JP7449995B2 - 複合材の分断方法 - Google Patents

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Description

本発明は、脆性材料層と樹脂層とが積層された複合材を分断する方法に関する。特に、本発明は、分断後の脆性材料層の端面のクラックや、分断後の樹脂層の端面の深刻な熱劣化を生じさせることなく、複合材を分断可能な方法に関する。
テレビやパーソナルコンピュータに用いられる画像表示装置の最表面側には、多くの場合、画像表示装置を保護するための保護材が配置されている。保護材として、代表的には、ガラス板が使用されている。
しかしながら、スマートフォン、スマートウォッチ、車載ディスプレイ等に用いられる画像表示装置のように、画像表示装置の小型化、薄型化、軽量化に伴い、保護機能と光学機能とを兼ね備える薄型の保護材に対する要望が高まっている。このような保護材としては、例えば、保護機能を奏するガラス等の脆性材料層と、光学機能を奏する偏光フィルム等の樹脂層とが積層された複合材が挙げられる。この複合材は、用途に応じた所定形状・所定寸法に分断する必要がある。
従来、ガラス等の脆性材料を分断する方法として、ウォータージェット加工、レーザ加工、エンドミル加工、打ち抜き加工等が知られている。これらの分断方法は、分断後の脆性材料の端面の品質を改善するために、端面の研磨処理、洗浄処理及び乾燥処理（これらをポスト処理という）を必要とし、プロセスコストが高い。また、これらの分断方法を脆性材料層と樹脂層とが積層された複合材に適用した場合には、研磨処理で樹脂層が剥がれたり、洗浄処理で樹脂層が洗浄液に浸されることで品質低下を招くおそれがある。
一方、前述のレーザ加工で用いられるレーザ光源とは異なる超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光（超短パルスレーザ光）をガラス等の脆性材料に照射することで、脆性材料を精密加工する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のような超短パルスレーザ光を用いた加工技術は、生産性に優れ、加工後の端面にクラックを生じさせることなく品質にも優れるため、品質要求レベルによっては端面の研磨処理等のポスト処理が不要となり得る画期的な技術である。
しかしながら、超短パルスレーザ光を用いた加工技術は、ガラス等の脆性材料単体には有効であるものの、脆性材料層と樹脂層とが積層された複合材を一括して分断するのに用いるのは、分断後の端面の品質低下を招くために困難である。例えば、複合材の脆性材料層側から超短パルスレーザ光を照射したとしても、脆性材料層を形成する脆性材料の除去に消費されずに透過した超短パルスレーザ光によって樹脂層の端面が熱劣化してしまう。
なお、非特許文献１には、超短パルスレーザ光を用いた加工技術において、超短パルスレーザ光のフィラメンテーション現象を利用することや、超短パルスレーザ光源にマルチ焦点光学系又はベッセルビーム光学系を適用することが記載されている。
特許第６２３９４６１号公報
ジョン ロペス（John Lopez）他、"超短パルスベッセルビームを用いたガラス切断（GLASS CUTTING USING ULTRASHORT PULSED BESSEL BEAMS）"、［online］、２０１５年１０月、International Congress on Applications of Lasers & Electro-Optics (ICALEO)、［平成２９年１２月２０日検索］、インターネット（URL:https://www.researchgate.net/publication/284617626_GLASS_CUTTING_USING_ULTRASHORT_PULSED_BESSEL_BEAMS）
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、分断後の脆性材料層の端面のクラックや、分断後の樹脂層の端面の深刻な熱劣化を生じさせることなく、複合材を分断可能な方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明者は鋭意検討した結果、一般的なレーザ加工で用いられるレーザ光源から発振したレーザ光を樹脂層に照射して樹脂層を形成する樹脂を除去した後に、超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光を脆性材料層に照射して脆性材料層を形成する脆性材料を除去すれば、分断後の脆性材料層の端面のクラックや、分断後の樹脂層の端面の深刻な熱劣化を生じさせることなく、複合材を分断可能であることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、第１の方法として、脆性材料層と樹脂層とが積層された複合材を分断する方法であって、ＣＯ ２ レーザ光源又はＣＯレーザ光源から発振したレーザ光を前記複合材の分断予定線に沿って前記樹脂層に照射して前記樹脂層を形成する樹脂を除去することで、前記分断予定線に沿った加工溝を形成する樹脂除去工程と、前記樹脂除去工程の後、超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光を前記分断予定線に沿って前記脆性材料層に照射して前記脆性材料層を形成する脆性材料を除去することで、前記分断予定線に沿った加工痕を形成する脆性材料除去工程と、前記脆性材料除去工程の後、前記分断予定線に沿って外力を加えることで、前記複合材を分断する複合材分断工程と、を含み、前記脆性材料層の厚みは、２０μｍ以上２００μｍ以下であり、前記脆性材料除去工程で形成する加工痕は、前記分断予定線に沿ったミシン目状の貫通孔であり、該貫通孔のピッチが１０μｍ以下であり、前記脆性材料除去工程において、前記超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光のフィラメンテーション現象を利用して、或いは、前記超短パルスレーザ光源にマルチ焦点光学系又はベッセルビーム光学系を適用することで、前記脆性材料層を形成する脆性材料を除去する、ことを特徴とする複合材の分断方法を提供する。
本発明に係る第１の方法によれば、樹脂除去工程において、樹脂層を形成する樹脂を除去することで、分断予定線に沿った加工溝を形成した後、脆性材料除去工程において、脆性材料層を形成する脆性材料を除去することで、同じ分断予定線に沿った加工痕を形成する。脆性材料除去工程で形成する加工痕は、分断予定線に沿ったミシン目状の貫通孔であり、該貫通孔のピッチが１０μｍ以下と小さいため、複合材分断工程において、分断予定線に沿って外力を加えることで、複合材を比較的容易に分断可能である。
本発明に係る第１の方法によれば、脆性材料除去工程において、超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光を脆性材料層に照射して脆性材料層を形成する脆性材料を除去するため、分断後の脆性材料層の端面にクラックが生じない。また、本発明に係る第１の方法によれば、脆性材料除去工程の前に、樹脂除去工程において、ＣＯ ２ レーザ光源又はＣＯレーザ光源から発振したレーザ光を樹脂層に照射して樹脂層を形成する樹脂を除去するため、分断後の樹脂層の端面に深刻な熱劣化が生じない。すなわち、本発明に係る第１の方法によれば、分断後の脆性材料層の端面のクラックや、分断後の樹脂層の端面の深刻な熱劣化を生じさせることなく、複合材を分断可能である。
本発明に係る第１の方法によれば、脆性材料除去工程において、超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光のフィラメンテーション現象を利用して、或いは、超短パルスレーザ光源にマルチ焦点光学系又はベッセルビーム光学系を適用することで、脆性材料層を形成する脆性材料を除去するため、脆性材料層に寸法精度の良い加工痕を形成可能である。
なお、本発明に係る第１の方法において、「レーザ光を前記複合材の分断予定線に沿って前記樹脂層に照射」とは、複合材の厚み方向（脆性材料層と樹脂層との積層方向）から見て、分断予定線に沿ってレーザ光を樹脂層に照射することを意味する。また、本発明に係る第１の方法において、「レーザ光を前記分断予定線に沿って前記脆性材料層に照射」とは、複合材の厚み方向（脆性材料層と樹脂層との積層方向）から見て、分断予定線に沿ってレーザ光を脆性材料層に照射することを意味する。後述の本発明に係る第２の方法についても同様である。
また、本発明に係る第１の方法において、樹脂除去工程において用いるレーザ光源としては、複合材に対するレーザ光の相対的な移動速度（加工速度）を高めることが可能である点で、赤外域の波長のレーザ光を発振するＣＯ２レーザ光源やＣＯレーザ光源が用いられる。後述の本発明に係る第２の方法についても同様である。
本発明に係る第１の方法では、脆性材料除去工程で形成する加工痕がミシン目状の貫通孔であるため、複合材を分断するには、脆性材料除去工程の後に、分断予定線に沿って外力を加える複合材分断工程が必要である。
しかしながら、脆性材料除去工程において、超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光と脆性材料層との分断予定線に沿った相対移動速度を小さく設定するか、超短パルスレーザ光源のパルス発振の繰り返し周波数を大きく設定すれば、分断予定線に沿って一体的に繋がった貫通孔（長孔）が形成されるため、脆性材料を除去した後に分断予定線に沿った外力を加えなくても、複合材が分断されることになる。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明は、第２の方法として、脆性材料層と樹脂層とが積層された複合材を分断する方法であって、ＣＯ ２ レーザ光源又はＣＯレーザ光源から発振したレーザ光を前記複合材の分断予定線に沿って前記樹脂層に照射することで、前記樹脂層を形成する樹脂を除去し、前記分断予定線に沿った加工溝を形成する樹脂除去工程と、前記樹脂除去工程の後、超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光を前記分断予定線に沿って前記脆性材料層に照射して前記脆性材料層を形成する脆性材料を除去することで、前記複合材を分断する脆性材料除去工程と、を含み、前記脆性材料層の厚みは、２０μｍ以上２００μｍ以下であり、前記脆性材料除去工程において、前記超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光のフィラメンテーション現象を利用して、或いは、前記超短パルスレーザ光源にマルチ焦点光学系又はベッセルビーム光学系を適用することで、前記脆性材料層を形成する脆性材料を除去する、ことを特徴とする複合材の分断方法としても提供される。
本発明に係る第２の方法によっても、分断後の脆性材料層の端面のクラックや、分断後の樹脂層の端面の深刻な熱劣化を生じさせることなく、複合材を分断可能である。
本発明に係る第１及び第２の方法において、樹脂除去工程で樹脂層を形成する樹脂を除去して形成した加工溝の底部に樹脂の残渣が生じる場合がある。この場合に、脆性材料除去工程において、加工溝側から脆性材料層に超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光を照射すると、レーザ光が樹脂の残渣の影響を受けて、脆性材料層に分断するのに適切な加工痕を形成できないおそれがある。一方で、レーザ光源から発振するレーザ光のパワーを過度に高めて樹脂を確実に除去して加工溝を形成しようとした場合、脆性材料層のダメージを回避することは容易ではない。ダメージを受けて歪んだ脆性材料層に対して、超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光を加工溝側から照射しても、やはり適切な加工痕を形成できないおそれがある。
上記のように、脆性材料層に適切な加工痕を形成できないおそれを回避するには、本発明に係る第１及び第２の方法の前記脆性材料層除去工程において、前記超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光を前記樹脂層除去工程で形成した前記加工溝と反対側から前記脆性材料層に照射することが好ましい。
上記の好ましい方法によれば、超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光を加工溝と反対側から照射するため、たとえ加工溝の底部に樹脂の残渣が生じていたとしても、残渣の影響を受けることなく、脆性材料層に適切な加工痕を形成可能である。
或いは、脆性材料層に適切な加工痕を形成できないおそれを回避するには、本発明に係る第１及び第２の方法において、前記樹脂除去工程で形成した前記加工溝を前記脆性材料除去工程の前にクリーニングすることで、前記樹脂層を形成する樹脂の残渣を除去するクリーニング工程を更に含み、前記脆性材料除去工程において、前記加工溝側から前記脆性材料層に前記超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光を照射することが好ましい。
上記の好ましい方法によれば、クリーニング工程において、樹脂層を形成する樹脂の残渣を除去するため、脆性材料除去工程において、加工溝側から脆性材料層に超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光を照射しても、レーザ光が樹脂の残渣の影響を受けず、脆性材料層に適切な加工痕を形成可能である。
本発明に係る第１及び第２の方法において、前記樹脂層としては、偏光フィルム等の光学フィルムを例示できる。
本発明によれば、分断後の脆性材料層の端面のクラックや、分断後の樹脂層の端面の深刻な熱劣化を生じさせることなく、複合材を分断可能である。
本発明の第１実施形態に係る複合材の分断方法の手順を模式的に説明する説明図である。 本発明の第１実施形態に係る複合材の分断方法の手順を模式的に説明する説明図である。 本発明の第３実施形態に係る複合材の分断方法の手順を模式的に説明する説明図である。 実施例１に係る試験の概要を模式的に説明する図である。
＜第１実施形態＞
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る複合材の分断方法について説明する。
図１及び図２は、本発明の第１実施形態に係る複合材の分断方法の手順を模式的に説明する説明図である。図１（ａ）は第１実施形態に係る分断方法の樹脂除去工程を示す断面図であり、図１（ｂ）は第１実施形態に係る分断方法の脆性材料除去工程を示す断面図であり、図１（ｃ）は第１実施形態に係る分断方法の複合材分断工程を示す断面図である。図２（ａ）は第１実施形態に係る分断方法の脆性材料除去工程を示す平面図であり、図２（ｂ）は第１実施形態に係る分断方法の脆性材料除去工程を示す斜視図である。なお、図２において、超短パルスレーザ光源３０の図示は省略している。
第１実施形態に係る分断方法は、脆性材料層１と樹脂層２とが積層された複合材１０を厚み方向（脆性材料層１と樹脂層２との積層方向、図１の上下方向、Ｚ方向）に分断する方法である。
脆性材料層１と樹脂層２とは、任意の適切な方法によって積層される。例えば、脆性材料層１と樹脂層２とは、いわゆるロール・トゥ・ロール方式によって積層可能である。すなわち、長尺の脆性材料層１と長尺の樹脂層２とを長手方向に搬送しながら、互いの長手方向を揃えるようにして互いに貼り合わせることで、脆性材料層１と樹脂層２とを積層可能である。また、脆性材料層１と樹脂層２とをそれぞれ所定形状に切断した後、積層することも可能である。脆性材料層１と樹脂層２とは、代表的には、任意の適切な粘着剤や接着剤（図示せず）を介して積層される。
脆性材料層１を形成する脆性材料としては、ガラス、及び単結晶又は多結晶シリコンを例示できる。
ガラスとしては、組成による分類によれば、ソーダ石灰ガラス、ホウ酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、石英ガラス、及びサファイアガラスを例示できる。また、アルカリ成分による分類によれば、無アルカリガラス、低アルカリガラスを例示できる。ガラスのアルカリ金属成分（例えば、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ）の含有量は、好ましくは１５重量％以下であり、更に好ましくは１０重量％以下である。
脆性材料層１の厚みは、好ましくは２００μｍ以下であり、より好ましくは１５０μｍ以下であり、更に好ましくは１２０μｍ以下であり、特に好ましくは１００μｍ以下である。一方、脆性材料層１の厚みは、好ましくは５μｍ以上であり、より好ましくは２０μｍ以上である。脆性材料層１の厚みがこのような範囲であれば、ロール・トゥ・ロールによる樹脂層２との積層が可能になる。
脆性材料層１を形成する脆性材料がガラスである場合、脆性材料層１の波長５５０ｎｍにおける光透過率は、好ましくは８５％以上である。脆性材料層１を形成する脆性材料がガラスである場合、脆性材料層１の波長５５０ｎｍにおける屈折率は、好ましくは１．４～１．６５である。脆性材料層１を形成する脆性材料がガラスである場合、脆性材料層１の密度は、好ましくは２．３ｇ／ｃｍ３～３．０ｇ／ｃｍ３であり、更に好ましくは２．３ｇ／ｃｍ３～２．７ｇ／ｃｍ３である。
脆性材料層１を形成する脆性材料がガラスである場合、脆性材料層１として、市販のガラス板をそのまま用いてもよく、市販のガラス板を所望の厚みになるように研磨して用いてもよい。市販のガラス板としては、例えば、コーニング社製「７０５９」、「１７３７」又は「ＥＡＧＬＥ２０００」、旭硝子社製「ＡＮ１００」、ＮＨテクノグラス社製「ＮＡ－３５」、日本電気硝子社製「ＯＡ－１０」、ショット社製「Ｄ２６３」又は「ＡＦ４５」が挙げられる。
樹脂層２としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル樹脂、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ウレタン樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、エチレン－酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリアミド（ＰＡ）、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、各種樹脂製発泡体などのプラスチック材料で形成された単層フィルム、又は複数の層からなる積層フィルムを例示できる。
樹脂層２が複数の層からなる積層フィルムである場合、層間に、アクリル粘着剤、ウレタン粘着剤、シリコーン粘着剤などの各種粘着剤や、接着剤が介在してもよい。
また、樹脂層２の表面に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕなどの導電性の無機膜が形成されていてもよい。
第１実施形態に係る分断方法は、特に樹脂層２がディスプレイに用いられる偏光フィルムや位相差フィルム等の各種光学フィルムである場合に好適に用いられる。
樹脂層２の厚みは、好ましくは２０～５００μｍである。
なお、図１に示す例では、樹脂層２が、偏光フィルム２１と剥離ライナー２３とが粘着剤２２を介して積層された積層フィルムである例を図示している。
第１実施形態に係る分断方法は、樹脂除去工程と、脆性材料除去工程と、複合材分断工程と、を含んでいる。以下、各工程について順に説明する。
［樹脂除去工程］
図１（ａ）に示すように、樹脂除去工程では、レーザ光源２０から発振したレーザ光Ｌ１を複合材１０の分断予定線に沿って樹脂層２に照射して樹脂層２を形成する樹脂を除去することで、分断予定線に沿った加工溝２４を形成する。
図１及び図２に示す例では、複合材１０の面内（ＸＹ２次元平面内）の直交する２方向（Ｘ方向及びＹ方向）のうち、Ｙ方向に延びる直線ＤＬが分断予定線である場合を図示している。分断予定線ＤＬは、視覚的に認識できる表示として実際に複合材１０に描くことも可能であるし、レーザ光Ｌ１と複合材１０とのＸＹ２次元平面上での相対的な位置関係を制御する制御装置（図示せず）にその座標を予め入力しておくことも可能である。図１及び図２に示す分断予定線ＤＬは、制御装置にその座標が予め入力されており、実際には複合材１０に描かれていない仮想線である。なお、分断予定線ＤＬは、直線に限るものではなく、曲線であってもよい。複合材１０の用途に応じて分断予定線ＤＬを決定することで、複合材１０を用途に応じた任意の形状に分断可能である。
第１実施形態では、レーザ光源２０として、発振するレーザ光Ｌ１の波長が赤外域の９～１１μｍであるＣＯ２レーザ光源を用いている。
ただし、本発明はこれに限るものではなく、レーザ光源２０として、発振するレーザ光Ｌ１の波長が５μｍであるＣＯレーザ光源を用いることも可能である。
また、レーザ光源２０として、可視光及び紫外線（ＵＶ）パルスレーザ光源を用いることも可能である。可視光及びＵＶパルスレーザ光源としては、発振するレーザ光Ｌ１の波長が５３２ｎｍ、３５５ｎｍ、３４９ｎｍ又は２６６ｎｍ（Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＬＦ、又はＹＶＯ４を媒質とする固体レーザ光源の高次高調波）であるもの、発振するレーザ光Ｌ１の波長が３５１ｎｍ、２４８ｎｍ、２２２ｎｍ、１９３ｎｍ又は１５７ｎｍであるエキシマレーザ光源、発振するレーザ光Ｌ１の波長が１５７ｎｍであるＦ２レーザ光源を例示できる。
また、レーザ光源２０として、発振するレーザ光Ｌ１の波長が紫外域以外であり、なお且つパルス幅がフェムト秒又はピコ秒オーダーのパルスレーザ光源を用いることも可能である。このパルスレーザ光源から発振するレーザ光Ｌ１を用いれば、多光子吸収過程に基づくアブレーション加工を誘発可能である。
さらに、レーザ光源２０として、発振するレーザ光Ｌ１の波長が赤外域である半導体レーザ光源やファイバーレーザ光源を用いることも可能である。
前述のように、本実施形態では、レーザ光源２０としてＣＯ２レーザ光源を用いているため、以下、レーザ光源２０を「ＣＯ２レーザ光源２０」と称する。
レーザ光Ｌ１を複合材１０の分断予定線に沿って照射する態様（レーザ光Ｌ１を走査する態様）としては、例えば、枚葉状の複合材１０をＸＹ２軸ステージ（図示せず）に載置して固定（例えば、吸着固定）し、制御装置からの制御信号によってＸＹ２軸ステージを駆動することで、レーザ光Ｌ１に対する複合材１０のＸＹ２次元平面上での相対的な位置を変更することが考えられる。また、複合材１０の位置を固定し、制御装置からの制御信号によって駆動するガルバノミラーやポリゴンミラーを用いてＣＯ２レーザ光源２０から発振したレーザ光Ｌ１を偏向させることで、複合材１０に照射されるレーザ光Ｌ１のＸＹ２次元平面上での位置を変更することも考えられる。更には、上記のＸＹ２軸ステージを用いた複合材１０の走査と、ガルバノミラー等を用いたレーザ光Ｌ１の走査との双方を併用することも可能である。
ＣＯ２レーザ光源２０の発振形態は、パルス発振でも連続発振でもよい。レーザ光Ｌ１の空間強度分布は、ガウシアン分布でもよいし、レーザ光Ｌ１の除去対象外である脆性材料層１のダメージを抑制するため、回折光学素子（図示せず）等を用いて、フラットトップ分布に整形してもよい。レーザ光Ｌ１の偏光状態に制約はなく、直線偏光、円偏光及びランダム偏光の何れであってもよい。
レーザ光Ｌ１を複合材１０の分断予定線ＤＬに沿って樹脂層２（偏光フィルム２１、粘着剤２２及び剥離ライナー２３からなる積層フィルム）に照射することで、樹脂層２を形成する樹脂のうち、レーザ光Ｌ１が照射された樹脂（偏光フィルム２１、粘着剤２２及び剥離ライナー２３のレーザ光Ｌ１が照射された部分）の赤外光吸収に伴う局所的な温度上昇が生じて当該樹脂が飛散することで、当該樹脂が複合材１０から除去され、複合材１０に加工溝２４が形成される。複合材１０から除去される樹脂の飛散物が複合材１０に再付着することを抑制するには、分断予定線ＤＬ近傍に集塵機構を設けることが好ましい。加工溝２４の溝幅が大きくなるのを抑制するには、樹脂層２への照射位置におけるスポット径が３００μｍ以下となるようにレーザ光Ｌ１を集光することが好ましく、スポット径が２００μｍ以下となるようにレーザ光Ｌ１を集光することが更に好ましい。
なお、本発明者の知見によれば、レーザ光Ｌ１が照射された樹脂の赤外光吸収に伴う局所的な温度上昇を原理とする樹脂の除去方法の場合、樹脂の種類や樹脂層２の層構造に関わらず、樹脂層２の厚みによって、加工溝２４を形成するのに必要な投入エネルギーを概ね見積もることが可能である。具体的には、加工溝２４を形成するのに必要な以下の式（１）で表わされる投入エネルギーを、樹脂層２の厚みに基づき、以下の式（２）によって見積もることが可能である。
投入エネルギー［ｍＪ／ｍｍ］＝レーザ光Ｌ１の平均パワー［ｍＷ］／加工速度［ｍｍ／ｓｅｃ］ ・・・（１）
投入エネルギー［ｍＪ／ｍｍ］＝０．５×樹脂層２の厚み［μｍ］ ・・・（２）
実際に設定する投入エネルギーは、上記の式（２）で見積もった投入エネルギーの２０％～１８０％に設定することが好ましく、５０％～１５０％に設定することが更に好ましい。このように見積もった投入エネルギーに対してマージンを設けるのは、樹脂層２を形成する樹脂の光吸収率（レーザ光Ｌ１の波長における光吸収率）や、樹脂の融点・分解点等の熱物性の違いによって、加工溝２４を形成するのに必要な投入エネルギーに差異が生じることを考慮しているからである。具体的には、例えば、第１実施形態に係る分断方法を適用する複合材１０のサンプルを用意し、上記の好ましい範囲内の複数の投入エネルギーでこのサンプルの樹脂層２に加工溝２４を形成する予備試験を行って、適切な投入エネルギーを決定すればよい。
［脆性材料除去工程］
図１（ｂ）及び図２に示すように、脆性材料除去工程では、樹脂除去工程の後、超短パルスレーザ光源３０から発振（パルス発振）したレーザ光（超短パルスレーザ光）Ｌ２を分断予定線ＤＬに沿って脆性材料層１に照射して脆性材料層１を形成する脆性材料を除去することで、分断予定線ＤＬに沿った加工痕１１を形成する。
レーザ光Ｌ２を分断予定線ＤＬに沿って照射する態様（レーザ光Ｌ２を走査する態様）としては、前述のレーザ光Ｌ１を分断予定線ＤＬに沿って照射する態様と同じ態様を採用できるため、ここでは詳細な説明を省略する。
脆性材料層１を形成する脆性材料は、超短パルスレーザ光源３０から発振したレーザ光Ｌ２のフィラメンテーション現象を利用して、或いは、超短パルスレーザ光源３０にマルチ焦点光学系（図示せず）又はベッセルビーム光学系（図示せず）を適用することで、除去される。
なお、超短パルスレーザ光のフィラメンテーション現象を利用することや、超短パルスレーザ光源にマルチ焦点光学系又はベッセルビーム光学系を適用することについては、前述の非特許文献１に記載されている。また、ドイツのTrumpf社から、超短パルスレーザ光源にマルチ焦点光学系を適用したガラス加工に関する製品が販売されている。このように、超短パルスレーザ光のフィラメンテーション現象を利用することや、超短パルスレーザ光源にマルチ焦点光学系又はベッセルビーム光学系を適用することについては公知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
第１実施形態の脆性材料除去工程で形成する加工痕１１は、分断予定線ＤＬに沿ったミシン目状の貫通孔である。貫通孔のピッチＰは、パルス発振の繰り返し周波数と、複合材１０に対するレーザ光Ｌ２の相対的な移動速度（加工速度）とによって決まる。後述の複合材分断工程を簡便且つ安定的に行うために、貫通孔のピッチＰは、１０μｍ以下に設定される。より好ましくは、貫通孔のピッチＰは、５μｍ以下に設定される。貫通孔の直径は５μｍ以下で形成される場合が多い。
超短パルスレーザ光源３０から発振するレーザ光Ｌ２の波長は、脆性材料層１を形成する脆性材料がガラスである場合に高い光透過率を示す５００ｎｍ～２５００ｎｍであることが好ましい。非線形光学現象（多光子吸収）を効果的に引き起こすため、レーザ光Ｌ２のパルス幅は、１００ピコ秒以下であることが好ましく、５０ピコ秒以下であることが更に好ましい。レーザ光Ｌ２の発振形態は、シングルパルス発振でも、バーストモードのマルチパルス発振でもよい。
第１実施形態の脆性材料除去工程では、超短パルスレーザ光源３０から発振したレーザ光Ｌ２を樹脂除去工程で形成した加工溝２４と反対側から脆性材料層１に照射している。図１（ａ）、（ｂ）に示す例では、樹脂層２に対向するように、ＣＯ２レーザ光源２０を複合材１０に対してＺ方向下側に配置し、脆性材料層１に対向するように、超短パルスレーザ光源３０を複合材１０に対してＺ方向上側に配置している。そして、樹脂除去工程においてＣＯ２レーザ光源２０から発振したレーザ光Ｌ１で加工溝２４を形成した後、レーザ光Ｌ１の発振を停止し、脆性材料除去工程において超短パルスレーザ光源３０から発振したレーザ光Ｌ２で加工痕１１を形成している。
しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、ＣＯ２レーザ光源２０及び超短パルスレーザ光源３０を複合材１０に対していずれも同じ側（Ｚ方向上側又は下側）に配置し、樹脂除去工程では樹脂層２をＣＯ２レーザ光源２０に対向させ、脆性材料除去工程では脆性材料層１が超短パルスレーザ光源３０に対向するように複合材１０の上下を反転させる方法を採用することも可能である。
超短パルスレーザ光源３０から発振したレーザ光Ｌを加工溝２４と反対側から照射すれば、たとえ加工溝２４の底部に樹脂の残渣が生じていたとしても、残渣の影響を受けることなく、脆性材料層１に適切な加工痕１１を形成可能である。
ただし、本発明は、これに限るものではなく、樹脂除去工程で形成した加工溝２４を脆性材料除去工程の前にクリーニングすることで、樹脂層２を形成する樹脂の残渣を除去するクリーニング工程を更に含んでもよい。そして、脆性材料除去工程において、加工溝２４側から脆性材料層１に超短パルスレーザ光源３０から発振したレーザ光Ｌ２を照射して加工痕１１を形成することも可能である。
クリーニング工程では、各種ウェット方式及びドライ方式のクリーニング方法を適用可能である。ウェット方式のクリーニング方法としては、薬液浸漬、超音波洗浄、ドライアイスブラスト、マイクロ及びナノファインバブル洗浄を例示できる。ドライ方式のクリーニング方法としては、レーザ、プラズマ、紫外線、オゾンなどを用いることが可能である。
クリーニング工程において、樹脂層２を形成する樹脂の残渣を除去するため、脆性材料除去工程において、加工溝２４側から脆性材料層１に超短パルスレーザ光源３０から発振したレーザ光Ｌ２を照射しても、レーザ光Ｌ２が樹脂の残渣の影響を受けず、脆性材料層１に適切な加工痕１１を形成可能である。
［複合材分断工程］
図１（ｃ）に示すように、複合材分断工程では、脆性材料除去工程の後、分断予定線ＤＬに沿って外力を加えることで、複合材１０を分断する。図１（ｃ）に示す例では、複合材１０は、複合材片１０ａ、１０ｂに分断される。
複合材１０への外力の付加方法としては、機械的なブレイク（山折り）、赤外域レーザ光による切断予定線ＤＬの近傍部位の加熱、超音波ローラによる振動付加、吸盤による吸着及び引き上げ等を例示できる。山折りによって複合材１０を分断する場合には、脆性材料層１に引張り応力が作用するように、脆性材料層１を山側にして（樹脂層２を谷側にして）外力を加えることが好ましい。
以上に説明した第１実施形態に係る分断方法によれば、樹脂除去工程において、樹脂層２を形成する樹脂を除去することで、分断予定線ＤＬに沿った加工溝２４を形成した後、脆性材料除去工程において、脆性材料層１を形成する脆性材料を除去することで、同じ分断予定線ＤＬに沿った加工痕１１を形成する。脆性材料除去工程で形成する加工痕１１は、分断予定線ＤＬに沿ったミシン目状の貫通孔であり、該貫通孔のピッチが１０μｍ以下と小さいため、複合材分断工程において、分断予定線ＤＬに沿って外力を加えることで、複合材１０を比較的容易に分断可能である。
また、第１実施形態に係る分断方法によれば、脆性材料除去工程において、超短パルスレーザ光源３０から発振したレーザ光Ｌ２を脆性材料層１に照射して脆性材料層１を形成する脆性材料を除去するため、分断後の脆性材料層１の端面にクラックが生じない。また、第１実施形態に係る分断方法によれば、脆性材料除去工程の前に、樹脂除去工程において、ＣＯ２レーザ光源２０から発振したレーザ光Ｌ１を樹脂層２に照射して樹脂層２を形成する樹脂を除去するため、分断後の樹脂層２の端面に深刻な熱劣化が生じない。すなわち、第１実施形態に係る分断方法によれば、分断後の脆性材料層１の端面のクラックや、分断後の樹脂層２の端面の深刻な熱劣化を生じさせることなく、複合材１０を分断可能である。
＜第２実施形態＞
前述の第１実施形態に係る分断方法では、脆性材料除去工程で形成する加工痕１１がミシン目状の貫通孔であるため、複合材１０を分断するには、脆性材料除去工程の後に、分断予定線ＤＬに沿って外力を加える複合材分断工程が必要である。
しかしながら、脆性材料除去工程において、超短パルスレーザ光源３０から発振したレーザ光Ｌ２と脆性材料層１との分断予定線ＤＬに沿った相対移動速度を小さく設定するか、超短パルスレーザ光源３０のパルス発振の繰り返し周波数を大きく設定すれば、分断予定線ＤＬに沿って一体的に繋がった貫通孔（長孔）が形成されるため、脆性材料を除去した後に分断予定線ＤＬに沿った外力を加えなくても、複合材１０が分断されることになる。
第２実施形態に係る分断方法は、分断予定線ＤＬに沿った外力の付加が不要な方法である。
すなわち、第２実施形態に係る分断方法は、ＣＯ２レーザ光源２０から発振したレーザ光Ｌ１を複合材１０の分断予定線ＤＬに沿って樹脂層２に照射することで、樹脂層２を形成する樹脂を除去し、分断予定線ＤＬに沿った加工溝２４を形成する樹脂除去工程と、樹脂除去工程の後、超短パルスレーザ光源３０から発振したレーザ光Ｌ２を分断予定線ＤＬに沿って脆性材料層１に照射して脆性材料層１を形成する脆性材料を除去することで、複合材１０を分断する脆性材料除去工程と、を含んでいる。
第２実施形態に係る分断方法は、脆性材料除去工程において脆性材料を除去すると同時に複合材１０を分断することで、第１実施形態に係る分断方法の複合材分断工程を不要とした点だけが、第１実施形態に係る分断方法と異なり、その他の手順については同じであるため、詳細な説明は省略する。
第２実施形態に係る分断方法によっても、分断後の脆性材料層１の端面のクラックや、分断後の樹脂層２の端面の深刻な熱劣化を生じさせることなく、複合材１０を分断可能である。
＜第３実施形態＞
前述の第１実施形態及び第２実施形態では、脆性材料層１と樹脂層２とが一層ずつ積層された複合材１０を厚み方向に分断する方法について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、脆性材料層の両側にそれぞれ樹脂層が積層された複合材を厚み方向に分断する場合にも適用可能である。
図３は、本発明の第３実施形態に係る複合材の分断方法の手順を模式的に説明する説明図である。なお、図３において、ＣＯ２レーザ光源２０及びレーザ光Ｌ１、並びに超短パルスレーザ光源３０及びレーザ光Ｌ２の図示は省略している。また、図３において、複合材分断工程の図示は省略している。
図３（ａ）に示すように、第３実施形態に係る分断方法は、脆性材料層１の両側にそれぞれ樹脂層２ａ、２ｂが積層された複合材１０Ａを厚み方向（Ｚ方向）に分断する方法である。脆性材料層１と樹脂層２ａ、２ｂとの積層方法、脆性材料層１や樹脂層２ａ、２ｂの形成材料等は、第１実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
第３実施形態に係る分断方法も、第１実施形態に係る分断方法と同様に、樹脂除去工程と、脆性材料除去工程と、複合材分断工程と、を含んでいる。以下、各工程について、第１実施形態と異なる点を主として説明する。
［樹脂除去工程］
図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、樹脂除去工程では、第１実施形態と同様に、ＣＯ２レーザ光源２０から発振したレーザ光Ｌ１を複合材１０Ａの分断予定線ＤＬに沿って樹脂層に照射して樹脂層を形成する樹脂を除去することで、分断予定線ＤＬに沿った加工溝を形成する。ただし、第３実施形態では、脆性材料層１の両側にそれぞれ樹脂層２ａ、２ｂが積層されているため、図３（ｂ）に示すように、何れか一方の樹脂層２ａに加工溝２４ａを形成すると共に、図３（ｃ）に示すように、他方の樹脂層２ｂに加工溝２４ｂを形成する。図３（ｂ）及び（ｃ）に示す例では、先にＺ方向下側の加工溝２４ａを形成した後、Ｚ方向上側の加工溝２４ｂを形成しているが、形成順序を逆にすることも無論可能である。
例えば、一対のＣＯ２レーザ光源２０を、樹脂層２ａに対向する側と、樹脂層２ｂに対向する側とにそれぞれ配置し、樹脂層２ａに対向する側に配置されたＣＯ２レーザ光源２０を用いて樹脂層２ａに加工溝２４ａを形成し、樹脂層２ｂに対向する側に配置されたＣＯ２レーザ光源２０を用いて樹脂層２ｂに加工溝２４ｂを形成することができる。この場合には、加工溝２４ａ及び加工溝２４ｂを順番に形成するのではなく、加工溝２４ａ及び加工溝２４ｂを同時に形成することも可能である。
或いは、樹脂層２ａ及び樹脂層２ｂのうち何れか一方に対向する側に単一のＣＯ２レーザ光源２０を配置し、ＣＯ２レーザ光源２０を用いて一方の樹脂層２ａに加工溝２４ａを形成（又は樹脂層２ｂに加工溝２４ｂを形成）した後、複合材１０Ａの上下を反転させ、同じＣＯ２レーザ光源２０を用いて他方の樹脂層２ｂに加工溝２４ｂを形成（又は樹脂層２ａに加工溝２４ａを形成）することも可能である。
［脆性材料除去工程］
図３（ｄ）に示すように、脆性材料除去工程では、第１実施形態と同様に、樹脂除去工程の後、超短パルスレーザ光源３０から発振したレーザ光Ｌ２を分断予定線ＤＬに沿って脆性材料層１に照射して脆性材料層１を形成する脆性材料を除去することで、分断予定線ＤＬに沿った加工痕１１を形成する。第１実施形態と同様に、脆性材料除去工程で形成する加工痕１１は、分断予定線ＤＬに沿ったミシン目状の貫通孔であり、貫通孔のピッチは１０μｍ以下に設定される。
第３実施形態では、脆性材料層１の両側に加工溝２４ａ、２４ｂが形成されるため、加工溝２４ａ、２４ｂのうち何れか一方の加工溝側から脆性材料層１に超短パルスレーザ光源３０から発振したレーザ光Ｌ２を照射して加工痕１１を形成することになる。このため、例えば、加工溝２４ａ側からレーザ光Ｌ２を照射する場合には、加工溝２４ａを脆性材料除去工程の前にクリーニングすることで、樹脂層２ａを形成する樹脂の残渣を除去するクリーニング工程を更に含むことが好ましい。加工溝２４ｂ側からレーザ光Ｌ２を照射する場合も同様に、加工溝２４ｂを脆性材料除去工程の前にクリーニングすることで、樹脂層２ｂを形成する樹脂の残渣を除去するクリーニング工程を更に含むことが好ましい。
［複合材分断工程］
複合材分断工程では、第１実施形態と同様に、脆性材料除去工程の後、分断予定線ＤＬに沿って外力を加えることで、複合材１０Ａを分断する。
ただし、第２実施形態と同様に、脆性材料除去工程において、分断予定線ＤＬに沿って一体的に繋がった貫通孔（長孔）を形成すれば、脆性材料を除去した後に分断予定線ＤＬに沿った外力を加えなくても、複合材１０Ａが分断されることになる。すなわち、脆性材料除去工程において脆性材料を除去すると同時に複合材１０Ａが分断されるため、分断予定線ＤＬに沿って外力を加える複合材分断工程は不要である。
第３実施形態に係る分断方法によっても、分断後の脆性材料層１の端面のクラックや、分断後の樹脂層２ａ、２ｂの端面の深刻な熱劣化を生じさせることなく、複合材１０Ａを分断可能である。
以下、第１実施形態に係る分断方法（実施例）及び比較例に係る分断方法を用いて複合材１０を分断する試験を行った結果の一例について説明する。
＜実施例１＞
図４は、実施例１に係る試験の概要を模式的に説明する図である。以下、図１及び図４を適宜参照しつつ、実施例１に係る試験の概要及び結果について説明する。
実施例１で用いた複合材１０は、脆性材料層１が、無アルカリガラスから形成され、厚みが０．１ｍｍである。また、樹脂層２が、偏光フィルム（ポリビニルアルコールで形成）２１、粘着剤２２及び剥離ライナー２３で形成され、偏光フィルム２１と粘着剤２２の総厚みが０．０８ｍｍで、剥離ライナー２３の厚みが０．０４ｍｍである（樹脂層２の総厚みは０．１２ｍｍ）。図４に示すように、複合材１０は、面内（ＸＹ２次元平面内）寸法が１５０ｍｍ×１５０ｍｍの正方形状である。図４に破線で示す直線は分断予定線である。
実施例１では、樹脂除去工程において、ＣＯ２レーザ光源２０として、コヒレント社製「Ｅ－４００ｉ」（発振波長９．４μｍ、パルス発振の繰り返し周波数２５ｋＨｚ、レーザ光Ｌ１のパワー１８Ｗ、ガウシアンビーム）を用い、ＣＯ２レーザ光源２０から発振したレーザ光Ｌ１を集光レンズを用いてスポット径１２０μｍに集光し、複合材１０の樹脂層２に照射した。複合材１０に対するレーザ光Ｌ１の相対的な移動速度（加工速度）を４００ｍｍ／ｓｅｃとし、図４に示すように、面内寸法が１１０ｍｍ×６０ｍｍの複合材片１０ｃを分断できるように、分断予定線に沿ってレーザ光Ｌ１を走査したところ、溝幅１５０μｍの加工溝２４（図１参照）が形成された。
なお、実施例１の樹脂除去工程において、前述の式（２）によって見積もられる投入エネルギーは、６０ｍＪ／ｍｍである。これに対し、実際の投入エネルギーは、前述の式（１）より、４５ｍＪ／ｍｍであり、見積もった投入エネルギーの７５％である。
次いで、脆性材料除去工程において、超短パルスレーザ光源３０として、発振波長１０６４ｎｍ、レーザ光Ｌ２のパルス幅１０ピコ秒、パルス発振の繰り返し周波数５０ｋＨｚ、平均パワー１０Ｗのものを用い、超短パルスレーザ光源３０から発振したレーザ光Ｌ２をマルチ焦点光学系を介して、加工溝２４と反対側（脆性材料層１側）から複合材１０の脆性材料層１に照射した。複合材１０に対するレーザ光Ｌ２の相対的な移動速度（加工速度）を１００ｍｍ／ｓｅｃとし、分断予定線に沿ってレーザ光Ｌ１を走査したところ、加工痕１１として、ピッチが２μｍのミシン目状の貫通孔（直径１～２μｍ程度）が形成された。
最後に、複合材分断工程において、分断予定線に沿って人手で複合材１０を山折りすることで、複合材片１０ｃを分断した。
以上に説明した実施例１によって得られた複合材片１０ｃの端面の品質を光学顕微鏡で観察・評価した結果、４つの端面全てにおいて、脆性材料層１にクラックは生じていなかった。また、樹脂層２の熱劣化に伴う変色領域は、端面から内側に１００μｍ以下であり、深刻な熱劣化が生じていなかった。
更に、複合材片１０ｃに２点曲げ試験を行った。２点曲げ試験においては、まず図４（ｂ）に示すように、固定部４０、可動部５０ａ、５０ｂを具備する一軸ステージの固定部４０に複合材片１０ｃを載置し、可動部５０ａ、５０ｂの間に複合材片１０ｃを挟み込んだ。次いで、図４（ｃ）に示すように、可動部５０ａの位置を固定する一方、可動部５０ｂを２０ｍｍ／ｍｉｎの速度で可動部５０ａに向けて移動させ、複合材片１０ｃに曲げ応力を作用させた。そして、複合材片１０ｃが破壊したときの可動部５０ａと可動部５０ｂとの間隔Ｌの値によって、複合材片１０ｃの曲げ強度を評価した。
複合材片１０ｃについての上記２点曲げ試験によって得られた曲げ強度（間隔Ｌ）は７５ｍｍであった。好ましい曲げ強度（間隔Ｌ）は８５ｍｍ以下であるため、複合材片１０ｃは十分な曲げ強度を有するといえる。
＜実施例２＞
脆性材料除去工程において、加工速度を１５０ｍｍ／ｓｅｃに変更した（これにより、加工痕１１として、ピッチが３μｍのミシン目状の貫通孔（直径１～２μｍ程度）が形成された）こと以外は実施例１と同じ条件で試験したところ、実施例１と同等の複合材片１０ｃの端面品質及び曲げ強度を得ることができた。
＜実施例３＞
脆性材料除去工程において、パルス発振の繰り返し周波数を３０ｋＨｚに変更すると共に、加工速度を２５０ｍｍ／ｓｅｃに変更した（これにより、加工痕１１として、ピッチが８．３μｍのミシン目状の貫通孔（直径１～２μｍ程度）が形成された）こと以外は実施例１と同じ条件で試験したところ、実施例１と同等の複合材片１０ｃの端面品質及び曲げ強度を得ることができた。
＜比較例１＞
樹脂除去工程を実行しないこと以外は実施例１と同じ条件で試験したところ、樹脂層２に加工溝２４が形成されていないため、複合材分断工程で山折りしても複合材片１０ｃを分断することができず、無理矢理に樹脂層２を引きちぎって複合材片１０ｃを分断したため、複合材片１０ｃの端面の品質が劣化した。
＜比較例２＞
樹脂除去工程と脆性材料除去工程との順序を入れ替えること以外は実施例１と同じ条件で試験したところ、先に実行した脆性材料除去工程で樹脂層２の端面が熱劣化してしまった。得られた複合材片１０ｃの曲げ強度は実施例１と同等であったが、樹脂層２の熱劣化に伴う変色領域は、端面から内側に２００μｍであり、実施例１よりも大きくなった。また、脆性材料層１と樹脂層２との界面に局所的な剥離が確認された。
＜比較例３＞
樹脂除去工程において、ＣＯ２レーザ光源２０から発振するレーザ光Ｌ１のパワーを４０Ｗに変更し、脆性材料除去工程を実行しないこと以外は実施例１と同じ条件で試験を行った。上記の樹脂除去工程において、樹脂層２に加工溝２４が形成されると共に、脆性材料層１にも浅い筋が形成されたため、複合材分断工程において、この筋に沿って人手で複合材１０を山折りしたものの、切断予定線通りに分断できず、複合材片１０ｃの寸法精度が悪くなった。
＜比較例４＞
脆性材料除去工程において、加工速度を６００ｍｍ／ｓｅｃに変更した（これにより、加工痕１１として、ピッチが１２μｍのミシン目状の貫通孔（直径１～２μｍ程度）が形成された）こと以外は実施例１と同じ条件で試験したところ、複合材分断工程において、複合材片１０ｃの分断はできたものの、切断予定線から外れた箇所が散見され、複合材片１０ｃの寸法精度の低下を招いた。
１・・・脆性材料層
２・・・樹脂層
１０・・・複合材
１１・・・加工痕
２０・・・ＣＯ２レーザ光源
２４・・・加工溝
３０・・・超短パルスレーザ光源
ＤＬ・・・分断予定線
Ｌ１・・・レーザ光
Ｌ２・・・レーザ光

Claims (5)

  1. 脆性材料層と樹脂層とが積層された複合材を分断する方法であって、
    ＣＯ ２ レーザ光源又はＣＯレーザ光源から発振したレーザ光を前記複合材の分断予定線に沿って前記樹脂層に照射して前記樹脂層を形成する樹脂を除去することで、前記分断予定線に沿った加工溝を形成する樹脂除去工程と、
    前記樹脂除去工程の後、超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光を前記分断予定線に沿って前記脆性材料層に照射して前記脆性材料層を形成する脆性材料を除去することで、前記分断予定線に沿った加工痕を形成する脆性材料除去工程と、
    前記脆性材料除去工程の後、前記分断予定線に沿って外力を加えることで、前記複合材を分断する複合材分断工程と、を含み、
    前記脆性材料層の厚みは、２０μｍ以上２００μｍ以下であり、
    前記脆性材料除去工程で形成する加工痕は、前記分断予定線に沿ったミシン目状の貫通孔であり、該貫通孔のピッチが１０μｍ以下であり、
    前記脆性材料除去工程において、前記超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光のフィラメンテーション現象を利用して、或いは、前記超短パルスレーザ光源にマルチ焦点光学系又はベッセルビーム光学系を適用することで、前記脆性材料層を形成する脆性材料を除去する、
    ことを特徴とする複合材の分断方法。
  2. 脆性材料層と樹脂層とが積層された複合材を分断する方法であって、
    ＣＯ ２ レーザ光源又はＣＯレーザ光源から発振したレーザ光を前記複合材の分断予定線に沿って前記樹脂層に照射することで、前記樹脂層を形成する樹脂を除去し、前記分断予定線に沿った加工溝を形成する樹脂除去工程と、
    前記樹脂除去工程の後、超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光を前記分断予定線に沿って前記脆性材料層に照射して前記脆性材料層を形成する脆性材料を除去することで、前記複合材を分断する脆性材料除去工程と、を含み、
    前記脆性材料層の厚みは、２０μｍ以上２００μｍ以下であり、
    前記脆性材料除去工程において、前記超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光のフィラメンテーション現象を利用して、或いは、前記超短パルスレーザ光源にマルチ焦点光学系又はベッセルビーム光学系を適用することで、前記脆性材料層を形成する脆性材料を除去する、
    ことを特徴とする複合材の分断方法。
  3. 前記脆性材料除去工程において、前記超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光を前記樹脂除去工程で形成した前記加工溝と反対側から前記脆性材料層に照射する、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の複合材の分断方法。
  4. 前記樹脂除去工程で形成した前記加工溝を前記脆性材料除去工程の前にクリーニングすることで、前記樹脂層を形成する樹脂の残渣を除去するクリーニング工程を更に含み、
    前記脆性材料除去工程において、前記加工溝側から前記脆性材料層に前記超短パルスレーザ光源から発振したレーザ光を照射する、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の複合材の分断方法。
  5. 前記樹脂層が光学フィルムである、
    ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の複合材の分断方法。
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