(57)【要約】【課題】  重ねガラスのうちの指定する板のみに、選択的に熱応力割断を行うこと。【解決手段】  重ねガラスの全ての板を透過し、その一部が吸収されるレーザ光を照射し、ガラス板中に熱応力を発生させる。同熱応力の強度を、初亀裂が設けられている板には割断を発生させ、その他の板には発生させないように制御する。割断指定の板のみに初亀裂をあらかじめ設けることによって、割断の有無の選択を行う。【選択図】  図６
2007261885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ねガラスを透過しその一部が吸収されるレーザ光照射、あるいは同照射とそれに続く冷却手段の併用によって、ガラス中に熱応力に起因する亀裂を発生させ割断を行う装置において、割断を助長する初亀裂を割断予定のガラス板中のみに選択的に設けておき、割断位置の選択を可能にするもの。
【請求項２】
請求項１において、照射レーザ光をＣＯ２レーザ、ＣＯレーザ、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、
Ｈｏ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｙｂ：ＹＡＧレーザなどからのレーザ光か、これらのレーザ光の高調波のうちから選択するもの。
【請求項３】
請求項１において、照射レーザ光に対して最適量の光吸収を行い、同吸収エネルギーは蛍光発光を行わず熱に変換され、かつディスプレィ用ガラスの表示特性に影響を与える可視域における吸収、蛍光特性を有さない不純物のガラスへの添加によって行うもの。
【請求項４】
請求項３において、照射レーザ光吸収用の添加不純物として水を用い、照射レーザとしてＥｒ：ＹＡＧレーザかＨo：ＹＡＧレーザを用いるもの。
【請求項５】
請求項３において、照射レーザ光吸収用の添加不純物としてNd,Yb,Ho,Erなどの希土類原子を用い、照射レーザとしてそれぞれの場合、Nd:YAGレーザ,Yb:YAGレーザ,Ho:YAGレーザ,Er:YAGレーザを用いるもの。
【請求項６】
請求項１において、初亀裂の生成をダイアモンドチップなどによる機械的方法によるもの。
【請求項７】
請求項１において、初亀裂の生成をレーザ光照射によるもの。
【請求項８】
請求項1において、ガラスへの冷却手段が、同材料の表裏面の双方からなされるもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフラットパネルディスプレィ（以下FPD）用ガラス、なかんずく重ね合わせガラスの選択的割断方法及び同用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスは、従来はダイアモンドチップなどの超硬バイトを使用した機械的方法で表面層をスクライブし、その後ブレークを行うことによって割断してきた。ガラスに対するこの方法の適用は、過去１世紀以上の長期間にわたって使用されてきた方法でもある。
【０００３】
ところが、こうした機械的方法には次に述べるような欠点が存在する。第一は、割断時にカレットと呼ばれる小破片が発生し、ワーク表面を汚すことである。第二は、割断面付近にマイクロクラックが発生し、それを起点としてワークが割れる危険があることである。この他にも、加工速度の限界、消耗品である工具コストなど、産業上無視できない欠点がある。
【０００４】
液晶表示器やプラズマ表示器などのFPD用ガラスの場合、こうしたマイクロクラックが存在すると強度低下の原因になるので、割断面をマイクロクラックが存在しなくなる厚さまで研磨し、その後洗浄を行うなどの後工程が必要とされている。
【０００５】
それに対して、最近将来性が期待されてきたレーザ割断法には次に述べるような長所があり、ダイアモンドチップ法の欠点を除去する可能性がある。第一に、質量損失がゼロ（カレット発生なし）で、洗浄などの後工程が不要である。第二に、割断面付近にマイクロクラックなどの破壊欠陥が発生せず高強度断面が得られるので、研磨などの後工程が不要である。第三に、面粗さが１μm以下の鏡面が得られる。第四に、製品外形寸法精度が±２５μm以下である。第五に、ガラス板厚０．１ｍｍまでの薄さに使用でき、今後の液晶ＴＶ用ガラスに使用できる。
【０００６】
次に、同方法の原理を説明する。ガラスに高エネルギー密度のＣＯ２レーザビームを照射すると、一般的には照射スポットにおいてレーザビームの吸収が起こり、急激な加熱の結果放射状にクラックが発生してしまい、進行方向のみに割断を進行させることは出来ない。
しかしながら、レーザビームのエネルギー密度をこうしたクラックを発生させるものより
十分低いものに設定すると、ガラスは加熱されるだけで、溶融もクラック発生も起こらな
い。この時ガラスは熱膨張しようとするが、局所加熱なので膨張ができず、照射点を中心にその周辺には圧縮応力が発生する。この局所加熱源を割断したい方向に移動させるのである。加熱後に冷却液を噴射して冷却を行うと、今度は逆に引っ張り張力が発生する。図１に示すようにレーザビームの断面形状を適当なものに成形すると、光の移動方向と直交する方向のみに、引っ張り張力が発生する。同図において、１は加熱レーザビーム、２はガラス内部の圧縮応力、３は冷却液、４はガラス内部の引っ張り張力である。この引っ張り張力が破壊じん性よりも大きい時に割断亀裂５が生じる。図２に示すガラス板６において、始点に機械的方法によるトリガークラック８をつけておくと、割断亀裂５はこのトリガークラックから発生し、レーザビームの移動方向７に沿って進行させることができる。これは亀裂先端では引っ張り張力が拡大されるからである。こうした現象が理想的に発生するためには、照射レーザビームのエネルギー分布が、こうした張力を生じるために最適である必要がある。種々のガラスの割断において、こうした最適分布が研究されている。図１および図２に示す加熱レーザビーム１は、この最適化がなされたものである。
【０００７】
こうした最適分布の実現方法については、（株）レミから下記の特許出願がなされている。このガラス割断へのレーザ応用は、これから需要が急増するファイン・ガラス全般の加工において、必要不可欠のものであるといえる。
【特許文献１】特願２００３−３６３８５５
【特許文献２】特願２００４−１５６８９１
【０００８】
ＣＯ２レーザビーム照射によるガラスの熱応力割断においては、図３に示すようにＣＯ２レーザビームはガラス表面層だけで吸収され、ガラスの全厚さにわたって透過しない。これは、ＣＯ2レーザ波長におけるガラスの吸収係数が著しく大きいことによる。レーザによる割断（レーザスクライブと称する）深さは通常１００μm程度である。同図において、９がレーザスクライブ面である。同面をこれより深くすることは、ＣＯ２レーザビームを使用する限り、たとえレーザ出力を増大させても不可能である。ただし、レーザ出力を増大させれば、熱伝導によって熱源がガラス内部に浸透し、多少スクライブ深さを増大させ得ることが実証されている。しかしながら、図４に示す機械的スクライブ面も通常は同程度の深さであり、ガラスは脆性が強くこのスクライブ線にあわせて応力を印加し、機械的に割断することが容易であるので、スクライブ深さの増大は従来あまり求められてこなかった。この機械的応力の印加によって割断するプロセスをブレークと称する。
【０００９】
従来は、機械スクライブとブレークの組み合わせでガラス割断を行っている。機械スクライブの場合、図４に示すようにスクライブ線付近にはマイクロクラックが多量存在するので、ブレークは比較的容易である。ただし、同図１２に示すように機械スクライブ後の
ブレーク面は必ずしもガラス表面に直交する一平面を構成しない。機械スクライブの場合
には、ブレーク後に割断面を研磨洗浄するので、ブレーク自体には高品質は要求されなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
レーザスクライブの場合も、従来方法同様ブレークの併用が必要であった。そのために、前記した折角の長所がありながら、生産現場への普及が制約されている。特にＦＰＤではガラス板は単板ではなく、２枚ガラスが重ねあわせになっており、その間に液晶が封入されている。大型の重ねガラス構造を作製し、最終工程で割断するのである。割断する位置は液晶封入がなされていないが、それにしても２枚ガラスを同じ位置か、位置をずらして割断する必要がある。そのためには重ねガラスの両面からレーザ光照射をし、ブレークを行わなければならない。これを実際に行うのは、きわめて困難なことである。本発明は、レーザスクライブが所望の位置でガラス板全厚にわたって実現し、こうした全ての課題が解決される技術に関する。このようなスクライブを、以下フルカットと呼称することにする。本発明は、重ねガラスのフルカットによる所望位置での割断技術に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、ガラスヘのレーザビーム透過を十分な深さまで、多くの場合２枚重ねガラスの表面から裏面に至るまでの全板厚において実現する。そのため、従来のレーザ割断熱源が１枚のガラス表面のみに存在する線状熱源であり、材料深さ方向には熱伝導で浸透していったのに対して、本発明ではガラスの表面から裏面に達する面熱源を使用するのである。この差異を、図5に示す。同図（a）および（b）は、それぞれ従来熱源と本発明による熱源を示す。このためスクライブ深さも全板厚に及ぶので、ブレーク工程が不必要になるのである。
【００１２】
こうしたレーザビームの透過は、材料のレーザビームに対する吸収係数を最適化しておこなうことができる。この最適化の実現方法については、（株）レミから下記の特許出願がなされている。
【特許文献３】特願２００５−１１２６８６
【特許文献４】特願２００５−１７２５６６
【特許文献５】特願２００５−２４２４９５
【特許文献６】特願２００５−２６４７２７
【特許文献７】特願２００６−１０３２６
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、レーザスクライブとブレークの両工程からなる従来のレーザ・ガラス割断をスクライブだけの一工程にすることができる。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
イアモンドカッター方式を置換できないできた。本発明はそうした事態を変革する。ガラス割断素過程としてのメリットに次に挙げるものがある。
１）    割断位置精度が高い。
２）    割断面が鏡面で、面粗さが良好である。
３）    割断面がガラス表面に対して、十分に垂直である。
４）    割断面にカレットの付着がなく、清浄である。
５）    割断の自動化ができる。
６）    割断が高速度で行える。
７）    研磨、洗浄などの後工程が大幅に省略できる。
【００１４】
上記のメリット以外にも、次に挙げる加工対象拡大のメリットがある。
１） 重ねガラスの割断が可能である。液晶ディスプレィやプラズマディスプレィ製造に使用することができる。      
２） 曲線割断が可能である。これはレーザによる金属加工にも匹敵する。
このように、レーザによるガラス割断がＦＰＤ製造過程に導入されれば、加工速度、加工品質、経済性、難易度の克服などにおいて、その効果にははかり知れないものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明によれば、２枚以上の重ねガラスを透過し一部が吸収されるレーザ光を照射する。このようなレーザ光として、ＣＯ２、ＣＯ、Ｅｒ：ＹＡＧ，Ｈo：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＡＧ，Ｙｂ：ＹＡＧレーザ光、あるいはその高調波がある。あるいはガラスに吸収されない近赤外レーザ光照射と、ガラス中への同レーザ光を適度に吸収する不純物添加の組み合わせが利用できる。この場合、レーザ光吸収エネルギーは蛍光発光を行わず熱に変換され、かつディスプレィ用ガラスの表示特性に影響を与える可視域における吸収、蛍光特性を有さないものを選択しなければならない。このようなものとして、水を不純物としレーザとしてEr:YAGレーザやHo：YAGレーザが選択できる。また、Nd,Yb,Ho,Erなどの希土類原子を不純物とし、レーザとしてNd:YAG,Yb:YAG,Ho:YAG,Er:YAGレーザを選択することができる。
【００１６】
このようなレーザ光がガラス内部に亘って吸収されると、局部的に熱膨張が起きようとして前記したように圧縮応力が発生する。また、その後の冷却によって局所的な引っ張り
張力が発生する。
【００１７】
この張力強度を制御し、割断を行うところのみに初亀裂を設けておくと亀裂先端が応力拡大によって亀裂を延長する。亀裂を望まないところには初亀裂を設けないことによって、
割断を所望の位置のみに発生させることができる。
【実施例】
【００１８】
図6に本発明の一実施例を示す。同図において６および６１が2枚の重ねガラスであり、１５が中間層であって液晶などが封入されていたり割断位置では空気層になっていたりする。同図では空気層になっている。入射レーザビームは１６であったり、１６１であったり、１６２であったりする。同ビームは走査され、その走査方向を７、７１、７２などで示す。
【００１９】
入射レーザビームはガラス６、６１を透過し、その際に一部が吸収される。ガラス６、６１を透過するビームを１７，１７１，１７２で示す。ガラスの割断開始位置には初亀裂を設けるが、図６の例ではガラス６では同８、８２が設けられ、ガラス６１では８１、８３が設けられている。
【００２０】
レーザビーム１６が方向７に沿って走査される時、そのレーザ光強度が発生する引っ張り張力が亀裂がない場合の材料破壊じん性よりは小さく、亀裂先端の破壊じん性よりは大きい値を選択するものとする。また、レーザ光照射の後を追って冷却を行う。レーザ光照射は重ねガラスの１面から行えるが、冷却は両面から行ったほうが良い。発明者の経験によれば液晶テレビに使用される厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス板の場合、レーザビーム断面形状３ｍｍ×３０ｍｍ、レーザ出力１００W、走査速度２００ｍｍ／秒の組み合わせがこの範疇に入る。この場合、ガラス板６は割断されるが６１は加熱されるだけで割断されない。この加熱はやがて自然に消滅する。１８が割断面である。
【００２１】
レーザビーム１６１に対しては、初亀裂のないガラス板６は割断されないが、同亀裂８１があるガラス板６１は割断され、割断面１８１が得られる。
【００２２】
レーザビーム１６２に対しては、ガラス板６，６１ともに初亀裂８２，８３を有するので割断される。１８２、１８３が割断面である。
【００２３】
このように、本発明によれば重ねガラスのそれぞれのガラスを初亀裂がある場合には割断したり、ない場合には割断しなかったり選択することが出来る。しかもレーザ光照射を
一方向から行うことができ、またブレークを行う必要もない。
【００２４】
液晶FPDセルの場合、電極取り付けのために両ガラスを段違いに切断する必要がある。このような構造に対しても本発明は有効である。
【００２５】
初亀裂は、従来技術のダイアモンドチップ法を用いて設けることが出来る。またパルス
レーザ光照射によって作製してもよい。また初亀裂作製とレーザ照射を交互に行うのでな
く、総合タクト時間短縮のために複数個の亀裂をまとめて作製し、その後にレーザ光照射によるフルカットをまとめて行ってもよい。図７に示す１９、１９１、１９２、---------の
ような多数個亀裂の作製は、機械的方法の場合には半導体ウェーファで用いられているポイントスクライバーによってもよい。またパルスレーザ光による場合には、回折格子分岐による同時加工によることが出来る。
【００２６】
以上説明したのは本発明の機能を実現する一種の実施例であって、本発明の精神はその他の多くの方法で実現可能であることは言を俟たない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
液晶ディスプレィ、プラズマディスプレィなどのフラットパネルデスプレィ、モバイル
やカーナビ用表示器、光学装置用ＩＲフィルターなどに用いる平面ガラスの切断が、現在
はダイアモンドカッターで行われており、切断後の洗浄工程の必要性や、マイクロクラッ
クの存在などの問題を呈している。本発明によるレーザ割断で、こうした問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】レーザ光加熱および冷却によるガラス内の圧縮応力および引っ張り張力の発生原理図。
【図２】レーザによるガラス割断原理図。
【図３】ガラスのレーザスクライブ。
【図４】ガラスの機械スクライブ。
【図５】レーザ表面スクライブとフルカット時のガラス内部の熱発生。
【図６】重ねガラスの選択的レーザフルカットの原理図。
【図７】ガラスの割断に先立つ初亀裂作製例。
【符号の説明】
【００２９】
１    加熱レーザビーム    
２    ガラス内部の圧縮応力
３    冷却液
４    ガラス内部の引っ張り張力
５    ガラスに生じる割断亀裂
６    ガラス板
６１  同
７    レーザビームの移動方向
７１  同
７２  同
８    初亀裂
８１  同
８２  同
８３  同
９    レーザスクライブ面
１０    レーザスクライブ後のブレーク面    
１１    機械スクライブ面
１２    機械スクライブ後のブレーク面
１３    熱伝導による熱源      
１４    透過レーザビーム吸収による熱源
１５    中間層
１６    入射レーザビーム
１６１  同
１６２  同
１７    透過レーザビーム
１７１  同
１７２  同
１８    割断面
１８１  同
１８２  同
１８３  同
１９    初亀裂
１９１  同
１９２  同
―――  同
【図１】
2007261885.tif 000003
【図２】
2007261885.tif 000004
【図３】
2007261885.tif 000005
【図４】
2007261885.tif 000006
【図５】
2007261885.tif 000007
【図６】
2007261885.tif 000008
【図７】
2007261885.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月2日(2007.4.2)
【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】
重ねガラスに前記重ねガラスを透過しその一部が吸収されるレーザ光を照射して、前記重ねガラスの各々に熱応力に起因する亀裂を発生させ割断を行う重ねガラスの割断方法であって、前記重ねガラスの各々における割断予定位置に初亀裂を形成し、前記照射レーザ光を前記初亀裂から前記重ねガラスの各々における前記割断予定位置に沿って移動させて、前記重ねガラスを選択的にフルカット割断することを特徴とする重ねガラスの割断方法。
【請求項２】
照射レーザ光がＣＯ２レーザ、ＣＯレーザ、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、Ｈｏ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、Ｙｂ：ＹＡＧレーザから選択されたいずれかのレーザからのレーザ光またはこれらのレーザ光の高調波から選択されたいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の重ねガラスの割断方法。
【請求項３】
照射レーザ光がガラスに吸収されない近赤外レーザ光であり、前記重ねガラスの各々に前記近赤外レーザ光の一部を吸収するレーザ光吸収不純物を添加し、前記レーザ光吸収不純物は吸収エネルギーが熱に変換され、かつ可視域において無色透明である特性を有する不純物であることを特徴とする請求項１に記載の重ねガラスの割断方法。
【請求項４】
レーザ光吸収不純物として水を用い、照射レーザ光としてＥｒ：ＹＡＧレーザまたはＨo：ＹＡＧレーザによるレーザ光を用いることを特徴とする請求項３に記載の重ねガラスの割断方法。
【請求項５】
レーザ光吸収不純物がＮｄ、Ｙｂ、Ｈｏ、およびＥｒから選択された希土類原子であり、照射レーザ光が前記レーザ光吸収不純物として添加した希土類原子と同種の希土類原子を添加したＹＡＧレーザによるレーザ光であることを特徴とする請求項３に記載の重ねガラスの割断方法。
【請求項６】
初亀裂をダイアモンドチップなどによる機械的方法で形成したことを特徴とする請求項１に記載の重ねガラスの割断方法。
【請求項７】
初亀裂をレーザ光照射により形成したことを特徴とする請求項１に記載の重ねガラスの割断方法。
【請求項８】
重ねガラスの各々にレーザ光を照射後冷却する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の重ねガラスの割断方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明はフラットパネルディスプレィ（以下FPD）用ガラス、なかんずく重ねガラスの各々を選択的にフルカット割断する重ねガラスの割断方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
それに対して、最近将来性が期待されてきたレーザ割断方法には次に述べるような長所があり、ダイアモンドチップ法の欠点を除去する可能性がある。第一に、質量損失がゼロ（カレット発生なし）で、洗浄などの後工程が不要である。第二に、割断面付近にマイクロクラックなどの破壊欠陥が発生せず高強度断面が得られるので、研磨などの後工程が不要である。第三に、面粗さが１μm以下の鏡面が得られる。第四に、製品外形寸法精度が±２５μm以下である。第五に、ガラス板厚０．１ｍｍまでの薄さに使用でき、今後の液晶ＴＶ用ガラスに使用できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
次に、レーザ割断方法の原理を説明する。ガラスに高エネルギー密度のＣＯ２レーザビームを照射すると、一般的には照射スポットにおいてレーザビームの吸収が起こり、急激な加熱の結果放射状にクラックが発生してしまい、進行方向のみに割断を進行させることは出来ない。しかしながら、レーザビームのエネルギー密度をこうしたクラックを発生させるものより十分低いものに設定すると、ガラスは加熱されるだけで、溶融もクラック発生も起こらない。このとき、ガラスは熱膨張しようとするが、局所加熱なので膨張ができず、照射点を中心にその周辺には圧縮応力が発生する。この局所加熱源を割断したい方向に移動させるのである。加熱後に冷却液を噴射して冷却を行うと、今度は逆に引っ張り張力が発生する。
この様子を図１に示す。図１に示すようにレーザビーム１の断面形状を適当なものに成形すると、レーザビーム１の移動方向と直交する方向のみに、引っ張り張力４が発生する。この引っ張り張力の作用で割断亀裂５が生じる。図１において、２はガラス内部の圧縮応力、３は冷却液、６はガラス板である。なお、レーザビーム１による加熱後に冷却液３を噴射せずに、ガラス板６を自然冷却させても引っ張り張力４は発生し、この引っ張り張力４が破壊じん性よりも大きい時にの作用で割断亀裂５を生じさせることができる。４はガラス内部の引っ張り張力である。
図２に示すガラス板６において、始点に機械的方法によるトリガークラック８をつけておくと、割断亀裂５はこのトリガークラック８から発生し、レーザビーム１の移動方向７に沿って進行させることができる。これは亀裂先端では引っ張り張力が拡大されるからである。こうした現象が理想的に発生するためには、照射レーザビームのエネルギー分布が、引っ張り張力４を生じさせるために最適である必要がある。種々のガラスの割断において、こうした最適分布が研究されている。図１および図２に示す加熱レーザビーム１は、この最適化がなされたものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
こうした最適分布の実現方法については、株式会社レミから特許文献１および特許文献２の特許出願がなされている。
【特許文献１】特願２００３−３６３８５５号（特開２００５−８８０７８号公報）
【特許文献２】特願２００４−１５６８９１号（特開２００５−３１４１９８号公報）このガラス割断へのレーザ応用は、これから需要が急増するファイン・ガラス全般の加工において、必要不可欠のものであるといえる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
ＣＯ２レーザビーム照射によるガラスの熱応力割断においては、図３に示すようにＣＯ２レーザビームはガラス板６の表面層だけで吸収され、ガラス板６の全厚さにわたって透過しない。これは、ＣＯ2レーザ波長（１０．６μ）におけるガラスの光吸収係数αが著しく大きいことによる。レーザによる割断（レーザスクライブと称する）深さは通常１００μm程度である。図３において、９はレーザスクライブ面、１０はレーザスクライブ後のブレーク面である。レーザスクライブ面９をこれより深くすることは、ＣＯ２レーザビームを使用する限り、たとえレーザ出力を増大させても不可能である。ただし、レーザ出力を増大させれば、熱伝導によって熱源がガラス内部に浸透し、多少スクライブ深さを増大させ得ることが実証されている。しかしながら、図４に示すように、機械的スクライブ面も通常は同程度の深さであり、ガラスは脆性が強くこのスクライブ線にあわせて応力を印加し、機械的に割断することが容易であるので、スクライブ深さの増大は従来あまり求められてこなかった。この機械的応力の印加によって割断するプロセスをブレークと称する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
このように、従来は、機械スクライブとブレークの組み合わせでガラス割断を行っている。機械スクライブの場合、図４に示すようにスクライブ線付近にはマイクロクラックが多量存在するので、ブレークは比較的容易である。ただし、図４において機械スクライブ後のブレーク面１２は必ずしもガラス表面に直交する一平面を構成しない。機械スクライブの場合には、ブレーク後に割断面を研磨洗浄するので、ブレーク自体には高品質は要求されなかった。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
レーザスクライブの場合も、従来方法同様ブレークの併用が必要であった。そのために、前記した折角の長所がありながら、生産現場への普及が制約されている。特にＦＰＤではガラス板は単板ではなく、２枚ガラスが重ねあわせになっており、その間に液晶が封入されている。大型の重ねガラス構造を作製し、最終工程で割断するのである。割断する位置は液晶封入がなされていないが、それにしても２枚ガラスを同じ位置か、位置をずらして割断する必要がある。そのためには重ねガラスの両面からレーザ光照射をし、ブレークを行わなければならない。これを実際に行うのは、きわめて困難なことである。
本発明は、こうした全ての課題を解決するためになされたもので、重ねガラスの各々に対してレーザスクライブが所望の位置でガラス板全厚にわたって実現（このようなスクライブを、以下フルカットと呼称する）させるための、重ねガラスの各々を所望位置で選択的にフルカット割断する割断方法を提供することを目的とするものである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明では、ガラスヘのレーザビーム透過を十分な深さまで、多くの場合２枚重ねガラスの表面から裏面に至るまでの全板厚において実現する。そのため、従来のレーザ割断熱源が１枚のガラス表面のみに存在する線状熱源であり、材料深さ方向には熱伝導で浸透していったのに対して、本発明ではガラスの表面から裏面に達する面熱源を使用するのである。この差異を、図５に示す。
図５（a）および（b）は、それぞれ従来熱源と本発明による熱源を示す。図５（ａ）の従来熱源においては、レーザビーム１による熱伝導１３は材料深さ方向に浸透するが裏面にまで到達はしない。一方、本発明においては、照射レーザ光の波長選択またはガラスへのレーザ光吸収不純物の添加を利用して、ガラスの光吸収係数αを最適化することにより、図５（ｂ）に示すように、レーザビーム１が脆性材料の内部に吸収されて透過レーザビーム吸収による面熱源１４により加熱される。このためスクライブ深さも全板厚に及ぶので、ブレーク工程が不必要になるのである。この透過レーザビーム吸収による面熱源１４を重ねガラスの各々における選択された位置に形成することにより重ねガラスの各々を所望位置で選択的にフルカット割断することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
こうしたレーザビーム１の透過は、ガラスのレーザビームに対する吸収係数αを最適化しておこなうことができる。この最適化の実現方法については、株式会社レミから下記の特許出願がなされている。
特願２００５−１１２６８６
特願２００５−１７２５６６
特願２００５−２４２４９５
特願２００５−２６４７２７
特願２００６−１０３２６
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明によれば、２枚以上の重ねガラスを透過し一部が吸収されるレーザ光を照射する。このようなレーザ光として、ＣＯ２、ＣＯ、Ｅｒ：ＹＡＧ，Ｈo：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＡＧ，Ｙｂ：ＹＡＧレーザ光、あるいはその高調波がある。
また、ガラスに吸収されない近赤外レーザ光照射と、ガラス中への同レーザ光の一部を適度に吸収する不純物添加の組み合わせが利用できる。この場合、レーザ光吸収エネルギーは蛍光発光を行わず熱に変換され、かつディスプレイ用ガラスの表示特性に影響を与える可視域において透明な特性、すなわち、吸収特性、蛍光特性を有さないものを選択しなければならない。このようなものとして、水を不純物としレーザとしてEr:YAGレーザやHo：YAGレーザが選択できる。ガラスに水を添加する方法は前記の特願２００５−１１２６８６に記載されており、具体的には、ガラスを高温、高圧中で水蒸気にさらすことにより安定な水を一定量含んだ状態になる。その状況下で長時間放置すると、ガラスは水を取り入れてコロイド溶液になったゲルを形成するか、水様セラミックと呼ばれる状態を形成することにより行われる。
また、Nd,Yb,Ho,Erなどの希土類原子を不純物とし、レーザとしてこれらの希土類原子と同種の希土類原子を添加したＹＡＧレーザであるNd:YAG,Yb:YAG,Ho:YAG,Er:YAGレーザを選択することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
図６に本発明の一実施例を示す。図６において、ガラス板６および６１で２枚の重ねガラスを構成している。ガラス板６および６１の間には中間層1５があって液晶などが封入されていたり、割断位置によっては空気層になっていたりする。図６では空気層になっている。入射レーザビームは入射位置に応じて入射レーザビーム１６であったり、入射レーザビーム１６１であったり、入射レーザビーム１６２であったりする。これらは、別々のレーザ発振器から供給してもよいが、１つのレーザ発振器からのレーザ光を順次照射したり、１つのレーザ発振器からのレーザ光を分光器により複数に分割し手供給するようにしてもよい、入射レーザビーム１６、１６１、１６２はそれぞれガラス板６の表面上を走査されて移動する。各々の移動方向を符号７、７１、７２で示す。入射レーザビーム１６、１６１、１６２の移動は、入射レーザビーム１６、１６１、１６２を走査すればよいが、重ねガラスのガラス板６、６１を移動させてもよい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
入射レーザビーム１６、１６１、１６２はガラス板６、６１を透過し、その際に一部が吸収される。ガラス板６、６１を透過する透過レーザビームをそれぞれ符号１７，１７１，１７２で示す。ガラス板６、６１の割断開始位置には初亀裂８，８１、８２、８３が設けられる。図６の例ではガラス板６では初亀裂８、８２が設けられ、ガラス板６１では初亀裂８１、８３が設けられている。図６に示すように、初亀裂８，８１、８２、８３はそれぞれガラス板６、６１を割断したい位置の端部に形成される。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
レーザビーム１６が移動方向７に沿って走査されると、そのレーザ光強度が発生する引っ張り張力が亀裂がない場合の材料破壊じん性よりは小さく、亀裂先端の破壊じん性よりは大きい値を選択するものとする。また、レーザ光照射の後を追って冷却を行う。レーザ光照射は重ねガラスの１面から行えるが、冷却は両面から行ったほうが良い。発明者の経験によれば液晶テレビに使用される厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス板の場合、レーザビーム断面形状３ｍｍ×３０ｍｍ、レーザ出力１００W、走査速度２００ｍｍ／秒の組み合わせがこの範疇に入る。この場合、ガラス板６は初亀裂８を始点に割断されるが、ガラス板６１は加熱されるだけで割断されない。この加熱はやがて自然に消滅する。こうしてガラス板６のみが初亀裂８から割断され、割断面１８によりフルカット割断される。一方、ガラス板６１にはレーザビーム１６が照射される位置に初亀裂がないので割断されない。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
同様に、レーザビーム１６１に対しては、レーザビーム１６１が照射される位置に初亀裂のないガラス板６は割断されないが、初亀裂８１があるガラス板６１は初亀裂８１から割断され、割断面１８１が得られる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
同様に、レーザビーム１６２に対しては、ガラス板６、６１はいずれもレーザビーム１６１が照射される位置に初亀裂８２、８３を有するので割断され、割断面１８２、１８３が得られる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
このように、本発明によれば重ねガラスのそれぞれのガラスを初亀裂がある場合には割断し、ない場合には割断しないなど自由に選択することが出来る。しかもレーザ光照射をガラス板６またはガラス板６１の 
一方向から行うことができる。またガラス板６、６１は割断面１８、１８１、１８２、１８３によりフルカットされるので、ブレークを行う必要もない。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
初亀裂８、８１、８２は、従来技術のダイアモンドチップ法を用いて設けることが出来る。またパルスレーザ光照射によって作製してもよい。また初亀裂作製とレーザ照射を交互に行うのでなく、総合タクト時間短縮のために複数個の亀裂をまとめて作製し、その後にレーザ光照射によるフルカットをまとめて行ってもよい。
また、図７に示すように、ガラス板６に多数個の亀裂１９、１９１、１９２、---------を作製してもよい。この場合は、機械的方法の場合には半導体ウェーファで用いられているポイントスクライバーによってもよい。またパルスレーザ光による場合には、回折格子分岐による同時加工によることが出来る。
【手続補正２０】
【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】
【図１】本発明に使用されるレーザ光加熱および冷却によるガラス内の圧縮応力および引っ張り張力の発生原理を説明する概念図
【図２】本発明に使用されるレーザによるガラス割断原理を説明する概念的斜視図
【図３】従来のガラスのレーザスクライブを説明する概念的斜視図
【図４】従来のガラスの機械スクライブを説明する概念的斜視図
【図５】レーザ表面スクライブとフルカット時のガラス内部の熱発生の状態を説明する概念的斜視図で、（ａ）は従来方法、（ｂ）は本発明による図
【図６】本発明における重ねガラスの選択的レーザフルカットの原理を説明する概念的斜視図
【図７】本発明におけるガラスの割断に先立つ初亀裂作製の他の例を説明する平面図
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
１    レーザビーム 
２    ガラス内部の圧縮応力
３    冷却液
４    ガラス内部の引っ張り張力
５    ガラスに生じる割断亀裂
６    ガラス板
６１  ガラス板
７    レーザビームの移動方向
７１  レーザビームの移動方向
７２  レーザビームの移動方向
８    初亀裂
８１  初亀裂
８２  初亀裂
８３  初亀裂
９    レーザスクライブ面
１０    レーザスクライブ後のブレーク面    
１１    機械スクライブ面
１２    機械スクライブ後のブレーク面
１３    熱伝導による熱源      
１４    透過レーザビーム吸収による熱源
１５    中間層
１６    入射レーザビーム
１６１  入射レーザビーム
１６２  入射レーザビーム
１７    透過レーザビーム
１７１  透過レーザビーム
１７２  透過レーザビーム
１８    割断面
１８１  割断面
１８２  割断面
１８３  割断面
１９    初亀裂
１９１  初亀裂
１９２  初亀裂