JPH09150286A - Method and equipment for cutting fragile material - Google Patents

Method and equipment for cutting fragile material

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JPH09150286A
JPH09150286A JP8166137A JP16613796A JPH09150286A JP H09150286 A JPH09150286 A JP H09150286A JP 8166137 A JP8166137 A JP 8166137A JP 16613796 A JP16613796 A JP 16613796A JP H09150286 A JPH09150286 A JP H09150286A
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laser
glass sheet
glass
laser beam
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JP8166137A
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Japanese (ja)
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Roger A Allaire
James A Ariglio
Harry Menegus
Bruce H Raeder
Harrie J Stevens
アンドリュー アリグリオ ジェームズ
ジェイ スティーブンス ハリー
メネガス ハリー
ハーバート リーダー ブルース
アルフィー アレイル ロジャー
Original Assignee
Corning Inc
コーニング インコーポレイテッド
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the cutting speed in a glass cutting system to divide a large glass sheet into small pieces. SOLUTION: The laser beam having the thin and long beam spot shape of at least 20mm, more preferably at least 30mm, and further maximum 40mm is transferred across the glass sheet to generate a local crack notch line. The glass sheet is then divided along the notch line by adding the bending moment in the local crack region.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明に属する技術分野】本発明は、ガラスシートや他の脆弱性材料の切断方法に関するものであり、特にフラットパネルディスプレイ用ガラス基板作製のプロセスに用いる際に効果的なレーザカッティングプロセスの速度を増加させる方法に関するものである。 BACKGROUND to the INVENTION The present invention relates to a cutting method of a glass sheet or other vulnerable materials, in particular the speed of the effective laser cutting process when used in a glass substrate manufacturing process for a flat panel display to a method of increasing.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、ガラス板を分割する際にレーザが使用されてきた。 Conventionally, lasers have been used to divide the glass plate. KondratenkoのPCT特許第WO93/20015号には、ガラスシートを2分割するために、いわゆるブラインドクラックをガラスシートにわたって広げる際にレーザ光を使用することが述べられている。 The PCT Patent No. WO93 / 20015 of Kondratenko, to 2 dividing the glass sheet, a so-called blind crack is possible to use a laser beam when spread over the glass sheets have been described. この部分的なクラックは、ガラスシートの深さの途中まで広がっており、実質的には切り込みラインとして作用する。 This partial crack, which extends to the middle of the depth of the glass sheet, substantially acts as a cut line. シートはその後、切り込みラインに沿って機械的に二分割される。 Sheet is then mechanically bisected along the incision line.

【0003】一つの具体的形態としては、小さな切り目や切り込み目をガラスシートの片側につけ、その後レーザ光を使用して部分的なクラックを形成して、ガラスシートを通じてこの切り目や切り込み目を広げる。 [0003] As one specific form, a small incision or incisions eyes attached to one side of the glass sheet, followed by forming a partial cracks using a laser beam, expanding the cuts or notches eyes through the glass sheet. その後、レーザ光を切り目や切り込み目の領域内においてガラスシートに接触させて、レーザとガラスシートを相対的に動かし、切り込みラインの所望行路においてレーザ光を伝搬させる。 Thereafter, in contact with the glass sheet in the laser beam cuts or incisions eye area, relatively moving the laser and glass sheet, to propagate the laser light in the desired path of incision line. レーザより下流のガラスの加熱した表面部分に流体冷却剤の流れを向けることが望ましく、それによりレーザ光がガラスシートのある領域を加熱した後に、その加熱領域はすばやく冷却される。 It is desirable to direct the flow of fluid coolant to the heated surface portion of the downstream glass from the laser, whereby after the laser light is heated an area of ​​the glass sheet, the heated region is quickly cooled. このようにレーザによるガラスシートの加熱と水性冷却剤によるガラスシートの冷却により、ガラスシートを歪ませ、レーザ光と冷却剤が通った方向にクラックを広げる。 Thus the cooling of the glass sheet by heating an aqueous coolant of the glass sheet by the laser, distort the glass sheet, widening the cracks in a direction the laser light and the coolant has passed.

【0004】Kondratenkoによれば、ガラスシート上におけるビームの形状は楕円形であり、楕円形状の短軸および長軸は以下の関係を満足する。 [0004] According to Kondratenko, the shape of the beam on the glass sheet is elliptical, the minor axis and the major axis of the elliptical shape satisfies the following relationship.

【0005】 a=0.2 to 2.0h b=1.0 to 10.0h ここで、aとbはそれぞれ楕円形状スポットの短軸および長軸であり、hはレーザ光が切り込む材料の厚みである。 [0005] Here a = 0.2 to 2.0h b = 1.0 to 10.0h, a and b are the minor axis and the major axis of the elliptical shape spots respectively, h is the thickness of the material which the laser beam cuts it is. Kondratenkoによれば、bが10.0h According to the Kondratenko, b is 10.0h
よりも大きいときは、カッティングの精度が低減する。 Greater when than the cutting accuracy is reduced.
よって、厚み0.7mmのガラス基板では、Kondr Therefore, the glass substrate having a thickness of 0.7 mm, Kondr
atenkoによれば、ビームスポットの長軸は7mm According to Atenko, the long axis of the beam spot 7mm
以上にはなり得ない。 Above it is not be.

【0006】 [0006]

【発明が解決しようとする課題】このようなレーザ光による切り込みの技術の発達により、切断面の質においてはいくらかよい結果が得られており、その切断面の質が非常に高いものが望まれる液晶や他のフラットパネルディスプレイのパネル基板を製造するためには、それらは有効な手段ではある。 [Problems that the Invention is to Solve With the development of technology cut by such laser light, and somewhat better results in the quality of the cut surface, the quality of the cut surface is desired very high to produce the panel substrates of the liquid crystal and other flat panel displays, they are a valid means. しかしながら、そのプロセスの発達に過去数年間かなりの努力が払われたにもかかわらず、現在に至るまで、フラットパネルディスプレイ(L However, in spite of considerable effort the past few years has been paid to the development of the process, up to the present, flat panel display (L
CDのような)基板の製造の際に使用するにあたって実用的に十分な切り込み速度は達成されていない。 CD like) practically sufficient cut rates when used in the preparation of the substrate has not been achieved. 実際、 In fact
Kondratenkoの特許の例で報告されている最高切り込み速度は120mm/secであり、また他の大半の例においても、この平凡な切り込み速度よりもずっと劣るものである。 Maximum cut rate is reported in the examples of patent Kondratenko is 120 mm / sec, and also in the example of most other, in which much less than the mediocre cut rate.

【0007】最近、1995年7月19−23日にドイツのミュンヘンで行われた貿易展においてJenopt [0007] Recently, Jenopt in trade exhibition which was held in Munich, Germany on July 19-23, 1995
ikが発行した文献には、30−150mm/secの速度でレーザ切り込みをすることができたことが述べられている。 The literature ik issued, it is stated that it was possible to laser cut at a speed of 30-150mm / sec. Jenoptikは、Kondratenk Jenoptik is, Kondratenk
oの特許に述べられているものと同じレーザ切り込みプロセスを用いている。 o uses the same laser cut process as those described in patents.

【0008】フラットパネルディスプレイ基板の製造において、これらのプロセスを実用的にする速い切り込み速度、例えば少なくとも300mm/sec程度の、さらには少なくとも500mm/sec、さらには100 [0008] In the manufacture of flat panel display substrates, fast cut rate to be practical these processes, for example, about at least 300 mm / sec, even at least 500 mm / sec, even 100
0mm/secの速度を可能にするレーザ切り込みプロセスを実施することが望ましい。 It is desirable to carry out the laser cut process to allow the speed of 0 mm / sec.

【0009】 [0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、ガラスシート(または他の脆弱性材料)の切断方法に関するものであり、レーザビームの行路に沿ってクラックを誘導するために、ガラスシートを横断する所望の行路において極度に細長いレーザビーム(および冷却剤は任意)を移動させる。 Means for Solving the Problems The present invention relates to a method for cutting glass sheets (or other vulnerable materials), in order to induce cracking along the path of the laser beam traverses the glass sheet extremely elongated laser beam in the desired path (and coolant is arbitrary) moves the. これにより生じた熱勾配により、ガラスの表面層に引っ張り応力を発生させ、この応力がガラスの引っ張り強さを超えると、ガラスはブラインドクラックや切り込みラインが圧縮状態の領域へと下降して材料に入り込むようになる。 The thermal gradient caused by this, to generate a tensile stress in the surface layer of the glass, this stress exceeds the tensile strength of the glass, the glass material with blind crack or notch line descends to regions of compression penetrate as to become. その後レーザ光がガラスを横断すると、 If then the laser beam traverses the glass,
クラックがレーザ光に追従する。 Crack to follow the laser light. そのクラックの深さ、 The depth of the crack,
形状、方向は、応力の分布により決定され、ビームスポットのパワー密度、寸法、形状や、ビームスポットと材料の相対速度、加熱領域へ供給される冷却剤の性質や特性、クラックが入れられる材料の熱物理および機械的特性やその厚みなど、複数の要素に依存する。 Shape, direction is determined by the distribution of the stress, the power density of the beam spot size, shape and relative velocity of the beam spot and the material, the cooling agent supplied to the heating area properties and characteristics, the material cracks is placed thermal physical and mechanical properties and its thickness depends on several factors. ガラス上において極度に細長いビームスポットを有するレーザビームを使用し、ガラスシート上の所望分割ラインの伝搬方向にこの細長いビームスポットを配置することにより、 By using a laser beam having an extremely elongated beam spot on the glass, to place the elongated beam spot in the propagation direction of the desired dividing line on the glass sheet,
公知の技術による方法を使用するよりも速いレーザ切り込み速度が達成できることがわかった。 Fast laser cut rate than using the method according to the known art has been found to be achieved.

【0010】このように本発明においては、レーザスポットは極度に細長い形状、例えば楕円形状を有する。 [0010] In this way, the present invention has a laser spot extremely elongated shape, for example an oval shape. この細長い形状の長軸は、20mm以上、より好ましくは30mm以上、さらには40mm以上であることが望ましい。 Major axis of the elongated shape, 20 mm or more, more preferably 30mm or more, more desirably is more than 40mm.

【0011】そのビームの短軸は、直線切断面を形成する際に切断面の質を害しない程度に狭いことが望ましいと思われる。 [0011] short axis of the beam, it may be desirable narrow to the extent that does not impair the quality of the cut surface when forming the linear cutting surface.

【0012】本発明において、レーザ光は非ガウシアンの強度分布を有することが望ましい。 [0012] In the present invention, the laser beam desirably has an intensity distribution of the non-Gaussian. 一つの具体的形態において、レーザビームの強度は2ピークモード、すなわち一つ以上のレベルを含む、例えばTEM 01*モードとTEM 00モードの両方を含んで動作するレーザのようなものが望ましい。 In one specific embodiment, the intensity of the laser beam 2 peak mode, i.e. including one or more levels, for example, TEM 01 * mode and TEM 00 those modes, such as a laser operating include both is desirable. 切断ラインに沿って表面層の非常に局所的な冷却を引き起こすために、ビームスポットの進行方向に沿って適当な冷却剤の流れを材料の領域に向けることが望ましい。 To cause very localized cooling of the surface layer along the cutting line, it is desirable to direct the flow of a suitable coolant along the traveling direction of the beam spot in the region of the material.

【0013】 [0013]

【発明の効果】本発明によれば、約0.4mmから3. According to the present invention, 3 to about 0.4 mm.
0mmの厚みのガラスにおいて、切断精度やガラスの切断面を損なうことなく、300−700mm/secもしくはそれ以上の切り込み速度が達成できる。 In the glass of 0mm thickness, without impairing the cutting plane of the cutting accuracy or glass, 300-700mm / sec or more cuts speed can be achieved.

【0014】 [0014]

【発明の実施の形態】本発明は、レーザ切断技術を使用して所望切断ラインに沿ってガラスシートを切断するシステムに関するものである。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a system for cutting a glass sheet using laser cutting techniques along the desired cutting line. 図1に示すように、本発明のガラス切断システムにおいて、ガラスシート10は上面および下面の主面11を有する。 As shown in FIG. 1, in the glass cutting system of the present invention, the glass sheet 10 having an upper surface and a lower surface of the main surface 11. ガラスシート10はまず、ガラスシート10の一端にクラック開始点19を形成するため、ガラスシートの一端に沿って切り目や切り込み目がいれられる。 Glass sheet 10 is first to form a crack initiation point 19 at one end of the glass sheet 10 is put is scored or cut first along one edge of the glass sheet. このクラック開始点19はその後、所望切断ラインの行路でガラスシートを横切ってレーザビーム16を移動してクラック20を形成するために用いられる。 The crack initiation point 19 is then used to form crack 20 by moving the laser beam 16 across the glass sheet in the path of the desired cutting line. レーザ光は、所望切断ラインに沿った局所領域においてガラスシートを効果的に熱する。 Laser light effectively heats the glass sheet in a localized area along the desired cutting line. その結果生じた温度勾配が材料の表面層に引っ張り応力を引き起こし、この応力が材料の引っ張り強さを超えると、その材料においてブラインドクラックが圧縮状態の領域へと下降して材料に入り込む。 The resulting temperature gradient causes a tensile stress in the surface layer of the material, this stress exceeds the tensile strength of the material enters the material descends blind crack in the material and to the region of the compressed state. 応力分布を高めそれによりクラックの伝搬を促進するため、水ジェット22により水冷却剤を付加する。 To promote whereby cracks propagate higher the stress distribution, the addition of water coolant by the water jet 22. レーザビームがガラスを横切るにつれ、クラックはレーザビームが伝搬する行路に追従するようになる。 As the laser beam crosses the glass, cracks will to follow the path of the laser beam propagates.

【0015】ガラス10の表面温度はレーザビームにさらされる時間に直接依存するので、円形断面の代わりに楕円形状のビームを使用することにより、同じ相対速度においては、切断ラインに沿ったガラス表面の各点の加熱時間を広げられる。 [0015] Since the surface temperature of the glass 10 is directly dependent on the time of exposure to the laser beam, by using a beam of elliptical instead of circular cross-section, in the same relative speed, the glass surface along the cutting line spread the heating time of each point. このように、レーザビーム16の規定のパワー密度で、ガラス10を熱するために必要な深さを維持するために重要であるレーザビームスポットから冷却スポットの前面端部までの距離が同じでありながら、レーザビームスポットがより移動方向に広がり、 Thus, a power density of the provisions of the laser beam 16, the distance of the glass 10 from the laser beam spot is important to maintain the necessary depth to heat up the front end portion of the cooling spot same while, spread the laser beam spot is more movement direction,
そしてまたレーザビームスポットと材料との相対速度をより許容可能なものとするであろう。 And also would a capable and more permits relative speed between the laser beam spot and material.

【0016】図2に図示するように、本発明においては、レーザスポットは極度に細長い、例えば楕円形状で、20mm以上の、より好ましくは30mm以上の、 [0016] As shown in FIG. 2, in the present invention, the laser spot is extremely elongated, for example an elliptical shape, above 20 mm, more preferably more than 30 mm,
さらには40−100mm以上の長軸を有することが望ましい。 Furthermore it is desirable to have a more long axis 40-100Mm. レーザビームスポットの長軸は、ガラスシートを横切る所望切断ラインの伝搬方向にする。 The long axis of the laser beam spot is in the propagation direction of the desired cutting line across the glass sheet. ガラスが薄いシート(1.1mmもしくはもっと薄い)に対しては、レーザビームスポットの長軸の最適長が所望伝搬速度に関係し、長軸bは一秒あたりの所望レーザ切り込み速度の10%より大きいことが望ましい。 For glass thin sheet (1.1 mm or thinner), the laser beam optimum length of the major axis of the spot is related to the desired propagation velocity, than 10% of the desired laser cut rate per second is the long axis b large it is desirable. このように、 in this way,
0.7mmの厚みのガラスで所望レーザ切り込み速度5 Desired laser cut rate of glass 0.7mm thick 5
00mmでは、レーザの長軸は少なくとも50mmの長さであることが望ましい。 In 300 mm, it is desirable that the long axis of the laser is the length of at least 50 mm.

【0017】クラック20はガラスシート10の深さ方向のみに拡がることが望ましく(距離d)、それにより切り込みラインとして作用する。 The crack 20 is desirably extends only in the depth direction of the glass sheet 10 (distance d), the act as thereby cut line. ガラスシートをさらに小さいシートに最終的に分割するには、クラック20に曲げモーメントを付与することによりなされる。 To finally dividing the glass sheet into smaller sheets is done by applying a bending moment to the crack 20. その曲げは、従来の機械的表面切り込み方法を使用する工程においてガラスを切断するために使用されるような従来の曲げ装置(図示していない)や技術により達成できる。 Its bending may be achieved by conventional conventional bending apparatus (not shown) such as is used for cutting the glass in mechanical surface cuts process using methods and techniques.
クラック20は機械的切り込みではなくレーザによる切断技術を使用しているので、機械的切断工程中に生じるガラスのチップの形成を、従来の技術と比較して最小限にできる。 Crack 20 because it uses cutting techniques by laser rather than a mechanical cut, the formation of glass chips produced during the mechanical cutting process, can be minimized as compared with the prior art.

【0018】ガラス切断工程に使用されるレーザビームはカットするガラス表面を熱しなければならない。 The laser beam used in the glass cutting process must heat the glass surface to be cut. 結果的に、レーザの放射光はガラスが吸収する波長であることが望ましい。 Consequently, it is desirable that the emitted light of the laser is a wavelength which the glass absorbs. このことが生じるためには、放射光は2 To this occurs, the emitted light 2
μm以上の波長の赤外線であることが望ましく、例えば波長9−11μmのCO 2レーザ、波長5−6μmのC is preferably a infrared μm or more wavelengths, for example, CO 2 laser having a wavelength 9-11Myuemu, wavelength 5-6Myuemu C
Oレーザ、波長2.6−3.0μmのHFレーザ、波長約2.9μmのエルビウムYAGレーザなどのビームが望ましい。 O lasers, HF laser with a wavelength 2.6-3.0Myuemu, beams, such as Erbium YAG laser having a wavelength of about 2.9μm is desirable. 本実験の大半においては、150〜300ワットのパワーのCO 2レーザを使用したが、より高いパワーのレーザを使用すればより成功したと思われる。 In most of the experiments, it was used CO 2 laser 150 to 300 watts power, seems to have more success Using lasers higher power.

【0019】クラック20は、最大熱勾配の領域である加熱および冷却領域の界面に向かってガラス中に形成される。 The crack 20 is formed in the glass toward the interface of the heating and cooling zones is a region of maximum thermal gradient. クラックの深さ、形状、方向は、熱弾性応力の分布により決定され、主に以下の複数の要素に基づく。 Crack depth, shape, direction is determined by the distribution of the thermoelastic stresses, mainly based on the following several factors.

【0020】−ビームスポットのパワー密度、寸法、形状; −ビームスポットと材料の相対速度; −熱物理特性、質、加熱領域に対する冷却剤を供給する条件; −クラックが入る材料の熱物理的および機械的特性、その厚み、表面状態 異なる材料に対してカットサイクルを最適化するためには、主なパラメータとカット工程の変数間の適当な関係を確立することが必要である。 [0020] - power density of the beam spot size, shape, - the relative velocity of the beam spot and the material; - thermophysical properties, quality, condition and supplies a coolant to the heat region; - thermal physical and crack material mechanical properties, the thickness, in order to optimize the cutting cycle for surface condition different materials, it is necessary to establish an appropriate relationship between the variables of the main parameters and cutting process. 国際特許第WO93/2 International Patent No. WO93 / 2
0015号に説明されているように、図2を再び参照して、ビームスポット18の寸法と冷却水が流れる領域からの間隔lに依存して、ガラス10を横切るビームスポット18の相対変位の速度Vとクラック20の深さdは次式で表される。 As described in 0015 No., with reference to FIG. 2 again, depending on the distance l from the area size and the cooling water of the beam spot 18 flows, the rate of relative displacement of the beam spot 18 across the glass 10 the depth d of the V and the crack 20 is expressed by the following equation.

【0021】V=ka(b+l)/d ここで、Vはビームスポットと材料との相対速度で、k [0021] V = ka (b + l) / d, where, V is a relative speed between the beam spot and the material, k
は材料の熱物理特性とビームのパワー密度に依存する比例係数であり、aはビームスポットの幅、bはビームスポットの長さ、lはビームスポットの近接端から冷却ゾーンの前端までの距離、dはブラインドクラック4の深さである。 Is the proportionality factor that depends on the power density of the thermal physical properties and the beam materials, a is the beam spot width, b is the beam spot length, l is the distance from the proximal end of the beam spot to the front end of the cooling zone, d is the depth of the blind crack 4.

【0022】レーザは各端部のミラーにより規定される共振器内で生じるレーザ発振により動作する。 The laser is operated by laser oscillation occurring in the resonator defined by mirrors at each end. 安定な共振器の概念は、共振器を通る光線の光路を追跡することにより最も明確化することができる。 The concept of a stable resonator can best clarification by following the optical path of the light rays passing through the resonators. 安定性の閾値には、レーザ共振器の軸に平行な光線が二つのミラー間を前後に永久にその間を損失なく反射した場合に達する。 The stability threshold, reaches when a ray parallel to the axis of the laser resonator is reflected without loss therebetween permanently back and forth between the two mirrors.

【0023】安定基準に達しない共振器は光線が軸からそれるため不安定共振器と呼ばれる。 [0023] does not reach the stability criterion resonator called unstable resonator for light diverges from the axis. 不安定共振器には多くの種類がある。 There are many types of unstable resonator. 一つの簡単な例としては平面ミラーに対する凸面球面ミラーがある。 There is a convex spherical mirror with respect to a plane mirror as a simple example of one. 異なる直径の凹面ミラー(大きなミラーからの反射光が小さなミラーの端部周辺から逃げてしまう)や、対の凸面ミラーなどが他に含まれる。 Concave mirror of different diameters (the reflected light from the large mirror escapes from the peripheral edge portion of the small mirrors) or, like convex mirror pair is included in the other.

【0024】共振器のその二つのタイプは異なる利点と異なるモードパターンを有する。 [0024] The two types of resonators have different mode pattern and different advantages. 安定な共振器はレーザ軸に沿って光を集中させ、その領域から効率よくエネルギーを抽出するが、軸から離れた外周領域からは抽出されない。 Stable resonator concentrates light along the laser axis, but to extract energy efficiently from that region, not extracted from the outer peripheral area away from the axis. それにより生じるビームは中心に強度ピークを有し、軸から離れるにつれ強度がガウシアン的に減衰する。 Has thereby resulting in beam intensity peak in the center, the intensity as the distance from the axis is attenuated Gaussian manner. これは低利得の持続波レーザとともに使用される標準的なタイプである。 This is a standard type used in conjunction with continuous wave laser of low gain.

【0025】不安定共振器は、より大きな体積にわたってレーザ共振器の内部の光を広げようとしてしまう。 [0025] Unstable resonators, resulting in a Grow the interior of the light of the laser cavity over a larger volume. 例えば、出力ビームは、軸周りにリング状の強度ピークを有する環状の形状を有したりする。 For example, the output beam, or an annular shape having a ring-shaped intensity peak around the axis.

【0026】レーザの共振器には、横モードと縦モードの二つのタイプの異なるモードがある。 [0026] The laser resonator, there are different modes of two types of transverse mode and longitudinal mode. ビームの断面形状すなわち強度パターンにおいて、横モードが存在する。 In the cross-sectional shape or intensity pattern of the beam, the transverse mode is present. 縦モードは、レーザの利得帯域内の異なる周波数もしくは波長で生じるレーザ共振器長による異なる共振モードに相当する。 Longitudinal modes corresponds to a different resonance modes by the laser cavity length caused at different frequencies or wavelengths within the laser gain bandwidth. 単一縦モードで発振する単一横モードレーザは単一周波数で発振し、二つの縦モードで発振するものは二つの独立した波長で(通常近接した間隔で) Single transverse mode laser that oscillates in a single longitudinal mode oscillates at a single frequency, it is intended to oscillate in two longitudinal modes in two separate wavelengths (in the normal close spacing)
同時に発振する。 At the same time to oscillate.

【0027】レーザ共振器内の電磁界「形状」は、ミラーの曲率、間隔、放電管の空洞直径に依存する。 The electromagnetic field within the laser cavity "shape", the curvature of the mirror, the interval depends on the cavity diameter of the discharge tube. ミラーの配列や間隔および波長がわずかに変化しても、レーザビームの「形状」(電磁界)は大きく変化してしまう。 Even sequences and spacing and the wavelength of the mirror is changed slightly, "shape" of the laser beam (electromagnetic field) is significantly changes.
その「形状」やビームの空間エネルギー分布を述べる際に特別な術語が展開されてきたが、ここでは横モードは二方向のビーム断面に表れる極小値の数に従って分類される。 Its "shape" and beam spatial energy distribution particular to in describing the terminology has been developed, wherein the transverse mode is classified according to the number of minimum values ​​appearing in two directions of the beam cross-section. 最も低次モードすなわち基本モードは中心に強度のピークがあり、TEM 00モードとして知られる。 The lowest order mode i.e. the fundamental mode has a peak intensity in the center, known as the TEM 00 mode. これは図4に示されるようなガウシアン強度分布を有する従来使用されてきたレーザである。 This is a laser which has been used conventionally has a Gaussian intensity distribution as shown in FIG. 一軸に沿っては極小値が一つで、その垂直方向の軸に沿っては極小値のないモードは、TEM 01*またはTEM 10であり、それらはその方位によって決定される。 Along one axis in one local minimum value, no modes minimum value along its vertical axis is a TEM 01 * or TEM 10, which is determined by its orientation. TEM 01*モードの強度分布の例が図3に図示されている(ビームを横切る距離d Examples of the intensity distribution of the TEM 01 * mode is shown in Figure 3 (the distance across the beam d
に対するビーム強度I)。 Beam intensity I) against. ほとんどのレーザのアプリケーションでは、TEM 00モードが最も望ましいと考えられている。 In most laser applications, TEM 00 mode is considered the most desirable. しかしながら非ガウシアンモード例えばTE However, non-Gaussian mode, for example, TE
01*モードやTEM 10モードのビームが、ガラス表面へより均一にレーザエネルギーを送り込むために使用できることがわかった。 Beam M 01 * mode or TEM 10 mode has been found to be used to pump more uniformly laser energy to the glass surface. 結果的に、レーザがガウシアン強度分布を有する場合よりも低いパワーでより高いレーザ切り込み速度が達成できることがわかった。 Consequently, a higher laser cut rate at a lower power than if the laser has a Gaussian intensity distribution is found to be achieved. さらに、レーザ切り込み工程を拡大したその動作範囲により、レーザパワーをより広い範囲で使用することができる。 Moreover, by its operating range of the enlarged laser cut process, it is possible to use a laser power in a wider range. これは非ガウシアンレーザビームにより、ビーム全体にわたってエネルギー分布の均一性をより向上することができるためだと思われる。 This is because the non-Gaussian laser beam is believed to be because that can further improve the uniformity of the energy distribution over the beam.

【0028】図3に示されるレーザビームはリング状からなる。 The laser beam shown in Figure 3 consists of a ring-shaped. このように、図3に示されるパワー分布はリング状のレーザビームのパワー分布の断面である。 Thus, the power distribution shown in FIG. 3 is a cross section of a power distribution of the annular laser beam. 少なくとも一対の強度ピークが、それより低いパワー分布である中心領域の外周部に位置するような非ガウシアンビームが本発明において望ましい。 At least one pair of the intensity peaks, non-Gaussian beams, such as positioned on the outer peripheral portion of the central region is that lower power distribution is desirable in this invention. このように、レーザビームの中心がレーザビームの少なくとも複数の外周領域のパワー強度よりも低いパワー強度を有することが望ましい。 Thus, it is desirable that the center of the laser beam having a lower power intensity than the power strength of at least a plurality of the peripheral region of the laser beam. この低いパワー中心領域は、0パワーレベルに完全になってもよく、その場合レーザビームは100%のT The low power central area, 0 may become completely power level, its case laser beam of 100% T
EM 01*パワー分布となる。 The EM 01 * power distribution. しかしながら、レーザビームは2ピークモード、すなわち図3に示されるように、 However, as the laser beam is indicated 2 peaks mode, i.e. in FIG. 3,
中心領域のパワー分布が単に外周領域のパワー分布以下に低下しているTEM 01*モードとTEM 00モードの組み合わせといった一つ以上のモードのレベルを組み合わせたものでもよい。 Power distribution of the central region may be merely a combination of levels of the TEM 01 * mode and TEM 00 mode mode combination one or more such that are reduced to the power distribution following the outer peripheral region. ビームが2ピークモードの場合、そのビームは、50%以上がTEM 01*モード、さらに好ましくは70%以上がTEM 01*モードで、その残りがTEM 00モードとする組み合わせが望ましい。 If the beam is 2 peak mode, the beam is 50% or more TEM 01 * mode, still preferably TEM 01 * mode over 70%, a combination of the remainder to the TEM 00 mode is preferred.

【0029】本発明の好ましい具体的実施の形態として、デジタルコンピュータのようなシステム制御装置(図示していない)を、レーザやガラスシート、システム上の他の可動部品などの移動を制御するシステムに接続する。 [0029] Preferred forms of specific embodiments of the present invention, a system controller, such as a digital computer (not shown), laser or glass sheet, a system for controlling the movement of such other moving parts on the system Connecting. そのシステム制御装置はシステムの様々な部品の移動を制御するために従来の機械制御技術を用いている。 The system controller uses a conventional machine control techniques to control movement of the various components of the system. システム制御装置はそのメモリ内に蓄積された様々な製造作動プログラムを使用し、各プログラムは、特定サイズのガラスシート用にレーザやガラスシート(さらには必要ならば他の可動部品)の移動を適切に制御するよう設計されることが望ましい。 The system controller uses the various production operating programs stored in its memory, each program, appropriate movement of the laser or glass sheet (if still necessary other moving parts) for the glass sheets of a particular size it is desirable that designed to control the.

【0030】以下の例では、本発明による方法を実証している。 [0030] The following example demonstrates the method according to the invention.

【0031】例1 この例では、ガウシアンパワー分布を有するCO 2レーザの動作を示している。 [0031] EXAMPLE 1 This example illustrates the operation of the CO 2 laser having a Gaussian power distribution.

【0032】レーザ16はPRCコーポレーションが製造したモデル1200の軸流2ビームCO 2レーザであった。 [0032] Laser 16 was an axial flow 2 beam CO 2 laser model 1200 is PRC Corporation manufactured. ビームはTEM 00モードで動作し、約12mmのスポットサイズ(レーザの放出点でのレーザビームの直径)でガラス表面から約2メートルの場所に配置した。 Beam operates in TEM 00 mode, and placed where about 2 meters from the glass surface with a spot size of about 12 mm (diameter of the laser beam at the emission point of the laser).
一対のシリンドリカルレンズを、レーザとガラス表面との間のレーザの光路内に配置し、レーザスポットを変形した。 A pair of cylindrical lenses, arranged in an optical path of the laser between the laser and the glass surface, by modifying the laser spot. これによりレーザをガラスにあてるレーザスポットを、長さ約45−50mmで、その中間点で幅約0. This by laser spot directing a laser glass, length about 45-50Mm, width of about at its midpoint 0.
1−0.15cmの細長く楕円形のビームとした。 It was elongated elliptical beam 1-0.15Cm. このレーザの共振器の基本モードはTEM 00である。 The fundamental mode of the resonator of the laser is TEM 00. これが共振器が発振可能な唯一のモードであるとき、共振する00モードレーザは可能な限り小さな発散で伝搬し、最も小さなスポットサイズで集光されるであろう。 This time the resonator is the only mode can oscillate, 00 mode laser resonating propagates a small divergence as possible, will be best focused in a small spot size. この例では、レーザのパワー分布は、小さな内部開口とともにレーザ前端面で「平面」光カップラを利用することでガウシアン(TEM 00モードで動作する)となった。 In this example, the power distribution of the laser became Gaussian (operating in TEM 00 mode) by utilizing "plane" optical coupler with a small inner opening with a laser front facet.

【0033】約500mm幅×500mm長×約1.1 [0033] about 500mm width × 500mm length × about 1.1
mm厚のアルミノ珪酸塩のガラスシート10に、クラックの開始点19を形成するため、ガラスシートの端部に手動で切り込みをいれた。 The glass sheet 10 mm thick aluminosilicate, to form a starting point 19 of the cracks, was placed manually cut the end of the glass sheet. これにより、ガラスの上面の一端に約8mm長で約0.1mmの深さの小さな切り込みラインを形成してクラック開始点19をつくった。 Thus, to make a crack initiation point 19 to form a small incision lines of a depth of about 0.1mm to about 8mm in length to one end of the upper surface of the glass. ガラスシート10は、レーザ16がクラック開始点19に接触するように配置され、ガラスシート10を、以下の表1に記載されたパワーと速度で、レーザ16の行路がガラスシートを横切る直線行路に沿うように移動させた。 Glass sheet 10 is positioned such that the laser 16 is in contact with the crack initiation point 19, the glass sheet 10, the following power listed in Table 1 and the speed, in a linear path which path of the laser 16 traverses the glass sheet It is moved so that along.

【0034】 表1 レーザ速度 ピークパワー(W) 成功確率(%) 400mm/sec 120 100 420mm/sec 120−165 100 465mm/sec 165−175 100 475mm/sec 165−179 100 480mm/sec 168−179 66 500mm/sec 183−188 33 成功確率の欄は、それに対応するパワー範囲において達成された最もよいパフォーマンスを表す。 [0034] Table 1 Laser Speed ​​Peak Power (W) success probability (%) 400mm / sec 120 100 420mm / sec 120-165 100 465mm / sec 165-175 100 475mm / sec 165-179 100 480mm / sec 168-179 66 column of 500 mm / sec 183-188 33 success probability represents the best performance was achieved in the power range corresponding thereto. 100%の成功率は、記述されたパワー範囲において、レーザがガラスシートを実質的に時間中100%成功した動作パラメータがあったことを示している。 Success rate of 100%, in the described power range, indicating that the laser had operational parameters 100% successful in substantially time glass sheet.

【0035】例2 例1に述べたものと同じ方法、装置およびレーザを使用し、共振器をより高次のモードパワー分布でレーザを動作するようにした。 [0035] the same manner as described in Example 2 Example 1, using the apparatus and laser were to work with a laser in higher order mode power distribution of the resonator. 特に、レーザは2ピークモードで、 In particular, the laser 2 peak mode,
複数のサブビームからなり、その各々が強度分布を有する。 A plurality of sub-beams, each of which has an intensity distribution. これらのビームは独立であるので、その正味の分布は個々の形状の代数和であり、各モードのパワーの率により重みづけされる。 Since these beams are independent, the net distribution is the algebraic sum of the individual shape and is weighted by the rate of each mode of the power. 例として、TEM 00モードの量は光カップラの曲率を変えたり、開口部の直径を大きくすることにより低減できる。 As an example, the amount of TEM 00 mode can be reduced by increasing or varying the curvature of the optical coupler, the diameter of the opening. 本例では、レーザのパワー分布は約60対40のTEM 01*モードとTEM 00モードの混合比に変化させ(約14mmのスポットサイズになる)、約50−60mmのビーム長にした。 In this example, the power distribution of the laser is (becomes a spot size of about 14 mm) TEM 01 * mode and TEM 00 mode is changed to the mixing ratio of about 60:40, and the beam length of approximately 50-60mm. これは、2 This is, 2
0メートルの曲率半径の凹面光カップラを「平面」光カップラに置き換え、より大きな開口部にすることにより達成された。 The radius of curvature of the concave optical coupler of 0 m replaced by "plane" optical coupler, which is achieved by a larger opening. そのレーザのパワーと速度は表2に記載されるように変化した。 Power and speed of the laser was varied as described in Table 2.

【0036】 表2 レーザ速度 ピークパワー(W) 成功確率(%) 300mm/sec 90−145W 100 500mm/sec 155−195W 100 600mm/sec 200W 100 650mm/sec 200−220W 100 700mm/sec 250W 50 例1に使用したレーザがTEM 01*モードを有した非ガウシアンレーザへと変換されたとき、より低いレーザパワーでより高いカット速度が達成された。 [0036] Table 2 laser speed peak power (W) success probability (%) 300mm / sec 90-145W 100 500mm / sec 155-195W 100 600mm / sec 200W 100 650mm / sec 200-220W 100 700mm / sec 250W 50 Example 1 the laser used was when converted to a non-Gaussian laser having a TEM 01 * mode, a higher cut rate was achieved at a lower laser power. さらにレーザパワーのより広い範囲が満足する切り込み端部をなすよう許容された。 Furthermore a wider range of the laser power is allowed to form a cut end satisfactory. 例1と例2の結果を比較するとわかるように、ガウシアンレーザは475mm/secまでのカット速度で100%の切断(ほぼ全てのサンプルを刻むことに成功した)が達成できた。 Example 1 and as can be seen when comparing the results of Example 2, a Gaussian laser (succeeded in engrave almost all samples) 100% cut at cutting speeds up to 475 mm / sec was achieved. これらの速度以上で、 These speed or more,
堅実に満足した結果を得ることは困難であった。 To obtain the results of the solid satisfaction has been difficult. しかしながら、1000または2000mm/secの速度が本発明のビーム長を長くする方法を用いて達成されることが期待できる。 However, it is expected that the rate of 1000 or 2000 mm / sec can be achieved by using a method of lengthening the beam length of the present invention.

【0037】例3 この例では、レーザビームを生じるレーザは軸流CO 2 [0037] Example 3 In this example, a laser producing laser beam axial flow CO 2
レーザで、PRCコーポレーションが製造した、一管あたり600Wの2ビームレーザのモデルSS/200/ Laser, PRC Corporation manufactured, the two-beam laser per tube 600W Model SS / 200 /
2である。 2. そのビームはTEM 00モードの約12mmのスポットサイズであった。 The beam was a spot size of about 12mm of the TEM 00 mode. このレーザをガラス表面から約2メートルに配置した。 The laser was located about 2 meters from the glass surface. 一対のシリンドリカルレンズをレーザとガラス表面との間のレーザビームの行路に配置し、レーザスポットを変形した。 Place a pair of cylindrical lenses in the path of the laser beam between the laser and the glass surface, by modifying the laser spot. これによりレーザスポットは、ガラスにあてたとき約40−50mm長でその中間点において約1〜1.5mm幅の細長い楕円形になった。 Thus the laser spot becomes elongated elliptical of approximately 1~1.5mm width at its midpoint at about 40-50mm long when addressed to the glass. レーザのパワー分布はTEM 01*モードおよびTEM 00モードの60対40の混合で、それはレーザ前端面に20メートル曲率半径の凹面光カップラを使用することにより達成された。 Power distribution of the laser is a mixture of TEM 01 * mode and TEM 00 modes of 60:40, which was achieved by using a concave optical coupler 20 meters radius of curvature of the laser front facet. レーザパワーは160−20 Laser power 160-20
0Wの間を変化させ、ガラスシートを横切るレーザ速度は約500mm/secであった。 0W varied between, laser velocity across the glass sheet was about 500 mm / sec.

【0038】ガラスシート10は約500mm幅×50 The glass sheet 10 is about 500mm width × 50
0mm長×約1.1mm厚のアルミナ珪酸塩ガラスシートで、第1の方向にシートの片側上を3回、第1のレーザ切り込みラインの方向に直交する第2の方向にシートのもう片側上を3回の9回のレーザ切り込みをした。 Alumina silicate glass sheets of 0mm length × about 1.1mm thick, the first direction to 3 times on one side of the sheet, the first laser cuts a second direction on the other side of the sheet perpendicular to the direction of the line was 3 times 9 times of the laser cuts. このタイプの切り込み方法により、LCD基板ガラスの作製において製造作業効率を2倍にでき、ここで最も外部の切り込みラインはガラスシートの外端部を除去し、シートの各側の中間の切り込みラインはガラスの残りを4 The method cuts of this type, in the production of LCD substrate glass can production efficiency is doubled, wherein the outermost incision line removes the outer end portion of the glass sheet, an intermediate cut lines on each side of the sheet the rest of the glass 4
つの使用部材に連係して分離するものである。 It is intended to separate and linked to One use members. ガラスシートの各側の3つの切り込みラインを使用することにより、シートの片側の切り込みラインの行路がシートのもう片側の切り込みラインを交差する9つの交点を生じた。 The use of three cuts lines on each side of the glass sheet, resulting in nine intersections path of the sheet on one side of the cut line crosses the other side of the cut line of the sheet.

【0039】これを達成するために、ガラスシート10 [0039] In order to achieve this, the glass sheet 10
は、レーザ切り込みラインが所望される位置に3つのクラック開始点19を形成するため、ガラスシートの端部に沿って各側に手動で切り込みをいれた。 Since the laser cut lines to form three crack initiation points 19 in the desired location and placed manually cut along the edges of the glass sheets on each side. これにより、 As a result,
ガラスの上面の一端に、約1−8mm長で約0.1mm One end of the upper surface of the glass, about 0.1mm to about 1-8mm length
の深さの小さな切り込みラインの形で3つのクラック開始点19を形成した。 To form three crack initiation points 19 in a small incision form of line depth. クラックは4−8mmである必要はなく、むしろレーザが広げられるようなクラックであればクラック開始点として作用するに十分なものである。 Cracks need not be 4-8 mm, but rather sufficient to act as a crack initiation point when the crack as the laser is expanded. ガラスシート10はレーザ16がクラック開始点1 Glass sheet 10 is cracked start point first laser 16
9の一つに接するように配置され、図1のように、レーザ16の行路が切り込みライン20を形成するガラスシートを横断する直線行路に沿うようにガラスシート10 Arranged in contact with one of the 9, as shown in FIG. 1, the glass sheet 10 along a straight line path across the glass sheet path of the laser 16 to form a cut line 20
を動かした。 The moved. ガラスシートの第1の片側の3つの切り込みライン20の各々を形成するためにこの工程を繰り返した。 This process was repeated to form each of the first side of the three cut lines 20 of the glass sheet.

【0040】その後、ガラスシート10の逆側をさらすためにガラスシート10をひっくり返した。 [0040] Then, tipped the glass sheet 10 in order to expose the reverse side of the glass sheet 10. シート10 Sheet 10
は3つの他のクラック開始点10を形成するためガラスシートの端部に沿って手動で切り込みをいれ、再び、レーザ16の行路が3つの切り込みライン20を形成するためガラスシートを横断する直線行路に沿うようにガラスシート10を動かした。 Linear path is put cut manually along the edge of the glass sheet to form three other crack initiation point 10, again transverse to the glass sheet since the path of the laser 16 to form three notches line 20 It moved the glass sheet 10 so as to conform to. シートの第2の側に作られた3つの切り込みラインはガラスシート10の第1の側に形成した3つの切り込みラインの逆側で直交し、直角に3つの各切り込みラインの行路と直交して形成した。 Three cuts lines provided at the second side of the sheet are orthogonal in the reverse side of the three cuts lines formed on the first side of the glass sheet 10, and a right angle perpendicular to the three path of the incision line the formed.

【0041】その後、各切り込みライン20に沿ってガラスシート10を分離するため切り込みライン20に曲げモーメントを付加した。 [0041] Then, by adding a bending moment to the incision line 20 to separate the glass sheet 10 along the cut line 20. この結果生じたシートはその後ひっくり返し、これらのシートにそれぞれの切り込みライン20の領域に曲げモーメントを付加し、それによりそれらをさらに小さなシートに分割した。 The resulting sheet is turned over then added to the bending moment in the region of each of these sheets cut line 20, thereby to divide them into smaller sheets. この工程を100以上のガラスシートで繰り返し、それにより、切り込みライン20の行路がガラスシートの逆側に位置する切り込みライン20の行路と交わる交点を900点以上形成した。 This process was repeated more than 100 glass sheets, thereby path of incision line 20 is formed above 900 points the path and intersects the intersection of opposite located cut line 20 of the glass sheet. 全ての場合、分割した端部は一貫して非常に高品質なものであった。 In all cases, the divided end was very high quality consistently.

【0042】例4 本例では、保護プラスチック層の部分を除去しガラスシート10を小さなシートに分割するために、単一CO 2 [0042] In the four examples Example, in order to divide the glass sheet 10 to remove portions of the protective plastic layer in a small sheet, single CO 2
レーザ16を使用した。 Using the laser 16. ガラスシートは約400mm幅×400mm長×1.1mm厚で、Main Tape Glass sheets is about 400mm wide × 400mm long × 1.1 mm thick, Main Tape
Corporationが作製したLFC−3マスクフィルムの保護層をコーティングしたものであった。 Corporation, were those coated with a protective layer of LFC-3 masking film produced. L
FC−3はポリエチレンフィルム材料で、約0.002 FC-3 is a polyethylene film material, approximately 0.002
インチ厚であり、ロール状で保存され、アクリル接着剤が片側に施されている。 Inches in thickness, is stored in roll form, the acrylic adhesive is applied to one side. そのフィルムを、接着剤がガラスシートの接するようにガラスに付加し、コートされたガラスはその後、ガラスとフィルムとの接着を促進するため一対のローラー間で圧迫した。 The film, adhesive is applied to the glass in contact with the glass sheet, coated glass was then squeezed between a pair of rollers to promote adhesion between the glass and the film.

【0043】この例においては、レーザ16はPRCコーポレーションが製造したモデル1200の軸流2ビームCO 2レーザであった。 [0043] In this example, the laser 16 was axial two-beam CO 2 laser model 1200 is PRC Corporation manufactured. レーザビームはレーザの出射端で約7mmの直径であり、したがってレーザから放出されるスポットサイズは約38.5mm 2であり、約7 The laser beam is the diameter of about 7mm at the exit end of the laser, thus the spot size emitted by the laser is about 38.5 mm 2, about 7
0Wで動作し、ビームのパワー密度は約1.82W/m Operating at 0 W, the power density of the beam is about 1.82W / m
2となった。 It became m 2. レーザをガラス表面の保護層から約2メートルの位置に配置した。 The laser was located at the position of about 2 meters from the protective layer on the glass surface. レーザスポットを形成するためレーザとガラス表面との間のレーザ光路に一対のシリンドリカルレンズを配置した。 It was placed a pair of cylindrical lenses in the laser beam path between the laser and the glass surface to form a laser spot. これにより、保護層上のレーザスポット形状は約33mm長でその中間で2mm Thereby, the laser spot shape on the protective layer is 2mm in between about 33mm length
幅の細長い楕円状の形状となり、約1.35W/mm 2 Becomes elongated oval shape having a width of about 1.35 W / mm 2
のパワー密度となった。 It became of the power density. ガラスシートをレーザ16の下を約250mm/min. The glass sheet about a bottom of the laser 16 250 mm / min. の速度で動かした。 I moved at the speed. レーザ1 Laser 1
6はレーザが接する保護層を全て蒸発させ、それにより選択的に保護層を除去し、除去したストライプ14の幅は約2mm幅であった。 6 is evaporated any protective layer laser is in contact, thereby selectively removing the protective layer, removing the width of the stripe 14 was about 2mm wide. 保護層を除去した領域には残留物はなく、完全に保護層の残留物を除去した。 The removal of the protective layer region not residue was completely removed and the residue of the protective layer.

【0044】ガラスシートの端部にクラック開始点19 [0044] crack the starting point 19 to the end portion of the glass sheet
を形成するため手動でガラスシート10に切り込みを入れた。 Put a cut in the glass sheet 10 in the manual in order to form a. 保護層を選択的に除去した領域14においてガラスに切り込みをいれた。 Notched to glass in the region 14 is selectively removed the protective layer. これにより、ガラスの上面の一端に、約8mm長で約0.1mm深さの小さな切り込みラインの形でクラック開始点19を形成した。 Thus, one end of the upper surface of the glass, to form a crack initiation point 19 in the form of a small incision lines of about 0.1mm depth of about 8mm in length. ガラスシート10はレーザ16がクラック開始点19に接するように配置され、レーザ16の行路がレーザ16の第1の走査と同じ行路に沿うようにガラスシート10を動かした。 Glass sheet 10 is positioned such that the laser 16 is in contact with the crack initiation point 19, the path of the laser 16 moves the glass sheet 10 along the same path as the first scan of the laser 16. 結果的に、レーザ16は保護層の選択除去部14内を伝搬した。 Consequently, the laser 16 is propagated through the selectively removed portion 14 of the protective layer. 約250mm/min. About 250mm / min. の速度でガラスシート10を動かした。 It moved the glass sheet 10 in the speed. レーザによりレーザをガラス表面にあてた領域においてガラスを効果的に熱した。 The laser was heated effectively the glass in the region addressed to the glass surface by laser. レーザにより局所的に熱することにより、クラックがガラス表面を横切って伝搬し、クラック開始点19から始まり、 Locally by heating by laser, cracks propagate across the glass surface, starting from the crack initiation point 19,
レーザ16が進む行路に沿ってクラックは伝搬した。 Crack propagated along the path of the laser 16 advances. このクラックは約0.1mmの深さであった。 The crack was a depth of about 0.1 mm. レーザにより生じたクラックに曲げモーメントを付加するためガラスシートに手動で圧力を加え、それによりガラスシートを二つのシートに分割した。 Manually applying pressure to the glass sheet to add bending moment cracks caused by laser, thereby dividing the glass sheet into two sheets.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明によるガラス切断方法工程の斜視図。 Perspective view of the glass cutting method steps according to the invention; FIG.

【図2】図1で示した工程におけるガラス表面上のレーザビームスポットの拡大図。 Figure 2 is an enlarged view of the laser beam spot on the glass surface in the step shown in FIG.

【図3】図1および図2に示したレーザの所望強度形状を示したグラフ図。 Figure 3 is a graph diagram showing the desired intensity shape of the laser shown in FIGS.

【図4】標準的なガウシアンレーザのパワー分布を示したグラフ図。 Figure 4 is a graph diagram showing the power distribution of a standard Gaussian laser.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 ガラスシート 11 ガラスシート主面 16 レーザビーム 18 レーザスポット 19 クラック開始点 20 クラック 22 水ジェット 10 Glass sheet 11 of glass sheet main surface 16 the laser beam 18 laser spot 19 crack initiation point 20 crack 22 water jet

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【手続補正書】 [Procedure amendment]

【提出日】平成8年7月3日 [Filing date] 1996 July 3,

【手続補正1】 [Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】0044 [Correction target item name] 0044

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

【0044】ガラスシートの端部にクラック開始点19 [0044] crack the starting point 19 to the end portion of the glass sheet
を形成するため手動でガラスシート10に切り込みを入れた。 Put a cut in the glass sheet 10 in the manual in order to form a. 保護層を選択的に除去した領域14においてガラスに切り込みをいれた。 Notched to glass in the region 14 is selectively removed the protective layer. これにより、ガラスの上面の一端に、約8mm長で約0.1mm深さの小さな切り込みラインの形でクラック開始点19を形成した。 Thus, one end of the upper surface of the glass, to form a crack initiation point 19 in the form of a small incision lines of about 0.1mm depth of about 8mm in length. ガラスシート10はレーザ16がクラック開始点19に接するように配置され、レーザ16の行路がレーザ16の第1の走査と同じ行路に沿うようにガラスシート10を動かした。 Glass sheet 10 is positioned such that the laser 16 is in contact with the crack initiation point 19, the path of the laser 16 moves the glass sheet 10 along the same path as the first scan of the laser 16. 結果的に、レーザ16は保護層の選択除去部14内を伝搬した。 Consequently, the laser 16 is propagated through the selectively removed portion 14 of the protective layer. 約250mm/min. About 250mm / min. の速度でガラスシート10を動かした。 It moved the glass sheet 10 in the speed. レーザによりレーザをガラス表面にあてた領域においてガラスを効果的に熱した。 The laser was heated effectively the glass in the region addressed to the glass surface by laser. レーザにより局所的に熱することにより、クラックがガラス表面を横切って伝搬し、クラック開始点19から始まり、 Locally by heating by laser, cracks propagate across the glass surface, starting from the crack initiation point 19,
レーザ16が進む行路に沿ってクラックは伝搬した。 Crack propagated along the path of the laser 16 advances. このクラックは約0.1mmの深さであった。 The crack was a depth of about 0.1 mm. レーザにより生じたクラックに曲げモーメントを付加するためガラスシートに手動で圧力を加え、それによりガラスシートを二つのシートに分割した。 Manually applying pressure to the glass sheet to add bending moment cracks caused by laser, thereby dividing the glass sheet into two sheets. 以下、本発明の好ましい実施の形態を記載する。 Hereinafter referred to as the preferred embodiments of the present invention. (実施の形態1) ガラスシートを横断するクラックを形成するためガラスシートを横断するレーザビームの移動工程からなる平面ガラスシート製造方法において、該レーザビームが該ガラスシート上において細長いビームスポットを有し、該ビームスポットが20mm以上の最長寸法を有することを特徴とする平面ガラスシート製造方法。 (Embodiment 1) In flat glass sheet manufacturing method comprising a process of moving the laser beam across the glass sheet to form a crack across the glass sheet, the laser beam has an elongated beam spot on the glass sheet , flat glass sheet manufacturing method characterized by the beam spot has a longest dimension of more than 20 mm. (実施の形態2) 前記移動工程が、約30mm以上の最長寸法を有するビームスポットを有するレーザビームを移動する工程からなることを特徴とする実施の形態1 (Embodiment 2) the moving step, the embodiment which is characterized by comprising the step of moving the laser beam having a beam spot having a longest dimension of at least about 30mm Embodiment 1
記載の方法。 The method described. (実施の形態3) 前記移動工程が、約40mm以上の最長寸法を有するビームスポットを有するレーザビームを移動する工程からなることを特徴とする実施の形態1 (Embodiment 3) the moving step, the embodiment is characterized by comprising the step of moving the laser beam 1 having a beam spot having a longest dimension of at least about 40mm
記載の方法。 The method described. (実施の形態4) 前記移動工程が、前記ガラスシートに対し、少なくとも300mm/secの速度で前記レーザビームを移動する工程からなることを特徴とする実施の形態1記載の方法。 (Embodiment 4) the moving step, the relative glass sheets, the method according to the first described in characterized by comprising the step of moving the laser beam at a speed of at least 300 mm / sec. (実施の形態5) 前記移動工程が、前記ガラスシートに対し、少なくとも400mm/secの速度で前記レーザビームを移動する工程からなることを特徴とする実施の形態1記載の方法。 (Embodiment 5) the moving step, the relative glass sheets, the method according to the first described in characterized by comprising the step of moving the laser beam at a speed of at least 400 mm / sec. (実施の形態6) 前記移動工程が、前記ガラスシートに対し、少なくとも500mm/secの速度で前記レーザビームを移動する工程からなることを特徴とする実施の形態1記載の方法。 (Embodiment 6) the moving step, the relative glass sheets, the method according to the first described in characterized by comprising the step of moving the laser beam at a speed of at least 500 mm / sec. (実施の形態7) 前記移動工程が、少なくとも300 (Embodiment 7) said moving step is at least 300
mm/secの速度で、最長軸が該速度の約10%以上の長さであるビームスポットを有する前記レーザビームを移動する工程からなることを特徴とする実施の形態1 At a speed of mm / sec, the embodiments longest axis is characterized by comprising the step of moving the laser beam having a beam spot is about 10% longer than the length of the velocity 1
記載の方法。 The method described. (実施の形態8) 前記移動工程におけるレーザビームが、非ガウシアン成分からなることを特徴とする実施の形態1記載の方法。 (Embodiment 8) laser beam in the moving step, the method according to the first described in characterized by comprising a non-Gaussian component. (実施の形態9) 前記移動工程におけるレーザビームが、非ガウシアン成分からなることを特徴とする実施の形態2記載の方法。 (Embodiment 9) laser beam in the moving step, the method of embodiment 2, wherein the formed of a non-Gaussian component. (実施の形態10) 前記移動工程におけるレーザビームが、TEM 01モードとTEM 00モードの組合せからなることを特徴とする実施の形態9の方法。 (Embodiment 10) The mobile laser in the step beam, TEM 01 mode and TEM 00 mode method according to the ninth embodiment, wherein the a combination of. (実施の形態11)前記移動工程におけるレーザビームが、少なくとも50%のTEM 01モード成分からなり、 The laser beam in Embodiment 11 wherein the moving step comprises at least 50% of the TEM 01 mode component,
その残りがTEM 00モードであることを特徴とする実施の形態10の方法。 The method of embodiment 10, wherein the the remainder being TEM 00 mode. (実施の形態12) フラットパネルディスプレイに使用される、0.4mmから3.0mmの厚みを有するガラス基板分割方法において、該方法が、約0.4mmから3.0mmの厚みの平面ガラスシートを用いる工程と、少なくとも300mm/secの速度で前記ガラスシート上においてレーザビームを移動させる移動工程からなり、該レーザビームが該ガラスシート上において細長いビームスポットを有し、該ビームスポットが20m Used in flat panel displays (Embodiment 12), the glass substrate dividing method having 3.0mm thickness from 0.4 mm, the method comprising the flat glass sheet having a thickness of about 0.4 mm 3.0mm of a step of using, consists moving step of moving the laser beam at least 300 mm / sec rate over the glass sheets, the laser beam has an elongated beam spot on the glass sheet, said beam spot is 20m
m以上の最長寸法を有し、前記移動工程により該ガラスシートを横断するクラックを十分に形成することを特徴とするガラス基板分割方法。 Has over the longest dimension m, a glass substrate dividing method characterized by sufficiently formed cracks across the glass sheet by said moving step. (実施の形態13) 前記移動工程が、約30mm以上の最長寸法のビームスポットを有するレーザビームを移動させる工程からなることを特徴とする実施の形態12 (Embodiment 13) said moving step is the embodiment which is characterized by comprising the step of moving the laser beam having a beam spot of about 30mm or more longest dimension 12
記載の方法。 The method described. (実施の形態14) 前記移動工程が、約40mm以上の最長寸法を有するビームスポットを有するレーザビームを移動する工程からなることを特徴とする実施の形態12記載の方法。 (Embodiment 14) said moving step The method of embodiment 12 described in characterized by comprising the step of moving the laser beam having a beam spot having a longest dimension of at least about 40 mm. (実施の形態15) 前記移動工程が、前記ガラスシートに対し、少なくとも400mm/secの速度で前記レーザビームを移動する工程からなることを特徴とする実施の形態12記載の方法。 (Embodiment 15) said moving step is the relative glass sheets, at least 400 mm / sec The method of embodiment 12, wherein the implementation at a rate of, characterized in that it comprises the step of moving the laser beam. (実施の形態16) 前記移動工程が、前記ガラスシートに対し、少なくとも500mm/secの速度で前記レーザビームを移動する工程からなることを特徴とする実施の形態12記載の方法。 (Embodiment 16) said moving step, the relative glass sheets, at least 500 mm / sec The method of embodiment 12, wherein the implementation at a rate of, characterized in that it comprises the step of moving the laser beam. (実施の形態17) 前記移動工程が、最長軸が前記速度の約10%以上の長さであるビームスポットを有する前記レーザビームを移動する工程からなることを特徴とする実施の形態12記載の方法。 (Embodiment 17) said moving step, the longest axis of about 10 percent or more in length and which beam the embodiment 12, wherein the comprising the step of moving the laser beam having a spot of the velocity Method. (実施の形態18) 前記移動工程におけるレーザビームが非ガウシアン成分からなることを特徴とする実施の形態12記載の方法。 (Embodiment 18) The method of embodiment 12 described in which the laser beam at the moving step is characterized by comprising the non-Gaussian component. (実施の形態19) 前記移動工程におけるレーザビームが非ガウシアン成分からなることを特徴とする実施の形態13記載の方法。 (Embodiment 19) The method of embodiment 13 described in which the laser beam at the moving step is characterized by comprising the non-Gaussian component. (実施の形態20) 前記移動工程におけるレーザビームが、TEM 01モードとTEM 00モードの組合せからなることを特徴とする実施の形態13の方法。 (Embodiment 20) the laser beam in a mobile process, TEM 01 mode and TEM 00 mode method embodiment 13, comprising the combination of.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロジャー アルフィー アレイル アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14814 ビッグ フラッツ オーウェン ハロウ ロード 3886 (72)発明者 ハリー メネガス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14812 ビーバー ダムズ ホーンビー ロード 1014 (72)発明者 ブルース ハーバート リーダー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14845 ホースヘッズ フリント ロード 3187 (72)発明者 ハリー ジェイ スティーブンス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14830 コーニング マーチン ヒル ロード 1512 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Roger Alfie Areiru United States, New York 14814 Big Flats Owen Harrow Road 3886 (72) inventor Harry Menegasu United States, New York 14812 Beaver Damuzu Hornby Road 1014 (72) inventor Bruce Herbert leader United States NY 14845 Horseheads Flint Road 3187 (72) inventor Harry Jay Stevens United States, New York 14830 Corning Martin Hill Road 1512

Claims (8)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 ガラスシートを横断するクラックを形成するためガラスシートを横断するレーザビームの移動工程からなる平面ガラスシート製造方法において、 該レーザビームが該ガラスシート上において細長いビームスポットを有し、該ビームスポットが20mm以上の最長寸法を有することを特徴とする平面ガラスシート製造方法。 1. A flat glass sheet manufacturing method comprising a process of moving the laser beam across the glass sheet to form a crack across the glass sheet, the laser beam has an elongated beam spot on the glass sheet, flat glass sheet manufacturing method of the beam spot is characterized by having a longest dimension greater than 20 mm.
  2. 【請求項2】 前記移動工程が、前記ガラスシートに対し、少なくとも300mm/secの速度で前記レーザビームを移動する工程からなることを特徴とする請求項1記載の平面ガラスシート製造方法。 Wherein said moving step, with respect to the glass sheet, at least flat glass sheet manufacturing method according to claim 1, wherein at a speed of 300 mm / sec, characterized in that it comprises the step of moving the laser beam.
  3. 【請求項3】 前記移動工程が、少なくとも300mm Wherein said moving step is at least 300mm
    /secの速度で、最長軸が該速度の約10%以上の長さであるビームスポットを有する前記レーザビームを移動する工程からなることを特徴とする請求項1記載の平面ガラスシート製造方法。 / Sec. Speed ​​of flat glass sheet manufacturing method according to claim 1, comprising the step of moving the laser beam up shaft having a beam spot is about 10% longer than the length of the speed.
  4. 【請求項4】 前記移動工程におけるレーザビームが、 The laser beam in claim 4, wherein said moving step,
    非ガウシアン成分からなることを特徴とする請求項1記載の平面ガラスシート製造方法。 Flat glass sheet manufacturing method according to claim 1, characterized by comprising the non-Gaussian component.
  5. 【請求項5】 フラットパネルディスプレイに使用される、0.4mmから3.0mmの厚みを有するガラス基板分割方法において、 該方法が、約0.4mmから3.0mmの厚みの平面ガラスシートを用いる工程と、 少なくとも300mm/secの速度で前記ガラスシート上においてレーザビームを移動させる移動工程からなり、 該レーザビームが該ガラスシート上において細長いビームスポットを有し、 該ビームスポットが20mm以上の最長寸法を有し、 前記移動工程により該ガラスシートを横断するクラックを十分に形成することを特徴とするガラス基板分割方法。 5. A used in flat panel displays, the glass substrate dividing method having 3.0mm thickness from 0.4mm, said method uses a flat glass sheet of 3.0mm in thickness from about 0.4mm process and consists moving step of moving the laser beam at least 300 mm / sec rate over the glass sheets, the laser beam has an elongated beam spot on the glass sheet, said beam spot is 20mm or more longest dimension the a, a glass substrate dividing method characterized by sufficiently formed cracks across the glass sheet by said moving step.
  6. 【請求項6】 前記移動工程が、約30mm以上の最長寸法のビームスポットを有するレーザビームを移動させる工程からなることを特徴とする請求項5記載のガラス基板分割方法。 Wherein said moving step, the glass substrate dividing method according to claim 5, comprising the step of moving the laser beam having a beam spot of about 30mm or more longest dimension.
  7. 【請求項7】 前記移動工程が、最長軸が前記速度の約10%以上の長さであるビームスポットを有する前記レーザビームを移動する工程からなることを特徴とする請求項5記載のガラス基板分割方法。 Wherein said moving step, a glass substrate according to claim 5, wherein the longest axis is characterized by comprising the step of moving the laser beam having about 10% or more beam spot is the length of the velocity division method.
  8. 【請求項8】 前記移動工程におけるレーザビームが非ガウシアン成分からなることを特徴とする請求項5記載のガラス基板分割方法。 8. The glass substrate dividing method according to claim 5, wherein the laser beam at the moving step comprises a non-Gaussian component.
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