(57)【要約】  透明の、ガラス状の、ガラス質の、セラミックのかつ／又は結晶質の層（２）を有する板状のワークピースを加工する方法、特に、ディスプレイ用パネル製造用の板状のワークピースを加工する方法が記載される。前記板状のワークピースから複数の部分片（１７）を残りのワークピースからまずは不完全に分離する。このとき、前記部分片（１７）の外輪郭（２２）に沿って、層厚さ方向で少なくとも前記１つの層（２）を貫通する複数の孔（２３）が設けられ、前記部分片（１７）は少なくとも前記１つの層（２）でそれぞれ少なくとも１つのウェブ状の残留接続部（２４）によって前記残りのワークピースに結合されたままである。その後初めて、前記部分片（１７）を、前記ウェブ状の残留接続部（２４）を分離することにより個別化する。さらに、分離装置（４）、並びに、透明の、ガラス状の、ガラス質の、セラミックのかつ／又は結晶質の層（２）を有する板状のワークピースから成る製品が記載される。
2016534008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明の、ガラス状の、ガラス質の、セラミックのかつ／又は結晶質の層（２）を有する板状のワークピースを加工する方法、特に、ディスプレイ用パネル製造用の板状のワークピースを加工する方法であって、前記板状のワークピースから複数の部分片（１７）を分離する方法において、
前記部分片（１７）を残りのワークピースからまずは不完全に分離し、これにより前記部分片（１７）の外輪郭（２２）に沿って、層厚さ方向で少なくとも前記１つの層（２）を貫通する複数の孔（２３）が形成され、前記部分片（１７）は少なくとも前記１つの層（２）でそれぞれ少なくとも１つのウェブ状の残留接続部（２４）によって前記残りのワークピースに結合されたままであり、次いで前記部分片（１７）を、前記ウェブ状の残留接続部（２４）を分離することにより個別化することを特徴とする、板状のワークピースを加工する方法。
【請求項２】
前記部分片（１７）を、レーザービームを使用して、前記残りのワークピースから不完全に分離する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記不完全な分離をレーザー誘起選択エッチングにより行う、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つのウェブ状の残留接続部（２４）であって、層厚さと比較して減じられたウェブ厚さを少なくとも所定の部分で有しているウェブ状の残留接続部（２４）を形成する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つのウェブ状の残留接続部（２４）であって、所属する前記部分片（１７）の前記外輪郭（２２）との接続個所（３０）が前記部分片（１７）の少なくとも１つの外縁（３１）に対して、層厚さ方向でかつ／又は部分片主平面の方向で後退されているウェブ状の残留接続部（２４）を形成する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つのウェブ状の残留接続部（２４）であって、所属の部分片（１７）との前記接続個所（３０）に少なくとも１つの目標破断個所（３２）を有しているウェブ状の残留接続部（２４）を形成する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記部分片（１７）の前記不完全な分離の際に、前記部分片（１７）の前記外輪郭（２２）に沿って所定の縁部形状を設ける、特に所定の曲率半径（３５）を有する湾曲、面（３６）、溝、及び／又は凹部を設ける、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記部分片（１７）の前記不完全な分離の際に、付加的な構造化かつ／又は光学的又は機械的な材料特性の改質のような、前記部分片（１７）のさらなる改質を行う、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記部分片（１７）を個別化するために、前記ウェブ状の残留接続部（２４）の分離を、前記不完全な分離とは異なる分離方法で、特に機械的破断によって行う、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記部分片（１７）の前記不完全な分離と前記個別化との間に、前記部分片（１７）の別の加工を行う、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記部分片（１７）の前記不完全な分離と前記個別化との間に、前記部分片（１７）のガラス硬化である別の加工を行い、この際に好適には、前記ウェブ状の残留接続部（２４）のウェブ厚さかつ／又はウェブ幅を、前記ウェブ状の残留接続部（２４）が結合している前記部分片（１７）の前記外輪郭（２２）の結合領域がガラス硬化の際に硬化されるように、選択する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
透明の、ガラス状の、ガラス質の、セラミックのかつ／又は結晶質の層（２）を有する板状のワークピースを分離加工する分離装置（４）、好適には、ディスプレイ用パネル製造用の板状のワークピースを分離加工する分離装置（４）において、
前記分離装置（４）によって、後の個別化のために、前記板状のワークピースから複数の部分片（１７）を残りのワークピースから不完全に分離することができ、これにより前記部分片（１７）の外輪郭（２２）に沿って、層厚さ方向で少なくとも前記１つの層（２）を貫通する複数の孔（２３）が形成され、前記部分片（１７）は少なくとも前記１つの層（２）でそれぞれ少なくとも１つのウェブ状の残留接続部（２４）によって前記残りのワークピースに結合されたままであることを特徴とする、板状のワークピースを分離加工する分離装置。
【請求項１３】
特に請求項１から１１までのいずれか１項記載の加工を行う、透明の、ガラス状の、ガラス質の、セラミックのかつ／又は結晶質の層（２）を有する板状のワークピースを加工する設備（１）、好適には、ディスプレイ用パネル製造用の板状のワークピースを加工する設備（１）において、
前記設備は、請求項１２記載の分離装置（４）と、不完全に分離された前記部分片（１７）を前記ウェブ状の残留接続部（２４）を分離することにより個別化することができる個別化装置（６）とを有している、板状のワークピースを加工する設備。
【請求項１４】
透明の、ガラス状の、ガラス質の、セラミックのかつ／又は結晶質の層（２）を有する板状のワークピースから成る、好適には、ディスプレイ用パネル製造用の製品（２１）、特に、前記部分片（１７）を個別化する前の請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法による製品（２１）において、
前記製品（２１）は、後の個別化のために、残りのワークピースから不完全に分離された複数の部分片（１７）を有しており、前記部分片（１７）はその外輪郭（２２）に沿って、層厚さ方向で少なくとも１つの層（２）を貫通する複数の孔（２３）を有しており、少なくとも前記１つの層（２）でそれぞれ少なくとも１つのウェブ状の残留接続部（２４）によって前記残りのワークピースに結合されていることを特徴とする、製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明の、ガラス状の、ガラス質の、セラミックのかつ／又は結晶質の層を有する板状のワークピースを加工する方法、好適には、ディスプレイ（スクリーン）用パネル製造用の板状のワークピースを加工する方法に関し、この場合、板状のワークピースからは複数の部分が分離される。
【０００２】
本発明はさらに、このようなワークピース用の分離装置並びに、このようなワークピースから成る製品に関する。
【背景技術】
【０００３】
例えば、ディスプレイ用のパネルを製造する際には比較的大きなガラス板から複数の部分片が分離され、これらの部分片は個々のパネルとしてさらに加工される。この場合、ガラス又はガラス類似材料の分離は、分離プロセスについて特別な要求を課す。これは主として、このような材料は極めて脆く、硬く、コントロールして分離するのが困難だからである。例えば、ガラスパネルを、比較的手間のかかる方法で、ダイヤモンド切断工具によって分離することが公知である。
【０００４】
国際公開第２０１０／０７７８４５号により、ガラス又はガラス質の材料を分離する方法が公知である。この公知の方法では、レーザービームによって材料を切削していて、この場合、レーザービームによって切断縁部の面も形成される。
【０００５】
透明な材料を分離する方法は、例えば国際公開第２０１２／００６７３６号に記載されている。第１のステップで、レーザービームが材料の様々な個所に作用し、これにより材料にフィラメントが作り出される。これにより生じたフィラメントは、形成すべき分離線に沿って延在しており、次いでこの分離線に沿って材料が分割される。国際公開第２０１１／０２５９０８号により、硬化ガラスを切断する方法が公知である。この方法では、レーザービームによって分離線に沿った内部応力がガラス内へともたらされる。続く第２のレーザー照射により、分離線に沿って伝播する亀裂が生じる。類似の方法はさらに、米国特許出願公開第２０１０／０２９１３５３号明細書、欧州特許第２２５８５１２号明細書、欧州特許第１７７７０３１号明細書に記載されている。
【０００６】
これら公知の全ての方法は、まず始めに大きな板から部分片を分離し、次いで個別にさらに加工する点で一致している。場合によっては、個々のパネルには後からさらに機能を加えることができる。付加的に、部分片には分離する前に既に、機能を加えることもできる。しかしながら、これには、機能を加えられた領域が、比較的手間のかかる個々のパネルの分離過程で損なわれてしまうかもうしれないというリスクを伴う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような先行技術を起点として本発明の課題は、簡略にされたワークピースの取り扱いという点で優れているフレキシブルなプロセス進行を可能にするような、加工方法、分離装置、若しくは板状のワークピースから成る製品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１記載の特徴を備えた方法、請求項１１に記載の特徴を備えた分離装置、並びに請求項１３の特徴を備えた製品により解決される。
【０００９】
本発明の方法の態様によれば、板状のワークピースから複数の部分片を分離するために、これら部分片を残りのワークピースからまずは不完全に分離させる。この分離過程で、分離すべき部分片の所望の外輪郭に沿って複数の孔を設ける。これらの孔は、層厚さ方向で少なくとも１つの層を完全に貫通して延在している。
【００１０】
特に、前記孔によって、分離すべき部分片とそれぞれ残りのワークピースとの間に複数の分離ギャップが生じ、これら分離ギャップは、少なくとも所定の周方向部分で層の全厚さにわたって延在している。残りのワークピースとは、残留ワークピース、又は分離すべき別の部分片を意味する。好適には残留ワークピースは、安定的な格子状残留部として形成することができる。特に、格子状残留部はこのために、全ての部分片を完全に取り囲んでいて良く、即ち、これら部分片は、板状のワークピースの単に内側の部分のみを成している。材料節約のために、残留ワークピース（格子状残留部）が残らず、分離すべき部分片のみが生じるように、板状のワークピースを予め分離することも有利であり得る。
【００１１】
本発明によれば、部分片は残りのワークピースから最初は完全には分離されていない。層厚さ方向で貫通する孔若しくは分離ギャップは、部分片を完全に取り囲んでいるのではなく、部分片がそれぞれ少なくとも１つのウェブ状の残留接続部によって残りのワークピースに結合されたままであるように配置されている。ウェブ状の残留接続部は、所属の部分片の長辺及び短辺と比較してずっと細い。特に、少なくとも部分片との接続個所におけるウェブ幅は、部分片の長さ若しくは幅の１％よりも小さい。例えば、部分片の周りに周方向で互いに連続して位置する、ワークピース厚さ方向で貫通する２つの孔若しくは分離ギャップの間には少なくとも１つのウェブ状の残留接続部が配置されている。
【００１２】
不完全な分離により、分離すべき部分片及び場合によっては残留ワークピースから成る不動の結合部が残されたままとなる。次いで初めて部分片の個別化が行われる。
【００１３】
部分的に分離されてはいるが、ウェブを介して互いに結合された部分片を備えたこのような複合体は、本発明の製品としての態様によれば、板状のワークピースの製品を成している。
【００１４】
さらに、板状のワークピースから成るこのような複合体を製造可能な分離装置は、本発明の装置としての態様を成す。好適には、この分離装置は、板状のワークピースを加工する設備の部分であり、この設備は、不完全に分離された前記部分片をウェブ状の残留接続部を分離することにより個別化することができる個別化装置を有している。
【００１５】
本発明により、製造プロセスの開始時に極めて早期に個別化を行う必要がもはやなくなるので、プロセスの進行はよりフレキシブルになり、ワークピースの取り扱いは簡単になる。１つのワークピース板から成る複数の部分片を簡単に一緒に取り扱う、例えば搬送することができる。
【００１６】
本発明は、透明の、ガラス状の、ガラス質の、セラミックのかつ／又は結晶質の少なくとも１つの層若しくは膜を有する板状のワークピースで使用される。例えばこの層は、酸化ケイ素を主体とする透明のガラスから成る層である。従って、この層は特に、上記特性のうち２つ又は３つ又はそれ以上を有していても良い。即ち、この層は、（特にガラス質と結晶質のように矛盾しない限りは）上述した特性の可能な全ての組み合わせを有することができる。ガラス状の層としては例えば、硬化された又は硬化されないガラスを有した層が考えられる。サファイアは、本発明が有利に使用される層の材料の別の例である。
【００１７】
特に、少なくとも０．１μｍ〜１１μｍの、特に０．２μｍ〜２μｍの範囲の波長のもとでビームに対して透明である、即ち僅かな範囲でしか吸収しない若しくは全く吸収しない層を透明とみなす。
【００１８】
板状のワークピースは、透明の、ガラス状の、ガラス質の、セラミックのかつ／又は結晶質の材料から成るただこの１つの層若しくは膜を有していて良い。しかしながら完全に又は部分的に透明の、ガラス状の、ガラス質の、セラミックのかつ／又は結晶質の１つ又は複数の付加的な層若しくは膜を有していても良い。好適には１つ又は複数の付加的な層は、前記１つの層と同じ分離方法において、不完全に分離され、次いで個別化のために完全に分離される。しかしながら、１つ又は複数の付加的な層を別の方法で事前に又は事後に分離することもできる。
【００１９】
特に、本発明による加工法、本発明による分離装置、若しくは本発明による製品は、好適にはディスプレイ用パネル製造の際に使用される。ディスプレイとは例えば、フラットパネルモニタ用の大型スクリーン、又は携帯電話又はその他類似の表示装置用の小さいディスプレイであって良い。本発明はこのような物品において特に有利である。何故ならば、ディスプレイ用のパネルは大量生産品でありながらも高品質要求を満たさねばならないので、本発明により得られる製造プロセスに関する利点は、このような物品では極めて重要であるからである。
【００２０】
好適な実施態様では、前記部分片を、レーザービームを使用して、前記残りのワークピースから不完全に分離する。例えばこのことは、除去レーザー加工により行われて良い。従って、本発明による分離装置は、例えば除去レーザー加工のためのレーザー加工装置を有していて良い。レーザービームは部分片を不完全に分離する工具として、とりわけ高いフレキシブル性と精度により優れている。
【００２１】
特に好適な実施態様では、前記不完全な分離をレーザー誘起選択エッチングにより行う。レーザー誘起選択エッチングの一般的な方法は例えば、専門記事である「The Femtoprint Projekt（Y. Bellouard他著）」（JLMN-Journal of Laser Mirco/Nanoengineering、１〜１０頁、 Vol. 7, No. 1 , 2012）及び「Fabrication of high-aspect ration, micro-fluidic channels and tunnels using femtosecond laser pulses and chemical etching（Y. Bellouard著）」（Optics Express, 2120〜2129頁、Vol. 12, No. 10, 2004）で説明されている。この専門記事の内容は引用により取り込まれる。
【００２２】
主として、レーザー誘起選択エッチングは２つのプロセスステップを有している。第１のステップでは層の材料がレーザービームによって改質される。この場合、実質的に材料の除去は行われず、所定の領域でのみ構造的な改質が行われる。この改質は特に、層の表面領域でのみならず、層の内部領域でも行うことができるが、このために材料は、使用されるレーザービームに対して少なくとも部分的に透過性でなければならない。さもないと内部領域における改質が行われる前にレーザービームは表面領域で吸収されてしまう。この場合、体積において所望の改質は、吸収されるフルエンスに関する閾値以上で行われることが利用される。体積における厳密な集束に関連して、小さな体積要素において閾値フルエンスが超過され、その他の体積領域における材料は大きな改質なく貫通される。この際に、残留吸収は、所望の改質に十分な吸収を行わせる又は引き起こすことができる。好適には、多光子イオン化、トンネルイオン化及び／又はその他の効果により生じる非線形吸収の効果を利用することができる。これらの効果又は別の効果及びそれらの組み合わせにより、改質される体積要素の適切な形状的な配置を形成することができ、これにより選択エッチング可能な所定の体積が得られることが重要である。このような背景から、レーザー誘起エッチングは、好適には、板状のワークピースが透明な材料から成る少なくとも１つの層を有している様々な方法若しくは様々な製品において不完全な分離を行うために利用される。
【００２３】
第２のプロセスステップでは、層の選択エッチングが行われる。例えばレーザー改質されたワークピースは所定の時間、エッチング浴に浸漬される。エッチングプロセスは、例えば低パーセントのフッ酸水溶液により行うことができる。高い選択性は、アルカリ性溶液（例えば３０重量％のＫＯＨ溶液）により８５℃で超音波浴内でエッチングすることにより達成できる。事前のレーザー誘起改質により、層の改質された領域のみがエッチングにより除去される。薄いフッ酸はガラスの主成分を溶解させ、これに対しアルカリ性溶液は時間に比例してガラスネットワークピースを溶解させる。層の改質されていない領域は、エッチングプロセスにおけるレーザー誘起された選択化の発現に応じて、多かれ少なかれ不変に維持される。
【００２４】
レーザー誘起選択エッチングの主要な利点は、形成可能な孔の形状自由度が極めて高いことである。従って例えば、レーザー装置とは反対側の層の表面における領域であっても改質することができ、次いでエッチングの際に除去することができ、この場合、（例えばアンダカット、切欠等を形成するために）その間に存在する層の領域を除去する必要はない。
【００２５】
さらなる利点は、生じる分離面の品質が高いことにある。従って、別の分離方法のように、例えば高過ぎる熱作用又は力作用により亀裂やその他の損傷が生じることは回避される。
【００２６】
レーザー改質によるエッチングの選択性の発現は様々に選ぶことができる。従って例えば、層の改質されていない表面において、所定の、しかしながらさらに減じられた材料除去を所望することができる。さらにエッチングの際に層の所定の表面領域を完全に保護するためにマスクを使用することができる。選択エッチング過程に加えて、非選択エッチング過程を行うことが考えられる。第２段階のプロセスでは、レーザー誘起改質部をまずは、例えばＫＯＨ溶液内でのエッチングにより除去することができ、次いで例えば薄められたＨＦ溶液内でのより弱い選択エッチングステップでワークピース表面を平滑にすることができる。
【００２７】
レーザー誘起選択エッチングを使用する場合、本発明による分離装置は、層を改質する少なくとも１つのレーザー加工ビームを有するレーザー加工装置を備えている。このレーザー加工装置は例えば、スキャナ光学機器を有していて、かつ／又は、極めて動的なレーザー加工プロセスを可能にするために、多重の移動軸を備えている。
【００２８】
さらに、分離装置はこの場合、少なくとも１つのエッチング装置、例えばエッチング浸漬浴を有している。
【００２９】
好適には、特に１００〜１００００フェムト秒のパルス時間幅をもった、かつ／又は０．２μｍ〜２μｍの波長をもったレーザービームが使用される。
【００３０】
好適な態様では、集束レンズ手前のレーザービームは少なくともほぼ１つの基本モード（回折指標Ｍ２＜１．５）又は位相特異点を有した１つの基本モード（渦、回折指標Ｍ２＜３）を有している。場合によっては、それはビーム状にされている。
【００３１】
少なくとも１つのウェブ状の残留接続部であって、層厚さと比較して少なくとも所定の部分で減じられたウェブ厚さを有しているウェブ状の残留接続部を形成する本発明の態様は、部分片の機能確実な個別化という点で優れている。従ってこのために、本発明による製品は、相応に形成された少なくとも１つのウェブ状の残留接続部を有している。このようにして、板状のワークピースのその他の領域よりも容易にウェブを分離できることが保証される。
【００３２】
少なくとも１つのウェブ状の残留接続部であって、所属の部分片との接続個所に少なくとも１つの目標破断個所を有しているウェブ状の残留接続部を形成する本発明の別の態様は、同様の利点、即ち個別化プロセスの高い機能確実性という点で優れている。例えば、目標破断個所は、この個所のウェブの厚さを減じること、局所的な応力及び／又は穿孔により若しくは通路により材料脆弱部を形成することによって形成することができる。特に目標破断個所は、不完全な分離の際に、好適にはレーザー誘起選択エッチングの際に形成される。
【００３３】
絶対値にすると、接続個所におけるウェブ幅及び／又はウェブ厚は５０μｍ未満であるのが好適である。例えば、板状のワークピースの層若しくはワークピースは全体として０．１〜１０ｍｍの厚さを有している。分離すべき部分片の面積は例えば、５〜３０００ｃｍ２である。
【００３４】
少なくとも１つのウェブ状の残留接続部の好適な構成について上述した場合、又は後述する場合、複数のウェブ状の残留接続部が（設けられているのであれば）相応の形式で形成されていると特に好適であることは総じて言えることである。好適には、少なくともほぼ全てのウェブ状の残留接続部がほぼ統一的に形成されている。
【００３５】
特に好適な態様では、少なくとも１つのウェブ状の残留接続部であって、所属する前記部分片の前記外輪郭との接続個所が、前記部分片の少なくとも１つの外縁に対して層厚さ方向でかつ／又は部分片主平面の方向で後退されているウェブ状の残留接続部を形成する。このようにして、部分片の少なくとも１つの側で、周方向に延びる統一的な縁部形状を設けることができる。後退部を設けることにより、個別化の際に生じ、場合によっては不完全な分離により生じる分離面よりも品質の落ちる接続個所の分離面を、後の最終製品では見えなくする、若しくは縁部によって隠すことも可能である。
【００３６】
場合によっては必要な部分片の後加工を回避するために、好適な態様では、部分片の不完全な分離の際に既に、部分片の外輪郭に沿った、鋭い縁部ではない周方向に延在する縁部形状が形成される。例えば、曲率半径を有した湾曲部、面、溝及び／又は切欠を形成することができる。相応に成形された縁部を有した、ウェブ状の残留接続部を介して接続された部分片を有した製品が得られる。特にこの付加的なワークピース加工は、大きな付加的な手間なく、レーザー誘起選択エッチングにより行うことができる。
【００３７】
別の付加的な加工ステップ若しくは加工ステーションを省略するために、部分片の不完全な分離の際に、付加的な構造化のような、部分片のさらなる改質を行う態様も有利である。このような構造化は例えば、孔、内部輪郭、表面構造化、袋孔、アンダカット、又はその他の部分片のフレキシブルな３Ｄ構造化として設けることができる。代替的に又は補足的に、不完全な分離の際に、光学的又は機械的材料特性の改質を行うこともできる。従って例えば、屈折率の領域的な変更、光学格子構造、内部マーキング、及び／又は所望の応力区域を設けることが挙げられる。構造化若しくは改質された、ウェブ状の残留接続部を介して接続された部分片を有した製品が得られる。このような構造化若しくは改質は特に簡単かつフレキシブルな形式で、レーザー誘起選択エッチングの際に行うことができる。
【００３８】
部分片の個別化は極めて様々な形式で行うことができる。この場合、特に部分片の不完全な分離とは異なる分離方法で行われる。特に、振動破壊、熱破壊、レーザー誘起破壊が有利であるが、例えばレーザービームによる切削法も有利である。
【００３９】
特に好適な態様では、個別化、即ちウェブ状の残留接続部の分離が機械的破壊により行われる。特に、板状のワークピースの破断線周囲の部分を、その他の部分に対して相対的に動かし、例えば回転させて、破断線に沿った板状のワークピースの破断により、これらの部分を互いに分離させる。全ての部分片が個別化されるまでこの過程を、様々な破断線に沿って複数回繰り返すことができる。好適には破断線は直線である。このことは特に、ウェブ状の残留接続部と部分片の外輪郭とのそれぞれ複数の接続個所が、この直線状の破断線をそれぞれ規定する直線に沿ってそれぞれ配置されていることにより可能である。付加的に、場合によっては生じる格子状残留部が、直線状破断線に沿った目標破断個所若しくは孔を有していても良い。
【００４０】
例えば、ウェブ状の残留接続部を、分離のために、好適には個別に、引張応力下に置くこともできる。個々のウェブ状の接続部を特に効果的に引張応力下に置くことができるように、残りのワークピースの、ウェブ状の残留接続部と残りのワークピース（例えば残留ワークピース、特に格子状残留部）との接続個所に隣接する所定の領域に、例えば補助的な切欠を設ける。補助的な切欠は、ウェブ状の残留接続部を伴う接続個所が、接続されている部分片から容易に個別に押し離されるように形成されている。このようにして付与できる引張応力はウェブ状の残留接続部を破壊する。
【００４１】
板状のワークピースを加工する本発明による設備は、上述した可能な個別化法を実施するように形成された個別化装置を有している。さらに、板状のワークピースの（中間）製品は、ウェブ状の残留接続部を介して接続されている複数の部分片を有しており、この場合、残留接続部は上記個別化法のために形成されていて配置されている。
【００４２】
好適には、部分片の不完全な分離と個別化との間に、前記部分片の別の加工が行われる。複数の部分片はこの加工の際にはまだウェブ状の残留接続部を介して互いに接続されている。個々の部分片の加工と比較して、取り扱いは簡単であり、場合によって加工時間は短縮される。例えばガラス層が存在している場合は、ガラス硬化を行うことができる。部分片の事前の不完全な分離を行わない方法では、ガラス硬化は部分片の完全な分離若しくは個別化の前若しくはその後に行われる。硬化が前もって行われるならば、部分片の分離面は硬化されない。これは、内部の硬化されていないガラス層の体積で生じる引張応力が含まれていないので、とりわけ不都合である。完全な分離後に硬化が行われる場合、ガラスパネルの部分片はもはや複合体としては取り扱うことができないので、個々に硬化させねばならない。
【００４３】
特に好適な態様では、ウェブ状の接続部は、ウェブ状の残留接続部が結合されている部分片の外輪郭の接続領域もガラス硬化の際に硬化されるように形成されている。これは特に、ウェブ状の残留接続部が、部分片との接続個所の領域で、接続領域への拡散を行うことができるような厚さ及び／又は幅を有していることにより得られる。これは特に、ウェブ幅及び／又はウェブ厚が少なくとも接続個所で、５０μｍ未満である場合である。代替的又は補足的に、接続領域の硬化を、接続個所の領域に、好適にはレーザー誘起エッチングにより形成されたマイクロ通路によって助成することもできる。
【００４４】
しかしながら加工により、部分片における別の機能付与若しくは別の機能又は構成部材の統合も行うことができる。続いて行われる簡単にされた個別化過程により、機能付与された若しくは高度に統合された部分片の損傷の危険は、準備された自由分離なしに個別化される場合よりも低くなる。板状のワークピースから成る製品は、ウェブ状の残留接続部を介して接続されたこのように加工された部分片が設けられている。
【００４５】
板状のワークピースを加工する本発明による設備は、分離装置の後方に接続され個別化装置の手前に接続された、部分片の加工、特に上述したような加工を行うのに適した加工装置を有している。
【００４６】
以下に、本発明を概略的な図面に基づき説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】板状のワークピース、特にディスプレイ用のガラス板を製造するガラスパネルを加工する設備を示した図である。
【図２】レーザービームにより透明なガラスパネルの内部領域を改質する原理を示した図である。
【図３】ウェブ状の残留接続部を介して接続された複数の部分片を有する板状のワークピース、特にガラスパネルの製品の第１の例を示した図である。
【図４】ウェブ状の残留接続部を介して接続された複数の部分片を有する板状のワークピース、特にガラスパネルから成る製品の第２の例を示した図である。
【図５】板状のワークピース、特にガラスパネルから成る製品のウェブ状の残留接続部の１つの例を示す平面図である。
【図６】図５のウェブ状の残留接続部を示す断面図である。
【図７】板状のワークピース、特にガラスパネルから成る製品のウェブ状の残留接続部の別の例を示す平面図である。
【図８】図７のウェブ状の残留接続部を示す断面図である。
【図９】板状のワークピース、特にガラスパネルから成る製品のウェブ状の残留接続部のさらに別の例を示す平面図である。
【図１０】図９のウェブ状の残留接続部を示す断面図である。
【図１１】板状のワークピース、特にガラスパネルから成る製品のウェブ状の残留接続部のさらに別の例を示す平面図である。
【図１２】図１１のウェブ状の残留接続部を示す断面図である。
【図１３】ウェブ状の残留接続部を介して接続された複数の部分片を有した板状のワークピース、特にガラスパネルから成る製品の第３の例の一部を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図１には、板状のワークピースを加工する設備１が示されている。特にこの設備は、１つの透明なガラス層から成る板状のワークピースを加工するように形成されている。特にこの設備では、ディスプレイで使用する個々のパネルを製造するためのガラスパネル２の加工が行われる。
【００４９】
この設備１は、図１の左から右に向かって、ローダ３と、分離装置４と、さらなる加工装置５と、個別化装置６とを有していて、この個別化装置６は同時にアンローダとして形成されている。コンベヤベルト７は、ガラスパネル２を図１の左から右へと搬送するために使用される。以下に、この設備１の個々の構成部分を詳しく説明する。
【００５０】
ローダ３は例えば、複数の吸込部材８を有した吸込機フレームを有していて、複数の吸込部材８によってガラスパネル２を上方から把持して、ワークピースパイル９からコンベヤベルト７へと下ろすことができる。
【００５１】
分離装置４は、レーザー誘起選択エッチングを行うための装置を形成しており、このような選択エッチングにより、ウェブ状の残留接続部を維持しながら、ガラスパネル２の部分片１７の不完全な分離が行われる。分離装置４は、レーザー加工装置１０と少なくとも１つのエッチング浴１１とを有している。
【００５２】
レーザー加工装置１０により、ガラスパネル２の様々な領域にレーザービーム１２（図２）を集束させることができる。このために、レーザー加工装置１０は例えばレーザー光学機器（図示せず）を有していて、このレーザー光学機器により、レーザービーム１２の焦点を、場合によっては互いに重なり合うこともある、複数の移動軸線に沿ってガラスパネル２に対して相対的に移動させることができる。好適には、レーザービーム１２はパルスレーザービーム１２である。好適には、１００〜１００００フェムト秒のパルス時間幅をもったレーザービーム１２が使用される。レーザービーム１２の波長は好適には０．２〜２μｍである。未加工のレーザービームは少なくともほぼ１つの基本モードと、Ｍ２＜１．５の回折指標を有している。
【００５３】
図２には、レーザー加工装置１０におけるレーザー改質の基本原理が示されている。一般的には、レーザービーム１２は、その波長に関してほぼ透明なガラスパネル２を透過することができる。レーザー焦点の領域でのみ、レーザービームの非線形吸収により材料の改質が行われる。このようにして多数の関連領域を徐々に改質することができる。図２には、例として、ガラスパネル２の内側に配置されている２つの隣接する改質領域１３が示されている。例えば、個々の改質領域１３は、レーザービーム軸線に対して平行に１〜２０μｍの広がりを有し、レーザービーム軸線に対して垂直に０．５〜５μｍの広がりを有している。
【００５４】
分離装置４は、レーザー加工装置１０の後方に少なくとも１つのエッチング浴１１を有しており、このエッチング浴１１にガラスパネル２が浸漬される。例えばエッチング浴１１にはアルカリ性溶液、例えば８５℃で３０重量％のＫＯＨ溶液が設けられている。エッチング溶液、エッチング浴１１内におけるガラスパネル２の滞留時間、エッチング溶液の温度、レーザー改質の形式は、改質領域１３が除去され、非改質領域が殆ど又は全く溶解しないように調整される。複数の改質領域１３から形成することができる除去すべき領域が、ガラスパネル２の表面に隣接していること、及び、エッチング溶液が到達することができるように、非改質領域によって取り囲まれていてはならないことがわかる。
【００５５】
エッチング浴１１には、エッチング溶液の残留物を除去するための別の浸漬浴１５が続いている。しかしながら、さらに別のエッチング浴（図示せず）若しくはエッチング保護マスク等を被着するための装置が設けられていても良い。
【００５６】
分離装置４に後続の加工装置５は、例えば、ガラス硬化のために、又は別の機能を付与するために、若しくは別の機能又は構成部分を不完全に分離された部分片１７に統合するために用いられる。
【００５７】
個別化装置６には、ローダ３と比較してより多くの吸込部材１６が設けられていて、これらの吸込部材１６はガラスパネル２を上方から把持することができる。吸込部材１６は互いに独立して、所定の個別化行程だけ昇降可能であるので、吸込部材１６は、固定されたガラスパネル２の様々な領域を互いに移動させる、例えばねじることができる。このような相対移動により、ウェブ状の残留接続部を破断させることができ、従って部分片１７を個別化することができる。個別化された部分片１７と場合によっては生じる格子状残留部１８は、個別化装置６によって、別々のパイル１９，２０上に下ろされる。
【００５８】
要するに、設備１におけるガラスパネル２の加工は以下のように説明することができる。まず、ガラスパネル２をローダ３によってコンベヤベルト７上に下ろす。分離装置４において、レーザー誘起エッチングにより複数の部分片１７を、その他残りのワークピースから不完全に分離する。この際に、部分片１７の外輪郭に沿って、ガラスパネル２を貫通する孔が設けられる。しかしながら部分片１７は、ウェブ状の残留接続部によりまだ、その他のワークピースに接続されたままである。従って生じた製品は、加工装置５において、別の加工（ガラス硬化、機能付与、統合）を施される。次いで、部分片１７は、個別化装置６においてウェブ状の残留接続部を分離することにより個別化され、パイル１９，２０上に下ろされる。
【００５９】
図３には、分離装置４を出た後のガラスパネル２の製品２１の一例を示す平面図が示されている。この製品２１は複数の部分片１７を有していて、これらの部分片１７は、その後続く個別化のための準備として、残りのワークピースからそれぞれ不完全に分離されている。これらの部分片１７は同一に形成されている。外輪郭２２に沿って、複数のウェブ状の残留接続部２４によって中断されている孔２３が形成される。残留接続部は図３では単に黒い点として示されていて、その位置は、部分片１７のうちの１つの例において点線の円２５で示されている。全体として、つながった格子状残留部１８によって取り囲まれた８つの部分片１７が不完全に分離されている。部分片１７はそれぞれ１つの内側開口部２６を有していて、この内側開口部２６も分離装置でレーザー誘起選択エッチングにより形成される。
【００６０】
図４には、不完全な分離工程後のガラスパネル２の製品２１の別の例が示されている。図３の例と同様に、これらの部分片１７は同一に形成されている。しかしながら格子状残留部１８は、図３の例の格子状残留部１８とは異なっている。格子状残留部１８は、部分片１７の外輪郭２２に沿ったまっすぐな孔２３の延長部に延在するまっすぐな切欠２７によって貫通されている。格子状残留部１８におけるこの切欠２７のおかげで、部分片１７の個別化のために、ガラスパネル２の極めてストリップ状の部分を互いに動かすことができ、この際に、生じたまっすぐな破断線２８に沿って配置されたウェブ状の残留接続部２４全てが分離される。例えばこのようなストリップ状の部分は、図４において、点線で示した周縁部２９により示されている。
【００６１】
以下に、図５〜図１２につき、ガラスパネル２の製品２１のウェブ状の残留接続部２４が、不完全な分離工程後にどのように形成されるかについて４つの例を説明する。図５〜図１２には、ウェブ状の残留接続部２４の領域における製品２１の一部が示されている。図５、図７、図９、図１１にはそれぞれ、この部分の平面図が、即ち図平面に対して平行に延在するガラスパネル主平面が示されている。図６、図８、図１０、図１２にはそれぞれ、図５、図７、図９、図１１に示した切断平面３７で断面した部分の断面図が示されており、この場合、ガラスパネル主平面は図平面に対して垂直である。
【００６２】
全ての例で、ウェブ状の残留接続部２４が、ガラスパネル厚さに比べて減じられたウェブ厚を有している点で一致している。ウェブ厚及び／又はウェブ幅は、特に５０μｍよりも小さい。
【００６３】
配属されている部分片１７の外輪郭２２とのウェブ状の残留接続部２４の接続個所３０は、部分片１７の両外縁３１と比較してガラスパネル厚さ方向で見て減じられている。図１１及び図１２の例では、接続個所３０はさらに、上方の外縁３１と比較してガラスパネル主平面方向で見て後退している。
【００６４】
例示した全てのウェブ状の残留接続部２４は、所属の部分片１７の外輪郭との接続個所３０に目標破断個所３２を有している。図５、図６、図１１、図１２の例では、接続個所３０に向かってウェブ幅及びウェブ厚が減じられていることにより目標破断個所３２が形成されている。図７及び図８に示した例では、目標破断個所３２は、複数のマイクロ通路３３による脆弱部によって形成されている。図９及び図１０の例では、目標破断個所３２は材料応力部３４により生じている。マイクロ通路３３及び／又は材料応力部３４は、レーザー誘起選択エッチングの際に、レーザー改質によって接続個所３０に形成される。マイクロ通路３３はさらに、場合によっては行われる、接続個所３０における部分片１７の外輪郭２２の接続領域の硬化が、これらマイクロ通路３３によって容易になるという利点を有している。
【００６５】
部分片１７は、鋭い縁部とは異なる縁部ジオメトリを有している。従って、図５〜図１０の例は、両外縁３１に曲率半径３５を環状に有している。図１１及び図１２に示した例による部分片１７でも、上方の外縁３１は曲率半径３５を有しているが、下方の外縁３１は面３６を有している。図示した縁部ジオメトリはレーザー誘起選択エッチングの際に形成される。
【００６６】
図１３には、図４に示した例にほぼ一致する、不完全な分離工程後のガラスパネル２の製品２１の第３の例が示されている。図４の例とは異なり、図１３の製品２１の格子状残留部１８は補助的な切欠３７若しくは脆弱化切欠を有している。各ウェブ状の残留接続部２４に１つの補助的な切欠３７が配属されている。補助的な切欠３７は、格子状残留部１８へのウェブ状の残留接続部２４の接続個所３８に隣接している領域に設けられている。補助的な切欠３７は、部分片１７を個別化する際にウェブ状の残留接続部２４を破断するために、接続されている部分片１７から、ウェブ状の残留接続部２４を伴う接続個所３８が容易に個別に押し離されるように形成されている。補助的な切欠３７は、レーザー誘起選択エッチングによる不完全な分離の際に形成された。
【００６７】
例として、１つのフロープロセスで不完全な分離、付加的な加工、部分片１７の個別化が行われる設備１若しくは加工方法について説明した。しかしながら、代替的に、加工方法は、異なる個別のステーションで行われても良い。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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