【手続補正書】
【提出日】平成22年6月29日(2010.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振器から射出されるレーザビーム照射によって脆性材料を加熱し、熱応力によって前記脆性材料を割断する脆性材料の熱応力割断方法において、加熱を行なうレーザビームをビーム走査方向に対して同一線上に配列した複数群から構成し、おのおのの群に対応するレーザ光強度を変化させて前記レーザビームのレーザ光強度分布を制御することを特徴とする脆性材料の熱応力割断方法。
【請求項２】
複数群のレーザビームを複数の独立したレーザ発振器からの射出ビームにより発生させることを特徴とする請求項１に記載の脆性材料の熱応力割断方法。
【請求項３】
複数群のレーザビームが初期加熱及び昇温を担当する群と、温度維持を担当する群に分類されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の脆性材料の熱応力割断方法。
【請求項４】
複数の独立したレーザ発振器がそれぞれレーザ出力の大きさを測定するパワーメータを備え、フィードバック制御により出力を安定化させるように制御することを特徴とする請求項２に記載の磁性脆性材料の熱応力割断方法。
【請求項５】
複数群のレーザビームを１つのレーザ発振器から射出されたレーザビームをビームスプリッターに入射して発生させた複数本の射出光により形成することを特徴とする請求項１または請求項３に記載の脆性材料の熱応力割断方法。
【請求項６】
レーザビーム照射により加熱された脆性材料の加熱位置からビーム走査線上の後方位置を冷却することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の脆性材料の熱応力割断方法。
【請求項７】
レーザビーム照射により加熱された脆性材料のビーム走査線にあわせて曲げ応力を印加することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の脆性材料の熱応力割断方法。
【請求項８】
レーザ発振器から射出されるレーザビーム照射によって脆性材料を加熱し、熱応力によって前記脆性材料を割断する脆性材料の熱応力割断方法において、加熱を行なうレーザビームを初期加熱を行なう第１のレーザビームおよび温度維持を行なう第２のレーザビームから構成し、前記第1のレーザビームのレーザ出力強度が第２のレーザビームのレーザ出力強度より大きく設定し、前記第１のレーザビームおよび第２のレーザビームを前記脆性材料の照射位置において互いに重ならないようにビーム走査方向に対して同一線上に順次配列したことを特徴とする脆性材料の熱応力割断方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
次に、レーザビーム断面積を同一にしたまま、レーザ出力と走査速度の双方を同率で増大させることを考える。この場合、ガラスの単位面積に投入されるレーザエネルギーは同一であり、速度を増大させても熱応力も割断力も低下しない。この意味では割断速度を増大できるが、ガラスの加熱温度が増大するのでフラットパネルディスプレイ装置の耐久性を考慮すれば採用できる方法ではない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
この欠点をなくすには、レーザビーム形状を走査方向に細長い形状にし、このレーザビームの長さに比例してレーザ出力と走査速度を増大させればよい。この場合ガラスの単位面積あたりのレーザエネルギーと照射時間は同一であるので、加熱温度も変化せず、走査速度を増大させても割断性能は低下しないであろう。この方法によって、レーザビーム長に比例した割断速度の達成が期待できる。しかしながら、この試みも実験を行なったところ、割断速度の増大は期待したレーザビーム長比例値よりも低いものであった。この原因は、ただ単にレーザビーム形状の最適化だけでは不十分であり、レーザビーム形状内におけるレーザ光強度分布の最適化が必要であることがわかった。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明によれば、熱応力割断の有する高品質を実現しながら、割断速度を従来技術に比較して大幅に増加させることができる。たとえば、出願人による従来のガラススクライブ装置では、最大出力１００ＷのＣＯ２レーザ発振器を使用し、最大スクライブ速度は４００ｍｍ／secであった。これに対して、複数群のレーザビームとして１００Ｗの２本の独立したレーザ発振器を使用した本発明による２００Ｗのレーザ出力を有する装置では、最大スクライブ速度は８００ｍｍ／secを上回る速度が得られた。レーザによるガラス割断は、多くのすばらしい技術上の利点がありながら、いまだに過去１世紀にわたって使用されてきたダイアモンドチップによる機械的方式を置換できないできた。本発明はそうした事態を一変するものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図２（ｂ）は、実施例１を低速走査で行なう場合を示す。この場合には、加熱先頭部レーザビーム１９１は温度維持部レーザビーム２０１に比較して相対的にエネルギー強度を必ずしも高くする必要はなく、加熱先頭部レーザビーム１９１のエネルギー密度を温度維持部レーザビーム２０１のエネルギー密度より高くなくても、ガラス表面温度分布１６が略一定の所望のガラス表面温度分布１６が実現できる。この様に加熱先頭部レーザビーム強度をコントロールすることは、前記したレーザ出力制御技術で実現できる。
加熱先頭部レーザビーム１９１および温度維持部レーザビーム２０１で構成されたレーザビームをガラス表面に照射して切断予定線に沿って走査させると、ガラスの表面は表面温度分布１６で示すように略一定の温度に加熱されて、ガラス表面に熱応力により亀裂が進行してスクライブ線が形成される。亀裂はガラスの熱伝導によりガラスの深さ方向にも伸びて亀裂がガラスの裏面に達すればガラスは割断される。亀裂がガラスの裏面に達しない場合は、脆性材料のビーム走査線に沿って形成されたスクライブ線にあわせて曲げ応力を印加することにより割断させることができる。
なお、図５のように、レーザビーム照射により加熱されたガラスの加熱領域Ｈからビーム走査線上の後方に離間した位置３に水や空気などの冷却媒体を照射して冷却することにより脆性材料の熱応力割断を促進させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本実施例は複数の照射レーザビームを図６に示したビームスプリッターを使用して発生させる実施例である。すなわち、本発明における先頭加熱部レーザビームと温度維持部レーザビームの双方ともに図６に示すようなビームスプリッターを使用して多点配列で構成することができる。この場合、多点配列は図５とは異なって互いに重ならないように配列する。たとえば、１本のレーザ発振器から射出されたレーザビームＢをビームスプリッター１４に入射して８本の射出光ｂ１〜ｂ８を発生させ、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）における先頭加熱部レーザビーム１９、１９１、１９２は３本の射出光ｂ１〜ｂ３による３点、温度維持部レーザビーム２０、２０１、２０２は５本の射出光ｂ４〜ｂ８による５点というように設定して加熱する。この方式で一般に先頭加熱部レーザビーム１９、１９１、１９２に対応する３本の射出光ｂ１〜ｂ３を温度維持部レーザビーム２０、２０１、２０２に対応する５本の射出光ｂ４〜ｂ８より高エネルギー密度にすることができる。
その他の構成および動作は実施例１と同一であるので、説明を省略する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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