TWI610895B - 玻璃板之加工方法、及玻璃板之加工裝置 - Google Patents

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TWI610895B TW103111231A TW103111231A TWI610895B TW I610895 B TWI610895 B TW I610895B TW 103111231 A TW103111231 A TW 103111231A TW 103111231 A TW103111231 A TW 103111231A TW I610895 B TWI610895 B TW I610895B
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旭硝子股份有限公司
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Description

玻璃板之加工方法、及玻璃板之加工裝置 發明領域
本發明有關於一種玻璃板之加工方法、及玻璃板之加工裝置。
發明背景
玻璃板之加工方法已知有：對於玻璃板正面照射雷射光而加熱，使雷射光的照射位置移動，使照射位置之後方向冷卻而產生熱應力，藉此來切斷玻璃板的方法。又，有時需要使玻璃板切斷面的至少一部分相對於玻璃板正面形成為傾斜。可舉例如：使被切斷的切斷片間容易切開的情況等。已提出有：相對於正面傾斜的切斷面，是例如在將雷射光照射位置之後方向冷卻時，使冷卻位置從雷射光之移動軌跡偏移而形成的(例如參照專利文獻1)。
先前技術文獻 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2011-219338號公報
發明概要
但是，有時在玻璃板切斷後會將切斷面的角部削 掉而進行去角。在這樣的去角形狀的端面，包含有：傾斜地連接於玻璃板正面的表側研磨面、以及傾斜地連接於玻璃板背面的背側研磨面。表側研磨面與背側研磨面朝向的方向不同。至今，要以照射雷射光來形成此去角形狀的端面是很困難的事。
本發明是有鑑於上述課題而作成的，目的在於提 供一種玻璃板之加工方法，可以以不同的朝向方向來形成傾斜地連接於玻璃板正面的表側龜裂面、以及傾斜地連接於玻璃板背面的背側龜裂面。
為了解決上述課題，根據本發明之一態樣，提供一種玻璃板之加工方法，是具有如下之工程的玻璃板之加工方法：把可從玻璃板正面透過至背面的雷射光對於前述玻璃板進行照射，使雷射光對於前述玻璃板的照射位置移動，以藉由照射雷射光而產生的熱應力在前述玻璃板形成龜裂；且該玻璃板之加工方法的特徵在於：在從光源出射之前述雷射光所照射的前述玻璃板正面中的雷射光照射區域、以及在透過了前述正面之雷射光所照射的背面中的雷射光照射區域中之各個照射區域，當於各照射區域具有雷射光之功率密度的峰值位置時，以如下之基準線為中心地具有左右非對稱的功率密度分布，該基準線是通過各照射區域之前述峰值位置且與前述峰值位置之移動方向平行的基準線； 而當於各照射區域不具有雷射光之功率密度的峰值位置時，則以如下之基準線為中心地具有左右非對稱的形狀，該基準線是通過各照射區域之面積重心位置且與前述面積重心位置之移動方向平行的基準線。
根據本發明之一態樣，可提供一種玻璃板之加工方法，可以以不同的朝向方向來形成傾斜地連接於玻璃板正面的表側龜裂面、以及傾斜地連接於玻璃板背面的背側龜裂面。
2‧‧‧玻璃板
2a‧‧‧正面
2b‧‧‧背面
4a‧‧‧表側龜裂面
4b‧‧‧背側龜裂面
4c‧‧‧中間龜裂面
10‧‧‧玻璃板加工裝置
12‧‧‧框架
13‧‧‧底板部
14‧‧‧頂板部
15‧‧‧持具
20‧‧‧支持台
30‧‧‧光源
32‧‧‧雷射光
32Z、344Z‧‧‧光軸
36‧‧‧加熱光源
38‧‧‧加熱光
40、240、340、440‧‧‧光學系統
42、142、242‧‧‧遮光部
44、344‧‧‧聚光透鏡
50‧‧‧照射位置移動部
51‧‧‧第1導軌
52‧‧‧第1滑件
53‧‧‧第1馬達
54‧‧‧第1滾珠螺桿機構
55‧‧‧第2導軌
56‧‧‧第2滑件
57‧‧‧第2馬達
58‧‧‧第2滾珠螺桿機構
62‧‧‧遮光位置調整部
64‧‧‧光軸位置調整部
66‧‧‧聚光位置調整部
70‧‧‧控制部
243‧‧‧孔
446‧‧‧第1圓柱透鏡
447‧‧‧第2圓柱透鏡
Aa、Ab‧‧‧長軸長度
AX、axb‧‧‧直線
Ba、Bb‧‧‧短軸長度
C1、C2‧‧‧連接角
W1、W2‧‧‧寬度
X、Y、x、y‧‧‧軸線
Φ1、Φ2、Φ3、Φ4‧‧‧直徑
【圖1】顯示本發明之第1實施形態的玻璃板加工裝置的側面圖。
【圖2】顯示形成於圖1之玻璃板正面的雷射光照射區域的平面圖。
【圖3】顯示形成於圖1之玻璃板的表側龜裂面及背側龜裂面的圖。
【圖4】顯示形成於圖3之玻璃板的中間龜裂面的圖。
【圖5】顯示圖3之變形例的圖。
【圖6】顯示圖1之光學系統的側面圖。
【圖7】顯示在與圖6之遮光部的上面為同一平面上的雷射光之位置的平面圖。
【圖8】顯示在圖6之玻璃板正面的雷射光照射區域的平面圖。
【圖9】顯示在圖8之y軸線(x=0)上的功率密度分布的 圖。
【圖10】顯示在圖6之玻璃板背面的雷射光照射區域的平面圖。
【圖11】使圖6之雷射光的聚光位置，夾著玻璃板而移動至相反側時的側面圖。
【圖12】顯示在圖11之玻璃板正面的雷射光照射區域的平面圖。
【圖13】顯示在與第1實施形態之第1變形例的遮光部之上面為同一平面上的雷射光之位置的平面圖。
【圖14】顯示在第1實施形態之第1變形例的玻璃板正面上的雷射光照射區域的平面圖。
【圖15】顯示在第1實施形態之第1變形例的玻璃板背面上的雷射光照射區域的平面圖。
【圖16】顯示圖14所示之θ 0a為0°時的雷射光照射區域的平面圖。
【圖17】顯示圖14所示之θ 0a為45°時的雷射光照射區域的平面圖。
【圖18】顯示圖14所示之θ 0a為135°時的雷射光照射區域的平面圖。
【圖19】顯示圖14所示之θ 0a為180°時的雷射光照射區域的平面圖。
【圖20】顯示圖14所示之θ 0a為225°時的雷射光照射區域的平面圖。
【圖21】顯示圖14所示之θ 0a為315°時的雷射光照射區 域的平面圖。
【圖22】顯示第1實施形態之第2變形例的光學系統的側面圖。
【圖23】顯示在圖22之玻璃板正面上的雷射光照射區域及加熱光照射區域的平面圖。
【圖24】顯示本發明之第2實施形態的玻璃板加工裝置之光學系統的側面圖。
【圖25】顯示在與圖24之遮光部的上面為同一平面上的雷射光之位置的平面圖。
【圖26】顯示在圖24之玻璃板正面的雷射光照射區域的平面圖。
【圖27】顯示在圖26之y軸線(x=0)上的功率密度分布的圖。
【圖28】顯示在圖24之玻璃板背面的雷射光照射區域的平面圖。
【圖29】顯示本發明之第3實施形態的玻璃板加工裝置之光學系統的側面圖。
【圖30】顯示在與圖29之聚光透鏡的上端為同一平面上的雷射光之位置的平面圖。
【圖31】顯示在圖29之玻璃板正面的雷射光照射區域的平面圖。
【圖32】顯示在圖31之y軸線(x=0)上的功率密度分布的圖。
【圖33】顯示本發明之第4實施形態的玻璃板加工裝置 之光學系統的側面圖。
【圖34】顯示在圖33之玻璃板正面的雷射光照射區域的平面圖。
【圖35】顯示在圖34之與y軸線平行的平行線(x=x3)上的功率密度分布的圖。
【圖36】顯示在圖33之玻璃板背面的雷射光照射區域的平面圖。
【圖37】在試驗例8-1之後藉由外力形成了中間龜裂面的玻璃板之切斷片的顯微鏡照片。
【圖38】在試驗例8-2之後藉由外力形成了中間龜裂面的玻璃板之切斷片的顯微鏡照片。
用以實施發明之形態
以下，參照圖示來說明用以實施本發明的形態。在各圖示中，對於同一或相對應的構成，附加同一或相對應的符號而省略說明。
〔第1實施形態〕
圖1是顯示本發明之第1實施形態的玻璃板加工裝置的側面圖。圖2是顯示形成於圖1之玻璃板正面的雷射光照射區域的平面圖。圖3是顯示形成於圖1之玻璃板的表側龜裂面及背側龜裂面的圖。圖4是顯示形成於圖3之玻璃板的中間龜裂面的圖。
玻璃板加工裝置10例如圖1所示般具備有：框架12、支持台20、光源30、光學系統40、照射位置移動部50、 遮光位置調整部62、光軸位置調整部64、聚光位置調整部66、及控制部70。玻璃板加工裝置10對於以支持台20支持的玻璃板2，照射從光源30出射的雷射光32，如圖3所示般，在玻璃板2形成表側龜裂面4a及背側龜裂面4b。表側龜裂面4a傾斜地連接於玻璃板2的正面2a，而背側龜裂面4b則傾斜地連接於玻璃板2的背面2b。當對於形成有表側龜裂面4a及背側龜裂面4b的玻璃板2施加外力，則如圖4所示般，形成連接表側龜裂面4a與背側龜裂面4b的中間龜裂面4c，而切斷玻璃板2。另外，詳細會再後述，但根據雷射光32的照射條件，可以藉著因為照射雷射光32而產生的熱應力來形成中間龜裂面4c。
玻璃板2的玻璃可列舉例如鈉鈣玻璃、無鹼玻璃 等。玻璃板2的厚度，是因應玻璃板2的用途而適當設定，例如為0.005cm~2.5cm。
在玻璃板2可形成成為表側龜裂面4a或背側龜裂 面4b起點的初期裂痕。初期裂痕可形成在例如玻璃板2的正面2a或背面2b、端面中之任一者。
初期裂痕的形成方法，可為一般的方法，可為使 用例如切刀、銼刀、雷射等的方法。當玻璃板2的端面是以旋轉磨石所研磨時，可利用因研磨而形成的微裂痕來作為初期裂痕。
玻璃板加工裝置10也可具備有形成初期裂痕的 初期裂痕形成部。初期裂痕形成部例如由輪式切刀、將輪式切刀的刀刃壓接於玻璃板2的油壓缸等所構成。
支持台20是支持玻璃板2的東西，例如可真空吸 附玻璃板2。在支持台20中支持玻璃板2的支持面，宜相對於框架12的底板部13為平行，且宜水平地配設。
光源30將如下的雷射光32出射：把支持台20所支 持的玻璃板2從正面2a透過到背面2b的雷射光32。光源30的光軸宜相對於框架12的底板部13為垂直，且宜鉛直地配設。從光源30出射的雷射光32之截面形狀例如可為圓形。
光源30是由出射例如波長為800nm~1100nm之 近紅外線(以下，僅稱為「近紅外線」)的近紅外線雷射所構成。近紅外線雷射可列舉例如：Yb光纖雷射(波長：1000nm~1100nm)、Yb碟形雷射(波長：1000nm~1100nm)、Nd：YAG雷射(波長：1064nm)、高輸出半導體雷射(波長：808nm~980nm)。這些近紅外線雷射為高輸出且便宜，又，容易將透過率調整為所需的範圍。
近紅外線雷射的情況下，玻璃板2中之鐵(Fe)的 含有量、鈷(Co)的含有量、銅(Cu)的含有量越多，則吸收係數(α)越大。又，此時，玻璃板2中之稀土類元素(例如Yb)的含有量越多，則在稀土類原子的吸收波長附近，吸收係數(α)越大。要調節吸收係數(α)，從玻璃的透明性、及成本的觀點來看，可使用鐵，而在玻璃板2中實質上也可不含鈷、銅、及稀土類元素。
另外，在本實施形態中，是使用高輸出且便宜的 近紅外線雷射來作為光源30，但也可使用波長為250nm~5000nm的光源。例如，可列舉：UV雷射(波長：355nm)、 綠雷射(波長：532nm)、Ho：YAG雷射(波長：2080nm)、Er：YAG雷射(2940nm)、使用了中紅外光參數振盪器的雷射(波長：2600nm~3450nm)等。
當雷射光32在玻璃板2中移動距離(D)(單位〔cm〕)之期間，雷射光32的強度從I0變化成I，則I=I0×exp(-α×D)之式會成立。此式稱為朗伯-比爾定律。α表示玻璃板2對於雷射光32的吸收係數(單位〔cm-1〕)，由雷射光32的波長或玻璃板2的化學組成等來決定。α是由紫外可見近紅外光分光光度計等所測定。
玻璃板2對於雷射光32的吸收係數(α)(單位〔cm-1〕)、跟雷射光32從玻璃板2的正面2a移動至背面2b為止的距離(M)(單位〔cm〕)的積(α×M)，以大於0、且為3.0以下為佳。雷射光32對於玻璃板2的內部透過率較高，可充分地加熱玻璃板2的正反兩面2a、2b。α×M以2.3以下(內部透過率10%以上)為較佳，且以1.6以下(內部透過率20%以上)為更佳。當α×M太小，則內部透過率太高，吸收效率太低，所以以0.002以上(內部透過率99.8%以下)為佳，以0.01以上(內部透過率99%以下)為較佳，以0.02以上(內部透過率98%以下)為更佳。內部透過率是假設在玻璃板2的正面2a沒有反射時的透過率。
另外，玻璃板2的加熱溫度，宜為玻璃的徐冷點以下的溫度。當玻璃的溫度超過玻璃的徐冷點的溫度，則玻璃黏性流動，熱應力被緩和，而難以形成龜裂。
當雷射光32垂直地入射玻璃板2的正面2a時，雷 射光32從玻璃板2的正面2a移動至背面2b為止的距離(M)，與玻璃板2的板厚(t)為相同值。另一方面，當雷射光32傾斜地入射玻璃板2的正面2a時，依司乃耳定律而折射，所以若設折射角為γ，則雷射光32從玻璃板2的正面2a移動至背面2b為止的距離(M)，可以用M=t/cosγ之式求出近似值。
光學系統40對於支持台20所支持的玻璃板2照射 從光源30出射的雷射光32。光學系統40包含有：例如將雷射光32之光束的一部分遮光的遮光部42、以及將雷射光32之光束的剩餘部分聚光的聚光透鏡44。另外，遮光部42與聚光透鏡44的配置可為相反，遮光部42也可將已通過聚光透鏡44的雷射光的一部分遮光。
形成在玻璃板2正面2a的雷射光32之照射區域， 可為例如直徑Φa(參照圖8)的圓形缺了一部分的形狀。同樣地，形成在玻璃板2背面2b的雷射光32之照射區域，可為例如直徑Φ b(參照圖10)的圓形缺了一部分的形狀。
遮光部42是以例如相對於底板部13平行配設的 金屬板(例如不鏽鋼板)所構成的。遮光部42將雷射光32之光束的一部分遮光。遮光可為吸收光、反射光中之任一者所行之遮光。
聚光透鏡44宜將雷射光32之光束的剩餘部分，朝向支持台20所支持的玻璃板2聚光。聚光透鏡44的光軸(對稱軸)宜相對於光源30之光軸為平行，且宜鉛直地配設。
照射位置移動部50使雷射光32對於支持台20所支持之玻璃板2的照射位置移動。照射位置移動部50例如藉 由使支持台20相對於底板部13平行地移動，來使雷射光32對於支持台20所支持之玻璃板2的照射位置移動。
照射位置移動部50例如由第1導軌51、第1滑件 52、第1馬達53、第1滾珠螺桿機構54、第2導軌55、第2滑件56、第2馬達57、及第2滾珠螺桿機構58等所構成。
第1導軌51是鋪設在框架12的底板部13上，將第1 滑件52朝第1方向(在圖1中為垂直紙面的方向)引導。在第1滑件52與第1馬達53之間，設有將第1馬達53之旋轉運動變換成第1滑件52之直線運動的第1滾珠螺桿機構54。
第2導軌55是鋪設在第1滑件52上，將第2滑件56 朝第2方向(在圖1中為左右方向)引導。在第2滑件56與第2馬達57之間，設有將第2馬達57之旋轉運動變換成第2滑件56之直線運動的第2滾珠螺桿機構58。
支持台20被固定於第2滑件56，並與第2滑件56 一起地相對於底板部13朝第1方向及第2方向移動。當支持台20相對於底板部13平行地移動，則雷射光32對於玻璃板2的照射位置會移動。另外，第2滑件56雖與支持台20分開設置，但也可設置為支持台20的一部分。又，也可在支持台20與第2滑件56之間設置未圖示的旋動軸。藉由使旋動軸旋轉，支持台20會旋轉，可一面使玻璃板2旋轉，一面照射雷射光32。
另外，本實施形態之照射位置移動部50，是相對 於底板部13平行地使支持台20移動，但可使保持著移動光源30及光學系統40的持具15移動，也可使支持台20與持具 15這兩者移動，來代替使支持台20移動。可以調整雷射光32對於支持台20所支持之玻璃板2的照射位置。
遮光位置調整部62調整遮光部42相對於光源30 的位置，調整在支持台20所支持的玻璃板2之正反兩面2a、2b中的雷射光32照射區域的形狀。例如遮光位置調整部62藉由使遮光部42相對於底板部13平行地移動，來調整遮光部42相對於光源30的位置。
遮光位置調整部62是例如以一端部固定於持具 15、而另一端部固定於遮光部42的伸縮缸所構成。伸縮缸可為液壓缸(例如油壓缸)、電動缸中之任一者。藉由伸縮缸朝第2方向(在圖1中為左右方向)伸縮，遮光部42相對於底板部13平行地移動。
另外，本實施形態之遮光位置調整部62是使遮光部42相對於底板部13朝第2方向移動，但可朝第1方向移動，也可朝第1方向及第2方向移動，來代替朝第2方向移動。又，本實施形態之遮光位置調整部62，是使遮光部42相對於底板部13平行地移動，但可使光源30移動，也可使遮光部42與光源30這兩者移動，來代替使遮光部42移動。可以調整遮光部42相對於光源30的位置。
光軸位置調整部64調整聚光透鏡44之光軸相對於入射至聚光透鏡44的雷射光32之光軸的位置，並調整在支持台20所支持的玻璃板2正反兩面中的雷射光32照射區域的形狀。例如光軸位置調整部64藉由使聚光透鏡44相對於底板部13水平地移動，來調整聚光透鏡44之光軸相對於 入射至聚光透鏡44的雷射光32之光軸的位置。
光軸位置調整部64是由如下的伸縮缸所構成：例 如該伸縮缸其一端部固定於持具15、而另一端部固定於保持有聚光透鏡44之透鏡持具。藉著伸縮缸朝第2方向(在圖1中為左右方向)伸縮，聚光透鏡44相對於底板部13水平地移動。
另外，本實施形態之光軸位置調整部64是使聚光 透鏡44相對於底板部13朝第2方向移動，但可朝第1方向移動，也可朝第1方向及第2方向移動，來代替朝第2方向移動。又，本實施形態之光軸位置調整部64是使聚光透鏡44相對於底板部13移動，但可使光源30移動，也可使聚光透鏡44與光源30兩者移動，來代替使聚光透鏡44移動。可調整聚光透鏡44之光軸相對於入射至聚光透鏡44的雷射光32之光軸的位置。
聚光位置調整部66調整雷射光32相對於支持台 20所支持之玻璃板2的聚光位置，並且調整在玻璃板2之正反兩面2a、2b中的雷射光32照射區域的形狀。例如聚光位置調整部66使持具15相對於底板部13垂直地移動，藉此，調整雷射光32相對於支持台20所支持之玻璃板2的聚光位置。
聚光位置調整部66是例如由一端部固定於框架 12的頂板部14、而另一端部則固定於持具15的伸縮缸所構成。藉著伸縮缸上下伸縮，持具15相對於底板部13垂直地移動。
另外，本實施形態之聚光位置調整部66，是使持 具15相對於底板部13垂直地移動，但可使支持台20移動，也可使持具15及支持台20兩者移動，來代替使持具15移動。可調整相對於雷射光32玻璃板2的聚光位置。
控制部70控制玻璃板加工裝置10的各種動作。控 制部70例如以微電腦構成，包含CPU或記憶體等。控制部70藉由以CPU執行記憶於記憶體等的程式，來控制光源30、照射位置移動部50、遮光位置調整部62、光軸位置調整部64、及聚光位置調整部66。
接著，參照圖1~圖3，說明上述構成之玻璃板加工裝置10的動作(玻璃板之加工方法)。
首先，控制部70控制照射位置移動部50、及聚光位置調整部66，進行支持台20所支持的玻璃板2、與光源30間的對位。又，控制部70控制遮光位置調整部62，進行遮光部42與光源30間的對位。此外，控制部70更控制光軸位置調整部64，進行聚光透鏡44與光源30間的對位。對位的順序沒有特別限定，也可同時進行。
接著，控制部70使光源30作動。從光源30出射的雷射光32，透過光學系統40，對於支持台20所支持的玻璃板2進行照射，照射在事先形成於玻璃板2的初期裂痕的近旁。藉著因為照射雷射光而產生的熱應力，在玻璃板2形成龜裂。
然後，控制部70使照射位置移動部50作動，使雷射光32對於玻璃板2的照射位置移動。隨著雷射光32之照射 位置移動，形成在玻璃板2的龜裂會伸展而形成表側龜裂面4a及背側龜裂面4b。
表側龜裂面4a是因為在玻璃板2的正面2a附近所 產生的拉張應力而形成的，並且傾斜地連接於玻璃板2的正面2a。同樣地，背側龜裂面4b是因為在玻璃板2的背面2b附近所產生的拉張應力而形成的，並且傾斜地連接於玻璃板2的背面2b。表側龜裂面4a及背側龜裂面4b，形成在雷射光32的照射位置或其近旁。表側龜裂面4a傾斜的方向、與背側龜裂面4b傾斜的方向，是如圖3所示般彼此相反的方向。 例如在圖3中表側龜裂面4a傾斜的方向為朝向右下，而背側龜裂面4b傾斜的方向則朝向右上。在夾著玻璃板2龜裂的左右兩側的部分中，在把左側的部分(較大的那部分)使用作為製品時，由於製品的端面與正面2a及背面2b的連接角度為鈍角，所以可抑制製品端面上的破損。另一方面，右側的部分在端面與正反面間的連接角度為銳角。
另外，表側龜裂面4a傾斜的方向、背側龜裂面4b 傾斜的方向也可為相反，可如圖5所示，表側龜裂面4a傾斜的方向為朝向右上，而背側龜裂面4b傾斜的方向朝向右下。在夾著玻璃板2龜裂的左右兩側的部分中，在把右側的部分(較小的那部分)使用作為製品時，由於製品的端面與正面2a及背面2b的連接角度為鈍角，所以可抑制製品端面上的破損。另一方面，左側的部分在端面與正反面間的連接角度為銳角。
如圖3及圖5所示，在玻璃板2之切斷預定線的單 側，正面與表側龜裂面間的連接角度(夾角)、以及背面與表側龜裂面間的連接角度兩者都呈鈍角。相對於此，在玻璃板2之切斷預定線的相反側，正面與表側龜裂面間的連接角度、以及背面與背側龜裂面間的連接角度兩者都呈銳角。 如圖4所示，在切斷玻璃板2而成的切斷片中，一方的切斷片之端面截面形狀呈凸形狀，而另一方的切斷片之端面截面形狀則呈凹形狀。
表側龜裂面4a及背側龜裂面4b是否可形成目標 的傾斜度，主要是由雷射光32對於玻璃板2的透過率、在玻璃板2之正反兩面中的雷射光32功率密度分布或雷射光32的照射形狀來決定。在玻璃板2之正反兩面中的雷射光32功率密度分布或雷射光32的照射形狀，是由光學系統40的構成等來決定。
圖6是顯示圖1之光學系統的側面圖。在以下的說 明中，「前方向」表示：在玻璃板2的正面2a中之雷射光32照射位置的移動方向，「後方向」表示：前方向之相反側的方向，而「左方向」及「右方向」則表示：從站在玻璃板2的正面2a中之雷射光32照射位置而朝向前方向的觀察者所見到的方向。
如圖6所示，光學系統40以遮光部42將由光源30 所出射的雷射光32光束之一部分遮光，以聚光透鏡44將雷射光32光束之剩餘部分聚光，並照射於支持台20所支持的玻璃板2。雷射光32的聚光位置，比玻璃板2位於較為下方，以玻璃板2為基準，是與光源30為相反側。光源30與聚光透 鏡44是同軸地配設的。
圖7是顯示在與圖6之遮光部的上面為同一平面上的雷射光位置的平面圖。圖7所示之X軸線及Y軸線是設定於與遮光部42之上面為同一平面上，並且把該平面上的雷射光32功率密度的峰值位置設為X軸線與Y軸線的交點(也就是原點)。圖7之X軸線是與後述的圖8之x軸線平行，而圖7之Y軸線是與圖8之y軸線平行。
遮光部42如圖7所示，以平面視角來看，可為長方向與Y軸方向平行的長方形狀。遮光部42的寬度W1，比在遮光部42之上面中的圓形雷射光32之直徑Φ 1還小。遮光部42從左方插入雷射光32的光路。遮光部42的右端中央(在圖7中以黑圓點表示)的位置是以直角坐標(X0，Y0)來表示。
圖8是顯示在圖6之玻璃板正面中的雷射光照射區域的平面圖。圖8所示之x軸線及y軸線是設定於玻璃板2的正面2a上，且在正面2a上的雷射光32功率密度之峰值位置是x軸線與y軸線的交點(也就是原點)。在玻璃板2的正面2a中，x軸線是設定為與雷射光32功率密度之峰值位置的移動方向呈平行，而y軸線是設定為與x軸線垂直。
以遮光部42所遮光的雷射光32之遮光區域，如圖8所示般形成於玻璃板2的正面2a上。在玻璃板2之正面2a中雷射光32之遮光區域的右端中央(在圖8中以黑圓點表示)的位置是以直角坐標(x0a，y0a)來表示。
圖9是顯示在圖8之y軸線(x=0)上的功率密度分布的圖。在圖9中，以一點鏈線來表示不以遮光部42將雷射 光32光束之一部分遮光時的y軸線上的功率密度分布(高斯分布)。
藉著遮光部42將雷射光32光束之一部分遮光，於圖9以實線所示般，在y軸線上的雷射光32功率密度之分布以x軸線(y=0)為中心而呈左右非對稱。因此，在y軸線上，形成以x軸線(y=0)為中心而左右非對稱的熱應力分布。
如此，在玻璃板2的正面2a中，雷射光32的照射區域是以如下之基準線為中心地具有左右非對稱的功率密度分布，該基準線是通過雷射光32功率密度之峰值位置且與該峰值位置之移動方向平行的基準線(x軸線)。因此，可形成所需的熱應力場，而可形成傾斜地連接於玻璃板2正面2a的表側龜裂面4a。
在玻璃板2的正面2a中所需的熱應力場，指的是：形成在玻璃板2之正面2a中的雷射光32照射區域的拉張應力，在比原點為較靠後方向上相對於基準線(x軸線)往左右某一邊偏。藉由此偏傾，決定表側龜裂面4a傾斜的方向。拉張應力在比原點為較靠後方相對於基準線朝左右某一邊偏，指的是：在比原點為較靠後方向的基準線之左側與右側，拉張應力的積分值不同。亦即，在比原點為較靠後方向上，基準線左側那邊的拉張應力積分值較大，或者基準線右側那邊的拉張應力積分值較大。由於原點相對於玻璃板2而移動，所以比原點為較靠後方向的拉張應力分布，也包含在比原點為較靠前方向所產生的拉張應力的影響。
在本說明書中，「功率密度分布」是在相對於上 述基準線(x軸線)為垂直的線上的功率密度分布。在玻璃板2之正面2a中的雷射光32照射區域，由於朝x軸方向擴散，所以可以具有依每個x座標而不同的功率密度分布。只要複數個功率密度分布中至少1個是「以x軸線為中心而左右非對稱的功率密度分布」，玻璃板2的正面2a中的雷射光32照射區域就具有「以x軸線為中心而左右非對稱的功率密度分布」。
圖10是顯示在圖6之玻璃板背面的雷射光照射區域的平面圖。圖10所示之x軸線及y軸線與圖8所示之x軸線及y軸線是相同的東西。
以遮光部42所遮光的雷射光32之遮光區域，如圖10所示般形成於玻璃板2的背面2b上。在玻璃板2之背面2b中的雷射光32之遮光區域的右端中央(在圖10中以黑圓點表示)的位置是以直角坐標(x0b，y0b)來表示。
在圖10之y軸線(x=0)上的功率密度分布與圖9一樣。也就是說，在玻璃板2的背面2b，雷射光32的照射區域，以如下之基準線為中心地具有左右非對稱的功率密度分布，該基準線是通過雷射光32功率密度之峰值位置且與該峰值位置之移動方向平行的基準線(x軸線)。因此，可形成所需的熱應力場，而可形成傾斜地連接於玻璃板2背面2b的背側龜裂面4b。
在玻璃板2之背面2b中的所需的熱應力場，指的是：形成於在玻璃板2之背面2b中的雷射光32照射區域的拉張應力，在比原點為較靠後方向上相對於基準線(x軸線)往 左右某一邊偏。藉由此偏傾，決定背側龜裂面4b傾斜的方向。拉張應力在比原點為較靠後方向上相對於基準線朝左右某一邊偏，指的是：在比原點為較靠後方向上的基準線之左側與右側，拉張應力的積分值不同。亦即，在比原點為較靠後方向上，基準線左側那邊的拉張應力積分值較大，或者基準線右側那邊的拉張應力積分值較大。由於原點相對於玻璃板2而移動，所以比原點為較靠後方向的拉張應力分布，也包含在比原點為較靠前方向上所產生的拉張應力的影響。
又，形成在玻璃板正面中之雷射光照射區域的拉張應力、以及形成在玻璃板背面中之雷射光照射區域的拉張應力，在比原點為較靠後方向上，是相對於基準線(x軸線)偏向同一側(左側或右側)。因此，可以使傾斜地連接於玻璃板正面的表側龜裂面、與傾斜地連接於玻璃板背面的背側龜裂面形成為不同的方向。
又，雷射光32的照射區域只要在龜裂形成開始時具有以基準線為中心而左右非對稱的功率密度分布即可。也就是說，在龜裂形成開始時，形成傾斜地連接於玻璃板正面的表側龜裂面、傾斜地連接於玻璃板背面的背側龜裂面即可。之後，即使雷射光的功率密度分布以基準線為中心而左右對稱，也可維持形成於龜裂形成開始時點的表側龜裂面4a之傾斜以及背側龜裂面4b之傾斜。又，不需要全由切斷線來形成表側龜裂面4a之傾斜與背側龜裂面4b之傾斜，可以形成為切斷線的一部分。以至少是成為製品的部 分的切斷面具有表側龜裂面4a之傾斜與背側龜裂面4b之傾斜為佳。
圖11是使圖6之雷射光的聚光位置，夾著玻璃板移動至相反側時的側面圖。顯示在圖11之遮光部的上面為同一平面上的雷射光位置的平面圖，與圖7相同，所以省略圖示。
如圖11所示，光學系統40是以遮光部42把從光源30所出射的雷射光32光束之一部分遮光，以聚光透鏡44把雷射光32光束之剩餘部分聚光，照射於支持台20所支持的玻璃板2。雷射光32的聚光位置，是在比玻璃板2還上方，以玻璃板2作為基準，是在光源30側。光源30與聚光透鏡44是同軸地配設。
圖12是顯示在圖11之玻璃板正面中的雷射光照射區域的平面圖。圖12所示之x軸線及y軸線是設定於玻璃板2的正面2a，在正面2a上的雷射光32功率密度之峰值位置是x軸線與y軸線的交點(也就是原點)。在玻璃板2的正面2a中，x軸線是設定為與雷射光32功率密度之峰值位置的移動方向平行，而y軸線是設定為與x軸線垂直。
當雷射光32的聚光位置夾著玻璃板2而移動至相反側(參照圖6、圖11)，則在玻璃板2之正面2a中的雷射光32之遮光區域會以xy座標系中之原點為中心而旋轉180°(參照圖8、圖12)。因此，可調整雷射光32的功率密度分布。
另外，如圖7所示，本實施形態之遮光部42的寬度W1，是比在遮光部42之上面的雷射光32之直徑Φ 1還 小，不過也可以比較大。
圖13是顯示第1實施形態之第1變形例的在與遮 光部之上面為同一平面上之雷射光位置的平面圖。圖13所示之X軸線及Y軸線是設定在與遮光部142之上面為同一平面上，在該平面上的雷射光32功率密度之峰值位置是X軸線與Y軸線的交點(也就是XY座標系中的原點)。圖13之X軸線是與後述的圖14之x軸線平行，而圖13之Y軸線是與圖14之y軸線平行。
遮光部142如圖13所示，以平面視角來看，可為 長方形狀。遮光部142的寬度W2，比在遮光部142之上面中的圓形雷射光32之直徑Φ 1還大。遮光部142插入雷射光32的光路，通過遮光部142之前端中央(在圖13中以黑圓點表示)與原點的直線，是與遮光部142的長方向平行。且遮光部142是以原點為中心而自由旋轉。遮光部142之前端中央的位置是以極座標(R0，θ 0)來表示。R0表示從原點到遮光部142之前端中央的距離。θ 0則表示通過遮光部142之前端中央與原點的直線AX、和y軸線間的夾角。
圖14是顯示第1實施形態之第1變形例的在玻璃 板正面中之雷射光照射區域的平面圖。在圖14中，x軸線及y軸線是設定於玻璃板2的正面2a上，且在該正面2a上的雷射光32功率密度之峰值位置是x軸線與y軸線的交點(也就是xy座標系中的原點)。在玻璃板2的正面2a中，x軸線是設定為與峰值位置之移動方向平行，而y軸線是設定為與x軸線垂直。
以遮光部142所遮光的雷射光32之遮光區域，是 如圖14所示般形成在玻璃板2的正面2a上。在玻璃板2的正面2a中的雷射光32之遮光區域的前端中央(在圖14中以黑圓點表示)的位置是以極座標(r0a，θ 0a)來表示。r0a表示從原點到雷射光32之遮光區域前端中央的距離。θ 0a則表示通過雷射光32之遮光區域前端中央與原點的直線axa、和y軸線間的夾角。
圖15是顯示第1實施形態之第1變形例的在玻璃板背面中之雷射光照射區域的平面圖。圖15所示之x軸線及y軸線與圖14所示之x軸線及y軸線為相同的東西。
以遮光部142遮光的雷射光32之遮光區域，如圖15所示般形成於玻璃板2的背面2b上。在玻璃板2之背面2b中的雷射光32之遮光區域的前端中央(在圖15中以黑圓點表示)的位置是以極座標(r0b，θ 0b)來表示。r0b表示從原點到雷射光32之遮光區域前端中央的距離。而θ 0b則表示通過雷射光32之遮光區域前端中央與原點的直線axb、和y軸線間的夾角。
圖16是顯示圖14所示之θ 0a為0°時的雷射光照射區域的平面圖。圖17是顯示圖14所示之θ 0a為45°時的雷射光照射區域的平面圖。圖18是顯示圖14所示之θ 0a為135°時的雷射光照射區域的平面圖。圖19是顯示圖14所示之θ 0a為180°時的雷射光照射區域的平面圖。圖20是顯示圖14所示之θ 0a為225°時的雷射光照射區域的平面圖。圖21是顯示圖14所示之θ 0a為315°時的雷射光照射區域的平面圖。
如圖16~圖21所示，當遮光部142旋轉，則r0a保 持一定，而θ 0a會變化。因此，可以調整在玻璃板2的正面2a中的雷射光32之照射形狀。
又，藉由調整雷射光32的照射條件來使玻璃板所 產生的熱應力變化，不只可形成圖3或圖5所示之表側龜裂面4a或背側龜裂面4b，也可能形成圖4所示之中間龜裂面4c。
在雷射光的照射位置，於玻璃板正面附近或玻璃 板的背面附近產生拉張應力，於玻璃板的內部則產生壓縮應力。相對於此，在比雷射光32照射位置為較靠後方向上，於玻璃板板厚全體產生拉張應力。此拉張應力形成為：因為在雷射光32照射位置的加熱而產生的壓縮應力之反作用力。中間龜裂面4c是在比雷射光32照射位置為較靠後方向之拉張應力較大時，表側龜裂面4a與背側龜裂面4b的龜裂朝板厚內部方向伸展而形成的。在此，中間龜裂面4c的形狀，是由中間龜裂面4c形成時的熱應力場或在基準線左右的剛性不同而決定的。
是否可藉由因照射雷射光32所產生的熱應力來 形成中間龜裂面4c，主要是由雷射光32對於玻璃板2的透過率、光源30之輸出等來決定的。當光源30之輸出較大、比雷射光32照射位置為較靠後方向之拉張應力變大，就形成中間龜裂面4c。當光源30之輸出較小時，為了形成中間龜裂面4c，可以對於玻璃板2照射從有別於光源30之加熱光源出射的加熱光。
圖22是顯示第1實施形態之第2變形例的玻璃板 加工裝置重要部分的平面圖。在圖22中，分別以不同的箭號來表示雷射光32之代表性的光線、以及加熱光38之代表性的光線。
如圖22所示，玻璃板加工裝置具備有與光源30有別的加熱光源36。加熱光源36將加熱支持台20所支持之玻璃板2的加熱光38出射。加熱光38只要可以加熱玻璃板2即可，也可以是在玻璃板2的正面2a近旁被吸收、不透過玻璃板2的加熱光。因此，加熱光源36也可由CO2雷射(波長10600nm)來構成，可以不是近紅外線雷射。從加熱光源36出射的加熱光，可以以聚光透鏡45聚光，而照射至玻璃板2的正面2a。
圖23是顯示圖22之玻璃板正面中的雷射光照射區域及加熱光照射區域的圖。圖23所示之x軸線及y軸線是與圖16等所示之x軸線及y軸線相同的東西。
在玻璃板2的正面2a中，加熱光38照射區域可比雷射光32照射區域廣，可於其內部包含雷射光32照射區域。加熱光38功率密度之峰值位置是以直角坐標(δ x，δ y)來表示。加熱光38功率密度之峰值位置，可以與雷射光32功率密度之峰值位置錯開。另外，加熱光38照射區域之面積重心位置，也可與雷射光32照射區域之面積重心位置錯開。
圖1所示之照射位置移動部50，也可使加熱光38對於玻璃板2的照射位置與雷射光32對於玻璃板2的照射位 置一起移動。
又，也可將玻璃板正面及背面至少一面的雷射光 照射區域，於照射雷射光的同時進行冷卻。在雷射光照射區域容易產生拉張應力。亦即，可以進行容易產生龜裂並且安定的加工。冷卻玻璃板的區域，可以比雷射光32照射區域廣。特別是在容易放熱的板厚較薄玻璃板的情況下，效果很顯著。另外，宜冷卻在玻璃板正反兩面中的雷射光照射區域。
向玻璃板噴射冷媒(例如空氣)的冷卻噴嘴，可以 設成與雷射光之光軸為同軸。例如，在玻璃板正面側，使雷射光通過冷卻噴嘴開口地設置冷卻噴嘴。藉由與雷射光的光軸為同軸地配置冷卻噴嘴，可確實地冷卻雷射光照射區域。另外，在玻璃板的背面側，也可以與雷射光的光軸為同軸地設置冷卻噴嘴。
〔第2實施形態〕
在上述第1實施形態中，藉由遮光部42來將雷射光32光束的一部分遮光，形成於玻璃板2正反兩面2a、2b的雷射光照射區域是圓形缺了一部分的形狀。
相對於此，在本實施形態中，是以下之點有所不同：遮光部(詳細而言為遮光膜)具有孔(開口孔)，形成於玻璃板2正反兩面2a、2b的雷射光照射區域為圓形狀。以下，主要關於不同點進行說明。
圖24是顯示本發明之第2實施形態的玻璃板加工裝置之光學系統的側面圖。如圖24所示，光學系統240包含 有：將雷射光32光束之一部分遮光的遮光部242、以及將雷射光32光束之剩餘部分聚光的聚光透鏡44。光學系統240以遮光部242把從光源30所出射的雷射光32光束之一部分遮光，並且以聚光透鏡44把雷射光32光束之剩餘部分聚光，照射於支持台20所支持的玻璃板2。雷射光32的聚光位置，以玻璃板2作為基準，可以在與光源30為相反之側。光源30與聚光透鏡44可以同軸地配設。
圖25是顯示在與圖24之遮光部的上面為同一平 面上的雷射光位置的平面圖。圖25所示之X軸線及Y軸線是設定於與遮光部242之上面為同一平面上，在該平面上的雷射光32功率密度之峰值位置是X軸線與Y軸線的交點(也就是原點)。圖25之X軸線是與後述的圖26之x軸線平行，而圖25之Y軸線是與圖26之y軸線平行。
遮光部242是由透明板以及形成在該透明板上的遮光膜所構成，遮光膜具有使雷射光32光束之一部分通過的孔243。孔243如圖25所示，以平面視角來看，可以為圓形狀，以平面視角來看，可以配設在雷射光32光束之內部。孔243的直徑Φ2，比在與遮光部242之上面為同一平面上的圓形雷射光32之直徑Φ1小。孔243的中心位置(面積重心位置)是以直角坐標(X1，Y1)來表示。孔243的中心線與入射至孔243的雷射光32之光軸是平行地錯開。
圖26是顯示在圖24之玻璃板正面中的雷射光照射區域的平面圖。圖26所示之x軸線及y軸線是設定於玻璃板2的正面2a上，在正面2a上的雷射光32功率密度之峰值位 置是x軸線與y軸線的交點(也就是原點)。在玻璃板2的正面2a中，x軸線是設定為與雷射光32功率密度之峰值位置的移動方向呈平行，y軸線是設定為與x軸線垂直。
已通過孔243的雷射光32之照射區域，如圖26所 示，在玻璃板2的正面2a上形成圓形。該圓之中心位置是以直角坐標(x1a，y1a)來表示。雷射光32照射區域之中心位置(面積重心位置)，與xy座標系的原點(也就是雷射光32功率密度之峰值位置)錯開。
圖27是顯示在圖26之y軸線(x=0)上的功率密度分布的圖。在圖27中，以一點鏈線來表示：在不以遮光部242將雷射光32光束之一部分遮光時的y軸線上的功率密度分布(高斯分布)。
藉著遮光部242把雷射光32光束之一部分遮光，如圖27以實線所示般，在y軸線上的雷射光32功率密度之分布以x軸線(y=0)為中心而呈左右非對稱。因此，在y軸線上，形成以x軸線(y=0)為中心而左右非對稱的熱應力分布。
如此，在玻璃板2的正面2a中，雷射光32的照射區域，以如下之基準線為中心地具有左右非對稱的功率密度分布，該基準線是通過雷射光32功率密度之峰值位置且與該峰值位置之移動方向平行的基準線(x軸線)。因此，可形成所需的熱應力場，而可形成傾斜地連接於玻璃板2正面2a的表側龜裂面4a。
圖28是顯示在圖24之玻璃板背面中的雷射光照 射區域的平面圖。圖28所示之x軸線及y軸線是與圖26所示之x軸線及y軸線相同的東西。
已通過孔243的雷射光32照射區域，如圖28所示般在玻璃板2之背面2b上形成圓形。該圓之中心位置(面積重心位置)是以直角坐標(x1b，y1b)來表示。
在玻璃板2的背面2b中，雷射光32照射區域之中心位置(面積重心位置)，與Xy座標系之原點(也就是雷射光32功率密度之峰值位置)錯開。
在圖28之y軸線(x=0)上的功率密度分布，和圖27一樣。也就是說，在玻璃板2的背面2b中，雷射光32的照射區域，是以如下之基準線為中心而具有左右非對稱的功率密度分布，該基準線是通過雷射光32功率密度之峰值位置且與該峰值位置之移動方向平行的基準線(x軸線)。因此，可形成所需的熱應力場，可形成傾斜地連接於玻璃板2背面2b的背側龜裂面4b。
如此，根據本實施形態，藉著因照射雷射光32而產生的熱應力，可形成圖3或圖5所示之表側龜裂面4a或背側龜裂面4b。當光源30之輸出較大時，可形成圖4所示之中間龜裂面4c。當光源30之輸出較小時，為了形成中間龜裂面4c，可對於玻璃板2照射從有別於光源30的加熱光源出射的加熱光。在玻璃板2產生的熱應力變大，而可形成圖4所示之中間龜裂面4c。
〔第3實施形態〕
在上述第1實施形態中，藉由遮光部42來將雷射光32 光束之一部分遮光，而將雷射光32光束之剩餘部分聚光的聚光透鏡與光源是同軸地配設。
相對於此，在本實施形態中，不同的點是：沒 有遮光部，而聚光透鏡之光軸(對稱軸)與入射至聚光透鏡的雷射光之光軸是平行地錯開。以下，主要關於不同點來進行說明。
圖29是顯示本發明之第3實施形態的玻璃板加工 裝置之光學系統的側面圖。如圖29所示，光學系統340包含有將雷射光32之光束聚光的聚光透鏡344，對於支持台20所支持的玻璃板2照射雷射光32。雷射光32的聚光位置，可位於以玻璃板2作為基準而與光源30為相反之側。 入射至聚光透鏡44的雷射光32之光軸32Z與聚光透鏡344之光軸344Z是平行地錯開。
圖30是顯示在與圖29之聚光透鏡上端為同一平 面上的雷射光位置的平面圖。圖30所示之X軸線及Y軸線是設定於與聚光透鏡344之上端為同一平面上，且在該平面上的雷射光32功率密度之峰值位置是X軸線與Y軸線的交點(也就是原點)。圖30之X軸線是與後述的圖31之x軸線平行，而圖30之Y軸線是與圖31之y軸線平行。
聚光透鏡344的直徑Φ4如圖30所示，比在與聚 光透鏡344之上端為同一平面上的雷射光32之直徑Φ3還大。聚光透鏡344的光軸(在圖30中以黑圓點表示)的位置是以直角坐標(X2，Y2)來表示。
圖31是顯示在圖29之玻璃板正面中的雷射光照 射區域的平面圖。圖31所示之x軸線及y軸線是設定於玻璃板2的正面2a上，在正面2a上的雷射光32功率密度之峰值位置是x軸線與y軸線的交點(也就是原點)。在玻璃板2的正面2a中，x軸線是設定為與雷射光32功率密度之峰值位置的移動方向平行，而y軸線是設定為與x軸線垂直。在圖31中，以一點鏈線來表示在同軸地配設聚光透鏡與光源的情況下的雷射光照射區域。
已通過聚光透鏡344的雷射光32之照射區域，在 圖31中以實線所示，是形成在玻璃板2的正面2a上。在玻璃板2的正面2a中的雷射光32照射區域，是歪曲的圓形狀。另外，在玻璃板2背面2b中的雷射光32照射區域由於與圖31為同樣形狀所以省略圖示。
圖32是顯示在圖31之y軸線(x=0)上的功率密度 分布的圖。在圖32中，以一點鏈線來表示：在同軸地配設聚光透鏡344與光源30的情況下的y軸線上之功率密度分布(高斯分布)。另外，在玻璃板2背面2b的y軸線(x=0)上之功率密度分布，由於與圖32為同樣的分布所以省略圖示。
藉著聚光透鏡344之光軸(對稱軸)344Z與入射至 聚光透鏡344的雷射光32之光軸32Z平行地錯開，如圖32中以實線所示，在y軸線上的雷射光32功率密度之分布以x軸線(y=0)為中心而呈左右非對稱。因此，在y軸線上，形成以x軸線(y=0)為中心而左右非對稱的熱應力分布。
如此，在玻璃板2的正面2a中，雷射光32的照射區域，以如下之基準線為中心而具有左右非對稱的功率密 度分布，該基準線是通過雷射光32功率密度之峰值位置且與該峰值位置之移動方向平行的基準線(x軸線)。因此，可形成所需的熱應力場，可形成傾斜地連接於玻璃板2正面2a的表側龜裂面4a。
同樣地，在玻璃板2的背面2b中，雷射光32的照 射區域，以如下之基準線為中心而具有左右非對稱的功率密度分布，該基準線是通過雷射光32功率密度之峰值位置且與該峰值位置之移動方向平行的基準線(x軸線)。因此，可形成所需的熱應力場，可形成傾斜地連接於玻璃板2背面2b的背側龜裂面4b。
如此，根據本實施形態，藉著因照射雷射光32 而產生的熱應力，可形成圖3或圖5所示之表側龜裂面4a或背側龜裂面4b。當光源30之輸出較大時，可形成圖4所示之中間龜裂面4c。當光源30之輸出較小時，為了形成中間龜裂面4c，可對於玻璃板2照射從有別於光源30的加熱光源出射的加熱光。在玻璃板2產生的熱應力變大，而可形成圖4所示之中間龜裂面4c。
〔第4實施形態〕
相對於上述第1實施形態之光學系統包含有聚光透鏡，本實施形態之光學系統在包含有圓柱透鏡之點有所不同。以下，主要關於不同點進行說明。
圖33是顯示本發明之第4實施形態的玻璃板加工裝置之光學系統的側面圖。在圖33中，以箭號表示雷射光32的代表性的光線。
如圖33所示，光學系統440包含有：把雷射光32 之光束朝互相不同的方向會聚的第1圓柱透鏡446及第2圓柱透鏡447。光學系統440把通過了第1圓柱透鏡446及第2圓柱透鏡447的雷射光32，照射至支持台20所支持的玻璃板2。
圖34是顯示在圖33之玻璃板正面中的雷射光照 射區域的平面圖。圖34所示之x軸線及y軸線是設定於玻璃板2的正面2a上，而在正面2a上的雷射光32功率密度之峰值位置是x軸線與y軸線的交點(也就是原點)。在玻璃板2的正面2a中，x軸線是設定為與雷射光32功率密度之峰值位置的移動方向平行，而y軸線是設定為與x軸線垂直。
已通過第1圓柱透鏡446及第2圓柱透鏡447的雷 射光32之照射區域，如圖34所示形成在玻璃板2的正面2a上。玻璃板2的正面2a中的雷射光32照射區域，可以是短軸相對於x軸線為斜的(長軸相對於y軸線為斜的)橢圓形狀(長軸長度Aa、短軸長度Ba)。短軸與x軸線間的夾角是以θ1a來表示。
圖35是顯示在圖34之與y軸線平行的平行線(x= x3)上的功率密度分布的圖。如圖35以實線所示，在平行線(x=x3)上的雷射光32功率密度之分布以x軸線(y=0)為中心而呈左右非對稱。因此，在平行線(x=x3)上，形成以x軸線(y=0)為中心而左右非對稱的熱應力分布。
如此，在玻璃板2的正面2a中，雷射光32的照射區域，是以如下之基準線為中心而具有左右非對稱的功率 密度分布，且該基準線是通過雷射光32功率密度之峰值位置且與該峰值位置之移動方向平行的基準線(x軸線)。因此，可形成所需的熱應力場，可形成傾斜地連接於玻璃板2正面2a的表側龜裂面4a。
圖36是顯示在圖33之玻璃板背面中的雷射光照 射區域的平面圖。圖36所示之x軸線及y軸線與圖34所示之x軸線及y軸線是相同的東西。
已通過第1圓柱透鏡446及第2圓柱透鏡447的雷 射光32之照射區域，如圖36所示形成於玻璃板2的背面2b上。在玻璃板2背面2b中的雷射光32照射區域，是短軸相對於x軸線為斜的(長軸相對於y軸線為斜的)橢圓形狀(長軸長度Ab、短軸長度Bb)。橢圓的短軸與x軸線間的夾角為θ 1b。
在圖36之與y軸線平行的平行線(x=x3)上的功 率密度分布與圖35一樣。也就是說，在玻璃板2的背面2b中，雷射光32的照射區域，是以如下之基準線為中心而具有左右非對稱的功率密度分布，該基準線是通過雷射光32功率密度之峰值位置且與該峰值位置之移動方向平行的基準線(x軸線)。因此，可形成所需的熱應力場，可形成傾斜地連接於玻璃板2背面2b的背側龜裂面4b。
根據別的觀點，在玻璃板2的正反兩面2a、2b 中，雷射光32的照射區域，是以如下之基準線為中心而具有左右非對稱的形狀，該基準線是通過各照射區域之面積重心位置(在Xy座標系中的原點)且與該面積重心位置之移 動方向平行的基準線(x軸線)。因此，可在x軸線的左右形成不同的熱應力場，可形成傾斜地連接於玻璃板2正面2a的表側龜裂面4a或傾斜地連接於玻璃板2背面2b的背側龜裂面4b。另外，在基準線通過面積重心位置的情況下，在玻璃板2的正面2a或背面2b可以沒有雷射光32功率密度之峰值位置，或者功率密度也可為均一。在其他的實施形態中也一樣。
根據本實施形態，藉著因照射雷射光32而產生 的熱應力，可形成圖3或圖5所示之表側龜裂面4a或背側龜裂面4b。當光源30之輸出較大時，可形成圖4所示之中間龜裂面4c。當光源30之輸出不足時，為了形成中間龜裂面4c，可對於玻璃板2照射從有別於光源30的加熱光源出射的加熱光。在玻璃板2產生的熱應力變大，而可形成圖4所示之中間龜裂面4c。
【實施例】
〔試驗例1-1~試驗例1-5〕
在試驗例1-1~試驗例1-5中，對於矩形的玻璃板(長邊100mm、短邊50mm、板厚1.1mm，旭硝子社製鈉鈣玻璃)正面垂直地入射雷射光。雷射光的光源，使用了Yb光纖雷射(波長1070nm)。玻璃板對於雷射光的吸收係數(α)為0.65cm-1，α×M是0.07(也就是說，內部透過率為93%)。雷射光使用了：在從光源出射之後的截面形狀為圓形、且截面的功率密度為高斯型分布的雷射光。
在試驗例1-1~試驗例1-4中，如圖6所示，以 遮光部將雷射光光束之一部分遮光，使玻璃板之正反兩面的雷射光照射形狀如圖8、圖10所示般為圓形缺了一部分的形狀。另一方面，在試驗例1-5中，不使用遮光部，使玻璃板正反兩面的雷射光照射形狀為沒有缺口的圓形狀。
在各試驗例中，使玻璃板正反兩面的雷射光功 率密度之峰值位置，從玻璃板之一長邊到另一長邊為止，與玻璃板的短邊平行地移動。雷射光功率密度之峰值位置是配置在離玻璃板之一短邊15mm(離另一短邊85mm)的位置。初期裂痕是使用輪式切刀，到達玻璃板上下面地形成於玻璃板的端面。評價是以形成於玻璃板的龜裂面之形態與截面形狀來進行的。
把其他實驗條件與評價結果一起顯示於表1。表1 所示之條件以外的條件，在試驗例1-1~試驗例1-5皆相同。在以下的各表中，P表示光源之輸出，v表示在玻璃板上下面中的雷射光照射位置之移動速度，f表示聚光透鏡之焦點距離，d表示從玻璃板正面至雷射光聚光位置的距離。d為正，指的是：雷射光之聚光位置是比玻璃板正面較靠上方(光源側)；而d為負則指的是：雷射光之聚光位置是比玻璃板正面較靠下方(與光源為相反側)。其他記號的意思如上所述。又，在以下的各表中，龜裂之「形態」表示龜裂的深度，設如圖3或圖5所示般龜裂為溝狀的情況為「畫線(scribe)」，而如圖4所示般龜裂貫通玻璃板的情況則為「全切割(full-cut)」。又，龜裂之「截面形狀」表示表側龜裂面或背側龜裂面的傾斜度，設該等之傾斜度是圖3或 圖4所示之傾斜度的情況為「類形A」，該等之傾斜度是圖5所示之傾斜度的情況為「類形B」，而表側龜裂面或背側龜裂面形成為「類形A」或「類形B」以外的形狀，例如表側龜裂面或背側龜裂面為垂直的情況或無法控制截面形狀的情況則為「類形C」。另外，「類形C」是使玻璃板朝板厚方向貫通的龜裂面，包含形成有相對於玻璃板正反兩面為垂直的龜裂面的情況。
Figure TWI610895BD00001
在試驗例1-1~試驗例1-4中，由於在玻璃板的正反面中是以預定的基準線為中心地形成左右非對稱的功率密度分布，所以可以形成傾斜地連接於玻璃板正面的表側龜裂面、以及傾斜地連接於玻璃板背面的背側龜裂面。另一方面，在試驗例1-5中，由於在玻璃板的正反面中是以預定的基準線為中心地形成左右對稱的功率密度分布，所以形成了「形態C」的龜裂面。
〔試驗例2-1~試驗例2-7〕
在試驗例2-1~試驗例2-7中，對於矩形的玻璃板(長邊100mm、短邊50mm、板厚3.1mm，旭硝子社製鈉鈣玻璃)正面垂直地入射雷射光。雷射光的光源，使用了Yb光纖雷射(波長1070nm)。玻璃板對於雷射光的吸收係數(α)為2.86cm-1，α×M是0.89(也就是說內部透過率為41%)。雷射光使用了：在從光源出射之後的截面形狀為圓形、且截面的功率密度為高斯型分布的雷射光。
在試驗例2-1~試驗例2-6中，如圖13所示，以遮光部將雷射光光束之一部分遮光，使玻璃板正反兩面的雷射光照射形狀如圖16~圖21所示般為圓形缺了一部分的形狀。另一方面，在試驗例2-7中，不使用遮光部，使玻璃板正反兩面的雷射光照射形狀為沒有缺口的圓形狀。
在各試驗例中，使玻璃板正反兩面的雷射光功率密度之峰值位置，從玻璃板之一長邊到另一長邊為止，與玻璃板的短邊平行地移動。雷射光功率密度之峰值位置是配置在離玻璃板之一短邊15mm(離另一短邊85mm)的位 置。初期裂痕是使用輪式切刀，到達玻璃板上下面地形成於玻璃板的端面。評價是以形成於玻璃板的龜裂面之形態與截面形狀來進行的。
把其他實驗條件與評價結果一起顯示於表2。表2所示之條件以外的條件，在試驗例2-1~試驗例2-7皆相同。
Figure TWI610895BD00002
在試驗例2-1~試驗例2-6中，由於在玻璃板的正反面中是以預定的基準線為中心地形成左右非對稱的功率密度分布，所以可以形成傾斜地連接於玻璃板正面的表側龜裂面、以及傾斜地連接於玻璃板背面的背側龜裂面。另一方面，在試驗例2-7中，由於在玻璃板的正反面中是以預定的基準線為中心地形成左右對稱的功率密度分布，所以形成了「形態C」的龜裂面。又，由於因照射雷射光32而產生的熱應力夠大，所以可形成連接表側龜裂面與背側龜裂面的中間龜裂面，而可將玻璃板全切割。
〔試驗例3-1~試驗例3-2〕
在試驗例3-1~試驗例3-2中，對於矩形的玻璃板(長邊100mm、短邊50mm、板厚3.1mm，旭硝子社製鈉鈣玻璃)正面垂直地入射雷射光。雷射光的光源，使用了Yb光纖雷射(波長1070nm)。玻璃板對於雷射光的吸收係數(α)是2.86cm-1，α×M是0.89(也就是說內部透過率為41%)。雷射光使用了：在從光源出射之後的截面形狀為圓形、且截面的功率密度為高斯型分布的雷射光。
在試驗例3-1~試驗例3-2中，如圖25所示，以遮光部將雷射光光束之一部分遮光，使玻璃板正反兩面的雷射光照射形狀如圖26、圖28所示般為圓形狀。
在各試驗例中，使玻璃板正反兩面的雷射光功率密度之峰值位置，從玻璃板之一長邊到另一長邊為止，與玻璃板的短邊平行地移動。雷射光功率密度之峰值位置是配置在離玻璃板之一短邊15mm(離另一短邊85mm)的位 置。初期裂痕是使用輪式切刀，到達玻璃板上下面地形成於玻璃板的端面。評價是以形成於玻璃板的龜裂面之形態與截面形狀來進行的。
把其他實驗條件與評價結果一起顯示於表3。表3所示之條件以外的條件，在試驗例3-1~試驗例3-2皆相同。
Figure TWI610895BD00003
在試驗例3-1~試驗例3-2中，由於在玻璃板的正反面中是以預定的基準線為中心地形成左右非對稱的功率密度分布，所以可以形成傾斜地連接於玻璃板正面的表側龜裂面、以及傾斜地連接於玻璃板背面的背側龜裂面。
〔試驗例4-1~試驗例4-2〕
在試驗例4-1~試驗例4-2中，對於矩形的玻璃板(長邊100mm、短邊50mm、板厚1.1mm，旭硝子社製鈉鈣玻璃)正面垂直地入射雷射光。雷射光的光源，使用了Yb光纖雷射(波長1070nm)。玻璃板對於雷射光的吸收係數(α)是0.65cm-1，α×M是0.07(也就是說內部透過率為93%)。雷射光使用了：在從光源出射之後的截面形狀為圓形、且截面的功率密度為高斯型分布的雷射光。
在試驗例4-1~試驗例4-2中，如圖29所示，使聚光透鏡之光軸與入射至聚光透鏡的雷射光之光軸平行地錯開，使玻璃板正反兩面的雷射光照射形狀為如圖31所示般歪曲的圓形狀。
在各試驗例中，使玻璃板正反兩面的雷射光功率密度之峰值位置，從玻璃板之一長邊到另一長邊為止，與玻璃板的短邊平行地移動。雷射光功率密度之峰值位置是配置在離玻璃板之一短邊15mm(離另一短邊85mm)的位置。初期裂痕是使用輪式切刀，到達玻璃板上下面地形成於玻璃板的端面。評價是以形成於玻璃板的龜裂面之形態與截面形狀來進行的。
把其他實驗條件與評價結果一起顯示於表4。表 4所示之條件以外的條件，在試驗例4-1~試驗例4-2皆相同。在表4中，「Da」表示在玻璃板正面中的雷射光照射區域之面積平均直徑，而「Db」表示在玻璃板背面中的雷射光照射區域之面積平均直徑。
Figure TWI610895BD00004
在試驗例4-1~試驗例4-2中，由於在玻璃板的正反面中是以預定的基準線為中心地形成左右非對稱的功率密度分布，所以可以形成傾斜地連接於玻璃板正面的表側龜裂面、以及傾斜地連接於玻璃板背面的背側龜裂面。
〔試驗例5-1~試驗例5-2〕
在試驗例5-1~試驗例5-2中，對於矩形的玻璃板(長邊100mm、短邊50mm、板厚2.0mm，旭硝子社製鈉鈣玻璃)正面垂直地入射雷射光。雷射光的光源，使用了Yb光纖雷射(波長1070nm)。玻璃板對於雷射光的吸收係數(α)是2.86cm-1，α×M是0.57(也就是說內部透過率為56%)。雷射光使用了：在從光源出射之後的截面形狀為圓形、且截面的功率密度為高斯型分布的雷射光。
在試驗例5-1~試驗例5-2中，如圖33所示，使用2個圓柱透鏡，使玻璃板正反兩面的雷射光照射形狀為如圖34、圖36所示般的橢圓形狀。
在各試驗例中，使玻璃板正反兩面的雷射光功率密度之峰值位置，從玻璃板之一長邊到另一長邊為止，與玻璃板的短邊平行地移動。雷射光功率密度之峰值位置是配置在離玻璃板之一短邊15mm(離另一短邊85mm)的位置。初期裂痕是使用輪式切刀，到達玻璃板上下面地形成於玻璃板的端面。評價是以形成於玻璃板的龜裂面之形態與截面形狀來進行的。
把其他實驗條件與評價結果一起顯示於表5。表5所示之條件以外的條件，在試驗例5-1~試驗例5-2皆相同。
Figure TWI610895BD00005
在試驗例5-1~試驗例5-2中，由於在玻璃板的正反面中是以預定的基準線為中心地形成左右非對稱的功率密度分布，所以可以形成傾斜地連接於玻璃板正面的表側龜裂面、以及傾斜地連接於玻璃板背面的背側龜裂面。又，由於因照射雷射光32而產生的熱應力夠大，所以可形成連接表側龜裂面與背側龜裂面的中間龜裂面，可以將玻璃板全切割。
〔試驗例6-1〕
在試驗例6-1中，對於矩形的玻璃板(長邊100mm、短邊50mm、板厚3.4mm，旭硝子社製鈉鈣玻璃)正面垂直地入射雷射光。雷射光的光源，使用了Yb光纖雷射(波長1070nm)。玻璃板對於雷射光的吸收係數(α)是3.16cm-1，α×M是1.07(也就是說內部透過率為34%)。雷射光使用了：在從光源出射之後的截面形狀為圓形、且截面的功率密度為高斯型分布的雷射光。如圖13所示，以遮光部將雷射光光束之一部分遮光，使玻璃板正反兩面的雷射光照射形狀如圖16所示為圓形缺了一部分的形狀。
又，在試驗例6-1中，對於矩形的玻璃板正面傾斜地入射加熱光。加熱光源使用了Yb光纖雷射(波長1070nm)。在玻璃板正面中的加熱光照射區域為直徑20mm的圓形狀，加熱光源之輸出為60W，從加熱光之x軸方向來看時的入射角(α)是30°，而從加熱光之y軸方向來看時的入射角則為0°。
又，在試驗例6-1中，使玻璃板正反兩面的雷 射光功率密度之峰值位置，從玻璃板之一長邊到另一長邊為止，與玻璃板的短邊平行地移動。雷射光功率密度之峰值位置是配置在離玻璃板之一短邊10mm(離另一短邊90mm)的位置。加熱光功率密度之峰值位置，是δx=8(mm)、δy=8(mm)的位置，與雷射光功率密度之峰值位置一起移動。初期裂痕是使用輪式切刀，到達玻璃板上下面地形成於玻璃板的端面。評價是以形成於玻璃板的龜裂面之形態與截面形狀來進行的。
把其他實驗條件與評價結果一起顯示於表6。
Figure TWI610895BD00006
在試驗例6-1中，由於在玻璃板的正反面中是以預定的基準線為中心地形成左右非對稱的功率密度分布，所以可以形成傾斜地連接於玻璃板正面的表側龜裂面、以及傾斜地連接於玻璃板背面的背側龜裂面。又，藉由因雷射光及加熱光而產生的熱應力，可形成連接表側龜裂面與背側龜裂面的中間龜裂面，可將玻璃板全切割。
〔試驗例7-1〕
在試驗例7-1中，對於矩形的玻璃板(長邊100mm、短邊50mm、板厚0.55mm，旭硝子社製鈉鈣玻璃)正面垂直地入射雷射光。雷射光的光源，使用了Yb光纖雷射(波長1070nm)。玻璃板對於雷射光的吸收係數(α)是0.65cm-1，α×M是0.04(也就是說內部透過率為96%)。雷射光使用了：在從光源出射之後的截面形狀為圓形、且截面的功率密度為高斯型分布的雷射光。
在試驗例7-1中，如圖33所示般使用2個圓柱透鏡，使玻璃板正反兩面的雷射光照射形狀如圖34、圖36所示般為橢圓形狀。
在各試驗例中，使玻璃板正反兩面的雷射光功率密度之峰值位置，從玻璃板之一長邊到另一長邊為止，與玻璃板的短邊平行地移動。雷射光功率密度之峰值位置是配置在離玻璃板之一短邊15mm(離另一短邊85mm)的位置。初期裂痕是使用輪式切刀，到達玻璃板上下面地形成於玻璃板的端面。評價是以形成於玻璃板的龜裂面之形態與截面形狀來進行的。
把其他主要的實驗條件與評價結果一起顯示於表7。
Figure TWI610895BD00007
在試驗例7-1中，由於在玻璃板的正反面中是以預定的基準線為中心地形成左右非對稱的功率密度分布，所以可以形成傾斜地連接於玻璃板正面的表側龜裂面、以及傾斜地連接於玻璃板背面的背側龜裂面。
〔試驗例8-1~試驗例8-2〕
在試驗例8-1~試驗例8-2中，對於矩形的玻璃板(長邊100mm、短邊50mm、板厚2.8mm，旭硝子社製鈉鈣玻璃)正面垂直地入射雷射光。雷射光的光源，使用了Yb光纖雷射(波長1070nm)。玻璃板對於雷射光的吸收係數(α)是0.65cm-1，α×M是0.18(也就是說內部透過率為84%)。雷射光使用了：在從光源出射之後的截面形狀為圓形、且截面的功率密度為高斯型分布的雷射光。
在試驗例8-1~試驗例8-2中，如圖33所示般使用2個圓柱透鏡，使玻璃板正反兩面的雷射光照射形狀如圖34、圖36所示般為橢圓形狀。
在各試驗例中，使玻璃板正反兩面的雷射光功率密度之峰值位置，從玻璃板之一長邊到另一長邊為止，與玻璃板的短邊平行地移動。雷射光功率密度之峰值位置是配置在離玻璃板之一短邊15mm(離另一短邊85mm)的位置。初期裂痕是使用輪式切刀，到達玻璃板上下面地形成於玻璃板的端面。評價是以形成於玻璃板的龜裂面之形態與截面形狀來進行的。
把其他實驗條件與評價結果一起顯示於表8。表8所示之條件以外的條件，在試驗例8-1~試驗例8-2中皆相同。
Figure TWI610895BD00008
在試驗例8-1~試驗例8-2中，由於在玻璃板的正反面中是以預定的基準線為中心地形成左右非對稱的功率密度分布，所以可以形成傾斜地連接於玻璃板正面的表側龜裂面、以及傾斜地連接於玻璃板背面的背側龜裂面。
圖37是在試驗例8-1之後藉由外力而形成了中間龜裂面的玻璃板之切斷片的顯微鏡照片。圖38是在試驗例8-2之後藉由外力而形成了中間龜裂面的玻璃板之切斷片的顯微鏡照片。
圖38所示之切斷片的正反面與端面間的連接角C2，比圖37所示之切斷片的正反面與端面間的連接角C1大。從試驗例8-1~試驗例8-2，可知：連接角可藉由在玻璃板正反面中的雷射光大小或照射功率來進行調整。
以上，已說明了玻璃板加工方法及玻璃板加工裝置的實施形態等，但本發明並不限定於上述實施形態等，可在申請專利範圍所記載之要旨的範圍內，進行各種變形及改良。
例如，上述實施形態之雷射光32，是對於玻璃板2的正面2a垂直地入射，但也可以傾斜地入射，例如可以以y軸方向視角傾斜地入射。
又，在上述實施形態中，已說明了在玻璃板正面中的雷射光照射區域、及在玻璃板背面中的雷射光照射區域中之各個照射區域具有雷射光功率密度之峰值位置的情況，但也可以沒有峰值位置。「沒有峰值位置」指的是：功率密度為最大的位置不是1個，而是有複數個的情況。 當在玻璃板正面中的雷射光照射區域、以及在玻璃板背面中的雷射光照射區域中之各個照射區域不具有峰值位置時，以如下之基準線為中心地具有左右非對稱的形狀即可，該基準線是通過各照射區域之面積重心位置且與面積重心位置之移動方向平行的基準線。可以於玻璃板正面及背面分別形成所需的熱應力場，而可形成傾斜地連接於玻璃板正面的表側龜裂面、以及傾斜地連接於玻璃板背面的背側龜裂面。此時，可使用面積重心位置作為原點，來代替功率密度之峰值位置。
上述實施形態的玻璃板之加工方法，也可適用於在正面加上了凹凸模樣的模板玻璃、在內部包含有金屬製網或線的網線內嵌玻璃、層合玻璃、強化玻璃。層合玻璃是隔著中間膜而壓接玻璃板的玻璃。在使用了層合玻璃的情況下，於各玻璃板形成表側龜裂面或背側龜裂面。此時，可以在切斷了各玻璃板之後，切斷中間膜。
本申請案是根據2013年3月26日向日本國特許廳申請的特願2013-063346號而主張優先權，本申請案援用特願2013-063346號的全部內容。

Claims (15)

  1. 一種玻璃板之加工方法，是具有如下之工程的玻璃板之加工方法：把可從玻璃板正面透過至背面的雷射光對於前述玻璃板進行照射，使雷射光對於前述玻璃板的照射位置移動，以藉由照射雷射光而產生的熱應力在前述玻璃板形成龜裂；且該玻璃板之加工方法的特徵在於：在從光源出射之前述雷射光所照射的前述玻璃板正面中的雷射光照射區域、以及在透過了前述正面之雷射光所照射的背面中的雷射光照射區域中之各個照射區域，當於各照射區域具有雷射光之功率密度的峰值位置時，以如下之基準線為中心地具有左右非對稱的功率密度分布，該基準線是通過各照射區域之前述峰值位置且與前述峰值位置之移動方向平行的基準線；而當於各照射區域不具有雷射光之功率密度的峰值位置時，則以如下之基準線為中心地具有左右非對稱的形狀，該基準線是通過各照射區域之面積重心位置且與前述面積重心位置之移動方向平行的基準線。
  2. 如請求項1之玻璃板之加工方法，其中前述玻璃板對前述雷射光的吸收係數(α)(單位〔cm-1〕)、與前述雷射光從前述玻璃板之正面移動至背面的距離(M)(單位〔cm〕)的積(α×M)為大於0且為3.0以下。
  3. 如請求項1或2之玻璃板之加工方法，其中在前述玻璃板之正反兩面中的雷射光照射區域，是將前述雷射光之光 束的一部分遮光，把前述雷射光之光束的剩餘部分照射在前述玻璃板而形成的。
  4. 如請求項1或2之玻璃板之加工方法，其中從前述光源出射之雷射光是以聚光透鏡聚光後對於前述玻璃板進行照射，而在前述玻璃板之正反兩面中的雷射光照射區域，則是把前述聚光透鏡之光軸、與入射至前述聚光透鏡的雷射光之光軸錯開而形成的。
  5. 如請求項1或2之玻璃板之加工方法，其中在前述玻璃板之正反兩面中的雷射光照射區域，分別是短軸或長軸相對於移動方向傾斜的橢圓形狀。
  6. 如請求項1或2之玻璃板之加工方法，其中前述雷射光的波長為250nm~5000nm。
  7. 如請求項1或2之玻璃板之加工方法，把加熱前述玻璃板的加熱光照射於前述雷射光之照射位置，並使加熱光對於前述玻璃板的照射位置，與雷射光對於前述玻璃板的照射位置一起移動。
  8. 一種玻璃板之加工裝置，是具備有：支持玻璃板的支持台、把可從該支持台所支持的玻璃板正面透過至背面的雷射光出射的光源、對於前述支持台所支持的玻璃板照射從前述光源出射之雷射光的光學系統、及使雷射光對於前述玻璃板的照射位置移動的照射位置移動部， 並且以藉由照射前述雷射光而產生的熱應力在前述玻璃板形成龜裂的玻璃板之加工裝置，其特徵在於：前述光學系統是構成為：在從前述光源出射之前述雷射光所照射的前述玻璃板正面中的雷射光照射區域以及在透過了前述正面之雷射光所照射的背面中的雷射光照射區域中之各個照射區域，當於各照射區域具有雷射光之功率密度的峰值位置時，以通過各照射區域之前述峰值位置且與前述峰值位置之移動方向平行的基準線為中心地具有左右非對稱的功率密度分布，而當於各照射區域不具有雷射光之功率密度的峰值位置時，則以通過各照射區域之面積重心位置且與前述面積重心位置之移動方向平行的基準線為中心地具有左右非對稱的形狀。
  9. 如請求項8之玻璃板之加工裝置，其中前述光學系統包含有：把從前述光源出射的雷射光之光束的一部分遮光的遮光部。
  10. 如請求項8之玻璃板之加工裝置，其中前述光學系統包含有把從前述光源出射之雷射光聚光的聚光透鏡，且入射至前述聚光透鏡的雷射光之光軸、與前述聚光透鏡之光軸是錯開的。
  11. 如請求項10之玻璃板之加工裝置，具備有光軸位置調整部，可調整前述聚光透鏡之光軸相對於入射至前述聚光透鏡的雷射光之光軸的位置。
  12. 如請求項8之玻璃板之加工裝置，其中前述光學系統包 含有把從前述光源出射的雷射光朝預定方向會聚的圓柱透鏡，且在前述支持台所支持的前述玻璃板之正反兩面，分別形成短軸相對於移動方向傾斜的橢圓形狀的前述雷射光照射區域。
  13. 如請求項8~12中任1項之玻璃板之加工裝置，具備有聚光位置調整部，可調整前述雷射光對於前述支持台所支持之玻璃板的聚光位置。
  14. 如請求項8~12中任1項之玻璃板之加工裝置，其中前述雷射光的波長為250nm~5000nm。
  15. 如請求項8~12中任1項之玻璃板之加工裝置，更具備有加熱光源，可將加熱前述支持台所支持之玻璃板的加熱光出射，且前述照射位置移動部，使加熱光對於前述玻璃板的照射位置，與雷射光對於前述玻璃板的照射位置一起移動。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5833093B2 (ja) * 2013-12-26 2015-12-16 シャープ株式会社 加工装置
JP6303950B2 (ja) * 2014-09-19 2018-04-04 旭硝子株式会社 ガラス板の加工方法
JP6347714B2 (ja) * 2014-10-02 2018-06-27 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
US10017411B2 (en) * 2014-11-19 2018-07-10 Corning Incorporated Methods of separating a glass web
JP6521711B2 (ja) * 2015-04-20 2019-05-29 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
CN105728954B (zh) * 2016-04-27 2017-04-19 桂林电子科技大学 一种双激光加工水浸工件的方法和系统
DE102017001658A1 (de) 2017-02-21 2018-08-23 Precitec Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur materialbearbeitung mit einem laserstrahl entlang einer bearbeitungsrichtung und verfahren zur materialbearbeitung mit einem laserstrahl
EP3470936B1 (fr) * 2017-10-16 2020-06-03 The Swatch Group Research and Development Ltd Procédé de découpe de glace d'horlogerie
CN113798688A (zh) * 2021-10-08 2021-12-17 台州星星光电科技有限公司 一种玻璃面板内部图案的镭雕方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090320524A1 (en) * 2008-06-27 2009-12-31 Anatoli Anatolyevich Abramov Glass sheet cutting by laser-guided gyrotron beam
US20100102042A1 (en) * 2008-10-23 2010-04-29 Sean Matthew Garner Non-contact glass shearing device and method for scribing or cutting a moving glass sheet
US20110127244A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-02 Xinghua Li Methods for laser scribing and separating glass substrates
TW201313641A (zh) * 2011-08-31 2013-04-01 Asahi Glass Co Ltd 強化玻璃之切斷方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5776220A (en) 1994-09-19 1998-07-07 Corning Incorporated Method and apparatus for breaking brittle materials
JPH09150286A (ja) * 1995-06-26 1997-06-10 Corning Inc 脆弱性材料切断方法および装置
US6420678B1 (en) * 1998-12-01 2002-07-16 Brian L. Hoekstra Method for separating non-metallic substrates
JP2001212683A (ja) * 2000-01-31 2001-08-07 Toshiba Corp 脆性材料の割断装置、脆性材料の割断方法および液晶表示装置の製造方法
JP2001293586A (ja) * 2000-04-12 2001-10-23 Takatori Corp ガラスの割断方法
JP2001296586A (ja) * 2000-04-17 2001-10-26 Sigma Corp Ｅｌ素子を具備したエレクトロフラッシュ装置
KR20040046421A (ko) * 2002-11-27 2004-06-05 주식회사 이오테크닉스 레이저를 이용한 취성재료 절단장치 및 방법
JP2005081715A (ja) 2003-09-09 2005-03-31 Sony Corp レーザ加工装置およびレーザ加工方法
CN101043992B (zh) 2004-10-01 2011-03-23 三星钻石工业股份有限公司 脆性材料的划线方法以及划线装置
DE102005013783B4 (de) * 2005-03-22 2007-08-16 Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh Verfahren zum Trennen von spröden Materialien mittels Laser mit unsymmetrischer Strahlungsdichteverteilung
JP2008093706A (ja) * 2006-10-12 2008-04-24 Mitsubishi Electric Corp レーザ加工方法およびレーザ加工装置
EP2105239B1 (en) * 2006-11-30 2016-01-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Light condensing optical system, laser processing method and apparatus, and method of manufacturing fragile material
JP5060880B2 (ja) * 2007-09-11 2012-10-31 三星ダイヤモンド工業株式会社 脆性材料基板の分断装置および分断方法
CN101821071B (zh) * 2007-10-11 2012-10-03 三星钻石工业股份有限公司 脆性材料基板的激光划线方法及激光划线装置
US8011207B2 (en) * 2007-11-20 2011-09-06 Corning Incorporated Laser scoring of glass sheets at high speeds and with low residual stress
WO2009128316A1 (ja) * 2008-04-15 2009-10-22 三星ダイヤモンド工業株式会社 脆性材料基板の加工方法
US9346130B2 (en) * 2008-12-17 2016-05-24 Electro Scientific Industries, Inc. Method for laser processing glass with a chamfered edge
JP5510650B2 (ja) 2010-04-14 2014-06-04 日本電気硝子株式会社 ガラスフィルムの割断方法及び製造方法
KR101358672B1 (ko) * 2012-08-13 2014-02-11 한국과학기술원 극초단 펄스 레이저를 이용한 투명시편 절단방법 및 다이싱 장치
JP2014177369A (ja) * 2013-03-14 2014-09-25 Hamamatsu Photonics Kk 強化ガラス部材の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090320524A1 (en) * 2008-06-27 2009-12-31 Anatoli Anatolyevich Abramov Glass sheet cutting by laser-guided gyrotron beam
US20100102042A1 (en) * 2008-10-23 2010-04-29 Sean Matthew Garner Non-contact glass shearing device and method for scribing or cutting a moving glass sheet
US20110127244A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-02 Xinghua Li Methods for laser scribing and separating glass substrates
TW201313641A (zh) * 2011-08-31 2013-04-01 Asahi Glass Co Ltd 強化玻璃之切斷方法

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Publication number Publication date
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