CN1871104B - 脆性材料基板的划线方法和划线设备 - Google Patents

脆性材料基板的划线方法和划线设备 Download PDF

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Abstract

一种划线方法和划线设备，其中母玻璃基板被一第一激光点(LS1)沿着一条划线预期线(SL)连续加热到一个低于母玻璃基板的软化点的温度，一个划线沿着该划线预期线形成于母玻璃基板的表面上，一个靠近第一激光点(LS1)的区域被沿着划线预期线(SL)连续冷却，一个在第一激光点(LS1)相对侧上并靠近冷却区域的区域沿着划线预期线(SL)被一第二激光点(LS2)连续加热到一个低于母玻璃基板的软化点的温度。

Description

脆性材料基板的划线方法和划线设备
技术领域
本发明涉及一种用于在一种脆性材料基板(或基底)的表面上形成一条划线的划线方法和划线设备，该脆性材料基板例如是被用于平板显示器(在下文中称作“FPD”)的一种玻璃基板、半导体晶片或类似物体，以便给脆性材料基板划线和使其断开。
背景技术
在本说明书中，将对在液晶显示器板的母玻璃基板上的一条划线的形成进行描述，所述液晶显示器板属于玻璃基板，是脆性材料基板的一类。
一个FPD例如包括一对被装配在一起的玻璃基板的液晶显示器或类似物被如下制造，一对大尺寸的母玻璃基板被装配到一起，然后每个母玻璃基板都被划线并断开成被包括在FPD中的若干玻璃基板。为了给每个母玻璃基板划线并使其断开，一条划线被通过一个切割器预先形成在每个玻璃基板上。
最近，一种使用激光束在一个母玻璃基板的表面上形成划线的方法已经被实现。根据一种使用激光束在一个母玻璃基板的表面上形成划线的方法，如图6中所示，一个激光束LB被从一个激光振荡器61射向一个母玻璃基板50，从激光振荡器61射出的激光束LB沿着一条预定线路形成一个椭圆形的激光点LS，以在母玻璃基板50上形成一条划线(在下文中，称作“一条划线形成线”)SL。母玻璃基板50和从激光振荡器61射出的激光束LB沿着激光点LS的纵向方向相对于彼此移动。
母玻璃基板50被激光束LB加热到一个温度，该温度低于能使母玻璃基板50熔化的软化温度。从而，具有被形成于其上的激光点LS的母玻璃基板50的表面被加热而不会被熔化。
朝着用激光束LB照射的照射区域的方向和在其附近在母玻璃基板50的表面上，一种冷却介质例如冷却水能被从冷却喷嘴62喷射，以便形成一条划线。在被用激光束LB照射的母玻璃基板50的表面上，一个压应力被由激光束LB进行的加热产生，而一个拉应力被喷射在表面上的冷却介质产生，从而，一个拉应力在压应力被产生的区域附近产生，因此，基于各自的应力，在具有压应力的区域和具有拉应力的区域之间产生一个应力梯度。在母玻璃基板50上，一个纵裂纹沿着划线形成线SL从一个凹口TR被形成，凹口TR被预先形成在母玻璃基板50的端部区域。
图7是一个示意投影图，表示一个激光束LB在被划线设备划线的母玻璃基板50上的照射情况，图8是一个平面图，示意性地表示母玻璃基板50的物理变化情况。
从激光振荡器61振荡的激光束LB在母玻璃基板50的表面上形成一个椭圆形的激光点LS，激光点LS具有椭圆形状，例如，具有一个30.0mm的长轴b和一个1.0mm的短轴a，激光束LB被如此射出以致其长轴沿着划线形成线SL。
在这种情况下，形成于母玻璃基板50上的激光点LS在其外周区域上比其中心部分具有更高的热能强度，即，激光点LS在长轴的方向上的每端都具有最大的能量强度，这样一种热能强度的分布通过转换热能强度的高斯分布被获得，因而，在位于划线形成线SL上的长轴的方向上的每一端上，热能强度是最大的，在置于端部之间的激光点LS的中心部分中的热能强度低于在每端上的热能强度。
母玻璃基板50能沿着激光点LS的长轴的方向相对移动，因而，母玻璃基板50在激光点LS的端部之一被首先用高热能强度加热，接着在激光点LS的中心部分用低热能强度加热，然后在沿着划线形成线SL移动时用高热能强度加热。在那之后，来自冷却喷嘴62的冷却水被喷向相应于激光点LS的一个端部的区域，例如，在划线上的冷却点CP，冷却点CP离开激光点LS的端部一个距离L，该距离L从0到几个毫米。
因而，一个温度梯度在激光点LS和冷却点CP之间产生，结果，一个巨大的拉应力与冷却点CP一起被产生于一个相对于激光点LS的区域中，冷却点CP被置于其间。利用该拉应力，在母玻璃基板50上，一个纵裂纹在厚度方向t上从凹口TR沿着划线形成线被产生，凹口TR被形成于母玻璃基板50的端部。
母玻璃基板50被椭圆形的激光点LS加热，在这种情况下，热量在垂直方向上被从母玻璃基板50的表面传导到内部，母玻璃基板50在激光点LS的一端具有高热能强度。由于激光点LS相对于母玻璃基板50移动，所以母玻璃基板50被激光点LS的前端加热的一部分在激光点LS的中心部分被低热能强度加热，然后在激光点LS的后端被用高热能强度再次加热。
因而，母玻璃基板50的表面首先被用高热能强度加热，并且当母玻璃基板50的表面被用低热能强度加热时，热量必定被传递到其内部。在这点，防止了母玻璃基板50的表面被用高热能强度连续加热，这使母玻璃基板50的表面不会熔化。在那之后，当母玻璃基板50被再次用高热能强度加热时，热量必定渗透入母玻璃基板50的内部，因而，一个压应力在母玻璃基板50的表面上和其内部被产生。在压应力被产生的区域附近，一个拉应力由被喷向冷却点CP的冷却水产生。
当压应力在被激光点LS加热的区域中产生和拉应力在冷却点CP被冷却水产生时，一个巨大的拉应力与冷却点CP一起被产生于一个相对于激光点LS的区域中，冷却点CP被置于其间。这样一个拉应力由产生于激光点LS和冷却点CP之间的热膨胀区域中的压应力产生，利用该抗拉强度，一个隐性裂纹(或荫蔽裂纹)被从凹口TR沿着划线形成线产生，凹口TR被形成于母玻璃基板50的一个端部。
当充当划线的隐性裂纹被形成于母玻璃基板50中时，母玻璃基板50被提供给下一个断开步骤。在断开步骤中，一个力被施加到母玻璃基板50的隐性裂纹的两侧以便产生一个弯矩，该弯矩促使隐性裂纹在母玻璃基板50的厚度方向上延伸，因而，母玻璃基板50被划线并沿着隐性裂纹断开，所述隐性裂纹被沿着划线形成线SL形成。
关于这样一个划线设备，增大被激光点LS产生的压应力和在冷却点CP处的拉应力之间的差值是必须的，以便通过由激光点LS进行的加热和在冷却点CP处的冷却之间的应力梯度形成一个纵裂纹，其中激光点LS被形成于母玻璃基板50的表面上。为了充分地执行由激光点LS进行的加热和由冷却点CP进行的冷却，降低母玻璃基板相对于激光点LS和冷却点CP的移动速度是必须的，结果，一个问题产生了，因为纵裂纹的形成效率降低了。
在母玻璃基板50的边缘被激光点LS的一端快速加热的情况下，其中在所述边缘由激光点LS沿着划线形成线进行的加热被开始，如图9(a)中所示，有一个不希望有的可能性，即不受控制的裂纹CR在激光点LS的前方位置处被形成在母玻璃基板50上。
在母玻璃基板50的边缘部分，当母玻璃基板50被划线并断开成一个预定形状时，一个应力继续存在，残余应力被由激光点LS进行的快速加热释放，导致裂纹的产生。以这种方式，形成于激光点LS前方位置的裂纹CR是不受控制的并不能沿着划线形成线形成。
同样在母玻璃基板50的边缘部分被激光点LS的一端快速加热的情况下，其中在一个隐性裂纹BC被沿着划线形成线形成之后，在所述边缘部分由激光点LS进行的加热被停止，如图9(b)中所示，有一个不希望有的可能性，即在与激光点LS的移动方向相反的方向上，一条不受控制的裂纹CR被从母玻璃基板50的一个端面形成。该裂纹CR是不受控制的并不能被沿着划线形成线形成。
被用来解决这些问题的本发明具有一个目的，即提供一种划线方法和划线设备以有效地和成功地在脆性材料基板上形成一条划线，例如在一个母玻璃基板或类似物上。
本发明的另一个目的是提供一种用于在一个脆性材料基板形成划线的划线方法和划线设备，它能防止一个不受控制的裂纹在脆性材料基板的边缘部分的形成。
发明内容
在根据本发明的一种用于脆性材料基板的划线方法中，该脆性材料基板被一第一激光点沿着该脆性材料基板的一个表面上的划线形成线连续加热到一个低于脆性材料基板的软化点的温度，一条划线将沿着该划线形成线形成，同时一个靠近该第一激光点的区域被沿着该划线形成线连续冷却；和一个靠近该冷却区域并且在该第一激光点的一个相对侧上的区域被一第二激光点沿着该划线形成线连续加热到一个低于脆性材料基板的软化点的温度。
冷却区域沿着该划线形成线长度较长。
紧接在被第一激光点加热之前，划线形成线的两侧在脆性材料基板的一个边缘部分被预加热。
当被第一激光点加热的同时，划线形成线的两侧在脆性材料基板的一个边缘部分被预加热。
根据本发明的一种用于脆性材料基板的划线设备是用于在脆性材料基板的一个表面中形成一个裂纹，一条划线将沿着裂纹形成。划线设备包括用一个激光束连续照射脆性材料基板以便形成一第一激光点的装置，以致一个被第一激光点加热的区域被加热到一个低于脆性材料基板的软化点的温度；用于沿着该划线形成线连续冷却一个区域的装置，该区域靠近被第一激光点加热的区域；用一第二激光点沿着该划线形成线连续照射一个区域的装置，该区域靠近冷却区域并在第一激光点的一个相对侧上，以致区域被加热到一个低于脆性材料基板的软化点的温度。
附图说明
图1是一个示意平面图，表示根据本发明的划线方法的一个示范实施例；
图2是一个示意平面图，表示根据本发明的划线方法的另一个示范实施例；
图3是一个前视图，表示根据本发明的划线设备的一个示范实施例；
图4是一个示意平面图，表示根据本发明的划线设备的另一个示范实施例；
图5是一个示意构造图，表示一个用于根据本发明的划线设备的激光振荡机构的例子；
图6是一个示意图，表示一种使用激光束的划线方法；
图7是一个示意投影图，表示当一个划线正在被划线设备形成时，一个母玻璃基板的情况；
图8是一个平面图，示意性地表示母玻璃基板的情况；
图9(a)和9(b)各是一个平面图，示意地表示一个不受控制的裂纹在母玻璃基板的边缘部分产生的情况；和
图10是一个示意平面图，表示根据本发明的划线方法的另一个示范实施例。
具体实施方式
在下文中，将结合附图通过多个例子对本发明进行描述。
一种根据本发明的用于脆性材料基板的划线方法被实行以(例如)在母玻璃基板被断开成多个被包括在一个FPD中的玻璃基板之前，在母玻璃基板上形成一个隐性裂纹，该隐性裂纹将成为一条划线，所述FPD例如是一个液晶板或类似物。图1是当划线方法被实行时，母玻璃基板的一个表面的状态的示意图。
如图1所示，母玻璃基板的表面被用一个激光束照射，因而一第一激光点LS1被沿着一个划线形成线SL形成于所述表面上。在母玻璃基板的表面上的划线形成线SL的一端，一个凹口在划线形成线SL的方向上被形成。
第一激光点LS1具有一种椭圆形状，例如，具有一个30.0mm的长轴和一个1.0mm的短轴，并在其长轴沿着划线形成线SL的情况下，在由箭头A表示的方向上相对于母玻璃基板的表面移动。
沿着形成于母玻璃基板的表面上的第一激光点LS1的长轴，热能强度被如下分布：热能强度在长轴的方向上在各端处是最大的，而热能强度在端部之间的中间部分中是较低的。椭圆形的第一激光点LS1沿着划线形成线SL在母玻璃基板的表面上移动，并顺序地加热划线形成线SL。
第一激光点LS1在一个低于使母玻璃基板熔化的软化点的温度下加热母玻璃基板，因而，具有形成于其上的激光点LS1的母玻璃基板的表面被加热而不会被熔化。
在母玻璃基板的表面上，一个小的圆形冷却点CP在第一激光点LS1后面但靠近第一激光点LS1的位置被形成于划线形成线SL上，所述位置在第一激光点LS1的前进方向上在冷却点CP之后。冷却点CP由一种冷却介质形成，例如冷却水、压缩空气、水和压缩空气的混合流体、氦气、氮气或二氧化碳气体，冷却介质被从一个冷却喷嘴喷向母玻璃基板的表面。在与第一激光点LS1相对于母玻璃基板的方向同样的方向上和基本上以与第一激光点LS1相对于母玻璃基板的速度相同的速度，冷却点CP被沿着划线形成线SL在母玻璃基板的表面上移动。
在母玻璃基板的表面上，一个圆形或椭圆形的第二激光点LS2在冷却点CP后面但靠近冷却点CP的位置沿着划线形成线延伸，该位置在冷却点CP的前进方向上在冷却点CP之后。
在这个例子中，第二激光点是椭圆形的。
第二激光点LS2具有椭圆形状，例如，如同第一激光点LS1具有一个30.0mm的长轴和一个1.0mm的短轴。在与第一激光点LS1和冷却点CP相对于母玻璃基板的方向同样的方向上和基本上以与第一激光点LS1和冷却点CP相对于母玻璃基板的速度相同的速度，第二激光点LS2相对于母玻璃基板移动，第二激光点LS2在其长轴沿着划线形成线SL的情况下移动。
沿着第二激光点LS2的长轴，如同在第一激光点LS1的情况，热能强度被如下分布：热能强度在长轴的方向上在各端处是最大的，而热能强度在端部之间的中间部分中是较低的。
当以高速相对于母玻璃基板移动时，第二激光点LS2在一个温度下加热母玻璃基板，该温度低于使母玻璃基板熔化的温度，即母玻璃基板的软化点。
母玻璃基板的表面被第一激光点LS1沿着划线形成线SL顺序地加热，然后被加热的部分被冷却点CP顺序地冷却，接着，被冷却的部分被第二激光点LS2顺序地加热。
因而，一个压应力通过用最大的热能强度在第一激光点LS1的后端加热而被产生，而当被加热的部分被冷却点CP冷却时，一个拉应力被产生，一个应力梯度在第一激光点LS1和冷却点CP之间产生。
由于在第一激光点LS1和冷却点CP之间的应力梯度的产生，一个隐性裂纹在垂直方向上沿着划线形成线SL在母玻璃基板中产生。
当在垂直方向上的隐性裂纹沿着划线形成线SL产生时，具有形成于其中的隐性裂纹的区域被第二激光点LS2再次加热，从而，形成于母玻璃基板中的纵裂纹进一步在垂直方向上延伸并达到脆性材料基板的底部(脆性材料基板的“整体切割”)。
被提供在第一激光点LS1和第二激光点LS2之间的冷却点CP不局限于圆形，可以具有一种矩形形状，该矩形沿着划线形成线SL的长度较长，如图2所示。由于冷却点CP沿着划线形成线SL的长度较长，被第一激光点LS1加热的区域必定被冷却。
沿着划线形成线SL延伸的冷却点CP通过形成冷却喷嘴的喷射孔而形成，其中冷却介质通过该喷射孔被喷射成矩形形状，或冷却点CP通过沿着划线形成线SL直线地提供冷却喷嘴的多个小的圆形喷射孔而形成。
图3是一个示意结构图，表示根据本发明的一种用于脆性材料基板的划线设备的实施例。根据本发明的划线设备形成例如一条划线，以给一个大尺寸的母玻璃基板划线并将其断开成若干用于多个FPD的玻璃基板。如图3中所示，该划线设备具有一个在水平底座11上的可滑动工作台12，可滑动工作台12可在一个规定的水平方向(Y方向)上往复运动。
可滑动工作台12被一对导轨14和15支撑以便可沿着导轨14和15水平滑动，导轨14和15被设置在底座11的顶面上并在Y方向上延伸，彼此平行。在导轨14和15之间的中央位置，一个平行于导轨14和15的滚珠丝杠13被提供以便由一个电动机(未示出)带动旋转，滚珠丝杠13是可向前和向后旋转的，一个滚动螺母16与滚珠丝杠13啮合，滚动螺母16被整体设置到可滑动工作台12以致不会转动。当滚珠丝杠13向前和向后旋转时，滚动螺母16沿着滚珠丝杠13在沿着Y方向的两个方向上移动，因而，与滚动螺母16结合的可滑动工作台12在Y方向上沿着导轨14和15在两个方向上滑动。
一个支座19被水平设置在可滑动工作台12上，支座19由一对导轨21可滑动地支撑，该对导轨21被设置在可滑动工作台12上方，该对导轨21在一个垂直于Y方向的X方向上延伸，并且彼此平行。在导轨21之间的中央位置，设置一个平行于导轨21的滚珠丝杠22，滚珠丝杠22可通过一个电动机23向前和向后旋转。
一个滚动螺母(或球螺母)24与滚珠丝杠22啮合，滚动螺母24被整体设置到支座19以致不会转动。当滚珠丝杠22向前和向后旋转时，滚动螺母24沿着滚珠丝杠22在沿着X方向的两个方向上移动，因而，支座19沿着导轨21在沿着X方向的两个方向上滑动。
一个转动机构25被连接到支座19，在转动机构25上，一个可转动工作台26被水平设置，在可转动工作台26上，将被划线的母玻璃基板50将被放置。转动机构25被构造成使可转动工作台26绕着转动机构25的一个垂直中心轴旋转，转动机构25能使可转动工作台26相对于一个原始位置旋转到一个任意的旋转角θ。在可转动工作台26上，母玻璃基板50被固定，例如被一个吸力夹盘固定。
在可转动工作台26上方，一个支撑台31被设置在离可转动工作台26一个合适距离的地方，支撑台31被水平支撑在第一光学支持器33的下端，第一光学支持器33被垂直设置。第一光学支持器33的上端被连接到一个连接台32的下表面，连接台32被设置在底座11上。在连接台32上，设置一个用于振荡第一激光束的第一激光振荡器34，一个被保持在第一光学支持器33之内的光学系统被用由第一激光振荡器34振荡的激光束照射。
由第一激光振荡器34振荡的激光束具有一个高斯分布的热能强度，并由设置在第一光学支持器33中的光学系统射出，以便具有一个预定热能强度分布的椭圆形的第一激光点LS1被形成在母玻璃基板50的表面上，和以便第一激光点LS1的长轴的方向平行于被放置在可转动工作台26上的母玻璃基板50的X方向。
在连接台32上，一个用于振荡第二激光束的第二激光振荡器41靠近第一激光振荡器34地被设置，一个在第二光学支持器42中的光学系统被用一个从第二振荡器41振荡的激光束照射，第二光学支持器42靠近第一光学支持器33地被设置在支撑台31上。从第二激光振荡器41振荡的激光束具有一个高斯分布的热能强度，并由设置在第二光学支持器42中的光学系统射出，以便使具有一个预定热能强度分布的椭圆形的第二激光点LS2形成在玻璃基板50的表面上。在第二激光点LS2的长轴的方向沿着被放置在可转动工作台26上的母玻璃基板50的X方向的情况下，激光束被射出并距离第一激光点LS1一个合适的距离。
在第一光学支持器33和第二光学支持器42之间，一个冷却喷嘴37被设置在支撑台31上。冷却喷嘴37面对被放置在可转动工作台26上的母玻璃基板50，冷却喷嘴37用来喷射一种冷却介质，例如冷却水或类似物，以便在由第一光学支持器33形成的第一激光点LS1和由第一光学支持器42形成的第二激光点LS2之间，冷却介质沿着第一激光点LS1和第二激光点LS2的长轴形成一个矩形形状。
作为冷却喷嘴37，用于向一个小的圆形区域喷射冷却水的多个喷嘴可以被布置在X方向上，代替用于喷射冷却水以形成一个矩形区域的结构。
支撑台31还设置有一个与冷却喷嘴37相对的切削轮刀片35，第一激光点LS1由被放置在它们之间的第一光学支持器形成。切削轮刀片35面对在可转动工作台26上的母玻璃基板50，切削轮刀片35被设置在由第一光学支持器33形成的第一激光点LS1的长轴的方向上，切削轮刀片35被设置以沿着划线形成线在放置于可转动工作台26上的母玻璃基板50的边缘部分获得一个凹口。
可滑动工作台12和支座19的位置以及转动机构25、第一激光振荡器34、第二激光振荡器41等等的控制由一个控制部分执行。
具有上述结构的划线设备如下地形成一条隐性裂纹。首先，包括母玻璃基板50的尺寸和划线形成线的位置的信息被输入控制部分，其中划线将被形成在划线形成线上。
然后，母玻璃基板50被放置在可转动工作台26上并被吸力装置固定，在这种情况下，被设置在母玻璃基板50上的若干定位标记由电荷耦合摄像机38和39成像，被成像的定位标记由监视器28和29显示，并且定位标记的位置信息被一个图像处理装置处理。
当可转动工作台26被相对于支撑台31定位时，可转动工作台26在X方向上滑动，从而，划线形成线在母玻璃基板50的边缘部分面对切削轮刀片35，切削轮刀片35被降低，在母玻璃基板50的划线形成线的一端形成一个凹口。
接着，当可转动工作台26沿着划线形成线在X方向上滑动时，第一激光束和第二激光束被分别从第一激光振荡器34和第二激光振荡器41振荡，并且冷却水与压缩空气一起从冷却喷嘴37喷出，因而，一个沿着划线形成线延伸的矩形冷却点被形成。
从第一激光振荡器34振荡的激光束在母玻璃基板上形成椭圆形的第一激光点LS1，第一激光点LS1沿着母玻璃基板50的扫描方向即X方向上的长度较长。在激光点LS1的后面，冷却点CP由被喷出的冷却水沿着划线形成线形成，从第二激光振荡器41振荡的激光束在母玻璃基板50上形成椭圆形的第二激光点LS2，第二激光点LS2在冷却点CP的后面在X方向上的长度较长。
由于在由第一激光点LS1进行的加热和由冷却点CP进行的冷却之间的应力梯度，一条隐性裂纹被形成在母玻璃基板50上。靠近被喷射冷却水的冷却点CP的区域被第二激光点LS2加热，因而已经被形成的隐性裂纹进一步朝着母玻璃基板50的后表面更深入地延伸。
当隐性裂纹被形成在母玻璃基板50上时，母玻璃基板50被提供给下一个断开步骤。在断开步骤中，一个力被施加到母玻璃基板50以便一个弯矩横过隐性裂纹起作用，因而，母玻璃基板50被划线并沿着隐性裂纹断开。
如图4中所示，在母玻璃基板的边缘部分被用第一激光点LS1照射之前，划线形成线的每侧都可以立即被用一个预加热激光点LS3照射和加热。在下面的情况下，即在划线形成线被用第一激光点LS1照射之前，划线形成线的两侧在母玻璃基板50的边缘部分立即被用预加热激光点LS3加热的情况下，残留在划线形成线的边缘部分两侧的应力基本上变成彼此相同的，因而，即使后来用第一激光点LS1照射母玻璃基板50的边缘部分，也能防止一条从母玻璃基板50的一个端面到在第一激光点LS1的移动方向上在第一激光点LS1前方位置处的裂纹的形成。
相似地，在照射母玻璃基板50的第一激光点LS1达到母玻璃基板的另一个边缘部分之前，划线形成线的每侧可以立即被预加热激光点LS3的照射加热。在下面的情况下，即在第一激光点LS1达到母玻璃基板50的边缘部分之前，划线形成线的两侧在母玻璃基板50的边缘部分立即被预加热激光点LS3加热的情况下，残留在划线形成线的边缘部分两侧的应力基本上变成彼此相同的，因而，即使后来用第一激光点LS1照射母玻璃基板50的边缘部分，也能防止一条从母玻璃基板50的一个端面到在第一激光点LS1的移动方向上在第一激光点LS1前方位置处的裂纹的形成。
本发明不局限于所述结构，在该结构中，在第一激光点LS1被射向母玻璃基板50之前或在第一激光点LS1达到母玻璃基板50的相对的边缘部分之前，母玻璃基板50被立即用一对预加热激光点LS3照射。另一种选择是，可以用该对预加热激光点LS3在第一激光点LS1的前方位置处连续照射母玻璃基板50。
如图10中所示，母玻璃基板50可以被用该对预加热激光点LS3照射以便该对预加热激光点LS3在两侧上并平行于第一激光点LS1。
图5是一个用于形成一对预加热激光点LS3的激光照射机构的示意构造图。在该激光照射机构中，一对预加热激光振荡器71和72各自振荡一个激光束，第一预加热激光振荡器71在一个水平方向上射出激光束，而第二预加热激光振荡器72在一个垂直方向上向下射出激光束。
从该对预加热激光振荡器71和72中的每个所振荡的激光束被提供给一个光闸73，光闸73相对于水平方向倾斜45度。当光闸73处于光能透射的状态时，它允许一个在水平方向上从第一预加热激光振荡器71射出的激光束在水平方向上透过其中，在光切断状态，光闸73在垂直方向上向下反射一个从第一预加热激光振荡器71射出的在水平方向上的激光束。
当光闸73处于光能透射的状态时，它允许从第二预加热激光振荡器72向下射出的激光束在垂直方向上透过其中，在光切断状态，光闸73将从第二预加热激光振荡器72向下射出的激光束反射成水平方向。
在光闸73下面，一个散热板74被提供。散热板74被用从第一预加热激光振荡器71发出并被光闸73向下反射的激光束照射，还被用从第二预加热激光振荡器72发出并透过光闸73的激光束照射。
从第一预加热激光振荡器71发出并在水平方向上透过光闸73的激光束和从第二预加热激光振荡器72发出并被光闸73在水平方向上反射的激光束被引导向一个双点系统透镜75，透镜75将被引导到其上的该对激光束作为平行的光通提供给一个反光镜76，每个被提供给反光镜76的光流被反光镜76反射并被引导向一个聚集镜77，聚集镜77在母玻璃基板50表面上的划线形成线的两侧上形成一个具有规定形状的激光点。
在光能透射的状态是“开”和光切断状态是“关”的情况下，光闸73以高速切换“开”或“关”。
这种激光照射机构位于如图3中所示的划线设备中，与第一光学支持器33一起在相对于第二光学支持器42的位置，第一光学支持器33被置于第二光学支持器和激光照射机构之间。在划线形成线的两侧上在母玻璃基板50的边缘部分，预加热激光点LS3分别被一对由激光照射机构提供的激光束形成。
在本说明书中，一个液晶显示器板的母玻璃基板被作为一个脆性材料基板的例子描述，本发明在被装配在一起的划线玻璃基板、单一的玻璃基板、半导体片、陶瓷基底等等中提供同样的效果。
根据本发明的划线方法和划线设备可应用于一个母玻璃基板的划线，例如一个通过装配若干玻璃基板获得的液晶显示器基板、可透射的放映机基板、有机电致发光单元、PDP(等离子体显示板)、FED(场致发射显示器)、通过装配一个玻璃基板和一个硅基板获得的反射式放映机基板等等。
工业应用性
如上所述，根据本发明的用于一种脆性材料基板的划线方法和划线设备，脆性材料基板例如母玻璃基板或类似物的表面被一第一激光点加热，然后被冷却，接着被一第二激光点再次加热，因此，一个在垂直方向上深入的隐性裂纹必定能被形成。
由于脆性材料基板的边缘部分在被第一激光点加热之前立即被预加热，所以没有不受控制的裂纹被形成的可能性，这种可能性是不希望有的。

Claims (7)

1.一种用于脆性材料基板的划线方法，其中所述脆性材料基板被第一激光点沿着所述脆性材料基板的一个表面上的划线形成线连续加热到低于所述脆性材料基板的软化点的温度，一条划线将沿着所述划线形成线形成，同时靠近所述第一激光点的区域被沿着所述划线形成线连续冷却；和靠近所述冷却区域并且在所述第一激光点的相对侧上的区域被第二激光点沿着所述划线形成线连续加热到低于所述脆性材料基板的软化点的温度，
其中紧接在被所述第一激光点加热之前，所述划线形成线的两侧在所述脆性材料基板的边缘部分被预加热。
2.如权利要求1所述的用于脆性材料基板的划线方法，其特征在于，所述冷却区域沿着所述划线形成线延伸得较长。
3.一种用于脆性材料基板的划线方法，其中所述脆性材料基板被第一激光点沿着所述脆性材料基板的表面上的划线形成线连续加热到低于所述脆性材料基板的软化点的温度，一条划线将沿着所述划线形成线形成，同时靠近所述第一激光点的区域被沿着所述划线形成线连续冷却；和靠近所述冷却区域并且在所述第一激光点的相对侧上的区域被第二激光点沿着所述划线形成线连续加热到低于所述脆性材料基板的软化点的温度；
其中当被所述第一激光点加热的同时，所述划线形成线的两侧在所述脆性材料基板的边缘部分被预加热。
4.如权利要求3所述的用于脆性材料基板的划线方法，其特征在于，所述冷却区域沿着所述划线形成线延伸得较长。
5.一种用于脆性材料基板的划线设备，其包括：
用于利用第一激光束连续照射所述脆性材料基板以便形成第一激光点并将所述脆性材料基板加热到低于脆性材料基板的软化点的温度的加热装置，所述脆性材料基板具有一条划线形成线，一条划线将被沿着所述划线形成线形成；
用于沿着所述划线形成线连续冷却区域的冷却装置，该区域靠近被所述第一激光点加热的区域；和
用于利用第二激光束沿着所述划线形成线连续照射区域以便形成第二激光点并将所述脆性材料基板加热到低于脆性材料基板的软化点的温度的加热装置，所述区域靠近所述冷却区域并在所述第一激光点的相对侧上；
其中纵裂纹沿着所述划线形成线形成；
所述划线设备包括预加热装置，所述预加热装置用于利用第三激光束照射所述脆性材料基板以便在所述脆性材料基板的划线形成线的两侧上形成一对预热点。
6.如权利要求5所述的用于脆性材料基板的划线设备，其特征在于，所述冷却装置具有用于喷射冷却介质以便冷却介质沿着所述划线形成线形成矩形形状的结构。
7.如权利要求5所述的用于脆性材料基板的划线设备，其特征在于，所述冷却装置具有多个沿着所述划线形成线布置的冷却喷嘴，并且每个冷却喷嘴喷射冷却介质以便所述冷却介质形成圆形区域。
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