(57)【要約】方法および装置は、元のガラスシートを支持して、所望の最終的な形状の境界線をなす閉じたパターンを生じる少なくとも部分的に非直線状の切断線を定めることと、機械的罫書き装置を用いて、開始線においてガラスシートに罫書きすることと、ガラスシートに、開始線において開始する円形形状のレーザビームを照射し、レーザビームを切断線に沿ってガラスシートに対して相対的に連続的に移動させて、切断線におけるガラスシートの温度を略一貫した温度まで上昇させることと、ガラスシート内の割れ目を切断線に沿って伝搬させるために冷却流体が少なくともガラスシートの温度を下げるように、レーザビームの照射と同時に冷却流体を加えることとに備える。
2017507101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．３ｍｍ以下の厚さを有する元のガラスシートを支持して、所望の最終的な形状の境界線をなす閉じたパターンを生じる少なくとも部分的に非直線状の切断線を定める工程と、
機械的罫書き装置を用いて、開始線において前記ガラスシートに罫書きする工程と、
前記ガラスシートに、前記開始線において開始する円形形状のレーザビームを照射し、該レーザビームを前記切断線に沿って前記ガラスシートに対して相対的に連続的に移動させて、前記切断線における前記ガラスシートの温度を略一貫した温度まで上昇させる工程と、
前記ガラスシート内の割れ目を前記切断線に沿って伝搬させるために冷却流体が少なくとも前記ガラスシートの温度を下げるように、前記レーザビームの照射と同時に冷却流体を加える工程と、
前記ガラスシートの前記所望の形状から廃棄ガラスを分離する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記切断線と（i）１か所および（ii）２か所のうちの一方で横断方向に交差する終端線を、前記ガラスに罫書きする工程を更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記終端線が前記切断線と２か所で交差し、且つ前記切断線の一部分であり、その結果、前記切断線の前記一部分が、前記最終的な所望の形状の面取りされた角部のためのものとなる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記切断線が直線状であるときは、前記切断線が曲線状であるときと比較して速度が高くなるよう、前記レーザビームの前記ガラスシートに対して相対的な前記移動の速度を変える工程を更に含む、請求項１〜３のいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記切断線が直線状であるかまたは前記切断線が曲線状であるかに関わらず、前記切断線における前記ガラスシートの温度が前記略一貫した温度に維持されるように、前記レーザビームの出力レベルを、前記レーザビームの前記ガラスシートに対して相対的な前記移動の速度の関数として変える工程を更に含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記レーザビームの照射中に、前記ガラスシートに負の流体圧力および負の流体の流れを加えて、前記ガラスシートを支持台に向かって付勢して保持するために、前記所望の最終的な形状の境界線をなす前記閉じたパターン内に１以上の真空ゾーンを加える工程と、
前記レーザビームが前記ガラスの温度を上昇させる際に、前記ガラスシートを前記台から離れる方向に付勢するために、前記ガラスシートの前記冷却流体および前記レーザビームとは反対側から、前記ガラスシートの前記切断線に近接した１以上のそれぞれの部分に支持流体を加える工程と、
を更に含む、請求項１〜５のいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
前記１以上の真空ゾーンが、前記切断線から少なくとも約２５〜５０ｍｍ離れている、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記切断線から前記ガラスシートの最も近いエッジまでのそれぞれの垂直距離が、（i）約５〜５０ｍｍ、（ii）約１５〜４０ｍｍ、および（iii）約２０〜２５ｍｍのうちの一つである、請求項１〜７のいずれか一項記載の方法。
【請求項９】
ガラスシートを所望の形状に切断する装置において、
０．３ｍｍ以下の前記ガラスシートであって、前記所望の最終的な形状の境界線をなす閉じたパターンを生じる少なくとも部分的に非直線状の定められた切断線を有する前記ガラスシートを支持するよう動作する支持台と、
開始線において前記ガラスシートに罫書きするよう動作する機械的罫書き装置と、
前記ガラスシートに、前記開始線において開始する円形形状のレーザビームを照射し、該レーザビームを前記切断線に沿って前記ガラスシートに対して相対的に連続的に移動させて、前記切断線における前記ガラスシートの温度を略一貫した温度まで上昇させるよう動作するレーザ源と、
前記所望の形状を生じるために前記ガラスシートから廃棄ガラスが分離され得るように、前記ガラスシート内の割れ目を前記切断線に沿って伝搬させるために冷却流体が少なくとも前記ガラスシートの温度を下げるように、前記レーザビームの照射と同時に冷却流体を加えるよう動作する冷却流体源と
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記支持台が、
前記所望の最終的な形状の境界線をなす前記閉じたパターン内に配置された１以上の真空ゾーンであって、前記レーザビームの照射中に、前記ガラスシートに負の流体圧力および負の流体の流れを加えて、前記ガラスシートを支持台に向かって付勢して保持するよう動作する真空ゾーンと、
前記レーザビームが前記ガラスの温度を上昇させる際に、前記ガラスシートを前記台から離れる方向に付勢するために、前記ガラスシートの前記冷却流体および前記レーザビームとは反対側から、前記ガラスシートの前記切断線に近接した１以上のそれぞれの部分に支持流体を加えるよう動作する１以上の支持流体源と
を含み、
前記ガラスシートの前記割れ目を前記切断線に沿って伝搬させるために、前記冷却流体の流れおよび圧力、並びに前記支持流体の流れおよび圧力が、バランスのとれた前記ガラスシートの機械的支持および前記ガラスシートの冷却を与えるよう制御される、
請求項９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本願は、合衆国法典第３５巻第１１９条に基づき、２０１４年１月９日に出願された米国仮特許出願第６１／９２５３０８号による優先権を主張するものであり、その内容に依拠すると共に、その全体を参照して本明細書に組み込む。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、薄い可撓性ガラスを自由形状に加工するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
１以上の高分子膜が積層されたプラスチック基材を用いた可撓性プラスチック基体を切断するための従来の製造技術が開発されている。これらの積層構造は、比較的低コストであること、および明らかに信頼性の高い性能を主な理由として、太陽光発電（ＰＶ）素子、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＥＤ）、およびパターニングされた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）電子装置と関連づけられた可撓性パッケージにおいてよく用いられている。
【０００４】
上述の可撓性プラスチック基体は幅広い用途で用いられているものの、少なくとも、防湿バリアを設けること、および非常に薄い構造を設けること（実際のところ、プラスチック材料の特性により、これらの構造は比較的厚い）に関しては、低い特性を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、当該技術分野においては、特に、基体が防湿バリアを設けるためのものであり、基体が自由形状に形成される場合の、例えばＰＶ素子、ＯＬＥＤ素子、ＬＥＤ、ＴＦＴ電子装置等において用いられる可撓性基体を加工するための新たな方法および装置の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、（約０．３ｍｍ未満程度の）比較的薄い可撓性ガラスシートを用いて、このガラスシートを自由形状に切断することに関する。
【０００７】
可撓性ガラス基体は、今日用いられている既存の可撓性プラスチック基体に対して、幾つかの技術的な長所を提供する。技術的な長所の１つは、ガラス基体が、電子機器の屋外用途における主な劣化のメカニズムである湿気または気体に対する良好なバリアとしての役目を果たせることである。もう１つの長所は、可撓性ガラス基体が、１以上のパッケージ基体層を減らすまたはなくすことによって、最終的な製品のパッケージ全体のサイズ（厚さ）および重量を低減できる可能性である。電子ディスプレイ産業において、（厚さが約０．３ｍｍ未満程度の）より薄い可撓性基体に対する需要が高まるにつれ、製造者は、適切な可撓性基体を提供するために多くの課題に直面している。
【０００８】
極薄のガラスウェブ（例えば厚さの測定値が約０．３ｍｍ未満のガラスウェブ）を連続切断するための技術は存在するが、そのような技術は、ガラスウェブを特定の幅の直線状のガラス片に切断することを意図している。しかし、ガラスウェブを切断するための従来の手法は、任意に自由形状を切断する能力には対応していない。
【０００９】
ＰＶ素子、ＯＬＥＤ素子、ＬＥＤ、ＴＦＴ電子装置等のために可撓性ガラス基体を加工する際の大きな課題は、元の比較的大きな薄いガラスシートを、厳密な寸法公差、良好なエッジ品質、および高いエッジ強度を有する、より小さい様々な寸法および形状の個々の基体に切断することである。実際のところ、所望の製造要件は、（例えば、丸みのついた角部を設けるための）半径が変わり得る少なくとも幾つかの丸みのついた部分を含む切断線を途切れさせることなく、元のガラスシートから連続的にガラス部品を切断することである。不規則な形状の（自由形状の）連続切断のための既存の機械的技術は、（罫書きホイールを用いた）罫書きおよび機械的折り取り（または割り取り）に対応しているが、そのような機械的技術によって達成されるエッジ品質および強度は、精度が要求される多くの用途には不十分である。実際のところ、機械的罫書きおよび折り取り手法は、ガラス粒子および製造欠陥を生じ、これにより処理の収率が低下し、製造サイクル時間が増加する。
【００１０】
本明細書における１以上の実施形態によれば、薄いガラスシートを自由形状に切断するために、レーザ切断技術が用いられる。レーザを用いたガラス切断技術は知られているが、そのような技術は、少なくとも０．４ｍｍ以上の厚さを有するガラスシートの切断を意図しており、レーザ罫書きと、それに続く機械的折り取りと（罫書きおよび折り取り）を含むものである。約０．３ｍｍ未満の厚さを有する薄い可撓性ガラスの切断は、特に、要求される製造目的が、厳密な寸法公差および高いエッジ強度である場合には、大きな課題を呈する。約０．３ｍｍ未満（特に約０．２ｍｍ未満）の厚さのガラスシートで、従来のレーザ罫書きおよび機械的折り取り処理を高い信頼性で用いることはほぼ不可能である。実際のところ、約０．３ｍｍ未満のガラスシートの比較的薄い断面形状に起因して、シートの剛性は非常に低く（即ち、シートは可撓性であり）、レーザ罫書きおよび割り取り切断処理は、熱座屈、機械的変形、空気流、内部応力、ガラスの反り、および他の多くの要因によって容易に悪影響を受ける。
【００１１】
一方、本明細書における実施形態は、薄い可撓性ガラスの自由形状を生じるレーザ切断技術を提示し、これにより、１工程での、元のガラスシートからの、実質的に任意の軌道（閉じた輪郭を含む）に沿った自由形状の完全な分離が達成される。連続切断軌道は、最小約２ｍｍから無限（即ち直線）までの曲率半径を有する任意の数の切断線の組合せを用いて設定され得る。
【００１２】
この新規な方法および装置は、レーザ（例えばＣＯ２レーザビーム）と共に冷却流体（例えば気体、例えば空気）を同時供給することによる、元のガラスシート内でのクラックの伝搬を提供する。クラックの開始は、好ましくは所望の切断線の周囲の外側において、機械的ツールを用いて達成される。本方法および装置は、約０．３ｍｍ未満（例えば約０．０３ｍｍ〜０．３ｍｍ、および／または約０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ）の厚さを有する薄いガラスシートおよび極薄のガラスシートに適用可能である。特に、より薄いガラスシートの切断が可能であり、より厚い（即ち、約０．３ｍｍより厚い）ガラスシートの切断も可能である。本方法は、約０．３ｍｍ未満の元のガラスシートから所望の形状を１工程で完全に分離することを意図したものであるが、この技術は、罫書きおよび折り取り技術を用いた、約０．３ｍｍを超える厚さのガラスシートからの形状部の切断にも適応し得る。
【発明の効果】
【００１３】
本明細書における実施形態の長所は、（i）薄いガラスシートおよび極薄のガラスシートから、高いエッジ品質および精度で、自由形状のガラス形状を生成すること、（ii）様々な形状およびサイズを切断するための柔軟性、（iii）約２ｍｍの最小曲率半径を有する切断を可能にすること、（iv）再現可能で効果的なクラックの開始およびクラックの終端、（v）高いエッジ強度およびクリーンな切断処理、（vi）非常に簡単で低コストのビーム成形光学系、ビーム送出光学系、およびレーザ出力源、（vii）（極薄ガラスシートを含む）広範囲のガラス厚さへの適用を含む。
【００１４】
他の態様、特徴、および長所は、本明細書における説明を添付の図面と共に読めば、当業者には自明である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本明細書において開示される１以上の切断方法および装置を用いて製造された薄いガラス基体の上面図
【図２】図１のガラス基体が製造され得る元のガラスシートの上面図
【図３】ガラスシートからガラス基体を切断するために用いられ得る装置を模式的に示す図
【図４】ガラスシートからガラス基体を切断するための図３の装置の使用に関連する使用に適した、時間（または切断輪郭に沿った開始位置からの距離）に対する速度曲線および出力曲線のグラフ
【図５】図３の装置に関連する使用に適した、切断処理中にガラスシートを保持するための支持構造の模式的な側面図
【図６】支持流体、真空流体、および／または冷却流体の効果を示す、支持構造およびガラスシートのより局所的な部分の模式的な側面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
説明の目的で、図面には、現在のところ好ましい形態が示されているが、本明細書に開示され記載される実施形態は、図示されている正確な構成および手段に限定されないことを理解されたい。
【００１７】
同一参照番号が同一要素を示す図面を参照すると、図１には、本明細書において開示される１以上の切断方法および装置を用いて製造された薄いガラス基体１０の上面図が示されている。本明細書における開示を検討する際に、ガラス基体１０の幾つかの特性が重要である。第１に、ガラス基体１０（およびそれが切断される元のガラスシート）は約０．３ｍｍ未満（例えば約０．０３ｍｍ〜０．３ｍｍ、および／または約０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ）の厚さを有する薄いおよび／または極薄のものである。これらの厚さは好ましいものと考えられ、既存の自由形状切断技術に関連しては従来使用不可能な厚さの代表的なものであるが、ガラス基体１０は上述の範囲より薄くてもおよび／または厚くてもよい。第２に、ガラス基体１０は、例えば少なくとも１つの曲線部（実際のところ、複数の曲線部であり得る）を有し、最小約２ｍｍから無限（即ち直線）までの１以上の曲率半径を有する自由形状であると考える。例えば、図示されているガラス基体１０は、４つの丸みのついた角部を有するが、例えば、丸みのついた角部、尖った角部、直線状の面取りされた角部等が混ざった他の任意の形状が用いられてもよい。第３に、ガラス基体１０は、薄い元のガラスシートから所望の形状が得られる１工程での完全な分離切断方法によって形成されることが意図される。
【００１８】
次に、図１のガラス基体１０が製造され得る元のガラスシート２０の上面図である図２を参照する。本明細書において開示される新規な方法および装置は、レーザ（例えば、ＣＯ２レーザビーム）の使用と共に冷却流体（例えば気体、例えば空気）を同時供給して、元のガラスシート内でクラックを伝搬させることによる、ガラス基体１０の切断を提供する。一般的に、この構成は、ガラスシート２０からガラス基体１０を分離するために、元のガラスシート２０内での所望の切断線に沿った制御されたクラックの伝搬を生じる。このクラックを開始、伝搬、および終端させるための方法および装置を、本明細書においてより詳細に後述する。
【００１９】
この処理の初期段階として、（上述の厚さの）元のガラスシート２０は、適切な支持構造（詳細は後述する）上に支持され、閉じたパターンを生じる自由形状切断線（図２の破線）が定められ、この切断線は、ガラス基体１０の所望の最終的な形状の境界線をなす。
【００２０】
本明細書において詳細に後述するように、切断線の開始位置および切断線の終了位置には幾つかの選択肢がある。例えば、図２の円で囲まれた注目領域に示されているように、１つの選択肢は、切断線の開始位置および終了位置５２が一致することである（最も左側の図を参照）。この第１の構成では、切断線は、ガラス基体１０の所望の輪郭と完全に一致している。或いは、切断線の開始位置３０は、切断線の終了位置４０とは異なる位置であってもよい（最も右側の図を参照）。この第２の構成では、切断線の少なくとも一部分は、ガラス基体１０の所望の輪郭と一致しない。各選択肢についての暗示を本明細書において後述するが、現段階では、切断線の開始位置／終了位置には様々な選択肢が存在することを指摘すれば十分である。
【００２１】
切断線を定めることに関連して検討され得る更なるパラメータは、廃棄幅Ｗ、即ち、切断線から元のガラスシート２０の外周までの廃棄材料の幅の範囲である（通常、切断線から垂直に測定される）。廃棄幅パラメータは、仕上げられたガラス基体１０のエッジ品質に対するかなりの影響を有し得ることが見出されたが、廃棄幅Ｗは、特定の単一の数値の代わりに、範囲として表されてもよい。
【００２２】
より詳細に後述するように、廃棄幅パラメータの影響は、切断処理中にガラスシート２０を支持する構造に関連して生じる。本明細書において後述するように、支持構造は、ガラスシート２０を支持する（または浮遊させる）ためにガラスシート２０にかかる重力に対抗するための（下方からの）空気流を供給するための空気軸受機構を含み得る。この空気流は、（同じく下方から）ガラスシート２０の廃棄幅Ｗによって表される廃棄部分に対しても作用する。特に、廃棄部分には、重力および冷却流体源（本明細書において詳細に後述する）以外に、上方からの対抗する力がかからなくてもよい。一般的に、廃棄幅Ｗが小さ過ぎる場合には（例えば、薄いガラス厚さに対して約５ｍｍが考えられる）、ガラスシート２０の廃棄部分は比較的軽く、切断処理中に空気流によって生じる振動の影響を受けやすくなる。実際のところ、切断中のガラスシート２０の廃棄部分の振動は、ガラス基体１０の切断エッジにおける欠陥の形成につながり得る。廃棄幅Ｗが大き過ぎる場合には、ガラスシート２０の廃棄部分は比較的重くなり、この重量が、切断処理中に切断ゾーン内におけるガラスの膨張を妨げる。膨張が妨げられると、クラックの伝搬に影響する外部圧縮力が生じ得る。廃棄幅Ｗは、切断されたガラス基体１０のエッジ品質に悪影響を与えることなく、（約０．１ｍｍの厚さのガラスシート２０に対して）約５〜５０ｍｍ、約１５〜４０ｍｍ、および／または約２０〜２５ｍｍの比較的大きな範囲内で変化し得ることが決定された。
【００２３】
仕上げられたガラス基体１０の適切な切断エッジ品質を達成することに関連するもう一つの重要なパラメータは、ガラスシート２０上の小さい長さにわたるクラックの開始であり、このクラックは後で捕捉されて、上述のレーザ切断技術を用いて伝搬される。一般的に、ガラスシート２０は、機械的罫書き装置（例えば罫書きホイール）を用いて、開始線において罫書きされる（初期クラック）。クラックの開始およびその次のクラックの伝搬の重要性を認識するために、まず、このレーザ切断技術をより詳細に述べる。
【００２４】
レーザを用いてガラスシート２０を局所的な領域において加熱し、次にその領域を急速に冷却し、それによって生じる温度勾配によって一時的な引張応力を生じる。上述の初期クラック（開始線）は、ガラスシート２０の表面に小さい最初の傷を生じさせることによって生成され、次にこのクラックを、この局所的なゾーンをレーザによって加熱し、このゾーンを冷却流体によって生じるクエンチ作用によって冷却することにより、伝搬させて穴（クラック）へと変形する。この処理中に生じる引張応力σは、α＊Ｅ＊ΔＴに比例し、ここで、αはガラスシート２０の線熱膨張係数であり、Ｅはガラスシート２０の弾性率であり、ΔＴは、（レーザによる）加熱および（流体による）冷却によって生じるガラスシート２０の表面における温度差である。引張応力は、ガラスシート２０の分子結合より高くなるよう制御される。所与のα＊Ｅに対して、レーザを用いてガラスシート２０をより高い温度に加熱することによって、引張応力σを増加させることができる。しかし、ガラスシート２０を（その歪み点より高い温度まで）過熱すると、溶発および不可逆の高い残存応力が生じ、これにより切断エッジの品質が劣化し、エッジ強度が低下する。上記の方法は、完全なガラス分離（切断）を用いるものであり、上記の穴の深さはガラスの厚さと等しい。
【００２５】
次に、ガラスシート２０上の小さな長さ（開始線）にわたるクラックの開始の問題に戻ると、ガラスシート２０の表面に十分な深さの比較的短いクラックを生じるために、機械的ツール（罫書き装置）（例えば切断ホイール）が用いられ得る。図２に示されているように、円で囲まれた注目領域の最も左側の図は、初期クラック５２が、所望のガラス基体１０の所望の輪郭上に全体が存在する切断線の開始位置に配置され得ることを示している。或いは、円で囲まれた注目領域の最も右側の図は、初期クラック５２が、所望の輪郭の周囲の外側（即ち、最終的なガラス基体１０の周囲の外側）にある切断線の開始位置３０に配置され得ることを示している。以下に述べる理由から、初期クラック５２の配置には後者の手法を用いることが望ましい場合がある。
【００２６】
実際のところ、クラック５２の開始位置に関して留意すべき重要な問題は、機械的作用によるガラスシート２０に対する機械的損傷が、切断後にガラス基体１０の切断エッジの最も弱い部分に留まる欠陥または短い欠陥線を生成することである。もう１つの重要な問題は、ガラスシート２０を加熱するためのレーザの照射および分離の開始が、クラックの初期の伝搬を生じることであり、これは、初期クラック５２から特定の距離だけ進んだ後で初めて安定する。クラックの不安定な部分（従って望ましくないエッジ特性）の長さは、例えば、機械的欠陥のサイズ、レーザビーム径、レーザ出力、ガラスシート２０の厚さ等の多くの要因に応じて様々である。切断のために罫書きおよび機械的折り取り処理が用いられる場合には、欠陥開始部分は単に切断され、ガラス廃棄部分として残される。従って、切断エッジにおける欠陥を低減するには、（除去できない）クラックの不安定な部分のサイズを最小限にするのが望ましい。クラックの不安定な部分のサイズを最小限にする方法の１つは、本明細書において後述するように、特定の特性のレーザビームを用いることである。
【００２７】
次に図２および図３を参照すると、後者の図は、ガラスシート２０からガラス基体１０を切断するために用いられ得る装置１００を模式的に示す図である。ガラスシート２０は、支持構造１０２（これについては本明細書において更に詳細に後述する）を用いて支持され得る。レーザビーム６０は、レーザエネルギー源６４、屈曲光学系６６、および集光光学系６８を用いて実装され得る。開始線（初期クラック）において開始するレーザビーム６０のガラスシート２０への照射は、クラックの伝搬を開始させる。切断線に沿ってレーザビーム６０をガラスシート２０に対して相対的に連続移動させることにより、切断線におけるガラスシート２０の温度が（好ましくは略一貫した温度まで）上昇する。同時に、上述の引張応力を生じさせてガラスシート２０内において切断線に沿ってクラック（即ち、割れ目または穴）を伝搬させるために、冷却流体６２がガラスシート２０内に温度差を生じるよう、レーザビーム６０に対して相対的に冷却流体６２を（ノズル７０を介して）加える。レーザビーム６０およびノズル７０のガラスシート２０に対して相対的な移動は、任意の公知の搬送機構を用いて達成され得る。
【００２８】
仕上げられたガラス基体１０の十分な切断エッジ品質を達成することに関連するもう１つの重要なパラメータは、例えばガラス基体１０の周囲エッジ付近で、クラックの伝搬を終端させることであり、これは、図２の切断線の終了位置４０（最も右側の図）において見られ得る。レーザビーム６０がガラス基体１０のエッジに近づくと、レーザビーム６０の先端はガラス基体１０から離れ、従って、エネルギーレーザビーム６０の一部（即ち、レーザビーム６０の先端部）は、安定したクラックの伝搬に必要な引張応力の維持に寄与しない。レーザビーム６０がガラス基体１０のエッジに近づくほど、失われるビームエネルギーが大きくなる。その結果、元々レーザビーム６０によって駆動されていたクラックの伝搬は止まり、ガラス基体１０のエッジには到達しない。典型的には、クラック伝搬によって分離されないガラスの最後の部分は、例えば手作業でガラスを曲げるまたは引っ張る等の外力によって完了され、これは通常、元のクラック伝搬方向とは一致せず、それにより、切断の端部に「鉤状部」を生じる。鉤状部の長さは幾つかの要因によって様々であり、非常に望ましくないため、十分な切断エッジ品質を得るためには最小限にされるべきである。
【００２９】
上記の２つの問題（クラックの開始およびクラックの終端）は、幾つかの要因を介して対処される。第１に、レーザビーム径、レーザビーム形状、および冷却流体の送出の特定の組合せが、クラックの開始、伝搬、および終端に好ましく影響することが見出された。この検討された組合せを理解するために、従来のレーザビーム構成を簡単に述べる。具体的には、従来の構成は、様々な寸法の細長いレーザビームと、それに続く冷却流体とを含み、冷却流体源は、細長いレーザビームに対してオフセットされた線形の関係（後に続く構成）に配置される。この従来の構成（細長いレーザビームおよび後に続く冷却剤）は、直線状のレーザ切断（または罫書き）には非常に効率的であるが、クラック伝搬の方向を変えることができないので、曲線状のクラック伝搬は不可能である。
【００３０】
再び図２および図３を参照すると、（冷却剤源ノズル７０を用いて達成される）環状の円形リング形状の冷却剤ゾーン６２に囲まれた丸い形状のレーザビーム６０を用いて、曲線状の自由形状レーザ切断が達成され得ることが見出された。円形のレーザビーム６０は、環状の冷却剤ゾーン６２と共に、いかなる所定または固有の配向も示さないため、（複雑なビーム成形技術を用いる必要なしに、またはノズル７０を移動させるための追加の移動軸を設ける必要なしに）クラックを任意の方向に伝搬させるために用いることができる。レーザ切断用途において、環状のリング形状の流体の流れを生じるノズルは公知であるが、それらは従来、直線状のレーザ切断方法、または罫書きおよび折り取り方法を用いたより厚いガラスの切断（部分的な穴を生成した後、機械的折り取りを行う）に適用されている。一方、本明細書における実施形態は、薄いガラスシート２０を完全に分離（または切断）するために、リング状のノズル７０を用いる。更に、自由形状レーザ切断のための小径のレーザビームも公知であるが、本明細書における実施形態は、可変の環状の冷却剤パターンを達成するために流体の流れが可変である（レーザビーム６０に対して相対的に静止した関係の）環状の流体の流れのためのノズル７０と、小さな丸いレーザビーム６０との組合せを適用する。レーザビーム６０の直径は約１〜４ｍｍ、好ましくは約２ｍｍであり、ガウス形状のまたは上部が平たいビーム出力分布を有する。
【００３１】
レーザ出力源６４は、ＣＯ２レーザ機構を用いて実装され得るが、例えばファイバレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、または他のレーザ系等の他の実装も可能である。二酸化炭素レーザは１０．６μｍの波長で動作する。一般的に、本明細書において開示される直径を有するレーザビーム６０を用いることで、特定の有利な効果、即ち、（i）クラック開始と関連づけられたエッジ欠陥を最小限にすること（ビーム径が小さいほど、不安定なクラック伝搬ゾーンが小さくなる、（ii）ガラスシート２０のエッジ付近までクラックを伝搬させる（即ち、ガラスシート２０のエッジ付近でクラックを終端させる）ことができ、これにより、切断の端部における鉤状部を回避すること、および（iii）小径のビームを用いてもかなり高い切断速度を維持でき、その結果、比較的短い処理時間および高いスループットを達成することが可能になる。
【００３２】
図２を参照すると、上述のように、ガラスシート２０の表面に、初期クラック５２（または開始線）が、切断線に沿ってその開始／終了位置において（最も左側の図を参照）施され得る。しかし、初期クラック５２を切断線の外側であり且つ所望の最終的な形状の境界線をなす閉じたパターンの外側に配置することにより（最も右側の図を参照）、ガラス基体１０のより良好なエッジ品質および強度が達成され得ることが見出された。図示されている例では、切断線が角部においてその切断線自体と交差するので、得られたガラス基体１０の形状は尖った角部であり得る。
【００３３】
別の実施形態では、例えば罫書き等によって、ガラスシート２０の表面に終端線５４が施され得る。終端線５４は、少なくとも１か所、例えば図２の最も右側の図に示されている２か所において、切断線と横断方向に交差するよう施される。終端線５４は、ガラス基体１０の角部において直線状の面取りを生じるための罫書きおよび割り取り技術用の部位として用いられ得る。特に、終端線５４に沿って罫書きおよび割り取りを行うことで、クラック開始領域５２および終端位置４０の欠陥が解消される。従って、本実施形態は、以下のように（順に）要約される。（i）（面取りされた角部のための）終端線５４を施すためのガラスシート２０の機械的罫書き、（ii）所望の最終的な形状の境界線をなす閉じたパターンの外側のガラスシート２０のエッジにおける開始位置３０における初期クラック５２の機械的開始（例えば、罫書き）、（iii）完全な分離のための、開始位置３０および初期クラック５２の位置における（連続敵な）レーザビーム６０の照射および冷却流体６２の供給（閉じたパターンの外側の切断線に沿って延び、第１の位置で終端線５４と交差し、閉じたパターン上の切断線に沿って続き、第２の位置で終端線５４と交差し、閉じたパターンの外側の切断線に沿って続き、終了位置４０において終端する）、（iv）ガラス廃棄部の除去およびガラス基体１０の取り出し、並びに（v）面取りされた角部（または様々な位置に２以上の終端線５４が施される場合には複数の角部）の機械的（手作業の）折り取りの適用。
【００３４】
仕上げられたガラス基体１０の十分な切断エッジ品質を達成することに関連するもう１つの重要なパラメータは、レーザビーム６０（およびノズル７０）が切断線に対して相対的に移動する際のガラスシート２０の表面における温度を制御することである。略一定の温度が望ましいことが見出されたが、一旦所望の温度が確立されたら、レーザビーム６０が非直線状の切断線を通っている間、そのような温度が制御され得ることを確実にするための手段をとらなければならない。実際のところ、切断速度が比較的高い場合には、直線状の切断のエッジ品質はより良好になり得るが、クラックを弓形の領域（例えば角部等）、特に小径の部分を通して伝搬させるには、切断速度を下げること（即ち、切断線に対するレーザビーム６０の相対速度を下げること）が必要である。切断線の曲線状の部分を通して比較的一定の温度を確実にするために（即ち、レーザビーム６０の相対速度を変化させる場合には）、レーザビーム６０の出力も同様に変化させるべきである（即ち、速度の低下に伴って出力を下げるべきである）。ガラス表面の一定の温度、並びに、この加熱／冷却によって生じる一定の応力場を確実にするために、切断線に対して相対的なレーザビーム６０の速度と出力との制御された関係が維持されるべきである。
【００３５】
次に、ガラスシート２０からガラス基体１０を切断するために図３の装置を用いることに関連する使用に適した速度曲線および出力曲線のグラフである図４を参照する。図面中、上側のプロットは、切断線に対して相対的なレーザビーム６０の速度（例えば、メートル／分の単位）をＹ軸に沿って表し、時間（または開始位置からの距離）をＸ軸に沿って表している。下側のプロットは、レーザビーム６０の出力をＹ軸に沿って表し、時間（または開始位置からの距離）をＸ軸に沿って表している。上述のように、レーザビームの平行移動速度が高いほど、必要な一貫した温度および応力を維持するために必要なレーザ出力は高くなり、一方、ビームの平行移動速度が低いほど、必要な一貫した温度および応力を維持するために必要なレーザ出力は低くなる。図４のプロットは、図２のガラスシート２０、即ち、３つの丸みのついた角部を有する長方形の形状の切断に適したプロファイルを示している。所望の温度（並びにそれに従って切断速度プロファイルおよびレーザ出力プロファイル）は、幾つかの要因（例えばレーザビーム径、ガラス厚さ、およびその他のガラス特性）によって異なる。一例として、コーニング社の「ＥａｇｌｅＸＧ（登録商標）」ガラス（０．１ｍｍの厚さ）で構成されるガラスシート２０の典型的な切断速度は、直線状の切断では約１〜２ｍ／分の範囲内であり、半径が約２ｍｍの角部の切断では約０．２〜０．４ｍ／分の範囲内である。角部の半径が大きいほど、より速い速度が可能になる。コーニング社の「ＥａｇｌｅＸＧ」ガラスのガラスシート２０の切断に必要なレーザ出力は、約５〜１５Ｗであり得る（これはＣＯ２レーザ装置については比較的低い出力レベルである）。図示されるように、直線状の部分（例えば、２００）はより高い速度および出力を示しており、一方、曲線状の部分（例えば、２０２）より低い速度および出力を示している。
【００３６】
仕上げられたガラス基体１０の十分な切断エッジ品質を達成することに関連するもう１組の重要なパラメータは、ガラスシート２０を（装置１００の切断ゾーン内へとおよび切断ゾーンから）搬送する機能、および切断処理中にガラスシート２０を保持する機能を設けることである。この点に関して、図３の装置１００の支持構造１０２の実装の模式的な側面図である図５を参照する。支持構造１０２が搬送、罫書き、およびレーザ切断（これは望ましい組合せである）のために用いられるものとすると、支持構造１０２の表面特性（特に、ガラスシート２０の下になる表面）、および切断中のガラスシート２０の支持に寄与する機構は、本明細書において考えられている厚さの薄い可撓性ガラスの切断のために非常に重要である。
【００３７】
クラック開始および終端線の生成に用いられるガラスシート２０の機械的罫書きに関しては、ガラスシート２０の下になる支持構造１０２の表面の硬度が重要な要因である。実際のところ、表面が軟らか過ぎると、ガラスシート２０は罫書き機構（例えば、罫書きホイール）からの圧力下で撓み、これにより、罫書き機構によって生じる力の減少および変動が生じ、一貫しないクラックの伝搬および不均一な初期クラック深さにつながる。従って、比較的薄いガラスシート２０では、罫書き中にガラスシート２０を支持する比較的硬い表面を有することが好ましく、これにより、ガラスの撓みを減らして、罫書き機構からの一定且つ再現可能な力を供給する。再び、機械的罫書き処理および（例えば、ＣＯ２レーザ機構を用いた）レーザ切断処理を行うために同じ支持構造１０２を用いるものとすると、支持構造１０２の表面は、レーザビーム６０によって生じる比較的高い温度に耐えられるべきである。これらの要件を所与とすると、ガラスシート２０の下になる支持構造１０２の表面は、アルミニウムおよび／またはステンレス鋼を用いて実装されるべきである。
【００３８】
ガラスシート２０を機械的罫書きおよびレーザ切断のための適切な位置に移動させ、次に（切断処理完了後の）ガラス基体１０を移動させるために、支持構造１０２には空気軸受機構が設けられている。更に、レーザ切断処理中、ガラスシート２０は適切な位置に保持されなければならない。離散的に配置された空気孔および真空孔を有する市販の圧力／真空台が入手可能であるが、それらは、標準的な厚さ（例えば、少なくとも約０．４ｍｍ）を有するガラスのみに適している。本明細書における薄い（または極薄の）可撓性ガラスシート２０の場合には、市販の圧力／真空台に離散的に配置された空気ポートおよび真空ポートが、ガラスシート２０に局所的な変形および応力を生じさせ、これは機械的罫書き処理およびレーザ切断処理を大きく乱し、切断線がポートの１つに近い場合には、しばしば十分な切断が不可能になるか、または、エッジ品質、エッジ強度、および／もしくはエッジの幾何形状に影響する。従って、本明細書において考えられる支持構造１０２は、一般的な市販の圧力／真空台ではない。その代わりに、支持構造１０２の多孔質の表面がアルミニウムおよび／またはステンレス鋼材料でできているのが好ましく、台は、（i）ガラスシート２０（およびガラス基体１０）の搬送のための空気軸受モード、（ii）（例えば、罫書き中に）ガラスシート２０を保持するための（台全体にわたる）真空モード、および（iii）レーザ切断中に、真空が多孔質の表面を通して供給され、真空ゾーンのパターンを介して局所的な真空が選択的に加えられ得る、真空モードと組み合わされた空気軸受モードを提供する。
【００３９】
空気軸受モードは、ガラスシート２０の、少なくとも切断線に近接しており、好ましくはより大きな領域にわたる１以上の個々の部分に、ガラスシート２０の冷却流体６２およびレーザビーム６０とは反対側（下側）から支持流体を加えることによって特徴づけられる。空気軸受の支持流体は、支持構造１０２の表面から、表面の多孔性と、圧力および流れが可変の流体源（図示せず）とによって送出される。空気軸受モードは、レーザビーム６０がガラスシート２０の温度を上昇させ、冷却流体６２が支持流体に対向するよう向けられた際に、ガラスシート２０を支持構造２０の台の表面から離れる方向に付勢するよう動作する。
【００４０】
図２および図５に示されているように、真空モードは、離散的に配置された孔ではなく様々な寸法および形状（例えば円形、長方形等）の領域である、離散的に配置された真空ゾーン１１０を提供する（明確のために、少数のゾーンのみを示す）。真空ゾーン１１０は、レーザビーム６０の照射中に、ガラスシート２０に負の流体圧力および負の流体の流れを加え、ガラスシート２０を支持構造１０２の表面に向かって付勢して保持するように、所望の最終的な形状の境界線をなす切断線の閉じたパターン内に配置されるのが最良である。（図示されている）円形の真空ゾーン１１０のサイズは直径が５〜２５ｍｍであり得るが、ガラス基体１０のサイズおよび形状に応じて異なる寸法も可能である。離散的に配置された真空ゾーン１１０の数および位置は、ガラスシート２０のサイズおよび形状によっても異なる。真空ゾーン１１０の数は、ガラスシート２０のサイズに対するゾーン１１０のサイズによって異なる。比較的小さい真空ゾーンについては、ガラスシート２０を保持して切断処理中の平行移動および／または回転を回避するために、少なくとも２つの真空ゾーンが必要となり得る。或いは、１つまたは２つのより大きな真空ゾーン１１０Ａが、必要な保持機能を提供するのに十分であり得る。
【００４１】
なお、真空ゾーン１１０の周囲においてガラスシート２０内に応力が生じるので、真空ゾーン１１０は、レーザ切断処理および得られるガラス基体１０のエッジ特性に影響する。例えば、図５に示されているように、真空ゾーン１１０は、ガラスシート２０の特定の領域（ゾーン１１０の付近）を支持構造１０２の表面に向かって付勢する傾向がある。この真空ゾーン１１０の影響に対処するために、切断線が真空ゾーン１１０の境界から最小距離Ｄ（図２を参照）に位置することを確認してもよい。一例として、約０．１ｍｍの厚さのガラスについて、安全な最小距離Ｄは約２５〜５０ｍｍであり得る。
【００４２】
次に、空気軸受と真空モードとを組み合わせた効果の局所的な側面図を示す図６を参照する。このモードは、レーザビーム６０および冷却流体６２によるクラックの伝搬中のガラスシート２０のバランスのとれた機械的支持および局所的な配向を提供するために、支持流体（流れおよび陽圧）、真空流体（流れおよび陰圧）、および／または冷却流体（流れおよび対向する陽圧）を加える。実際のところ、流体の流れのこれらの供給源の一部または全ては、ガラスシート２０の変形に対して全体的および局所的な影響を与えるよう相互作用し得る。図６に示されているように、ガラスシート２０の下方からの支持流体とガラスシート２０の上方からの冷却流体との相互作用は、バランスがとれている場合には、レーザビーム６０の周囲に押圧ゾーン１２０（機械的変形）を設け、これにより、切断位置の周囲に応力場が形成される。この応力場は、クラックの伝搬を安定させるのを補助する。
【００４３】
特に、冷却流体は主にガラスシート２０に（レーザビーム６０によって与えられる熱と反対の）熱的な差を生じさせるために供給されるが、冷却流体は、ガラスシート２０内の押圧ゾーン１２０（およびその結果の応力場）に寄与する機械的機能も提供する。同様に、支持流体の主な機能は（ガラスシート２０にかかる重力と反対の）機械的機能を提供することであるが、支持流体は、ガラスシート２０内における（レーザビーム６０によって与えられる熱と反対の）熱的な差に寄与する熱的機能も提供する。
【００４４】
レーザの速度および出力は、少なくとも部分的に支持流体によって提供される冷却によって影響されるガラスシート２０の底面の熱的条件によって異なる。更に、ガラスシート２０の底面から支持構造１０２の表面への熱の放散にはばらつきがあり、これは、ガラスシート２０の底面と支持構造１０２の表面との間の浮遊間隙に応じて異なる。浮遊間隙が０のとき、即ち、ガラスシート２０が支持構造１０２の表面に接触しているときには、放散は最大になる。浮遊間隙は、主に支持流体によって制御されるが、この間隙は、ガラスシート２０を上方から圧迫する冷却流体の影響によっても影響される。従って、間隙が減少すると、より高いレーザ出力および／またはより低い速度が必要となり得、間隙が増加すると、より低いレーザ出力および／またはより高い速度が必要となり得る。
【００４５】
支持流体、冷却流体、レーザ出力、およびレーザ速度間の相互関係がバランスのとれたものであるとき、押圧ゾーン１２０（および応力場）、間隙、および切断位置の周囲の流体の冷却効果が、クラックの伝搬を安定させるのを補助し、仕上げられたガラス基体１０のエッジ特性を改善するのを補助する。
【００４６】
具体的な実施形態を参照して本明細書における開示を説明したが、これらの実施形態は、単に、本明細書における実施形態の原理および用途を説明するためのものであることを理解されたい。従って、上記の説明的な実施形態に対しては多くの変形が行われ得るものであり、本願の趣旨および範囲から逸脱することなく他の構成が考案され得ることを理解されたい。以下の態様において、例示的な構成を述べる。
【００４７】
第１の態様によれば、
０．３ｍｍ以下の厚さを有する元のガラスシートを支持して、所望の最終的な形状の境界線をなす閉じたパターンを生じる少なくとも部分的に非直線状の切断線を定める工程と、
機械的罫書き装置を用いて、開始線において前記ガラスシートに罫書きする工程と、
前記ガラスシートに、前記開始線において開始する円形形状のレーザビームを照射し、該レーザビームを前記切断線に沿って前記ガラスシートに対して相対的に連続的に移動させて、前記切断線における前記ガラスシートの温度を略一貫した温度まで上昇させる工程と、
前記ガラスシート内の割れ目を前記切断線に沿って伝搬させるために冷却流体が少なくとも前記ガラスシートの温度を下げるように、前記レーザビームの照射と同時に冷却流体を加える工程と、
前記ガラスシートの前記所望の形状から廃棄ガラスを分離する工程と
を含む方法が提供される。
【００４８】
第２の態様によれば、前記レーザビームの直径が（i）約１ｍｍ〜約４ｍｍおよび（ii）２ｍｍのうちの一方である、態様１の方法が提供される。
【００４９】
第３の態様によれば、（i）前記開始線が、前記切断線の一部分に沿って該一部分上に施されること、および、（ii）前記開始線が、前記切断線の外側であり且つ前記所望の最終的な形状の境界線をなす前記閉じたパターンの外側である位置において前記ガラスシートに施されることのうちの一方が行われる、態様１または態様２の方法が提供される。
【００５０】
第４の態様によれば、前記切断線と（i）１か所および（ii）２か所のうちの一方で横断方向に交差する終端線を、前記ガラスに罫書きする工程を更に含む、態様１〜態様３のいずれか１つの態様の方法が提供される。
【００５１】
第５の態様によれば、前記終端線が前記切断線と２か所で交差し、且つ前記切断線の一部分であり、その結果、前記切断線の前記一部分が、前記最終的な所望の形状の面取りされた角部のためのものとなる、態様４の方法が提供される。
【００５２】
第６の態様によれば、前記切断線が直線状であるときは、前記切断線が曲線状であるときと比較して速度が高くなるよう、前記レーザビームの前記ガラスシートに対して相対的な前記移動の速度を変える工程を更に含む、態様１〜態様５のいずれか１つの態様の方法が提供される。
【００５３】
第７の態様によれば、（i）前記切断線が直線状であるとき、前記速度が約１〜２メートル／分であること、および、（ii）前記切断線が曲線状であるとき、前記速度が約０．２〜０．４メートル／分であることの少なくとも一方を含む、態様６の方法が提供される。
【００５４】
第８の態様によれば、前記切断線が直線状であるかまたは前記切断線が曲線状であるかに関わらず、前記切断線における前記ガラスシートの温度が前記略一貫した温度に維持されるように、前記レーザビームの出力レベルを、前記レーザビームの前記ガラスシートに対して相対的な前記移動の速度の関数として変える工程を更に含む、態様６の方法が提供される。
【００５５】
第９の態様によれば、
前記レーザビームの照射中に、前記ガラスシートに負の流体圧力および負の流体の流れを加えて、前記ガラスシートを支持台に向かって付勢して保持するために、前記所望の最終的な形状の境界線をなす前記閉じたパターン内に１以上の真空ゾーンを加える工程と、
前記レーザビームが前記ガラスの温度を上昇させる際に、前記ガラスシートを前記台から離れる方向に付勢するために、前記ガラスシートの前記冷却流体および前記レーザビームとは反対側から、前記ガラスシートの前記切断線に近接した１以上のそれぞれの部分に支持流体を加える工程と、
を更に含む、態様１〜態様８のいずれか１つの態様の方法が提供される。
【００５６】
第１０の態様によれば、各真空ゾーンの最小直径が約５ｍｍ〜２５ｍｍである、態様９の方法が提供される。
【００５７】
第１１の態様によれば、前記ガラスシートの前記割れ目を前記切断線に沿って伝搬させるために、前記冷却流体の流れおよび圧力、並びに前記支持流体の流れおよび圧力を、バランスのとれた前記ガラスシートの機械的支持および前記ガラスシートの冷却を与えるよう制御する工程を更に含む、態様９の方法が提供される。
【００５８】
第１２の態様によれば、前記１以上の真空ゾーンが、前記切断線から少なくとも約２５〜５０ｍｍ離れている、態様９の方法が提供される。
【００５９】
第１３の態様によれば、前記切断線から前記ガラスシートの最も近いエッジまでのそれぞれの垂直距離が、（i）約５〜５０ｍｍ、（ii）約１５〜４０ｍｍ、および（iii）約２０〜２５ｍｍのうちの一つである、態様１〜態様１２のいずれか１つの態様の方法が提供される。
【００６０】
第１４の態様によれば、前記冷却流体が、前記ガラスシートに向かって前記レーザビームの周囲に環状に向けられる、態様１〜態様１３のいずれか１つの態様の方法が提供される。
【００６１】
第１５の態様によれば、ガラスシートを所望の形状に切断する装置において、
０．３ｍｍ以下の前記ガラスシートであって、前記所望の最終的な形状の境界線をなす閉じたパターンを生じる少なくとも部分的に非直線状の定められた切断線を有する前記ガラスシートを支持するよう動作する支持台と、
開始線において前記ガラスシートに罫書きするよう動作する機械的罫書き装置と、
前記ガラスシートに、前記開始線において開始する円形形状のレーザビームを照射し、該レーザビームを前記切断線に沿って前記ガラスシートに対して相対的に連続的に移動させて、前記切断線における前記ガラスシートの温度を略一貫した温度まで上昇させるよう動作するレーザ源と、
前記所望の形状を生じるために前記ガラスシートから廃棄ガラスが分離され得るように、前記ガラスシート内の割れ目を前記切断線に沿って伝搬させるために冷却流体が少なくとも前記ガラスシートの温度を下げるように、前記レーザビームの照射と同時に冷却流体を加えるよう動作する冷却流体源と
を備える装置が提供される。
【００６２】
第１６の態様によれば、前記レーザビームの直径が（i）約１ｍｍ〜約４ｍｍおよび（ii）２ｍｍのうちの一方である、態様１５の装置が提供される。
【００６３】
第１７の態様によれば、前記切断線が直線状であるときは、前記切断線が曲線状であるときと比較して速度が高くなるよう、前記レーザビームの前記ガラスシートに対して相対的な前記移動の速度を変えるよう動作する搬送装置を更に含む、態様１５または態様１６の装置が提供される。
【００６４】
第１８の態様によれば、前記切断線が直線状であるかまたは前記切断線が曲線状であるかに関わらず、前記切断線における前記ガラスシートの温度が前記略一貫した温度に維持されるように、前記レーザビームの出力レベルを、前記レーザビームの前記ガラスシートに対して相対的な前記移動の速度の関数として変えるよう動作する電源装置を更に含む、態様１５〜態様１７のいずれか１つの態様の装置が提供される。
【００６５】
第１９の態様によれば、前記支持台が、
前記所望の最終的な形状の境界線をなす前記閉じたパターン内に配置された１以上の真空ゾーンであって、前記レーザビームの照射中に、前記ガラスシートに負の流体圧力および負の流体の流れを加えて、前記ガラスシートを支持台に向かって付勢して保持するよう動作する真空ゾーンと、
前記レーザビームが前記ガラスの温度を上昇させる際に、前記ガラスシートを前記台から離れる方向に付勢するために、前記ガラスシートの前記冷却流体および前記レーザビームとは反対側から、前記ガラスシートの前記切断線に近接した１以上のそれぞれの部分に支持流体を加えるよう動作する１以上の支持流体源と
を含み、
前記ガラスシートの前記割れ目を前記切断線に沿って伝搬させるために、前記冷却流体の流れおよび圧力、並びに前記支持流体の流れおよび圧力が、バランスのとれた前記ガラスシートの機械的支持および前記ガラスシートの冷却を与えるよう制御される、
態様１５〜態様１８のいずれか１つの態様の装置が提供される。
【００６６】
第２０の態様によれば、前記冷却流体が、前記ガラスシートに向かって前記レーザビームの周囲に環状に向けられる、態様１５〜態様１９のいずれか１つの態様の装置が提供される。
【００６７】
第２１の態様によれば、前記切断線が、該切断線から垂直に測定された最小廃棄幅Ｗだけ、前記ガラスシートの外周から離れている、態様１５〜態様２０のいずれか１つの態様の装置が提供される。
【００６８】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００６９】
実施形態１
０．３ｍｍ以下の厚さを有する元のガラスシートを支持して、所望の最終的な形状の境界線をなす閉じたパターンを生じる少なくとも部分的に非直線状の切断線を定める工程と、
機械的罫書き装置を用いて、開始線において前記ガラスシートに罫書きする工程と、
前記ガラスシートに、前記開始線において開始する円形形状のレーザビームを照射し、該レーザビームを前記切断線に沿って前記ガラスシートに対して相対的に連続的に移動させて、前記切断線における前記ガラスシートの温度を略一貫した温度まで上昇させる工程と、
前記ガラスシート内の割れ目を前記切断線に沿って伝搬させるために冷却流体が少なくとも前記ガラスシートの温度を下げるように、前記レーザビームの照射と同時に冷却流体を加える工程と、
前記ガラスシートの前記所望の形状から廃棄ガラスを分離する工程と
を含む方法。
【００７０】
実施形態２
前記レーザビームの直径が（i）約１ｍｍ〜約４ｍｍおよび（ii）２ｍｍのうちの一方である、実施形態１の方法。
【００７１】
実施形態３
（i）前記開始線が、前記切断線の一部分に沿って該一部分上に施されること、および、（ii）前記開始線が、前記切断線の外側であり且つ前記所望の最終的な形状の境界線をなす前記閉じたパターンの外側である位置において前記ガラスシートに施されることのうちの一方が行われる、実施形態１または２の方法。
【００７２】
実施形態４
前記切断線と（i）１か所および（ii）２か所のうちの一方で横断方向に交差する終端線を、前記ガラスに罫書きする工程を更に含む、実施形態１〜３のいずれか１つの実施形態の方法。
【００７３】
実施形態５
前記終端線が前記切断線と２か所で交差し、且つ前記切断線の一部分であり、その結果、前記切断線の前記一部分が、前記最終的な所望の形状の面取りされた角部のためのものとなる、実施形態４の方法。
【００７４】
実施形態６
前記切断線が直線状であるときは、前記切断線が曲線状であるときと比較して速度が高くなるよう、前記レーザビームの前記ガラスシートに対して相対的な前記移動の速度を変える工程を更に含む、実施形態１〜５のいずれか１つの実施形態の方法。
【００７５】
実施形態７
（i）前記切断線が直線状であるとき、前記速度が約１〜２メートル／分であること、および、（ii）前記切断線が曲線状であるとき、前記速度が約０．２〜０．４メートル／分であることの少なくとも一方を含む、実施形態６の方法。
【００７６】
実施形態８
前記切断線が直線状であるかまたは前記切断線が曲線状であるかに関わらず、前記切断線における前記ガラスシートの温度が前記略一貫した温度に維持されるように、前記レーザビームの出力レベルを、前記レーザビームの前記ガラスシートに対して相対的な前記移動の速度の関数として変える工程を更に含む、実施形態６の方法。
【００７７】
実施形態９
前記レーザビームの照射中に、前記ガラスシートに負の流体圧力および負の流体の流れを加えて、前記ガラスシートを支持台に向かって付勢して保持するために、前記所望の最終的な形状の境界線をなす前記閉じたパターン内に１以上の真空ゾーンを加える工程と、
前記レーザビームが前記ガラスの温度を上昇させる際に、前記ガラスシートを前記台から離れる方向に付勢するために、前記ガラスシートの前記冷却流体および前記レーザビームとは反対側から、前記ガラスシートの前記切断線に近接した１以上のそれぞれの部分に支持流体を加える工程と、
を更に含む、実施形態１〜８のいずれか１つの実施形態の方法。
【００７８】
実施形態１０
各真空ゾーンの最小直径が約５ｍｍ〜２５ｍｍである、実施形態９の方法。
【００７９】
実施形態１１
前記ガラスシートの前記割れ目を前記切断線に沿って伝搬させるために、前記冷却流体の流れおよび圧力、並びに前記支持流体の流れおよび圧力を、バランスのとれた前記ガラスシートの機械的支持および前記ガラスシートの冷却を与えるよう制御する工程を更に含む、実施形態９の方法。
【００８０】
実施形態１２
前記１以上の真空ゾーンが、前記切断線から少なくとも約２５〜５０ｍｍ離れている、実施形態９の方法。
【００８１】
実施形態１３
前記切断線から前記ガラスシートの最も近いエッジまでのそれぞれの垂直距離が、（i）約５〜５０ｍｍ、（ii）約１５〜４０ｍｍ、および（iii）約２０〜２５ｍｍのうちの一つである、実施形態１〜１２のいずれか１つの実施形態の方法。
【００８２】
実施形態１４
前記冷却流体が、前記ガラスシートに向かって前記レーザビームの周囲に環状に向けられる、実施形態１〜１３のいずれか１つの実施形態の方法。
【００８３】
実施形態１５
ガラスシートを所望の形状に切断する装置において、
０．３ｍｍ以下の前記ガラスシートであって、前記所望の最終的な形状の境界線をなす閉じたパターンを生じる少なくとも部分的に非直線状の定められた切断線を有する前記ガラスシートを支持するよう動作する支持台と、
開始線において前記ガラスシートに罫書きするよう動作する機械的罫書き装置と、
前記ガラスシートに、前記開始線において開始する円形形状のレーザビームを照射し、該レーザビームを前記切断線に沿って前記ガラスシートに対して相対的に連続的に移動させて、前記切断線における前記ガラスシートの温度を略一貫した温度まで上昇させるよう動作するレーザ源と、
前記所望の形状を生じるために前記ガラスシートから廃棄ガラスが分離され得るように、前記ガラスシート内の割れ目を前記切断線に沿って伝搬させるために冷却流体が少なくとも前記ガラスシートの温度を下げるように、前記レーザビームの照射と同時に冷却流体を加えるよう動作する冷却流体源と
を備える装置。
【００８４】
実施形態１６
前記レーザビームの直径が（i）約１ｍｍ〜約４ｍｍおよび（ii）２ｍｍのうちの一方である、実施形態１５の装置。
【００８５】
実施形態１７
前記切断線が直線状であるときは、前記切断線が曲線状であるときと比較して速度が高くなるよう、前記レーザビームの前記ガラスシートに対して相対的な前記移動の速度を変えるよう動作する搬送装置を更に含む、実施形態１５または１６の装置。
【００８６】
実施形態１８
前記切断線が直線状であるかまたは前記切断線が曲線状であるかに関わらず、前記切断線における前記ガラスシートの温度が前記略一貫した温度に維持されるように、前記レーザビームの出力レベルを、前記レーザビームの前記ガラスシートに対して相対的な前記移動の速度の関数として変えるよう動作する電源装置を更に含む、実施形態１５〜１７のいずれか１つの実施形態の装置。
【００８７】
実施形態１９
前記支持台が、
前記所望の最終的な形状の境界線をなす前記閉じたパターン内に配置された１以上の真空ゾーンであって、前記レーザビームの照射中に、前記ガラスシートに負の流体圧力および負の流体の流れを加えて、前記ガラスシートを支持台に向かって付勢して保持するよう動作する真空ゾーンと、
前記レーザビームが前記ガラスの温度を上昇させる際に、前記ガラスシートを前記台から離れる方向に付勢するために、前記ガラスシートの前記冷却流体および前記レーザビームとは反対側から、前記ガラスシートの前記切断線に近接した１以上のそれぞれの部分に支持流体を加えるよう動作する１以上の支持流体源と
を含み、
前記ガラスシートの前記割れ目を前記切断線に沿って伝搬させるために、前記冷却流体の流れおよび圧力、並びに前記支持流体の流れおよび圧力が、バランスのとれた前記ガラスシートの機械的支持および前記ガラスシートの冷却を与えるよう制御される、
実施形態１５〜１８のいずれか１つの実施形態の装置。
【００８８】
実施形態２０
前記冷却流体が、前記ガラスシートに向かって前記レーザビームの周囲に環状に向けられる、実施形態１５〜１９のいずれか１つの実施形態の装置。
【００８９】
実施形態２１
前記切断線が、該切断線から垂直に測定された最小廃棄幅Ｗだけ、前記ガラスシートの外周から離れている、実施形態１５〜２０のいずれか１つの実施形態の装置。
【符号の説明】
【００９０】
１０  ガラス基体
２０  ガラスシート
３０  開始位置
４０  終了位置
５２  初期クラック
５４  終端線
６０  レーザビーム
６２  冷却流体
１００  装置
１０２  支持構造
１１０、１１０Ａ  真空ゾーン
Ｄ  最小距離
Ｗ  廃棄幅
【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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【国際調査報告】
2017507101.tif 000009
2017507101.tif 000010
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