TW201326070A - 強化玻璃板之切斷方法、及強化玻璃板切斷裝置 - Google Patents

Abstract

於本發明之一態樣之強化玻璃之切斷方法中，於強化玻璃板之切斷線包含拐角部與直線部之情形時，使拐角部中照射於強化玻璃板之雷射光之每單位照射面積之照射能量E2大於直線部中照射於強化玻璃板之雷射光之每單位照射面積之照射能量E1。又，使自拐角部中之照射能量E2向直線部中之照射能量E1之切換速度小於自直線部中之照射能量E1向拐角部中之上述照射能量E2之切換速度。

Description

強化玻璃板之切斷方法、及強化玻璃板切斷裝置

本發明係關於一種強化玻璃板之切斷方法及強化玻璃板切斷裝置，尤其係關於一種利用基於雷射光之內部加熱之強化玻璃板之切斷方法及強化玻璃板切斷裝置。

於行動電話或個人數位助理(PDA：Personal Data Assistance)等行動設備中，對顯示器之蓋或基板使用玻璃板。根據行動設備中之薄型化、輕量化之要求，亦對玻璃板使用強度較高之強化玻璃板，藉此實現薄型化、輕量化。

然而，通常，玻璃板之切斷係藉由利用金剛石等硬質之滾輪或晶片，於主面機械地導入劃線，沿著該劃線施加彎折力而完成。於如上所述之方法中，藉由劃線之導入，於玻璃板之切斷端面生成多數之微細裂紋。因此，存在如下之問題：儘管為強化玻璃板，但切斷端部無法獲得充分之強度。

對於如上所述之問題，近年來，開發有如下方法：藉由雷射光對強化玻璃板之內部進行加熱，對並非導入於強化玻璃板之主面而導入於端面之初期裂紋之伸展進行控制，藉此切斷強化玻璃板。於使用如上所述之雷射光之切斷中，無需如先前般於強化玻璃板之主面導入劃線。因此，亦不會於切斷端面生成上述微細裂紋，而可獲得高強度之強化玻璃板。於專利文獻1中揭示有藉由雷射光而切斷玻 璃板之方法。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：國際公開第2010/126977號

發明者針對使用雷射光之強化玻璃板之切斷發現了以下課題。

於使用雷射光而切斷強化玻璃板之情形時，若照射於強化玻璃板之雷射光之條件不恰當，則有切斷線脫離切斷預定線，而切出之強化玻璃面板成為尺寸不良之虞。

本發明係鑒於上述而完成，其目的在於提供一種切出之強化玻璃面板之尺寸不良得以抑制之強化玻璃板之切斷方法。

本發明之第1態樣之強化玻璃板之切斷方法係針對包含具有殘留壓縮應力之正面層及背面層與形成於該正面層及背面層之間且具有內部殘留拉伸應力CT(MPa)之中間層的強化玻璃板，藉由使照射於該強化玻璃板之雷射光之照射區域移動而予以切斷，將上述正面層及上述背面層之厚度設為DOL(μm)，將上述強化玻璃板之厚度設為t₁(μm)，將上述強化玻璃板之楊氏模數設為Y(MPa)時，將由U_CT={CT²×(t₁-2×DOL)}/(2×Y)表現之基於上述內部殘留拉伸應力CT之每單位面積之應變 能量U_CT(J/m²)設為2.5 J/m²以上，上述強化玻璃板之切斷線包含拐角部與直線部，使上述拐角部中照射於上述強化玻璃板之雷射光之每單位照射面積之照射能量E2大於上述直線部中照射於上述強化玻璃板之雷射光之每單位照射面積之照射能量E1，使自上述拐角部中之上述照射能量E2向上述直線部中之上述照射能量E1之切換速度小於自上述直線部中之上述照射能量E1向上述拐角部中之上述照射能量E2之切換速度。

本發明之第2態樣之強化玻璃板之切斷方法係如上述第1態樣，其中將入射至上述強化玻璃板之上述雷射光之有效之輸出設為Pe(W)，將上述雷射光之掃描速度設為v(mm/s)，將上述強化玻璃板相對於上述雷射光之吸收係數設為α(mm^-1)，將上述強化玻璃板之厚度設為t₂(mm)，將上述強化玻璃板之線膨脹係數設為α_L(K^-1)，將上述強化玻璃板之密度設為ρ(g/mm³)，將上述強化玻璃板之比熱設為c(J/g/K)時，將由K=Pe/v×exp(-α×t₂)×(Y×α_L)/(t₂×ρ×c)表現之切斷指數K(N/mm)設為150 N/mm以下。

本發明之第3態樣之強化玻璃板之切斷方法係如上述第1或2之態樣，其中上述強化玻璃板與上述雷射光係將上述強化玻璃板相對於上述雷射光之吸收係數設為α(mm^-1)，將上述強化玻璃板之厚度設為t₂(mm)時，滿足0<α×t₂≦3.0之條件。

本發明之第4態樣之強化玻璃板之切斷方法係如上述第1 至3中任一態樣，其中隨著上述中間層之殘留拉伸應力變大，而使自上述拐角部中之上述照射能量E2向上述直線部中之上述照射能量E1之切換速度變大。

本發明之第5態樣之強化玻璃板之切斷方法係如上述第1至4中任一態樣，其中藉由加快上述雷射光之照射區域之移動速度，而進行自上述拐角部中之上述照射能量E2向上述直線部中之上述照射能量E1之切換。

本發明之第6態樣之強化玻璃板之切斷方法係如上述第1至5中任一態樣，其中藉由使上述雷射光之輸出變小，而進行自上述拐角部中之上述照射能量E2向上述直線部中之上述照射能量E1之切換。

本發明之第7態樣之強化玻璃板之切斷方法係如上述第1至6中任一態樣，其中藉由使上述雷射光之照射區域之面積變大，而進行自上述拐角部中之上述照射能量E2向上述直線部中之上述照射能量E1之切換。

本發明之第8態樣之強化玻璃板之切斷方法係如上述第1至7中任一態樣，其中隨著上述強化玻璃板之吸收係數α變大，而使上述拐角部中之上述照射能量E2及上述直線部中之上述照射能量E1變小。

本發明之第9態樣之強化玻璃板之切斷方法係如上述第1至8中任一態樣，其中隨著上述強化玻璃板之熱膨脹係數變大，而使上述拐角部中之上述照射能量E2及上述直線部中之上述照射能量E1變小。

本發明之第10態樣之強化玻璃板之切斷方法係如上述第 1至9中任一態樣，其中隨著上述強化玻璃板之厚度變厚，而使上述拐角部中之上述照射能量E2及上述直線部中之上述照射能量E1變大。

本發明之第11態樣之強化玻璃板之切斷方法係如上述第1至10中任一態樣，其中自上述雷射光之入射側將氣體噴出至上述強化玻璃板之上述雷射光之照射區域而進行冷卻。

本發明之第12態樣之強化玻璃板之切斷方法係如上述第11態樣，其中自上述雷射光之出射側將氣體噴出至上述強化玻璃板之上述拐角部而進行冷卻。

本發明之第13態樣之強化玻璃板切斷裝置係針對包含具有殘留壓縮應力之正面層及背面層與形成於該正面層及背面層之間且具有內部殘留拉伸應力之中間層的強化玻璃板，藉由使照射於該強化玻璃板之雷射光之照射區域移動而予以切斷，其包含：玻璃保持部，其保持上述強化玻璃板；雷射輸出部，其輸出用以切斷上述強化玻璃板之雷射光；及控制部，其控制上述雷射輸出部；上述強化玻璃板之切斷線包含拐角部與直線部，上述控制部係使上述拐角部中照射於上述強化玻璃板之雷射光之每單位照射面積之照射能量E2大於上述直線部中照射於上述強 化玻璃板之雷射光之每單位照射面積之照射能量E1，使自上述拐角部中之上述照射能量E2向上述直線部中之上述照射能量E1之切換速度小於自上述直線部中之上述照射能量E1向上述拐角部中之上述照射能量E2之切換速度。

利用本發明，可提供一種切出之強化玻璃面板之尺寸不良得以抑制之強化玻璃板之切斷方法。

以下，參照圖式對應用本發明之具體之實施形態進行詳細說明。然而，本發明並不限定於以下之實施形態。又，為了使說明明確，適當簡化以下之記載及圖式。

(實施形態1) <強化玻璃板之構造及切斷方法之概要>

首先，參照圖1~5對強化玻璃板之構造及強化玻璃板之切斷方法之概要進行說明。

首先，參照圖1、2，對強化玻璃板之構造進行說明。圖1係照射雷射光之前之強化玻璃板10之剖面圖。於圖1中，箭頭之方向表示殘留應力之作用方向，箭頭之大小表示應力之大小。如圖1所示，強化玻璃板10包含正面層13及背面層15以及設置於正面層13與背面層15之間之中間層17。於正面層13及背面層15，利用下述之風冷強化法或化學強化法而殘留有壓縮應力。又，作為其反作用，於中間層17殘留有拉伸應力。

強化玻璃板10係利用例如風冷強化法或化學強化法等而 製作。強化用之玻璃之種類係根據用途而選擇。例如，於汽車用窗玻璃或建築用窗玻璃、PDP(Plasma Display Panel，電漿顯示面板)用之玻璃基板、蓋玻璃之情形時，作為強化用之玻璃，使用鹼鋁矽酸鹽玻璃或鈉鈣玻璃。

風冷強化法係使軟化點左右之溫度之玻璃自正面及背面急冷，使玻璃之正面及背面與內部之間產生溫度差，藉此形成殘留壓縮應力之正面層及背面層。風冷強化法適於使較厚之玻璃強化。

化學強化法係對玻璃之正面及背面進行離子交換，將玻璃中所包含之較小之離子半徑之離子(例如Li離子、Na離子)置換成較大之離子半徑之離子(例如K離子)，藉此形成殘留壓縮應力之正面層及背面層。化學強化法適於使鹼鋁矽酸鹽玻璃或鈉鈣玻璃強化。

圖2係表示照射雷射光之前之強化玻璃板之殘留應力之分佈的模式圖。

如圖2所示，殘留於正面層13及背面層15之壓縮應力(>0)有自強化玻璃板10之正面12及背面14朝向內部逐漸變小之傾向。又，殘留於中間層17之拉伸應力(>0)有自玻璃之內部朝向正面12及背面14逐漸變小之傾向。

於圖2中，CS表示正面層13或背面層15中之最大殘留壓縮應力(表面壓縮應力)(>0)，CT表示中間層17中之內部殘留拉伸應力(中間層17之殘留拉伸應力之平均值)(>0)，DOL表示正面層13及背面層15之厚度，t表示強化玻璃板10之厚度。因此，中間層17之厚度成為t-2×DOL。

又，強化玻璃板之內部殘留拉伸應力CT(MPa)係通常測定表面壓縮應力CS(MPa)及正面層13及背面層15之厚度DOL(μm)，利用其測定值與強化玻璃板之厚度t₁(μm)使用以下之式1而算出。

CT=(CS×DOL)/(t₁-2×DOL)...式1

而且，基於內部殘留拉伸應力CT之每單位面積之應變能量(以下，簡稱為「內部應變能量」)U_CT(J/m²)可使用強化玻璃板之楊氏模數Y(MPa)根據以下之式2而求得。

U_CT={CT²×(t₁-2×DOL)}/(2×Y)...式2

發明者對具有多種內部應變能量U_CT之強化玻璃板調查切斷所需之雷射光之照射能量E之最小值(以下，稱為臨界照射能量)Ec。其結果發現如下情況：若設為強化玻璃板之內部應變能量U_CT<2.5 J/m²，則即便切斷條件相同，臨界照射能量Ec亦急遽(具體而言，數倍左右)上升，並且切斷精度亦變差。同時，發明者發現如下情況：若設為強化玻璃板之內部應變能量U_CT≧2.5 J/m²，則只要強化玻璃板之材質、厚度及雷射波長相同，臨界照射能量Ec便大致成為固定值，切斷精度亦提高。即，發明者發現如下情況：於切斷強化玻璃板之情形時，藉由設為內部應變能量U_CT≧2.5 J/m²，內部殘留拉伸應力所致之裂紋伸展占主導地位，而可以較小之照射能量精度佳地切斷。

即，認為於內部應變能量U_CT=2.5 J/m²左右產生切斷模式之轉換。具體而言，作為用以切斷強化玻璃板之裂紋伸展能量，於內部應變能量U_CT<2.5 J/m²之情形時，除內部 應變能量以外，亦需要雷射光之照射能量，於內部應變能量U_CT≧2.5 J/m²之情形時，僅成為內部應變能量。而且，於U_CT≧2.5 J/m²之情形時，不是為了使裂紋進展，相反地為了抑制並控制裂紋之伸展，而需要雷射光之照射能量。

此處，最大殘留壓縮應力CS或內部殘留拉伸應力CT、正面層13及背面層15之厚度DOL可利用強化處理條件而進行調節。例如，最大殘留壓縮應力CS或內部殘留拉伸應力CT、正面層13及背面層15之厚度DOL係於風冷強化法之情形時，可利用玻璃之冷卻速度等而進行調節。又，最大殘留壓縮應力CS、內部殘留拉伸應力CT、正面層13及背面層15之厚度DOL係於化學強化法之情形時，由於將玻璃浸漬於處理液(例如KNO₃熔鹽)中而進行離子交換，故可利用處理液之濃度或溫度、浸漬時間等而進行調節。再者，本實施形態之正面層13及背面層15具有相同之厚度DOL及最大殘留壓縮應力CS，但亦可具有不同之厚度或最大殘留壓縮應力。

圖3係用以說明強化玻璃板之切斷方法之圖。如圖3所示，對強化玻璃板10之正面12照射雷射光20，使雷射光20之照射區域22於強化玻璃板10之正面12上移動(掃描)，藉此對強化玻璃板10施加應力，而切斷強化玻璃板10。

於強化玻璃板10之端部，於切斷開始位置預先形成有初期裂紋。初期裂紋之形成方法為一般之方法即可，利用例如切割器或銼刀、雷射而形成。再者，於使用雷射光之內部加熱切斷中，無需於強化玻璃板10之正面12形成沿著切 斷預定線之劃線(槽線)。

於強化玻璃板10之正面12上，雷射光20之照射區域22係自強化玻璃板10之端部朝向內側，沿著切斷預定線呈直線狀或曲線狀移動。藉此，使裂紋30自強化玻璃板10之端部朝向內側伸展，而切斷強化玻璃板10。

為了使雷射光20之照射區域22於強化玻璃板10之正面12上移動，既可使支撐強化玻璃板10之保持器移動或旋轉，亦可使雷射光20之光源移動。又，亦可使設置於雷射光20之路徑之中途之鏡旋轉。

於強化玻璃板10之正面12上，雷射光20之照射區域22係以與強化玻璃板10之厚度或最大殘留壓縮應力CS、內部殘留拉伸應力CT、正面層13或背面層15之厚度DOL、雷射光20之光源之輸出等相應之速度移動。

作為雷射光20之光源，並無特別限定，列舉例如UV(Ultraviolet，紫外線)雷射(波長：355 nm)、綠光雷射(波長：532 nm)、半導體雷射(波長：808 nm、940 nm、975 nm)、纖維雷射(波長：1060~1100 nm)、YAG(Yttrium Aluminum Garnet，釔鋁石榴石)雷射(波長：1064 nm、2080 nm、2940 nm)、使用中紅外光參數振盪器之雷射(波長：2600~3450 nm)等。雷射光20之振盪方式並無限制，可使用使雷射光連續振盪之CW(Continuous Wave，連續波)雷射、使雷射光斷續振盪之脈衝雷射之任一個。又，雷射光20之強度分佈並無限制，既可為高斯型，亦可為頂帽型。

自光源射出之雷射光20係於聚光透鏡等聚光，成像於強化玻璃板10之正面12。雷射光20之聚光位置係以強化玻璃板10之正面12為基準時，既可為雷射光源側，亦可為背面14側。又，若為加熱溫度不過度變高即可保持徐冷點以下之聚光面積，則雷射光20之聚光位置亦可在強化玻璃板10中。

雷射光20之光軸係於強化玻璃板10之正面12中，例如如圖3所示，既可與正面12正交，亦可與正面12斜交。

將強化玻璃板10相對於雷射光20之吸收係數設為α(mm^-1)，將強化玻璃板10之厚度設為t₂(mm)，而強化玻璃板10與雷射光20滿足0<α×t₂≦3.0之式之情形時，不僅利用雷射光20之作用，亦可利用中間層17之殘留拉伸應力所致之裂紋之伸展而切斷強化玻璃板10。即，於上述條件下，以徐冷點以下之溫度加熱雷射光20之照射區域22中之中間層17，藉此可利用中間層17之殘留拉伸應力控制產生於強化玻璃板10之裂紋30之伸展，而藉由殘留拉伸應力所致之裂紋30切斷強化玻璃板10。再者，以徐冷點以下之溫度加熱中間層17之原因在於：若超過徐冷點而進行加熱，則於雷射光通過之短時間內玻璃亦成為高溫而成為容易產生黏性流動之狀態，從而因該黏性流動而藉由雷射光所產生之壓縮應力被緩和。再者，強化玻璃板10之厚度(板厚)t之值t₂(mm)係與式1、2中之值t₁(μm)僅單位不同。

若將入射至強化玻璃板10之前之雷射光20之強度設為I₀，將於強化玻璃板10中僅移動距離L(mm)時之雷射光20 之強度設為I，則根據朗伯-比爾定律之法則而下式成立。

I=I₀×exp(-α×L)

藉由將α×t₂設為大於0且3.0以下，雷射光20於強化玻璃板10之正面未被吸收而到達至內部為止，因此，可充分加熱強化玻璃板10之內部。其結果，強化玻璃板10中產生之應力係自圖1所示之狀態變化成圖4或圖5所示之狀態。

圖4係沿著圖3之A-A線之剖面圖，為包含雷射光之照射區域之剖面圖。圖5係沿著圖3之B-B線之剖面圖，為圖4所示之剖面之後方之剖面。此處，所謂「後方」，係指雷射光20之掃描方向後方。於圖4及圖5中，箭頭之方向表示應力之作用方向，箭頭之長度表示應力之大小。

於雷射光20之照射區域22中之中間層17中，由於雷射光20之強度十分高，故溫度高於周邊，產生較圖1及圖2所示之殘留拉伸應力小之拉伸應力或壓縮應力。於產生較殘留拉伸應力小之拉伸應力或壓縮應力之部分，裂紋30之伸展被抑制。為了確實地防止裂紋30之伸展，較佳為如圖4所示，產生壓縮應力。

再者，如圖4所示，於雷射光20之照射區域22中之正面層13或背面層15中，產生較圖1及圖2所示之殘留壓縮應力大之壓縮應力，從而裂紋30之伸展被抑制。

為了與圖4所示之壓縮應力之均衡，於圖4所示之剖面之後方之剖面，如圖5所示，於中間層17產生拉伸應力。該拉伸應力大於殘留拉伸應力，於拉伸應力達到特定值之部分形成裂紋30。裂紋30係自強化玻璃板10之正面12貫穿至 背面14為止，圖3所示之切斷係所謂全切式切斷。

於該狀態下，若使雷射光20之照射區域22移動，則裂紋30之前端位置以追隨照射區域22之位置之方式移動。即，於圖3所示之切斷方法中，當切斷強化玻璃板10時，藉由雷射光之掃描方向後方產生之拉伸應力(參照圖5)控制裂紋30之伸展方向，使用照射有雷射光之區域中所產生之壓縮應力(參照圖4)，一面抑制裂紋30之伸展一面予以切斷。即，使用藉由雷射光20之照射而產生之壓縮應力控制裂紋30之伸展。其結果，可抑制裂紋30脫離切斷預定線而自由擴散。

玻璃根據用途而要求較高之透明度，因此，於使用雷射波長接近於可見光之波長區域之情形時，α×t₂越是接近於0則越佳。然而，若α×t₂過小，則吸收效率變差，因此，較佳為0.0005以上(雷射光吸收率0.05%以上)，更佳為0.002以上(雷射光吸收率0.2%以上)，進而較佳為0.004以上(雷射光吸收率0.4%以上)。

由於玻璃根據用途反而要求較低之透明度，故於使用雷射波長接近於可見光之波長區域之情形時，α×t₂越大則越佳。然而，若α×t₂過大，則雷射光之表面吸收變大，從而無法控制裂紋伸展。因此，α×t₂較佳為3.0以下(雷射光吸收率95%以下)，更佳為0.1以下(雷射光吸收率10%以下)，進而較佳為0.02以下(雷射光吸收率2%以下)。

強化玻璃板10之厚度t₂(mm)根據用途而設定，較佳為0.1~2.0 mm。於化學強化玻璃之情形時，藉由將厚度 t₂(mm)設為2.0 mm以下，可充分提高內部殘留拉伸應力CT。另一方面，若厚度t₂(mm)未達0.1 mm，則難以對玻璃實施化學強化處理。厚度t₂(mm)更佳為0.3~1.5 mm，進而較佳為0.5~1.5 mm。

吸收係數α由雷射光20之波長、強化玻璃板10之玻璃組成等規定。

例如1000 nm左右之近紅外線波長區域中之吸收係數α係強化玻璃板10中之氧化鐵(包含FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄)之含量、氧化鈷(包含CoO、Co₂O₃、Co₃O₄)之含量、氧化銅(包含CuO、Cu₂O)之含量越多則越大。即，藉由調節氧化鐵等之含量，可將α×t₂之值調節於所期望之範圍。強化玻璃板10中之氧化鐵之含量取決於構成強化玻璃板10之玻璃之種類，於鈉鈣玻璃之情形時，為例如0.02~1.0質量%。然而，氧化鐵等之含量越多，則強化玻璃板10之可見光區域之透明度降低。

1000 nm左右之近紅外線波長區域中之吸收係數(α)根據用途而設定。例如，於汽車用窗玻璃之情形時，吸收係數(α)較佳為0.3 mm^-1以下。又，於建築用窗玻璃之情形時，吸收係數(α)較佳為0.06 mm^-1以下。又，於顯示器用玻璃之情形時，吸收係數(α)較佳為0.02 mm^-1以下。

又，稀土類原子之吸收波長附近之吸收係數α係強化玻璃板10中之稀土類元素(例如Yb)之氧化物之含量越多則越大。

進而，3000 nm左右之中紅外線波長區域中之吸收係數α 係強化玻璃板10中之OH基之含量越多則越大。此處，OH基之含量不對可見光區域之透明度帶來影響。

雷射光20之波長為250~5000 nm即可，較佳為設為2500~3500 nm。於雷射光20之波長為2500~3500 nm(3000 nm左右)之情形時，如上所述，可不使可見光區域之透明度降低而提高吸收係數α。其結果，可提高雷射光20之加熱效率。雷射光20之波長進而較佳為設為2700~3200 nm。

例如於雷射光之波長為1000 nm左右之情形時，氧化鐵含量0.04質量%之強化玻璃板之吸收率係於板厚t₂(mm)為1 mm之情形時，約為2%(透過率：約98%)。因此，雷射光之照射之加熱效率較差。又，由於吸收率根據Fe濃度而發生變化，故必需根據強化玻璃板之組成而大幅度變更雷射光之照射條件。

相對於此，例如於雷射光之波長為3000 nm左右之情形時，不論氧化鐵含量為多少而強化玻璃板之吸收率係於板厚為1 mm之情形時，均為約50%(透過率：約50%)。因此，與波長為1000 nm左右之情形相比，加熱效率提高，並且無需根據強化玻璃板之組成而大幅度變更雷射光之照射條件。

又，於波長為1000 nm左右且吸收率約為2%之情形時，例如若切斷需要2 W之吸收功率，則投入100 W，而98 W透過。因此，若台板位於雷射光通過之切斷預定線下，則台板因雷射光而受損。因此，必需設計使台板較自強化玻璃板切出之強化玻璃面板小一圈等。又，亦必需對透過之 雷射光進行處理。進而，由於透過率較高，故有強化玻璃板之端面中之反射光帶來不良影響之情形。又，若因附著於正面或背面之異物而雷射光之吸收率提高，則有吸收量之變化較大，而帶來不良影響之情形。進而，於吸收率因Fe濃度而自2%向1%僅變化1%之情形時，亦必需將投入之功率自100 W向200 W而變更100 W。

相對於此，於波長為3000 nm左右且吸收率約為50%之情形時，若切斷需要2 W之吸收功率，則投入4 W，而2 W透過。如此，與波長為1000 nm左右之情形相比，可使投入功率急遽減少，而提高加熱效率。除此以外，透過光亦急遽減少，因此，即便台板位於雷射光通過之切斷預定線下，台板亦不會受損。因此，藉由將強化玻璃載置於較切斷之強化玻璃板大之台板上，可於更穩定之狀態下切斷。又，亦無需對透過之雷射光進行處理。進而，強化玻璃板之端面中之反射光之功率亦較小，而不易帶來不良影響。又，即便因附著於正面或背面之異物而雷射光之吸收率提高，吸收量之變化亦較小，而不易帶來不良影響。進而，吸收率亦不會因Fe濃度而發生變動，而且，於假設吸收率自50%向40%而減少10%之情形時，將投入之功率自4 W向5 W僅變更1 W即可。

藉由使用以上所說明之方法，可切斷強化玻璃板。

<強化玻璃板之切斷方法之詳細說明>

繼而，對本實施形態之強化玻璃板之切斷方法進行詳細說明。

再者，上述中說明了作為雷射光之波長，較佳為3000 nm左右之波長，但於以下說明之強化玻璃板之切斷方法中，並不限定於該波長，例如可廣泛應用波長為250~5000 nm之雷射光。

圖6係用以說明本實施形態之強化玻璃板之切斷方法之圖。圖6係自上面觀察強化玻璃板10所得之圖。又，強化玻璃板10所示之虛線表示用以使用上述所說明之切斷方法自強化玻璃板10切出強化玻璃面板40之切斷預定線34。強化玻璃面板40係包含具有特定之曲率半徑R之4個拐角部C1、C2、C3、C4及直線部41、42、43、44之四邊形狀。再者，圖6所示之強化玻璃面板40之形狀為一例，於自強化玻璃板10切出其他任意形狀之強化玻璃面板40之情形時，亦可使用本實施形態之強化玻璃之切斷方法。

自強化玻璃板10切出強化玻璃面板40時，使雷射光以通過切斷預定線34之方式掃描。具體而言，自位於直線部41之延長上之端面之切斷開始位置45起開始雷射光之掃描。繼而，經由直線部41、拐角部C1、直線部42、拐角部C2、直線部43、拐角部C3、直線部44、拐角部C4，使雷射光掃描至作為拐角部C4與直線部41之連接點之切斷結束位置46為止。此時，於切斷開始位置45即強化玻璃板10之端部預先形成有初期裂紋。初期裂紋可利用例如切割器、銼刀、雷射而形成。

如此，使用雷射光自強化玻璃板10切出強化玻璃面板40之情形時，必需使照射於強化玻璃板10之雷射光之條件最 佳化。即，於照射於強化玻璃板10之雷射光之條件不恰當之情形時，有切斷線脫離切斷預定線，而切出之強化玻璃面板40成為尺寸不良之虞。

尤其，於圖6所示之強化玻璃面板40中，包含具有特定之曲率半徑R之4個拐角部C1、C2、C3、C4。因此，為了效率(生產率)較佳地進行切斷，而必需於直線部41、42、43、44與拐角部C1、C2、C3、C4中，變更所照射之雷射光之條件。

如上述般，切斷強化玻璃板10時，使用照射有雷射光之區域中產生之壓縮應力(參照圖4)，一面抑制雷射光之掃描方向後方產生之拉伸應力(參照圖5)所致之裂紋之伸展一面予以切斷。此時，掃描方向後方產生之拉伸應力所致之裂紋之伸展具有朝向雷射光之掃描軌跡之切線方向之性質。因此，拐角部之曲率半徑R越小(即曲線越陡)，則控制裂紋之伸展方向越難。

因此，於本實施形態中，於拐角部C1、C2、C3、C4中使照射於強化玻璃板10之每單位照射面積之雷射光之照射能量大於直線部41、42、43、44。再者，曲率半徑R越小，則使每單位照射面積之雷射光之照射能量越大。

每單位照射面積之雷射光之照射能量E(J/mm²)係當將雷射光之輸出設為P(W)，將雷射光之掃描速度設為v(mm/s)，將照射於強化玻璃板10之雷射光之光束直徑設為(mm)時，可由下式1表示。

即，每單位照射面積之雷射光之照射能量E(J/mm²)係雷射光於單位時間(1秒鐘)內掃描強化玻璃板10之每面積之能量。以下，亦將每單位照射面積之雷射光之照射能量記載為單位照射能量。

例如，根據上述之式3，藉由使雷射光之照射區域之移動速度(掃描速度)v(mm/s)變慢，可增大單位照射能量E(J/mm²)。又，藉由增大雷射光之輸出P(W)，可增大單位照射能量E(J/mm²)。又，藉由使雷射光之照射區域之面積(即光束直徑)變小，可增大單位照射能量E(J/mm²)。 又，藉由適當組合該等方法，亦可增大單位照射能量E(J/mm²)。

又，隨著強化玻璃板10之吸收係數α變大，亦可使每單位照射面積之雷射光之照射能量E(J/mm²)變小。於吸收係數α較大之情形時，由強化玻璃板10吸收之能量變多，從而相應地可使每單位照射面積之雷射光之照射能量E(J/mm²)變小。

又，隨著強化玻璃板之厚度t變厚，亦可使每單位照射面積之雷射光之照射能量E(J/mm²)變大。於強化玻璃板之厚度t較厚之情形時，必需使供給至強化玻璃板10之能量變多，因此，較佳為使每單位照射面積之雷射光之照射能量E(J/mm²)變大。又，隨著強化玻璃板10之熱膨脹係數變大，亦可使每單位照射面積之雷射光之照射能量E(J/mm²)變小。當強化玻璃板10之熱膨脹係數較大時，雷射光之掃描方向後方產生之拉伸應力變大，從而相應地可使每單位 照射面積之雷射光之照射能量E(J/mm²)變小。

此處，將直線部41、42、43、44中照射之雷射光之單位照射能量設為E1，拐角部C1、C2、C3、C4中照射之雷射光之單位照射能量設為大於E1之E2。於本實施形態中，自直線部41向拐角部C1過渡時，將單位照射能量自E1切換成E2。另一方面，自拐角部C1向直線部42過渡時，將單位照射能量自E2切換成E1。

同樣地，自直線部42向拐角部C2過渡時，將單位照射能量自E1切換成E2，自拐角部C2向直線部43過渡時，將單位照射能量自E2切換成E1。同樣地，自直線部43向拐角部C3過渡時，將單位照射能量自E1切換成E2，自拐角部C3向直線部44過渡時，將單位照射能量自E2切換成E1。繼而，自直線部44向拐角部C4過渡時，將單位照射能量自E1切換成E2。

此處，單位照射能量E1、E2之切換係於考慮生產率之情形時，較佳為儘可能於短時間內進行。

然而，發明者發現如下情況：若於自拐角部向直線部之過渡點(即拐角部出口)，自較高之單位照射能量E2急遽向較低之單位照射能量E1切換，則有切斷線自切斷預定線34向外側伸出，而切出之強化玻璃面板40成為尺寸不良之虞。

發明者經銳意研究，結果發現如下情況：藉由限制自拐角部向直線部之過渡點中之單位照射能量之切換速度(抑制為較低)，可抑制自切斷預定線34起之偏移量(即尺寸誤 差)。此處，所謂單位照射能量之切換速度，係指每單位時間之單位照射能量之變化量。即，若將單位照射能量之變化量設為△E(=E2-E1)，將上述切換所需之時間設為T，則單位照射能量之切換速度可表示為△E/T。

因此，於本實施形態之強化玻璃板10之切斷方法中，將自拐角部向直線部之過渡點(拐角部之出口)中之單位照射能量E之切換速度抑制為較低。藉此，可抑制自切斷預定線34起之偏移量。圖7係模式性地表示直線部與拐角部中之單位照射能量E之切換之圖表。橫軸為時間，縱軸為單位照射能量E(J/mm²)。

此處，於自直線部向拐角部之過渡點(即拐角部入口)中不會產生上述伸出之問題，因此，如圖7所示，該點中之單位照射能量之切換速度越快則越佳。因此，於本實施形態之強化玻璃之切斷方法中，使拐角部出口中之單位照射能量之切換速度小於拐角部入口中之單位照射能量之切換速度。又，如圖7之圖表中實線所示，拐角部之出口中之單位照射能量之切換速度△E/T較佳為相較設為固定而儘可能使其平穩地變化(使其緩慢上升)。藉此，可進一步抑制自切斷預定線34起之偏移量。

進而，發明者發現如下情況：強化玻璃板10之殘留拉伸應力CT越小，則必需將單位照射能量之切換速度抑制為越低。因此，於本實施形態之強化玻璃之切斷方法中，強化玻璃板10之殘留拉伸應力CT越小，則將單位照射能量之切換速度抑制為越低。

利用以上已說明之本實施形態之強化玻璃之切斷方法，可維持較高之生產率，並且可抑制切出之強化玻璃面板之尺寸不良。

<參考例1>

此處，參照圖8~10，對強化玻璃板之切斷方法與非強化玻璃板之切斷方法中裂紋之伸展方式不同之情況進行說明。圖8係表示關於強化玻璃板之切斷結果之表。圖9係表示關於非強化玻璃板之切斷結果之表。圖10係表示關於強化玻璃板(參考例)及非強化玻璃板(比較例)之切斷結果之表。圖10所示之切斷結果係相較圖8、圖9所示之切斷結果使雷射光之光點直徑變小之情形時之切斷結果。

於參考例101~103、106~108中，準備強化玻璃板，於比較例104~105、109~110中，準備非強化玻璃板。參考例101~103、106~108之強化玻璃板係利用化學強化法使與比較例104~105、109~110之非強化玻璃板相同之尺寸形狀(矩形、長邊100 mm、短邊60 mm、板厚0.7 mm)、相同之化學組成之玻璃板強化而製作。強化玻璃板具有內部殘留拉伸應力(CT)30.4 MPa、最大殘留壓縮應力(CS)763 MPa、壓縮應力層(正面層或背面層)之厚度(DOL)25.8 μm。此處，內部應變能量U_CT為4.04 J/m²。

於參考例101~103、106~108、比較例104~105、109~110中，除玻璃板之種類(強化、非強化之區別)、光源之輸出及雷射光點直徑以外，於相同之條件下進行切斷實驗。

<共通之條件>

雷射光光源：纖維雷射(波長1070 nm)

雷射光朝向玻璃板之入射角：0°

雷射光之聚光角：2.5°

雷射光之聚光位置：於光源側與玻璃板之正面相距23 mm之位置

玻璃板之正面中之雷射光點直徑：1 mm

玻璃板相對於雷射光之吸收係數α：0.09 cm^-1(0.009 mm^-1)

玻璃板之板厚t：0.07 cm(0.7 mm)

玻璃板之楊氏模數Y：74000 MPa

α×t：0.0063

噴嘴之出口直徑：1 mm

來自噴嘴之冷卻氣體(室溫之壓縮空氣)之流量：30 L/min

目標切斷位置：與玻璃板之短邊平行之直線(與一條短邊之距離10 mm、與另一條短邊之距離90 mm)

切斷速度：2.5 mm/s

於圖8、圖9所示之參考例101~103及比較例104~105中，將玻璃板之正面中之雷射光點直徑設為1 mm。又，於圖10所示之參考例106~108及比較例109~110中，將玻璃板之正面中之雷射光點直徑設為0.1 mm。

切斷後，利用顯微鏡觀察玻璃板之切斷面。於玻璃板之切斷面觀察到之條紋式樣表示斷續地伸展之裂紋之前端位置之經時變化。根據條紋式樣之各線之形狀可知裂紋伸展之情況。於圖8~10所示之顯微鏡照片中，利用較粗之白線 強調表示條紋式樣之代表性之線。

又，目視觀察於玻璃板之切斷之中途中斷雷射照射及氣體冷卻時之裂紋之情況。

將各實驗結果示於圖8~10。於圖8~10中，將於玻璃板形成有裂紋之情形(可切斷之情形)表示為「○」，將於玻璃板未形成裂紋之情形(無法切斷之情形)表示為「×」。

圖8~10之切斷面之顯微鏡照片中之條紋式樣之線表示在某時間點之裂紋之前端位置。

圖8~10中之「自由擴散」係指於雷射照射等中斷後，裂紋朝向玻璃板之2條短邊中距離切斷位置更近之短邊伸展。

凸量及直線度誤差量表示切斷玻璃板時之誤差量。即，表示自上面側觀察玻璃板時，玻璃板之切斷線自切斷預定線(由圖表之X軸表示)偏移之量(由圖表之Y軸表示)。凸量及直線度誤差量(即Y軸之絕對值)越小，則玻璃板沿著切斷預定線被切斷。

如圖9所示，對於比較例104~105之非強化玻璃板之切斷，根據切斷面之顯微鏡照片可知：玻璃板之板厚方向兩端部有較玻璃板之板厚方向中央部先裂開之傾向。又，若於切斷之中途中斷雷射照射及氣體冷卻，則裂紋之伸展停止。又，於非強化玻璃板之切斷中，需要較大之光源輸出。進而，於非強化玻璃板之切斷中，凸量及直線度誤差量變大。

相對於此，對於圖8所示之參考例101~103之強化玻璃板 之切斷，根據切斷面之顯微鏡照片可知：玻璃板之板厚方向中央部有較玻璃板之板厚方向兩端部先裂開之傾向。其原因在於：本來於強化玻璃板之內部存在殘留拉伸應力，裂紋藉由該殘留拉伸應力而伸展。又，若於切斷之中途中斷雷射照射及氣體冷卻，則裂紋沿意料外之方向自己伸展。根據該結果可知：藉由雷射光之照射，殘留拉伸應力所致之裂紋之伸展被抑制。又，於強化玻璃板之切斷中，凸量及直線度誤差量較非強化玻璃板之切斷之情形小。於圖10所示之參考例106~108之強化玻璃板之切斷中亦成為同樣之結果。

又，如圖10所示，於使雷射光點直徑變小之情形(參考例106~108)時，可以較參考例101~103小之光源輸出切斷強化玻璃板。又，於參考例106~108中，與圖8所示之參考例101~103相比，凸量及直線度誤差量變小。即，於參考例106~108中，可較參考例101~103精度更佳地切斷強化玻璃板。又，如參考例106~108所示，使光源輸出越低，則凸量及直線度誤差量越小。尤其，於參考例108中，凸量成為極小之值，為15 μm。

另一方面，於使雷射光點直徑變小之情形時，無法切斷非強化玻璃板。即，如比較例109所示，將光源之輸出設為200 W之情形時，非強化玻璃板熔融，而無法切斷。即，非強化玻璃之溫度成為徐冷點以上而無法切斷。又，如比較例110所示，將光源之輸出設為100 W之情形時，非強化玻璃板未發生變化。由此，於使雷射光點直徑變小 (例如未達板厚)之情形時，不論光源之輸出為多少，均無法切斷非強化玻璃板。

如此，於強化玻璃板之切斷方法與非強化玻璃板之切斷方法中，切斷之機制根本上不同，裂紋之伸展方式完全不同。因此，於本發明中，利用非強化玻璃板之切斷方法而獲得無法預測之效果。以下，對其原因進行說明。

例如，於非強化玻璃板之切斷方法中，使用雷射光與冷卻液之兩者而於玻璃板中形成熱應力場，產生切斷所需之拉伸應力。更具體而言，對玻璃板照射雷射光而於玻璃板內部產生熱應力，針對藉由上述熱應力而產生之壓縮應力，利用冷卻液進行急冷，產生拉伸應力而使裂紋伸展。因此，裂紋之伸展係僅藉由雷射光之照射能量進行，而必需將照射於玻璃板之雷射之功率(W)設定為較大。

於如上所述之方法中，形成於玻璃板之割斷龜裂之前端位置係由使玻璃板冷卻之冷卻液之位置而決定。其原因在於在冷卻液之位置上產生拉伸應力。因此，若於切斷之中途，中斷利用雷射光之加熱或利用冷卻液之冷卻，則裂紋之伸展停止。

圖11係用以說明使用雷射光切斷非強化玻璃板時作用之應力之圖。於圖11中，表示非強化玻璃板110之俯視圖及產生於非強化玻璃板110之板厚中心部之應力之分佈。如圖11所示，若對非強化玻璃板110照射雷射光，則於雷射光之照射區域122中壓縮應力133發揮作用。該壓縮應力133係藉由雷射光之照射而產生之熱應力。而且，為了與 該壓縮應力133均衡，而於照射區域122之掃描方向後方產生拉伸應力135。藉由該拉伸應力135作用於裂紋130，而將非強化玻璃板110切斷。

如圖11之圖表所示，於非強化玻璃板110中，內部殘留拉伸應力CT大致為零。因此，切斷非強化玻璃板110時作用於裂紋130之拉伸應力135係僅藉由雷射光之照射而產生。由此，為了增大拉伸應力135，而必需提高雷射光之照射能量，或增大雷射光點直徑。因此，於非強化玻璃板110中，難以切斷雷射光之吸收率較小之玻璃。

又，切斷非強化玻璃板110時，利用雷射光之照射能量與掃描速度控制裂紋之伸展。此時，若雷射光之照射能量小於切斷所需之照射能量，則裂紋之伸展停止。即，如圖11之曲線所示，為了使裂紋130伸展，必需使較裂紋130之伸展所需之拉伸應力S_th大之拉伸應力作用於裂紋130。由於在非強化玻璃板110中內部殘留拉伸應力CT大致為零，故必需僅利用雷射光之照射能量產生較該拉伸應力S_th之值大之拉伸應力。

相對於此，於強化玻璃板之切斷方法中，由於本來於玻璃板內部存在內部殘留拉伸應力，故無需如非強化玻璃板之切斷之情形般，僅利用雷射光之照射能量產生較大之拉伸應力。又，於內部殘留拉伸應力為較裂紋之伸展所需之拉伸應力S_th大之拉伸應力之情形時，若稍微使力作用於強化玻璃板而產生裂紋，則因內部殘留拉伸應力而裂紋自己伸展。另一方面，由於內部殘留拉伸應力係整體上存在 於玻璃板內部，故只要不控制裂紋之伸展，裂紋便沿意料外之方向伸展。

因此，於本發明中，使照射區域之中心之中間層產生較內部殘留拉伸應力之值小之拉伸應力或壓縮應力，而抑制內部殘留拉伸應力所致之裂紋之伸展。即，藉由照射雷射光，使強化玻璃板之中間層中之殘留拉伸應力小於裂紋之伸展所需之拉伸應力S_th，而控制裂紋之伸展。

圖12係表示使用雷射光切斷強化玻璃板時作用之應力之一例之圖。於圖12中，表示強化玻璃板10之俯視圖及產生於強化玻璃板10之板厚中心部之應力之分佈。如圖12所示，若對強化玻璃板10照射雷射光，則於雷射光之照射區域22中壓縮應力33發揮作用。又，於照射區域22之掃描方向後方產生拉伸應力35。而且，藉由對該拉伸應力35加上內部殘留拉伸應力，產生較裂紋之伸展所需之拉伸應力S_th大之拉伸應力，藉由作用於裂紋30而將強化玻璃板10切斷。此時，藉由壓縮應力33而控制裂紋30之伸展。

如圖12之曲線所示，於強化玻璃板10存在內部殘留拉伸應力CT。因此，裂紋30之伸展所需之拉伸應力35亦可較小。換言之，可使藉由為了使較拉伸應力S_th(裂紋30之伸展所需之拉伸應力)大之拉伸應力作用於裂紋30所需之雷射光而產生之壓縮應力33變小。

此處，由於可使切斷強化玻璃板10時所需之壓縮應力33或拉伸應力35小於切斷非強化玻璃110時所需之應力，故可使雷射光之照射能量變小或使雷射光點直徑變小。因 此，可提高切斷精度。又，即便為雷射光之吸收率較小之玻璃，亦可容易地切斷。

圖13係表示使用雷射光切斷強化玻璃板時作用之應力之其他例的圖。於圖13中，表示強化玻璃板10之俯視圖及產生於強化玻璃板10之板厚中心部之應力之分佈。於圖13所示之強化玻璃板10中，內部殘留拉伸應力CT大於裂紋30之伸展所需之拉伸應力S_th。即，如圖13所示，若對強化玻璃板10照射雷射光，則於雷射光之照射區域22中產生較內部殘留拉伸應力CT之值小之拉伸應力37。此處，拉伸應力37係藉由雷射光之照射而產生之壓縮應力33與內部殘留拉伸應力CT之合力。又，於照射區域22之掃描方向後方產生拉伸應力35。於此情形時，藉由使較內部殘留拉伸應力CT之值小之拉伸應力37小於裂紋30之伸展所需之拉伸應力S_th，可抑制裂紋30之伸展。

於圖13所示之情形時，亦可使切斷強化玻璃板10時所需之較內部殘留拉伸應力CT之值小之拉伸應力37或拉伸應力35小於切斷非強化玻璃110時所需之應力，故可使雷射光之照射能量變小或使雷射光點直徑變小。因此，可提高切斷精度。又，即便為雷射光之吸收率較小之玻璃，亦可容易地切斷。

如上述已說明般，切斷強化玻璃板10時，藉由保持內部殘留拉伸應力CT、雷射光之照射能量及掃描速度之平衡，不會使裂紋30自由擴散而控制裂紋30之伸展。由此，若雷射光之照射能量過小，則較內部殘留拉伸應力CT之值小之 拉伸應力37大於裂紋30之伸展所需之拉伸應力S_th，裂紋30之伸展不停止而自由擴散(圖13之情形)。

如此，於強化玻璃板之切斷方法與非強化玻璃板之切斷方法中，切斷之機制根本上不同，裂紋之伸展方式完全不同。因此，於本發明中，利用非強化玻璃板之切斷方法而獲得無法預測之效果。

<參考例2>

繼而，對參考例2進行說明。於參考例2中，對內部應變能量U_CT與可切斷之照射能量E_L之最小值即臨界照射能量Ec之關係進行說明。

於參考例2中，對內部應變能量U_CT不同之21個樣品1~21調查與臨界照射能量Ec之關係。再者，樣品18~21係非強化玻璃板。

圖14係表示參考例2之切斷預定線之形狀之圖。如圖14所示，參考例2之切斷預定線包含2個直線部及構成曲柄形狀之2個拐角部(曲率半徑R=5 mm)。

作為化學強化用之玻璃板，使混合調整複數種原料所得之玻璃原料熔解，將熔解之熔融玻璃成形為板狀。使其徐冷至室溫左右之後，進行切斷、切削、雙面鏡面研磨，藉此製作具有特定厚度之50 mm×50 mm之玻璃板。玻璃原料係以玻璃板相對於雷射光之吸收係數α成為所期望之值之方式，改變氧化鐵(Fe₂O₃)之粉末相對於相同調配比之基材之添加量而進行調製。

各化學強化用玻璃板係以氧化物基準之質量%表示而含 有SiO₂：60.9%、Al₂O₃：12.8%、Na₂O：12.2%、K₂O：5.9%、MgO：6.7%、CaO：0.1%、SrO：0.2%、BaO：0.2%、ZrO₂：1.0%，以外加比例而含有特定量之氧化鐵(Fe₂O₃)。

各強化玻璃板係藉由將上述化學強化用玻璃板浸漬於KNO₃熔鹽中，進行離子交換處理之後，使其冷卻至室溫左右而製作。KNO₃熔鹽之溫度或浸漬時間等處理條件係以內部殘留拉伸應力CT成為所期望之值之方式設定。

強化玻璃板之內部殘留拉伸應力CT(MPa)係利用表面應力計FSM-6000(折原製作所製造)測定表面壓縮應力CS(MPa)及壓縮應力層(正面層及背面層)之厚度DOL(μm)，利用其測定值與強化玻璃板之厚度t₁(μm)使用以下之式1而計算。

CT=(CS×DOL)/(t₁-2×DOL)...式1

內部應變能量U_CT(J/m²)係使用強化玻璃板之楊氏模數Y(MPa)根據以下之式2而求得。

U_CT={CT²×(t₁-2×DOL)}/(2×Y)...式2

每單位照射面積之雷射光之照射能量係當將未由強化玻璃板反射而入射之有效之雷射輸出設為Pe(W)，將雷射光之掃描速度設為v(mm/s)，將照射於強化玻璃板10之雷射光之光束直徑設為(mm)時，可由Pe/(v×)(單位：J/mm²)表示。然而，為了判斷切斷性，較佳為使用將其乘上光束直徑(mm)所得之每單位長度之雷射光之照射能量E_L(J/mm)。之後對詳細之原因進行敍述。將該照射能量 E_L(J/mm)示於以下之式4。再者，有效之雷射輸出Pe(W)可使用雷射輸出P(W)與強化玻璃板中之反射率r(%)，表示為Pe=P×(1-r/100)。

E_L=Pe/v...式4

關於樣品1~11之作為照射能量E_L之臨界值之臨界照射能量Ec係藉由使照射能量E_L每次改變約1(J/mm)重複進行切斷而求得。此時，在雷射光之掃描速度v(mm/s)固定之狀態下，僅使雷射輸出P(W)每次改變2.5 W。

又，關於非強化玻璃板之樣品18~21之臨界照射能量Ec係藉由使照射能量E_L每次改變約4(J/mm)重複進行切斷而求得。此時，在雷射光之掃描速度v(mm/s)固定之狀態下，僅使雷射輸出P(W)每次改變10 W。

另一方面，關於樣品12~17之臨界照射能量Ec係藉由使照射能量E_L緩慢變化重複進行切斷而求得。此時，在雷射輸出P(W)固定之狀態下，僅使雷射光之掃描速度v(mm/s)每次改變0.25 mm/s。

圖15係關於樣品1~21表示雷射波長λ、內部應變能量U_CT、臨界照射能量Ec及用以導出兩者之各條件之表。自表之左行起依序表示雷射波長λ(nm)、樣品編號、強化玻璃板之楊氏模數Y(MPa)、線膨脹係數α_L(K^-1)、密度ρ(g/mm³)、比熱c(J/g/K)、厚度t(mm)、吸收係數α(mm^-1)、強化玻璃板中之反射率r(%)、表面壓縮應力CS(MPa)、正面層及背面層之厚度DOL(μm)、內部殘留拉伸應力CT(MPa)、內部應變能量U_CT(J/m²)、雷射光之掃描速度v (mm/s)、雷射光之光束直徑(mm)、雷射輸出P(W)、有效之雷射輸出Pe(W)、臨界照射能量Ec(J/mm)、臨界吸收能量Ea(J/mm)、臨界切斷指數Kc(N/mm)。

如圖15所示，關於樣品1~11、18~21，對於雷射光之光源，使用纖維雷射(中心波段：1070 nm)，關於樣品12~17，對於雷射光之光源，利用使用中紅外光參數振盪器之Cr：ZnSe雷射(中心波段：2950 nm)。

又，由於任一樣品之材質均相同，故如圖15所示，為楊氏模數Y=74000 MPa、線膨脹係數α_L=9.8×10^-6 K^-1、密度ρ=2.48×10^-3 g/mm³、比熱c=0.918 J/g/K而共通。

再者，如圖15所示，關於樣品1~11，設為光束直徑=0.1 mm，關於樣品12~17，設為光束直徑=0.2 mm。又，關於非強化玻璃板之樣品18，設為光束直徑=0.5 mm，關於樣品19，設為光束直徑=0.8 mm，關於樣品20，設為光束直徑=1.0 mm，關於樣品21，設為光束直徑=2.0 mm。

又，關於所有樣品，自雷射光照射側使用直徑1 mm之噴嘴而噴出流量15 L/min之空氣。此處，強化玻璃板與噴嘴前端之距離(間隙)設為3 mm。

圖16A係表示圖15之表所示之臨界照射能量Ec之內部應變能量U_CT依存性之圖表。圖16A之橫軸為內部應變能量U_CT(J/m²)，縱軸為臨界照射能量Ec(J/mm)。於圖16A中，˙標記表示樣品1~11、18~21(雷射波長λ=1070 nm)，￮標記表示樣品12~17(雷射波長λ=2950 nm)。

如圖15、圖16A所示，於雷射波長λ=1070 nm之情形時，若強化玻璃板之內部應變能量U_CT≧2.5 J/m²，則臨界照射能量Ec=9~15 J/mm而穩定(樣品1~10)。相對於此，若內部應變能量U_CT<2.5 J/m²，則急遽(具體而言，數倍左右)上升直至臨界照射能量Ec=56 J/mm為止(樣品11)。伴隨著該臨界照射能量Ec之上升，於樣品11中，切斷精度亦變差。根據該結果可知：於切斷強化玻璃板之情形時，藉由設為內部應變能量U_CT≧2.5 J/m²，可以較小之照射能量精度佳地切斷。

進而，無法對非強化玻璃板之樣品18進行切斷。即，若板厚t(=0.7 mm)以下之光束直徑=0.5 mm，則無法切斷非強化玻璃板之樣品。而且，關於光束直徑=0.8 mm之樣品19，臨界照射能量Ec=83 J/mm，關於光束直徑=1.0 mm之樣品20，臨界照射能量Ec=76 J/mm，關於光束直徑=2.0 mm之樣品21，臨界照射能量Ec=65 J/mm。即，隨著光束直徑之增大，臨界照射能量Ec逐漸減少。此處，光束直徑越大，雷射光之中心與裂紋之前端位置越遠，從而切斷精度降低。因此，於切斷強化玻璃板時，光束直徑較佳為設為板厚t以下，進而較佳為設為板厚t之1/2以下。

根據圖16A之圖表認為於內部應變能量U_CT=2.5 J/m²左右產生切斷模式之轉換。具體而言，作為用以切斷強化玻璃板之裂紋伸展能量，認為於內部應變能量U_CT<2.5 J/m²之情形時，除內部應變能量以外，亦需要雷射光之照射能量(參照圖12)，於內部應變能量U_CT≧2.5 J/m²之情形時，僅 成為內部應變能量(參照圖13)。

又，藉由使雷射波長λ自1070 nm向2950 nm變更，強化玻璃板之吸收係數α自0.011 mm^-1向0.59 mm^-1提高。因此，如圖15、12所示，於內部應變能量U_CT≧2.5 J/m²時，亦可自臨界照射能量Ec=9~15 J/mm左右(樣品1~10)降低2位直至臨界照射能量Ec=0.3~0.5 J/mm(樣品12~15)為止。

如此，藉由將雷射波長設為3000 nm左右，可不使透明度降低而提高吸收係數α，而可減少照射能量。因此，加熱效率提高。而且，無需根據強化玻璃板之組成而大幅度變更雷射光之照射條件。

進而，如上所述，可將強化玻璃載置於較切斷之強化玻璃板大之台板上，於更穩定之狀態下切斷。又，由於透過光急遽減少，故亦無需其處理。進而，由於強化玻璃板之端面中之反射光亦急遽減少，故不易帶來不良影響。

又，雷射波長λ為2950 nm之情形亦與1070 nm之情形同樣地，若內部應變能量U_CT<2.5 J/m²，則急遽上升直至臨界照射能量Ec=0.9~1.2 J/mm左右或其以上為止(樣品16、17)。伴隨著該臨界照射能量Ec之上升，於樣品16、17中，切斷精度亦變差。根據該結果可知：於以雷射波長λ=2950 nm切斷強化玻璃板之情形時，藉由設為內部應變能量U_CT≧2.5 J/m²，亦可以較小之照射能量精度佳地切斷。

此處，臨界照射能量Ec中用於切斷之能量係由強化玻璃板吸收之能量(以下，稱為臨界吸收能量)Ea。臨界吸收能 量Ea(J/mm)可使用臨界照射能量Ec(J/mm)、吸收係數α(mm^-1)、厚度t₂(mm)，根據朗伯-比爾定律之法則而由下式表示。

Ea=Ec×exp(-α×t₂)...式5

如圖15所示，關於臨界吸收能量Ea(J/mm)之值，即便對雷射波長λ為2950 nm之情形與1070 nm之情形進行比較，亦幾乎不存在差。

為了將由強化玻璃板之厚度或材質所引起之影響排除，而更一般化，對藉由利用臨界吸收能量Ea之內部加熱(溫度變化△T)而產生之熱應力(臨界壓縮應力)σc進行考察。該臨界壓縮應力σc係切斷所需之最小之壓縮應力。此處，臨界壓縮應力σc係因於以內部殘留拉伸應力CT為基準之情形時成為壓縮應力，故表現為「臨界壓縮應力」。然而，如圖12、圖13所示，考慮產生於強化玻璃板之板厚中心部之應力之情形時由內部殘留拉伸應力CT與臨界壓縮應力σc之合力表示，因此亦有成為拉伸應力之情形。

臨界壓縮應力σc係如圖12、13所示，具有高斯分佈般之分佈。該臨界壓縮應力σc之積分值(圖12、13中之斜線部之面積)決定可否切斷。若內部應變能量U_CT相同，則認為臨界壓縮應力σc之積分值固定而不取決於強化玻璃板之厚度t、材質。由於臨界壓縮應力σc之分佈之寬度與光束直徑成比例，故可認為臨界壓縮應力σc之積分值亦與σc×成比例。

此處，為了簡單化，設為即便藉由內部加熱，強化玻璃 板之板厚t亦不發生變化，而於正面層13與背面層15之間被約束，藉此產生該臨界壓縮應力σc。即，考慮兩端約束模型。

臨界壓縮應力σc(MPa)可使用楊氏模數Y(MPa)、線膨脹係數α_L(K^-1)、溫度變化△T(K)，而由下式6表示。

σc=Y×α_L×△T...式6

又，因供給臨界吸收能量Ea而引起之強化玻璃板之溫度變化△T可根據△T=(臨界吸收能量)/(雷射照射部之強化玻璃板之熱電容)而求得。

此處，若將雷射照射面積設為S₁(mm²)，則(臨界吸收能量)可使用將臨界吸收能量Ea(J/mm)除以(mm)所得之每單位面積之臨界吸收能量Ea/(J/mm²)，而由Ea×S₁/(J)表示。

又，若將強化玻璃板中之加熱區域之面積設為S₂(mm²)，則(雷射照射部之強化玻璃板之熱電容)可使用強化玻璃板之厚度t₂(mm)、密度ρ(g/mm³)、比熱c(J/g/K)，而由S₂×t₂×ρ×c(J/K)表示。

因此，溫度變化△T(K)可由下式7表示。

藉由將式7代入於式6，臨界壓縮應力σc(MPa)可由下式8表示。

此處，為了簡單化，若考慮S₁/S₂=固定，則與應求出之 臨界壓縮應力σc之積分值成比例之σc×可由下式9表示。

將式9之Kc命名為臨界切斷指數。表示可切斷之臨界值之該臨界切斷指數Kc之值越小，則切斷越容易，臨界切斷指數Kc之值越大，則切斷越難。如此，切斷性可根據式4所示之每單位長度之雷射光之照射能量E_L(J/mm)而進行判斷。

構成臨界切斷指數Kc之楊氏模數Y、線膨脹係數α_L、密度ρ、比熱c之任一個均具有溫度依存性，但始終使用室溫之值作為指標。

將臨界切斷指數Kc(N/mm)示於圖15之最右行。

圖16B係表示圖15之表所示之臨界切斷指數Kc之內部應變能量U_CT依存性的圖表。圖16B之橫軸為內部應變能量U_CT(J/m²)，縱軸為臨界切斷指數Kc(N/mm)。於圖16B中，˙標記表示樣品1~11、18~21(雷射波長λ=1070 nm)，￮標記表示樣品12~17(雷射波長λ=2950 nm)。

如圖15、圖16B所示，不論雷射波長λ為多少，若強化玻璃板之內部應變能量U_CT≧2.5 J/m²，則臨界切斷指數Kc=50 N/mm左右而穩定(樣品1~10、12~15)。相對於此，若內部應變能量U_CT<2.5 J/m²，則臨界切斷指數Kc=150 N/mm(樣品16)或超過200 N/mm(樣品11、17)。進而，若為非強化玻璃板，則超過250 N/mm(樣品18~21)。此處，光束直徑越小，則臨界切斷指數Kc越大，若光束直徑為0.5 mm以下，則無法切斷(樣品18)。

伴隨著該臨界切斷指數Kc之上升，切斷精度亦變差。根據該結果可知：於切斷強化玻璃板之情形時，藉由設為內部應變能量U_CT≧2.5 J/m²，可以較小之照射能量精度佳地切斷。又，光束直徑越大，則雷射光之中心與裂紋之前端位置越遠，從而切斷精度降低。因此，光束直徑較佳為設為板厚t₂(mm)以下，進而較佳為設為板厚t₂(mm)之1/2以下。

每單位長度之照射能量E_L(J/mm)時之切斷指數K係藉由將式5中之Ec置換成E_L，並且代入於式9中之Ea，而可由下式10表示。此處，若切斷指數K為臨界切斷指數Kc以上，則可切斷。

K=E_L×exp(-α×t₂)×(Y×α_L)/(t₂×ρ×c)...式10

進而，藉由將式4代入於式10，獲得以下之式11。

K=Pe/v×exp(-α×t₂)×(Y×α_L)/(t₂×ρ×c)...式11

根據圖16B，若內部應變能量U_CT≧2.5 J/m²，則臨界切斷指數Kc為50 N/mm左右，因此，可以滿足切斷指數K≦150 N/mm之照射能量E_L充分切斷。另一方面，根據圖16B，若內部應變能量U_CT<2.5 J/m²，則臨界切斷指數Kc成為150 N/mm以上，因此，以滿足切斷指數K≦150 N/mm之照射能量E_L無法切斷或難以切斷。藉由設為內部應變能量U_CT≧2.5 J/m²，並且設為滿足切斷指數K≦150 N/mm之照射能量E_L，可以較小之照射能量精度佳地切斷。藉由設為滿足切斷指數K≦100 N/mm之照射能量E_L，可以更小之照射能量精度更佳地切斷。

實施例

以下，對本發明之具體之實施例進行說明。於實施例1中，對每單位時間之單位照射能量之變化量與自設計尺寸起之偏移量(尺寸誤差)之關係進行說明。

<實施例1>

於實施例1中，使用板厚為1.1 mm、表面壓縮應力CS為756 MPa、正面層及背面層各自之厚度DOL為30.5 μm、殘留拉伸應力CT為22 MPa之強化玻璃板(樣品A)及板厚為1.1 mm、表面壓縮應力CS為716 MPa、正面層及背面層各自之厚度DOL為68.8 μm、殘留拉伸應力CT為51 MPa之強化玻璃板(樣品B)。

圖17係表示切出之強化玻璃面板之形狀。如圖17所示，長度L=50 mm、寬度W=35 mm、拐角部之曲率半徑R=5 mm。

又，如圖17所示，使用游標卡尺測定拐角部與直線部之邊界附近之寬度W1、W3、長度方向中央部之寬度W2、拐角部與直線部之邊界附近之長度L1、L3、寬度方向中央部之長度L2之合計6個尺寸。繼而，對各尺寸計算尺寸誤差δ。

強化玻璃板之殘留拉伸應力CT係利用表面應力計FSM-6000(折原製作所製造)測定表面壓縮應力CS及壓縮應力層(正面層及背面層)之厚度DOL，利用其測定值與強化玻璃板之厚度t使用式1而計算。

強化玻璃板係利用參照圖6所說明之切斷方法而切斷。 於強化玻璃板之端部之切斷開始位置預先形成初期裂紋，於強化玻璃板之正面未形成劃線。雷射光之光源設為纖維雷射(中心波段：1070 nm)。

圖18係表示強化玻璃板之切斷條件之表。於圖18之表中，表示切斷各樣品No.A1~A4(樣品A)、B1~B4(樣品B)時之條件。具體而言，自表之左行起依序表示樣品編號、雷射輸出P(W)、光束直徑(mm)、直線部及拐角部中之雷射光之掃描速度v(mm/s)、直線部與拐角部中之掃描速度變化量△v(mm/s)、拐角部出口中之掃描速度之加速度a(mm/s²)、拐角部出口中之掃描速度之切換時間T(s)、直線部及拐角部中之單位照射能量E(J/mm²)、直線部與拐角部中之單位照射能量變化量△E(J/mm²)、每單位時間之單位照射能量變化量△E/T(J/mm²/s)。

對圖18之表所示之數值自左行起依序進行說明。

雷射輸出P係關於樣品A1~A4，任一個均設為100 W，關於樣品B1~B4，任一個均設為80 W。

光束直徑係所有樣品均設為0.1 mm。

直線部及拐角部中之雷射光之掃描速度v(mm/s)係關於所有樣品，分別設為5 mm/s及1 mm/s。

因此，直線部與拐角部中之掃描速度變化量△v(mm/s)係所有樣品均成為4 mm/s。

於實施例1中，為了使每單位時間之單位照射能量變化量△E/T(J/mm²/s)發生變化，而使拐角部出口中之掃描速度之加速度a(mm/s²)發生變化。如圖18所示，關於樣品 A1~A4，將加速度a(mm/s²)分別設為1、3、5、20 mm/s²，關於樣品B1~B4，將加速度a(mm/s²)分別設為1、3、5、10mm/s²。

拐角部出口中之掃描速度之切換時間T(s)係藉由將掃描速度變化量△v(mm/s)除以加速度a(mm/s²)而求得。

單位照射能量E(J/mm²)係藉由將雷射輸出P(W)、雷射光之掃描速度v(mm/s)及光束直徑(mm)代入於上述之式3而求得。其結果，直線部中之單位照射能量E(J/mm²)係關於樣品A1~A4，任一個均成為200 J/mm²，關於樣品B1~B4，任一個均成為160 J/mm²。另一方面，拐角部中之單位照射能量E(J/mm²)係關於樣品A1~A4，任一個均成為1000 J/mm²，關於樣品B1~B4，任一個均成為800 J/mm²。

因此，直線部與拐角部中之單位照射能量變化量△E(J/mm²)係關於樣品A1~A4，任一個均成為800 J/mm²，關於樣品B1~B4，任一個均成為640 J/mm²。

每單位時間之單位照射能量變化量△E/T(J/mm²/s)係藉由將單位照射能量變化量△E(J/mm²)除以切換時間T(s)而求得。如圖18所示，關於樣品A1~A4，分別成為200、600、1000、4000 J/mm²/s，關於樣品B1~B4，分別成為160、480、800、1600 J/mm²/s。

再者，雖未於圖18中記載，但關於所有樣品，拐角部入口中之掃描速度之加速度均設為-100 mm/s²(即減速度100 mm/s²)。

又，關於所有樣品，自雷射光照射側使用直徑1 mm之 噴嘴而噴出流量15 L/min之空氣。此處，強化玻璃板與噴嘴前端之距離(間隙)設為2 mm。

圖19係實施例1之強化玻璃板之切斷方法中使用之冷卻噴嘴之剖面圖。藉由圖19所示之冷卻噴嘴28，對強化玻璃板10之正面12噴出氣體。如圖19所示，冷卻噴嘴28係以於內部氣體(空氣或氮氣等)沿箭頭方向流動之方式形成有錐狀之空腔。此處，冷卻噴嘴28之軸係與雷射光之光軸一致，於透鏡25聚光之雷射光20係通過冷卻噴嘴28之內部，自設置於冷卻噴嘴28之前端之直徑n之開口部射出。又，可與雷射光之照射區域之移動同步地(即，以與雷射光相同之掃描速度)移動。藉由如上所述之構成，利用氣體使雷射照射部(雷射光20之照射區域22)冷卻。藉由該冷卻，圖3所示之裂紋30之前端位置與雷射光20之照射區域22之間之距離變短，而切斷精度提高。

冷卻噴嘴28之開口部之直徑n及冷卻噴嘴28之前端與強化玻璃板10之正面12之距離G1可任意決定。此處，冷卻噴嘴28之開口部之直徑n越小，則噴出至強化玻璃板10之氣體之流速越快，而強化玻璃板10之正面12中之冷卻能力提高。又，冷卻噴嘴28之前端與強化玻璃板10之正面之距離G1越小，則強化玻璃板10之正面12中之冷卻能力提高。

進而，雖未圖示，但關於拐角部C1~C4之4個部位，亦分別自強化玻璃板10之背面14側使用固定之直徑1 mm之噴嘴而噴出流量15 L/min之空氣。

圖20係表示強化玻璃板之切斷結果之表。

於圖20之表中，表示各樣品之每單位時間之單位照射能量之變化量△E/T(J/mm²/s)與自各樣品切出之強化玻璃面板之尺寸誤差。具體而言，自表之左行起依序表示樣品編號、單位照射能量之變化量△E/T(J/mm²/s)、寬度(W1~W3)之尺寸誤差之最小值δWmin(mm)、寬度(W1~W3)之尺寸誤差之最大值δWmax(mm)、長度(L1~L3)之尺寸誤差之最小值δLmin(mm)、長度(L1~L3)之尺寸誤差之最大值δLmax(mm)、尺寸誤差寬度△δ(mm)、最大尺寸誤差δmax(mm)、寬度(W1~W3)之尺寸誤差及長度(L1~L3)之尺寸誤差之平均值δavg(mm)。

此處，尺寸誤差寬度△δ係以寬度之尺寸誤差δW與長度之尺寸誤差δL中最大者與最小者之差而定義。具體而言，係圖20之寬度之尺寸誤差之最大值δWmax(mm)與長度之尺寸誤差之最大值δLmax(mm)中之較大者與寬度之尺寸誤差之最小值δWmin(mm)與長度之尺寸誤差之最小值δLmin(mm)中之較小者的差。例如，於樣品A2之情形時，尺寸誤差寬度△δ成為長度之尺寸誤差之最大值δLmax=0.15 mm與寬度之尺寸誤差之最小值δWmin=0.01 mm之差0.14 mm。

又，最大尺寸誤差δmax係寬度之尺寸誤差之絕對值與長度之尺寸誤差之絕對值中最大者。具體而言，係圖20之寬度之尺寸誤差之最大值δWmax(mm)之絕對值與長度之尺寸誤差之最大值δLmax(mm)之絕對值中之較大者。例如，於樣品A2之情形時，最大尺寸誤差δmax成為長度之尺寸誤 差之最大值δLmax=0.15 mm。

於每單位時間之單位照射能量之變化量△E/T(J/mm²/s)較大之樣品A3及A4中，切斷線大幅度脫離切斷預定線而蜿蜒，因此，無法測定尺寸誤差。

如圖20所示，於樣品A(殘留拉伸應力CT=22 MPa)、樣品B(殘留拉伸應力CT=51 MPa)之任一個中，使每單位時間之單位照射能量之變化量△E/T(J/mm²/s)越小，則尺寸誤差寬度△δ(mm)、尺寸誤差之最大值δmax(mm)、尺寸誤差之平均值δavg(mm)之任一個均變小。即，使每單位時間之單位照射能量之變化量△E/T(J/mm²/s)越小，則尺寸精度提高。

圖21係表示尺寸誤差之最大值δmax之每單位時間之單位照射能量之變化量△E/T依存性的圖表。圖21之橫軸表示單位照射能量之變化量△E/T(J/mm²/s)，縱軸表示尺寸誤差之最大值δmax(mm)。於圖21中，三角標記表示樣品A(殘留拉伸應力CT=22 MPa)，菱形標記表示樣品B(殘留拉伸應力CT=51 MPa)。

如圖20之表中說明般，關於樣品A、樣品B之各者，使每單位時間之單位照射能量之變化量△E/T(J/mm²/s)越小，則尺寸誤差之最大值δmax(mm)越小。又，認為任一個均具有大致接近於線性之關係。

根據圖21之結果，於樣品A中，為了將尺寸誤差之最大值δmax(mm)設為0.1 mm以下，將每單位時間之單位照射能量之變化量△E/T設為200 J/mm²/s以下即可。於樣品B 中，為了將尺寸誤差之最大值δmax(mm)設為0.1 mm以下，將每單位時間之單位照射能量之變化量△E/T設為800 J/mm²/s以下即可。

又，對樣品A與樣品B進行比較可知：強化玻璃板之殘留拉伸應力CT越小，則必需將單位照射能量之切換速度抑制為越低。

再者，根據每單位時間之單位照射能量之變化量而發生變化者主要為圖17所示之長度方向兩端中之寬度W1、W3、寬度方向兩端中之長度L1、L3。即，長度方向中央部之寬度W2及寬度方向中央部之長度L2不易受影響。因此，推測於對與尺寸誤差之關係進行評估之情形時，相較使用尺寸誤差之平均值δavg(mm)，而使用尺寸誤差之最大值δmax(mm)或尺寸誤差寬度△δ(mm)更恰當。

(實施形態2)

繼而，對實施形態2之強化玻璃板切斷裝置進行說明。該裝置係用以實施實施形態1之強化玻璃之切斷方法者。圖22係用以說明本實施形態之強化玻璃板切斷裝置之圖。本實施形態之強化玻璃板切斷裝置60包含雷射輸出部61、玻璃保持部62、控制部63及控制程式生成部64。

雷射輸出部61係輸出用以切斷強化玻璃板10之雷射光20。作為雷射光20之光源，可使用例如UV雷射(波長：355 nm)、綠光雷射(波長：532 nm)、半導體雷射(波長：808 nm、940 nm、975 nm)、纖維雷射(波長：1060~1100 nm)、YAG雷射(波長：1064 nm、2080 nm、2940 nm)等。 雷射輸出部61包含用以調整雷射光之焦點之光學系統。又，亦可於雷射光之照射部配置噴嘴。雷射光之功率(雷射輸出)、雷射光之光束直徑(焦點)、雷射照射之時序等係使用控制部63而進行控制。

此處，於使用近紅外之雷射光之情形時，為了使近紅外中之吸收增加，而必需於強化玻璃板中添加Fe等雜質。於添加有於近紅外中具有吸收特性之雜質之情形時，亦對可見光區域之吸收特性帶來影響，因此，有對強化玻璃板之色調或透過率帶來影響之情形。為了防止如上所述之情況，作為雷射光20之光源，亦可使用波長為2500~5000 nm之中紅外之雷射。由於在波長為2500~5000 nm之頻帶中產生因玻璃本身之分子振動而引起之吸收，故無需添加Fe等雜質。

玻璃保持部62係保持作為加工對象之強化玻璃板10，並且沿特定方向移動強化玻璃板10。即，玻璃保持部62係以雷射光沿強化玻璃板10之切斷預定線進行掃描之方式移動強化玻璃板10。玻璃保持部62係使用控制部63而進行控制。玻璃保持部62亦可藉由使用多孔質板等吸附作為加工對象之強化玻璃板10而將其固定。又，玻璃保持部62亦可包含用以決定強化玻璃板10之位置之圖像檢測器。藉由包含定位用之圖像檢測器，可提高強化玻璃板10之加工精度。

再者，於圖22所示之強化玻璃板切斷裝置60中，以雷射光20之照射區域於強化玻璃板10上移動之方式，使用玻璃 保持部62移動強化玻璃板10。此時，雷射輸出部61固定。然而，亦可將由玻璃保持部62保持之強化玻璃板10固定，而使雷射輸出部61移動，藉此使雷射光20之照射區域於強化玻璃板10上移動。又，亦可以由玻璃保持部62保持之強化玻璃板10與雷射輸出部61之兩者移動之方式構成。

控制部63係根據由控制程式生成部64所生成之控制程式控制雷射輸出部61及玻璃保持部62。

控制程式生成部64係根據預先設定之強化玻璃板10之物性(熱膨脹係數、厚度、強化玻璃板相對於雷射光之吸收係數、強化玻璃板之中間層17之殘留拉伸應力等)，而分別決定切斷直線部及拐角部時照射於強化玻璃板之單位照射能量E1、E2。繼而，以成為該決定之單位照射能量E1、E2之方式，生成控制雷射光之光束直徑、雷射光之輸出及雷射光之掃描速度之控制程式。

又，控制程式生成部64係生成用以控制自拐角部入口中之單位照射能量E1向E2之切換速度及自拐角部出口中之單位照射能量E2向E1之切換速度的控制程式。即，以自拐角部出口中之單位照射能量E2向E1之切換速度小於自拐角部入口中之單位照射能量E1向E2之切換速度之方式，生成用以控制雷射輸出部61及玻璃保持部62之控制程式。具體而言，為了控制單位照射能量之切換速度，而生成控制雷射光之光束直徑、雷射光之輸出及雷射光之掃描速度等之切換速度之控制程式。

如以上已說明般，根據本發明之實施形態，可提供一種 切出之強化玻璃面板之尺寸不良得以抑制之強化玻璃板之切斷方法及強化玻璃板切斷裝置。

以上，結合上述實施形態對本發明進行了說明，但並不僅限定於上述實施形態之構成，勿庸置疑，包含在本案申請專利範圍之技術方案之發明之範圍內業者可完成之各種變形、修正、組合。

該申請案係主張以2011年12月7日申請之日本申請案特願2011-267747及2012年7月9日申請之日本申請案特願2012-153400之優先權，並將其揭示之所有內容引入本文。

10‧‧‧強化玻璃板

12‧‧‧正面

13‧‧‧正面層

14‧‧‧背面

15‧‧‧背面層

17‧‧‧中間層

20‧‧‧雷射光

22‧‧‧照射區域

30‧‧‧裂紋

34‧‧‧切斷預定線

40‧‧‧強化玻璃面板

41‧‧‧直線部

42‧‧‧直線部

43‧‧‧直線部

44‧‧‧直線部

45‧‧‧切斷開始位置

46‧‧‧切斷結束位置

60‧‧‧強化玻璃板切斷裝置

61‧‧‧雷射輸出部

62‧‧‧玻璃保持部

63‧‧‧控制部

64‧‧‧控制程式生成部

C1‧‧‧拐角部

C2‧‧‧拐角部

C3‧‧‧拐角部

C4‧‧‧拐角部

圖1係照射雷射光之前之強化玻璃板之剖面圖。

圖2係表示照射雷射光之前之強化玻璃板之殘留應力之分佈的模式圖。

圖3係用以說明強化玻璃板之切斷方法之立體圖。

圖4係沿著圖3之A-A線之剖面圖。

圖5係沿著圖3之B-B線之剖面圖。

圖6係用以說明實施形態1之強化玻璃板之切斷方法之圖。

圖7係模式性地表示直線部與拐角部中之單位照射能量E之切換之曲線。

圖8係表示關於強化玻璃板之切斷結果之表。

圖9係表示關於非強化玻璃板之切斷結果之表。

圖10係表示關於強化玻璃板及非強化玻璃板之切斷結果 之表。

圖11係用以說明使用雷射光切斷非強化玻璃板時作用之應力之圖。

圖12係表示使用雷射光切斷強化玻璃板時作用之應力之一例之圖。

圖13係表示使用雷射光切斷強化玻璃板時作用之應力之其他例之圖。

圖14係表示參考例2之切斷預定線之形狀之圖。

圖15係關於樣品1~12表示雷射波長λ、內部應變能量U_CT、臨界照射能量Ec及用以導出兩者之各條件之表。

圖16A係表示圖15之表所示之臨界照射能量Ec之內部應變能量U_CT依存性的圖表。

圖16B係表示圖15之表所示之臨界切斷指數Kc之內部應變能量U_CT依存性的圖表。

圖17係表示切出之強化玻璃面板之形狀。

圖18係表示強化玻璃板之切斷條件之表。

圖19係實施例1之強化玻璃板之切斷方法中使用之冷卻噴嘴之剖面圖。

圖20係表示強化玻璃板之切斷結果之表。

圖21係表示尺寸誤差之最大值δmax之每單位時間之單位照射能量之變化量△E/T依存性的圖表。

圖22係用以說明實施形態2之強化玻璃板切斷裝置之圖。

10‧‧‧強化玻璃板

34‧‧‧切斷預定線

40‧‧‧強化玻璃面板

41‧‧‧直線部

42‧‧‧直線部

43‧‧‧直線部

44‧‧‧直線部

45‧‧‧切斷開始位置

46‧‧‧切斷結束位置

C1‧‧‧拐角部

C2‧‧‧拐角部

C3‧‧‧拐角部

C4‧‧‧拐角部

Claims (13)

1. 一種強化玻璃板之切斷方法，其係針對包含具有殘留壓縮應力之正面層及背面層與形成於該正面層及背面層之間且具有內部殘留拉伸應力CT(MPa)之中間層的強化玻璃板，藉由使照射於該強化玻璃板之雷射光之照射區域移動而予以切斷，將上述正面層及上述背面層之厚度設為DOL(μm)，將上述強化玻璃板之厚度設為t₁(μm)，將上述強化玻璃板之楊氏模數設為Y(MPa)時，將由下式表現之基於上述內部殘留拉伸應力CT之每單位面積之應變能量U_CT(J/m²)設為2.5 J/m²以上，上述強化玻璃板之切斷線包含拐角部與直線部，使上述拐角部中照射於上述強化玻璃板之雷射光之每單位照射面積之照射能量E2大於上述直線部中照射於上述強化玻璃板之雷射光之每單位照射面積之照射能量E1，使自上述拐角部中之上述照射能量E2向上述直線部中之上述照射能量E1之切換速度小於自上述直線部中之上述照射能量E1向上述拐角部中之上述照射能量E2之切換速度，U_CT={CT²×(t₁-2×DOL)}/(2×Y)。
2. 如請求項1之強化玻璃板之切斷方法，其中將入射至上述強化玻璃板之上述雷射光之有效之輸出設為Pe(W)，將上述雷射光之掃描速度設為v(mm/s)，將上述強化玻璃板相對於上述雷射光之吸收係數設為α(mm^-1)，將上述強 化玻璃板之厚度設為t₂(mm)，將上述強化玻璃板之線膨脹係數設為α_L(K^-1)，將上述強化玻璃板之密度設為ρ(g/mm³)，將上述強化玻璃板之比熱設為c(J/g/K)時，將由下式表現之切斷指數K(N/mm)設為150 N/mm以下，K=Pe/v×exp(-α×t₂)×(Y×α_L)/(t₂×ρ×c)。
3. 如請求項1或2之強化玻璃板之切斷方法，其中上述強化玻璃板與上述雷射光係將上述強化玻璃板相對於上述雷射光之吸收係數設為α(mm^-1)，將上述強化玻璃板之厚度設為t₂(mm)時，滿足0<α×t₂≦3.0之條件。
4. 如請求項1至3中任一項之強化玻璃板之切斷方法，其中隨著上述中間層之殘留拉伸應力變大，而使自上述拐角部中之上述照射能量E2向上述直線部中之上述照射能量E1之切換速度變大。
5. 如請求項1至4中任一項之強化玻璃板之切斷方法，其中藉由加快上述雷射光之照射區域之移動速度，而進行自上述拐角部中之上述照射能量E2向上述直線部中之上述照射能量E1之切換。
6. 如請求項1至5中任一項之強化玻璃板之切斷方法，其中藉由使上述雷射光之輸出變小，而進行自上述拐角部中之上述照射能量E2向上述直線部中之上述照射能量E1之切換。
7. 如請求項1至6中任一項之強化玻璃板之切斷方法，其中藉由使上述雷射光之照射區域之面積變大，而進行自上述拐角部中之上述照射能量E2向上述直線部中之上述照 射能量E1之切換。
8. 如請求項1至7中任一項之強化玻璃板之切斷方法，其中隨著上述強化玻璃板之吸收係數α變大，而使上述拐角部中之上述照射能量E2及上述直線部中之上述照射能量E1變小。
9. 如請求項1至8中任一項之強化玻璃板之切斷方法，其中隨著上述強化玻璃板之熱膨脹係數變大，而使上述拐角部中之上述照射能量E2及上述直線部中之上述照射能量E1變小。
10. 如請求項1至9中任一項之強化玻璃板之切斷方法，其中隨著上述強化玻璃板之厚度變厚，而使上述拐角部中之上述照射能量E2及上述直線部中之上述照射能量E1變大。
11. 如請求項1至10中任一項之強化玻璃板之切斷方法，其中自上述雷射光之入射側將氣體噴出至上述強化玻璃板之上述雷射光之照射區域而進行冷卻。
12. 如請求項11之強化玻璃板之切斷方法，其中自上述雷射光之出射側將氣體噴出至上述強化玻璃板之上述拐角部而進行冷卻。
13. 一種強化玻璃板切斷裝置，其係針對包含具有殘留壓縮應力之正面層及背面層與形成於該正面層及背面層之間且具有內部殘留拉伸應力之中間層的強化玻璃板，藉由使照射於該強化玻璃板之雷射光之照射區域移動而予以切斷，其包含： 玻璃保持部，其保持上述強化玻璃板；雷射輸出部，其輸出用以切斷上述強化玻璃板之雷射光；及控制部，其控制上述雷射輸出部；上述強化玻璃板之切斷線包含拐角部與直線部，上述控制部係使上述拐角部中照射於上述強化玻璃板之雷射光之每單位照射面積之照射能量E2大於上述直線部中照射於上述強化玻璃板之雷射光之每單位照射面積之照射能量E1，使自上述拐角部中之上述照射能量E2向上述直線部中之上述照射能量E1之切換速度小於自上述直線部中之上述照射能量E1向上述拐角部中之上述照射能量E2之切換速度。