体相比，将处于熔融状态的玻璃板的切断部附近向下方按压的力弱。因此，能够防止处于熔融状态的玻璃板的切断部的垂下。并且，在这样防止了切断部的垂下的状态下，通过侧辅助气体使在切断部产生的杂质优先向非产品部这一侧飞散，因此杂质不易滞留在产品部的切断端面上。因此，能够将产品部的切断端面的形状维持成大致圆弧状的良好的形状。
在上述的方法中，优选的是，所述侧辅助气体相对于所述玻璃板的上表面以25°～60°的倾斜角喷射。
即，侧辅助气体相对于玻璃板的上表面的倾斜角小于25°时，侧辅助气体向玻璃板过浅地入射，可能产生无法向切断部有效地供给侧辅助气体这样的问题。另一方面，当侧辅助气体相对于玻璃板的上表面的倾斜角超过60°时，侧辅助气体向玻璃板过深地入射，将切断部附近向下方按压的力可能变大。因此，侧辅助气体的倾斜角优选在上述数值范围内，若在该范围内，则能够将侧辅助气体向切断部有效地供给，并能够适当地抑制侧辅助气体将切断部附近向下方按压的力。
在上述的方法中，优选的是，在所述玻璃板的下方空间中，所述辅助气体包括从所述产品部这一侧的下方位置朝着所述切断部向斜上方喷射的协助侧辅助气体。
这样的话，从玻璃板的下方也能够将在切断部产生的杂质有效地向非产品部这一侧吹飞。而且，侧辅助气体作用于玻璃板的下表面，因此认为也可期待对玻璃板的切断部附近从下方进行支承的效果，有助于防止切断部附近的垂下。
在上述的方法中，可以是，所述激光相对于所述玻璃板以散焦的方式照射。
这样的话，激光的能量密度在与切断部对应的位置处减小，因此照射位置周边的能量的变化量也减小。因此，即使因玻璃板的翘曲或振动等而使照射位置稍微发生变动，向切断部施加的照射热也不易变化，能够以大致相同条件执行熔断。
为了解决上述第二课题而提出的第二发明涉及一种玻璃板切断装置，一边从辅助气体喷射机构向玻璃板的切断部喷射辅助气体，一边从激光照射机构朝着所述切断部照射激光，以所述切断部为交界而将所述玻璃板熔断分离成产品部和非产品部，其特征在于，在所述玻璃板的上方空间中，所述辅助气体喷射机构具有：从所述切断部的上方位置朝着所述切断部向正下方喷射中心辅助气体的中心辅助气体喷射机构；以比所述中心辅助气体强的喷射压，从所述产品部这一侧的上方位置朝着所述切断部向斜下方喷射侧辅助气体的侧辅助气体喷射机构。
根据这种结构，能够享有与上述的对应的结构同样的作用效果。
为了解决上述第二课题而提出的第二发明涉及一种玻璃板切断装置，一边从辅助气体喷射机构向玻璃板的切断部喷射辅助气体，一边从激光照射机构朝着所述切断部照射激光，以所述切断部为交界而将所述玻璃板熔断分离成产品部和非产品部，其特征在于，在所述玻璃板的上方空间中，所述辅助气体喷射机构仅具有从所述产品部这一侧的上方位置朝着所述切断部向斜下方喷射侧辅助气体的侧辅助气体喷射机构。
根据这种结构，能够享有与上述的对应的结构同样的作用效果。
在上述的结构中，优选的是，在所述玻璃板的下方空间中，所述辅助气体喷射机构具有从所述产品部这一侧的下方位置朝着所述切断部向斜上方喷射协助侧辅助气体的协助侧辅助气体喷射机构。
<第三发明>
为了解决上述第三课题而提出的第三发明涉及一种玻璃板切断装置，在玻璃板的切断部的下方位置具有非支承空间的支承台上载置有玻璃板的状态下，一边向所述切断部喷射辅助气体，一边朝着所述切断部照射激光，以所述切断部为交界而将所述玻璃板熔断成产品部和非产品部，其特征在于，在所述玻璃板的上方空间中，所述玻璃板切断装置具备：配置在所述产品部这一侧的上方位置，朝着所述切断部向斜下方喷射所述辅助气体的第一气体喷射机构；配置在所述非产品部这一侧的上方位置，对在熔断过程中产生的熔融杂质进行吸引的第一吸引机构，在所述玻璃板的下方空间中，所述玻璃板切断装置具备：配置在所述产品部这一侧的下方位置，朝着所述切断部向斜上方喷射所述辅助气体的第二气体喷射机构；对所述非支承空间内的所述熔融杂质进行吸引的第二吸引机构。在此，“熔融杂质”是指在玻璃板熔断时产生的熔渣等杂质，包括处于熔融状态的杂质和处于固化状态的杂质这双方(下同)。
根据这种结构，由于辅助气体从玻璃板的产品部这一侧的上下两侧朝着切断部倾斜喷射，因此能够将切断部的熔融杂质可靠地向非产品部侧吹飞。并且，通过在玻璃板的上下两侧配置的第一吸引机构及第二吸引机构来吸引由该上下的辅助气体吹飞了的熔融杂质。因此，在玻璃板的上下空间中，能够可靠地捕捉浮游的熔融杂质。因此，能够可靠地减少熔融杂质附着于玻璃板的产品部这样的事态。
在上述的结构中，优选的是，所述第二吸引机构的吸引口沿着包含所述切断部的切断预定线呈长条的形状。
即，在玻璃板的下方空间中，存在熔融杂质向大范围飞散的趋势，因此从可靠地捕捉熔融杂质的观点出发，在玻璃板的下方空间配置的第二吸引机构的吸引口优选沿着切断预定线(玻璃板的切断方向)呈长条的形状。
在上述的结构中，优选的是，所述第二吸引机构偏向所述非产品部这一侧配置。
即，在玻璃板的下方空间即非支承空间中，也是通过第一气体喷射机构或第二气体喷射机构将熔融杂质向非产品部侧吹飞，因此使第二吸引机构偏向非产品部这一侧配置的话，能够有效地捕捉熔融杂质。
在上述的结构中，可以是，所述第一气体喷射机构将所述辅助气体向玻璃板的上表面以15°～45°的倾斜角进行喷射。
若以这种倾斜角喷射辅助气体，则能够在产品部这一侧将熔融杂质有效地吹飞。换言之，当第一气体喷射机构的倾斜角小于15°时，难以使辅助气体有效地作用于切断部，可能无法充分发挥将熔融杂质向非产品部这一侧吹飞的力。另一方面，当第一玻璃喷射机构的倾斜角超过45°时，通过辅助气体将熔融杂质向非产品部这一侧吹飞的力可能会变弱。
在上述的结构中，可以是，在所述产品部这一侧，面向所述非支承空间的所述支承台的侧面部形成为将从所述第二气体喷射机构喷射的所述辅助气体向斜上方引导的锥面。
这样的话，能够通过支承台的侧面部的锥面将辅助气体向斜上方引导，因此能够使从第二气体喷射机构喷射的辅助气体可靠地作用于玻璃板的切断部。
在上述的结构中，可以是，在所述产品部这一侧，面向所述非支承部的所述支承台具有将从所述第二气体喷射机构喷射的所述辅助气体向斜上方引导而向所述非支承空间释放的气体流通路。
这样的话，能够通过支承台的气体流通路将辅助气体向斜上方引导，因此能够使从第二气体喷射机构喷射的辅助气体可靠地作用于玻璃板的切断部。
在上述的结构中，优选的是，所述激光相对于所述玻璃板以散焦的方式照射。
这样的话，激光的能量密度在与切断部对应的位置处减小，因此照射位置周边的能量的变化量也减小。因此，即使因玻璃板的翘曲或振动等而使照射位置稍微发生变动，向切断部施加的照射热也不易变化，能够以大致相同条件执行熔断。
为了解决上述第三课题而提出的第三发明涉及一种玻璃板切断方法，在沿着玻璃板的切断部具有非支承空间的支承台上载置有玻璃板的状态下，一边向所述切断部喷射辅助气体，一边朝着所述切断部照射激光，以所述切断部为交界而将所述玻璃板熔断成产品部和非产品部，其特征在于，在所述玻璃板的上方空间中，从所述产品部这一侧的上方位置朝着所述切断部向斜下方喷射所述辅助气体，并在所述非产品部这一侧的上方位置对在熔断过程中产生的熔融杂质进行吸引，并且，在所述玻璃板的下方空间中，从所述产品部这一侧的下方位置朝着所述切断部向斜上方喷射所述辅助气体，并对所述非支承空间内的所述熔融杂质进行吸引。
根据这种方法，能够享有与上述的对应的结构同样的作用效果。
<第四发明>
为了解决上述第四课题而提出的第四发明涉及一种玻璃板的激光熔断方法，对玻璃板从表面侧照射激光而生成熔融玻璃部，并向所述激光的照射部喷射辅助气体，由此在所述熔融玻璃部形成凹部且使该凹部发展至所述玻璃板的背面，从而将所述玻璃板切断分离，其特征在于，对所述玻璃板的表面从倾斜的方向喷射辅助气体，由此使所述玻璃板的熔融玻璃部的一部分向辅助气体的喷射目的地侧滑移且将其余的一部分向辅助气体的喷射目的地侧吹飞而形成所述凹部，并且，通过所述滑移了的熔融玻璃在所述凹部形成与辅助气体的喷射方向的倾斜反向地倾斜的倾斜壁部，然后继续将所述辅助气体沿着所述倾斜壁部向所述玻璃板的背面侧引导，由此将所述凹部中的与所述倾斜壁部对置的壁部成形为呈凸曲面状的切断面。
根据这种方法，通过相对于玻璃板的表面的激光照射和来自倾斜方向的辅助气体的喷射，首先，在玻璃板的熔融玻璃部形成具有倾斜壁部的凹部，然后，有效利用该倾斜壁部，将辅助气体顺畅地向玻璃板的背面侧引导。由此，能够对熔融时的粘性高且导热率低的玻璃板在短时间内顺畅地实施激光熔断。其结果是，能改善玻璃板切断时的作业效能，并且能提高切断后的玻璃板的切断面的品质。而且，通过将辅助气体相对于玻璃板表面倾斜喷射，且使辅助气体在途中转换方向而从背面倾斜地吹出，由此能够避免向玻璃板表面垂直地喷射辅助气体时的不良情况、即玻璃板的熔融玻璃部的一部分在背面垂下这样的不良情况，能实现玻璃板的切断面的进一步的品质提高。而且，由于玻璃板的切断面形成为凸曲面状，因此不仅不需要倒角加工，而且能够得到具有优越的端面的玻璃板作为产品。
在上述的方法中，优选的是，辅助气体的喷射方向与玻璃板的表面所成的倾斜角度为20°～65°。
即，当辅助气体的喷射方向与玻璃板的表面所成的倾斜角度过大时，在玻璃板的切断过程中，从激光的照射部除去的熔融玻璃的量减少，伴随于此，在切断后的玻璃板的切断面间产生的间隙减小。由此，在为了移向后续工序而从切断用的加工台捡取切断后的玻璃板进行移送时，切断面彼此可能会发生接触或滑动。反之当倾斜角度过小时，熔融玻璃不必要地飞散，飞散了的熔融玻璃可能作为熔渣而向切断面进行附着等。然而，若使倾斜角度在上述的范围内，则不会发生这些不良情况。
在上述的方法中，优选的是，对于激光的照射部，从以照射部为基准而与辅助气体相反的一侧且从相对于玻璃板的表面倾斜的方向喷射侧辅助气体。
这样的话，通过侧辅助气体的压力能够防止不必要的熔融玻璃的飞散。而且，侧辅助气体的喷流的一部分对熔融玻璃部中的因辅助气体而滑移了的部位进行冷却，因此促进该滑移了的部位的熔融玻璃的再固化，其结果是有助于倾斜壁部的成形。
在上述的方法中，优选的是，侧辅助气体的喷射压比辅助气体的喷射压小。
这样的话，能够无损由辅助气体起到的熔融玻璃部的顺畅的除去作用而享有上述的效果。
在上述的方法中，优选的是，从与激光的照射部处的玻璃板的表面对置的位置朝着照射部喷射中心辅助气体。
这样的话，通过朝着照射部喷射中心辅助气体，由此能够促进熔融玻璃部的除去。而且，能够尽量防止因激光的照射热而挥发的一部分的熔融玻璃向朝着照射部照射激光的聚光透镜飞散而作为熔渣附着这样的事态。而且，中心辅助气体的喷流的一部分对熔融玻璃部中的因辅助气体而滑移了的部位进行冷却，由此也能有助于倾斜壁部的成形。
可以是，分离切断后的各玻璃板中，将辅助气体的喷射源头侧的玻璃板作为产品，将辅助气体的喷射目的地侧的玻璃板作为非产品。
这样的话，能够将辅助气体的喷射源头侧的玻璃板作为高品质的产品，并将喷射目的地侧的玻璃板作为废材。
发明效果
根据以上的第一发明，按照与薄板玻璃的厚度的相对关系来严格地管理薄板玻璃的熔断端面间的间隙。其结果是，能够在薄板玻璃的熔断端面附近良好地维持形状。而且，能够在使熔断端面彼此不接触的情况下将熔断后的薄板玻璃安全地分离。
根据以上的第二发明，能够抑制喷射的气体将处于熔融状态的切断部附近向下方按压的力，因此能够在玻璃板的产品部的切断端面不产生形状不良的情况下通过熔断将玻璃板切断。
根据以上的第三发明，对玻璃板的切断部从上下两侧喷射辅助气体，并在玻璃板的上下两侧吸引捕捉由该辅助气体吹飞了的熔融杂质。因此，能够可靠地减少熔融杂质附着于玻璃板的产品部这样的事态，能够良好地维持产品部的清洁性。
根据以上的第四发明，在玻璃板的激光熔断中，能改善玻璃板切断时的作业效能，并且能实现切断后的玻璃板的切断面的品质提高。
附图说明
图1是表示第一发明的第一实施方式的玻璃板切断装置的纵剖侧面。
图2是表示图1的玻璃板切断装置的俯视图。
图3是图2的X-X剖视图。
图4是示意性地表示利用第一实施方式的玻璃板切断装置刚熔断之后的玻璃基板的状态的图。
图5是表示第一发明的第二实施方式的玻璃板切断装置的纵向剖视图。
图6是表示第一发明的第三实施方式的玻璃板切断装置的纵向剖视图。
图7是表示第一发明的第四实施方式的玻璃板切断装置的纵向剖视图。
图8是表示第一发明的第五实施方式的玻璃板切断装置的纵向剖视图。
图9是表示图8的第二吸嘴的立体图。
图10是表示第一发明的第六实施方式的玻璃板切断装置的纵向剖视图。
图11是表示第一发明的作为熔断对象的玻璃板的另一例的图。
图12是表示在第一发明的实施例中，进行玻璃板的强度评价的状态的图。
图13是表示第四发明的实施方式的玻璃板的激光熔断方法所使用的玻璃板的玻璃板切断装置的剖视图。
图14是表示图13的玻璃板切断装置进行的激光熔断的状况的剖视图。
图15是表示图13的玻璃板切断装置进行的激光熔断的状况的剖视图。
图16是表示图13的玻璃板切断装置进行的激光熔断的状况的剖视图。
图17是表示图13的玻璃板切断装置进行的激光熔断的状况的剖视图。
图18是用于说明利用激光熔断将玻璃板切断时产生的问题的图。
具体实施方式
在以下说明的第一发明～第四发明的实施方式中，玻璃板为厚度500μm以下的平板显示器用的玻璃基板，但是作为切断对象的玻璃板当然没有限定为平板显示器用的玻璃基板。能够适用于例如太阳能电池用、有机EL照明用、触控面板用、数字标牌用等各种领域中利用的玻璃基板、其与有机树脂的层叠体等。需要说明的是，玻璃板的厚度没有特别限定，但优选为300μm以下，特别优选为200μm以下。
<第一发明的实施方式>
以下，参照附图来说明上述的第一发明的实施方式。需要说明的是，以下，将玻璃板设为厚度500μm以下的平板显示器用的玻璃基板，当然，作为切断对象的玻璃板并未限定为平板显示器用的玻璃基板。能够适用于例如太阳能电池用、有机EL照明用、触控面板用，数字标牌用等各种领域中利用的玻璃基板、其与有机树脂的层叠体等。
(1)第一实施方式
如图1所示，第一实施方式的玻璃板切断装置1具备：对平放姿态的玻璃板G从下方进行支承的支承台2；对支承于该支承台2的玻璃板G进行熔断分离的激光照射器3。
支承台2具备台主体21和沿着台主体21的上表面移动的输送设备22。玻璃板G通过输送设备22的移动而被向沿着切断预定线CL的搬运方向下游侧(图中的箭头A方向)搬运。此时，台主体21起到对输送设备22进行引导的作用。需要说明的是，在输送设备22上形成有未图示的多个通气孔，经由这些通气孔将玻璃板G边吸附保持在输送设备22上边搬运。当然，也可以不对玻璃板G进行吸附，采用通过输送设备从表背两侧夹持玻璃板G的宽度方向端部来搬运玻璃板G等其它的搬运方法。
如图2所示，台主体21及输送设备22在玻璃板G的宽度方向上隔开间隔而分成两个，且在玻璃板G的切断预定线CL的下方位置具有非支承空间S。在该非支承空间S中，玻璃板G的下表面与支承台2未接触，玻璃板G的下表面相对于非支承空间S露出。
如图3所示，激光照射器3具有使激光LB传播的内部空间，且在该空间内具备透镜31。在本实施方式中，由透镜31聚光后的激光LB在聚光于微焦点且使焦点位置FP对合在玻璃板G的上表面的状态下，向切断部(照射激光LB来进行熔断的部分)C照射。并且，通过该激光LB的照射热沿着切断预定线CL将玻璃板G熔断，分离成作为产品的产品部Ga和被废弃等而不作为产品的非产品部Gb。需要说明的是，激光LB的焦点位置FP也可以是玻璃板G的厚度方向中间位置。而且，也可以将激光LB的焦点位置FP设定在玻璃板G的上方，使激光LB以散焦的状态向切断部C照射。
此外，玻璃板切断装置1具备从产品部Ga这一侧的上方位置朝着切断部C向斜下方喷射侧辅助气体A1的侧辅助气体喷射喷嘴4。该侧辅助气体A1起到将熔渣等熔融杂质向非产品部Gb侧吹飞的作用。
说明如上那样构成的玻璃板切断装置1的动作。
如图1及图2所示，通过支承台2的输送设备22来搬运玻璃板G，使得从以静止状态配置在搬运路径上的激光照射器3照射的激光LB沿着玻璃板G的切断预定线CL进行扫描。
并且，在这样照射激光LB的同时，如图3所示，从配置在玻璃板G的产品部Ga这一侧的上方位置的侧辅助气体喷射喷嘴4朝着玻璃板G的位于切断预定线CL上的切断部C向斜下方喷射侧辅助气体A1。由此，从切断部C除去熔融杂质，有效地进行熔断。而且，由于熔融杂质被向非产品部Gb侧吹飞，因此能够防止熔融杂质附着于产品部Ga的事态。在此，“熔融杂质”是指在玻璃板G熔断时产生的熔渣等杂质，包括处于熔融状态的杂质和处于固化状态的杂质这双方。
另外，在玻璃板G的上方空间中，对玻璃板G喷射气体的机构仅为侧辅助气体喷射喷嘴4。并且，该侧辅助气体喷射喷嘴4对玻璃板G的切断部C倾斜地喷射侧辅助气体A1，因此与对玻璃板G的切断部C从正上方大致铅垂地喷射气体的情况(例如，喷射中心辅助气体的情况)相比，不易作用将处于熔融状态的切断部C附近向下方按压的力。因此，能够防止处于熔融状态的玻璃板G的切断部C附近向下方的垂下。并且，在这样防止了切断部C的垂下的状态下，通过侧辅助气体A1使在切断部C产生的熔融杂质优先向非产品部Gb这一侧飞散，因此熔融杂质不易滞留在产品部Ga的熔断端面Ga1上。
而且，若如上述那样将玻璃板G熔断，则玻璃板G的切断部C的一部分被熔融除去，在产品部Ga的熔断端面Ga1与非产品部Gb的熔断端面Gb1之间形成间隙。因此，产品部Ga的熔断端面Ga1与非产品部Gb的熔断端面Gb1分离该间隙的量，因此能够防止熔断端面Ga1、Gb1彼此接触而发生破损的事态，并能够使产品部Ga与非产品部Gb顺畅地分离。
详细而言，如图4所示，在玻璃板G的厚度设为a，熔断后的产品部Ga的熔断端面Ga1与非产品部Gb的熔断端面Gb1之间的最小间隙设为b时，以通过熔断而形成满足0.1≤b/a≤2的关系的最小间隙b的方式进行管理。这样的话，按照与玻璃板G的厚度的相对关系来严格地管理产品部Ga的熔断端面Ga1与非产品部Gb的熔断端面Gb1之间的间隙，因此能够良好地维持产品部Ga的熔断端面Ga1附近的形状，并能够使产品部Ga与非产品部Gb安全地分离。即，当b/a超过2时，通过熔断而熔融除去的玻璃板G的量变得过多，可能在产品部Ga的熔断端面Gb1产生形状不良。而且，也可能因应变而导致玻璃板G的变形或破损。另一方面，当b/a小于0.1时，熔断端面Ga1、Gb1彼此过分接近，可能在分离时熔断端面Ga1、Gb1彼此接触而导致产品部Ga(或非产品部Gb)发生破损。
在此，作为调整最小间隙b的大小的方法，可列举(1)变更激光LB的输出功率、(2)变更光斑直径相对于玻璃板G的大小、(3)变更侧辅助气体A1的假想中心线L1相对于玻璃板G的表面(上表面)的倾斜角α1(参照图3)、(4)变更侧辅助气体A1等向玻璃板G供给的气体的喷射压、(5)变更激光的脉冲宽度或图案、等变更熔断条件的方法。
激光LB及侧辅助气体A1的各条件如下那样。需要说明的是，激光LB及侧辅助气体A1的各条件当然并未限定于此。
激光LB的光斑直径设定为比图4的最小间隙b小。
激光LB的照射能量在玻璃板G的上表面处设定为100～100000[W/mm2]。
侧辅助气体A1的喷射压设定为0.01～0.5[MPa]。
侧辅助气体A1的倾斜角α1设定为25°～60°，优选设定为30°～50°，更优选设定为35°～45°。即，当侧辅助气体A1相对于玻璃板G的表面的倾斜角小于25°时，侧辅助气体A1向玻璃板G过浅地入射，可能产生无法向切断部C有效地供给侧辅助气体A1的问题。另一方面，当侧辅助气体A1相对于玻璃板G的表面的倾斜角超过60°时，侧辅助气体A1向玻璃板G过深地入射，将切断部C附近向下方按压的力可能变大。因此，侧辅助气体A1的倾斜角α1优选在上述数值范围内，若在该范围内，则能够将侧辅助气体A1有效地向切断部C供给，并能够适当地抑制侧辅助气体A1将切断部C附近向下方按压的力。
需要说明的是，从防止熔融杂质向产品部Ga的附着的观点出发，侧辅助气体A1的倾斜角α1优选设定为15°～45°。因此，在考虑到产品部Ga的熔断端面Ga1的形状和熔融杂质向产品部Ga的附着的情况下，侧辅助气体A1的倾斜角α1优选设定为25°～45°。
侧辅助气体A1的指向方向只要在切断部C附近即可。例如，在图示例中，侧辅助气体A1的假想中心线L1与切断部C交叉，但假想中心线L1也可以在比切断部C靠产品部Ga这一侧的位置处与玻璃板G的上表面或下表面交叉。
作为侧辅助气体A1，可以将例如氧(或空气)、水蒸气、二氧化碳、氮、氩等气体以单独或与其它气体混合的状态使用。而且，侧辅助气体A1也可以以热风的形式喷射。
如以上那样熔断后的玻璃板G具有如下的特征。
第一，如图4所示，产品部Ga的熔断端面Ga1的形状成为大致圆弧状的良好的凸曲面形状。附带而言，产品部Ga的熔断端面Ga1由锻造面构成。需要说明的是，也存在如下情况：由侧辅助气体A1吹飞了的熔融杂质(熔渣等)附着于非产品部Gb的熔断端面Gb1，而使熔断端面Gb1的形状偏离大致圆弧状。
第二，产品部Ga的熔断端面Ga1的算术平均粗糙度Ra成为0.3μm以下，且其粗糙度曲线要素的平均长度RSm成为150μm以上。在此，若对Ra的下限值及RSm的上限值进行说明的话，则Ra优选无限接近零，RSm优选无限接近无限大。然而，由于在实际应用上存在基于加工设备等的界限，因此规定Ra的下限值或RSm的上限值是缺乏意义的。因此，在上述中，未设定Ra的下限值和RSm的上限值。
第三，产品部Ga的熔断端面Ga1的残余压缩应力成为20MPa～500MPa。
(2)第二实施方式
如图5所示，第二实施方式的玻璃板切断装置1在第一实施方式的玻璃板切断装置1的结构上还附加了中心辅助气体喷射喷嘴5。以下，省略对共同点的说明，仅说明区别点。
中心辅助气体喷射喷嘴5与激光照射器3的前端部连接，向激光照射器3的内部空间(比透镜31靠下方的空间)供给中心辅助气体A2。供给到激光照射器3的内部空间中的中心辅助气体A2从激光照射器3的前端朝着玻璃板G的切断部C向正下方喷射。即，从激光照射器3的前端射出激光LB并喷射中心辅助气体A2。中心辅助气体A2起到将在熔断玻璃板G时产生的熔融杂质从玻璃板G的切断部C除去的作用、保护激光照射器3的透镜31等光学部件免遭该熔融杂质的侵害的作用、以及对透镜的热进行冷却的作用。
并且，在侧辅助气体A1的喷射压设为P1，中心辅助气体A2的喷射压设为P2时，P2/P1设定为0～2。详细而言，例如，中心辅助气体A2的喷射压设定为0～0.02[MPa]，侧辅助气体A1的喷射压设定为0.01～0.5[MPa]。并且，优选的是，侧辅助气体A1的喷射压设定得比中心辅助气体A2的喷射压大。例如，P2/P1设定为0.1～0.5。这种情况下，中心辅助气体A2的喷射压优选设定为保护激光照射器3的透镜31等光学部件免遭熔融杂质的侵害这种程度的压力。
这样的话，由于中心辅助气体A2的喷射压相对减弱，因此主要通过侧辅助气体A1将在切断部C产生的熔融杂质吹飞。该侧辅助气体A1从产品部Ga这一侧的上方位置朝着切断部C向斜下方喷射，因此与中心辅助气体A2相比，将处于熔融状态的玻璃板G的切断部C附近向下方按压的力弱。因此，通过将侧辅助气体A1的喷射压设定得比中心辅助气体A2的喷射压大，由此能够防止处于熔融状态的玻璃板G的切断部C的垂下。并且，在这样防止了切断部C的垂下的状态下，通过侧辅助气体A1使在切断部C产生的熔融杂质优先向非产品部Gb这一侧飞散，因此熔融杂质不易滞留在产品部Ga的熔断端面Ga1上。因此，与图4所示的情况同样地，能够将产品部Ga的熔断端面Ga1的形状维持成大致圆弧状的良好的形状。
侧辅助气体A1和中心辅助气体A2既可以是同种的气体，也可以是不同种的气体。
(3)第三实施方式
如图6所示，第三实施方式的玻璃板切断装置1与第一～第二实施方式的玻璃板切断装置1的区别之处是，在玻璃板G的下方空间具备协助侧辅助气体喷射喷嘴6。以下，省略对共同点的说明，仅说明区别点。需要说明的是，在图示例中，设置了中心辅助气体喷射喷嘴5，但也可以省略。
协助侧辅助气体喷射喷嘴6配置在玻璃板G的产品部Ga这一侧的下方位置，朝着切断部C向斜上方喷射协助侧辅助气体A3。
而且，在本实施方式中，产品部Ga侧的台主体21的面向非支承空间S的侧面部21a形成为以上方比下方更接近玻璃板G的切断部C的方式倾斜的锥面。并且，通过该形成为锥面的侧面部21a，将从协助侧辅助气体喷射喷嘴6喷射的协助侧辅助气体A3向斜上方引导而向玻璃板G的切断部C供给。需要说明的是，在图示例中，非产品部Gb侧的台主体21的面向非支承空间S的侧面部21a也形成为以上方比下方更接近玻璃板G的切断部C的方式倾斜的锥面。当然，也可以仅将产品部Ga侧的台主体21的侧面部21a设为锥面。
如以上那样的话，通过侧辅助气体A1和侧辅助气体A3，能够将在玻璃板G的切断部C产生的熔融杂质向非产品部Gb这一侧有效地吹飞。而且，由于协助侧辅助气体A3作用于玻璃板G的下表面，因此认为也可期待对玻璃板G的切断部C附近从下方进行支承的效果，有助于防止切断部C附近的垂下。
协助侧辅助气体A3的喷射压设定为例如0.01～0.5[MPa]。
协助侧辅助气体A3相对于玻璃板G的背面(下表面)的倾斜角α2设定为15°～70°，优选设定为20°～60°，更优选设定为25°～45°。
协助侧辅助气体A3的指向方向只要在切断部C附近即可。例如，在图示例中，协助侧辅助气体A3的假想中心线L2与切断部C交叉，但假想中心线L2也可以在比切断部C靠产品部Ga这一侧的位置处与玻璃板G的上表面或下表面交叉。
协助侧辅助气体A3可以是与侧辅助气体A1同种的气体，也可以是不同种的气体。
需要说明的是，在该第三实施方式中，侧辅助气体A1和协助侧辅助气体A3同时向玻璃板G的切断部C喷射，但并未限定于此。例如，也可以在玻璃板G的切断部C贯通之前，利用侧辅助气体A1将切断部C的熔融杂质吹飞，在玻璃板G的切断部C贯通之后，停止侧辅助气体A1，利用协助侧辅助气体A3将切断部C的熔融杂质吹飞。
(4)第四实施方式
如图7所示，第四实施方式的玻璃板切断装置1与第三实施方式的玻璃板切断装置1的区别之处在于协助侧辅助气体A3的供给方法。以下，省略对共同点的说明，仅说明区别点。
在第四实施方式中，在支承台2的台主体21上形成有朝着斜上方延伸且一端与非支承空间S连通的气体流通路21b。在该气体流通路21b的另一端连接有协助侧辅助气体喷射喷嘴6的喷射口。将从协助侧辅助气体喷射喷嘴6喷射的协助侧辅助气体A3通过气体流通路21b向斜上方引导而向非支承空间S释放，从而向玻璃板G的切断部C供给。
(5)第五实施方式
如图8所示，第五实施方式的玻璃板切断装置1与第三实施方式的玻璃板切断装置1的区别之处在于具备对在熔断过程中产生的熔融杂质进行吸引的结构。以下，省略对共同点的说明，仅说明区别点。
即，具备配置在非产品部Gb这一侧的上方位置的第一吸嘴7和配置在非产品部Gb这一侧的下方位置的第二吸嘴8。
第一吸嘴7以使其假想中心线L3指向切断部C的状态与侧辅助气体喷射喷嘴4面对配置，吸引玻璃板G的上方空间的熔融杂质。第一吸嘴7的假想中心线L3相对于玻璃板G的表面(上表面)的倾斜角β1设定在α1±15°以内，优选设定在α1±10°以内，更优选设定在α1±5°以内的范围。
另一方面，第二吸嘴8以使其吸引口指向上方的状态与协助侧辅助气体喷射喷嘴6面对配置，吸引玻璃板G的下方空间换言之非支承空间S的熔融杂质。在此，使第二吸嘴8从切断部C的正下方偏向非产品部Gb侧配置的原因在于，在侧辅助气体A1或协助侧辅助气体A3的作用下，熔融杂质在非支承空间S内边被向非产品部Gb侧吹飞边下降。
第一吸嘴7及第二吸嘴8对由侧辅助气体A1及协助侧辅助气体A3向非产品部Gb侧吹飞了的熔融杂质进行吸引。这样的话，能够可靠地防止由侧辅助气体A1及协助侧辅助气体A3从切断部C吹飞了的熔融杂质在周边空间浮游而再次附着于产品部Ga这样的事态。
需要说明的是，在该第五实施方式中，通过第一吸嘴7和第二吸嘴8同时吸引熔融杂质，但并未限定于此。例如，可以在玻璃板G的切断部C贯通之前，利用第一吸嘴7吸引熔融杂质，在玻璃板G的切断部C贯通之后，利用第二吸嘴8吸引熔融杂质。而且，也可以省略第一吸嘴7，仅利用第二吸嘴8吸引熔融杂质。
在此，配置在玻璃板G的下方空间中的第二吸嘴8如图9所示，具有沿着玻璃板G的切断预定线CL方向长条的吸引口81。这是因为，在玻璃板G的下方空间中，熔融杂质有向沿着切断预定线CL方向的大范围飞散的趋势。需要说明的是，若没有激光照射器3等带来的空间上的制约，则配置在玻璃板G的上方空间中的第一吸嘴7也可以具有沿着切断预定线CL的延伸方向长条的吸引口。
(6)第六实施方式
当然，也可以如图10所示那样，在第四实施方式的玻璃板切断装置1(参照图7)中配置第一吸嘴7及第二吸嘴8。
需要说明的是，第一发明并未限定为上述第一～第六实施方式，能够进行各种变形。例如，在利用溢流下拉法等来成形玻璃板G时，如图11所示，玻璃板G的宽度方向两端部的厚度比玻璃板G的宽度方向中央部的厚度相对变厚。并且，宽度方向中央部被作为产品部Ga，宽度方向两端部被作为非产品部(称为耳部)Gb。因此，可以将本发明的切断方法及切断装置用在这种玻璃板G的作为非产品部Gb的耳部的除去中。
另外，在上述的实施方式中，说明了熔断分离后的薄板玻璃G的一方为产品部Ga而另一方为非产品部Gb的情况，但也可以适用于双方为产品部Ga的情况。
实施例1
作为第一发明的实施例，进行了如下的对比试验。试验条件如下所述。首先，基于图3所示的实施方式，在喷吹辅助气体的同时，对长300mm×宽300mm大小的薄板玻璃的切断部照射波长10.6μm的CO2激光，将薄板玻璃熔断而切断。接着，对这样被熔断了的薄板玻璃的熔断端面附近进行二次加工(例如，基于激光的退火或基于电加热的退火)来实施退火处理。使薄板玻璃的厚度a和熔断端面间的最小间隙b变化来进行这一系列的切断工序。然后，对于经由切断工序而被熔断了的各薄板玻璃，分别检查了(1)熔断端面的擦伤的状态、(2)熔断端面的形状、(3)强度。需要说明的是，就熔断后的薄板玻璃的强度而言，如图12所示，将各薄板玻璃G依次通过由两张板状体9夹持且以50mm/分的速度呈U字状地在长度方向上产生弯曲的方式压弯这样的两点弯曲法评价了强度。该评价基于因压弯而破坏时的两张板状体9的间隔来算出破坏强度。上述的试验结果如下所示。
[表1]
比较例1 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 比较例2
a[μm] 100 100 100 100 100 100 100
b[μm] 5 10 50 70 100 200 220
b/a 0.05 0.1 0.5 0.7 1 2 2.2
擦伤 有 稍有 无 无 无 无 无
形状 ○ ○ ◎ ◎ ◎ ○ ×
强度[MPa] 350 450 1000 1000 900 600 600
综合评价 × ○ ◎ ◎ ◎ ○ ×
[表2]
实施例6 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10 比较例3
a[μm] 100 200 300 400 500 700
b[μm] 50 50 50 50 50 50
b/a 05 0.25 0.17 013 01 0.07
擦伤 无 无 无 无 无 有
形状 ◎ ◎ ◎ ○ ○ ○
强度[MPa] 1000 1000 850 750 500 300
综合评价 ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ×
根据以上的表1及表2可知，在b/a为0.1以上时，在分离时因薄板玻璃的熔断端面彼此的接触而产生的擦伤完全没有，或者能够抑制成实质上不会成为问题的程度。因此，若管理成这样的范围，则能够可靠地减少在分离时薄板玻璃的熔断端面彼此接触而发生破损的事态。
另外可知，在b/a为2以下时，薄板玻璃的熔断端面的形状得以良好地维持。因此，若管理成这样的范围，则能够可靠地减少薄板玻璃的产品品质下降或者在后续工序中薄板玻璃以熔断端面为起点而发生破损的事态。
因此，若以满足0.1≤b/a≤2的关系的方式管理最小间隙b，则能够良好地维持薄板玻璃的熔断端面附近的形状，并且能可靠地减少在分离时或后续工序中薄板玻璃发生破损的事态。需要说明的是，这种作用效果除了为了熔断而照射激光以外，无需进行预备加热或退火处理就能享有。
需要说明的是，在要求更稳定的品质的情况下，可以在刚熔断之后实施基于激光等的退火处理。
在上述实施例8～10中形成的熔断端面的算术平均粗糙度Ra为0.08～0.18μm，粗糙度曲线要素的平均长度RSm为250～400μm，能够容易地除去熔断端面的污损。另一方面，列举在沿着划线将薄板玻璃折断之后实施金刚石研磨而成的割断端面作为比较例的话，该割断端面的Ra为0.4～0.6μm且RSm为80～140μm，未能充分地除去割断端面的污损。
另外，在上述实施例1～10中形成的熔断端面的压缩应力(残余压缩应力)为80～180MPa。当在端面加入损伤而使裂纹产生时，裂纹沿着边缘发展，不会损害作为玻璃板的性能。另一方面，作为比较例而制作的激光割断后的薄板玻璃的端面的压缩应力为0～15MPa，当加入损伤而使裂纹产生时，裂纹沿着面方向发展而使薄板玻璃断裂为两个，从而丧失作为玻璃板的性能。
<第二发明的实施方式>
第二发明的实施方式与上述的第一发明的第一～第六实施方式相同，因此省略。
<第三发明的实施方式>
第三发明的实施方式与上述的第一发明的第五～第六实施方式相同，因此省略。
<第四发明的实施方式>
以下，基于附图来说明第四发明的实施方式的激光熔断方法。
图13是表示本实施方式的激光熔断方法所使用的玻璃板切断装置1的剖视图。如该图所示，玻璃板切断装置1具备：指向激光L的照射部C并从相对于玻璃板G的表面S倾斜了α的方向喷射辅助气体A1的辅助气体喷射喷嘴2；从辅助气体喷射喷嘴2的相反侧指向照射部C并从相对于玻璃板G的表面S倾斜的方向喷射侧辅助气体A2的侧辅助气体喷射喷嘴4。而且，在与激光L的照射部C处的玻璃板G的表面S对置的位置上配设有朝着照射部C从正上方照射激光L的激光照射器3。
在激光照射器3的内部具备使从未图示的激光振荡装置激发出的激光L聚集并朝向照射部C照射的聚光透镜5，且被调整成激光L的焦点位于该图所示的假想切断线Z的线上及其延长线上。而且，在激光照射器3的侧壁附设有将要从激光照射器3的照射口朝向照射部C喷射的中心辅助气体A3导入到激光照射器3内的中心辅助气体导入路6。
如上述那样构成的玻璃板切断装置1通过激光熔断法将载置在支承台7上的玻璃板G以照射部C(假想切断线Z)为交界，切断为成为辅助气体A1的喷射源头侧的产品部G1和成为喷射目的地侧的非产品部G2。
在此，侧辅助气体A2的喷射压设定为比辅助气体A1的喷射压小，以免损害由辅助气体A1起到的使在照射部C产生的熔融玻璃部M飞散的作用。作为各气体A1～A3的喷射压，优选的是，辅助气体A1：0.2～0.6MPa，侧辅助气体A2：0.0～0.3MPa，中心辅助气体A3：0.0～0.3MPa，更优选的是，辅助气体A1：0.3～0.5MPa，侧辅助气体A2：0.0～0.2MPa，中心辅助气体A3：0.0～0.2MPa。而且，作为辅助气体A1、侧辅助气体A2、中心辅助气体A3，可以使用氧、空气、水蒸气、氮、二氧化碳、及以氩为代表的不活泼气体等。
此外，辅助气体A1的喷射角度α根据玻璃板G的板厚和要在切断后的玻璃板G的切断面之间形成的间隙的关系来选择。例如，若上述的板厚与切断后形成的间隙之比为[0.1<(间隙/板厚)<2.0]，则能够防止切断后的玻璃板G的切断面彼此(产品G1的切断面与非产品G2的切断面)的接触或滑动、及不必要的熔融玻璃的飞散，因此喷射角度α优选设定在20°<α<65°的范围内，更优选为25°<α<60°，最佳值根据板厚来调整。
另外，作为要通过激光熔断来切断的玻璃板G，可以使用无碱玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸玻璃、铅玻璃、结晶化玻璃等、以及物理强化玻璃或化学强化玻璃等，其厚度优选为1.0mm以下，更优选为0.5mm以下，无论何种情况下，厚度的下限值均为0.02mm。
以下，基于附图的图14～图17，说明使用了上述玻璃板切断装置1的本发明的实施方式的玻璃板G的激光熔断方法的实施状况。需要说明的是，在本实施方式中，使用无碱玻璃作为玻璃板G，要切断的玻璃板G的板厚为0.5mm，玻璃板G的板厚与在切断后的玻璃板G的切断面间形成的间隙之比为(间隙/板厚)=1.0，辅助气体A1的喷射压为0.5MPa，侧辅助气体A2和中心辅助气体A3的喷射压均为0.1MPa，喷射角α=35°。
如图14所示，通过朝着玻璃板G的照射部C照射激光L，由此使存在于照射部C的玻璃因激光L的照射热而熔融，成为该图中附注有交叉影线的熔融玻璃部M。在此时刻，辅助气体A1、侧辅助气体A2、中心辅助气体A3被朝着照射部C(熔融玻璃部M)喷射。
通过喷射上述各气体，如图15所示，熔融玻璃部M的表面侧的一部分主要在辅助气体A1的压力下从产品部G1侧向非产品部G2侧的方向滑移且熔融玻璃部M的其余的一部分向同一方向飞散，由此在照射部C形成凹部H。并且，在凹部H中的承受辅助气体A1碰撞的壁部上，由于熔融玻璃部M的一部分如上述那样滑移，而形成与辅助气体A1的喷射方向的倾斜α反向地倾斜的倾斜壁部W。
由于该倾斜壁部W的成形，从产品部G1侧向非产品部G2侧沿着倾斜方向流动的辅助气体A1的喷流与倾斜壁部W发生碰撞，由此在照射部C的厚度方向的中央部附近发生弯曲，其流动的方向沿着倾斜壁部W从非产品部G2侧向产品部G1侧的方向变化而被向玻璃板G的背面B侧引导。在此时刻，倾斜壁部W的上端如该图所示那样成为从玻璃板G的表面S鼓起的状态，因此容易将辅助气体A1向背面B侧引导。
这种情况下，侧辅助气体A2通过其压力来防止不必要的熔融玻璃部M的飞散，并对凹部H中的承受辅助气体A1碰撞的壁部进行冷却，促进存在于该壁部的熔融玻璃部M的再固化，由此起到对倾斜壁部W的成形进行辅助的作用。而且，与辅助气体A1相比，侧辅助气体A2的喷射压小，因此也不会损害由辅助气体A1起到的使熔融玻璃部M飞散的作用。
而且此时，中心辅助气体A3对由辅助气体A1起到的使熔融玻璃部M飞散的作用进行辅助，并起到防止挥发了的一部分熔融物M1飞散且作为熔渣附着于上述聚光透镜5的作为气帘的作用。而且，中心辅助气体A3与侧辅助气体A2一起对形成于照射部C的凹部H中的承受辅助气体A1碰撞的壁部进行冷却，并促进存在于该壁部的熔融玻璃部M的再固化，由此也起到对倾斜壁部W的成形进行辅助的作用。
如以上那样，由于辅助气体A1所碰撞的凹部H的壁部成形为倾斜壁部W，而如图16所示，辅助气体A1的喷流的一部分成为在照射部C的厚度方向的中央部附近发生了弯曲的流动。通过这种辅助气体A1的流动及其压力，因激光L的照射热而熔融软化了的熔融玻璃部M的一部分被逐渐除去，从而使得玻璃板G的切断进展。
当这种动作继续进行而使玻璃板G的切断完成时，如图17所示，切断后的产品部G1的切断面F成为以厚度方向的中央部为交界而大致对称的凸曲面状的切断面F。在该切断面F上不存在容易产生缺口等的角部，因此在切断后无需对切断面F进行研磨加工。而且，通过将辅助气体A1相对于玻璃板G的表面S倾斜喷射，且使辅助气体A1在中途转换方向而从背面B倾斜地吹出，由此能够避免向玻璃板G的表面S垂直地喷射辅助气体A1时的不良情况、即在辅助气体A1的喷射压下强烈地按压照射部C而使熔融玻璃部M的一部分在背面B垂下这样的不良情况。作为其结果，能够获得切断面F的品质提高这样的优点。
在此，在本实施方式中，使用了辅助气体A1、侧辅助气体A2及中心辅助气体A3共计三个气体，但可以不必使用侧辅助气体A2、中心辅助气体A3，可以仅使用辅助气体A1。而且，在本实施方式中，侧辅助气体A2从玻璃板G的切断开始到完成始终喷射，但也可以从在照射部C上形成倾斜壁部W开始进行喷射。而且，向照射部C照射的激光L从照射部C的正上方照射，但也可以取代此，与中心辅助气体A3的喷射口不同而另行设置激光照射器3，从产品部G1这一侧或非产品部G2这一侧照射激光L。而且，激光L的焦点可以不必位于假想切断线Z与玻璃板G的表面S的交叉部，可以调整成使焦点位于照射部C的厚度方向中央部、背面B或比玻璃板G的表面S靠上方的位置。
实施例2
作为第四发明的实施例，在下述的表3记载的六个条件下(四个实施例及两个比较例)，通过激光熔断方法进行了玻璃板的切断试验。然后，作为产品中的切断面的品质评价，对以下的三个项目进行了品质良好与否的比较。需要说明的是，作为熔断用的激光，使用了波长10.6μm的CO2激光。
项目1：产品的切断面上有无熔渣的附着
项目2：产品的切断面上有无熔融物的垂下
项目3：产品的切断面的厚度方向上的对称性良好与否
以下的表3示出试验结果。需要说明的是，在表3中，辅助气体喷射压、侧辅助气体喷射压为0.0Mpa是指未喷射辅助气体、侧辅助气体的情况。
[表3]
如表3所示，在像比较例1那样未使用辅助气体的情况下，观察到产品的切断面上的熔渣的附着，在非产品部未形成倾斜壁部，也确认到了熔融玻璃的垂下。而且，在像比较例2那样主要使用中心辅助气体并将侧辅助气体大致从照射部的正上方喷射的情况下，在非产品部也未形成倾斜壁部，在各比较项目的任一项目中均未能得到良好的结果。相对于此，在实施例1～4中，未观察到产品的切断面上的熔渣的附着，也未确认到熔融玻璃的垂下。而且，切断面的厚度方向上的对称性也非常良好。
符号说明
<第一发明的实施方式的符号>
1 玻璃板切断装置
2 支承台
21 台主体
22 输送设备
3 激光照射器
31 透镜
4 侧辅助气体喷射喷嘴
5 中心辅助气体喷射喷嘴
6 协助侧辅助气体喷射喷嘴
7 第一吸嘴
8 第二吸嘴
A1 侧辅助气体
A2 中心辅助气体
A3 协助侧辅助气体
C 切断部
G 玻璃板
Ga 产品部
Ga1 熔断端面
Gb 非产品部
Gb1 熔断端面
LB 激光
S 非支承空间
<第四发明的实施方式的符号>
1 玻璃板切断装置
2 辅助气体喷射喷嘴
3 激光照射器
4 侧辅助气体喷射喷嘴
5 聚光透镜
6 中心辅助气体导入口
7 支承台
A1 辅助气体
A2 侧辅助气体
A3 中心辅助气体
L 激光
G 玻璃板
G1 产品
G2 非产品
S 玻璃板的表面
B 玻璃板的背面
C 照射部
H 凹部
F 产品的切断面
W 倾斜壁部
α 喷射角
M 熔融玻璃部
M1 挥发了的熔融物
Z 假想切断线

Claims (7)

1.一种玻璃板切断装置，在玻璃板的切断部的下方位置具有非支承空间的支承台上载置有玻璃板的状态下，一边向所述切断部喷射辅助气体，一边朝着所述切断部照射激光，以所述切断部为交界而将所述玻璃板熔断成产品部和非产品部，其特征在于，
在所述玻璃板的上方空间中，
所述玻璃板切断装置具备：
中心辅助气体喷射机构，其配置在所述切断部的正上方，且朝着所述切断部向正下方喷射中心辅助气体；
第一侧辅助气体喷射机构，其配置在所述产品部这一侧的上方位置，且朝着所述切断部向斜下方喷射第一侧辅助气体；以及
第一吸引机构，其配置在所述非产品部这一侧的上方位置，对在熔断过程中产生的熔融杂质进行吸引，
在所述玻璃板的下方空间中，
所述玻璃板切断装置具备：
第二侧辅助气体喷射机构，其配置在所述产品部这一侧的下方位置，且朝着所述切断部向斜上方喷射第二侧辅助气体；以及
第二吸引机构，其配置在除所述切断部的正下方之外的偏向所述非产品部这一侧的位置，对所述非支承空间内的所述熔融杂质进行吸引。
2.根据权利要求1所述的玻璃板切断装置，其特征在于，
所述第二吸引机构的吸引口沿着包含所述切断部的切断预定线呈长条的形状。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃板切断装置，其特征在于，
所述第一侧辅助气体喷射机构将所述第一侧辅助气体向玻璃板的上表面以15°～45°的倾斜角进行喷射。
4.根据权利要求1或2所述的玻璃板切断装置，其特征在于，
在所述产品部这一侧，面向所述非支承空间的所述支承台的侧面部形成为将从所述第二侧辅助气体喷射机构喷射的所述第二侧辅助气体向斜上方引导的锥面。
5.根据权利要求1或2所述的玻璃板切断装置，其特征在于，
在所述产品部这一侧，面向所述非支承部的所述支承台具有将从所述第二侧辅助气体喷射机构喷射的所述第二侧辅助气体向斜上方引导而向所述非支承空间释放的气体流通路。
6.根据权利要求1或2所述的玻璃板切断装置，其特征在于，
所述激光相对于所述玻璃板以散焦的方式照射。
7.一种玻璃板切断方法，在沿着玻璃板的切断部具有非支承空间的支承台上载置有玻璃板的状态下，一边向所述切断部喷射辅助气体，一边朝着所述切断部照射激光，以所述切断部为交界而将所述玻璃板熔断成产品部和非产品部，其特征在于，
在所述玻璃板的上方空间中，从所述切断部的正上方朝着所述切断部向正下方喷射中心辅助气体，且从所述产品部这一侧的上方位置朝着所述切断部向斜下方喷射第一侧辅助气体，并在所述非产品部这一侧的上方位置对在熔断过程中产生的熔融杂质进行吸引，
在所述玻璃板的下方空间中，从所述产品部这一侧的下方位置朝着所述切断部向斜上方喷射第二侧辅助气体，并在除所述切断部的正下方之外的偏向所述非产品部这一侧的位置对所述非支承空间内的所述熔融杂质进行吸引。
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