CN109455916B - 玻璃基板的残余应力降低方法及残余应力降低装置 - Google Patents

Abstract

一种玻璃基板的残余应力降低方法及残余应力降低装置，能够降低与树脂等耐热性低的材料一体形成的玻璃基板的残余应力。另外，即使对于因高残余应力而通常在数十分钟内出现破损的玻璃基板，也能够在出现破损之前降低残余应力。玻璃基板(G)的残余应力降低方法具有：激光照射步骤，向玻璃基板(G)的残余应力高的部分照射激光而进行加热；以及冷却步骤，对照射了激光而被加热的部分进行冷却。

Description

玻璃基板的残余应力降低方法及残余应力降低装置

技术领域

本发明涉及玻璃基板的残余应力降低方法以及玻璃基板的残余应力降低装置。

背景技术

为了将玻璃基板切断为产品尺寸，利用刀轮在玻璃基板上形成刻划线，之后，通过弯曲玻璃基板而沿着刻划线切断玻璃基板(例如，参照专利文献1)。

但是，由于刀轮刃施加的力以及切断时施加的应力，在刻划线留下残余应力。因此，在玻璃基板的表面容易自然产生水平方向的裂纹，并且，随着时间的经过，由于湿气等，裂纹进一步生长。

另外，已知通过向玻璃基板的端面(边缘)照射激光进行熔化倒圆来提高玻璃基板的端面强度的技术(例如，参照专利文献2)。在该熔化倒圆中，消除基板边缘的细微裂纹，提高端面强度。

但是，在该方法中，在熔化部附近产生残余应力。另外，由于残余应力，基板破碎的可能性升高。具体而言，内部缺陷随时间生长的可能性、因后续的伤痕而破损的可能性升高，残余应力较大时，有时在数十分钟内破损。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-144875号公报

专利文献2：日本专利第5245819号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

鉴于以上问题，一直以来，开发有降低玻璃基板的边缘的残余应力的方法。例如，在降低玻璃基板的残余应力的方法中，在升温之后进行慢速冷却。具体而言，首先，将整个玻璃基板均匀加热至玻璃转移点以上的温度，接着，将其保持一定时间，最后，慢速冷却至常温。一般而言，加热·保持·慢速冷却的工序需要几个小时以上的时间。

在该方法中，具有能够几乎完全去除玻璃基板的边缘的残余应力的优点。另外，还具有在炉内能够同时处理多个玻璃基板的优点。

但是，由于将整个基板加热至玻璃转移点以上，因此无法应用于例如与树脂等耐热性较低的材料一体形成的玻璃产品。在图30中示出了玻璃基板G上一体形成有树脂材料P1、P2的玻璃产品。

另外，一次残余应力降低处理需要消耗几个小时以上的时间，因此无法在产生残余应力之后立即降低残余应力。因此，难以应用于由于较高的残余应力而在数十分钟内出现破损的概率较高的玻璃基板。

本发明的第一目的在于，能够降低与树脂等耐热性低的材料一体形成的玻璃基板的残余应力。

本发明的第二目的在于，即使对于由于较高的残余应力而通常在数十分钟内出现破损的玻璃基板也能够在出现破损之前降低残余应力。

用于解决技术问题的手段

下面，作为用于解决技术问题的手段说明多种方式。这些方式能够根据需要而进行任意组合。

根据本发明一方面的玻璃基板的残余应力降低方法具有以下步骤。

◎激光照射步骤，向玻璃基板的残余应力高的部分照射激光而进行加热。

◎冷却步骤，对照射了激光而被加热的部分进行冷却。

根据该方法，由于玻璃基板的残余应力高的部分被加热，因此能够降低与树脂等耐热性低的材料一体形成的玻璃基板的残余应力。这是因为并不是加热整个玻璃基板，因此树脂等不容易受到热量的影响。

另外，根据该方法，通过将玻璃基板加热约1皮秒～100秒，在加热域中降低残余应力，因此，即使对于通常在数十分钟内出现破损的玻璃基板，也能够在出现破损之前降低残余应力。

“加热残余应力高的部分”意味着，玻璃基板中存在不被加热的部分。

“降低残余应力”是指，将残余应力降低至内部缺陷随时间的成长得到抑制且未被施加外力的玻璃基板在既定的时间内不会破碎的程度。

根据该方法，由于对被照射了激光而加热的部分进行冷却，因此即使以相对短的时间间隔依次对临近的区域进行加热，也能够在这些多个加热区域降低残余应力。这是因为通过进行冷却，变成高温的区域不会在多个加热区域所排列的方向上扩张，因此可维持残余应力降低效果。其结果，缩短节拍时间。

可以经常进行冷却，也可以在照射激光之后进行冷却。

冷却地方可以只是被加热的部分，还可以是包括被加热的部分的玻璃基板整体。

在激光照射步骤中，也可以向多个地方照射同时地照射多束激光。

根据该方法，能够在短时间内实现残余应力降低。

在所述激光照射步骤中，也可以重复执行对不同地方照射激光的处理。

根据该方法，增加照射激光的区域，其结果，残余应力降低的区域的面积增加。

根据本发明的其它方面的玻璃基板的残余应力降低装置具备激光装置及冷却装置。

激光装置向玻璃基板的残余应力高的部分照射激光而进行加热。

冷却装置对照射了激光而被加热的部分进行冷却。

根据该装置，玻璃基板的残余应力高的部分被加热，因此能够降低与树脂等耐热性低的材料一体形成的玻璃基板的残余应力。这是因为不是整个玻璃基板被加热，因此树脂等不容易受到热量的影响。

另外，根据该装置，通过将玻璃基板加热约1皮秒～100秒，在加热域中降低残余应力，因此即使对于通常在数十分钟内出现破损的玻璃基板，也能够在出现破损之前降低残余应力。

根据该装置，由于将被照射了激光而加热的部分进行冷却，因此即使以相对短的时间间隔依次对临近的区域进行加热，也能够在这些多个加热区域降低残余应力。这是因为通过进行冷却，变成高温的区域不会在多个加热区域所排列的方向上扩张，因此能够维持残余应力降低效果。其结果，缩短节拍时间。

可以经常进行冷却，也可以在照射激光之后进行冷却。

冷却地方可以只是被加热的部分，也可以是包括被加热的部分的玻璃基板整体。

激光装置可以向多个地方同时地照射多束激光。

根据该激光装置，能够在短时间内实现残余应力降低。

激光装置可以重复执行向不同地方照射激光的处理。

根据该装置，增加激光照射区域，其结果，残余应力降低的区域的面积增加。

发明效果

根据本发明，能够降低与树脂等耐热性低的材料一体形成的玻璃基板的残余应力。这是因为不是整个玻璃基板被加热，因此树脂等不容易受到热量的影响。进一步地，根据本发明，即使对于由于高残余应力而通常在数十分钟内出现破损的玻璃基板，也能够在出现破损之前降低残余应力。这是因为通过将玻璃基板的一个地方或多个地方加热约1皮秒～100秒，并进行一次该加热或者错开加热位置而进行多次该加热，可以在加热域中降低残余应力。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的激光照射装置的示意图。

图2是示出激光光斑的移动的玻璃基板的示意图。

图3是熔化倒圆过的玻璃基板的剖面照片。

图4是示出熔化倒圆过的玻璃基板的从端面朝中间侧的相位延迟的变化的曲线图。

图5是示出激光光斑的移动的玻璃基板的示意图。

图6是示出激光光斑的移动的玻璃基板的示意图。

图7是示出激光光斑的移动的玻璃基板的示意图。

图8是示出激光光斑的移动的玻璃基板的示意图。

图9是示出激光光斑的形状的变化的示意俯视图。

图10是示出激光光斑的形状的变化的示意俯视图。

图11是示出激光光斑的形状的变化的示意俯视图。

图12是示出激光光斑的移动的玻璃基板的示意图。

图13是示出第二实施方式的激光光斑的移动的玻璃基板的示意图。

图14是示出激光光斑的移动的玻璃基板的示意图。

图15是示出激光光斑的移动的玻璃基板的示意图。

图16是示出激光光斑的移动的玻璃基板的示意图。

图17是示出加热区域的形状及间隔的变化的示意俯视图。

图18是示出加热区域的形状及间隔的变化的示意俯视图。

图19是示出使用了衍射光学元件或透射式空间光调制器的激光光斑的分支的示意图。

图20是示出使用了反射式空间光调制器的激光光斑的分支的示意图。

图21是示出基于柱面透镜的光束形成的示意图。

图22是示出基于电流计扫描仪的光束形成的示意图。

图23是示出基于多角镜的光束形成的示意图。

图24是示出遮蔽板与玻璃基板的位置关系的示意俯视图。

图25是示出遮蔽板与玻璃基板的位置关系的示意主视图。

图26是第二实施方式的第二变形例的激光照射装置的示意俯视图。

图27是激光照射装置的示意主视图。

图28是示出三点光束的形成的示意图。

图29是示出相对于时间的激光脉冲和光线角度变化的曲线图。

图30是与耐热性低的材料一体形成的现有的玻璃产品的示意俯视图。

附图标记说明：

1...激光照射装置；3...激光装置；5...传输光学系统；7...加工台；9...控制部；11...驱动机构；13...工作台驱动部；15...激光振荡器；17...激光控制部；19...聚光透镜；20...端面；21...端面附近部分；35...基板冷却装置；41...柱面透镜；43...电流计扫描仪；45...多角镜；47...遮蔽板；G...玻璃基板；S...激光光斑；Z...残余应力产生区域。

具体实施方式

1.第一实施方式

(1)激光照射装置

图1示出了本发明一实施方式的激光照射装置1的整体结构。图1是本发明第一实施方式的激光照射装置的示意图。

激光照射装置1具有通过对玻璃基板G的残余应力高的部分进行加热而降低端面附近部分的残余应力的功能。

玻璃基板G包括仅由玻璃构成的部分和在玻璃中组合了树脂等其它材料而成的部分。作为玻璃种类的代表性例子，可列举在显示器、仪表板等中使用的钠玻璃、无碱玻璃，但是种类并不限定于这些。玻璃的厚度具体地在3mm以下，例如为0.004～3mm的范围，优选为0.2～0.4mm的范围。

激光照射装置1具备激光装置3。激光装置3具有用于向玻璃基板G照射激光的激光振荡器15以及激光控制部17。激光控制部17能够控制激光振荡器15的驱动以及激光功率。

激光装置3具有将激光向后述的机械驱动系统一侧传输的传输光学系统5。传输光学系统5例如具有聚光透镜19、多个反射镜(未图示)、棱镜(未图示)等。

激光照射装置1具有通过使聚光透镜19的位置沿光轴方向移动从而改变激光光斑的大小的驱动机构11。

激光照射装置1具有载置玻璃基板G的加工台7。加工台7在工作台驱动部13的作用下移动。工作台驱动部13具有使加工台7相对于头部(未图示)在水平方向上移动的移动装置(未图示)。移动装置是具有导轨、电机等的公知的机构。

激光照射装置1具备控制部9。控制部9是具有处理器(例如CPU)、存储装置(例如ROM、RAM、HDD、SSD等)、各种接口(例如A/D转换器、D/A转换器、通信接口等)的计算机系统。控制部9通过执行保存于存储部(对应于存储装置的存储区域的一部分或全部)的程序来进行各种控制工作。

控制部9既可以由单一的处理器构成，也可以由用于各控制的独立的多个处理器构成。

控制部9能够控制激光控制部17。控制部9能够控制驱动机构11。控制部9能够控制工作台驱动部13。

虽未图示，但控制部9连接有用于检测玻璃基板G的大小、形状及位置的传感器、用于检测各装置的状态的传感器及开关、以及信息输入装置。

在图1中示出了从玻璃基板G的表面侧或背面侧通过喷射气体冷却基板的基板冷却装置35。基板冷却装置35的工作被控制部9控制。需要说明的是，用于冷却的冷却介质不受特别限定。

基板冷却装置还可以通过将放置玻璃的工作台设为水冷工作台来实现。

还可以在激光照射装置1搭载基板冷却机构。

(2)熔化倒圆工作

作为在玻璃基板G中产生残余应力的加工的例子，使用图2～图4对将玻璃基板G的端面进行熔化倒圆的工作进行说明。图2是示出激光光斑的移动的玻璃基板的示意图。图3是示出熔化倒圆过的玻璃基板的剖面照片。图4是示出熔化倒圆过的玻璃基板的从端面朝中间侧的相位延迟(retardation)的变化的曲线图。

如图2所示，对于玻璃基板G，向玻璃基板G的端面附近部分21照射激光，进一步地使激光光斑S沿玻璃基板G的端面20扫描。这时，设置为激光光斑S位于从玻璃基板G的端面20向基板内侧(中间侧)偏离例如10μm～150μm的位置。

通过进行上述那样的激光光斑S的照射及扫描，玻璃基板G的端面附近部分21被加热。尤其是，通过照射中红外光的激光，激光透射至玻璃基板G内部同时被吸收。因此，在玻璃基板G的端面20中，不仅作为激光照射面的表面侧被加热，而且还遍及玻璃基板G的内部及背面侧的整体地被较均匀地加热。因此，玻璃基板G的端面20以从基板厚度的中央部向外侧膨胀的方式熔化，其结果，如图3所示，端面20被倒圆。

以上的结果，如图4所示，在玻璃基板G的端面附近部分(例如，从端面20起200μm的区域)，相位延迟(nm)增大。相位延迟是透过了物体的光所产生的相位差，且是与物体内所受到的应力成比例的值。没有被施加外力的物体的相位延迟增大是指残余应力增大。

(3)残余应力降低处理

使用图5～图8，对残余应力降低处理进行说明。图5～图8是示出第一实施方式的激光光斑的移动的玻璃基板的示意图。

在图5中，激光光斑S1照射到端面附近部分21上的一点。

在图6中，激光光斑S2照射到端面附近部分21上的不同位置的另一点。

在图7中，激光光斑S3照射到端面附近部分21上的不同位置的另一点。

在图8中，激光光斑S4照射到端面附近部分21上的不同位置的另一点。

在对残余应力产生区域Z上的一点照射预定时间的激光光斑而加热至玻璃转移点以上时，在该区域中，残余应力下降。因此，从图5～图8可以得知，逐行进行将一点加热预定时间的处理，激光光斑S1～S4照射到端面方向上连续相邻的位置，其结果，整个端面附近部分21被进行照射。

但是，激光光斑的数量、位置、照射的顺序、在端面附近部分21中所占的比例并不限定于该实施方式。

在该实施方式中，通过反复进行将一点加热预定时间、错开位置再将一点加热预定时间的操作，将残余应力产生区域Z(阴影区域)加热至玻璃转移点以上的温度，降低整个端面附近部分21的残余应力。

在该实施方式中，最终，激光光斑S照射整个端面附近部分21，降低整个端面附近部分21的残余应力。但是，当仅在端面附近部分21中的局部区域降低残余应力时，激光光斑S可以仅照射端面附近部分21中的特定区域，还可以仅照射整个端面附近部分21的一半左右的区域。

(4)残余应力降低处理中的激光光斑的形状

本发明的发明人基于实验，发现在残余应力降低处理中，需要将变成高温的区域抑制在沿端面20的方向的窄范围内，从而提出了本发明。

在该实施方式中，将端面附近部分21上的一点加热预定时间，从而降低被加热的区域的残余应力。图9、图10以及图11是示出激光光斑S的形状的变化的示意俯视图。

图9示出了圆形的激光光斑S100、在与端面20正交的方向上较长的椭圆形的激光光斑S101。图10示出了沿端面20较长的椭圆形的激光光斑S102、S103。图11示出了覆盖整个端面20且沿端面20较长形状的激光光斑S104。在使用了激光光斑S100、S101、S102、S103的情况下，如果调整激光输出以及用于加热的预定时间，则降低加热区域中的残余应力。其中，残余应力降低效果按照S100≒S101＞S102＞S103的顺序提高。在使用了激光光斑S104的情况下，即使调整激光输出以及用于加热的预定时间，残余应力也没有下降。

鉴于以上示出的实验结果，本发明的发明人发现，在残余应力降低处理中，需要将变为高温的区域在沿着端面20的方向上抑制于较窄的范围内，从而提出了本发明。

激光光斑S为圆形时，优选地，例如直径是4μm～20mm。激光光斑S的直径越大，每一次加热的处理面积增加，可以缩短用于降低预定的面积的残余应力所需的时间。如图9及图10示出，激光光斑S还可以是椭圆形。其中，激光光斑S在沿端面20方向上的宽度越是比激光光斑S在与端面20交叉的方向上的宽度宽，残余应力降低效果越为下降。优选地，激光光斑S在沿端面20的方向上的宽度为激光光斑S在与端面20交叉的方向上的宽度的10倍以下。

用于加热的预定时间取决于加热中的加热域的温度。换言之，越是以高输出进行加热，加热域的温度越为上升，可在短时间内降低残余应力。越是以高输出进行加热，可缩短用于加热的预定时间，节拍时间(tact time)越短。

优选地，用于加热的预定时间例如约为1皮秒～100秒。最小的预定时间是作为玻璃的结构弛豫所需的时间(弛豫时间)的最小值所公知的1皮秒。加热域的温度越低，弛豫时间越长，当加热域的温度在玻璃转移点左右时，优选地，将用于加热的预定时间设为作为弛豫时间的约100秒。

为了极大缩短用于加热的预定时间，需要在短时间内将玻璃基板G加热至高温，所需的输出大幅增加，因此在实际应用时，兼顾缩短节拍时间的优点和输出上升导致的成本增加来确定加热条件。

激光输出需要为能够加热至玻璃转移点以上的值。其可根据激光光斑的尺寸、激光波长、玻璃的种类、厚度进行适当设定。需要说明的是，在玻璃基板G的加热部的温度约为玻璃转移点时，几乎无法确认加热部的变形。当加热部的温度更高时，加热部熔化且形状发生变化。激光输出越高，加热部的粘度越为下降，在短时间内发生较大变形。根据本发明，即使在激光输出较高且玻璃基板G的形状发生变形的情况下，也可降低残余应力。其中，在将本发明应用于玻璃基板G的能够允许的变形量受到限制的产品时，需要设定激光输出的上限，以防止玻璃基板G的粘度下降从而变形量超过允许值。

对以厚度为200μm的无碱玻璃为对象而进行预定时间加热的条件例进行说明。使用激光光斑4mm的CO₂激光(波长10.6μm)、3W、20s。也可以是4W、4s的条件。还可以是6W、2s的条件。

激光的种类(波长)不受特别限定。

至玻璃基板G的热量输入方向，不受特别限定。可以从玻璃基板G的表面输入热量，也可以从背面输入热量，还可以从端面20输入热量。

在所述实施方式中，在结束熔化倒圆后进行残余应力降低处理，但是，也可以在一个玻璃基板G上并行地进行熔化倒圆加工和残余应力降低处理。具体而言，通过使用两条激光光束，在熔化倒圆工作的中途开始残余应力降低处理，之后同时进行两种处理。在这种情况下，缩短整体处理时间。

需要说明的是，为了使用多束激光光束，可以准备多个激光振荡器，也可以从一个激光振荡器分支激光光束。

通过以上的处理，玻璃基板G的端面附近部分21(换言之，残余应力产生区域Z)被加热到玻璃转移点以上，其结果，降低残余应力。

在该方法中，玻璃基板G的端面附近部分21被加热(换言之，不是整个玻璃基板G被加热)，因此能够降低与树脂等耐热性低的材料一体形成的玻璃基板G的端面附近部分21的残余应力。这是因为树脂等不容易受到热量的影响。进一步地，通过将玻璃基板加热约1皮秒～100秒，并进行一次该加热或者错开加热位置而进行多次该加热，可以在加热域中降低残余应力，因此即使对于由于高残余应力而通常在数十分钟内出现破损的玻璃基板，也能够在出现破损之前降低残余应力。

(5)基于冷却的节拍时间的缩短

当边错开位置边进行上述的预定时间加热方式时，依次进行第一次加热、错开而进行第二次加热、错开而进行第三次加热、…、预定时间加热。这时，为了缩短节拍时间，需要缩短加热工作彼此之间的时间间隔。但是，例如按照图12示出的加热位置的顺序，与刚才的加热区域相邻的区域成了下一个加热区域。这种情况下，例如第二次的加热需要等至第一次的加热部的温度下降。这是因为例如第二次的加热区域与第一次的加热区域汇合而对应于上述的“在加热玻璃基板G的端面附近部分时，高温部沿着端面形成为较长的情况”。

在进行上述的错开照射时，通过进行基板的冷却，能够缩短加热工作之间的时间间隔。图1示出了从玻璃基板G的表面侧或背面侧通过喷射气体来冷却基板的基板冷却装置35。

在这种情况下，在通过空气冷却等冷却第一次的加热区域后，进行第二次的加热。由此，即使按照图12示出的顺序进行加热时，也能够缩短时间间隔。

能够以上述方式缩短时间间隔是因为，在照射激光而被加热的部分被冷却后照射下一个激光，因此即使向之前被加热的部分附近照射下一个激光，变成高温的区域通过冷却而不会在沿着端面的方向上扩张。换言之，这是因为这种情况对应于上述的“在加热玻璃基板G的端面附近部分时，高温部沿着端面被抑制为较窄的情况”。

可以不间断地进行冷却，也可以在照射激光之后进行冷却。

需要说明的是，用于冷却的冷却介质不受特别限定。

基板冷却装置也可以通过将放置玻璃的工作台设为水冷工作台来实现。

还可以在激光照射装置1搭载基板冷却机构。

2.第二实施方式

第一实施方式的预定时间加热方式采用了向每一点照射激光的一点加热方式，但是，也可以是同时向多点进行激光照射。

使用图13～图16将这样的例子作为第二实施方式进行说明。在该多点同时照射方式中，实际的处理速度变快。图13～图16是示出第二实施方式中激光光斑的移动的玻璃基板的示意图。

在图13中，离散的两个激光光斑S1照射于端面附近部分21。

在图14中，示出了通过图13的工作而在端面附近部分21中降低了残余应力的状况。

在图15中，离散的两个激光光斑S2照射于端面附近部分21。这时，两个激光光斑S2在与之前的两个激光光斑S1不同的位置进行照射即错开地进行照射。另外，两个激光光斑S2对应于剩下的残余应力产生区域Z。

在图16中，示出了通过图15的工作而在端面附近部分21中降低了残余应力的状况。

在多点同时加热方式中，当加热区域的数量为n点时，与第一实施方式的一点加热方式相比，需要n倍的输出。另外，在后述的遮蔽方式中，根据遮蔽部的面积，需要更高的输出。

每一点的加热条件与第一实施方式相同。

加热区域之间的间隔优选为加热区域一点的宽度的0.5倍以上。如果加热区域之间的间隔过窄，则多个加热域相连，与沿着残余应力产生区域Z照射较长的一个激光光斑的情况等同。换言之，对应于上述的“加热域的形状沿着残余应力产生区域Z形成为较长的情况”，残余应力降低效果下降。使用图17以图18示出了加热区域的形状及间隔的变化。图17及图18是示出加热区域的形状及间隔的变化的示意俯视图。

在图17中示出了三点圆形的激光光斑S105。激光光斑S105与图13中的激光光斑S100为相同的形状，残余应力降低效果较高。另外，激光光斑S105的间隔设定为与激光光斑S105的宽度大致相同。

在图18中示出了在与端面20交叉的方向上较长的椭圆形的三点激光光斑S106。激光光斑S106与图9中的激光光斑S101为相同的形状，残余应力降低效果较高。另外，激光光斑S106之间的间隔设定为与激光光斑S106的宽度大致相同。

需要说明的是，除了上述的之外，还有很多激光光斑的形状及间隔的组合。

残余应力降低处理的处理速度根据加热区域的数量而变化。例如，在加热区域的宽度为8mm、十点同时加热、加热时间为1s、每一个加热区域的残余应力降低幅度为4mm时，照射一次的处理速度为4mm×10/1s＝40mm/s。

使用图19及图20对利用光分支元件进行多点同时加热的方式进行说明。图19是示出利用了衍射光学元件或透射式空间光调制器的激光光斑的分支的示意图。图20是示出利用了反射式空间光调制器的激光光斑的分支的示意图。

在图19中，示出了衍射光学元件(Diffractive Optical Element，DOE)31或透射式空间光调制器(Spatial Light Modulator，SLM)31。

在图20中，示出了反射式空间光调制器(SLM)33。另外，还示出了两个反射镜34。

在边错开位置边进行图13～图16示出的多点同时加热方式时，依次进行第一次加热、错开而进行第二次加热、错开而进行第三次加热、…预定时间加热。这时，为了缩短节拍时间，需要缩短加热工作彼此之间的时间间隔。但是，例如在多个地方的第二次加热区域中的任一个成为与多个地方的第一次加热区域中的任一个相邻的区域时，该第二次加热需要等至第一次加热部的温度下降。这是因为例如第二次的加热区域与第一次的加热区域汇合而对应于上述的“在加热玻璃基板G的端面附近部分时，高温部沿着端面形成为较长的情况”。

在进行上述的错开照射时，通过进行基板的冷却，能够缩短加热工作彼此之间的时间间隔。在冷却中，如第一实施方式中的图28所示，使用从玻璃基板G的表面侧或背面侧通过喷射气体来冷却基板的基板冷却装置35。这种情况下，在通过空气冷却将第一次的加热区域冷却后进行第二次的加热。由此，例如即使在第二次的加热区域成为与第一次的加热区域相邻的区域的情况下，也能够缩短时间间隔。

能够以上述方式缩短时间间隔是因为，在照射激光而被加热的部分被冷却后照射下一个激光，因此即使向之前被加热的部分附近照射下一个激光，变成高温的区域通过冷却而不会在沿着端面的方向上扩张。换言之，这是因为这种情况对应于上述的“在加热玻璃基板G的端面附近部分时，高温部沿着端面被抑制为较窄的情况”。

既可以在通常时进行冷却，也可以在照射激光后进行冷却。

与第一实施方式相同地，冷却装置的结构、冷却单元、配置位置不受特别限定。

(1)第一变形例

在第二实施方式中，对使用光分支元件进行多点同时加热的方式进行了说明，但也可以以遮蔽方式进行多点同时加热。使用图21～图25将以遮蔽方式进行多点同时加热的方法作为第一变形例进行说明。图21是示出基于柱面透镜的光束形成的示意图。图22是示出基于电流计扫描仪(galvano scanner)的光束形成的示意图。图23是示出基于多角镜的光束形成的示意图。图24是示出遮蔽板与玻璃基板的位置关系的示意俯视图。图25是示出遮蔽板与玻璃基板的位置关系的示意主视图。

通过柱面透镜41(图21)、电流计扫描仪43(图22)、多角镜45(图23)等，形成沿着端面20的细长形状的光束。

之后，如图24及图25所示，通过使用遮蔽板47部分地遮蔽激光光束B，从而形成多个激光光斑S。遮蔽板47具有在端面方向上隔开间隙地配置的多个遮蔽部47a。

遮蔽板47需要反射或吸收激光。在进行吸收的情况下，需要具有耐热性。在不具有用于吸收激光的充分的耐热性时，需要具备遮蔽板的强制冷却机构。

需要说明的是，还可以设置使遮蔽板47沿玻璃基板G的端面附近部分21移动的机构(未图示)。这种情况下，能够改变多个激光光斑S的位置，通过重复这一处理，能够向整个端面附近部分21照射激光光斑S。

(2)第二变形例

在第二实施方式中，对使用光分支元件进行多点同时加热的方式进行了说明，但也可以以一个脉冲进行一次激光扫描的方式进行多点同时加热。使用图26～图29将以一个脉冲进行一次激光扫描的方式进行多点同时加热的方法作为第二变形例进行说明。图26是第二实施方式的第二变形例的激光照射装置的示意俯视图。图27是激光照射装置的示意主视图。图28是示出使用了电流计扫描仪43形成三点激光光斑的示意图。图29是示出相对于时间的激光脉冲和光线角度的变化的曲线图。

如图26及图27所示，激光照射装置1A具有激光振荡器15、扩束器49、聚光透镜19以及电流计扫描仪43。并且，激光照射装置1A使用电流计扫描仪43控制激光的每一脉冲的照射位置，将激光近似同时地照射到多个地方，得到多点被同时加热的状态。

在图28的例子中，通过电流计扫描仪，将激光光束的光线角度改变1°，从而在样品表面，激光光斑的位置移动10mm。如图29所示，与以500Hz振荡的激光脉冲同步地改变光线角度时，激光在12毫秒的周期内往返一次20mm的区域，三点的激光光斑分别在一个周期(12毫秒)内进行2毫秒的激光照射。另外，激光不会照射到三点激光光斑彼此之间的区域。这种情况下，激光扫描的周期非常快，因此如果将该工作反复继续预定的时间(例如1秒期间)，则三点被同时加热预定时间。

在第二实施方式的第二变形例中，也是通过在利用空气冷却等冷却了第一次的加热区域之后进行了第二次的加热，从而能够缩短加热工作彼此之间的时间间隔，能够缩短残余应力降低处理的节拍时间。

3.其它实施方式

以上，对本发明的多个实施方式进行了说明，但是，本发明不限定于上述实施方式，在不脱离发明宗旨的范围内，可以有各种变更。尤其是，可以根据需要任意组合本说明书中记载的多个实施方式以及变形例。

本发明还可应用于不进行熔化倒圆的情况。

本发明还可应用于残余应力产生区域不在玻璃基板G的端面附近部分而例如在中间部分的情况。

工业上的可利用性

本发明可以广泛应用于玻璃基板的残余应力降低方法以及玻璃基板的残余应力降低装置。

Claims (8)

1.一种玻璃基板的残余应力降低方法，降低玻璃基板的残余应力，其中，所述玻璃基板的残余应力降低方法具备：

激光照射步骤，向所述玻璃基板的残余应力高的部分的一部分照射激光而进行加热；以及

冷却步骤，对照射了所述激光而被加热的部分进行冷却，

在所述激光照射步骤中，逐次执行向不同地方照射一束或多束激光的处理，

在所述冷却步骤中，在各激光照射步骤后，逐次执行对被加热的所述部分进行冷却的处理。

2.根据权利要求1所述的玻璃基板的残余应力降低方法，其中，

在所述激光照射步骤中，将利用衍射光学元件或透射式空间光调制器或反射式空间光调制器分支后的激光作为所述多束激光向多个地方同时照射。

3.根据权利要求1或2所述的玻璃基板的残余应力降低方法，其中，

所述玻璃基板是与树脂一体形成的玻璃基板。

4.根据权利要求1所述的玻璃基板的残余应力降低方法，其中，

在所述激光照射步骤中，向所述玻璃基板的残余应力高的部分照射1皮秒～100秒的激光而进行加热。

5.一种玻璃基板的残余应力降低装置，降低玻璃基板的残余应力，其中，所述玻璃基板的残余应力降低装置具备：

激光装置，向所述玻璃基板的残余应力高的部分的一部分照射激光而进行加热；以及

冷却装置，对照射了所述激光而被加热的部分进行冷却，

所述激光装置逐次执行向不同地方照射一束或多束激光的处理，在逐次执行向不同地方照射一束或多束激光的所述处理后，所述冷却装置逐次冷却照射了激光的所述部分。

6.根据权利要求5所述的玻璃基板的残余应力降低装置，其中，

所述激光装置将利用衍射光学元件或透射式空间光调制器或反射式空间光调制器分支后的激光作为所述多束激光向多个地方同时照射。

7.根据权利要求5或6所述的玻璃基板的残余应力降低装置，其中，

所述玻璃基板是与树脂一体形成的玻璃基板。

8.根据权利要求5所述的玻璃基板的残余应力降低装置，其中，

所述激光装置向所述玻璃基板的残余应力高的部分照射1皮秒～100秒的激光而进行加热。

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