(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断予定線を有する切断対象物に対して，前記切断予定線に沿って第１波長を有する第１レーザビームを照射する第１レーザと，
前記第１レーザから前記第１レーザビームが照射された実切断線を冷却してクラックを発生させる冷却手段と，
前記実切断線に発生したクラックに対して第２波長を有する第２レーザビームを照射する第２レーザと，
前記クラックにおいて反射した前記第２レーザビームを感知する感知手段と，
前記感知手段の感知信号に基づき，前記実切断線と前記切断予定線を比較し，前記実切断線が前記切断予定線に一致しない場合に前記第１レーザビームの経路を修正するための経路修正信号を出力する制御手段と，
を含むことを特徴とする，レーザ切断装置。
【請求項２】
前記第１レーザ，前記冷却手段，前記第２レーザ，および前記感知手段を移送する移送手段をさらに含み，前記移送手段は，前記経路修正信号によって経路が制御されることを特徴とする，請求項１に記載のレーザ切断装置。
【請求項３】
前記切断対象物を移送する切断対象物移送手段をさらに含み，前記切断対象物移送手段は，前記経路修正信号によって経路が制御されることを特徴とする，請求項１または２に記載のレーザ切断装置。
【請求項４】
前記切断対象物の選択位置に前記第１レーザビームが照射される前に所定深さの切断溝を形成するための切断溝形成手段をさらに含むことを特徴とする，請求項１，２または３に記載のレーザ切断装置。
【請求項５】
前記第２レーザビームは，可視光線であることを特徴とする，請求項１，２，３または４に記載のレーザ切断装置。
【請求項６】
前記感知手段は，前記クラックの入射面から反射された前記第２レーザビームの光量を検出する光量検出センサであることを特徴とする，請求項１，２，３，４または５に記載のレーザ切断装置。
【請求項７】
前記切断対象物に噴射された冷却流体を吸入する冷却流体吸入装置をさらに含むことを特徴とする，請求項１，２，３，４，５または６に記載のレーザ切断装置。
【請求項８】
前記冷却手段は，冷却流体を噴射するノズルを含み，前記ノズルは，前記冷却流体の噴射方向に対して，端面が所定角度に傾斜していることを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，６または７に記載のレーザ切断装置。
【請求項９】
切断対象物の切断予定線に沿ってレーザビームを照射するレーザビーム照射段階と，
前記レーザビームが照射された部分を冷却する冷却段階と，
前記冷却段階で発生したクラックから実切断線を確認する確認段階と，
前記実切断線と前記切断予定線を比較して前記実切断線が前記切断予定線を離脱したのか否か判断する判断段階と，
前記判断段階の結果から前記レーザビームの移動経路を修正する修正段階と，
を含むことを特徴とする，切断方法。
【請求項１０】
前記実切断線の経路は，前記クラックから反射される光量から判断されることを特徴とする，請求項9に記載の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，レーザ切断装置およびレーザ切断装置を利用した切断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示器（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）は，小型，軽量化，および低消費電力などの長所を有し，最近，陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ：ＣＲＴ）の代替として脚光を浴びている平板表示器の一種である。
【０００３】
ＬＣＤは，２枚のガラス基板と，これら２枚のガラス基板間に介在された液晶を含む構成を有するものである。液晶は，電界によって整列状態が変化し，入射光を通過および遮断させる光シャッターとしての役割を果たすことによって映像を表示する。
【０００４】
このようなＬＣＤの製造において，生産性の向上を目的として，一回の製造工程の間に多数のパネルを製作することが可能な製造方法が提案されている。その一つは，単位パネル（ＬＣＤ単位セル，ＬＣＤ単位ガラス）の面積を多数個合せた面積に該当する面積を有するガラス母基板，例えば６個の単位パネル面積に該当する面積を有するガラス母基板を使用する方法である。
【０００５】
ガラス母基板を使用して薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）液晶表示装置を製造する場合，２枚のガラス母基板のうち，一方の基板には６枚の単位ＴＦＴ基板に必要なゲートライン，データライン，薄膜トランジスタ，画素電極，および背向膜などが形成され，他方の基板には６枚の単位カラーフィルタ基板に必要なカラーフィルタ層，対向電極，およびブラックマトリックスなどが形成される。
【０００６】
このように構成要素が形成された２枚のガラス母基板は，合着工程，単位パネルに分離するための切断工程，液晶注入工程，液晶注入口を密封するエンドシール工程，および偏光板付着工程を経て，単位パネルに分離される。
【０００７】
図４０は，切断状態のガラス母基板１の平面図であって，単位パネル６の領域を決めるポイントにカッティングキー２０が形成され，カッティングキー２０を基準にスクライブライン４ａ，４ｂが定義される。
【０００８】
切断工程において，スクライブライン４ａ，４ｂに沿って硬度の高いダイヤモンドガラスカッタを用いてガラス母基板１に所定深さを有する予備切断溝を形成し，その後ガラス母基板１に衝撃を加えてガラス母基板１から単位パネルＡ〜Ｆを分離する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら，ダイヤモンドガラスカッタを用いてガラス母基板１を切断する場合，予備切断溝が形成された後，完全に分割するためにガラス母基板１に衝撃が加えられるため，ガラス母基板１が切断される際に発生する微細ガラスパーティクル（ｇｌａｓｓ  ｃｈｉｐ）が周囲に飛散してしまう。したがって，微細ガラスパーティクルによる不具合を予防するため，従来，集塵設備を備える必要があった。
【００１０】
また，一定の大きさに切断されて搬入されたガラス母基板１のエッジ部分には，図４０の領域Ｅ１，Ｅ２をそれぞれ拡大した図４１，図４２に示すように，ダイヤモンドガラスカッタによって切断される際に発生した鋭い凹凸部分が多数存在する。この鋭い凹凸部分には，凹凸部分がない部分に比べて高い応力（ｓｔｒｅｓｓ）が集中し，特に凹凸の程度が甚だしい部分８には，さらに高い応力が集中する。このため，予備切断溝の形成後，衝撃を加えて単位パネル６を分離する場合，予備切断溝部分（図４０中の点線）に沿って単位パネル６が分離されず，高い応力が集中している部分８に沿って分離されてしまい，活性領域が分断されるおそれがあった。このような現象は，特に，大型画面を実現するタイルドＬＣＤパネルを製作する場合に問題とされる。
【００１１】
図４３は，４個の単位パネルＡ〜Ｄを相互接合して構成されたタイルドＬＣＤパネル２０の平面図であり，図４４は，図４３の領域Ｅ４の詳細図である。
【００１２】
図４３に示したように，単位パネルＡ〜Ｄそれぞれの４つのエッジ面のうち，隣接した２つの面をオプティカルボンド２２によって接合され，タイルドＬＣＤパネル２０が形成される。
【００１３】
例えば，図４４に示すように滑らかでないエッジ面を有する単位パネルＡおよび単位パネルＢが相互接合されたとき，単位パネルＡのエッジ面２４と単位パネルＢのエッジ面２５に注目すると，両エッジ面２４，２５を接合したオプティカルボンド２２の厚さに応じてシームライン（ｓｅａｍ  ｌｉｎｅ）の幅が２ｍｍ以上となるおそれがあった。この場合，エッジ面２４，２５におけるブラックマトリックスの幅も２ｍｍ以上となってしまっていた。この２ｍｍの幅は，単位パネルを分割するブラックマトリックスの幅に比して非常に広いものであるため，映像が再生される際，シームラインが認識されることになり，接合部分のブラックマトリックスに沿って画面が分割されてしまう。
【００１４】
これを防止するためには，ＬＣＤパネルの製造前に製造可能な最小シームライン幅をあらかじめ算出し，ＬＣＤパネルのピクセルとピクセル幅を算出された最小シームラインの幅と同一となるように設定する。そして，シームラインがブラックマトリックスの役割を果たすように製造することによって画面分割が防止される。
【００１５】
シームラインの幅によってタイルドＬＣＤの全体解像度が決定されるため，全体解像度を増大させるためには，シームラインの幅を狭めることが必要である。しかし，前述したようにダイヤモンドガラスカッタによって切断された単位パネルの切断面加工誤差によって多くの問題点が生じるため，シームラインの幅を狭めるためことは困難であった。したがって，従来の大型タイルドＬＣＤは，高価であるにも関わらず，解像度が低く，屋内用に使用することは不適当とされていた。このため，従来の大型タイルドＬＣＤは，高解像度が要求されない屋外用として用いられていた。
【００１６】
また，図４０に示した１次切断線４ａに沿って１次切断が実行された後，２次切断線４ｂに沿って２次切断が実行されると，１次切断の際に１次切断線４ａの切断面に発生した凹凸構造によって，１次切断線４ａと２次切断線４ｂが交差する領域Ｅ３に図４１および図４２に示すような切断不良が発生していた。
【００１７】
ところで，レーザビームを用いて１次切断を行った場合，１次切断線４ａと２次切断線４ｂが交差する領域Ｅ３における切断面に微細クラックが発生しないため，クラックが１次切断線４ａと２次切断線４ｂの交差点をすぎて伝播されない。特に，交差点がパネルのパッドおよび活性領域内にある場合，クラック伝播の線形性はさらに重要となる。
【００１８】
しかしながら，従来のレーザビームを利用したレーザ切断装置は次のような問題点を有する。
【００１９】
通常，冷却流体が高温に加熱されたガラス母基板１を冷却させた後消失する際，レーザビームを分散（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）させガラス母基板１に対する切断力を低下させている。例えば，冷却流体として気体が用いられた場合，ガラス母基板１の冷却にともない冷却気体の温度が上昇し，気体分子の運動が活発になる。運動が活発になった冷却気体は，フォーカシングレンズ群ハウジングから出力されるレーザビームに対して拡散され，レーザビームを分散させることになる。また，冷却流体として液体が用いられた場合，ガラス母基板１を冷却にともない冷却液体の温度が上昇し，これによって発生した水蒸気によってレーザビームが分散されることになる。
【００２０】
このように冷却流体によってレーザビームが分散すると，ガラス母基板１の加熱面積が拡大してしまい加熱温度が低くなる。加熱温度の低下によって，所定の位置にクラックが発生しない，あるいはクラックが生じたとしてもそのクラックがガラス母基板１の裏面まで伝播されなくなり，結果的に単位パネルがガラス母基板から完全に切断されない場合があった。
【００２１】
また，液体が冷却流体として使用された場合，ガラス母基板１の表面に噴射された液体が乾燥されながら単位パネルを汚染（むら）する場合がある。この汚染によって，単位パネルの液晶注入口が遮断されてしまい，後工程における液晶注入が不可能になるおそれがあった。
【００２２】
さらに，冷却装置から噴射された冷却液体がガラス母基板１の表面において四方に飛散し，レーザビームを散乱させるなどレーザカッティング設備に悪影響を及ぼす場合があった。
【００２３】
ところで，レーザを用いたガラス母基板１のカッティング工程は，カッティング用レーザビームのパワーによって暗室チャンバにおいて行われる。例えば，波長１３００ｎｍ程度の赤外線領域帯のレーザビームが使われる場合，作業者は，カッティング用レーザビームがスクライブラインに沿って一直線に前進しているかどうかを肉眼で確認することができない。クラックは，レーザビームの進行方向に沿って伝播されるため，カッティング用レーザビームがスクライブラインから単位パネル内側に離脱すると，クラックも単位パネル内側に伝播されることになる。レーザビームの走査ラインを肉眼で確認できないことから，ガラス母基板１から切断された単位パネル全部が不良となる場合もあった。
【００２４】
一旦このようなカッティング不良が発生すると，カッティング不良は，１枚のガラス母基板で止まらず，最悪の場合，連続してカッティング工程に入る数十枚，数百枚のガラス母基板に対してカッティング不良が生じることもあり得た。すなわち，一度に大量の単位パネルが不良品となるおそれがあった。これは，レーザカッティングが完了した後，チャンバから搬出されてくるガラス母基板のカッティング状態を作業者がその都度確認することが不可能なためである。
【００２５】
また，従来，作業者がカッティング不良を確認した場合，ガラス母基板に形成されたスクライブラインとカッティング用レーザビームをアラインさせるために，多くの時間が所要され，製品の生産性が低下することも問題とされていた。
【００２６】
本発明は，上記のような問題点に鑑みてなされたものであり，その第１の目的は，ガラス母基板から単位パネルを切断する際，切断線部および切断線の交差点における切断不良を防止することが可能なレーザ切断装置および切断方法を提供することにある。
【００２７】
本発明の第２の目的は，ガラス母基板から単位パネルを切断する際，ガラスパーティクルの発生を防止することが可能なレーザ切断装置および切断方法を提供することにある。
【００２８】
本発明の第３の目的は，ガラス母基板から切断された単位パネルの切断面を平滑とすることが可能なレーザ切断装置および切断方法を提供することにある。
【００２９】
本発明の第４の目的は，冷却流体によるレーザビームの分散を防止することが可能なレーザ切断装置および切断方法を提供することにある。
【００３０】
本発明の第５の目的は，冷却流体による単位パネルの表面の汚染，および，液晶注入口の閉鎖を防止することが可能なレーザ切断装置および切断方法を提供することにある。
【００３１】
本発明の第６の目的は，冷却流体によるレーザカッタの故障を防止することが可能なレーザ切断装置および切断方法を提供することにある。
【００３２】
本発明の第７の目的は，カッティング用レーザビームの進行経路を肉眼で識別することによって，スクライブラインからカッティング用レーザビームが離脱していないか否かを容易に確認することが可能なレーザ切断装置および切断方法を提供することにある。
【００３３】
本発明の第８の目的は，カッティング用レーザビームの進行経路を肉眼で識別するとともに，スクライブラインからカッティング用レーザビームが離脱した場合，カッティング用レーザビームの移動経路を修正してスクライブラインとカッティング用レーザビームを迅速にアラインさせることが可能なレーザ切断装置および切断方法を提供することにある。
【００３４】
本発明の第９の目的は，タイルドＬＣＤパネル間の境界面に形成されるシームライン幅を最小化することが可能なレーザ切断装置および切断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
上記課題を解決するために，本発明の一側面によれば，レーザ切断装置は，所定の波長のレーザビームを合着されたガラス母基板のような切断対象物に照射するレーザと，レーザビームが照射された切断線を冷却させる冷却ユニットを含む。ここで，切断対象物とレーザおよび冷却装置は相対的な位置変更によって切断対象物の切断線にレーザを照射したり冷却流体を噴射する。
【００３６】
選択的に，前記レーザ切断装置は，前記切断対象物の切断線にレーザビームを照射する前に，前記切断対象物の選択位置，例えば始端部，終端部，または交差点に所定深さの予備切断溝を形成するための予備切断溝形成ユニットを含む。
【００３７】
また，選択的に，前記レーザ，前記予備切断溝形成ユニットおよび前記冷却ユニットは移送ユニットに設けられ，移送ユニットの移動によって選択方向の切断線に移送する。
【００３８】
本発明の他の側面によれば，レーザ切断装置は，冷却ユニットから噴射される冷却流体がレーザが照射された切断線に噴射された直後に冷却流体を吸入するための吸入ユニットを含む。冷却ユニットは冷却流体供給部と，流体噴射管を含んで，吸入ユニットは冷却流体を効果的に吸入するように流体噴射管の後端に設置される。吸入ユニットは吸入管と，前記吸入管に真空を発生させるように前記吸入管と連通されたポンプを含む。
【００３９】
本発明のまた他の側面によれば，レーザ切断装置は，レーザビームの一部は透過させて一部は反射させた後反射されたレーザビームを可視光線帯域の波長に変調させてレーザビームの経路を認知する光変調部を含んで，前記光変調部はレーザのフォーカシングレンズ群ハウジング下部に設けられる。
【００４０】
選択的に，光変調部はレーザから出射されたレーザビームの一部はそのまま透過させて残り一部は反射させるビームスプリッタと，前記ビームスプリッタから反射されたレーザビームの波長を可視光線帯域の波長に変調して指示用レーザビームを発生させる光変調部と，前記光変調部の後端に所定勾配で設けられて指示用レーザビームをスクライブラインに反射させる反射鏡を含む。
【００４１】
好ましくは，ビームスプリッタを透過したカッティング用レーザビームと指示用レーザビームは同一線上に照射され，指示用レーザビームはカッティング用レーザビームの後側に位置する。
【００４２】
本発明のまた他の側面によれば，レーザ切断装置は，ガラス母基板のような切断対象物にクラック発生のための第１波長を有する第１レーザビームを照射する第１レーザと，前記第１レーザの進行方向を基準に冷却ユニットの後端に設けられ，ガラス母基板上に発生されたクラックに第２波長を有する第２レーザビームを照射する第２レーザと，前記第２レーザから出射されて，前記ガラス母基板のクラックから反射された第２レーザビームを受光する感知部を含む。
【００４３】
ここで，第１，第２レーザはレーザビームを発振させるレーザ発振ユニットと，レーザ発振ユニットの全面に設けられてレーザビームを屈折させる屈折レンズ部と，屈折されたレーザビームの焦点を調整するフォーカシングレンズ群と，フォーカシングレンズ群の外部を包むフォーカシングレンズ群ハウジングを含む。
【００４４】
同時に，感知部はクラックから反射された第２レーザビームの光量を検出する光量検出センサである。
【００４５】
好ましくは，前記した全てのレーザカッティング装置において，噴射ノズルの端部を傾斜するように構成する。レーザビームの直径は噴射ノズルの直径より通常細いために，傾斜したノズル端部の尖頭部を切断線にアライメントして噴射することによって製作の間，切断線以外の方向にクラックが発生することを防止する。
【００４６】
本発明のまた他の側面によれば，レーザビームを利用した切断方法は，まず切断対象物の切断線と切断始作点を感知する。切断線と切断始作点の感知信号によって切断線の始端部に所定深さの予備切断開始溝を形成する。
【００４７】
次に，予備切断開始溝を始まりに切断線に沿ってレーザビームを照射する。レーザビームの照射の間，レーザビームが照射された切断線を急速冷却させる。レーザの進行の間，切断対象物の終端部を感知すれば，切断線の終端部に予備切断終了溝を形成する。レーザは予備切断終了溝の端までレーザビームを照射した次に動作を止める。
【００４８】
本発明のまた他の側面によれば，切断線と切断線が９０度または他の角度で交差する交差点にも予備切断交差溝を形成する工程が適用できる。
【００４９】
選択的に，前記予備切断交差溝をレーザビームの照射前に交差点に形成したり，交差線が表れる時，形成することができる。
【００５０】
ここで，前記予備切断交差溝は切断線と同一な直線であったり，円形が可能である。
【００５１】
本発明のまた他の側面によれば，レーザビームを通してガラス母基板のような切断対象物を切断する時，ガラス母基板が一度に切断されないように最初切断深さを調節し，二回以上に分けて切断されるようにすることによってガラス母基板の後面で発生する不規則なクラックによる切断不良を防止する。
【００５２】
好ましくは，このように切断された大型ガラス基板から切断されて個別化された単位パネルの切断面は鋭い角が形成されるために後続工程中角部分で応力集中現象が発生して破損が発生できるので，レーザビームのフォーカスを調節してレーザビームの集束度を高めて切断面を若干溶融させる状態で切断面を急速冷却させて切断面のエッジ部分がラウンディングされるようにする。
【００５３】
本発明のまた他の側面によれば，ガラス母基板のような切断対象物の切断予定線に沿ってレーザビームを照射し，前記レーザビームが照射された部分を冷却して前記ガラス母基板にクラックを発生させる。前記クラックが発生された実切断線と前記切断予定線を比較して前記実切断線が前記切断予定線を離脱したのかを判断する。判断段階の結果から前記レーザビームの移動経路を修正する。
ここで，実切断線は，クラックにアライン用レーザビームを照射した次にクラックから反射された光を感知することによって確認され，切断予定線はあらかじめ入力される。
【００５４】
前記した多様なレーザ切断装置および方法はタイルドＬＣＤパネルの製造に特に効果的に適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかるレーザ切断装置および切断方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，以下の説明および添付された図面において，略同一の機能および構成を有する構成要素については，同一符号を付することによって重複説明を省略する。
【００５６】
（第１の実施の形態）
図１は，第１の実施の形態にかかるレーザ切断装置２００の斜視図であって，切断線の始端部と終端部に予備切断溝を形成するためのプリスクライバ２６０がレーザ２２０の進行方向の前端に設けられた構成を示す。
【００５７】
図１において，切断対象物は，少なくとも１個，例えば６個の単位パネルを切り取ることが可能な面積を有する２枚のガラス母基板，すなわち薄膜トランジスタ基板およびカラーフィルタ基板が合着されたＬＣＤパネル（合着基板）１００である。
【００５８】
薄膜トランジスタ基板は，内表面に形成された薄膜トランジスタ，薄膜トランジスタに連結されたデータおよびゲートバスライン，薄膜トランジスタに連結された画素電極を含むものである。カラーフィルタ基板は，内表面に形成されたカラーフィルタ層および対向電極を含むものである。
【００５９】
第１の実施の形態にかかるレーザ切断装置２００は，ＬＣＤパネル（ガラス母基板）１００に形成された切断線（スクライブライン）１２０に沿って所定の波長のレーザビームを照射するレーザ２２０とレーザ２２０からのレーザビームが照射された切断線１２０を冷却する冷却装置２４０を含むものである。
【００６０】
レーザ２２０の進行方向にはプリスクライバ２６０が設けられている。プリスクライバ２６０は，切断対象物であるＬＣＤパネル１００の外表面の選択位置，例えば切断線１２０の始端部Ｐｓ，終端部，または交差点に所定深さの予備切断溝を形成する。図２に始端部Ｐｓを拡大して示す。
【００６１】
レーザ２２０，冷却装置２４０，およびプリスクライバ２６０は，移送装置に設けられており，移送装置の移動によって切断線方向であるＸ軸およびＹ軸方向に移動する。
【００６２】
ＬＣＤパネル１００に形成された切断線１２０は，図４０に示したように，外表面に表示されたカッティングキー２０を連結する線で定義される。ＬＣＤパネル１００は，１回の切断工程によって切断されるのではなく，一の基板の切断後に，対向する他の基板の切断が実行される。各基板に対する切断は，外表面から内表面に向けて進められる。
【００６３】
ＬＣＤパネル１００を切断するためのレーザ２２０として，発振波長λが約１０．６μｍ，出力５０〜２５０ＷのＹＡＧレーザ，ＣＯ２レーザ，またはダイオードレーザなどを用いることが可能である。ここで，レーザ２２０は，切断対象であるＬＣＤパネル１００がガラス基板である場合，固状ガラスから液状ガラスに相変換させるためのガラス転移温度（Ｇｌａｓｓ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：Ｔｇ）を切断線部分に対して与えることが可能なレーザ出力が必要とされる。
【００６４】
そして，レーザ２２０は，図３に示すように，レーザビームを発振させるレーザ発振ユニット２２２，レーザ発振ユニット２２２から発振されたレーザビームの走査方向を屈折させる屈折レンズ２２４，屈折されたレーザビームのフォーカスを調整してレーザビームの強さを調節するフォーカシングレンズ群２２９，およびビームの焦点距離を変更させるために上下移動可能なフォーカシングレンズ群ハウジング２２６を含むものである。
【００６５】
図１に示すように，冷却装置２４０は，レーザ２２０の進行方向を基準にレーザ２２０の後端に設けられており，冷却流体が貯蔵された冷却流体貯蔵部２４２，および，冷却流体貯蔵部２４２から供給された冷却流体をレーザビームが照射されたＬＣＤパネル１００の切断線１２０に沿って噴射する流体噴射管２４４を含むものである。
【００６６】
冷却流体としては純水，冷却オイル，液体窒素，または液体ヘリウムを用いることが可能である。そして，冷却流体は，流体噴射管２４４から０．１〜０．３秒の間隔で急速に加熱されたＬＣＤパネル１００に対して噴射される。
【００６７】
切断開始溝および切断終了溝を形成するプリスクライバ２６０は，レーザ２２０の前端に備えられた本体部２６６，本体部２６６に結合されて回転する回動軸２６２，および回動軸２６２に結合されて本体部２６６に対して回動軸２６２が垂直下方に旋回した後に所定のＲＰＭ（Ｒｏｕｎｄ  Ｐｅｒ  Ｍｉｎｕｔｅ）で回動する回転鋸の目２６４を含むものである。そして，本体部２６６は，非作動状態ではＬＣＤパネル１００と平行に位置しており，作動状態ではＬＣＤパネル１００に垂直した方向に折り曲げ自在となる。
【００６８】
プリスクライバ２６０の回動軸２６２は，ＬＣＤパネル１００の切断始作点と終端部を感知する位置感知センサ２９０の感知信号によって動作する。この位置感知センサ２９０は，図４および図６に示すように，レーザ２２０の移動方向の前端に設けられている。
【００６９】
レーザ２２０，冷却装置２４０，プリスクライバ２６０，および位置感知センサ２９０は，移送装置２８０に装着され，切断線方向であるＸ軸方向とＹ軸方向に動く。具体的には，レーザ２２０，冷却装置２４０，プリスクライバ２６０，および位置感知センサ２９０は，Ｙ軸移送プレート２８２に形成された溝形態のレールに沿ってＹ軸方向に移動可能であり，Ｙ軸移送プレート２８２は，Ｘ軸移送プレート２８４に沿って移動可能とされている。すなわち，レーザ２２０，冷却装置２４０，およびプリスクライバ２６０のＹ軸方向への移動は，Ｙ軸移送プレート２８２が固定された状態でレーザ２２０，冷却装置２４０，およびプリスクライバ２６０自体が移動することによって実現し，Ｘ軸方向への移動は，Ｘ軸移送プレート２８４に沿ってＹ軸移送プレート２８２を移動させることによって実現する。
【００７０】
図４および図６に示したように，Ｙ軸移送プレート２８２の下部面には補助移送プレート２８３が設けられており，補助移送プレート２８３には冷却装置２４０の流体噴射管２４４，レーザ２２０のフォーカシングレンズ群ハウジング２２６，および位置感知センサ２９０が装着されている。
【００７１】
以上のような構成を有する第１の実施の形態にかかるレーザ切断装置２００を用いて合着状態のＬＣＤパネル１００を切断する方法について，図１〜図７を用いて説明する。
【００７２】
まず，切断対象であるＬＣＤパネル１００が固定プレート（図示せず。）に載置される。レーザ切断装置２００は，ＬＣＤパネル１００に向かって移動し，レーザ２２０のフォーカシングレンズ群ハウジング２２６の前端に設けられた位置感知センサ２９０は，切断線１２０と，切断線１２０が始まるＬＣＤパネル１００の始端部Ｐｓを感知する。切断線１２０と始端部Ｐｓが感知されることによって，プリスクライバ２６０の回動軸２６２が時計方向に回動し，回転鋸の目２６４が始端部Ｐｓに位置することになる。回転鋸の目２６４は，選択されたＲＰＭで回動することによって切断線１２０の始端部Ｐｓに予備切断溝を形成する（図１，図４参照）。
【００７３】
予備切断溝が形成された後，回転鋸の目２６４は動作を停止し，回動軸２６２は反時計方向に回動して元来の位置に復帰する。
【００７４】
次に，フォーカシングレンズ群ハウジング２２６は，位置感知センサ２９０との間隔で移動する。これによってレーザビームの照射点を予備切断溝が形成されたＬＣＤパネル１００の始端部Ｐｓに位置させる。
【００７５】
次に，フォーカシングレンズ群ハウジング２２６は，レーザビームを照射しつつ切断線１２０に沿って移動する。この時，レーザビーム２２８が照射されたＬＣＤパネル１００の切断線１２０は急速に加熱され，局部的な熱膨張とともに高い応力集中が発生する。
【００７６】
このように局部的に加熱され局所熱膨張が生じたＬＣＤパネル１００には，フォーカシングレンズ群ハウジング２２６の後端に設けられ後続する流体噴射管２４４からＬＣＤパネル１００の加熱部分温度に比べて非常に低い低温の流体が０．１〜０．３秒間隔で断続的に供給される。そして，加熱されたＬＣＤパネル１００は急速に冷却される。
【００７７】
このように急速冷却されたＬＣＤパネル１００の切断線１２０部分には，熱膨張および熱収縮による高い熱応力が発生する。熱応力の大きさがガラス分子と分子とを結合させる結合力より大きくなったとき，非晶質ガラス分子構造が破壊され，ＬＣＤパネル１００の切断線１２０に沿ってクラックが生成される。この時，クラックの生成およびクラックの進行方向は，レーザビーム２２８の走査方向と同一，すなわちＬＣＤパネル１００の平面に対して垂直方向となり，結果的にＬＣＤパネル１００は完全に切断されることになる（図１，図５参照）。
【００７８】
Ｙ軸移送プレート２８２に沿ってフォーカシングレンズ群ハウジング２２６がレーザビームを照射しつつ進行する間に，位置感知センサ２９０がＬＣＤパネル１００の切断線１２０の終端部を感知すると，回動軸２６２は，再び時計方向に旋回して切断開始溝と同一形状を有する切断終了溝を形成する。切断終了溝が形成された後，回動軸２６２は，再び反時計方向に回転して元の位置に復帰する。そして，フォーカシングレンズ群ハウジング２２６は，ＬＣＤパネル１００の切断線１２０の終端部までレーザビームを照射したところで動作を停止する。
【００７９】
次に，レーザ切断装置２００は，ＬＣＤパネル１００をＸ軸方向に沿って切断するよう制御され，Ｙ軸方向の切断と略同一の方法で切断動作が実行される（図１，図６参照）。
【００８０】
図７は，レーザ切断装置を構成するフォーカシングレンズ群ハウジング２２６および回転鋸の目２６４の上述の工程における進行経路を示すものである。符号５２は，回転鋸の目２６４の進行経路を示し，符号５４は，レーザ２２０の進行経路を示している。回転鋸の目２６４の進行経路５２は，切断線の始端部Ｐｓおよび終端部ではガラス基板１００の表面から所定深さにあり，両端部を除く部分ではガラス基板１００の表面と所定間隔をおいた上方にある。
【００８１】
以上の製造工程においてＬＣＤパネルの一側ガラス母基板の切断が完了した後，かかるＬＣＤパネルを裏返し，他側ガラス母基板の切断を略同一の方法で実行する。
【００８２】
図８は，図１で示したレーザ切断装置２００に備えられる他のプリスクライバ３７０を示すものである。作動時，時計方向および反時計方向に回動する回転鋸の目２６４を備えた上述のプリスクライバ２６０とは異なり，この他のプリスクライバ３７０は，上下に往復運動する回転鋸の目を備えている。なお，図８における符号３８２は，Ｙ軸移送プレートを示し，符号３８３は，補助移送プレートを示す。
【００８３】
図８に示すように，プリスクライバ３７０は，フォーカシングレンズ群ハウジング３２６の移動方向の前端に別途に設置されている。プリスクライバ３７０は，位置感知センサ３９０の感知信号によって回動するモータ３５２，モータ３５２の回動軸に偏心連結され，所定角度で回動する偏心カム３５４，偏心カム３５４の回動によって上下に往復運動するプッシュロッド３５６，プッシュロッド３５６の上下運動によって上下に往復運動する回転鋸の目用ロッド３５８，プッシュロッド３５６によって下方に加圧された回転鋸の目用ロッド３５８を上方に押し上げる弾性部材３５９，回転鋸の目用ロッド３５８の端部に連結されて所定のＲＰＭで回動する回転鋸の目３６４，およびこれらの構成要素を内部に設けるハウジング３５０を含むものである。
【００８４】
図８に示すように，回転鋸の目用ロッド３５８は，プッシュロッド３５６によって加圧される第１ロッドと第１ロッドの端部に垂直に固定された第２ロッドで分割構成することも可能であるが，一体化した構造とすることも可能である。
【００８５】
偏心カム３５４は，図９および図１０に示すように，プッシュロッド３５６の上端を加圧するように楕円板形状を有し，中心軸から長方向側に偏向された軸を有する。
【００８６】
フォーカシングレンズ群ハウジング３２６が合着状態のＬＣＤパネル１００の一側面に向かって移動する間に，フォーカシングレンズ群ハウジング３２６の前端に設けられた位置感知センサ３９０が切断線の始端部Ｐｓを感知すると，モータ３５２が所定角度回動する。図９に示すように，モータ３５２の回動で偏心カム３５４は偏心軸から遠く離れた一側端部がプッシュロッド３５６を加圧し，これにより回転鋸の目用ロッド３６８が切断線の始端部Ｐｓに向けて下方に移動する。回転鋸の目３６４がＬＣＤパネル１００に触れたところで回転鋸の目３６４は，所定のＲＰＭで回動して切断線の始端部Ｐｓに予備切断溝を形成する。
【００８７】
予備切断溝が形成された後，再びモータ３５２が回転すると，図９および図１０に示すように，偏心カム３５４は，偏心軸の近くに位置する一側端部がプッシュロッド３５６を加圧するように回動する。この偏心カム３５４の回動によって弾性部材３５９は，反発力で回転鋸の目用ロッド３６８を上側に押し上げ，回転鋸の目３６４は，ＬＣＤパネル１００から分離される。
【００８８】
位置感知センサ３９０が切断線の始端部Ｐｓを感知した位置からレーザビームの出射軸間の距離Ｓ１程度フォーカシングレンズ群ハウジング３２６が移動したところで，レーザ２２０は，レーザビームの照射を開始する。
【００８９】
そして，補助移動プレート３８３の後端に設けられたノズル３４４は，上述のようにレーザビームの照射経路に沿って冷却剤を散布する。
【００９０】
移動中の位置感知センサ３９０が切断線の終端部を感知したところで，再びモータ３５２が回転して偏心カム３５２を図９に示すような状態とする。これによって，ＬＣＤパネル１００に向かって下降した回転鋸の目３６４は，終端溝を形成することになる。
【００９１】
位置感知センサ３９０が切断線の終端部を感知した位置からフォーカシングレンズ群ハウジング３２６のビーム出射軸間の距離Ｓ１程度フォーカシングレンズ群ハウジング３２６が移動したところで，レーザ２２０は，レーザビームの照射を停止する。レーザ２２０のレーザビーム照射の停止にあわせて，ノズル３４４は，冷却剤の散布動作を停止する。
【００９２】
以上説明したように，第１の実施の形態にかかるレーザ切断装置２００によれば，予備切断溝形成装置が備えられており，かかる予備切断溝形成装置によって，切断線にレーザビームが照射される前にＬＣＤパネル１００の切断線の始端部Ｐｓおよび終端部に対して予備切断溝が形成されるため，切断線に沿って切断されることになり，切断されるべきではない位置での切断が防止されることになる。
【００９３】
また，位置感知センサ３９０を用いて，予備切断溝の形成時点とレーザビームの照射開始時点が正確に制御されるため，不要な電力の消費および冷却剤の浪費が防止される。
【００９４】
本実施の形態においては，ＬＣＤパネル１００の始端部Ｐｓと終端部の両側に予備切断溝を形成する場合に即して説明したが，本発明これに限らず，始端部Ｐｓにのみ予備切断溝を形成する場合にも適用可能である。
【００９５】
また，本実施の形態においては，切断対象物であるＬＣＤパネル１００が固定され，レーザ２２０，冷却装置２４０，およびプリスクライバ２６０，３７０が移動する場合に即して説明したが，本発明はこれに限らず，レーザ２２０，冷却装置２４０，およびプリスクライバ２６０が固定され，ＬＣＤパネル１００が移動して切断される場合にも適用可能である。
【００９６】
ところで，従来の切断方法によれば，１回のレーザビーム照射と冷却によってＬＣＤパネル１００を急速加熱／急速冷却してＬＣＤパネル１００にクラックを誘発させて切断するため，レーザビーム２２８が照射される外表面と，これに対向する内表面との間に不均一なクラックが発生して切断不良が生じるおそれがあった。このような切断不良を防止するための切断方法を図３および図１１を用いて説明する。
【００９７】
図１１に示すように，ＬＣＤパネル１００が完全に切断されないように，まずレーザ２２０のフォーカシングレンズ群ハウジング２２６とＬＣＤパネル１００の間隔を調節する。すなわち，フォーカシングレンズ群２２９とＬＣＤパネル１００の焦点，または，レーザビーム２２８の強度を調節して１次的にＬＣＤパネル１００の全体厚さ約６０％程度のみ切断されるようにする。
【００９８】
次に，フォーカシングレンズ群ハウジング２２６とＬＣＤパネル１００の間隔を再び調節してレーザビームの強さを１次切断時より弱く調節する。以後，ＬＣＤパネル１００を２次的に完全に切断することによってＬＣＤパネル１００の後面で発生する不均一なクラックを防止することが可能となる。
【００９９】
以下，かかる切断方法をより具体的に説明する。
【０１００】
まず，図３および図１１に示すように，レーザ切断装置２００のレーザビーム取出口２４５とＬＣＤパネル１００の上面との間隔をシリンダ２２７，シリンダロッド２２７ａによって間隔Ｌ１に調整する。また，レーザビーム２２８のフォーカスを調整してレーザビーム２２８の端部直径が数μｍになるように調整する。これによって，レーザビーム２２８の強度が調節されることになる。その後，１次切断として，レーザビーム２２８によって，一側ガラス母基板の厚さＨ全体を切断しないように，厚さＣ１のみ切断する。
【０１０１】
このようにＬＣＤパネル１００を厚さＣ１で１次切断した後，再びシリンダ２２７，シリンダロッド２２７ａを移動させることによって，レーザ切断装置２００とＬＣＤパネル１００の間隔Ｌ１を調整する。これによって，レーザビーム２２８の端部直径が１次切断時の直径数μｍの数十〜数百倍になるようにレーザビーム２２８のフォーカスが再調整される。
【０１０２】
そして，レーザビーム２２８の強度を１次切断時より弱く調整し，ＬＣＤパネル１００を２次切断する。このときのレーザビーム２２８の強度は，ＬＣＤパネル１００の溶融温度とガラス転移温度の間になるように調整される。
【０１０３】
１次切断の進行方向，２次切断の進行方向は，切断時間を勘案して，各々反対，すなわち往復するようにすることが好ましい。
【０１０４】
ところで，ダイヤモンドブレードやレーザ切断装置を利用して切断された角面は非常に鋭くなる。このため，切断された角面には応力集中現象が生じ，外部からの僅かな衝撃でも破損する場合があった。また，ダイヤモンドブレードを使用する場合には，切断面にガラスチップが残存してしまい，後の偏光板付着工程やテープキャリアパッケージ付着工程においてガラスチップによる不具合が発生する場合があった。
【０１０５】
これらの不具合の発生を防止するためには，切断された角面に対してグラインディング加工を施すことが有効である。しかし，研摩機を使用する研磨工程は，研磨する間配線に静電気が発生し，素子不良の原因ともなりかねない。このため，静電気の発生が防止された研磨方法が強く要求されていた。
【０１０６】
研磨時に静電気の発生が防止され，角面をラウンディング処理する方法を図１２に示す。レーザ切断装置２００によって切断された切断面の上部角１２２に沿って，ＬＣＤパネル１００の溶融温度以上になるようにレーザビーム２２８の強度を調整して照射する。レーザビーム２２８の照射によって切断面の上部角が溶け出し，冷却装置の流体噴射管２４４から低温の冷却流体が供給されて角にクラックが誘発される。これによって切断面の上部角はラウンディングされる。
【０１０７】
図１３は，図１２のＡ−Ａ’で切断されたＬＣＤパネル１００の断面を示すものである。上述の方法によってラウンディング処理されて曲率半径Ｒを有する単位パネルの角が示されている。また，図１４は，図１２のＢ−Ｂ’で切断されたいＬＣＤパネル１００の断面を示すものである。ラウンディング処理されていない単位パネルの角が示されている。
【０１０８】
上述した方法によってＬＣＤパネル１００から分離され個別化された各単位パネルは，ＬＣＤパネル製作工程において一つの完成されたＬＣＤモジュールに組立てられる。
【０１０９】
多数の単位パネルを切り出せる大きさを有するガラス母基板において，単位パネルと単位パネルとの間の切断線の間隔は，単位パネルのサイズを決定する主な要素の一つである。すなわち，所定の面積を持ったガラス母基板において，切断線間の間隔が広い場合，単位パネルのサイズは小さくなり，切断線間の間隔が狭くなるにつれて単位パネルのサイズは大きくなる。
【０１１０】
例えば，図１５に示すように，５５０ｍｍ×６５０ｍｍの面積を持ったＬＣＤパネル１００を利用して，４枚の１５．０インチ単位パネル１１０を製造する場合，切断線１２０の間隔は３．８ｍｍとなる。かかる切断線１２０の間隔を狭めることによって，単位パネル１１０のサイズを１５．０インチより大きくすることが可能となる。
【０１１１】
図１６に示したように，ＬＣＤパネル１００の切断線に対するレーザビーム２２８（フォーカシングビーム）の形状を楕円とする。切断方向がＹ方向である場合，レーザビーム２２８は，切断線１２０ｂに平行な直径Ｙ１が長軸であり，切断線１２０ｂに直交する直径Ｘ１が短軸である楕円形とされる。逆に，切断方向がＸ方向である場合，レーザビーム２２８は，切断線１２０ａに平行な直径Ｘ１が長軸であり，切断線１２０ａに直交する直径Ｙ１が短軸である楕円形とされる。
【０１１２】
切断方向がＹ方向であり，レーザビーム２２８の長軸となる直径Ｙ１および短軸となる直径Ｘ１を各々パラメータとして切断速度を測定した結果を表１に示す。
【０１１３】
【表１】
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【０１１４】
表１から明らかなように，短軸となる直径Ｘ１を長軸となる直径Ｙ１に比べて相対的に大幅に小さくしてレーザビーム２２８をシャープなスリット状とした場合，切断速度が向上することになる。また，そのスリット幅が狭くなるほど切断速度は速くなり，クラック伝播が始まる上部角はラウンディングされ，クラック伝播が終わる下部角はシャープになる。
【０１１５】
以上の方法を用いることによって，図１２に示した切断面のラウンディング処理のためのグラインディング工程が省略可能となる。また，ダイヤモンドブレードによる切断とは異なり，シャープな下部角にはガラスチップが発生することなく，研磨工程を実施しなくとも研磨した場合と略同一の効果を得ることが可能となる。
【０１１６】
レーザビーム２２８において，短軸となる直径Ｘ１と長軸となる直径Ｙ１の比は，１：５０以上とすることが好ましい。さらに，直径Ｘ１は，１μｍ〜５００μｍの範囲とし，長軸直径Ｙは，１０〜１００ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【０１１７】
以上，本実施の形態にかかる切断方法によれば，単位パネルのサイズを増大させ，切断速度を向上させ，さらには，切断面の欠け落ち（ｃｈｉｐｐｉｎｇ）およびクラックの発生が防止される。したがって，ＬＣＤパネルのスループットが向上することになる。
【０１１８】
切断線が交差しているガラス母基板を切断する場合，レーザ切断装置を用いて１次切断を行うと，２次切断にレーザ切断装置を用いることが困難となる場合があった。その理由は以下の通りである。すなわち，レーザ切断装置を用いて１次切断の切断面は，極めて滑らかである。このため１次切断線と直交する方向に２次切断をレーザ切断装置を用いて実行する場合，交差点前でクラックの伝播が止まってしまう。したがって，本実施の形態にかかる切断方法によれば，交差点に予備切断溝が形成されることとなる。
【０１１９】
図１７および図１８は，切断対象物が相互直交する複数の切断線を有する場合，レーザの前端に予備切断溝形成装置を有するレーザ切断装置を用いて切断対象物を切断する切断方法の各工程を示したフローチャートである。
【０１２０】
図１７に示したように，まず切断線の交差点に対して，図１９に示した”＋”形の予備切断溝１２５，または，図２０に示した円形の予備切断溝１２７を形成する。
【０１２１】
次に，１次切断線，例えば縦方向の切断線１２０ａの始端部に切断開始溝を形成し，切断線１２０ａに沿ってレーザビームを照射するとともに，レーザビームが照射された１次切断線を急速冷却させる。そして，切断線１２０ａの終端部に切断終了溝を形成し，レーザビームを切断線１２０ａの終端部まで照射する過程を通して１次切断が完了する。
【０１２２】
１次切断の後，２次切断線，すなわち横方向の切断線１２０ｂの始端部に切断開始溝を形成し，１次切断線と直交する２次切断線に沿ってレーザビームを照射するとともに，レーザビームが照射された２次切断線を急速冷却させる。そして，交差点をすぎた２次切断線の終端部に切断終了溝を形成し，レーザビームを２次切断線の終端部まで照射する過程を通して２次切断が完了する。
【０１２３】
なお，この切断工程において，１次切断終了溝の形成，および，２次切断終了溝の形成は，省略することも可能である。
【０１２４】
かかる切断方法によれば，２次切断線としての切断線１２０ｂに沿ってクラックが伝播され交差点に達した場合，交差点には交差点切断開始溝が形成されているため，クラックは，線形性を保ったまま交差点を通過し２次切断線の終端部まで伝播される。
【０１２５】
一方，図１８に示した切断方法は，１次切断線が切断対象物の両側端部まで達する場合ではなく，図２１に示すように，１次切断線の終端部が切断対象物の内側所定位置にある場合に適用される。
【０１２６】
図１８および図２１に示したように，まず１次切断線１４４の始端部に切断開始溝１４２を形成する。次に，１次切断線１４４に沿ってレーザビームを照射するとともに，レーザビームが照射された１次切断線１４４を急速冷却させる。そして，１次切断線１４４の終端部に切断終了溝１４６を形成し，レーザビームを１次切断線１４４の終端部まで照射する過程を通して１次切断が完了する。
【０１２７】
１次切断の後，プリスクライバの回転鋸の目の方向を９０度回転させて２次切断線１４９の始端部に切断開始溝１４８を形成し，１次切断線１４４と直交する２次切断線１４９に沿ってレーザビームを照射するとともに，レーザビームが照射された２次切断線１４９を急速冷却させる。そして，２次切断線１４９の終端部に切断終了溝を形成し，レーザビームを２次切断線１４９の終端部まで照射する過程を通して２次切断が完了する。
【０１２８】
なお，この切断工程において，１次切断終了溝の形成，および，２次切断終了溝の形成は，省略することも可能である。
【０１２９】
かかる切断方法によれば，２次切断線１４９に沿ってレーザビームが照射される前に，２次切断線１４９の始端部に切断開始溝が形成されるため，クラックは，線形性を保ったまま２次切断線の終端部まで伝播される。
【０１３０】
図１７〜図２１で説明した第１切断線および第２切断線における切断開始溝および切断終了溝の形成については，上述のダイヤモンドまたはタングステンから成る回転鋸の目を用いた形成方法，または，冷却工程をともなわないレーザを用いた形成方法等が適用可能である。
【０１３１】
本実施の形態において，切断対象物として薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板が合着されたＬＣＤパネル１００を用いて説明したが，本発明はこれに限定されるものではない。低い靭性（Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）を有するものであって，切断線の始端部および終端部にクラックが発生する可能性のあるあらゆる基板，例えばシリコン基板に対しても本発明は適用可能である。
【０１３２】
以上説明したように，本発明の第１の実施の形態かかるレーザ切断装置および切断方法によれば，予備切断溝形成装置を用いて，切断線にレーザビームが照射される前に切断対象のガラス母基板の切断始端部および切断終端部に対して予備切断溝が形成されるため，切断線の端部において切断線以外の位置で切断されることが実質的に防止されることになる。
【０１３３】
また，切断線が直交する切断対象物であっても，２次切断線の始端部に切断開始溝が形成されるため，レーザ切断装置の適用が可能となる。
【０１３４】
そして，位置感知センサを用いて，予備切断溝の形成時点とレーザビームの照射開始時点が正確に制御されるため，不要な電力の消費および冷却剤の浪費が防止される。
【０１３５】
また，切断面の上部角をレーザビームによってラウンディングすることが可能となるため，研磨による静電気の発生が防止される。
【０１３６】
さらに，切断線に照射されるレーザビームの形状が楕円とされているため，レーザビームの照射の間，研磨工程を設けることなく切断面の上部角をラウンディングさせることが可能となる。
【０１３７】
（第２の実施の形態）
図２２は，第２の実施の形態にかかるレーザ切断装置２０２の斜視図である。このレーザ切断装置２０２は，第１の実施の形態にかかるレーザ切断装置２００が有する長所および特徴に加えて，冷却流体によってレーザビームが分散されてカッティング力が低下することが防止され，さらに，パネルを汚染することなく切断することが可能な構成および機能を有するものである。
【０１３８】
図２２に示すように，レーザ切断装置２０２は，レーザ２２０によって急速加熱されたＬＣＤパネル１００を急速冷却させる冷却装置２４０から噴射された冷却流体２４６を吸入する冷却流体吸入装置２５０を含む構成を有する。
【０１３９】
第２の実施の形態にかかるレーザ切断装置２０２に備えられた冷却流体吸入装置２５０は，図２２に示すように，Ｙ軸移送プレート２８２の進行方向を基準に冷却装置２４０の一部である流体噴射管２４４の後端に設けられており，ＬＣＤパネル１００を冷却させた冷却流体２４６を吸入するために真空を発生させるポンプ２５２，および，ポンプ２５２と連通されてＬＣＤパネル１００の表面に噴射された冷却流体２４６を吸入する吸入管２５４を含むものである。
【０１４０】
吸入管２５４の端部は，流体噴射管２４４の方向に屈曲されることが好ましく，これによって流体噴射管２４４で噴射された冷却流体２４６が効率的に吸入されることになる。
【０１４１】
流体噴射管２４４から噴射された冷却流体２４６がＬＣＤパネル１００の表面に触れる前に吸入管２５４に吸入されることを防止するために，ポンプ２５２の吸入力は，冷却流体２４６の噴射圧力より低く設定される。
【０１４２】
次に，第２の実施の形態にかかるレーザ切断装置２０２を用いて，ガラス母基板を切断する工程を図２３〜図２５を用いて説明する。
【０１４３】
まず，図２３に示したように，単位パネル１１０の縁に沿ってスクライブライン１２０が形成されたＬＣＤパネル１００を設備側固定プレート（図示せず。）に固定させた後，ＬＣＤパネル１００に形成された切断線１２０，プリスクライバ２６０の回転鋸の目２６４，およびフォーカシングレンズ群ハウジング２２６のレーザビーム取出口（図示せず。）を一列に正確に整列させる。
【０１４４】
続いて，プリスクライバ２６０，レーザ２２０，流体噴射管２４４，および吸入管２５４がＹ軸移送プレート２８２に沿って，指定された経路で前進する。
【０１４５】
Ｙ軸移送プレート２８２に沿って移動するプリスクライバ２６０がＬＣＤパネル１００の一側端部に達したところで，図２３に示したように，プリスクライバ２６０の回動軸２６２がＬＣＤパネル１００方向に回動する。このとき，回動軸２６２の端部に設けられた回転鋸の目２６４がＬＣＤパネル１００の切断始端部に所定の深さの切断開始溝３０（図２４円内拡大図参照）を形成し，かかる切断始端部に応力を集中させる。
【０１４６】
プリスクライバ２６０の回転鋸の目２６４によってＬＣＤパネル１００に切断開始溝３０が形成された後，回動軸２６２は，逆回動し元の位置に復帰する。
【０１４７】
回動軸２６２元の位置に復帰したところで，Ｙ軸移送プレート２８２に設けられたレーザ発振ユニット２２２において，ＣＯ２レーザ等のレーザ２２０が発振し，レーザビーム２２８が出力される。出力されたレーザビーム２２８は，屈折レンズ部２２４に照射されて，一定角度で屈折し，図２２に示したフォーカシングレンズ群２２９を通過する。フォーカシングレンズ群２２９を通過したレーザビーム２２８は集束され，ビーム端部の直径は数μｍ程度とされる。
【０１４８】
集束されたレーザビーム２２８は，図２４に示したように，Ｙ軸移送プレート２８２に沿って前進するレーザ２２０から出力されており，ＬＣＤパネル１００の切断開始溝３０を始点として，切断線１２０に沿ってＬＣＤパネル１００に照射される。
【０１４９】
レーザビーム２２８が照射されたＬＣＤパネル１００は，レーザビーム２２８の高エネルギーによって急速加熱され，局部的な熱膨張とともに高い応力集中が生じる。
【０１５０】
局部的に加熱されながら局所熱膨張が発生したＬＣＤパネル１００に対して，流体噴射管２４４から低温の流体が０．１〜０．３秒間隔で断続的に供給される。これによって急速に加熱されたＬＣＤパネル１００は，急速に冷却される。
【０１５１】
このように急速冷却されたＬＣＤパネル１００の切断線１２０には，熱膨張および熱収縮による高い熱応力が発生する。熱応力の大きさがガラス分子と分子とを結合させる結合力より大きくなったとき，非晶質ガラス分子構造が破壊され，ＬＣＤパネル１００の切断線１２０に沿ってクラックが生成される。この時，クラックの生成およびクラックの進行方向は，レーザビーム２２８の走査方向と同一，すなわちＬＣＤパネル１００の平面に対して垂直方向となり，結果的にＬＣＤパネル１００は完全に切断されることになる。
【０１５２】
図２４に示すように，急速加熱されたＬＣＤパネル１００を冷却するための冷却流体２４６，例えば冷却液体がＬＣＤパネル１００の表面に残存する場合，残存している冷却液体が乾燥されながら単位パネルを汚染（むら）する場合がある。
【０１５３】
また，従来，冷却流体２４６として冷却液体が用いられた場合，急速加熱されたＬＣＤパネル１００の温度によって冷却液体が気化され，気化された冷却液体がフォーカシングレンズ群ハウジング２２９方向に拡散し，結果的にレーザビーム２２８を散乱させるおそれがあった。冷却流体２４６として冷却気体が用いられた場合も同様であり，冷却気体の運動によってフォーカシングレンズ群ハウジング２２９方向に冷却気体が拡散し，結果的にレーザビーム２２８を散乱させるおそれがあった。
【０１５４】
この点，第２の実施の形態にかかるレーザ切断装置２０２は，冷却流体吸入装置２５０を備えており，ＬＣＤパネル１００を冷却させた冷却流体２４６を冷却流体吸入装置２５０で吸入することが可能とされている。これによって，冷却流体２４６による単位パネル１１０の汚染，および，レーザビーム２２８の散乱が防止されることになる。
【０１５５】
具体的には，ポンプ２５２を稼動させて吸入管２５４に真空を発生させ，冷却流体２４６がＬＣＤパネル１００の表面に接触し切断線１２０を冷却した直後，真空状態の吸入管２５４は，外部雰囲気との圧力差によって冷却流体２４６を吸入する。
【０１５６】
例えば，純水を冷却流体２４６として使用する場合，真空状態の吸入管２５４は，ＬＣＤパネル１００の表面に残存している純水２４６と，高温の熱により気化された水蒸気を吸入する。窒素ガスを冷却流体２４６として使用する場合，真空状態の吸入管２５４は，窒素ガスがＬＣＤパネル１００と衝突し拡散される前にかかる窒素ガスを吸入する。
【０１５７】
ポンプ２５２の真空圧は，冷却流体２４６の噴射圧力より低く設定されており，流体噴射管２４４から噴射された冷却流体２４６が直ちに吸入管２５４に吸入されることはない。
【０１５８】
図２５に示すように，レーザ２２０は，Ｙ軸移送プレート２８２に沿って続けて前進する。そして，切断予定線１２０に沿ってＬＣＤパネル１００が切断される間，噴射された冷却流体２４６は継続して吸入されることになる。ＬＣＤパネル１００の他側端部にプリスクライバ２６０が達したところで，回動軸２６２は，再びＬＣＤパネル１００方向に回動してＬＣＤパネル１００の他側端部に切断終了溝を形成する。
【０１５９】
以上の工程を通してＬＣＤパネル１００における一側基板の切断が完了した後，合着状態のＬＣＤパネル１００を裏返し，他側基板の切断を実行する。
【０１６０】
以上のように，第２の実施の形態にかかるレーザ切断装置２０２は，冷却装置２４０の後端部に冷却流体吸入装置２５０を備えており，ＬＣＤパネル１００を冷却させた冷却流体２４６を冷却流体吸入装置２５０で吸入することが可能とされている。これによって，レーザビーム２２８の散乱が防止され，カッティング力が向上することになる。
【０１６１】
また，冷却流体２４６として液体が用いられた場合であっても，ＬＣＤパネル１００に残存している冷却液体を取り除くことが可能となり，単位パネルにおける汚染が防止されるとともに，冷却液体による液晶注入口の閉鎖も防止される。
【０１６２】
なお，第２の実施の形態においては，切断対象物であるＬＣＤパネル１００が固定され，レーザ２２０，冷却装置２４０，およびプリスクライバ２６０が移動する場合に即して説明したが，本発明はこれに限らず，レーザ２２０，冷却装置２４０，およびプリスクライバ２６０が固定され，ＬＣＤパネル１００が移動して切断される場合にも適用可能である。
【０１６３】
（第３の実施の形態）
切断線１２０上に到達した冷却流体２４６の温度に対して，切断線１２０に近接した部分に到達した冷却流体２４６の温度が低くなってしまった場合，切断線１２０に沿ってクラックが伝播せず，切断線１２０を外れて伝播するいわゆる切断不良が発生する場合がある。
【０１６４】
このような切断不良を防止するための方策として，冷却流体噴射管の直径を非常に細く，好ましくはレーザビームの直径と同等とすることが考えられる。
【０１６５】
しかし，図２８に示すように，通常，冷却流体が噴射されるノズル８２の直径Ｄ２は，レーザビームの直径Ｄ１よりはるかに太い（Ｄ１＜＜Ｄ２）。
【０１６６】
第３の実施の形態にかかるレーザ切断装置は，レーザビーム２２８の直径Ｄ１より太い直径を有するノズル８２を備えており，このノズル８２は，注射針と同様に斜めにカットされた端部を有するものである。
【０１６７】
図２６は，第３の実施の形態にかかるレーザ切断装置に備えられた冷却装置２４１の構成を示すブロック図であり，図２７は，冷却装置２４１の概略的な構成を示すものである。
【０１６８】
図２６および図２７に示すように，冷却装置２４１は，レーザによって加熱されて熱膨張したガラス母基板の切断線（スクライブライン）を急速に冷却させる役割を果たすものであり，液体窒素，液体ヘリウム等液化された不活性気体が充填された冷却ガスボンベ６０，冷却ガスボンベ６０から冷却ガスを気体状態の低温冷却ガスに相変換させる相変換装置７０，および相変換された低温冷却ガスを噴射する噴射装置８０を含むものである。
【０１６９】
相変換装置７０は，図２７に示したように，冷却ガス供給管９１の端部に形成された膨張ノズル７２，膨張ノズル７２を通過して気化された低温の冷却ガスを一時的に貯蔵する所定容積を有する貯蔵タンク７４を含むものである。
【０１７０】
膨張ノズル７２は，直径の大きい部分および小さい部分を有するものであり，冷却ガス供給管９１から送出された気化する前の液体状態にある冷却剤の体積を急速に膨張させるように機能する。
【０１７１】
冷却ガス供給管９１から送出された液状ガスの通過／遮断を制御するために冷却ガス供給管９１には第１ソレノイドバルブ９１ａが設けられており，この第１ソレノイドバルブ９１ａは，マイクロコントローラ（図示せず。）などの制御装置によって制御される。
【０１７２】
貯蔵タンク７４の出口にはマイクロコントローラによって制御される第２ソレノイドバルブ７４ａが設けられており，これによって貯蔵タンク７４に貯蔵された冷却ガスの流出入が制御される。
【０１７３】
第２ソレノイドバルブ７４ａにはノズル８２が連結されており，ノズル８２の中間部分には高圧の冷却ガスによってＬＣＤパネル１００が破損されないように冷却ガスの圧力を調節する圧力調節装置８６が状況に応じて設置される。
【０１７４】
以上の構成を有する冷却装置２４１の動作について，図２６〜図２８を参照しながら説明する。
【０１７５】
レーザビーム２２８が切断線１２０に照射されたところで，冷却ガス供給管９１に備えられた第１ソレノイドバルブ９１ａが次第に開放され，冷却ガスボンベ６０に充填されている液状の冷却ガスが冷却ガス供給管９１に供給される。
【０１７６】
冷却ガスは，膨張ノズル７２を通過する間に急速に膨張され，気体状態とされ貯蔵タンク７４に貯蔵される。
【０１７７】
次に，第２ソレノイドバルブ９４ａが開放されることによって，冷却ガスがノズル８２を通して噴射される。噴射された冷却ガスの圧力は，圧力調節装置８６によって調節される。なお，噴射された冷却ガスの圧力に応じて，冷却ガスと接触する切断対象物の温度が変化するため，冷却ガスの圧力は，適切な範囲で調節される。
【０１７８】
ここで，図２８および図２９に基づき，冷却流体の分布とレーザビームが走査される切断線（スクライブライン）の関係を説明する。
【０１７９】
切断線１２０とノズル８２の端部との距離に応じて，噴射された冷却流体の温度分布は変化する。すなわち，図２８に示したように，ノズル８２のトップにあたるＣ部分を通過した冷却ガスの温度が最も低くなり，ノズル８２の斜めにカットされた傾斜部にあるＢ部，Ａ部を通過した冷却ガスの温度は，Ｃ部分を通過した冷却ガスの温度に比べて著しく高くなる。
【０１８０】
ノズル８２のトップにあたるＣ部分がレーザ２２０の進行方向の第一後側に位置するようにして，Ｃ部分が切断線１２０に沿って進行するようにする。このよに，冷却装置２４１において冷却流体が噴射されるノズル８２の端部を傾斜するように構成したことによって，レーザビームが照射された部分に対して，最も温度の低い冷却流体を的確に供給することが可能となる。したがって，クラックは切断線１２０を外れることなく，結果的に切断不良が実質的に防止されることになる。
【０１８１】
なお，第３の実施の形態においては，切断対象物であるＬＣＤパネル１００が固定され，レーザ２２０，冷却装置２４１，およびプリスクライバ２６０が移動する場合に即して説明したが，本発明はこれに限らず，レーザ２２０，冷却装置２４１，およびプリスクライバ２６０が固定され，ＬＣＤパネル１００が移動して切断される場合にも適用可能である。
【０１８２】
（第４の実施の形態）
通常，レーザ切断装置によれば，ダイヤモンドブレードを利用した切断装置と異なり，検査者の肉眼で切断の進行経路を確認することが困難となる。
【０１８３】
第４の実施の形態にかかるレーザ切断装置および切断方法によれば，レーザビームの進行経路を作業者の肉眼で容易に確認することが可能となる。
【０１８４】
図３０は，第４の実施の形態にかかるレーザ切断装置２０４の斜視図であり，図３１は，図３０のレーザ切断装置２０４に備えられたレーザ２２０およびレーザビーム２２８の進行経路確認装置の詳細断面図である。
【０１８５】
図３０に示すように，第４の実施の形態にかかるレーザ切断装置２０４は，レーザ２２０から照射されたレーザビーム２２８の移動経路を肉眼で確認するための指示用レーザビーム２３５を発生させる光変調装置２７０を含むものである。この光変調装置２７０は，支持部材２６５によってＹ軸移送プレート２８２に固定されている。
【０１８６】
図３１に示すように，光変調装置２７０を含むレーザ２２０は，暗室であるチャンバ４００内に設けられるが，これはカッティング用のレーザビーム２２８のパワーが大きいため，作業者および周辺装置への影響を考慮してのことである。
【０１８７】
チャンバ４００の一側壁にはレーザビーム２２８の進行経路を確認するためのウィンドウ４１０が設けられている。
【０１８８】
光変調装置２７０は，レーザビーム２２８が出射されるフォーカシングレンズ群ハウジング２２６の下方に設けられている。そして，光変調装置２７０は，ハウジング２７２，ハウジング２７２の内部に設けられビーム入射口２７４を通して入射されたレーザビーム２２８の一部を透過させ，残り一部を反射させるようにして入射されたレーザビーム２２８を分割するビームスプリッタ（ｂｅａｍ  ｓｐｌｉｔｔｅｒ）２５２，ビームスプリッタ２５２における反射によって分離された光を可視光線帯域の光に変調する光変調部２５４，および変調された光を所定角度で反射する反射鏡２５６を含むものである。
【０１８９】
レーザ発振ユニット２２２の発振によってフォーカシングレンズ群ハウジング２２６の取出口２４５から出射されたレーザビーム２２８は，例えば，発振波長λが１３００ｎｍである赤外線であって，５０〜２５０Ｗ程度の出力とされている。かかるレーザビーム２２８を出力するレーザとして，例えば，ＹＡＧレーザまたはＣＯ２レーザ等が用いられる。
【０１９０】
ビームスプリッタ２５２は，片面が傾斜するように切断された２個の直角プリズムの傾斜面が相互接するように配置して構成されている。２個の直角プリズムうち一方の傾斜面には，偏光板が取り付けられており，入射面に対して平行な光成分を透過させ，入射面に対して垂直な光成分を９０゜反射させるように機能する。そして，ビームスプリッタ２５２は，レーザビーム２２８が出射されるフォーカシングレンズ群ハウジング２２６の取出口２４５に対向する位置に設けられている。
【０１９１】
光変調部２５４は，レーザ２２０の進行方向を基準にビームスプリッタ２５２の後端にビームスプリッタ２５２と平行となるように設けられており，ビームスプリッタ２５２で反射された例えば約１３００ｎｍの波長を有する赤外線帯域のレーザビーム２２８を人の肉眼で識別可能な例えば約６３０ｎｍの波長を有する可視光線帯域の指示用レーザビーム２３５に変調するものである。光変調部２５４は，非線形物質であるクリスタル，ポリマ，または液晶等によって構成することが可能である。
【０１９２】
反射鏡２５６は，光変調部２５４の後端に所定勾配で設けられており，光変調部２５４から出射された指示用レーザビーム２３５をレーザビーム２２８の後側に向けて反射させる。ここで，カッティング用のレーザビーム２２８と指示用レーザビーム２３５は，同一の切断線１２０上に位置するように調整される。
【０１９３】
ビームスプリッタ２５２，光変調部２５４，および反射鏡２５６を囲むハウジング２７２には，ビームスプリッタ２５２に対してレーザビーム２２８を入射させるための入射口２７４，ビームスプリッタ２５２を透過したカッティング用のレーザビーム２２８を切断対象物であるＬＣＤパネル１００に形成された切断線１２０に向けて出射するための第１出射口２７６，および反射鏡２５６で反射された指示用レーザビーム２３５を出射するための第２出射口２７８が形成されている。
【０１９４】
入射口２７４は，フォーカシングレンズ群ハウジング２２６の取出口２４５の直径より若干大きく形成される。また，第１出射口２７６は，ハウジング２７２の底面に入射口２７４と対応される位置に形成され，第２出射口２７８は，第１出射口２７６の後端，すなわち指示用レーザビーム２３５の反射経路と対応する部分に形成される。
【０１９５】
以上のような構成を有する第４の実施の形態にかかるレーザ切断装置によるＬＣＤパネル１００の切断工程を説明する。
【０１９６】
単位パネル１１０の縁に沿って形成された切断線１２０，プリスクライバ２６０に備えられた回転鋸の目２６４，光変調装置２７０のハウジング２７２に形成された入射口２７４，第１出射口２７６，および第２出射口２７８を一列に正確に整列させる。ここで，切断線１２０は，単位パネル１１０の各角に形成されたカッティングキー２０に基づき形成されている。また，第２出射口２７８から出射される指示用レーザビーム２３５を用いることによって，切断線１２０，第１出射口２７６，および第２出射口２７８の整列が容易化されている。
【０１９７】
このように回転鋸の目２６４，第１出射口２７６，および第２出射口２７８が切断線１２０と整列されたところで，プリスクライバ２６０の回動軸２６２がＬＣＤパネル１００方向に回動し，回動軸２６２に固定された回転鋸の目２６４は，ＬＣＤパネル１００の一端部に所定深さの切断開始溝を形成する。
【０１９８】
その後，回動軸２６２は，逆回動して元の位置に復帰し，レーザ発振ユニット２２２から発振されたレーザビーム２２８は，屈折レンズ部２２４によって屈折され，フォーカシングレンズ群２２９に伝達される。フォーカシングレンズ群２２９を通過したレーザビーム２２８は，数μｍ程度の直径となるように集束され，フォーカシングレンズ群ハウジング２２６の取出口２４５から出射される。
【０１９９】
フォーカシングレンズ群ハウジング２２６の取出口２４５から出射されたレーザビーム２２８は，光変調装置２７０のハウジング２７２に形成された入射口２７４を通して光変調装置２７０の内部に取り込まれる。ここで，光変調装置２７０に取り込まれたカッティング用のレーザビーム２２８のうち，一部は入射されたときと同一の波長で第１出射口２７６を通過し，残り一部は，可視光線帯域の波長に変調された後第２出射口２７８を通過する。
【０２００】
かかる動作をさらに詳しく説明する。光変調装置２７０に入射されたレーザビーム２２８のうち５０％は，ビームスプリッタ２５２をそのまま透過し，第１出射口２７４を通してＬＣＤパネル１００に形成された切断線１２０に照射され，残り５０％は，ビームスプリッタ２５２で９０゜に反射される。
【０２０１】
ビームスプリッタ２５２で反射されたレーザビーム２２８は，ビームスプリッタ２５２と対向して設けられている光変調部２５４に入射される。そして，光変調部２５４に入射されたレーザビーム２２８は，作業者が肉眼で確認することが可能な可視光線帯域の波長に変調される。例えば，１３００ｎｍの波長を有するレーザビーム２２８が光変調部２５４によって６３０ｎｍの波長を有する赤色光に変調される。
【０２０２】
このように，可視光線帯域の波長に変調されて生成された指示用レーザビーム２３５は，反射鏡２５６で反射され，ハウジング２７２の底面に形成された第２出射口２７８を通して，カッティング用のレーザビーム２２８と同一の切断線１２０に照射される。
【０２０３】
第１出射口２７６から出射されたカッティング用のレーザビーム２２８は，切断線１２０を急速に加熱しながら走査し，第２出射口２７８から出射された指示用レーザビーム２３５は，カッティング用レーザビーム２２８に追従する。すわわち，作業者は，指示用レーザビーム２３５によってカッティング用のレーザビーム２２８の進行経路を確認することが可能となる。
【０２０４】
カッティング用のレーザビーム２２８によって急速に加熱されたＬＣＤパネル１００は，流体噴射管２４４から噴射された冷却流体２４６によって急速冷却される。このとき，ＬＣＤパネル１００の切断線１２０には熱膨張と収縮により高い熱応力が発生する。熱応力の大きさがガラス分子と分子とを結合させる結合力より大きくなったとき，非晶質ガラス分子構造が破壊され，ＬＣＤパネル１００の切断線１２０に沿ってクラックが生成される。そして，単位パネル１１０がＬＣＤパネル１００から切断される。
【０２０５】
ここで，クラックの生成方向は，カッティング用のレーザビーム２２８の進行方向と同一であるため，レーザビーム２２８が切断線１２０から離脱した場合，単位パネル１１０にカッティング不良が生じることになる。このため，作業者は，切断工程の間，指示用レーザビーム２３５が切断線１２０に沿って一直線に進行でいることを随時確認する。指示用レーザビーム２３５が切断線１２０から離脱した場合は，カッティング用のレーザビーム２２８も切断線１２０から離脱していることになるため，レーザ切断装置２０４の稼動を中止させる。そして，レーザ２２０の調節を行い，次の切断線１２０と指示用レーザビーム２３５をアラインさせ切断工程を再開させる。
【０２０６】
以上のように第４の実施の形態にかかるレーザ切断装置および切断方法によれば，指示用レーザビーム２３５によってカッティング用のレーザビーム２２８の進行経路を肉眼で確認することが可能となるため，カッティング不良により廃棄処分とされる単位パネルの数が低減される。
【０２０７】
なお，第４の実施の形態においては，切断対象物であるＬＣＤパネル１００が固定され，レーザ２２０，冷却装置２４１，およびプリスクライバ２６０が移動する場合に即して説明したが，本発明はこれに限らず，レーザ２２０，冷却装置２４１，およびプリスクライバ２６０が固定され，ＬＣＤパネル１００が移動して切断される場合にも適用可能である。
【０２０８】
（第５の実施の形態）
第４の実施の形態にかかるレーザ切断装置によれば，レーザビーム２２８の経路を肉眼で確認することが可能となるが，レーザビーム２２８の経路が切断対象物，例えば合着されたＬＣＤパネル１００の表面の整列キーによって定義される切断予定線に沿って正確に進行しているか否かを確認することは困難である。
【０２０９】
実切断線が切断予定線からセル内側に離脱した場合，クラックも同じくセル内側に伝播されるため，切断されたセル全部が不良と判定される。このような切断不良は，１枚のＬＣＤパネルに止まらず，連続して切断工程が進められた場合，数十枚〜数百枚のＬＣＤパネルに影響が及ぶおそれもある。
【０２１０】
第５の実施の形態にかかるレーザ切断装置および切断方法によれば，実際の切断線の進行経路と切断予定線が外れた場合，切断動作を中止させる，あるいは，外れた実切断線の進行経路を修正することが可能となる。
【０２１１】
図３２は，第５の実施の形態にかかるレーザ切断装置２０６の斜視図である。このレーザ切断装置２０６は，切断予定線に沿ってレーザビーム２２８を照射する第１レーザ２２０，第１レーザ２２０から照射されたレーザビーム２２８が照射された実切断線に沿って冷却流体を噴射する冷却装置２４０，および冷却流体の噴射によってＬＣＤパネル１００の実切断線に沿って伝播されるクラックの進行経路を追跡する第２レーザ２９０を含むものである。冷却装置２４０は，第１レーザ２２０の進行方向の後端に設けられ，第２レーザ２９０は，冷却装置２４０の後端に設けられている。
【０２１２】
ＬＣＤパネル１００の切断予定線の始端部に切断開始溝を形成するプリスクライバ２６０，および，移送装置２８０は，状況に応じて備えられるものである。また，第２の実施の形態において説明した冷却流体吸入装置２５０を増設することも可能である。
【０２１３】
第４の実施の形態にかかるレーザ切断装置と同様に，第５の実施の形態にかかるレーザ切断装置２０６は，暗室であるチャンバ（図示せず。）内に備えられる。チャンバの外側壁にはカッティング用のレーザビーム２２８の移動経路を作業者が観察するためのウィンドウが設けられる。
【０２１４】
第２レーザ２９０は，第１レーザ２２０と同様に，レーザ発振ユニット２９２，屈折レンズ部２９４，フォーカシングレンズ群（図示せず。），およびフォーカシングレンズ群ハウジング２９６を含むものである。
【０２１５】
フォーカシングレンズ群ハウジング２９６の所定部分には，光センサ２９８が設けられている。光センサ２９８は，第２レーザ２９０から照射され，ＬＣＤパネル１００の実切断線に発生したクラックに反射したビームを感知するものである。光センサ２９８は，ＬＣＤパネル１００のクラックに反射されたクラック認識用レーザビームの光量を検出する光量検出センサで構成されることが好ましい。
【０２１６】
光センサ２９８，第１レーザ２２０，および第２レーザ２９０は，図３３に示したように，例えばマイクロプロセッサから構成された制御装置４００によって制御される。制御装置４００は，入力されている切断予定線の経路と，センサから入力された実切断線の経路とを光センサ２９８から入力される光量に基づき比較判断し，移送装置２８０を含むレーザ切断装置２０６の動作を中止させたり，移送装置２８０の動作を調整することが可能である。
【０２１７】
第２レーザ２９０に備えられたレーザ発振ユニット２９２は，Ｙ軸移送プレート２８２に設けられており，クラック認識用レーザビーム２３７を出力する。このクラック認識用レーザビーム２３７は，可視光線であることが好ましく，発振波長λが６３０ｎｍ程度のヘリウムネオンレーザビームを適用することが可能である。かかる構成によれば，作業者は，肉眼でクラック認識用レーザビーム２３７およびカッティング用のレーザビーム２２８の移動経路を確認することが可能となる。
【０２１８】
また，第１レーザ２２０に備えられたレーザ発振ユニット２２２の発振によってフォーカシングレンズ群ハウジング２２６から出射されたレーザビーム２２８は，例えば，発振波長λが１３００ｎｍである赤外線であって，５０〜２５０Ｗ程度の出力とされている。かかるレーザビーム２２８を出力するレーザとして，例えば，ＹＡＧレーザまたはＣＯ２レーザ等が用いられる。
【０２１９】
以上のような構成を有する第５の実施の形態にかかるレーザ切断装置２０６によるＬＣＤパネル１００の切断工程を図３２〜図３４を用いて説明すれる。
【０２２０】
ＬＣＤパネル１００に定義された切断線１２０に対して，プリスクライバ２６０に備えられた回転鋸の目２６４，カッティング用のレーザビーム２２８，およびクラック認識用レーザビーム２３７を一列に正確に整列させる。このように回転鋸の目２６４，カッティング用のレーザビーム２２８，およびクラック認識用レーザビーム２３７が切断線１２０と一致したところで，回動軸２６２がＬＣＤパネル１００の方向に回動し，回動軸２６２に固定された回転鋸の目２６４は，ＬＣＤパネル１００の一端部に所定深さの切断開始溝を形成する。
【０２２１】
その後，回動軸２６２は，逆回動して元の位置に復帰し，数μｍに集束され，フォーカシングレンズ群ハウジング２２６から出射されたカッティング用のレーザビーム２２８は，ＬＣＤパネル１００に形成された切断開始溝を始点として切断線１２０に沿って走査し，ＬＣＤパネル１００を急速加熱する。
【０２２２】
続いて，第１レーザ２２０の後端に設けられた冷却噴射管２４４から冷却流体２４６が，レーザビーム２２８が照射されたＬＣＤパネル１００に対して噴射され，切断線１２０に沿ってクラックが発生する。これによって，ＬＣＤパネル１００からの単位パネル１１０の切断が進行する（図３４，Ｓ５００）。
【０２２３】
第２レーザ２９０に備えられたフォーカシングレンズ群において数μｍに集束されたクラック認識用レーザビーム２３７は，カッティング用のレーザビーム２２８と同一の経路をたどり，冷却流体２４６に追従してＬＣＤパネル１００に発生したクラックに照射される。
【０２２４】
クラック認識用レーザビーム２３７がクラックに照射されると，クラック認識用レーザビーム２３７の一部がクラックの入射面で反射される。第２レーザ２９０におけるフォーカシングレンズ群ハウジング２９６に設けられた光センサ２９８は，反射されたクラック認識用レーザビーム２３７の光量を感知した後，これに相当する電気信号をマイクロプロセッサ４００に伝達する。
【０２２５】
光センサ２９８から伝達された電気信号がマイクロプロセッサ４００に入力されれると，マイクロプロセッサ４００は，かかる電気信号を光の強さに換算し，予め入力された光の強さと，換算された光の強さとを比較して，カッティング用のレーザビーム２２８が切断線１２０から離脱しているか否かを判断する（図３４，Ｓ５１０）。
【０２２６】
比較判断の結果，予め入力されている光の強さと，光センサ２９８から入力された光の強さが略同一な場合，カッティング工程を続行させる。
【０２２７】
対して，比較判断の結果，予め入力されている光の強さと，光センサ２９８から入力された光の強さが異なる場合，カッティング用のレーザビーム２２８が切断線１２０から離脱したとして，マイクロプロセッサ４００は，予め入力されている光の強さと光センサ２９８から入力された光の強さに基づき，切断予定線である切断線１２０と実切断線１２０’の離脱角θ（図３３参照）を計算する（図３４，Ｓ５２０）。
【０２２８】
マイクロプロセッサ４００は，計算された離脱角θに応じてＸ軸移送プレート２８４の位置を調整し，カッティング用のレーザビーム２２８を切断線１２０と一致させる（図３４，Ｓ５３０）。
【０２２９】
Ｘ軸移送プレート２８４の調整によって第２レーザ２９０が移動し，クラックにクラック認識用レーザビーム２３７が照射される。光センサ２９８は，クラックの入射面で反射したクラック認識用レーザビーム２３７の光量を感知した後，これに応じた電気信号を再びマイクロプロセッサ４００に伝達する。
【０２３０】
マイクロプロセッサ４００は，光センサ２９８から入力された電気信号を光の強さに換算した後，予め入力されている光の強さと，換算された光の強さを比較してカッティング用のレーザビーム２２８が切断線１２０に一致しているか否かを判断する（図３４，Ｓ５４０）。
【０２３１】
比較の結果，切断線１２０とカッティング用のレーザビーム２２８が一致したと判断した場合，ＬＣＤパネル１００を急速加熱／急速冷却させ，ＬＣＤパネル１００から単位パネル１１０を切断する工程を続けて進行する（図３４，Ｓ５５０）。
【０２３２】
比較の結果，カッティング用のレーザビーム２２８と切断線１２０が一致しないと判断した場合，離脱角θを計算する工程に戻る。
【０２３３】
このようにマイクロプロセッサ４００を用いて，自動的に切断線１２０とカッティング用のレーザビーム２２８とを一致させることによって，切断線１２０からカッティング用のレーザビーム２２８が離脱した直後にカッティング経路を補正することが可能となる。したがって，１枚の単位パネル１１０にのみカッティング不良が発生するだけで，不具合の大量発生が防止されることになる。
【０２３４】
以上説明したように，第５の実施の形態にかかるレーザ切断装置および切断方法によれば，切断線１２０とカッティング用のレーザビーム２２８との離脱角θが計算され，切断線１２０に対してカッティング用のレーザビーム２２８を自動的にアラインさせることが可能となるため，連続的なカッティング不良の発生が防止されることになる。したがって，設備稼動時間を増加させることが可能となり，製品の生産性が向上する。
【０２３５】
なお，第５の実施の形態においては，切断対象物であるＬＣＤパネル１００が固定され，レーザ２２０，冷却装置２４０，およびプリスクライバ２６０が移動する場合に即して説明したが，本発明はこれに限らず，レーザ２２０，冷却装置２４０，およびプリスクライバ２６０が固定され，ＬＣＤパネル１００が移動して切断される場合にも適用可能である。
【０２３６】
（第６の実施の形態）
第１の実施の形態〜第５の実施の形態において説明されたレーザ切断装置および切断方法は，大型画面を実現するタイルドＬＣＤモジュールの製造に対しても効果的に適用することが可能である。
【０２３７】
図３５〜図３９は，本発明によって切断された単位パネルを利用して大型平板表示素子を製造する方法を示すものである。
【０２３８】
高解像度大型平板表示素子を製造するためには，まず，ＸＧＡまたはＵＸＧＡを支援可能な高解像度を有する複数個の単位パネルが形成されたガラス母基板（図示せず。）を製造し，その後，単位パネルが形成されたガラス母基板を精密，かつ，切断面を滑らかに切断する工程が実行される。
【０２３９】
切断装置としては，上述のレーザ切断装置２００，２０２，２０４，２０６が選択的に用いられる。
【０２４０】
まず，例えば，ＣＯ２レーザビームを利用して，ガラス母基板の切断線（スクライブライン）を急速加熱／急速冷却させ，微細クラックを誘発させる。このクラックによってガラス母基板に形成された複数個の単位パネルを精密に切断して単位パネル１５０，１５２，１５４，１５６を製造する。
【０２４１】
切断工程において，上述したように，ガラス母基板の切断される両側エッジ面に切断開始溝および切断終了溝を形成する方法が用いられる。さらに，切断線の交差点にも予備切断溝が形成される。
【０２４２】
ガラス母基板の外表面から始まる微細クラックがガラス母基板の内表面方向に進行する際，ガラス母基板の内表面に不規則なクラックが発生しないように，切断されるガラス母基板を２回に分けて切断する方法が選択的に使用される。
【０２４３】
第１〜５の実施の形態にかかる切断装置および切断方法を選択的に用いることによって，単位パネル１５０，１５２，１５４，１５６は，滑らかな切断面を有するように切断される。切断された単位パネル１５０，１５２，１５４，１５６は，４枚で１つの大型平板表示素子を形成する。すなわち，４枚の３０”単位パネル１５０，１５２，１５４，１５６を２×２の正方行列で配列することによって，１つの６０”ＬＣＤパネルが形成されることになる。また，４枚の単位パネル１５０，１５２，１５４，１５６から２枚を用いて１×２行列構造とし，３０”に相当する２枚のＬＣＤパネルを形成することも可能である。
【０２４４】
ガラス母基板から切断されて個別化された単位パネル１５０，１５２，１５４，１５６の切断面にはゲート電極（図示せず。）とデータ電極（図示せず。）がコンタクトされるエッジ電極が形成されている。ゲート電極とデータ電極が形成された単位パネル１５０，１５２，１５４，１５６は，ゲート電極とデータ電極が外側に向くように配列される。
【０２４５】
複数個の単位パネル１５０，１５２，１５４，１５６は，図３６に示すように，接合予定面１５５を基準に整列され，かかる接合線に沿ってレーザビーム２２８が照射される。ここで，レーザビーム２２８の強さは，レーザ照射部分が溶融される程度に調節される。レーザビーム２２８の照射によって単位パネル１５０，１５２，１５４，１５６は相互接合される。
【０２４６】
単位パネル１５０，１５２，１５４，１５６は，多様な媒介物質を用いて相互溶融接合される。この場合のシームラインの幅は，ＸＧＡまたはＵＸＧＡを支援する高い解像度を有するＬＣＤパネル１５０，１５２，１５４，１５６が必要とするシームライン幅に近接することになるため，大型ディスプレイ画面がシームラインによって分離される現象は防止されることになる。
【０２４７】
また，図３７および図３８に示したように，単位パネル１５７，１５８，１５９，１６０の間に，溶融点が基板として使われるガラスの溶融点より著しく低い焼結ガラスであるシンタードガラス（ｓｉｎｔｅｒｅｄ  ｇｌａｓｓ）または鉛含有ガラスのような媒介接合ガラス１７０が介在する場合，単位パネル１５７，１５８，１５９，１６０を両側から加圧した後，図３６に示すレーザビーム２２８によって媒介接合ガラス１７０を溶融させ，単位パネル１５７，１５８，１５９，１６０を相互接合させる方法がある。
【０２４８】
この場合，シンタードガラスや鉛含有ガラスなどの媒介接合ガラス１７０は，非常に薄い膜形状とすることが可能であるため，単位パネル１５７，１５８，１５９，１６０のブラックマトリックスとしての役割を果たすシームラインの幅を単位パネル１５７，１５８，１５９，１６０のピクセルの間隔に相当する幅に設定することが可能である。したがって，接合のために媒介物質を使用した場合であっても，高解像度を有する大型平板表示素子の製造が可能となる。
【０２４９】
以上のように接合されたセルは，ＬＣＤモジュール組立工程を経て，最終的に大型平板表示素子が完成する。
【０２５０】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる実施の形態に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０２５１】
以上説明したように，本発明によれば切断対象物の切断不良が防止される。また，切断時のパーティクルの発生が防止され，切断対象物の汚染が防止される。
【０２５２】
さらに，切断状況を容易に確認することが可能となる。また，切断位置にずれが生じた場合であっても，迅速に修正することが可能となる。
【０２５３】
そして，切断された対象物を相互に接合する場合，かかる接合箇所を極めて小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０２５４】
【図１】本発明の第１の実施の形態かかるレーザ切断装置の斜視図である。
【図２】図１のＰＳ部分の詳細図である。
【図３】図１のレーザ切断装置の断面図である。
【図４】図１のレーザ切断装置の切断過程を説明する説明図である。
【図５】図１のレーザ切断装置の切断過程を説明する説明図である。
【図６】図１のレーザ切断装置の切断過程を説明する説明図である。
【図７】図１のレーザ切断装置の切断過程を説明する説明図である。
【図８】図１のレーザ切断装置の切断過程を説明する説明図である。
【図９】図１のレーザ切断装置のレーザビームと回転鋸の目の進行軌跡を示した斜視図である。
【図１０】図１のレーザ切断装置のレーザビームと回転鋸の目の進行軌跡を示した斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態による切断方法を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態による切断面の処理方法を説明する斜視図である。
【図１３】図１２のＡ−Ａ’線に沿って切断された断面図である。
【図１４】図１２のＢ−Ｂ’線に沿って切断された断面図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態による切断方法を説明するための説明図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態による切断方法を説明するための説明図である。
【図１７】本発明の他の実施の形態による切断方法を説明するためのフローチャートである。
【図１８】本発明の他の実施の形態による切断方法を説明するためのフローチャートである。
【図１９】本発明の他の実施の形態による切断方法を説明するための平面図である。
【図２０】本発明の他の実施の形態による切断方法を説明するための平面図である。
【図２１】本発明の他の実施の形態による切断方法を説明するための平面図である。
【図２２】本発明の他の実施の形態によるレーザ切断装置の斜視図である。
【図２３】図２２のレーザ切断装置を利用した切断方法を説明するための斜視図である。
【図２４】図２２のレーザ切断装置を利用した切断方法を説明するための斜視図である。
【図２５】図２２のレーザ切断装置を利用した切断方法を説明するための斜視図である。
【図２６】本発明の他の実施の形態による冷却装置のブロック図である。
【図２７】図２６の冷却装置の部分構成図である。
【図２８】ノズルの構造変更による切断過程を説明するための図面である。
【図２９】ノズルの構造変更による切断過程を説明するための図面である。
【図３０】本発明のまた他の実施の形態によるレーザ切断装置の斜視図である。
【図３１】図３０のレーザ切断装置におけるレーザと光変調装置を含む部分の詳細図である。
【図３２】本発明の他の実施の形態によるレーザ切断装置の斜視図である。
【図３３】図３２のレーザ切断装置でレーザの進行経路を補正する方法を説明するための斜視図である。
【図３４】図３２のレーザ切断装置でレーザの進行経路を補正する方法を説明するフローチャートである。
【図３５】本発明のレーザ切断装置および切断方法をタイルドＬＣＤパネルの製造に適用する過程を示す斜視図である。
【図３６】本発明のレーザ切断装置および切断方法をタイルドＬＣＤパネルの製造に適用する過程を示す斜視図である。
【図３７】本発明のレーザ切断装置および切断方法をタイルドＬＣＤパネルの製造に適用する過程を示す斜視図である。
【図３８】本発明のレーザ切断装置および切断方法をタイルドＬＣＤパネルの製造に適用する過程を示す斜視図である。
【図３９】本発明のレーザ切断装置および切断方法をタイルドＬＣＤパネルの製造に適用する過程を示す断面図である。
【図４０】従来のガラス母基板の平面図である。
【図４１】図４０のＥ１部の詳細図である。
【図４２】図４０のＥ２部の詳細図である。
【図４３】従来のタイルドＬＣＤの平面図である。
【図４４】図４３のＥ４部の詳細図である。
【符号の説明】
【０２５５】
１００    ＬＣＤパネル
１１０    単位パネル
１２０    切断線
２００    レーザ切断装置
２２０    レーザ
２２２    レーザ発振ユニット
２２４    屈折レンズ部
２２６    フォーカシングレンズ群ハウジング
２２８    レーザビーム
２４０    冷却装置
２４２    冷却流体貯蔵部
２４４    流体噴射管
２６０    プリスクライバ
２６２    回動軸
２６４    回転鋸の目
２８０    移送装置
２８２    Ｙ軸移送プレート
２８４    Ｘ軸移送プレート
Ｐｓ    始端部
【図１】
0005266036.tif 000003
【図２】
0005266036.tif 000004
【図３】
0005266036.tif 000005
【図４】
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【図５】
0005266036.tif 000007
【図６】
0005266036.tif 000008
【図７】
0005266036.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0005266036.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0005266036.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
0005266036.tif 000019
【図１８】
0005266036.tif 000020
【図１９】
0005266036.tif 000021
【図２０】
0005266036.tif 000022
【図２１】
0005266036.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
0005266036.tif 000026
【図２５】
0005266036.tif 000027
【図２６】
0005266036.tif 000028
【図２７】
0005266036.tif 000029
【図２８】
0005266036.tif 000030
【図２９】
0005266036.tif 000031
【図３０】
0005266036.tif 000032
【図３１】
0005266036.tif 000033
【図３２】
0005266036.tif 000034
【図３３】
0005266036.tif 000035
【図３４】
0005266036.tif 000036
【図３５】
0005266036.tif 000037
【図３６】
0005266036.tif 000038
【図３７】
0005266036.tif 000039
【図３８】
0005266036.tif 000040
【図３９】
0005266036.tif 000041
【図４０】
0005266036.tif 000042
【図４１】
0005266036.tif 000043
【図４２】
0005266036.tif 000044
【図４３】
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【図４４】
0005266036.tif 000046