JP2005179154A - Method and apparatus for fracturing brittle material - Google Patents

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良治 小関
Takashi Onose
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus by which a brittle material (liquid crystal glass 2) can be surely fractured compared with a conventional method and apparatus. <P>SOLUTION: The fracturing apparatus 1 is equipped with a first laser oscillator 8 for oscillating first laser light L1 and a second laser oscillator 9 for oscillating second laser light L2 having longer wavelength than the first laser light L1. The apparatus 1 is constituted so as to enable the irradiation of the liquid crystal glass 2 with the first laser light L1 and the second laser light L2 along with a parting line of the glass 2 from the surface 2A side. A fine crack C is formed in the rear surface 2B because the focal point F1 of the first laser light L1 is matched in the vicinity of the rear surface 2B in the liquid crystal glass 2. Further, since this fine crack is irradiated with the second laser light L2, the crack C grows in the thickness direction of the liquid crystal glass 2, and the crack C reaches the surface 2A from rear surface 2B. Thereby, the liquid crystal glass 2 is fractured. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は脆性材料の割断方法とその装置に関し、より詳しくは、例えば脆性材料としての液晶ガラスにレーザ光を照射して所要の形状に割断する場合に好適な脆性材料の割断方法とその装置に関する。 The present invention relates to a brittle material cleaving method and apparatus, and more particularly, to a brittle material cleaving method and apparatus suitable when, for example, a liquid crystal glass as a brittle material is irradiated with laser light to cleave it into a required shape. .

従来、液晶ガラスなどの脆性材料にレーザ光を照射して割断するようにした割断方法は知られている（例えば特許文献１〜特許文献４）。
特許文献１の割断方法においては、脆性材料の裏面に適宜な工具によりスクライビング線を形成し、その後に反対の面となる表面側から上記スクライビング線に沿ってレーザ光の照射点を移動するようにしている。これにより、裏面に形成されたスクライビング線の溝底から局部割れが厚さ方向に拡大して表面まで到達して液晶ガラスが割断されるようになっている。
次に特許文献２の割断方法においては、紫外線領域のレーザ光を脆性材料の表面に照射してスクライビングを施し、その後、赤外線領域のレーザ光を表面側から上記スクライビングを施した部位に照射してその部位に熱歪みを与えるようにしている。このようにすることで、スクライビングを施した部位に形成された溝に沿って割れが表面側から裏面側まで到達して脆性材料が割断されるようになっている。
さらに、特許文献３及び特許文献４の割断方法においては、脆性材料の内部における厚さ方向の中央部あるいは厚さの半分の位置より入射面に近い位置または遠い位置にレーザ光の焦点を合わせてから、脆性材料にレーザ光を照射するようにしている。それにより、脆性材料の内部における厚さ方向の中央部に改質領域を形成するようにしている。その後、改質領域を基点とした割れを、外力を加えるか、あるいは自然に成長させて脆性材料を割断するようにしている。
特開２００１−２６４３５号公報 特許掲載公報第３０３６９０６号 特許掲載公報第３４０８８０５号 特開２００２−１９２３７１号公報 Conventionally, a cleaving method in which a brittle material such as liquid crystal glass is cleaved by irradiating a laser beam is known (for example, Patent Documents 1 to 4).
In the cleaving method of Patent Document 1, a scribing line is formed on the back surface of the brittle material with an appropriate tool, and then the laser beam irradiation point is moved along the scribing line from the opposite surface side. ing. Thereby, the local crack expands in the thickness direction from the groove bottom of the scribing line formed on the back surface, reaches the surface, and the liquid crystal glass is cut.
Next, in the cleaving method of Patent Document 2, scribing is performed by irradiating the surface of the brittle material with laser light in the ultraviolet region, and then the laser light in the infrared region is irradiated on the scribed portion from the surface side. Heat distortion is given to the part. By doing in this way, a crack reaches from the surface side to the back side along the groove formed in the part which performed scribing, and a brittle material is cleaved.
Further, in the cleaving methods of Patent Document 3 and Patent Document 4, the laser beam is focused on a position closer to or farther from the incident surface than the central portion in the thickness direction or the half of the thickness inside the brittle material. Therefore, the brittle material is irradiated with laser light. Thereby, the modified region is formed in the central portion in the thickness direction inside the brittle material. After that, the brittle material is cleaved by applying an external force to the crack based on the modified region or growing it naturally.
JP 2001-26435 A Patent Publication No. 3036906 Patent Publication No. 3408805 JP 2002-192371 A

ところで、上述した従来の割断方法においては、それぞれ次のような欠点があった。
すなわち、上記特許文献１の割断方法においては、脆性材料の裏面にスクライビング線形成用の工具を配置し、さらにそれを移動させる移動装置が必要となるので、装置全体が複雑になるという問題があった。しかも、工具を用いてスクライビング線を形成しているので、割断作業終了後の割断面の品質が良くないという欠点があった。
次に、特許文献２の割断方法においては、脆性材料に照射するレーザ光の照射条件を調節しても、脆性材料に生じる割れがレーザ光の照射位置より先行して、割断予定である分割線からはずれることがあった。
さらに、特許文献３及び特許文献４の割断方法においては、脆性材料の内部に改質領域を基点とした割れを形成しているが、割れが自然成長したとしても脆性材料の表裏両面まで完全に到達しないこともあり、割断不良部分が生じるという欠点があった。しかも、厚さのある脆性材料を割断する場合には、割断作業に時間掛かるという欠点があった。 By the way, the conventional cleaving methods described above have the following drawbacks.
That is, the cleaving method of Patent Document 1 requires a moving device for disposing a scribing line forming tool on the back surface of the brittle material and moving the tool, and thus the entire device is complicated. It was. In addition, since the scribing line is formed using a tool, there is a drawback that the quality of the cut section after the cleaving operation is not good.
Next, in the cleaving method of Patent Document 2, even if the irradiation condition of the laser beam irradiated to the brittle material is adjusted, the split line that is scheduled to be cleaved before the laser beam irradiation position causes the crack generated in the brittle material. There were times when I was off.
Furthermore, in the cleaving methods of Patent Document 3 and Patent Document 4, cracks are formed inside the brittle material based on the modified region, but even if the crack grows naturally, both the front and back surfaces of the brittle material are completely removed. It may not reach, and there is a drawback that a cleaved defective part occurs. In addition, when the brittle material having a thickness is cleaved, there is a drawback that it takes time for the cleaving work.

上述した事情に鑑み、第１の本発明は、板状の脆性材料にレーザ光を照射して割断する脆性材料の割断方法において、
脆性材料の裏面またはその近傍となる内部に焦点を合わせて表面側から脆性材料に第１レーザ光を照射して、脆性材料の裏面に亀裂を形成して脆性材料を割断するようにしたものである。
また、第２の本発明は、脆性材料に亀裂を形成する第１レーザ光を発振する第１レーザ発振器と、上記第１レーザ発振器と脆性材料とを相対移動させて第１レーザ光の照射位置を変更する移動手段とを備え、
上記第１レーザ光の焦点を脆性材料の裏面またはその近傍となる内部に合わせた状態で、上記第１レーザ発振器から発振した第１レーザ光を表面側から脆性材料に照射して、該脆性材料の裏面に亀裂を形成することにより脆性材料を割断するようにした脆性材料の割断装置を提供するものである。 In view of the circumstances described above, the first aspect of the present invention is a brittle material cleaving method in which a plate-like brittle material is cleaved by irradiating a laser beam.
The brittle material is irradiated with the first laser beam from the front side with focus on the back surface of the brittle material or in the vicinity thereof, and a crack is formed on the back surface of the brittle material to cleave the brittle material. is there.
According to a second aspect of the present invention, a first laser oscillator that oscillates a first laser beam that forms a crack in a brittle material, and an irradiation position of the first laser beam by relatively moving the first laser oscillator and the brittle material. And moving means for changing
The brittle material is irradiated from the surface side with the first laser light oscillated from the first laser oscillator in a state in which the focus of the first laser beam is focused on the back surface of the brittle material or in the vicinity thereof. The present invention provides a brittle material cleaving apparatus that cleaves a brittle material by forming a crack on the back surface thereof.

このような構成によれば、脆性材料を短時間で確実に割断することが可能であり、かつ構成が簡略な脆性材料の割断方法とその装置を提供することができる。   According to such a configuration, the brittle material can be reliably cleaved in a short time, and a brittle material cleaving method and apparatus having a simple configuration can be provided.

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図２において、１は割断装置であり、この割断装置１により脆性材料である透明な液晶ガラス２を割断線Ｑに沿って割断できるようになっている。
この割断装置１は、板状の液晶ガラス２を支持する加工テーブル３と、この加工テーブル３の上方側に配置されて該加工テーブル３上の液晶ガラス２に対して第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を照射する照射手段４と、この照射手段４を加工テーブル３上の液晶ガラス２に対して相対移動させる移動手段５と、さらに上記照射手段４および上記移動手段５の作動を制御する制御装置６とを備えている。 The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a cleaving apparatus. The cleaving apparatus 1 can cleave a transparent liquid crystal glass 2 that is a brittle material along a cleaving line Q. It has become.
The cleaving device 1 includes a processing table 3 that supports a plate-like liquid crystal glass 2, and a first laser beam L 1 and a first laser beam L 1 disposed on the upper side of the processing table 3 with respect to the liquid crystal glass 2 on the processing table 3. 2 The irradiation means 4 for irradiating the laser beam L2, the moving means 5 for moving the irradiation means 4 relative to the liquid crystal glass 2 on the processing table 3, and the operation of the irradiation means 4 and the moving means 5 are controlled. And a control device 6 for performing the operation.

加工テーブル３は所定位置に固定して配置してあり、かつ液晶ガラス２を支持する支持面に図示しない吸着手段を備えている。脆性材料としての液晶ガラス２は加工テーブル３の支持面上に水平に支持されるとともに、液晶ガラス２の裏面２Ｂが上記図示しない吸着手段によって吸着保持されるようになっている。それによって液晶ガラス２が加工テーブル３上で位置ずれしないようになっている。
照射手段４は、箱型のケーシング７内に収納した第１レーザ発振器８および第２レーザ発振器９を備えるとともに、ケーシング７内に第１集光レンズ１１及び第２集光レンズ１２を備えており、さらにダイクロイックミラー１３とベンドミラー１４を備えている。
第１レーザ発振器８はケーシング７内の下方側に配置してあり、第２レーザ発振器９はケーシング７内における第１レーザ発振器８の上方位置に配置している。 第１レーザ発振器８および第２レーザ発振器９は、制御装置６によって作動を制御されるようになっており、制御装置６によって両レーザ発振器８、９が作動されると、上下位置となる両レーザ発振器８、９から水平方向における同一方向に向けて第１レーザ光Ｌ１と第２レーザ光Ｌ２が発振されるようになっている。
後に詳述するが、第１レーザ発振器８からは液晶ガラスに対して吸収率の低い短波長の第１レーザ光Ｌ１を発振する一方、第２レーザ発振器９からは上記第１レーザ光Ｌ１よりも波長が長く液晶ガラスに対して吸収率の高い第２レーザ光Ｌ２を発振するようにしている。 The processing table 3 is fixedly disposed at a predetermined position, and has a suction means (not shown) on a support surface that supports the liquid crystal glass 2. The liquid crystal glass 2 as a brittle material is horizontally supported on the support surface of the processing table 3, and the back surface 2B of the liquid crystal glass 2 is sucked and held by the suction means (not shown). Thereby, the liquid crystal glass 2 is prevented from being displaced on the processing table 3.
The irradiation means 4 includes a first laser oscillator 8 and a second laser oscillator 9 housed in a box-shaped casing 7, and includes a first condenser lens 11 and a second condenser lens 12 in the casing 7. Further, a dichroic mirror 13 and a bend mirror 14 are provided.
The first laser oscillator 8 is disposed on the lower side in the casing 7, and the second laser oscillator 9 is disposed on the casing 7 at a position above the first laser oscillator 8. The operations of the first laser oscillator 8 and the second laser oscillator 9 are controlled by the control device 6, and when both laser oscillators 8, 9 are operated by the control device 6, both lasers that are in the vertical position The first laser beam L1 and the second laser beam L2 are oscillated from the oscillators 8 and 9 in the same direction in the horizontal direction.
As will be described in detail later, the first laser oscillator 8 oscillates the first laser light L1 having a short wavelength with a low absorptance with respect to the liquid crystal glass, while the second laser oscillator 9 emits light from the first laser light L1. The second laser beam L2 having a long wavelength and a high absorption rate with respect to the liquid crystal glass is oscillated.

第１レーザ発振器８から発振される第１レーザ光Ｌ１の光路上に、上記第１集光レンズ１１を配置するとともに、ビームコンバイナーとしての上記ダイクロイックミラー１３を第１レーザ光Ｌ１の光軸に対して４５度傾斜させて配置している。
ダイクロイックミラー１３はレーザ光の波長の違いによって選択的にレーザ光を透過させ、あるいは反射するものである。本実施例においては、短波長である第１レーザ光Ｌ１はダイクロイックミラー１３により下方側の液晶ガラス２に向けて反射されるようになっている。他方、第１レーザ光Ｌ１よりも波長が長い第２レーザ光Ｌ２は、上方側からこのダイクロイックミラー１３に照射されると、該ダイクロイックミラー１３を透過して液晶ガラス２に向けて照射されるようになっている。
そのため、第１レーザ発振器８から第１レーザ光Ｌ１が発振されると、該第１レーザ光Ｌ１は第１集光レンズ１１を通過することによって収束されてダイクロイックミラー１３によって下方に向けて反射されてからケーシング７の開口部７ａを介して液晶ガラス２に照射されるようになっている。
なお、第１集光レンズ１１は、第１レーザ光Ｌ１の光軸方向に図示しない移動手段によって移動可能となっており、焦点の位置を調節できるようになっている。 The first condenser lens 11 is disposed on the optical path of the first laser beam L1 oscillated from the first laser oscillator 8, and the dichroic mirror 13 as a beam combiner is disposed with respect to the optical axis of the first laser beam L1. It is inclined 45 degrees.
The dichroic mirror 13 selectively transmits or reflects laser light depending on the wavelength of the laser light. In this embodiment, the first laser light L1 having a short wavelength is reflected by the dichroic mirror 13 toward the liquid crystal glass 2 on the lower side. On the other hand, when the second laser beam L2 having a wavelength longer than that of the first laser beam L1 is irradiated onto the dichroic mirror 13 from above, the second laser beam L2 is transmitted through the dichroic mirror 13 and irradiated toward the liquid crystal glass 2. It has become.
Therefore, when the first laser beam L1 is oscillated from the first laser oscillator 8, the first laser beam L1 is converged by passing through the first condenser lens 11 and reflected downward by the dichroic mirror 13. Then, the liquid crystal glass 2 is irradiated through the opening 7 a of the casing 7.
The first condenser lens 11 can be moved in the optical axis direction of the first laser light L1 by a moving means (not shown) so that the position of the focal point can be adjusted.

本実施例の第１レーザ発振器８は短波長のＵＶＱ スイッチの第１レーザ光Ｌ１を発振させるものであり、上記第１集光レンズ１１およびダイクロイックミラー１３を経由して第１レーザ光Ｌ１を液晶ガラス２に照射することにより、その集光点において該液晶ガラス２に多光子吸収を起こさせるようになっている。
本実施例においては、第１レーザ光Ｌ１の焦点Ｆ１を液晶ガラス２の内部における裏面２Ｂの近傍に位置させるようにしている（図２参照）。その状態から波長３５５ｎｍ、平均出力０．５〜１０Ｗでパルス幅５〜１００ｎｓｅｃ、繰り返し周波数１０〜１００ｋＨｚの範囲内で条件設定したＵＶＱ スイッチの第１レーザ光Ｌ１を液晶ガラス２に照射するようにしている。これにより、液晶ガラス２内における焦点Ｆ１の位置（裏面２Ｂの近傍）に多光子吸収が起こって、その部分に微小な亀裂Ｃが生じるようになっている（図３参照）。
このように、本実施例においては、第１レーザ光Ｌ１を分割線に沿って液晶ガラス２の表面２Ａ側から照射して、反対側の裏面２Ｂに分割線に沿って亀裂Ｃを形成させるようになっている。 The first laser oscillator 8 of the present embodiment oscillates the first laser light L1 of a short wavelength UVQ switch, and the first laser light L1 is liquid crystal via the first condenser lens 11 and the dichroic mirror 13. By irradiating the glass 2, multi-photon absorption is caused in the liquid crystal glass 2 at the condensing point.
In the present embodiment, the focal point F1 of the first laser light L1 is positioned in the vicinity of the back surface 2B inside the liquid crystal glass 2 (see FIG. 2). From this state, the liquid crystal glass 2 is irradiated with the first laser light L1 of a UVQ switch that is set in a range of a wavelength of 355 nm, an average output of 0.5 to 10 W, a pulse width of 5 to 100 nsec, and a repetition frequency of 10 to 100 kHz. Yes. Thereby, multiphoton absorption occurs at the position of the focal point F1 in the liquid crystal glass 2 (in the vicinity of the back surface 2B), and a minute crack C is generated at that portion (see FIG. 3).
Thus, in the present embodiment, the first laser beam L1 is irradiated from the front surface 2A side of the liquid crystal glass 2 along the dividing line, and the crack C is formed along the dividing line on the back surface 2B on the opposite side. It has become.

次に、上記第２レーザ発振器９から発振される第２レーザ光Ｌ２の光路上で、かつ上記ダイクロイックミラー１３の上方位置に、第２レーザ光Ｌ２の光軸に対して４５度傾斜させて上記ベンドミラー１４を配置している。ベンドミラー１４と上記ダイクロイックミラー１３とが上下位置で相互に平行な状態で配置されている。これにより、第２レーザ発振器９から第２レーザ光Ｌ２が発振されると、該第２レーザ光Ｌ２はベンドミラー１４によって下方のダイクロイックミラー１３に向けて反射されるようになっている。
上記ベンドミラー１４とダイクロイックミラー１３との間に、ベンドミラー１４によって反射された第２レーザ光Ｌ２を集光する上記第２集光レンズ１２を配置している。上述したように波長が長い第２レーザ光Ｌ２はダイクロイックミラー１３を透過することができるので、第２レーザ発振器９から第２レーザ光Ｌ２が発振されると、ベンドミラー１４によって下方に向けて反射されてから第２集光レンズ１２によって集光され、その後にダイクロイックミラー１３を透過した後、開口部７ａを介して表面２Ａ側から液晶ガラス２に照射されるようになっている。
図４に示すように、第２レーザ光Ｌ２の焦点Ｆ２は、液晶ガラス２の表面２Ａの上方に位置させるようにしてあり、したがって、液晶ガラス２の表面２Ａに第２レーザ光Ｌ２が照射される。これにより、デフォーカスされた第２レーザ光Ｌ２が円形でかつ５〜１０ｍｍのスポット径で液晶ガラス２の表面２Ａに照射されるようになっている（図５参照）。なお、第２レーザ光Ｌ２の焦点を液晶ガラス２の表面２Ａより下方に位置させるようにして、第２レーザ光Ｌ２を液晶ガラス２に照射しても良い。
本実施例においては、制御装置６によって両レーザ発振器８、９を同期して作動させることで、両レーザ光Ｌ１、Ｌ２を同期して発振させるようにしてあり、しかも液晶ガラス２に照射される際の両レーザ光Ｌ１、Ｌ２の光軸を一致させるようにしている（図２、図５参照）。これによって、ダイクロイックミラー１３によって反射されて液晶ガラス２へ照射される第１レーザ光Ｌ１と、ダイクロイックミラー１３を透過して液晶ガラス２に照射される第２レーザ光Ｌ２とを重畳させるようにしている。 Next, on the optical path of the second laser beam L2 oscillated from the second laser oscillator 9 and above the dichroic mirror 13, it is inclined 45 degrees with respect to the optical axis of the second laser beam L2. A bend mirror 14 is arranged. The bend mirror 14 and the dichroic mirror 13 are arranged in parallel with each other at the vertical position. Thus, when the second laser light L2 is oscillated from the second laser oscillator 9, the second laser light L2 is reflected by the bend mirror 14 toward the lower dichroic mirror 13.
Between the bend mirror 14 and the dichroic mirror 13, the second condensing lens 12 that condenses the second laser light L2 reflected by the bend mirror 14 is disposed. As described above, since the second laser beam L2 having a long wavelength can pass through the dichroic mirror 13, when the second laser beam L2 is oscillated from the second laser oscillator 9, it is reflected downward by the bend mirror 14. After that, the light is condensed by the second condenser lens 12 and then transmitted through the dichroic mirror 13 and then irradiated onto the liquid crystal glass 2 from the surface 2A side through the opening 7a.
As shown in FIG. 4, the focal point F2 of the second laser beam L2 is positioned above the surface 2A of the liquid crystal glass 2, and therefore the surface 2A of the liquid crystal glass 2 is irradiated with the second laser beam L2. The As a result, the defocused second laser light L2 is irradiated on the surface 2A of the liquid crystal glass 2 with a circular spot diameter of 5 to 10 mm (see FIG. 5). The second laser beam L2 may be irradiated to the liquid crystal glass 2 so that the focal point of the second laser beam L2 is positioned below the surface 2A of the liquid crystal glass 2.
In the present embodiment, both laser oscillators 8 and 9 are operated synchronously by the control device 6 so that both laser beams L1 and L2 are oscillated synchronously, and the liquid crystal glass 2 is irradiated. The optical axes of the two laser beams L1 and L2 are made to coincide (see FIGS. 2 and 5). Thus, the first laser light L1 reflected by the dichroic mirror 13 and applied to the liquid crystal glass 2 and the second laser light L2 transmitted through the dichroic mirror 13 and applied to the liquid crystal glass 2 are superimposed. Yes.

第２レーザ発振器９は、液晶ガラス２に対して吸収率の高いＣＯ２レーザ光である第２レーザ光Ｌ２を連続発振するようになっており、液晶ガラスの表面２Ａにおけるレーザパワー密度は１〜１０Ｗ／ｍｍ２の範囲内に設定している。また、第２集光レンズ１２は、第２レーザ光Ｌ２が液晶ガラス２に照射された際に、図５に示した液晶ガラス２の表面２Ａにおける第２レーザ光Ｌ２の円形のスポット径が５〜１０ｍｍとなる高さ位置に支持されるようになっている。なお、第２集光レンズ１２も第１集光レンズ１１と同様に、第２レーザ光Ｌ２の光軸方向に移動可能にしても良い。
これにより、第２レーザ光Ｌ２が液晶ガラス２に吸収されることにより、照射位置を中心に内部が加熱されて温度勾配が発生し、この温度勾配が発生した領域に残留引張応力が生じる（図４（ａ）参照）。そして、照射位置を分割線に沿って移動させることによって分割線を中心として左右対称な残留引張応力となり、第１レーザ光Ｌ１によって形成されていた微小な亀裂Ｃが液晶ガラス２の厚さ方向に成長して、液晶ガラス２の裏面２Ｂから表面２Ａまで到達することで液晶ガラス２が割断されるようになっている。 The second laser oscillator 9 continuously oscillates the second laser light L2, which is CO2 laser light having a high absorption rate with respect to the liquid crystal glass 2, and the laser power density on the surface 2A of the liquid crystal glass is 1 to 10 W. / Mm2 is set. The second condenser lens 12 has a circular spot diameter of 5 on the surface 2A of the liquid crystal glass 2 shown in FIG. 5 when the second laser light L2 is irradiated onto the liquid crystal glass 2. It is supported at a height position of 10 mm. Note that the second condenser lens 12 may also be movable in the optical axis direction of the second laser light L2, similarly to the first condenser lens 11.
As a result, the second laser beam L2 is absorbed by the liquid crystal glass 2, whereby the inside is heated around the irradiation position to generate a temperature gradient, and a residual tensile stress is generated in the region where the temperature gradient has occurred (see FIG. 4 (a)). Then, by moving the irradiation position along the dividing line, a left-right symmetrical residual tensile stress is generated about the dividing line, and the minute crack C formed by the first laser light L1 is formed in the thickness direction of the liquid crystal glass 2. The liquid crystal glass 2 is cleaved by growing and reaching from the back surface 2B of the liquid crystal glass 2 to the front surface 2A.

本実施例においては、移動手段５によって、照射手段４を加工テーブル３上の液晶ガラス２に対して水平面のＸＹ方向に相対移動させるようにしている。より詳細には、照射手段４の両レーザ光Ｌ１、Ｌ２の照射位置を１００〜６０００ｍｍ／ｍｉｎの範囲で設定した速度で液晶ガラス２の分割線Ｑに沿って移動させることで、該分割線Ｑに沿って液晶ガラス２を割断するようにしている。また、移動手段５は照射手段４をＺ方向にも移動可能となっている。
なお、第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２の各光路の長さは、照射手段４を移動させても一定となっている。また、本実施例では、被加工物である液晶ガラス２の厚さや材質が変更された場合には、制御装置６は移動手段５を介して照射手段４を所要量だけ昇降させたり、集光レンズ１１、１２の位置を移動させたりすることで、第１レーザ光Ｌ１の焦点の位置と第２レーザ光Ｌ２のスポット径を所定の位置や大きさに合わせるようにしている。 In this embodiment, the moving means 5 moves the irradiating means 4 relative to the liquid crystal glass 2 on the processing table 3 in the horizontal and XY directions. More specifically, by moving the irradiation positions of the laser beams L1 and L2 of the irradiation unit 4 along the dividing line Q of the liquid crystal glass 2 at a speed set in the range of 100 to 6000 mm / min, the dividing line Q The liquid crystal glass 2 is cleaved along. Moreover, the moving means 5 can move the irradiation means 4 in the Z direction.
Note that the lengths of the optical paths of the first laser beam L1 and the second laser beam L2 are constant even when the irradiation unit 4 is moved. Further, in this embodiment, when the thickness or material of the liquid crystal glass 2 that is a workpiece is changed, the control device 6 raises or lowers the irradiation means 4 by a required amount via the moving means 5 or collects light. By moving the positions of the lenses 11 and 12, the position of the focal point of the first laser light L1 and the spot diameter of the second laser light L2 are adjusted to a predetermined position and size.

以上の構成において、液晶ガラス２を楕円形の分割線Ｑに沿って割断する場合について作動を説明する。
この場合には、液晶ガラス２を加工テーブル３上に載置することにより、図示しない吸着手段によって液晶ガラスの裏面２Ｂが吸着保持されて、水平に支持される。そして、両レーザ発振器８，９が作動されていない状態において、移動手段５によって照射手段４をＸＹ方向に所要量だけ移動させて、両レーザ光Ｌ１、Ｌ２の光軸を分割線Ｑの始点Ｑ１と一致する位置に位置させる。
これにより、第１レーザ光Ｌ１の焦点Ｆ１は、液晶ガラス２における分割線Ｑの始点Ｑ１の位置で、かつ液晶ガラス２の裏面２Ｂの近傍に合わせられている。しかも、第２集光レンズ１２によって集光される際の第２レーザ光Ｌ２の焦点Ｆ２は表面２Ａよりも少し上方に合わせられている。
この状態から制御装置６によって両レーザ発振器８、９を同期して作動させる。これにより、上記第１レーザ光Ｌ１と重畳して第２レーザ光Ｌ２が始点Ｑ１となる液晶ガラス２の表面２Ａに照射される。
すると、第１レーザ光Ｌ１によって液晶ガラス２内の焦点Ｆ１の位置、つまり裏面２Ｂの近傍の位置に多光子吸収が起こり、裏面２Ｂに微小な亀裂Ｃが発生する（図３参照）。
これと同時に第２レーザ光Ｌ２が液晶ガラス２に照射されているので、上記微小な亀裂Ｃが生じた始点Ｑ１とその周辺が第２レーザ光Ｌ２によって加熱されて、そこに大きな温度勾配を発生する（図４（ａ））。この後、移動手段５によって照射手段４が液晶ガラス２に対してＸＹ方向に移動されることで、両レーザ光Ｌ１、Ｌ２の光軸が液晶ガラス２の分割線Ｑに沿って相対移動される。この移動によって分割線上に第１レーザ光Ｌ１による亀裂が形成されていく。また、第２レーザ光Ｌ２の照射位置の相対移動に遅れて第２レーザ光Ｌ２により上記分割線Ｑに沿って上記微小な亀裂Ｃが液晶ガラス２の裏面２Ｂ側から表面２Ａ側へ成長されて、表面２Ａまで到達することで分割線Ｑの始点Ｑ１から割断される。
このように両レーザ光Ｌ１、Ｌ２が液晶ガラス２の分割線Ｑに沿って相対移動されることで、第１レーザ光Ｌ１による微小な亀裂Ｃの発生と、第２レーザ光Ｌ２による加熱が行われるので、始点Ｑ１から分割線Ｑに沿って連続して割断されていき、したがって、液晶ガラス２は、両レーザ光Ｌ１、Ｌ２によって分割線Ｑに沿って所定の形状に割断されるようになっている。 In the above configuration, the operation will be described for the case where the liquid crystal glass 2 is cleaved along the elliptical dividing line Q.
In this case, by placing the liquid crystal glass 2 on the processing table 3, the back surface 2B of the liquid crystal glass is sucked and held by suction means (not shown) and supported horizontally. Then, in a state where both the laser oscillators 8 and 9 are not operated, the irradiation unit 4 is moved by the required amount in the X and Y directions by the moving unit 5 so that the optical axes of both the laser beams L1 and L2 are the starting point Q1 of the dividing line Q Is located at the position that matches.
Thereby, the focus F1 of the first laser light L1 is adjusted to the position of the starting point Q1 of the dividing line Q in the liquid crystal glass 2 and in the vicinity of the back surface 2B of the liquid crystal glass 2. Moreover, the focal point F2 of the second laser light L2 when being condensed by the second condenser lens 12 is set slightly above the surface 2A.
From this state, both laser oscillators 8 and 9 are operated synchronously by the control device 6. Thereby, the surface 2A of the liquid crystal glass 2 that is the starting point Q1 is irradiated with the second laser beam L2 so as to overlap the first laser beam L1.
Then, the multi-photon absorption occurs at the position of the focal point F1 in the liquid crystal glass 2 by the first laser light L1, that is, the position in the vicinity of the back surface 2B, and a minute crack C is generated on the back surface 2B (see FIG. 3).
At the same time, since the second laser beam L2 is applied to the liquid crystal glass 2, the starting point Q1 where the minute crack C is generated and its periphery are heated by the second laser beam L2, and a large temperature gradient is generated there. (FIG. 4A). Thereafter, the moving means 5 moves the irradiating means 4 in the XY direction with respect to the liquid crystal glass 2, so that the optical axes of both laser beams L 1 and L 2 are relatively moved along the dividing line Q of the liquid crystal glass 2. . By this movement, a crack due to the first laser beam L1 is formed on the dividing line. In addition, the minute crack C is grown from the back surface 2B side to the front surface 2A side of the liquid crystal glass 2 along the dividing line Q by the second laser light L2 after the relative movement of the irradiation position of the second laser light L2. , It is cleaved from the starting point Q1 of the dividing line Q by reaching the surface 2A.
As described above, the two laser beams L1 and L2 are relatively moved along the dividing line Q of the liquid crystal glass 2, so that a minute crack C is generated by the first laser beam L1 and heating by the second laser beam L2 is performed. Therefore, the glass glass 2 is continuously cleaved along the dividing line Q from the starting point Q1, and therefore the liquid crystal glass 2 is cleaved into a predetermined shape along the dividing line Q by both the laser beams L1 and L2. ing.

以上のように本実施例においては、両レーザ光Ｌ１、Ｌ２を重畳させて同時に液晶ガラス２に照射することで、該液晶ガラス２を分割線Ｑに沿って割断するようにしている。つまり、亀裂を生じさせる工程と、亀裂を成長させる工程とを同時に行うことができる。そのため、本実施例の割断装置１及びそれによる上述した割断方法によれば、上記従来の加工方法と比較して、割断作業に要する作業時間を短縮させることができる。
しかも、本実施例においては、両レーザ光Ｌ１、Ｌ２を重畳させて、かつ光軸を一致させた状態において液晶ガラス２を分割線Ｑに沿って割断するので、分割線Ｑが曲線であっても支障なく割断することができる。したがって、本実施例の割断装置１及びそれによる上述した割断方法によれば、従来と比較して汎用性が高い割断装置を提供することができる。
また、本実施例においては、液晶ガラス２にスクライビング溝を形成しないため、上記特許文献１及び特許文献２に開示された従来の方法と比較して、割断面をきれいに仕上げることができる。
さらに、本実施例においては、液晶ガラス２に対してその表面２Ａ側から第１レーザ光Ｌ１を照射して、裏面２Ｂに微小な亀裂Ｃを生じさせてあり、それとともに第２レーザＬ２で亀裂Ｃの箇所を加熱して割断するので、亀裂Ｃは裏面２Ｂから表面２Ａまで到達して液晶ガラス２が完全に割断される。そのため、上記特許文献３及び４に開示された従来の方法と比較して、脆性材料を短時間で確実に割断することが可能である。
なお、液晶ガラス２の分割線Ｑが一直線である場合には、両レーザ光Ｌ１、Ｌ２の光軸を一致させる必要は無く、図６に示すように、両レーザ光Ｌ１、Ｌ２が重畳する範囲内で両レーザ光Ｌ１、Ｌ２の光軸をずらしても良い。 As described above, in the present embodiment, the liquid crystal glass 2 is cut along the dividing line Q by superimposing both the laser beams L1 and L2 and irradiating the liquid crystal glass 2 at the same time. That is, the process of generating a crack and the process of growing a crack can be performed simultaneously. Therefore, according to the cleaving apparatus 1 of the present embodiment and the cleaving method described above, the working time required for cleaving work can be shortened as compared with the conventional processing method.
Moreover, in the present embodiment, the liquid crystal glass 2 is cleaved along the dividing line Q in a state where the laser beams L1 and L2 are overlapped and the optical axes coincide with each other, so that the dividing line Q is a curve. Can be cleaved without any problem. Therefore, according to the cleaving device 1 of the present embodiment and the cleaving method described above, it is possible to provide a cleaving device that is more versatile than the conventional one.
In the present embodiment, since the scribing groove is not formed in the liquid crystal glass 2, compared with the conventional methods disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the fractured surface can be finished finely.
Further, in the present embodiment, the liquid crystal glass 2 is irradiated with the first laser light L1 from the front surface 2A side to cause a minute crack C on the back surface 2B, and at the same time, the second laser L2 generates a crack. Since the portion C is heated and cleaved, the crack C reaches from the back surface 2B to the front surface 2A, and the liquid crystal glass 2 is completely cleaved. Therefore, as compared with the conventional methods disclosed in Patent Documents 3 and 4, it is possible to reliably break the brittle material in a short time.
When the dividing line Q of the liquid crystal glass 2 is a straight line, it is not necessary to make the optical axes of the two laser beams L1 and L2 coincide with each other, and as shown in FIG. The optical axes of both the laser beams L1 and L2 may be shifted within.

次に、図７は本発明の第２実施例を示したものである。上述した第１実施例においては両レーザ光Ｌ１、Ｌ２を重畳させて同時に液晶ガラス２に照射するようにしていたが、この第２実施例は両レーザ光Ｌ１、Ｌ２を重畳させないで少しタイミングをずらして照射するようにしたものである。
すなわち、この第２実施例においては、上記第１実施例におけるダイクロイックミラーの代わりに単に第１レーザ光Ｌ１を反射するだけの機能を有する第１ベンドミラー１３を配置している。そして、第２集光レンズ１２および第２ベンドミラー１４を、上記第１ベンドミラー１３の上方位置からずれたケーシング７の外方寄りの位置に配置している。これにより、両レーザ光Ｌ１、Ｌ２は重畳することなく、表面２Ａ側から液晶ガラス２に照射されるようになっている。
このように第２実施例においては、両レーザ光Ｌ１、Ｌ２の光軸が所定量だけずれて液晶ガラス２に照射されるようになっているので、本実施例においては、加工テーブル３を図示しない回動手段により、加工テーブル３を中心として水平面で９０度の範囲内で正逆に回転できるようにしている。
その他の構成は、上記第１実施例に示した割断装置１の構成と同じであり、同一部分の構成の説明は省略する。 Next, FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. In the first embodiment described above, both the laser beams L1 and L2 are superimposed and irradiated onto the liquid crystal glass 2 at the same time. However, in this second embodiment, the timings are slightly increased without overlapping both the laser beams L1 and L2. The irradiation is performed with a shift.
That is, in the second embodiment, the first bend mirror 13 having a function of simply reflecting the first laser beam L1 is disposed instead of the dichroic mirror in the first embodiment. Then, the second condenser lens 12 and the second bend mirror 14 are arranged at a position closer to the outside of the casing 7 that is shifted from the upper position of the first bend mirror 13. Thereby, both the laser beams L1 and L2 are irradiated to the liquid crystal glass 2 from the surface 2A side without overlapping.
As described above, in the second embodiment, the optical axes of the laser beams L1 and L2 are shifted by a predetermined amount so as to be applied to the liquid crystal glass 2, and therefore, in this embodiment, the processing table 3 is illustrated. The rotating means that does not rotate is capable of rotating in the forward and reverse directions within a range of 90 degrees on a horizontal plane around the processing table 3.
The other configuration is the same as the configuration of the cleaving apparatus 1 shown in the first embodiment, and the description of the configuration of the same part is omitted.

このような第２実施例の割断装置１においては、先ず先行して第１レーザ光Ｌ１を表面２Ａ側から液晶ガラス２に照射して分割線Ｑに沿って液晶ガラス２の裏面２Ｂに微小な亀裂Ｃを生じさせる。
移動手段５によって第１レーザ光Ｌ１を液晶ガラス２の分割線Ｑに沿って相対移動させるとともに、第１レーザ光Ｌ１の移動に追随して第２レーザ光Ｌ２を移動させつつ、該第２レーザ光Ｌ２を表面２Ａ側から先に亀裂Ｃが生じた箇所に照射するようにしている。これにより、微小な亀裂Ｃが厚さ方向に成長して、裏面２Ｂから表面２Ａまで到達して液晶ガラス２が割断されるようになっている。
なお、２つの直線からなる分割線Ｑが直交するような場合には、図示しない回動手段によって加工テーブル３を９０°回転させることによって、所望の割断が可能である。 In such a cleaving apparatus 1 of the second embodiment, first, the first laser beam L1 is first irradiated onto the liquid crystal glass 2 from the front surface 2A side, and a minute amount is applied to the back surface 2B of the liquid crystal glass 2 along the dividing line Q. Crack C is generated.
The first laser beam L1 is relatively moved along the dividing line Q of the liquid crystal glass 2 by the moving means 5, and the second laser beam L2 is moved following the movement of the first laser beam L1, while the second laser beam is moved. The light L2 is irradiated to the portion where the crack C is generated first from the surface 2A side. Thereby, the micro crack C grows in the thickness direction, reaches the front surface 2A from the back surface 2B, and the liquid crystal glass 2 is cleaved.
When the dividing line Q composed of two straight lines is orthogonal, a desired cleaving can be performed by rotating the processing table 3 by 90 ° by a rotating means (not shown).

このような第２実施例においても、液晶ガラス２に対してその表面２Ａ側から第１レーザ光Ｌ１を照射して、裏面２Ｂに微小な亀裂Ｃを生じさせてあり、それとともに第２レーザＬ２で亀裂Ｃの箇所を加熱して亀裂Ｃを厚さ方向に成長させているので、亀裂Ｃは裏面２Ｂから表面２Ａまで到達して液晶ガラス２が完全に割断される。そのため、上記特許文献３及び４に開示された従来の方法と比較して、脆性材料を確実に短時間で割断することが可能である。   Also in the second embodiment, the liquid crystal glass 2 is irradiated with the first laser light L1 from the front surface 2A side, and a minute crack C is generated on the back surface 2B, together with the second laser L2. Since the crack C is heated and grown in the thickness direction, the crack C reaches from the back surface 2B to the front surface 2A, and the liquid crystal glass 2 is completely cleaved. Therefore, it is possible to reliably break the brittle material in a short time as compared with the conventional methods disclosed in Patent Documents 3 and 4 above.

次に図８ないし図９は、本発明の第３実施例を示したものである。上述した第１実施例及び第２実施例の割断装置１においては、二種類のレーザ光Ｌ１、Ｌ２を液晶ガラス２に表面２Ａ側から照射して割断するようにしていたが、この第３実施例においては、第１レーザ光Ｌ１のみを表面２Ａ側から液晶ガラス２に照射することで液晶ガラス２を割断するように構成したものである。
すなわち、第３実施例の割断装置１は、上記第２実施例における第２レーザ発振器９、第２集光レンズ１２および第２ベンドミラー１４を省略する一方、第１集光レンズ１１と第１レーザ発振器８との間の第１レーザ光Ｌ１の光路上にビーム径を拡大するためのビームエキスパンダー１７を配置している。このビームエキスパンダー１７によって第１レーザ光Ｌ１のスポット径を小さくするようにしている。
そして、この第３実施例においては、第１レーザ発振器８から第１レーザ光Ｌ１としてのピコ秒パルスレーザを発振するようにしている。ピコ秒パルスレーザは、波長３５５ｎｍ、平均出力２〜１０Ｗ、パルス幅５ピコ〜５００ピコ秒、パルス周波数は５ＫＨｚ〜２００ＭＨｚの範囲内で条件設定するようにしている。また、第１集光レンズ１１の焦点距離１０〜５０ｍｍのものを使用し、ビームエキスパンダー１７によってビーム径を２〜１０倍の範囲内で設定して第１レーザ光Ｌ１の焦点Ｆ１のスポット径を１０μｍとして、液晶ガラス２の裏面２Ｂの近傍に第１レーザ光Ｌ１を照射するようにしている。その他の構成は、上記第２実施例のものと同じである。
この第３実施例においては、上述したように、表面２Ａ側から第１レーザ光Ｌ１が液晶ガラス２に照射されると、図９（ａ）に示すように、第１レーザ光Ｌ１は液晶ガラス２の内部を通って焦点Ｃの位置で多光子吸収され、液晶ガラス２の裏面２Ｂ上に微小な改質硬化部Ｈが形成される。この改質硬化部Ｈとそれよりも表面２Ａ側となる第１レーザ光Ｌ１が照射された部分（図９（ａ）に斜線で表示した部分）では、第１レーザ光Ｌ１がわずかに吸収されて発熱し、内部応力が発生している。
このようにして、分割線の始点から第１レーザ光Ｌ１を分割線に沿って照射することで、分割線に沿って改質硬化部Ｈを形成していくと、若干遅れて、改質硬化部Ｈとその改質硬化部と接する非硬化部との境界部に微小な亀裂Ｃが発生し、上記内部応力によって微小な亀裂Ｃが分割線に沿って、裏面２Ｂ側から表面２Ａ側に成長し割断される（図９（ｂ）参照）。
なお、移動手段５は分割線に沿って第１レーザ光Ｌ１の照射位置を液晶ガラス２に対して１００〜２０００ｍｍ/ｍｉｎで相対移動させるようにしている。これに伴って、改質硬化部Ｈは液晶ガラス２から分離される（図９（ｃ））。
このような第３実施例であっても、上記第１、２実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
上記第３実施例においては、液晶ガラス２が割断されると、改質硬化部Ｈは液晶ガラス２から分離するようになっていたが、割断後において最初に発生した亀裂Ｃの位置に付着する場合もある。
また、この第３実施例において、被加工物である液晶ガラス２の材質や厚さが変更された場合には、第１レーザ光Ｌ１の焦点Ｆ１を裏面２Ｂ近傍の位置に合わせるために、移動手段５によって照射手段４をＺ方向に昇降させるようにしても良いし、第１集光レンズ１１を光軸方向に移動させるようにしても良く、さらには、照射手段４を昇降させるとともに第１集光レンズ１１を光軸方向に移動させるようにしても良い。
なお、上記各実施例の割断装置１においては、被加工物である液晶ガラス２としてアニーリングなどの特別な処理をしないものを想定したが、脆性材料にアニ−リングを施したもや、ＰＤＰ基板、有機ＥＬ基板やシリコンウエハ、化合物半導体などであっても上記本実施例の割断装置１によって割断することができる。
さらに、上記実施例において、分割線Ｑの下方側となる加工テーブル３に冷却手段としての流体を流通させるようにしても良い。それによって、液晶ガラス２の分割線Ｑに両レーザ光Ｌ１、Ｌ２を照射する際に照射スポットの後方を流体で冷却することができる。 Next, FIGS. 8 to 9 show a third embodiment of the present invention. In the cleaving apparatus 1 of the first and second embodiments described above, the liquid crystal glass 2 is cleaved by irradiating the two types of laser beams L1 and L2 from the surface 2A side, but this third embodiment. In the example, the liquid crystal glass 2 is cleaved by irradiating the liquid crystal glass 2 only with the first laser light L1 from the surface 2A side.
That is, the cleaving apparatus 1 of the third embodiment omits the second laser oscillator 9, the second condenser lens 12 and the second bend mirror 14 in the second embodiment, while the first condenser lens 11 and the first A beam expander 17 for expanding the beam diameter is disposed on the optical path of the first laser light L1 between the laser oscillator 8 and the laser oscillator 8. The beam expander 17 reduces the spot diameter of the first laser light L1.
In the third embodiment, the first laser oscillator 8 oscillates a picosecond pulse laser as the first laser beam L1. The picosecond pulse laser has a wavelength of 355 nm, an average output of 2 to 10 W, a pulse width of 5 to 500 picoseconds, and a pulse frequency in the range of 5 KHz to 200 MHz. In addition, the first condenser lens 11 having a focal length of 10 to 50 mm is used, the beam diameter is set within a range of 2 to 10 times by the beam expander 17, and the spot diameter of the focal point F1 of the first laser light L1 is set. The first laser beam L1 is applied to the vicinity of the back surface 2B of the liquid crystal glass 2 at 10 μm. Other configurations are the same as those of the second embodiment.
In the third embodiment, as described above, when the liquid crystal glass 2 is irradiated with the first laser light L1 from the surface 2A side, as shown in FIG. 2, multiphoton absorption is performed at the position of the focal point C through the inside of 2, and a minute modified and hardened portion H is formed on the back surface 2 </ b> B of the liquid crystal glass 2. The first laser beam L1 is slightly absorbed in the modified hardened portion H and the portion irradiated with the first laser beam L1 on the surface 2A side (the portion indicated by hatching in FIG. 9A). Heat is generated and internal stress is generated.
In this way, when the modified hardening portion H is formed along the dividing line by irradiating the first laser beam L1 along the dividing line from the starting point of the dividing line, the modified hardening is slightly delayed. A minute crack C occurs at the boundary between the portion H and the non-cured portion in contact with the modified cured portion, and the minute crack C grows from the back surface 2B side to the front surface 2A side along the dividing line due to the internal stress. It is split (see FIG. 9B).
The moving means 5 moves the irradiation position of the first laser light L1 relative to the liquid crystal glass 2 at 100 to 2000 mm / min along the dividing line. Along with this, the modified hardened portion H is separated from the liquid crystal glass 2 (FIG. 9C).
Even in the third embodiment, the same operation and effect as the first and second embodiments can be obtained.
In the third embodiment, when the liquid crystal glass 2 is cleaved, the modified hardened portion H is separated from the liquid crystal glass 2, but it adheres to the position of the crack C that first occurs after cleaving. In some cases.
In the third embodiment, when the material or thickness of the liquid crystal glass 2 that is the workpiece is changed, the movement is performed in order to adjust the focal point F1 of the first laser beam L1 to the position near the back surface 2B. The irradiating means 4 may be moved up and down in the Z direction by the means 5, or the first condenser lens 11 may be moved in the optical axis direction. The condensing lens 11 may be moved in the optical axis direction.
In the cleaving apparatus 1 of each of the above embodiments, it is assumed that the liquid crystal glass 2 that is a workpiece is not subjected to a special treatment such as annealing, but a brittle material is annealed, or a PDP substrate Even an organic EL substrate, a silicon wafer, a compound semiconductor, or the like can be cleaved by the cleaving apparatus 1 of this embodiment.
Further, in the above embodiment, a fluid as a cooling means may be circulated through the processing table 3 on the lower side of the dividing line Q. Thereby, the back of the irradiation spot can be cooled with the fluid when the laser beam L1 and L2 are irradiated onto the dividing line Q of the liquid crystal glass 2.

本発明の一実施例を示す概略の平面図。1 is a schematic plan view showing an embodiment of the present invention. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。Sectional drawing which follows the II-II line | wire of FIG. 図２に示した割断装置１の要部による処理工程を示す図。The figure which shows the process process by the principal part of the cleaving apparatus 1 shown in FIG. 図２に示した割断装置１の要部による処理工程を示す図。The figure which shows the process process by the principal part of the cleaving apparatus 1 shown in FIG. 図２に示した両レーザ光Ｌ１、Ｌ２の光軸の関係を示す図。The figure which shows the relationship of the optical axis of both the laser beams L1 and L2 shown in FIG. 本発明の他の実施例における両レーザ光Ｌ１、Ｌ２の光軸の関係を示す図。The figure which shows the relationship of the optical axis of both the laser beams L1 and L2 in the other Example of this invention. 本発明の第２実施例を示す断面図。Sectional drawing which shows 2nd Example of this invention. 本発明の第３実施例を示す断面図。Sectional drawing which shows 3rd Example of this invention. 図８に示した第３実施例の割断装置１による割断作業の進行状況を示す断面図。Sectional drawing which shows the progress of the cleaving operation | work by the cleaving apparatus 1 of 3rd Example shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１…割断装置 ２…液晶ガラス（脆性材料）
２Ａ…表面 ２Ｂ…裏面
４…移動手段 ８…第１レーザ発振器
Ｌ１…第１レーザ光 Ｑ…分割線
Ｆ１…Ｌ１の焦点 1 ... Cleaving device 2 ... Liquid crystal glass (brittle material)
2A ... front surface 2B ... back surface 4 ... moving means 8 ... first laser oscillator L1 ... first laser light Q ... dividing line F1 ... focus of L1

Claims (8)

板状の脆性材料にレーザ光を照射して割断する脆性材料の割断方法において、
脆性材料の裏面またはその近傍となる内部に焦点を合わせて表面側から脆性材料に第１レーザ光を照射して、脆性材料の裏面に亀裂を形成して脆性材料を割断することを特徴とする脆性材料の割断方法。 In the method of cleaving the brittle material by irradiating the plate-like brittle material with laser light,
Focusing on the inside of the back surface of the brittle material or in the vicinity thereof, irradiating the brittle material with the first laser beam from the front side to form a crack on the back surface of the brittle material, thereby cleaving the brittle material A method for cleaving brittle materials. 上記第１レーザ光は、波長が紫外線領域であって、かつパルス幅が１ナノ秒未満であることを特徴とする請求項１に記載の脆性材料の割断方法。   The brittle material cleaving method according to claim 1, wherein the first laser beam has a wavelength in an ultraviolet region and a pulse width of less than 1 nanosecond. 上記亀裂が生じた箇所に第２レーザ光を照射して加熱することにより、上記亀裂を裏面側から表面まで到達するように脆性材料の厚さ方向に成長させて割断することを特徴とする請求項１に記載の脆性材料の割断方法。   Claims characterized in that the crack is caused to grow in the thickness direction of the brittle material so as to reach the surface from the back side by irradiating the portion where the crack has occurred with the second laser beam and heating. Item 2. A method for cleaving a brittle material according to Item 1. 上記第２レーザ光を脆性材料の表面側から照射することを特徴とする請求項３に記載の脆性材料の割断方法。   4. The method for cleaving a brittle material according to claim 3, wherein the second laser beam is irradiated from the surface side of the brittle material. 脆性材料に亀裂を形成する第１レーザ光を発振する第１レーザ発振器と、上記第１レーザ発振器と脆性材料とを相対移動させて第１レーザ光の照射位置を変更する移動手段とを備え、
上記第１レーザ光の焦点を脆性材料の裏面またはその近傍となる内部に合わせた状態で、上記第１レーザ発振器から発振した第１レーザ光を表面側から脆性材料に照射して、該脆性材料の裏面に亀裂を形成することにより脆性材料を割断することを特徴とする脆性材料の割断装置。 A first laser oscillator that oscillates a first laser beam that forms a crack in the brittle material; and a moving unit that relatively moves the first laser oscillator and the brittle material to change the irradiation position of the first laser beam,
The brittle material is irradiated from the surface side with the first laser light oscillated from the first laser oscillator in a state in which the focus of the first laser beam is focused on the back surface of the brittle material or in the vicinity thereof. A brittle material cleaving apparatus characterized by cleaving a brittle material by forming a crack on the back surface thereof. 上記第１レーザ発振器は、波長が紫外線領域で、かつパルス幅が１ナノ秒未満の第１レーザ光を照射することを特徴とする請求項５に記載の割断装置。   6. The cleaving apparatus according to claim 5, wherein the first laser oscillator irradiates a first laser beam having a wavelength in an ultraviolet region and a pulse width of less than 1 nanosecond. 上記脆性材料を加熱する第２レーザ光を発振する第２レーザ発振器を設けて、上記亀裂を形成した箇所に第２レーザ光を照射して、上記亀裂を裏面側から表面まで到達するように脆性材料の厚さ方向に成長させることを特徴とする請求項５に記載の割断装置。   A second laser oscillator that oscillates a second laser beam for heating the brittle material is provided, and the second laser beam is irradiated to the portion where the crack is formed, so that the brittleness reaches the surface from the back side to the surface. The cleaving apparatus according to claim 5, wherein the cleaving apparatus is grown in a thickness direction of the material. 上記第２レーザ発振器は、脆性材料の表面側から第２レーザ光を照射することを特徴とする請求項７に記載の割断装置。
8. The cleaving apparatus according to claim 7, wherein the second laser oscillator irradiates the second laser light from the surface side of the brittle material.
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