(57)【要約】【課題】被加工基板を割断予定線に対応する垂直な面で割断し、ソゲ量を小さく抑えること。【解決手段】本発明の割断装置は、脆性材料からなる被加工基板６０を、割断予定線７１に沿って局部的に加熱し、その際に生じる熱応力によって当該被加工基板６０に亀裂を生じさせて割断するものである。割断装置は、被加工基板６０を保持する基板ホルダ５０と、基板ホルダ５０に保持された被加工基板６０の割断予定線７１に沿うレーザ光照射位置ＬＰにレーザ光ＬＢを照射して局部的に加熱するレーザ加熱部３０と、割断予定線７１の近傍であって、レーザ光ＬＢのレーザ光照射位置ＬＰと異なる加熱光照射位置ＨＰにレーザ加熱部３０と異なる波長の加熱光ＨＢを照射する加熱光照射部３５とを備えている。加熱光照射部３５から照射される加熱光ＨＢによって、被加工基板６０の被加工基板６０の内部を割断予定線７１の側方に沿って加熱する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脆性材料からなる被加工基板を、割断予定線に沿って局部的に加熱し、その際に生じる熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断する割断装置において、
被加工基板を保持する基板ホルダと、
基板ホルダに保持された被加工基板の割断予定線に沿うレーザ光照射位置にレーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱部と、
前記割断予定線の近傍であって、レーザ光のレーザ光照射位置と異なる加熱光照射位置にレーザ加熱部と異なる波長の加熱光を照射して、被加工基板の内部を割断予定線の側方に沿って加熱する加熱光照射部と、
を備えていることを特徴とする割断装置。
【請求項２】
加熱光照射部から照射される加熱光は、割断予定線の一側にある加熱光照射位置に照射されることを特徴とする請求項１記載の割断装置。
【請求項３】
加熱光照射部から照射される加熱光は、被加工基板に対する吸収率が９０％以下であり、当該被加工基板の内部を加熱することを特徴とする請求項１記載の割断装置。
【請求項４】
加熱光照射部から照射される加熱光は、被加工基板に対する吸収率が９０％以下であり、当該被加工基板の内部に焦点を形成することを特徴とする請求項１記載の割断装置。
【請求項５】
加熱光照射部から照射される加熱光は、レーザ光からなることを特徴とする請求項１記載の割断装置。
【請求項６】
加熱光照射部から照射されるレーザ光は、波長が概ね２７００ｎｍ〜４５００ｎｍであることを特徴とする請求項５記載の割断装置。
【請求項７】
加熱光照射部から照射されるレーザ光は、ＨＦレーザ光、半導体レーザ光又は長波長変換したＹＡＧレーザ光からなることを特徴とする請求項５記載の割断装置。
【請求項８】
加熱光照射部と被加工基板との間に、柱状レンズもしくは柱状ミラーを更に設けたことを特徴とする請求項５記載の割断装置。
【請求項９】
加熱光照射部から柱状レンズもしくは柱状ミラーを介して被加工基板に照射される加熱光照射位置の形状は、長辺が割断予定線に沿って延びた楕円形状であることを特徴とする請求項８記載の割断装置。
【請求項１０】
レーザ加熱部は、レーザ光を照射するレーザ光発振器を有し、
加熱光照射部は、加熱光を照射する加熱光発振器を有し、
レーザ光発振器と被加工基板との間に、レーザ光発振器から照射されるレーザ光を反射するとともに、揺動軸に対して揺動自在に連結された第一反射部を設け、
加熱光発振器と被加工基板との間に、加熱光発振器から照射される加熱光を反射するとともに、第一反射部の側方であって、前記揺動軸に揺動自在に連結された第二反射部を設けたことを特徴とする請求項１記載の割断装置。
【請求項１１】
加熱光照射部から照射される加熱光は、インコヒーレント光からなることを特徴とする請求項１記載の割断装置。
【請求項１２】
加熱光照射部は、互いに波長が異なる加熱光を照射する複数の単位加熱光照射部を有することを特徴とする請求項１記載の割断装置。
【請求項１３】
脆性材料からなる被加工基板を、割断予定線に沿って局部的に加熱し、その際に生じる熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断する割断方法において、
被加工基板を保持する保持工程と、
保持された被加工基板の割断予定線に沿うレーザ光照射位置にレーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱工程と、
前記割断予定線の近傍であって、レーザ光のレーザ光照射位置と異なる加熱光照射位置にレーザ加熱部と異なる波長の加熱光を照射して、被加工基板の内部を割断予定線の側方に沿って加熱する加熱光照射工程と、
を備えたことを特徴とする割断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工基板にレーザ光を照射して熱応力によって割断する割断装置及び割断方法に係り、とりわけ、被加工基板を割断する際に発生するソゲ量を抑えて割断する割断装置及び割断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、脆性材料からなる被加工基板に対して割断加工を行う方法として、レーザ光を用いて脆性材料からなる被加工基板を局部的に加熱するとともに、水霧等により局部的に冷却し、その熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
このような被加工基板の割断方法において、被加工基板の割断の品位の良否は実用上非常に重要である。一般的に、液晶パネル等で用いられる長方形のガラス基板等において、その割断の品位は、直線性とソゲ量とによって評価される。図８に示すように、「直線性」とは、被加工基板６０の表面における割断線６８の直線性（割断予定線７１からの割断線６８のずれδｗ１）をいい、「ソゲ量」とは、被加工基板６０の表面に対する割断面６８ａの厚さ方向の直角度（割断予定線７１に対応する垂直な面からの割断面６８ａのずれδｗ２）をいう。なお、実際の製品では、これらの直線性及びソゲ量に関して上限値が決められている。具体的には、直線性に関して±数十μｍ以下（±数百μｍ以下）、ソゲ量に関して±数十μｍ以下（±数百μｍ以下）程度である。これらの数値は、メーカーや製品に応じて異なるものであるが、例えば、縦１９００ｍｍ×横２２００ｍｍであって、厚さ０．７ｍｍの被加工基板を割断する際には、直線性に関して±５０μｍ以下、ソゲ量に関して±７０μｍ（＝厚さ×１０％）以下程度であることが好ましい。
【０００４】
このようなソゲ（割断予定線７１に対応する垂直な面から割断面６８ａがずれること）が発生する理由としては、以下のようなことが考えられている（例えば、非特許文献1参照）。すなわち、被加工基板６０を加熱及び冷却して割断する際、加熱した割断予定線７１を冷却することで、被加工基板６０の割断予定線７１に引張応力を発生させ亀裂を進展させる。このとき、加熱される被加工基板６０の表面と、その直下部は、加熱によって高温となっているため、内部へ進行しようとする亀裂の進行は抑制されてしまう。この結果、大きなソゲが発生してしまう。
【０００５】
従来から、被加工基板６０に複数のレーザ光を照射することは知られている（例えば、特許文献２）。しかしながら、このように複数のレーザ光を照射する目的は、被加工基板６０を迅速に加工するためのものであり、ソゲ量を抑えるためのものではない。このため、当然、レーザ光のレーザ光照射位置ＬＰと異なる加熱光照射位置ＨＰにレーザ加熱部と異なる波長の加熱光を照射して、被加工基板６０の内部を割断予定線７１の側方に沿って加熱すること（図２（ｂ）参照）については、一切触れられていない。
【特許文献１】特表平８−５０９９４７号公報
【特許文献２】特開２００３−５７４４０１号公報
【非特許文献１】ガラスのレーザスクライブにおける熱応力解析（精密工学会７１巻１２号）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、被加工基板を割断予定線に対応する垂直な面で割断し、ソゲ量を小さく抑える割断装置及び割断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、脆性材料からなる被加工基板を、割断予定線に沿って局部的に加熱し、その際に生じる熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断する割断装置において、被加工基板を保持する基板ホルダと、基板ホルダに保持された被加工基板の割断予定線に沿うレーザ光照射位置にレーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱部と、前記割断予定線の近傍であって、レーザ光のレーザ光照射位置と異なる加熱光照射位置にレーザ加熱部と異なる波長の加熱光を照射して、被加工基板の内部を割断予定線の側方に沿って加熱する加熱光照射部と、を備えていることを特徴とする割断装置である。
【０００８】
このような構成によって、被加工基板を割断予定線に対応する垂直な面で割断し、ソゲ量を小さく抑えることができる。
【０００９】
本発明は、加熱光照射部から照射される加熱光が、割断予定線の一側にある加熱光照射位置に照射されることを特徴とする割断装置である。
【００１０】
このような構成によって、被加工基板内の温度分布を、割断予定線に対して、効率よく略対称にすることができる。
【００１１】
本発明は、加熱光照射部から照射される加熱光が、被加工基板に対する吸収率が９０％以下であり、当該被加工基板の内部を加熱することを特徴とする割断装置である。
【００１２】
このような構成によって、被加工基板の内部を効率よく加熱することができる。
【００１３】
本発明は、加熱光照射部から照射される加熱光が、被加工基板に対する吸収率が９０％以下であり、当該被加工基板の内部に焦点を形成することを特徴とする割断装置である。
【００１４】
このような構成によって、被加工基板の内部を効率よく加熱することができる。
【００１５】
本発明は、加熱光照射部から照射される加熱光が、レーザ光からなることを特徴とする割断装置である。
【００１６】
本発明は、加熱光照射部から照射されるレーザ光は、波長が概ね２７００ｎｍ〜４５００ｎｍであることを特徴とする割断装置である。
【００１７】
本発明は、加熱光照射部から照射されるレーザ光が、ＨＦレーザ光、半導体レーザ光又は長波長変換したＹＡＧレーザ光からなることを特徴とする割断装置である。
【００１８】
本発明は、加熱光照射部と被加工基板との間に、柱状レンズもしくは柱状ミラーを更に設けたことを特徴とする割断装置である。
【００１９】
このような構成によって、割断装置の製造コストを低く抑えることができる。
【００２０】
本発明は、加熱光照射部から柱状レンズもしくは柱状ミラーを介して被加工基板に照射される加熱光照射位置の形状が、長辺が割断予定線に沿って延びた楕円形状であることを特徴とする割断装置である。
【００２１】
このような構成によって、被加工基板内の温度分布を、割断予定線に対して、効率よく略対称にすることができる。
【００２２】
本発明は、レーザ加熱部が、レーザ光を照射するレーザ光発振器を有し、加熱光照射部が、加熱光を照射する加熱光発振器を有し、レーザ光発振器と被加工基板との間に、レーザ光発振器から照射されるレーザ光を反射するとともに、揺動軸に対して揺動自在に連結された第一反射部を設け、加熱光発振器と被加工基板との間に、加熱光発振器から照射される加熱光を反射するとともに、第一反射部の側方であって、前記揺動軸に揺動自在に連結された第二反射部を設けたことを特徴とする割断装置である。
【００２３】
このような構成によって、割断装置を配置するのに必要なスペースを小さくすることができる。
【００２４】
本発明は、加熱光照射部から照射される加熱光が、インコヒーレント光からなることを特徴とする割断装置である。
【００２５】
本発明は、加熱光照射部が、互いに波長が異なる加熱光を照射する複数の単位加熱光照射部を有することを特徴とする割断装置である。
【００２６】
このような構成によって、割断対象となる被加工基板の性質に合った条件で、被加工基板を割断することができ、ソゲ量をより小さく抑えることができる。
【００２７】
本発明は、脆性材料からなる被加工基板を、割断予定線に沿って局部的に加熱し、その際に生じる熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断する割断方法において、被加工基板を保持する保持工程と、保持された被加工基板の割断予定線に沿うレーザ光照射位置にレーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱工程と、前記割断予定線の近傍であって、レーザ光のレーザ光照射位置と異なる加熱光照射位置にレーザ加熱部と異なる波長の加熱光を照射して、被加工基板の内部を割断予定線の側方に沿って加熱する加熱光照射工程と、を備えたことを特徴とする割断方法である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、割断予定線の近傍であって、レーザ光のレーザ光照射位置と異なる加熱光照射位置にレーザ加熱部と異なる波長の加熱光を照射して、被加工基板の内部を割断予定線の側方に沿って加熱することによって、被加工基板を割断予定線に対応する垂直な面で割断することができ、これによりソゲ量を小さく抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
第１の実施の形態
以下、本発明に係る割断装置の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図５は本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【００３０】
図１に示すように、本発明による割断装置は、脆性材料からなる被加工基板６０を、割断予定線７１に沿って局部的に加熱し、その際に生じる熱応力によって当該被加工基板６０に亀裂を生じさせて割断するものである。本願においては、割断対象となる被加工基板６０として、２枚のガラス基板（表面板６１及び裏面板６２）がシール材(接着剤)６５ａ，６５ｂを介して貼り合わされた貼合基板６０が用いられる（図２（ａ）参照）。また、表面板６１、裏面板６２及びシール材６５ａ，６５ｂによって形成された区画内には、液晶６６が滴下されている（図２（ａ）参照）。
【００３１】
図１に示すように、本発明による割断装置は、貼合基板６０を保持部５１で保持する基板ホルダ５０と、基板ホルダ５０の保持部５１で保持された貼合基板６０の割断予定線７１に沿うレーザ光照射位置ＬＰ（図２（ｂ）参照）にＣＯ２レーザ光（レーザ光）ＬＢを照射して局部的に加熱するレーザ加熱部３０と、割断予定線７１の近傍であって、ＣＯ２レーザ光ＬＢのレーザ光照射位置ＬＰと異なる加熱光照射位置ＨＰ（図２（ｂ）参照）にレーザ加熱部３０と異なる波長の加熱レーザ光（加熱光）ＨＢを照射して、貼合基板６０の内部を割断予定線７１の側方に沿って加熱する加熱光照射部３５とを備えている。
【００３２】
この場合、加熱レーザ光ＨＢの加熱光照射位置ＨＰは、割断予定線７１の一側に位置するとともに、ＣＯ２レーザ光ＬＢのレーザ光照射位置ＬＰと部分的に重なるが、レーザ光照射位置ＬＰと完全に一致していない。
【００３３】
また、図１に示すように、レーザ加熱部３０の下流側には、基板ホルダ５０の保持部５１で保持された貼合基板６０に対して相対的に移動するとともに、レーザ加熱部３０によって局部的に加熱された割断予定線７１を、冷却位置ＣＰ（図２（ｂ）参照）において局部的に冷却する冷却部４０が設けられている。
【００３４】
また、図１に示すように、基板ホルダ５０は、レーザ加熱部３０、加熱光照射部３５及び冷却部４０に対して相対的に移動する移動ステージ５５上に設けられている。また、図１に示すように、レーザ加熱部３０、加熱光照射部３５及び冷却部４０は、貼合基板６０上で割断予定線７１に沿って相対的に移動するように構成されている。
【００３５】
以下、レーザ加熱部３０、加熱光照射部３５及び冷却部４０の詳細について説明する。
【００３６】
（レーザ加熱部３０）
まず、レーザ加熱部３０について詳細に説明する。図１に示すように、レーザ加熱部３０は、貼合基板６０上にＣＯ２レーザ光ＬＢを照射して貼合基板６０を局部的に加熱することにより、貼合基板６０に亀裂を生じさせるためのものであり、数十Ｗ〜百数十Ｗ程度のＣＯ２レーザ光ＬＢを出射するレーザ光発振器３７と、レーザ光発振器３７からレンズ３１ａを介して入射したＣＯ２レーザ光ＬＢを反射する反射ミラー３８と、反射ミラー３８により反射されたＣＯ２レーザ光ＬＢを貼合基板６０上で走査する走査ミラー３９とを有している。このため、レーザ光発振器３７により出射されたＣＯ２レーザ光ＬＢは、反射ミラー３８を経て走査ミラー３９で反射され、貼合基板６０上で割断予定線７１に沿って所定の長さＬ内で繰り返し走査されることで照射パターンを有するレーザ光ＬＢが生成される。なお、ＣＯ２レーザ光ＬＢを走査させる手段としては、上述のような走査ミラーを用いる代わりに、回転式ポリゴンミラーを用いてもよい。
【００３７】
なお、図２（ｂ）に示すように、線状のＣＯ２レーザ光ＬＢは、割断予定線７１に沿う方向に延びる線状の照射パターンを有するものである。ＣＯ２レーザ光ＬＢの幅（割断予定線７１に直交する方向の長さ）Ｗは、十分の数ｍｍ〜十数ｍｍ程度であり、その長さ（割断予定線７１に沿う方向の長さ）Ｌは数ｍｍ〜百ｍｍ程度となっていることが好ましい。
【００３８】
（加熱光照射部３５）
次に、加熱光照射部３５について詳細に説明する。図１に示すように、加熱光照射部３５は、貼合基板６０に対する吸収率が９０％以下となる加熱レーザ光ＨＢを照射する加熱レーザ光発振器（加熱光発振器）３２と、加熱レーザ光発振器３２と貼合基板６０との間に設けられた柱状レンズ２１とからなっている。
【００３９】
また、図１に示すように、加熱光照射部３５から照射される加熱レーザ光ＨＢは、柱状レンズ２１を介して貼合基板６０に照射されており、その加熱光照射位置ＨＰの形状は、図２（ｂ）に示すように、長辺が割断予定線７１の一側に沿って延びた楕円形状になっている。このような柱状レンズ２１を用いれば、加熱レーザ光ＨＢを割断予定線７１の一側で走査する機構を設ける必要が無く、割断装置の製造コストを低く抑えることができる。なお、図２（ｂ）に示すように、加熱光照射位置ＨＰは、割断予定線７１に対してシール材６５ａの反対側に位置している。
【００４０】
なお、上述のように、加熱光照射部３５から照射される加熱レーザ光ＨＢを、柱状レンズ２１を介して貼合基板６０に照射する代わりに、加熱光照射部３５から照射される加熱レーザ光ＨＢを、柱状ミラー（図示せず）で反射して貼合基板６０に照射してもよい。
【００４１】
ところで、加熱光照射部３５から照射される加熱レーザ光ＨＢは、貼合基板６０の表面板６１に対する吸収率が９０％以下となっているので、加熱レーザ光ＨＢは、表面板６１の内部に焦点ＦＳを形成するとともに、表面板６１の内部を加熱することができる。具体的には、加熱レーザ光ＨＢは、表面板６１の内部深さεの位置に、直径φの焦点ＦＳを結ぶように構成されている（図２（ａ）参照）。なお、加熱レーザ光ＨＢは、波長が概ね２７００ｎｍ〜４５００ｎｍとなっていることが好ましい。このような加熱レーザ光ＨＢとしては、例えば、ＨＦレーザ光、半導体レーザ光、長波長変換したＹＡＧレーザ光等を挙げることができる。
【００４２】
なお、図２（ａ）は、ＣＯ２レーザ光ＬＢ及び加熱レーザ光ＨＢを照射している貼合基板６０の断面図を示したものであり、図２（ｂ）は、ＣＯ２レーザ光ＬＢ及び加熱レーザ光ＨＢを照射している貼合基板６０の平面図を示したものであり、図２（ｃ）は、貼合基板６０の厚さ方向に対するＣＯ２レーザ光ＬＢ及び加熱レーザ光ＨＢの強度を示したものである。
【００４３】
（冷却部４０）
次に、冷却部４０について詳細に説明する。図１に示すように、冷却部４０は、レーザ加熱部３０のＣＯ２レーザ光ＬＢによって局部的に加熱された貼合基板６０の割断予定線７１に、冷却剤Ｃを吹き付けて局部的に冷却するためのものである。なお、冷却剤Ｃとしては、水や霧（水と気体との混合物）、窒素やヘリウムなどの気体、二酸化炭素粒子（ドライアイス）などの微粒子固体、アルコールなどの液体、霧状のアルコール、雪状のドライアイスなどを用いることができる。
【００４４】
また、図１に示すように、冷却部４０は、冷却剤Ｃを貼合基板６０の表面に噴射する冷却ノズル４１を有している。なお、この冷却ノズル４１の直径（内径）は、数ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４５】
なお、図１に示すレーザ加熱部３０、加熱光照射部３５及び冷却部４０はいずれも、貼合基板６０上で割断予定線７１に沿って適切な間隔で一直線状に配置されるよう、アライメント調整できるようになっている。
【００４６】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
【００４７】
（割断方法）
最初に、図１、図２（ａ）−（ｃ）及び図５を参照として、内部に液晶６６を滴下した貼合基板６０を割断する方法について説明する。
【００４８】
まず、貼合基板６０を以下のようにして準備する。すなわち、裏面板６２（厚さ０．７ｍｍ）の所定箇所に、シール材６５ａ，６５ｂ（厚さ５μｍ）を塗布する（シール材塗布工程８１）（図２（ａ）及び図５参照）。
【００４９】
次に、裏面板６２上で、シール材６５ａ，６５ｂに囲まれた区画内に液晶６６を滴下する（液晶滴下工程８２）（図２（ａ）及び図５参照）。
【００５０】
次に、裏面板６２に、シール材６５ａ，６５ｂを介して表面板６１（厚さ０．７ｍｍ）を接合、真空封止する。このようにして貼合基板６０を製造する（貼合工程８３）（図２（ａ）及び図５参照）。
【００５１】
次に、割断対象となる貼合基板６０を基板ホルダ５０の保持部５１によって、貼合基板６０を保持する（保持工程８４ａ）（図１及び図５参照）。
【００５２】
次に、レーザ加熱部３０によって、基板ホルダ５０に保持された貼合基板６０の表面板６１の割断予定線７１に沿うレーザ光照射位置ＬＰにＣＯ２レーザ光ＬＢを照射して局部的に加熱する（レーザ加熱工程８５ａ）（図１、図２（ａ）−（ｃ）及び図５参照）。ここで、後述するように、ＣＯ２レーザ光ＬＢはガラスからなる表面板６１で吸収されるので、表面板６１は加熱され、割断予定線７１近傍で熱応力が発生する。
【００５３】
この際、表面板６１の割断予定線７１の一側にある加熱光照射位置ＨＰに、レーザ光発振器３７から照射されるＣＯ２レーザ光ＬＢと異なる波長の加熱レーザ光ＨＢ（例えば、ＨＦレーザ光）を照射して、貼合基板６０の内部を割断予定線７１の側方に沿って加熱する（加熱光照射工程８６）（図１、図２（ａ）−（ｃ）及び図５参照）。
【００５４】
この場合、後述のように、加熱レーザ光ＨＢの波長を限定することにより、貼合基板６０の表面板６１内部を十分に加熱することができ、表面板６１を割断する際に発生するソゲ量を抑制することができる。なお、（ソゲ量の抑制）及び（加熱レーザ光ＨＢの波長限定）については後述する。
【００５５】
その後、冷却部４０によって、レーザ加熱部３０によって局部的に加熱された表面板６１の割断予定線７１を、局部的に冷却する（冷却工程８７ａ）。このように冷却することによって、表面板６１の表面が収縮し、引張応力が発生する。このため、ＣＯ２レーザ光ＬＢによって誘起された応力を拡大させることができ、表面板６１を割断予定線７１で、効率よく割断することができる（図１及び図５参照）。
【００５６】
次に、貼合基板６０を裏返（反転）し、この裏返した貼合基板６０を基板ホルダ５０の保持部５１によって保持する（保持工程８４ｂ）（図１及び図５参照）。
【００５７】
次に、レーザ加熱部３０によって、基板ホルダ５０の保持部５１で保持された貼合基板６０の裏面板６２の割断予定線７１に沿うレーザ光照射位置ＬＰにＣＯ２レーザ光ＬＢを照射して局部的に加熱する（レーザ加熱工程８５ｂ）（図１及び図５参照）。
【００５８】
最後に、冷却部４０によって、レーザ加熱部３０によって局部的に加熱された裏面板６２の割断予定線７１を、局部的に冷却する（冷却工程８７ｂ）（図１及び図５参照）。このことによって、貼合基板６０の裏面板６２の割断予定線７１に亀裂が入り、貼合基板６０を割断することができる。そして、割断された貼合基板６０を保持部５１より搬出する。
【００５９】
（ソゲ量の抑制）
次に、図３（ａ）（ｂ）を用いて、表面板６１を割断する際に発生するソゲ量を小さくし、抑制する方法について説明する。なお、図３（ａ）（ｂ）は、貼合基板６０内の温度分布を概略的に示したものである。
【００６０】
図１及び図３（ｂ）において、レーザ加熱部３０からのＣＯ２レーザ光ＬＢによって貼合基板６０の表面板６１の割断予定線７１上で発生する熱は、レーザ光照射位置ＬＰから遠いシール材６５ｂよりも、近いシール材６５ａを介して、裏面板６２へ伝達される。実際、図３（ｂ）に示すように、表面板６１内の温度分布を示す等温線（破線で示す）は、割断予定線７１からシール材６５ａの方向に向かって大きく偏った形状になり、熱がシール材６５ａを介して裏面板６２へ伝達される。
【００６１】
このように、ＣＯ２レーザ光ＬＢによって発生する熱がシール材６５ａを介して裏面板６２へ伝達されることにより、表面板６１のうちシール材６５ａ近傍の温度が高くなる。そして、表面板６１のシール材６５ａ近傍には引張応力が発生する。このため、図３（ｂ）に示すように、表面板６１を加熱及び冷却することよって形成される割断面６８ａは、割断予定線７１に対してシール材６５ａ側に曲がってしまう。
【００６２】
なお、ソゲは、被加工基板の割断予定線７１に対して非対称に熱が伝達されると発生するので、上述のようなシール材６５ａ，６５ｂによって表面板６１及び裏面板６２が貼り合わされた貼合基板６０を割断する場合だけでなく、例えば、一枚のガラス基板を割断する際にも、発生することがある。
【００６３】
本発明によれば、表面板６１の割断予定線７１に対してシール材６５ａの反対側に、表面板６１での吸収率が９０％以下となる波長の加熱レーザ光ＨＢを照射するため、貼合基板６０の内部を割断予定線７１に対してシール材６５ａの反対側を加熱することができる。このため、表面板６１内の温度分布を割断予定線７１に対して略対称にバランス良く形成することができる。この結果、図３（ａ）に示すように、表面板６１を割断する際に発生する割断面６８ａのソゲ量を抑えることができる。
【００６４】
なお、このときの表面坂６１内の温度分布を示す等温線は、図３（ａ）に示すように、割断予定線７１に対して略対称な形状になっている。
【００６５】
また、加熱光照射部３５から加熱レーザ光ＨＢを照射することによって、表面板６１内の温度を上昇することができるため、表面板６１の割断予定線７１上に大きな引張応力を発生させることができる。このため、表面板６１の割断速度を向上させることができる。
【００６６】
（加熱レーザ光ＨＢの波長限定）
次に、図４を用いて、表面板６１での吸収率が９０％以下となる波長の加熱レーザ光ＨＢを照射する理由について、説明する。なお図４は、光の波長と、当該光のガラス基板（厚さ０．７ｍｍ）での透過率との関係を示すグラフ図である。
【００６７】
図４に示すように、ガラス基板に光を照射した際の透過率は、波長によって変化し、波長が５０００ｎｍ以上となる光を照射すると、その透過率はほぼ０％となる。レーザ加熱部３０から照射されるＣＯ２レーザ光ＬＢは、その波長が１０，０００ｎｍであるため、ガラス基板に対する透過率は非常に低く、ガラス基板の表面近傍(数十μm)で、ほぼ全てが吸収される。このため、ガラスからなる表面板６１及び裏面板６２に照射するレーザ光ＬＢとしてＣＯ２レーザ光ＬＢを用いることによって、表面板６１及び裏面板６２の表面を効率よく加熱することができる。
【００６８】
しかしながら、このようなＣＯ２レーザ光ＬＢは、上述のようにガラスからなる表面板６１の表面近傍でほぼ全てが吸収されるため、表面板６１の内部を加熱することができない。この結果、レーザ加熱部３０から照射されるＣＯ２レーザ光ＬＢの強度を調整しても、表面板６１内部の温度を調整することが難しい。
【００６９】
本発明によれば、表面板６１での吸収率が９０％以下となる波長の加熱レーザ光ＨＢを照射することによって、効率よく、貼合基板６０の表面板６１の内部を加熱することができる。この結果、表面板６１内の温度分布を、割断予定線７１に対して略対称にバランス良く形成することができ、ソゲ量を小さく抑えることができる。
【００７０】
なお、このような加熱レーザ光ＨＢとしては、ＨＦレーザ光を用いることが好ましい。これは、ＨＦレーザ光の波長は２．９μｍであるため、表面板６１での透過率が約５５％となり（図５参照）、効率よく表面板６１の内部を加熱することができるためである。
【００７１】
上述した、加熱レーザ光の波長を限定した場合の作用効果について、より詳細に説明する。
【００７２】
レーザ加熱部３０から照射されるＣＯ２レーザ光ＬＢは、大気中では一定の強度を持つが、ガラス基板である表面板６１に入射すると、その強度は、深さ数十μmでゼロになってしまう（図２（ｃ）参照）。これに対して、ＣＯ２レーザ光ＬＢと異なり、表面板６１での吸収率が９０％以下となる波長を有する加熱レーザ光ＨＢは、表面板６１の内部まで透過し、強度Ｉ＝Ｉ０×ｅｘｐ(―αｄ)を有している（図２（ｃ）参照）。ここで、ｄは、表面板６１の厚さ方向に対する任意の深さを示し、αは、ガラスの透過率係数を示している。
【００７３】
そして、表面板６１内で形成される加熱ビーム光の焦点ＦＳの直径φを、φ（ｄ）＝Ｆ（ｄ−ε）で示すと、加熱レーザ光ＨＢの焦点ＦＳにおける温度θは、θ∝ｅｘｐ(―αｄ)×Ｆ（ｄ−ε）２となる。ここでεは、表面板６１の厚さ方向に対する加熱レーザ光ＨＢの焦点ＦＳの深さを示している。
【００７４】
このため、加熱レーザ光ＨＢの波長を選択する（これは、αを選択することに相当する）とともに、関数Ｆ及び焦点ＦＳの深さεを調整することによって、表面板６１内の温度を適宜調整することができる。
【００７５】
なお、上記では、加熱光照射部３５から照射される加熱光として、加熱レーザ光ＨＢを用いて説明したが、これに限ることなく、加熱光としてインコヒーレント光を用いても良い。
【００７６】
また、加熱光照射部３５は、互いに波長が異なる加熱光を照射する複数の単位加熱光照射部（図示せず）からなっていてもよい。このように、加熱光照射部３５が、互いに波長の異なる加熱光を照射する複数の単位加熱光照射部を有することによって、割断対象となる貼合基板６０の表面板６１の光学特性に合った、より適切な波長の加熱レーザ光ＨＢを選択することができる。この結果、表面板６１を割断する際に発生するソゲ量をより小さく抑えることができる。なお、この単位加熱光照射部の各々は、上述した加熱光照射部３５と略同一な構成からなっている。
【００７７】
第１の変形例
次に図６により本発明の第１の変形例について説明する。図６に示す第１の変形例では、加熱光照射部３５が、加熱レーザ光ＨＢを出射する加熱レーザ光発振器３２と、加熱レーザ光発振器３２により出射された加熱レーザ光ＨＢを反射する反射ミラー３３と、反射ミラー３３により反射され、レンズ３１ｂを介して入射した加熱レーザ光ＨＢを貼合基板６０上で走査する走査ミラー３４とを有している。その他の構成は、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と略同一である。
【００７８】
図６に示す第１の変形例において、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７９】
図６に示す第１の変形例では、加熱レーザ光発振器３２により出射された加熱レーザ光ＨＢが反射ミラー３３を経て走査ミラー３４で反射され、表面板６１のうち、割断予定線７１に対してシール材６５ａの反対側に走査される。このように、表面板６１の割断予定線７１に対してシール材６５ａとは反対側に、加熱光照射部３５から加熱レーザ光ＨＢを照射することによって、表面板６１内の温度分布を、割断予定線７１に対して略対称にバランス良く形成することができる。このため、表面板６１で発生するソゲ量を抑制することができる。
【００８０】
なお、加熱レーザ光ＨＢを走査させる手段としては、上述のような走査ミラー３４を用いる代わりに、回転式ポリゴンミラーを用いてもよい。
【００８１】
第２の変形例
次に図７により本発明の第２の変形例について説明する。図７に示す第２の変形例は、レーザ光発振器３７と貼合基板６０との間に設けられた走査ミラー３９、及び加熱レーザ光発振器３２と貼合基板６０との間に設けられた走査ミラー３４の代わりに、一台の走査スキャナ４５を設けたものである。この走査スキャナ４５は、レーザ光発振器３７と貼合基板６０との間に設けられ、レーザ光発振器３７から照射されるＣＯ２レーザ光ＬＢを反射するとともに、揺動軸４８に対して揺動自在に連結された第一反射部４６と、加熱レーザ光発振器３２と貼合基板６０との間に設けられ、加熱レーザ光発振器３２から照射される加熱レーザ光ＨＢを反射するとともに、第一反射部４６の側方であって、前記揺動軸４８に揺動自在に連結された第二反射部４７とを有している。その他の構成は、図６に示す第１の変形例と略同一である。
【００８２】
図７に示す第２の変形例において、図６に示す第１の変形例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８３】
図７に示す第２の変形例では、レーザ光発振器３７により出射されたＣＯ２レーザ光ＬＢが、第一反射部４６で反射され、表面板６１上の割断予定線７１に対して繰り返し走査されることで、照射パターンを有するレーザ光ＬＢが生成される。また、加熱レーザ光発振器３２により出射された加熱レーザ光ＨＢは、第二反射部４７で反射され、表面板６１のうち、割断予定線７１に対してシール材６５ａの反対側で走査される。このように、一台の走査スキャナ４５で、レーザ光発振器３７から照射されるＣＯ２レーザ光ＬＢを走査するとともに、加熱レーザ光発振器３２から照射される加熱レーザ光ＨＢを走査することができる。このため、割断装置を配置するのに必要なスペースを、小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明による割断装置の第１の実施の形態の全体を示す縦断面図。
【図２】本発明による割断装置の第１の実施の形態において、レーザ光及び加熱レーザ光が照射された被加工基板を示す図。
【図３】本発明による割断装置の第１の実施の形態において、加熱レーザ光が照射することによって得られる作用効果を説明するための断面図。
【図４】本発明による割断装置の第１の実施の形態において、光の波長と、当該光のガラスからなる被加工基板での透過率との関係を示すグラフ図。
【図５】本発明による割断方法の第１の実施の形態を示すフロー図。
【図６】本発明による割断装置の第１の変形例の全体を示す縦断面図。
【図７】本発明による割断装置の第２の変形例を示す斜視図。
【図８】被加工基板の割断線の直線性と、割断面の直角性（ソゲ量）を説明するための斜視図。
【符号の説明】
【００８５】
２１  柱状レンズ
３０  レーザ加熱部
３２  加熱光発振器
３５  加熱光照射部
３７  レーザ光発振器
４６  第一反射部
４７  第二反射部
４８  揺動軸
５０  基板ホルダ
６０  貼合基板（被加工基板）
７１  割断予定線
８４  保持工程
８５  レーザ加熱工程
８６  加熱光照射工程
ＬＰ  レーザ光照射位置
ＬＢ  レーザ光
ＨＰ  加熱光照射位置
ＨＢ  加熱レーザ光（加熱光）
【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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【図７】
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【図８】
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