JP2021514924A - 透明なマザーシートから透明な物品をレーザ形成し、透明な物品をインサイチュで処理するための方法 - Google Patents

Abstract

透明なマザーシートを処理するための方法は、透明なマザーシートに、透明な物品の周囲をそれぞれ画定する１つ以上の閉じた輪郭を形成するステップを含む。１つ以上の閉じた輪郭の各々を形成するステップは、パルスレーザビームを透明なマザーシートへと向けて、透明なマザーシートの内部にきずを生じさせるステップと、透明なマザーシートとパルスレーザビームとを互いに相対的に並進させ、それにより１つ以上の閉じた輪郭に沿ったきずをレーザ形成するステップとを含む。当該方法は、閉じた輪郭に沿って透明なマザーシートの一部を分離し、それにより１つ以上の透明な物品を形成するステップであって、ここで、透明な物品は、透明なマザーシートのフレーム部分と摩擦係合している、ステップと、透明な物品の表面に材料を被着させるステップと、透明な物品をフレーム部分との摩擦係合から解放するステップとをさらに含む。

Description

関連出願

本願は、２０１８年２月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／６３５，１９７号明細書の優先権の利益を主張し、その内容が依拠され、その内容全体を参照により本明細書に援用するものとする。

本明細書は、概して、透明な物品および透明なマザーシートのような透明な被加工物をレーザ処理するための装置および方法に関し、より詳細には、透明なマザーシートから透明な物品をレーザ形成し、透明な物品をインサイチュ（in-situ）で処理することに関する。

材料のレーザ処理の分野は、種々の種類の材料の切断、穿孔、切削、溶接、溶融などが含まれる多種多様な用途を包含する。これらの処理の中でも、特に関心を持たれているものが、電子デバイス用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）またはディスプレイ材料のための、ガラス、サファイア、または溶融シリカのような材料の製造に利用することができる処理において、種々の種類の透明な基板を切断または分離することである。

プロセスの開発およびコストの観点から、ガラス基板の切断、分離、および処理には多くの改善の機会が存在する。現在市場で実施されている方法と比べてより高速な、より清潔な、より安価な、より高い再現性の、かつより高い信頼性の、ガラス基板を分離および処理する方法を有することに非常に関心が持たれている。したがって、ガラス基板を分離および処理するための改善された代替的な方法に対するニーズが存在する。

第１の実施形態によれば、透明なマザーシートを処理するための方法は、前記透明なマザーシートに１つ以上の閉じた輪郭を形成するステップであって、それぞれの閉じた輪郭は、透明な物品の周囲を画定するための複数のきずを前記透明なマザーシートに含む、ステップを含む。前記１つ以上の閉じた輪郭の各々を形成する前記ステップは、ビーム源から出力され、ビーム経路に沿って方向付けられたパルスレーザビームを前記透明なマザーシートへと向けるステップであって、これにより、前記透明なマザーシートへと向けられた前記パルスレーザビームの一部が、前記透明なマザーシートの内部で誘導吸収を発生させて、前記誘導吸収が、前記透明なマザーシートの内部にきずを生じさせるようにするステップと、前記透明なマザーシートと前記パルスレーザビームとを、１つ以上の閉じた輪郭線に沿って互いに相対的に並進させ、それにより前記透明なマザーシートの内部に、前記１つ以上の閉じた輪郭線に沿ったきずをレーザ形成するステップとを含む。当該方法は、前記閉じた輪郭に沿って前記透明なマザーシートの一部を分離し、それにより１つ以上の透明な物品を形成するステップであって、ここで、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つは、前記透明なマザーシートのフレーム部分と摩擦係合している、ステップと、前記透明なマザーシートの一部を分離して前記１つ以上の透明な物品を形成した後、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面に１つ以上の材料層を被着させるステップと、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面に前記１つ以上の材料層を被着させた後、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つを前記透明なマザーシートの前記フレーム部分との摩擦係合から解放するステップとをさらに含む。

第２の実施形態は、前記閉じた輪郭に沿って前記透明なマザーシートを分離し、それにより前記１つ以上の透明な物品を形成する前記ステップは、前記１つ以上の閉じた輪郭に応力を印加するステップを含む、第１の実施形態の方法を含む。

第３の実施形態は、前記１つ以上の閉じた輪郭に応力を印加する前記ステップは、前記１つ以上の閉じた輪郭に機械的応力を印加するステップを含む、第２の実施形態の方法を含む。

第４の実施形態は、前記１つ以上の閉じた輪郭に応力を印加する前記ステップは、赤外線レーザビームを、前記透明なマザーシートへと、前記１つ以上の閉じた輪郭に沿うようにまたは前記１つ以上の閉じた輪郭の近傍に向けるステップを含む、第２の実施形態の方法を含む。

第５の実施形態は、前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、メタライゼーション層を含む、第１から第４の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第６の実施形態は、前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、反射防止コーティングを含む、第１から第５の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第７の実施形態は、前記１つ以上の材料層を被着させる前記ステップは、前記１つ以上の材料層を蒸着させるステップを含む、第１から第６の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第８の実施形態は、前記１つ以上の材料層を被着させる前記ステップは、１つ以上の材料層をスピンコーティングするステップを含む、第１から第７の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第９の実施形態は、前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、ガラス、ガラスセラミック、ポリマー、またはそれらの組み合わせを含む、第１から第８の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第１０の実施形態は、前記１つ以上の材料層を被着させる前記ステップは、前記１つ以上の材料層を前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つに接合するステップを含む、第１から第９の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第１１の実施形態は、前記透明なマザーシートは、第１の透明なマザーシートを含み、前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、第２の透明なマザーシートを含む、第１から第１０の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第１２の実施形態は、前記第２の透明なマザーシートは、１つ以上の閉じた輪郭を含み、前記１つ以上の閉じた輪郭は、それぞれ複数のきずを含む、第１１の実施形態の方法を含む。

第１３の実施形態は、前記第２の透明なマザーシートの前記１つ以上の閉じた輪郭は、前記第１の透明なマザーシートの前記１つ以上の閉じた輪郭とは位置合わせされていない、第１２の実施形態の方法を含む。

第１４の実施形態は、前記第２の透明なマザーシートは、１つ以上の透明な物品と、フレーム部分とを含み、前記フレーム部分は、前記１つ以上の透明な物品を取り囲んでいて、かつ前記１つ以上の透明な物品と摩擦係合している、第１１の実施形態の方法を含む。

第１５の実施形態は、前記第２の透明なマザーシートの前記１つ以上の透明な物品および前記フレーム部分は、前記第１の透明なマザーシートの前記１つ以上の透明な物品および前記フレーム部分とは位置合わせされていない、第１４の実施形態の方法を含む。

第１６の実施形態は、前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、前記第１の透明なマザーシートと前記第２の透明なマザーシートとの間に配置されたメタライゼーション層を含む、第１１から第１５の実施形態の方法を含む。

第１７の実施形態は、前記第１の透明なマザーシートは、前記第２の透明なマザーシートに接合されている、第１１から第１６の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第１８の実施形態は、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つを前記フレーム部分との摩擦係合から解放する前記ステップは、前記１つ以上の透明な物品の各々と前記フレーム部分との間の接触を解除する、第１から第１７の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第１９の実施形態は、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分に１つ以上の解放線を形成するステップをさらに含む、第１から第１８の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第２０の実施形態は、前記１つ以上の解放線は、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分にある解放周線と、前記解放周線から前記フレーム部分の外面に向かって延在する１つ以上の解放支線とを含む、第１９の実施形態の方法を含む。

第２１の実施形態は、前記１つ以上の解放線を形成する前記ステップは、前記１つ以上の透明な物品のうちの前記少なくとも１つを前記透明なマザーシートの前記フレーム部分との摩擦係合から解放する、第１９の実施形態の方法を含む。

第２２の実施形態は、前記１つ以上の透明な物品の各々を解放する前記ステップは、前記１つ以上の解放線のうちの少なくとも１つと前記透明なマザーシートの前記フレーム部分の前記外面との間に延在するノッチ部分に応力を印加するステップを含む、第１９の実施形態の方法を含む。

第２３の実施形態は、前記１つ以上の透明な物品は、第１の透明な物品および第２の透明な物品を含み、前記第１の透明な物品は、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分と摩擦係合しており、前記第２の透明な物品は、前記第１の透明な物品と摩擦係合している、第１から第２２の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第２４の実施形態は、前記１つ以上の透明な物品は、前記透明な物品の内側アレイおよび前記透明な物品の外側アレイを含み、前記透明な物品の前記外側アレイは、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分と摩擦係合しており、前記透明な物品の前記内側アレイは、前記透明な物品の前記外側アレイによって前記フレーム部分から離隔されており、前記透明な物品の前記内側アレイのうちの少なくとも１つは、前記透明な物品の前記外側アレイと摩擦係合している、第１から第２３の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第２５の実施形態は、前記パルスレーザビームは、前記透明なマザーシートを照射する前に非球面光学素子を通過する、第１から第２４の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第２６の実施形態は、前記非球面光学素子は、屈折アキシコン、反射アキシコン、負のアキシコン、空間光変調器、回折光学系、または立方体形状の光学素子を含む、第２５の実施形態の方法を含む。

第２７の実施形態は、前記透明なマザーシートへと向けられる前記パルスレーザビームの一部は、波長λと、スポットサイズｗ_ｏと、

よりも大きなレイリー長Ｚ_Ｒを含む断面とを有し、Ｆ_Ｄは、１０以上の値を含む無次元の発散係数である、第１から第２６の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第２８の実施形態は、前記無次元の発散係数Ｆ_Ｄは、１０〜２０００の値を含む、第２７の実施形態の方法を含む。

第２９の実施形態は、前記無次元の発散係数Ｆ_Ｄは、５０〜１５００の値を含む、第２７の実施形態の方法を含む。

第３０の実施形態は、前記無次元の発散係数Ｆ_Ｄは、１００〜１０００の値を含む、第２７の実施形態の方法を含む。

第３１の実施形態は、隣り合うきず同士の間隔は、５０μｍ以下である、第１から第３０の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第３２の実施形態は、隣り合うきず同士の間隔は、２５μｍ以下である、第１から第３１の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第３３の実施形態は、隣り合うきず同士の間隔は、１５μｍ以下である、第１から第３２の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第３４の実施形態は、前記透明なマザーシートは、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス材料を含む、第１から第３３の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第３５の実施形態は、前記パルスレーザビームは、波長λを有し、前記透明なマザーシートは、ビーム伝搬方向において２０％／ｍｍ未満の、線形吸収および散乱に起因した合計損失を有する、第１から第３４の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第３６の実施形態は、前記ビーム源は、１パルスバースト当たり１個のサブパルスから１パルスバースト当たり３０個のサブパルスのパルスバーストを生成するパルスビーム源を含み、パルスバーストエネルギは、１パルスバースト当たり１００μＪ〜６００μＪである、第１から第３５の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第３７の実施形態は、前記透明なマザーシート上に１つ以上の基準を形成するステップをさらに含む、第１から第３６の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第３８の実施形態によれば、透明なマザーシートを処理するための方法は、前記透明なマザーシートに１つ以上の閉じた輪郭を形成するステップであって、それぞれの閉じた輪郭は、透明な物品の周囲を画定するための複数のきずを前記透明なマザーシートに含む、ステップを含む。前記１つ以上の閉じた輪郭の各々を形成する前記ステップは、ビーム源から出力され、ビーム経路に沿って方向付けられたパルスレーザビームを前記透明なマザーシートへと向けるステップであって、これにより、前記透明なマザーシートへと向けられた前記パルスレーザビームの一部が、前記透明なマザーシートの内部で誘導吸収を発生させて、前記誘導吸収が、前記透明なマザーシートの内部にきずを生じさせるようにするステップと、前記透明なマザーシートと前記パルスレーザビームとを、１つ以上の閉じた輪郭線に沿って互いに相対的に並進させ、それにより前記透明なマザーシートの内部に、前記１つ以上の閉じた輪郭線に沿ったきずをレーザ形成するステップとを含む。当該方法は、前記閉じた輪郭に沿って前記透明なマザーシートの一部を分離し、それにより１つ以上の透明な物品を形成するステップであって、ここで、前記１つ以上の透明な物品は、前記透明なマザーシートのフレーム部分と摩擦係合している、ステップと、前記透明なマザーシートの一部を分離して前記１つ以上の透明な物品を形成した後、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面を修正するステップと、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面に１つ以上の材料層を被着させた後、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つを前記透明なマザーシートの前記フレーム部分との摩擦係合から解放するステップとをさらに含む。

第３９の実施形態は、前記閉じた輪郭に沿って前記透明なマザーシートを分離し、それにより１つ以上の透明な物品を形成する前記ステップは、赤外線レーザビームを、前記透明なマザーシートへと、前記１つ以上の閉じた輪郭に沿うようにまたは前記１つ以上の閉じた輪郭の近傍に向けることにより、前記１つ以上の閉じた輪郭に応力を印加するステップを含む、第３８の実施形態の方法を含む。

第４０の実施形態は、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面を修正する前記ステップは、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面を研磨するステップを含む、第３８または第３９の実施形態の方法を含む。

第４１の実施形態は、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面を修正する前記ステップは、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面を清浄化するステップを含む、第３８から第４０の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第４２の実施形態は、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面を修正する前記ステップは、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面を粗面化するステップを含む、第３８から第４１の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第４３の実施形態は、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分に１つ以上の解放線を形成するステップをさらに含む、第３８から第４１の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第４４の実施形態は、前記１つ以上の解放線は、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分にある解放周線と、前記解放周線から前記フレーム部分の外面に向かって延在する１つ以上の解放支線とを含む、第４３の実施形態の方法を含む。

第４５の実施形態は、前記１つ以上の解放線を形成する前記ステップは、前記１つ以上の透明な物品のうちの前記少なくとも１つを前記透明なマザーシートの前記フレーム部分との摩擦係合から解放する、第４３の実施形態の方法を含む。

第４６の実施形態は、前記１つ以上の透明な物品の各々を解放する前記ステップは、前記１つ以上の解放線のうちの少なくとも１つと前記透明なマザーシートの前記フレーム部分の前記外面との間に延在するノッチ部分に応力を印加するステップを含む、第４３の実施形態の方法を含む。

第４７の実施形態は、前記１つ以上の透明な物品は、第１の透明な物品および第２の透明な物品を含み、前記第１の透明な物品は、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分と摩擦係合しており、前記第２の透明な物品は、前記第１の透明な物品と摩擦係合している、第３８から第４６の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第４８の実施形態は、前記１つ以上の透明な物品は、前記透明な物品の内側アレイおよび前記透明な物品の外側アレイを含み、前記透明な物品の前記外側アレイは、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分と摩擦係合しており、前記透明な物品の前記内側アレイは、前記透明な物品の前記外側アレイによって前記フレーム部分から離隔されており、前記透明な物品の前記内側アレイのうちの少なくとも１つは、前記透明な物品の前記外側アレイと摩擦係合している、第３８から第４７の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第４９の実施形態は、前記パルスレーザビームは、前記透明なマザーシートを照射する前に非球面光学素子を通過する、第３８から第４８の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第５０の実施形態は、前記透明なマザーシートへと向けられる前記パルスレーザビームの一部は、波長λと、スポットサイズｗ_ｏと、

よりも大きなレイリー長Ｚ_Ｒを含む断面とを有し、Ｆ_Ｄは、１０以上の値を含む無次元の発散係数である、第３８から第４９の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第５１の実施形態は、隣り合うきず同士の間隔は、３０μｍ以下である、第３８から第５０の実施形態のいずれか１つの方法を含む。

第５２の実施形態によれば、透明な被加工物アセンブリは、第１の主面、第２の主面、および１つ以上の側面を含む１つ以上の透明な物品と、前記１つ以上の透明な物品を取り囲んでいて、かつ第１の主面、第２の主面、１つ以上の内面、および外面を含むフレーム部分であって、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つが、前記１つ以上の透明な物品の各々を前記フレーム部分と摩擦係合したまま保持するために、前記フレーム部分の少なくとも１つの内面または前記１つ以上の内面と摩擦係合している、フレーム部分と、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の前記第１の主面上に配置されていて、かつ前記１つ以上の透明な物品のうちの前記少なくとも１つの透明な物品に関連する少なくとも１つの分離された輪郭を覆うように途切れなく配置されている、１つ以上の材料層とを含む。

第５３の実施形態は、前記１つ以上の透明な物品は、第１の透明な物品および第２の透明な物品を含み、前記第１の透明な物品は、前記フレーム部分と摩擦係合しており、前記第２の透明な物品は、前記第１の透明な物品と摩擦係合している、第５２の実施形態の透明な被加工物アセンブリを含む。

第５４の実施形態は、前記１つ以上の材料層は、前記第１の透明な物品の第１の主面上および前記第２の透明な物品の第１の主面上に配置されていて、かつ前記第１の透明な物品と前記第２の透明な物品との間の界面を形成する分離された輪郭を覆うように途切れなく配置されている、第５３の実施形態の透明な被加工物アセンブリを含む。

第５５の実施形態は、前記１つ以上の材料層は、前記第１の透明な物品の第１の主面上および前記フレーム部分の第１の主面上に配置されていて、かつ前記第１の透明な物品と前記フレーム部分との間の界面を形成する分離された輪郭を覆うように途切れなく配置されている、第５３の実施形態の透明な被加工物アセンブリを含む。

第５６の実施形態は、前記１つ以上の透明な物品は、前記透明な物品の内側アレイおよび前記透明な物品の外側アレイを含み、前記透明な物品の前記外側アレイは、前記フレーム部分と摩擦係合しており、前記透明な物品の前記内側アレイは、前記透明な物品の前記外側アレイによって前記フレーム部分から離隔されており、前記透明な物品の前記内側アレイのうちの少なくとも１つは、前記透明な物品の前記外側アレイと摩擦係合している、第５２から第５５の実施形態のいずれか１つの透明な被加工物アセンブリを含む。

第５７の実施形態は、前記フレーム部分は、１つ以上の解放線をさらに含む、第５２から第５６の実施形態のいずれか１つの透明な被加工物アセンブリを含む。

第５８の実施形態は、前記１つ以上の解放線は、前記フレーム部分にある解放周線と、前記解放周線から前記フレーム部分の外面に向かって延在する１つ以上の解放支線とを含む、第５７の実施形態の透明な被加工物アセンブリを含む。

第５９の実施形態は、前記１つ以上の解放線のうちの少なくとも１つと、前記フレーム部分の前記外面との間に延在するノッチ部分をさらに含む、第５７の実施形態の透明な被加工物アセンブリを含む。

第６０の実施形態は、前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、メタライゼーション層を含む、第５２から第５９の実施形態のいずれか１つの透明な被加工物アセンブリを含む。

第６１の実施形態は、前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、反射防止コーティングを含む、第５２から第６０の実施形態のいずれか１つの透明な被加工物アセンブリを含む。

第６２の実施形態は、前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、ガラス、ガラスセラミック、ポリマー、またはそれらの組み合わせを含む、第５２から第６１の実施形態のいずれか１つの透明な被加工物アセンブリを含む。

第６３の実施形態は、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つと、前記１つ以上の透明な物品を取り囲む前記フレーム部分とが、第１の透明なマザーシートを共同で含み、前記少なくとも１つの材料層のうちの少なくとも１つは、第２の透明なマザーシートを含み、前記第２の透明なマザーシートは、１つ以上の透明な物品と、前記１つ以上の透明な物品を取り囲むフレーム部分とを含む、第５２から第６２の実施形態のいずれか１つの透明な被加工物アセンブリを含む。

第６４の実施形態は、前記第２の透明なマザーシートの前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つは、前記第２の透明なマザーシートの前記１つ以上の透明な物品の各々を前記第２の透明なマザーシートの前記フレーム部分と摩擦係合したまま保持するために、前記第２の透明なマザーシートの前記フレーム部分と摩擦係合している、第６３の実施形態の透明な被加工物アセンブリを含む。

第６５の実施形態は、前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、前記第１の透明なマザーシートと前記第２の透明なマザーシートとの間に配置されたメタライゼーション層を含む、第６３の実施形態の透明な被加工物アセンブリを含む。

第６６の実施形態は、前記第１の透明なマザーシートは、前記第２の透明なマザーシートに接合されている、第６３の実施形態の透明な被加工物アセンブリを含む。

本明細書に記載しているプロセスおよびシステムの追加的な特徴および利点は、以下の詳細な説明に記載され、ある程度、これらの説明から当業者には容易に理解され、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、ならびに添付の図面を含めて、本明細書に記載されている実施形態を実施することによって認識されるだろう。

上記の概説および以下の詳細な説明が、両方とも種々の実施形態を記載しており、請求される主題の本質および特性を理解するための概観または枠組みを提供することを意図していることを理解すべきである。添付の図面は、種々の実施形態のさらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に援用され、本明細書の一部を構成する。図面は、本明細書に記載している種々の実施形態を例証しており、その説明と共に、請求される主題の原理および動作を解説するために使用される。

図面に示す実施形態は、本質的に例証的かつ例示的なものであって、特許請求の範囲によって規定される主題を制限することを意図していない。例証的な実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読むことにより理解することができ、図面において、同様の構造は、同様の参照符号によって示されている。
本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、きずの閉じた輪郭の形成を概略的に示す図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、透明なマザーシートの処理中における例示的なパルスレーザビーム焦線を概略的に示す図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、透明なマザーシートにきずの閉じた輪郭を形成するための、閉じた輪郭線を通過するパルスレーザビームのビームスポットと、透明なマザーシートから透明な物品を形成するための、きずの閉じた輪郭を通過する赤外線レーザビームのビームスポットとを概略的に示す図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、パルスレーザ処理のための光学アセンブリを概略的に示す図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、例示的なパルスバースト内の各レーザパルスの、時間に対する相対強度をグラフで示す図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、別の例示的なパルスバースト内の各レーザパルスの、時間に対する相対強度をグラフで示す図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、他の透明な物品と直接的に摩擦係合している透明な物品と、透明な物品を取り囲むフレーム部分とを含む、透明な被加工物アセンブリを概略的に示す図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、図５Ａの透明な被加工物アセンブリの断面図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、透明な物品と、透明な物品の各々に直接的に摩擦係合しているフレーム部分とを含む、透明な被加工物アセンブリを概略的に示す図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、図６Ａの透明な被加工物アセンブリの断面図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、透明な物品と、透明な物品を取り囲むフレーム部分と、フレーム部分に形成された解放周線とを含む、透明な被加工物アセンブリを概略的に示す図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、図７Ａの透明な被加工物アセンブリの断面図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、透明なマザーシートを概略的に示す図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、表面上に形成された基準を有する図８Ａの透明なマザーシートを概略的に示す図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、内部に形成されたきずの輪郭を有する図８Ｂの透明なマザーシートを概略的に示す図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、図８Ｃの透明なマザーシートから形成された透明な物品と、フレーム部分とを含む、透明な被加工物アセンブリを概略的に示す図である。 本明細書に記載している１つ以上の実施形態による、図８Ｄの透明な被加工物アセンブリの断面図である。

ここで、ガラス被加工物のような透明な被加工物（例えば、透明なマザーシート、および透明なマザーシートから形成される透明な物品）をレーザ処理するためのプロセスの実施形態を詳細に参照するが、これらの実施形態の例は、添付の図面に示されている。可能な場合には常に、同一または同様の部分を指すために図面全体を通して同一の参照符号が使用される。本明細書に記載している１つ以上の実施形態によれば、透明なマザーシートをレーザ処理して、この透明なマザーシートに１つ以上の閉じた輪郭を形成することができ、それぞれの閉じた輪郭は、透明なマザーシートから分離可能な１つ以上の透明な物品の周囲を画定する一連のきずを含む。１つの実施形態によれば、ビーム源が、パルスレーザビームを出力し、このレーザビームは、透明なマザーシートへと向けられて、透明なマザーシートに一連のきずを生じさせ、それにより、透明なマザーシートから形成される透明な物品の周囲をそれぞれ画定する１つ以上の閉じた輪郭をレーザ形成する。本明細書における種々の実施形態では、これらのきずは、被加工物における線きず、穿孔、またはナノ穿孔と称される場合がある。次いで、１つ以上の閉じた輪郭に、応力、例えば、化学的応力（例えば、化学エッチングによる）、熱的応力（例えば、加熱されたレーザ照射による）、または機械的応力などを印加することによって、１つ以上の閉じた輪郭によって画定された周囲を有する透明な物品を、透明なマザーシートから分離することができる。

透明なマザーシートから透明な物品を分離した後、これらの透明な物品は、追加的な処理ステップがなければ、透明なマザーシートと摩擦係合したままである。なぜなら、透明な物品の周囲と、透明な物品が分離された後に残っている透明なマザーシートのフレーム部分との間に、最小限の分離ギャップ（すなわち、最小限の切り溝）が存在するからである。この摩擦係合により、透明な物品を透明なマザーシートのフレーム部分と摩擦係合させたままで、透明な物品の表面（および任意選択的に、透明なマザーシートの残りのフレーム部分の表面）を、インサイチュ（in-situ）で追加的に処理することが可能となる。１つの例として、１つ以上の透明な物品の表面（および任意選択的に、透明なマザーシートの残りのフレーム部分の表面）に１つ以上の材料層を被着させることができる。別の例として、１つ以上の透明な物品の表面（および任意選択的に、透明なマザーシートの残りのフレーム部分の表面）を修正（例えば、研磨、粗面化、または清浄化など）することができる。これらの追加的な処理ステップの後、１つ以上の透明な物品を、透明なマザーシートのフレーム部分との摩擦係合から解放することができる。したがって、本明細書に記載している実施形態は、レーザ処理技術を使用して透明なマザーシートから透明な物品を形成し、その後、これらの透明な物品を透明なマザーシートの残りの部分と摩擦係合させたままで、これらの透明な物品の表面を処理する方法に関するものであり、これにより、これ以外の場合には寸法の制約または製造上の制約などに起因して個々に処理することが困難となり得る、複数の透明な物品の表面処理を、一括して実施することが容易になる。さらに、透明な物品を透明なマザーシートの残りの部分と摩擦係合したまま保持することにより、後続の処理および分離の前にこれらの透明な物品をより簡単に輸送することが可能となる。本明細書では、透明なマザーシートから透明な物品を形成および処理する種々の実施形態を、添付の図面を詳細に参照しながら説明することとする。

本明細書で使用する「透明な被加工物」という表現は、透明なガラスまたはガラスセラミックから形成された被加工物を意味し、ここで、本明細書で使用する「透明」という用語は、その材料が、材料深度１ｍｍ当たり約２０％未満、例えば特定のパルスレーザ波長に対して材料深度１ｍｍ当たり約１０％未満、または特定のパルスレーザ波長に対して材料深度１ｍｍ当たり約１％未満の光吸収率を有することを意味する。１つ以上の実施形態によれば、透明な被加工物は、約５０マイクロメートル（μｍ）〜約１０ｍｍ（例えば、約１００μｍ〜約５ｍｍ、約０．５ｍｍ〜約３ｍｍ、または約１００μｍ〜約２ｍｍ、例えば、１００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、５００μｍ、７００μｍ、１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍ、または７ｍｍなど）の厚さを有することができる。本明細書に記載している透明な被加工物には、「透明なマザーシート」、「透明な物品」、および「フレーム部分」が含まれる。本明細書で使用する「透明なマザーシート」は、透明な被加工物であって、ここから追加的な（より小さな）透明な被加工物（例えば、透明な物品）を分離することができるような、透明な被加工物を指す。本明細書で使用する「透明な物品」は、透明なマザーシートから分離された透明な被加工物を指す。さらに、本明細書で使用する「フレーム部分」は、透明なマザーシートの残りの部分の一部または全部であって、ここから透明な物品が分離されるような、透明なマザーシートの残りの部分の一部または全部（例えば、透明な物品を取り囲んでいる隣接する残りの部分）を指す。

さらに、本開示は、透明な被加工物を処理するための方法について記載している。本明細書で使用する「レーザ処理」は、透明な被加工物に輪郭（例えば、閉じた輪郭）を形成すること、透明な被加工物を分離すること、またはそれらの組み合わせを含むことができる。透明な被加工物は、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルカリ土類アルミノケイ酸塩ガラス、アルカリ土類ボロアルミノケイ酸塩ガラス、溶融シリカなどのガラス組成物、もしくはサファイア、ケイ素、ガリウムヒ素などの結晶材料、またはそれらの組み合わせから形成されたガラス被加工物を含むことができる。いくつかの実施形態では、ガラスは、イオン交換強化可能であってよく、したがって、ガラス組成物は、透明な被加工物をレーザ処理する前または後に、かつ透明な被加工物の化学エッチングの前または後に、機械的強化のためのイオン交換強化を受けることが可能となる。例えば、透明な被加工物は、ニューヨーク州コーニングのコーニング社から入手可能なCorning Gorilla（登録商標）ガラス（例えば、コード２３１８、コード２３１９、およびコード２３２０）のような、イオン交換強化ガラスまたはイオン交換強化可能ガラスを含むことができる。さらに、これらのイオン交換強化ガラスは、約６ｐｐｍ／℃〜約１０ｐｐｍ／℃の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有することができる。いくつかの実施形態では、透明な被加工物のガラス組成物は、約１．０モル％を超えるホウ素を含むことができ、かつ／または限定するわけではないがＢ_２Ｏ_３を含む、ホウ素含有化合物を含むことができる。別の実施形態では、透明な被加工物を形成する元となるガラス組成物は、約１．０モル％以下のホウ素酸化物および／またはホウ素含有化合物を含む。さらに、透明な被加工物は、レーザの波長に対して透明なその他の成分、例えば、サファイアまたはセレン化亜鉛のような結晶を含むことができる。

いくつかの透明な被加工物は、ディスプレイおよび／またはＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板として利用可能である。ディスプレイまたはＴＦＴの使用に適したそのようなガラスまたはガラス組成物のいくつかの例としては、ニューヨーク州コーニングのコーニング社から入手可能なEAGLE XG（登録商標）およびCORNING LOTUS（商標）がある。アルカリ土類ボロアルミノケイ酸塩ガラス組成物は、限定するわけではないがＴＦＴ用の基板を含む、電子用途のための基板として使用するのに適するように調合可能である。ＴＦＴに関連して使用されるガラス組成物は、典型的には、ケイ素の熱膨張係数と同様の熱膨張係数（例えば、５×１０^−６／Ｋ未満、または４×１０^−６／Ｋ未満、例えば、約３×１０^−６／Ｋ、または約２．５×１０^−６／Ｋ〜約３．５×１０^−６／Ｋ）を有し、ガラス内のアルカリが低レベルである。ＴＦＴ用途では、低レベルのアルカリ（例えば、約０質量％〜２質量％の、例えば１質量％未満、例えば０．５質量％未満の微量のアルカリ）であれば、使用可能である。なぜなら、アルカリドーパントは、いくつかの条件下では、ガラスから浸出してＴＦＴを汚染または「汚毒」して、ＴＦＴを動作不能にする可能性があるからである。

本明細書で使用する「輪郭線」という表現は、透明な被加工物の表面上の所望の分離線（例えば、線、曲線など）であって、適切な加工条件下に置かれた場合に、透明な被加工物がこの線に沿って複数の部分に分離されることとなるような、分離線を表す。さらに、本明細書で使用する「閉じた輪郭線」という表現は、透明な被加工物の表面上の閉じた経路に沿って（例えば、透明なマザーシートの表面に沿って）延在する特定の輪郭線（例えば、線、曲線など）を表す。閉じた輪郭線は、透明なマザーシートから分離可能な透明な物品の所望の周囲を画定するものである。さらに、本明細書で使用する「輪郭」という表現は、輪郭線に沿って、種々の技法を使用して透明な被加工物に導入される複数のきずを指し、本明細書で使用する「閉じた輪郭」という表現は、閉じた輪郭線に沿って形成される輪郭を指す。さらに、本明細書で使用する「きず」は、赤外線レーザ処理、機械的応力形成、またはその他の分離プロセスのような追加的な処理によって、透明なマザーシートから透明な物品を形成するために、輪郭線および閉じた輪郭線に沿った透明なマザーシートの材料の分離（例えば、輪郭および閉じた輪郭の分離）を可能にするような、透明な被加工物における（バルク材料に対して）修正された材料の領域、空隙、引っ掻き跡、ひび、孔、またはその他の変形を含むことができる。きずは、ガラスの深さ全体にわたって貫通していてもよい。本明細書に開示しているきずは、「孔」または「孔のような」と記載されることもあるが、概して、空隙でなくてよく、むしろ、透明なマザーシートのうちの、本明細書に記載しているレーザ処理によって修正された部分であることを理解すべきである。

動作中、最初に、透明なマザーシートに１つ以上の閉じた輪郭を形成し、その後、この閉じた輪郭上で、透明な被加工物の表面に応力を印加（例えば、ＣＯ_２レーザまたはＣＯレーザなどのような赤外線レーザを使用して加熱）して、透明な被加工物に熱的応力のような応力を形成することにより、透明なマザーシートから１つ以上の透明な物品を分離することができる。最終的には、この応力により、閉じた輪郭に沿って被加工物が自発的に分離する。さらに、透明なマザーシートが強化される（例えば、イオン交換強化される）実施形態のような、いくつかの実施形態では、後続の分離ステップは、透明な被加工物の種類、厚さ、および構造に応じて、透明なマザーシートに存在する応力に起因して発生する自発的な破断によって起こり得る。例えば、透明なマザーシートを強化した後、透明なマザーシートに応力が存在し得るので、さらなる加熱ステップまたは機械的な分離ステップなしで、閉じた輪郭に沿った透明なマザーシートの自発的な分離を引き起こすことができる。

ここで一例として図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、ガラスマザーシートまたはガラスセラミックマザーシートのような透明なマザーシート１６０が、本明細書に記載している方法による処理を受けている様子が概略的に図示されている。透明なマザーシート１６０は、第１の主面１６２と、第１の主面１６２の反対側に位置し得る第２の主面１６４と、１つ以上の周面１６６とを含む。円形または楕円形のような丸みを帯びた形状を有する実施形態による透明なマザーシート１６０は、単一の連続した周面１６６を有することができ、長方形のような多角形を有する実施形態による透明なマザーシート１６０は、複数の周面１６６を有することができることに留意すべきである。

図１Ａおよび図１Ｂは、透明なマザーシート１６０における閉じた輪郭１７０の形成を示し、閉じた輪郭１７０は、パルスレーザビーム１１２が、並進方向１０１で、透明なマザーシート１６０に対して相対的に並進するように、パルスレーザビーム１１２と透明なマザーシート１６０とを互いに相対的に並進させることによって形成可能である。図１Ａおよび図１Ｂは、ビーム経路１１１に沿ったパルスレーザビーム１１２を示し、このパルスレーザビーム１１２は、例えば、アキシコンのような非球面光学素子１２０（図３）と、１つ以上のレンズ（例えば、以下で説明され、図３に図示されるような第１のレンズ１３０および第２のレンズ１３２）とを使用して、透明なマザーシート１６０の内部のパルスレーザビーム焦線１１３へと集束され得るように方向付けられる。例えば、パルスレーザビーム焦線１１３の位置は、Ｚ軸に沿って、かつＺ軸を中心として制御可能である。さらに、パルスレーザビーム焦線１１３は、約０．１ｍｍ〜約１００ｍｍの範囲内、または約０．１ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲内の長さを有することができる。種々の実施形態は、約０．１ｍｍ、約０．２ｍｍ、約０．３ｍｍ、約０．４ｍｍ、約０．５ｍｍ、約０．７ｍｍ、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ、または約５ｍｍ、例えば、約０．５ｍｍ〜約５ｍｍの長さｌを有するパルスレーザビーム焦線１１３を有するように構成可能である。さらに、パルスレーザビーム焦線１１３は、以下により詳細に定義するように、準非回折ビームの一部であってもよい。

図１Ａは、パルスレーザビーム１１２が、透明なマザーシート１６０の第１の主面１６２上に投影されるビームスポット１１４を形成する様子を図示している。図１Ａでは、パルスレーザビーム１１２が、最初に透明なマザーシート１６０の第１の主面１６２を照射している様子が図示されているが、代替的に、他の実施形態では、パルスレーザビーム１１２が、最初に透明なマザーシート１６０の第２の主面１６４を照射してもよいことを理解すべきである。さらに、本明細書でも使用される「ビームスポット」は、透明な被加工物（例えば、透明なマザーシート１６０）と最初に接触する点におけるレーザビーム（例えば、パルスレーザビーム１１２）の断面を指す。

ここで図２を参照すると、透明なマザーシート１６０からの透明な物品２１０の分離が、概略的に図示されている。図２は、レーザ処理する前における閉じた輪郭線１６５（図２の右側）と、閉じた輪郭線１６５に沿って形成されるきず１７２を含む、閉じた輪郭１７０（図２の中央）と、閉じた輪郭１７０に沿って透明なマザーシート１６０を分離することによって閉じた輪郭１７０に沿って形成される、透明な物品２１０（図２の左側）とを示す。閉じた輪郭線１６５は、所望の分離線を描いており、この分離線に沿って、透明なマザーシート１６０に閉じた輪郭１７０を形成することができ、その後、透明なマザーシート１６０から１つ以上の透明な物品２１０を形成することができる。換言すれば、それぞれの閉じた輪郭線１６５および閉じた輪郭１７０は、透明なマザーシート１６０から分離可能な透明な物品２１０の周囲２１５を画定するものである。さらに、それぞれの閉じた輪郭１７０は、複数のきず１７２を含み、これらの複数のきず１７２は、透明なマザーシート１６０内に延在していて、透明なマザーシート１６０の残りの部分（例えば、図５Ａに示されている透明なマザーシート１６０のフレーム部分２２０）から、透明なマザーシート１６０のうちの、閉じた輪郭１７０によって取り囲まれた材料（透明な物品２１０になる）を分離するための経路を確立する。

動作中、閉じた輪郭線１６５にパルスレーザビーム１１２（図２ではビームスポット１１４として図示されている）を照射し、パルスレーザビーム１１２と透明なマザーシート１６０とを、並進方向１０１で、閉じた輪郭線１６５に沿って互いに相対的に並進させて、閉じた輪郭１７０のきず１７２を形成することにより、閉じた輪郭１７０を形成することができる。その後、閉じた輪郭１７０に赤外線レーザビーム（図２では赤外線レーザビームスポット１１６として図示されている）を照射し、赤外線レーザビームと透明な被加工物とを、並進方向１０１で、閉じた輪郭１７０に沿ってまたは閉じた輪郭１７０の近傍で互いに相対的に並進させることにより、透明なマザーシート１６０から透明な物品２１０を分離することができる。

閉じた輪郭１７０は、図１Ａおよび図２では長方形として図示されているが、限定するわけではないが、円形、長円形、正方形、六角形、楕円形、規則的な幾何形状、不規則な形状、多角形の形状、任意の形状などを含む、他の閉じた構成が考えられ、かつ可能であることを理解すべきである。さらに、図２に示されているように、本明細書に記載している実施形態を使用して、単一の透明なマザーシート１６０に複数の閉じた輪郭１７０を形成し、それにより、１つの透明なマザーシート１６０から複数の透明な物品２１０を形成することができる。

引き続き図１Ａおよび図２を参照すると、本明細書に記載している実施形態では、（透明なマザーシート１６０上に投影されるビームスポット１１４を有する）パルスレーザビーム１１２を、透明なマザーシート１６０上へと向けることができる（例えば、透明なマザーシート１６０の厚さの少なくとも一部を貫通する高アスペクト比の線焦点へと集光させることができる）。これにより、パルスレーザビーム焦線１１３が形成される。さらに、ビームスポット１１４は、パルスレーザビーム焦線１１３の例示的な断面であり、パルスレーザビーム焦線１１３が、（ビームスポット１１４を形成しながら）透明なマザーシート１６０を照射すると、パルスレーザビーム焦線１１３は、透明なマザーシート１６０の少なくとも一部を貫通する。

さらに、閉じた輪郭１７０の複数のきず１７２を形成するために、パルスレーザビーム１１２を、（例えば、並進方向１０１で）透明なマザーシート１６０に対して相対的に並進させることができる。パルスレーザビーム１１２を透明なマザーシート１６０へと向けることまたは限局することにより、透明なマザーシート１６０の内部に誘導吸収が生成され、閉じた輪郭線１６５に沿って離間された各所で、透明なマザーシート１６０の化学結合を破壊するために十分なエネルギが蓄積されて、きず１７２が形成される。１つ以上の実施形態によれば、透明なマザーシート１６０を動かすこと（例えば、図３に示されているような、透明なマザーシート１６０に結合された並進ステージ１９０を動かすこと）によって、またはパルスレーザビーム１１２を動かすこと（例えば、パルスレーザビーム焦線１１３を動かすこと）によって、または透明なマザーシート１６０とパルスレーザビーム焦線１１３との両方を動かすことによって、パルスレーザビーム１１２を、透明なマザーシート１６０にわたって並進させることができる。パルスレーザビーム焦線１１３を、透明なマザーシート１６０に対して相対的に並進させることにより、透明なマザーシート１６０に複数のきず１７２を形成することができる。

いくつかの実施形態では、きず１７２は、概して、閉じた輪郭１７０に沿って、約０．１μｍ〜約５００μｍ、例えば、約１μｍ〜約２００μｍ、約２μｍ〜約１００μｍ、または約５μｍ〜約２０μｍなどの距離だけ、互いに離間することができる。例えば、きず１７２同士の適切な間隔は、ＴＦＴ／ディスプレイガラス組成物の場合には、約０．１μｍ〜約５０μｍ、例えば約５μｍ〜約１５μｍ、約５μｍ〜約１２μｍ、約７μｍ〜約１５μｍ、または約７μｍ〜約１２μｍであり得る。いくつかの実施形態では、隣り合うきず１７２同士の間隔は、約５０μｍ以下、４５μｍ以下、４０μｍ以下、３５μｍ以下、３０μｍ以下、２５μｍ以下、２０μｍ以下、１５μｍ以下、または１０μｍ以下などであり得る。さらに、透明なマザーシート１６０を、パルスレーザビーム１１２に対して相対的に並進させることは、１つ以上の並進ステージ１９０（図３）を使用して、透明なマザーシート１６０および／またはビーム源１１０を移動させることによって実施可能である。

再び図１Ａおよび図２を参照すると、きず１７２を形成するために使用されるパルスレーザビーム１１２は、強度分布Ｉ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）をさらに有し、図面に示されているように、Ｚは、パルスレーザビーム１１２のビーム伝搬方向であり、ＸおよびＹは、伝搬方向に直交する方向である。Ｘ方向およびＹ方向は、断面方向と称される場合もあり、Ｘ−Ｙ平面は、断面平面と称される場合がある。断面平面におけるパルスレーザビーム１１２の強度分布は、断面強度分布と称される場合がある。

図３に示される光学アセンブリ１００に関して以下でより詳細に説明されるような非球面光学素子１２０を通るように、パルスレーザビーム１１２を伝搬させること（例えば、ビーム源１１０を使用して、ガウスビームのようなパルスレーザビーム１１２を出力すること）により、ビームスポット１１４または他の断面におけるパルスレーザビーム１１２は、準非回折ビーム、例えば、以下で数学的に定義される低ビーム発散角を有するビームを含むことができる。ビーム発散角とは、ビームの伝搬方向（すなわち、Ｚ方向）におけるビーム断面の拡大率を指す。本明細書で使用する「ビーム断面」という表現は、パルスレーザビーム１１２のビーム伝搬方向に対して垂直な平面に沿った、例えば、Ｘ−Ｙ平面に沿った、パルスレーザビーム１１２の断面を指す。本明細書で論じられる１つの例示的なビーム断面は、透明なマザーシート１６０上に投影されたパルスレーザビーム１１２のビームスポット１１４である。準非回折ビームの例には、ガウスベッセルビームおよびベッセルビームが含まれる。

回折は、パルスレーザビーム１１２の発散につながる１つの要因である。他の要因には、パルスレーザビーム１１２を形成する光学系によって引き起こされる合焦もしくは脱焦、または界面での屈折および散乱が含まれる。閉じた輪郭１７０のきず１７２を形成するためのパルスレーザビーム１１２は、低発散性および弱回折性のビームスポット１１４を有することができる。パルスレーザビーム１１２の発散角は、レイリー長Ｚ_Ｒによって特徴付けられ、レイリー長Ｚ_Ｒは、パルスレーザビーム１１２の強度分布の分散σ^２およびビーム伝搬係数Ｍ^２に関係している。以下の説明では、デカルト座標系を使用して式が表される。他の座標系に関して対応する式は、当業者には既知である数学的技法を使用して得ることができる。ビーム発散角に関するさらなる情報は、A.E. Siegman著の文献名“New Developments in Laser Resonators”SPIE Symposium Series Vol. 1224, p. 2 (1990)と、R. BorghiおよびM. Santarsiero著の文献名“M² factor of Bessel-Gauss beams”Optics Letters, Vol. 22(5), 262 (1997)とに記載されており、これらの開示全体を、参照により本明細書に援用するものとする。さらなる情報は、“Lasers and laser-related equipment - Test methods for laser beam widths, divergence angles and beam propagation ratios - Part 1: Stigmatic and simple astigmatic beams”と題する国際標準ISO 11146-1:2005(E)と、“Lasers and laser-related equipment - Test methods for laser beam widths, divergence angles and beam propagation ratios - Part 2: General astigmatic beams”と題する国際標準ISO 11146-2:2005(E)と、“Lasers and laser-related equipment - Test methods for laser beam widths, divergence angles and beam propagation ratios - Part 3: Intrinsic and geometrical laser beam classification, propagation and details of test methods”と題する国際標準ISO 11146-3:2004(E)にも記載されており、これらの開示全体を、参照により本明細書に援用するものとする。

時間平均された強度プロファイルＩ（ｘ，ｙ，ｚ）を有するパルスレーザビーム１１２の強度プロファイルの重心の空間座標は、以下の式によって与えられる：

これらは、ウィグナー分布の一次モーメントとしても知られており、ISO 11146-2:2005(E)のセクション３．５に記載されている。これらの測定は、ISO 11146-2:2005(E)のセクション７に記載されている。

分散は、ビーム伝搬方向における位置ｚの関数としての、パルスレーザビーム１１２の強度分布の、断面（Ｘ−Ｙ）平面における幅の測定値である。任意のレーザビームの場合、Ｘ方向における分散は、Ｙ方向における分散とは異なる可能性がある。Ｘ方向およびＹ方向におけるそれぞれの分散を、

および

によって表すものとする。特に関心のあるものが、近接場限界および遠隔場限界における分散である。近接場限界でのＸ方向およびＹ方向におけるそれぞれの分散を、

および

によって表すものとし、遠隔場限界でのＸ方向およびＹ方向におけるそれぞれの分散を、

および

によって表すものとする。フーリエ変換

（ν_ｘおよびν_ｙは、Ｘ方向およびＹ方向におけるそれぞれの空間周波数である）による時間平均された強度プロファイルＩ（ｘ，ｙ，ｚ）を有するレーザビームの場合には、Ｘ方向およびＹ方向における近接場分散および遠隔場分散は、以下の式：

によって与えられる。

分散量

および

は、ウィグナー分布の対角要素としても知られている（ISO 11146-2:2005(E)を参照のこと）。これらの分散は、ISO 11146-2:2005(E)のセクション７に記載されている測定手法を使用して、実験的なレーザビームについて定量化可能である。簡単に言えば、この測定は、線形不飽和ピクセル型検出器を使用して、分散および重心座標を定義する積分方程式の無限積分領域を近似する有限空間領域にわたってＩ（ｘ，ｙ）を測定する。測定領域の適切な範囲、背景の減算、および検出器のピクセル解像度は、ISO 11146-2:2005(E)のセクション７に記載されている反復測定手順の収斂によって決定される。式（１）〜式（６）によって与えられる式の数値は、ピクセル型検出器によって測定されるような強度値の配列から数値的に計算される。

任意の光ビームに対する横方向の振幅プロファイル

（ただし、

である）と、任意の光ビームに対する空間周波数分布

（ただし、

である）との間のフーリエ変換関係を通して、

を示すことができる。

式（７）および式（８）では、

および

は、
それぞれｘ方向およびｙ方向におけるウエスト位置ｚ_０ｘおよびｚ_０ｙにおいて発生する

および

の最小値であり、λは、パルスレーザビーム１１２の波長である。式（７）および式（８）は、

および

が、パルスレーザビーム１１２のウエスト位置（例えば、パルスレーザビーム焦線１１３のウエスト部分）に関連する最小値からいずれかの方向にｚと共に二次的に増加することを示す。さらに、軸対称であり、これにより軸対称の強度分布Ｉ（ｘ，ｙ）を有するビームスポット１１４を含む、本明細書に記載している実施形態では、

であり、非軸対称であり、これにより非軸対称の強度分布Ｉ（ｘ，ｙ）を有するビームスポット１１４を含む、本明細書に記載している実施形態では、

であり、すなわち、

または

である。

式（７）および式（８）は、ビーム伝搬係数Ｍ^２の観点から書き換えることができ、ｘ方向およびｙ方向に関する別々のビーム伝搬係数

および

は、

のように定義される。

式（９）および式（１０）を再整理して、式（７）および式（８）に代入すると、

のようになる。これらは、

のように書き換えることができ、ここで、ｘ方向およびｙ方向におけるレイリー長Ｚ_ＲｘおよびＺ_Ｒｙは、それぞれ以下の式：

によって与えられる。

レイリー長は、（ビームウエストの位置での分散を基準にして）レーザビームの分散が２倍になっている範囲の（ISO 11146-1:2005(E)のセクション３．１２で定義されているビームウエストの位置を基準にした）距離に対応していて、レーザビームの断面積の発散角の尺度である。さらに、軸対称であって、これにより軸対称の強度分布Ｉ（ｘ，ｙ）を有するビームスポット１１４を含む、本明細書に記載している実施形態では、Ｚ_Ｒｘ＝Ｚ_Ｒｙであり、非軸対称であって、これにより非軸対称の強度分布Ｉ（ｘ，ｙ）を有するビームスポット１１４を含む、本明細書に記載している実施形態では、Ｚ_Ｒｘ≠Ｚ_Ｒｙであり、すなわち、Ｚ_Ｒｘ＜Ｚ_ＲｙまたはＺ_Ｒｘ＞Ｚ_Ｒｙである。レイリー長は、光強度がビームウエスト位置（最大強度の位置）で観測される値の半分に減衰している範囲の、ビーム軸に沿った距離としても観測可能である。レイリー長が大きいレーザビームは、低発散性であり、レイリー長が小さいレーザビームよりも緩慢に、ビーム伝搬方向における距離と共に拡大する。

上記の式は、レーザビームを表す強度プロファイルＩ（ｘ，ｙ，ｚ）を使用することにより、（ガウスビームだけでなく）あらゆるレーザビームに適用可能である。ガウスビームのＴＥＭ_００モードの場合、強度プロファイルは、以下の式：

によって与えられ、ここで、ｗ_ｏは、（ビーム強度がビームウエスト位置ｚ_ｏでのビームのピークビーム強度の１／ｅ^２に減少している範囲の半径として定義される）半径である。式（１７）および上記の式から、ＴＥＭ_００ガウスビームに関して以下の結果：

が得られ、ここで、Ｚ_Ｒ＝Ｚ_Ｒｘ＝Ｚ_Ｒｙである。ガウスビームの場合には、さらに、

であることに留意すべきである。

ビーム断面は、形状および寸法によって特徴付けられる。ビーム断面の寸法は、ビームのスポットサイズによって特徴付けられる。ガウスビームの場合には、スポットサイズは、ビームの強度がその最大値の１／ｅ^２に減少しているところの径方向範囲として定義されることが多く、式（１７）ではｗ_０として示されている。ガウスビームの最大強度は、強度分布の中心（ｘ＝０かつｙ＝０（デカルト）またはｒ＝０（円筒））に発生し、スポットサイズを決定するために使用される径方向範囲は、この中心を基準にして測定される。

軸対称（すなわち、ビーム伝搬軸Ｚを中心とした回転対称）の断面を有するビームは、ISO 11146-1:2005(E)のセクション３．１２で規定されているように、ビームウエスト位置で測定される単一の寸法またはスポットサイズによって特徴付け可能である。ガウスビームの場合には、式（１７）は、スポットサイズがｗ_ｏに等しいことを示し、ｗ_ｏは、式（１８）からは、２σ_０ｘまたは２σ_０ｙに対応する。円形の断面のような軸対称の断面を有する軸対称のビームの場合には、σ_０ｘ＝σ_０ｙである。したがって、軸対称のビームの場合には、断面寸法は、単一のスポットサイズパラメータによって特徴付け可能であり、ｗ_ｏ＝２σ_０である。スポットサイズは、非軸対称のビーム断面の場合にも同様に定義可能であるが、軸対称のビームとは異なり、σ_０ｘ≠σ_０ｙである。したがって、ビームのスポットサイズが非軸対称である場合には、非軸対称のビームの断面寸法を、２つのスポットサイズパラメータ、すなわち、それぞれｘ方向およびｙ方向におけるｗ_ｏｘおよびｗ_ｏｙによって特徴付ける必要があり、ここで、
ｗ_ｏｘ＝２σ_０ｘ （２５）
ｗ_ｏｙ＝２σ_０ｙ （２６）
である。

さらに、非軸対称のビームの場合における軸（すなわち、任意の回転角度）対称性の欠如は、σ_０ｘおよびσ_０ｙの値の計算の結果が、Ｘ軸およびＹ軸の向きの選択に依存するということを意味する。ISO 11146-1:2005(E)は、これらの参照軸を電力密度分布の主軸と称しており（セクション３．３〜３．５）、以下の説明では、Ｘ軸およびＹ軸がこれらの主軸と整列していると仮定する。さらに、断面平面においてＸ軸およびＹ軸を回転させることができる角度φ（例えば、それぞれＸ軸およびＹ軸の参照位置に対するＸ軸およびＹ軸の角度）を使用して、非軸対称のビームのスポットサイズパラメータの最小値（ｗ_{ｏ，ｍｉｎ}）および最大値（ｗ_{ｏ，ｍａｘ}）を定義することができる：
ｗ_{ｏ，ｍｉｎ}＝２σ_{０，ｍｉｎ} （２７）
ｗ_{ｏ，ｍａｘ}＝２σ_{０，ｍａｘ} （２８）
ここで、２σ_{０，ｍｉｎ}＝２σ_０ｘ（φ_{ｍｉｎ，ｘ}）＝２σ_０ｙ（φ_{ｍｉｎ，ｙ}）であり、２σ_{０，ｍａｘ}＝２σ_０ｘ（φ_{ｍａｘ，ｘ}）＝２σ_０ｙ（φ_{ｍａｘ，ｙ}）である。ビーム断面の軸非対称性の程度は、アスペクト比によって定量化可能であり、アスペクト比は、ｗ_{ｏ，ｍｉｎ}に対するｗ_{ｏ，ｍａｘ}の比率として定義される。軸対称のビーム断面は、１．０のアスペクト比を有するが、その一方で、長円形および他の非軸対称のビーム断面は、１．０より大きいアスペクト比を有し、例えば、１．１より大きい、１．２より大きい、１．３より大きい、１．４より大きい、１．５より大きい、１．６より大きい、１．７より大きい、１．８より大きい、１．９より大きい、２．０より大きい、３．０より大きい、５．０より大きい、または１０．０より大きい、などのアスペクト比を有する。

ビーム伝搬方向（例えば、透明なマザーシート１６０の深さ寸法）におけるきず１７２の均一性を促進するために、低発散性のパルスレーザビーム１１２を使用することができる。１つ以上の実施形態では、きず１７２を形成するために、低発散性のパルスレーザビーム１１２を使用することができる。上述したように、発散角は、レイリー長によって特徴付け可能である。非軸対称のビームの場合には、主軸ＸおよびＹに関するレイリー長は、それぞれＸ方向およびＹ方向に関して式（１５）および式（１６）によって定義され、ここで、任意の実際のビームの場合には、

および

であることを示すことができ、

および

は、レーザビームの強度分布によって決定される。対称のビームの場合には、レイリー長は、Ｘ方向とＹ方向とで同じであり、式（２２）または式（２３）によって表される。低発散角は、レイリー長の大きな値と、レーザビームの弱回折とに相関がある。

ガウス強度プロファイルを有するビームは、きず１７２を形成するためのレーザ処理にはさほど好ましくない可能性がある。なぜなら、ガウス強度プロファイルを有するビームは、利用可能なレーザパルスエネルギが、ガラスのような材料を修正することを可能にするために、十分に小さいスポットサイズ（約１〜５μｍまたは約１〜１０μｍのようなマイクロメートル範囲のスポットサイズなど）に集束された場合には、非常に高い回折性を有し、短い伝搬距離にわたって著しく発散するからである。低発散角を実現するためには、回折を減少させるようにパルスレーザビームの強度分布を制御または最適化することが望ましい。パルスレーザビームは、非回折性または弱回折性であってもよい。弱回折レーザビームには、準非回折レーザビームが含まれる。代表的な弱回折レーザビームには、ベッセルビーム、ガウスベッセルビーム、エアリービーム、ウェーバービーム、およびマシュービームが含まれる。

非軸対称のビームの場合には、レイリー長Ｚ_ＲｘとＺ_Ｒｙとは等しくない。式（１５）および式（１６）は、Ｚ_ＲｘおよびＺ_Ｒｙがそれぞれσ_０ｘおよびσ_０ｙに依存することを示唆しており、上記において、σ_０ｘおよびσ_０ｙの値がＸ軸およびＹ軸の向きに依存することを説明している。Ｚ_ＲｘおよびＺ_Ｒｙの値は、それに応じて変化し、各々が、主軸に対応する最小値および最大値を有し、任意のビームプロファイルに関してＺ_Ｒｘの最小値をＺ_{Ｒｘ，ｍｉｎ}で表し、Ｚ_Ｒｙの最小値をＺ_{Ｒｙ，ｍｉｎ}で表すとき、Ｚ_{Ｒｘ，ｍｉｎ}およびＺ_{Ｒｙ，ｍｉｎ}は、以下の式：

および

によって与えられることを示すことができる。

レーザビームの発散角は、最小のレイリー長を有する方向に、より短い距離にわたって発生するので、きず１７２を形成するために使用されるパルスレーザビーム１１２の強度分布は、Ｚ_ＲｘおよびＺ_Ｒｙ（または軸対称のビームの場合には、Ｚ_Ｒの値）が可能な限り大きくなるように制御可能である。非軸対称のビームの場合には、Ｚ_Ｒｘの最小値Ｚ_{Ｒｘ，ｍｉｎ}と、Ｚ_Ｒｙの最小値Ｚ_{Ｒｙ，ｍｉｎ}とが異なるので、損傷領域を形成する際には、Ｚ_{Ｒｘ，ｍｉｎ}およびＺ_{Ｒｙ，ｍｉｎ}のうちの小さい方を可能な限り大きくするような強度分布を有するパルスレーザビーム１１２を使用することができる。

種々の実施形態において、Ｚ_{Ｒｘ，ｍｉｎ}およびＺ_{Ｒｙ，ｍｉｎ}のうちの小さい方（または軸対称のビームの場合には、Ｚ_Ｒの値）は、５０μｍ以上、１００μｍ以上、２００μｍ以上、３００μｍ以上、５００μｍ以上、１ｍｍ以上、２ｍｍ以上、３ｍｍ以上、５ｍｍ以上、５０μｍ〜１０ｍｍの範囲内、１００μｍ〜５ｍｍの範囲内、２００μｍ〜４ｍｍの範囲内、または３００μｍ〜２ｍｍの範囲内などである。

本明細書で規定されるＺ_{Ｒｘ，ｍｉｎ}およびＺ_{Ｒｙ，ｍｉｎ}のうちの小さい方（または軸対称のビームの場合には、Ｚ_Ｒの値）の値および範囲は、被加工物を透過する種々の波長に関して、式（２７）で定義されたスポットサイズパラメータｗ_{ｏ，ｍｉｎ}を調整することによって達成可能である。種々の実施形態において、スポットサイズパラメータｗ_{ｏ，ｍｉｎ}は、０．２５μｍ以上、０．５０μｍ以上、０．７５μｍ以上、１．０μｍ以上、２．０μｍ以上、３．０μｍ以上、５．０μｍ以上、０．２５μｍ〜１０μｍの範囲内、０．２５μｍ〜５．０μｍの範囲内、０．２５μｍ〜２．５μｍの範囲内、０．５０μｍ〜１０μｍの範囲内、０．５０μｍ〜５．０μｍの範囲内、０．５０μｍ〜２．５μｍの範囲内、０．７５μｍ〜１０μｍの範囲内、０．７５μｍ〜５．０μｍの範囲内、０．７５μｍ〜２．５μｍの範囲内などである。

非回折または準非回折ビームは、概して、半径に対して非単調に減少する強度プロファイルのような、複雑な強度プロファイルを有する。ガウスビームに類似していることから、非軸対称のビームの場合には、有効なスポットサイズｗ_{ｏ，ｅｆｆ}は、強度が最大強度の１／ｅ^２に減少しているところである最大強度（ｒ＝０）の径方向位置からの、任意の方向における最短の径方向距離として定義可能である。さらに、軸対称のビームの場合には、ｗ_{ｏ，ｅｆｆ}は、強度が最大強度の１／ｅ^２に減少しているところである最大強度（ｒ＝０）の径方向位置からの径方向距離である。非軸対称のビームの場合には有効なスポットサイズｗ_{ｏ，ｅｆｆ}に基づいた、または軸対称のビームの場合にはスポットサイズｗ_ｏに基づいた、レイリー長の基準は、非軸対称のビームの場合には以下の式（３１）、または軸対称のビームの場合には以下の式（３２）を使用して、損傷領域を形成するための非回折ビームまたは準非回折ビームとして規定可能である：

ここで、Ｆ_Ｄは、少なくとも１０、少なくとも５０、少なくとも１００、少なくとも２５０、少なくとも５００、少なくとも１０００、１０〜２０００の範囲内、５０〜１５００の範囲内、１００〜１０００の範囲内の値を有する無次元の発散係数である。式（３１）を式（２２）または式（２３）と比較することにより、非回折ビームまたは準非回折ビームの場合には、式（３１）における、有効なビームサイズが２倍になっている範囲の距離Ｓｍａｌｌｅｒ ｏｆ Ｚ_{Ｒｘ，ｍｉｎ}，Ｚ_{Ｒｙ，ｍｉｎ}が、典型的なガウスビームプロファイルが使用された場合に予測される距離のＦ_Ｄ倍であることが分かる。無次元の発散係数Ｆ_Ｄは、レーザビームが準非回折であるかどうかを判定するための基準を提供する。本明細書で使用する場合、パルスレーザビーム１１２は、そのレーザビームの特性が、Ｆ_Ｄの値が１０以上であるときに式（３１）または式（３２）を満たしていると、準非回折であると見なされる。Ｆ_Ｄの値が増加するにつれて、パルスレーザビーム１１２は、より完全に近い非回折状態に近づく。さらに、式（３２）は、式（３１）を簡略化したものに過ぎず、したがって、式（３１）は、パルスレーザビーム１１２が軸対称である場合と、パルスレーザビーム１１２が非軸対称である場合との両方の場合における無次元の発散係数Ｆ_Ｄを数学的に記述したものであることを理解すべきである。

ここで図３を参照すると、非球面光学素子１２０（例えば、アキシコン１２２）を使用して透明なマザーシート１６０にパルスレーザビーム焦線１１３を形成する準非回折性のパルスレーザビーム１１２を生成するための光学アセンブリ１００が、概略的に図示されている。光学アセンブリ１００は、パルスレーザビーム１１２を出力するビーム源１１０と、第１のレンズ１３０および第２のレンズ１３２とを含む。

さらに、ビーム源１１０によって出力されたパルスレーザビーム１１２が、例えば、非球面光学素子１２０を通過し、その後、第１のレンズ１３０および第２のレンズ１３２の両方を通過した後に、透明なマザーシート１６０を照射するように、透明なマザーシート１６０を配置することができる。光軸１０２は、ビーム源１１０がパルスレーザビーム１１２を出力したときにパルスレーザビーム１１２のビーム経路１１１が光軸１０２に沿って延在するように、ビーム源１１０と透明なマザーシート１６０との間にＺ軸に沿って延在する。本明細書で使用する「上流」および「下流」は、ビーム源１１０に対するビーム経路１１１に沿った２つの場所またはコンポーネントの相対的な位置を指す。例えば、パルスレーザビーム１１２が、第２のコンポーネントを通過する前に第１のコンポーネントを通過する場合には、第１のコンポーネントは、第２のコンポーネントの上流にある。さらに、パルスレーザビーム１１２が、第１のコンポーネントを通過する前に第２のコンポーネントを通過する場合には、第１のコンポーネントは、第２のコンポーネントの下流にある。

引き続き図３を参照すると、ビーム源１１０は、パルスレーザビーム１１２を出力するように構成された任意の既知または未開発のビーム源１１０を含むことができる。動作中、閉じた輪郭１７０のきず１７２（図１Ａおよび図２）は、ビーム源１１０によって出力されたパルスレーザビーム１１２と、透明なマザーシート１６０との相互作用によって生成される。いくつかの実施形態では、ビーム源１１０は、例えば、１０６４ｎｍ、１０３０ｎｍ、５３２ｎｍ、５３０ｎｍ、３５５ｎｍ、３４３ｎｍ、または２６６ｎｍ、または２１５ｎｍの波長を含むパルスレーザビーム１１２を出力することができる。さらに、透明なマザーシート１６０にきず１７２を形成するために使用されるパルスレーザビーム１１２は、選択されたパルスレーザ波長に対して透明である材料にとって好適なものとすることができる。

きず１７２を形成するために適したレーザ波長は、透明なマザーシート１６０による線形吸収および散乱の合計損失が十分に低くなるような波長である。実施形態において、この波長における透明なマザーシート１６０による線形吸収および散乱の合計損失は、２０％／ｍｍ未満、または１５％／ｍｍ未満、または１０％／ｍｍ未満、または５％／ｍｍ未満、または１％／ｍｍ未満であり、「／ｍｍ」という寸法は、パルスレーザビーム１１２のビーム伝搬方向（例えば、Ｚ方向）における透明なマザーシート１６０の内部での距離１ミリメートル当たりを意味する。多くのガラス被加工物に対する代表的な波長には、Ｎｄ^３＋の基本波長および調和波長（例えば、１０６４ｎｍ付近の基本波長と、５３２ｎｍ、３５５ｎｍ、２６６ｎｍ付近の高次の調和波長とを有するＮｄ^３＋：ＹＡＧまたはＮｄ^３＋：ＹＶＯ_４）が含まれる。所与の基板材料に対する線形吸収および散乱の合計損失の要件を満たすような、スペクトルの紫外部分、可視部分、および赤外部分における他の波長を使用することも可能である。

動作中、ビーム源１１０によって出力されたパルスレーザビーム１１２は、透明な被加工物１６０において多光子吸収（ＭＰＡ）を生成することができる。ＭＰＡは、同一または異なる周波数の２つ以上の光子の同時吸収であり、この同時吸収によって分子が、ある１つの状態（通常は、基底状態）からより高いエネルギの電子状態（すなわち、イオン化）へと励起される。分子の関連する下位状態と上位状態との間のエネルギの差は、関連する光子のエネルギの合計に等しい。誘導吸収とも称されるＭＰＡは、例えば、線形吸収よりも桁違いに弱い２次または３次（またはより高次）の過程である場合がある。ＭＰＡは、２次の誘導吸収の強度が、例えば、光強度の２乗に比例する可能性があるという点で線形吸収とは異なり、したがって、非線形の光学過程である。

１つ以上の閉じた輪郭１７０（図１Ａおよび図２）を作製する穿孔ステップは、非球面光学素子１２０、第１のレンズ１３０、および第２のレンズ１３２と組み合わせて、ビーム源１１０（例えば、超短パルスレーザ）を利用して、透明なマザーシート１６０上にビームスポット１１４を投影し、パルスレーザビーム焦線１１３を生成することができる。パルスレーザビーム焦線１１３は、上記で定義したように、ガウスベッセルビームまたはベッセルビームのような準非回折ビームを含み、透明なマザーシート１６０を完全に穿孔して、透明なマザーシート１６０にきず１７２を形成することができ、これらのきず１７２が、閉じた輪郭１７０を形成することができる。いくつかの実施形態では、個々のパルスのパルス持続時間は、約１フェムト秒〜約２００ピコ秒の範囲内、例えば約１ピコ秒〜約１００ピコ秒の範囲内、または５ピコ秒〜約２０ピコ秒の範囲内などであり、個々のパルスの繰り返し周波数は、約１ｋＨｚ〜４ＭＨｚの範囲内、例えば約１０ｋＨｚ〜約３ＭＨｚの範囲内、または約１０ｋＨｚ〜約６５０ｋＨｚの範囲内などであり得る。

図４Ａおよび図４Ｂも参照すると、前述した個々のパルス繰り返し周波数における単一パルス動作に加えて、パルスバースト５００の形態で、２個のパルス５００Ａ（例えば、サブパルス）またはそれ以上（例えば、１パルスバースト当たり３個のサブパルス、４個のサブパルス、５個のサブパルス、１０個のサブパルス、１５個のサブパルス、２０個のサブパルス、またはそれ以上の個数のサブパルス、例えば１パルスバースト５００当たり１〜３０個のサブパルス、または１パルスバースト５００当たり５〜２０個のサブパルス）のパルスを生成することができる。理論によって制限されることは意図しないが、パルスバーストとは、単一パルス動作を利用した場合には容易に達成できないような時間スケールでの材料との光学的なエネルギ相互作用（すなわち、透明なマザーシート１６０の材料中のＭＰＡ）を生成する短くて高速なサブパルスをグループ化したものである。引き続き理論によって制限されることは意図しないが、パルスバースト（すなわち、パルスのグループ）の内部のエネルギは保存される。説明のための一例として、１００μＪ／バーストのエネルギと、２個のサブパルスとを有するパルスバーストの場合には、１００μＪ／バーストのエネルギが、２個のパルス間で１サブパルス当たり５０μＪの平均エネルギに分割され、１００μＪ／バーストのエネルギと、１０個のサブパルスとを有するパルスバーストの場合には、１００μＪ／バーストのエネルギが、１０個のサブパルス間で１サブパルス当たり１０μＪの平均エネルギに分割される。さらに、パルスバーストのサブパルス間でのエネルギ分布は、均一である必要はない。実際にいくつかの例では、パルスバーストのサブパルス間でのエネルギ分布が、指数関数的な減衰の形になっていて、その場合に、パルスバーストの最初のサブパルスが最も多くのエネルギを含み、パルスバーストの２番目のサブパルスがわずかにより少ないエネルギを含み、パルスバーストの３番目のサブパルスがさらにより少ないエネルギを含む、等々となっているものもある。しかしながら、個々のパルスバーストの内部での他のエネルギ分布も可能であり、透明なマザーシート１６０に種々の程度の修正をもたらすために、それぞれのサブパルスの正確なエネルギを調量することが可能である。

引き続き理論によって制限されることは意図しないが、１つ以上の閉じた輪郭１７０のきず１７２が、少なくとも２個のサブパルスを有するパルスバーストを用いて形成される場合には、閉じた輪郭１７０に沿って透明なマザーシート１６０を分離するために必要とされる力（すなわち、最大破断抵抗）は、同一の透明なマザーシート１６０における、単一パルスレーザを使用して形成される隣り合うきず１７２同士の間隔が同じである場合、同じ形状を有する閉じた輪郭１７０の最大破断抵抗と比較して低減される。例えば、単一パルスを使用して形成される閉じた輪郭１７０の最大破断抵抗は、２個以上のサブパルスを有するパルスバーストを使用して形成される閉じた輪郭１７０の最大破断抵抗よりも少なくとも２倍大きい。さらに、単一パルスを使用して形成される閉じた輪郭１７０と、２個のサブパルスを有するパルスバーストを使用して形成される閉じた輪郭１７０との間の最大破断抵抗の差は、２個のサブパルスを有するパルスバーストを使用して形成される閉じた輪郭１７０と、３個のサブパルスを有するパルスバーストを使用して形成される閉じた輪郭１７０との間の最大破断抵抗の差よりも大きい。したがって、パルスバーストを使用して、単一パルスレーザを使用して形成される閉じた輪郭１７０よりも容易に分離される閉じた輪郭１７０を形成することができる。

引き続き図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、パルスバースト５００の内部のサブパルス５００Ａ同士は、約１ナノ秒〜約５０ナノ秒の範囲内、例えば約１０ナノ秒〜約３０ナノ秒の範囲内、例えば約２０ナノ秒の持続時間によって分離可能である。他の実施形態では、パルスバースト５００の内部のサブパルス５００Ａ同士は、最大１００ピコ秒（例えば、０．１ピコ秒、５ピコ秒、１０ピコ秒、１５ピコ秒、１８ピコ秒、２０ピコ秒、２２ピコ秒、２５ピコ秒、３０ピコ秒、５０ピコ秒、７５ピコ秒、またはそれらの間の任意の範囲）の持続時間によって分離可能である。所与のレーザの場合、パルスバースト５００の内部の隣り合うサブパルス５００Ａ同士の間の時間間隔Ｔ_ｐ（図４Ｂ）は、比較的均一であり得る（例えば、互いに約１０％以内）。例えば、いくつかの実施形態では、パルスバースト５００の内部のそれぞれのサブパルス５００Ａ同士は、約２０ナノ秒（５０ＭＨｚ）だけ、後続のサブパルスから時間的に分離される。さらに、それぞれのパルスバースト５００の間の時間は、約０．２５マイクロ秒〜約１０００マイクロ秒、例えば、約１マイクロ秒〜約１０マイクロ秒、または約３マイクロ秒〜約８マイクロ秒であり得る。

本明細書に記載しているビーム源１１０の例示的な実施形態のいくつかでは、時間間隔Ｔ_ｂ（図４Ｂ）は、約２００ｋＨｚのバースト繰り返し周波数を有するパルスレーザビーム１１２を出力するビーム源１１０の場合には、約５マイクロ秒である。レーザバースト繰り返し周波数は、１つのバーストにおける最初のパルスから後続するバーストにおける最初のパルスまでの時間Ｔ_ｂに関連している（レーザバースト繰り返し周波数＝１／Ｔ_ｂ）。いくつかの実施形態では、レーザバースト繰り返し周波数は、約１ｋＨｚ〜約４ＭＨｚの範囲内であり得る。実施形態では、レーザバースト繰り返し周波数は、例えば、約１０ｋＨｚ〜６５０ｋＨｚの範囲内であり得る。それぞれのバーストの最初のパルスから後続するバーストの最初のパルスまでの時間Ｔ_ｂは、約０．２５マイクロ秒（４ＭＨｚのバースト繰り返し周波数）〜約１０００マイクロ秒（１ｋＨｚのバースト繰り返し周波数）、例えば、約０．５マイクロ秒（２ＭＨｚのバースト繰り返し周波数）〜約４０マイクロ秒（２５ｋＨｚのバースト繰り返し周波数）、または約２マイクロ秒（５００ｋＨｚのバースト繰り返し周波数）〜約２０マイクロ秒（５０ｋＨｚのバースト繰り返し周波数）であり得る。正確なタイミング、パルス持続時間、およびバースト繰り返し周波数は、レーザの設計に応じて変わり得るが、高強度の短パルス（Ｔ_ｄ＜２０ピコ秒、いくつかの実施形態ではＴ_ｄ≦１５ピコ秒）が特に良好に機能することが判明している。

バースト繰り返し周波数は、約１ｋＨｚ〜約２ＭＨｚの範囲内、例えば約１ｋＨｚ〜約２００ｋＨｚの範囲内であり得る。バースティングまたはパルスバースト５００の生成は、サブパルス５００Ａの発光が、均一かつ一定のストリーム状ではなく、むしろ密な塊状のパルスバースト５００であるような種類のレーザ動作である。パルスバーストレーザビームは、動作対象の透明なマザーシート１６０の材料に基づいて選択された波長であって、その波長では、その透明なマザーシート１６０の材料が、実質的に透明であるような波長を有する。材料において測定される１バースト当たりの平均レーザ出力は、材料の厚さ１ｍｍ当たり少なくとも約４０μＪであり得る。例えば、実施形態では、１バースト当たりの平均レーザ出力は、約４０μＪ／ｍｍ〜約２５００μＪ／ｍｍ、または約５００μＪ／ｍｍ〜約２２５０μＪ／ｍｍであり得る。具体例では、０．５ｍｍ〜０．７ｍｍの厚さを有するコーニング社のEAGLE XG（登録商標）の透明な被加工物の場合には、約３００μＪ〜約６００μＪのパルスバーストが、被加工物を切断および／または分離することができ、これは、約４２８μＪ／ｍｍ〜約１２００μＪ／ｍｍの例示的な範囲に対応する（すなわち、０．７ｍｍのEAGLE XG（登録商標）ガラスの場合には３００μＪ／０．７ｍｍであり、０．５ｍｍのEAGLE XG（登録商標）ガラスの場合には６００μＪ／０．５ｍｍである）。

透明なマザーシート１６０を修正するために必要なエネルギは、パルスバーストエネルギ（すなわち、それぞれのパルスバースト５００が一連のサブパルス５００Ａを含有する場合にパルスバースト５００の内部に含有されるエネルギ）の観点から、または単一レーザパルス（その多くがバーストを含むことができる）の内部に含有されるエネルギの観点から説明することできるパルスエネルギである。パルスエネルギ（例えば、パルスバーストエネルギ）は、約２５μＪ〜約７５０μＪ、例えば、約５０μＪ〜約５００μＪ、または約５０μＪ〜約２５０μＪであり得る。いくつかのガラス組成物の場合には、パルスエネルギ（例えば、パルスバーストエネルギ）は、約１００μＪ〜約２５０μＪであり得る。しかしながら、ディスプレイまたはＴＦＴのガラス組成物の場合には、パルスエネルギ（例えば、パルスバーストエネルギ）は、もっと高くてもよい（例えば、透明なマザーシート１６０の具体的なガラス組成に応じて、約３００μＪ〜約５００μＪ、または約４００μＪ〜約６００μＪ）。

理論によって制限されることは意図しないが、パルスバーストを生成することができるパルスレーザビーム１１２の使用は、透明な材料、例えばガラス（例えば、透明なマザーシート１６０）を切断または修正するために有利である。単一パルスレーザの繰り返し周波数だけ時間的に離間されている単一パルスの使用とは対照的に、バーストの内部の高速なパルスシーケンスにわたってパルスエネルギが分散されているバーストシーケンスを使用することにより、単一パルスレーザによって可能となる時間スケールよりも大きな時間スケールでの、材料との非常に集中的な相互作用を利用することが可能になる。（単一パルス動作とは対照的に）パルスバーストの使用は、きず１７２の寸法（例えば、断面寸法）を増大させ、これにより、透明な物品２１０（図５）を形成するために、１つ以上の閉じた輪郭１７０に沿って透明なマザーシート１６０を分離する際に、隣り合うきず１７２同士を接続させることが容易になり、それにより、透明な物品２１０（図５）における亀裂形成が最小化される。さらに、きず１７２を形成するためにパルスバーストを使用することによって、それぞれのきず１７２から透明なマザーシート１６０のバルク材料の中へと外向きに延在する亀裂の向きのランダム性が増大し、これにより、きず１７２の分離が閉じた輪郭１７０に追従するように、対応する透明な物品２１０（図５Ａ）を形成するために、きず１７２から外向きに延在する個々の亀裂が、閉じた輪郭１７０の分離に影響を与えなくなるか、またはさもなければバイアスをかけなくなり、これにより、透明な物品２１０と、残りの透明なマザーシート１６０（すなわち、透明なマザーシート１６０のフレーム部分２２０）との中へと延在する亀裂の形成が最小化される。

再び図３を参照すると、非球面光学素子１２０が、ビーム源１１０と透明なマザーシート１６０との間のビーム経路１１１内に配置されている。動作中、非球面光学素子１２０を通してパルスレーザビーム１１２、例えば、入射してくるガウスビームを伝搬させることにより、上記のように、パルスレーザビーム１１２のうちの、非球面光学素子１２０を越えて伝搬する部分が準非回折レーザビーム１１２となるように、パルスレーザビーム１１２を変化させることができる。非球面光学素子１２０は、非球面形状を含む任意の光学素子を含むことができる。いくつかの実施形態では、非球面光学素子１２０は、アキシコンレンズ、例えば、負の屈折アキシコンレンズ（例えば、負のアキシコン）、正の屈折アキシコンレンズ、屈折アキシコンレンズ、回折アキシコンレンズ、またはプログラム可能な空間光変調器アキシコンレンズ（例えば、位相アキシコン）などのような、円錐形の波面生成光学素子を含むことができる。

いくつかの実施形態では、非球面光学素子１２０は、形状がｚ’＝（ｃｒ^２／１）＋（１−（１＋ｋ）（ｃ^２ｒ^２））^１／２＋（ａ_１ｒ＋ａ_２ｒ^２＋ａ_３ｒ^３＋ａ_４ｒ^４＋ａ_５ｒ^５＋ａ_６ｒ^６＋ａ_７ｒ^７＋ａ_８ｒ^８＋ａ_９ｒ^９＋ａ_１０ｒ^１０＋ａ_１１ｒ^１１＋ａ_１２ｒ^１２として数学的に表される少なくとも１つの非球面を含み、ここで、ｚ’は、非球面の表面サグであり、ｒは、径方向（例えば、Ｘ方向またはＹ方向）における非球面と光軸１０２との間の距離であり、ｃは、非球面の面曲率であり（すなわち、ｃ_ｉ＝１／Ｒ_ｉであり、ここで、Ｒは、非球面の面半径である）、ｋは、円錐定数であり、係数ａ_ｉは、非球面を表す１次から１２次またはそれより高次の非球面係数（多項式非球面）である。１つの例示的な実施形態では、非球面光学素子１２０の少なくとも１つの非球面は、以下の係数ａ_１〜ａ_７、すなわち、それぞれ、−０．０８５２７４７８８、０．０６５７４８８４５、０．０７７５７４９９５、−０．０５４１４８６３６、０．０２２０７７０２１、−０．００５４９８７４７２、０．０００６６８２９５５を含み、非球面係数ａ_８〜ａ_１２は、０である。この実施形態では、少なくとも１つの非球面は、円錐定数ｋ＝０を有する。しかしながら、係数ａ_１は、ゼロではない値を有するので、このことは、ゼロではない値を有する円錐定数ｋを有することに等しい。したがって、ゼロではない円錐定数ｋ、ゼロではない係数ａ_１、またはゼロではないｋとゼロではない係数ａ_１との組み合わせを規定することによって、同等の表面を記述することができる。さらに、いくつかの実施形態では、少なくとも１つの非球面は、ゼロではない値を有する少なくとも１つのより高次の非球面係数ａ_２〜ａ_１２（すなわち、ａ_２，ａ_３，・・・ａ_１２のうちの少なくとも１つが≠０）によって記述または定義される。１つの例示的な実施形態では、非球面光学素子１２０は、ゼロではない係数ａ_３を含む、立方体形状の光学素子のような３次の非球面光学素子を含む。

いくつかの実施形態では、非球面光学素子１２０が（図３に示されるような）アキシコン１２２を含む場合には、このアキシコン１２２は、約１．２°、例えば約０．５°〜約５°、または約１°〜約１．５°、またはさらには約０．５°〜約２０°の角度を有するレーザ出力面１２６（例えば、円錐面）を有することができ、この角度は、パルスレーザビーム１１２がアキシコン１２２に入射するレーザ入力面１２４（例えば、平坦な面）を基準にして測定される。さらに、レーザ出力面１２６は、円錐の先端で終端する。さらに、非球面光学素子１２０は、レーザ入力面１２４からレーザ出力面１２６まで延在し、かつ円錐の先端で終端する中心軸１２５を含む。他の実施形態では、非球面光学素子１２０は、ワキシコン、空間光変調器のような空間位相変調器、または回折光学格子を含むことができる。動作中、非球面光学素子１２０は、入射してくるパルスレーザビーム１１２（例えば、入射してくるガウスビーム）を準非回折ビームに整形し、この整形された準非回折ビームが、今度は、第１のレンズ１３０および第２のレンズ１３２を通るように向けられる。

引き続き図３を参照すると、第１のレンズ１３０は、第２のレンズ１３２の上流に配置されており、第１のレンズ１３０と第２のレンズ１３２との間のコリメーション空間１３４の内部でパルスレーザビーム１１２をコリメートすることができる。さらに、第２のレンズ１３２は、透明なマザーシート１６０へとパルスレーザビーム１１２を集束させることができ、透明なマザーシート１６０は、結像平面１０４に配置可能である。いくつかの実施形態では、第１のレンズ１３０および第２のレンズ１３２は、それぞれ平凸レンズを含む。第１のレンズ１３０および第２のレンズ１３２がそれぞれ平凸レンズを含む場合には、第１のレンズ１３０および第２のレンズ１３２の湾曲部を、それぞれコリメーション空間１３４に面するように方向付けることができる。他の実施形態では、第１のレンズ１３０は、他のコリメートレンズを含むことができ、第２のレンズ１３２は、メニスカスレンズ、非球面レンズ、または他のより高次の補正された集束レンズを含むことができる。

ここで図５Ａ〜図８Ｅを参照して、透明なマザーシートからの透明な物品の形成についてより詳細に説明する。特に、図５Ａ〜図７Ｂは、透明な物品と、透明なマザーシートから形成されるフレーム部分とを含む、透明な被加工物アセンブリを示す。さらに、図８Ａ〜図８Ｅは、透明なマザーシートから１つ以上の透明な物品を形成するために透明なマザーシートをレーザ処理するステップを示す。

ここで図５Ａを参照すると、１つ以上の透明な物品２１０が（図１Ａ〜図３に図示されている透明なマザーシート１６０、または図８Ａ〜図８Ｃに図示されている透明なマザーシート３６０のような）透明なマザーシートから分離された後、単一の透明なマザーシートであったものは、１つ以上の透明な物品２１０と、１つ以上の透明な物品２１０を取り囲むフレーム部分２２０とが含まれた、透明な被加工物アセンブリ２００を含む。本明細書に記載している種々の実施形態では、フレーム部分２２０は、透明なマザーシートの残りの部分、または透明なマザーシートのフレーム部分と称される場合もある。

図５Ａの透明な被加工物アセンブリ２００の断面図である図５Ｂに示されているように、１つ以上の透明な物品２１０の各々は、第１の主面２１２と、第１の主面２１２の反対側であり得る第２の主面２１４とを含む。さらに、１つ以上の透明な物品２１０は、それぞれ第１の主面２１２と第２の主面２１４との間に延在する１つ以上の側面２１６を含む。さらに、フレーム部分２２０は、第１の主面２２２と、第１の主面２２２の反対側であり得る第２の主面２２４とを含む。フレーム部分２２０は、１つ以上の内面２２６および外面２２８も含む。特に、フレーム部分２２０の外面２２８は、透明なマザーシートの周面と同じ面であり、この透明なマザーシートから透明な物品２１０が分離される。さらに、１つ以上の透明な物品２１０のうちの少なくとも１つは、フレーム部分２２０の１つ以上の内面２２６のうちの少なくとも１つと摩擦係合していて、１つ以上の透明な物品２１０の各々をフレーム部分２２０と係合したまま保持する。例えば、１つ以上の透明な物品２１０のうちの少なくとも１つの透明な物品２１０の、１つ以上の側面２１６のうちの少なくとも１つを、フレーム部分２２０の内面２２６と直接的に摩擦係合させることができる。隣り合う透明な物品同士の間の、かつ／または透明な物品とフレーム部分との間の摩擦係合のこれらの界面は、本明細書では「分離された輪郭」と称される。さらに、本明細書で使用する場合、ある１つの分離された輪郭が、特定の透明な物品と、別の透明な物品、フレーム部分、またはその両方との間の摩擦係合の界面を形成している場合には、この分離された輪郭は、特定の透明な物品のほうに関連付けられる。

図５Ａおよび図５Ｂに示されているように、透明な被加工物アセンブリ２００は、複数の透明な物品２１０、例えば、第１の透明な物品２１０ａと、第２の透明な物品２１０ｂと、第３の透明な物品２１０ｃと、第４の透明な物品２１０ｄと、第５の透明な物品２１０ｅとを含むことができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の透明な物品２１０は、透明な物品２１０の内側アレイ２１１と、透明な物品２１０の外側アレイ２１３とを含むことができる。外側アレイ２１３のそれぞれの透明な物品２１０は、フレーム部分２２０と摩擦係合しており、内側アレイ２１１のそれぞれの透明な物品２１０は、外側アレイ２１３の少なくとも１つの透明な物品２１０によってフレーム部分２２０から離隔されている。さらに、内側アレイ２１１の透明な物品２１０のうちの少なくとも１つは、外側アレイ２１３の透明な物品２１０と摩擦係合している。図５Ａおよび図５Ｂに示されている実施形態では、第１の透明な物品２１０ａおよび第５の透明な物品２１０ｅが、外側アレイ２１３の一部であって、かつフレーム部分２２０と摩擦係合しており、第２、第３、および第４の透明な物品２２０ｂ〜２２０ｄが、内側アレイ２１１の一部である。第２の透明な物品２１０ｂは、第１の透明な物品２１０ａと第３の透明な物品２１０ｃとの間に配置されていて、かつ第１の透明な物品２１０ａおよび第３の透明な物品２１０ｃと摩擦係合しており、第４の透明な物品２１０ｄは、第３の透明な物品２１０ｃと第５の透明な物品２１０ｅとの間に配置されていて、かつ第３の透明な物品２１０ｃおよび第５の透明な物品２１０ｅと摩擦係合している。さらに、いくつかの実施形態では、内側アレイ２１１は、内側アレイ２１１の他の透明な物品２１０のみと摩擦係合する少なくとも１つの透明な物品２１０を含むことができる。

ここで図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、透明な被加工物アセンブリ２００’が示されている。図６Ａに示されているように、透明な被加工物アセンブリ２００’は、複数の透明な物品２１０を含み、これらの複数の透明な物品２１０は、フレーム部分２２０の一部によってそれぞれ互いに離隔されている。図６Ａの透明な被加工物アセンブリ２００’の断面図である図６Ｂに示されているように、１つ以上の透明な物品２１０の各々は、第１の主面２１２と、第１の主面２１２の反対側であり得る第２の主面２１４とを含む。さらに、１つ以上の透明な物品２１０は、それぞれフレーム部分２２０の内面２２６と摩擦係合する１つ以上の側面２１６を含む。図５Ａ〜図６Ｂの実施形態には示されていないが、例えば、透明な物品２１０が丸みを帯びた長方形を含んでいる実施形態では、透明な物品２１０は、互いに接触してもよく、かつ透明な被加工物アセンブリ２００のうちの、フレーム部分２２０の一部ではない、複数の透明な物品２１０の間に存在する離散した部分に接触することができる。また、図５Ａ〜図６Ｂには示されていないが、透明な物品２１０のうち、他の透明な物品２１０と摩擦係合するもの（図５Ａおよび図５Ｂと同様）と、フレーム部分２２０のみと摩擦係合するもの（図６Ａおよび図６Ｂと同様）とがある実施形態も企図されている。

ここで図５Ａ〜図６Ｂを参照すると、透明な被加工物アセンブリ２００，２００’は、フレーム部分２２０の内部に配置された１つ以上の解放線２３０を含むこともできる。最初に、フレーム部分２２０に複数のきず（図１Ａおよび図２のきず１７２と同様）をレーザ形成することによって、解放線２３０を形成することができ、その後、これらの解放線２３０に沿ってフレーム部分２２０が分離される。いくつかの実施形態では、解放線２３０を、例えば、図５Ａおよび図５Ｂに示されているように、透明な物品２１０と、フレーム部分２２０の外面２２８との間に延在させることができる。さらに、図６Ａに示されているように、解放線２３０を、透明な物品２１０同士の間に延在させることもできる。動作中、（例えば、赤外線レーザビームを解放線２３０に沿うようにまたは解放線２３０の近傍に向けること、または解放線２３０に機械的な力を印加することなどにより）１つ以上の解放線２３０に沿ってフレーム部分２２０を分離することによって、透明な物品２１０をフレーム部分２２０との摩擦係合から解放することができ、それにより、透明な物品２１０をフレーム部分２２０との接触から解除することができる。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの解放線２３０は、少なくとも１つの解放線２３０がノッチ部分２３５によって外面２２８から離隔されるように、外面２２８に達することなく外面２２８に向かって延在することができる。ノッチ部分２３５は、フレーム部分２２０のうちの、解放線２３０と外面２２８との間に配置された中実部分を含む。いくつかの実施形態では、ノッチ部分２３５は、外面２２８から少なくとも１つの解放線２３０まで延在しており、いくつかの実施形態では、ある解放線２３０が、外面２２８からノッチ部分２３５まで延在し、かつ別の解放線２３０が、このノッチ部分２３５からフレーム部分２２０の内面２２６まで延在するようにすることができる。

動作中、解放線２３０と外面２２８との間にノッチ部分２３５を残しながら１つ以上の解放線２３０を形成することにより、透明な物品２１０をフレーム部分２２０との摩擦係合から解放することなく、（例えば、赤外線レーザビームを解放線２３０に沿うようにまたは解放線２３０の近傍に向けること、または解放線２３０に機械的な力を印加することなどにより）解放線２３０に沿ってフレーム部分２２０を分離することができる。このことにより、透明な物品２１０をフレーム部分２２０との摩擦係合から解放することなく、閉じた輪郭１７０を分離するのと同じ動作ステップ中に（例えば、同じまたは類似の製造設備を使用して）解放線２３０を分離することが可能となる。

ここで図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、透明な物品２１０と、フレーム部分２２０と、解放周線２３２および１つ以上の解放支線２３４を含む解放線２３０とを含む、透明な被加工物アセンブリ２００’’が概略的に図示されている。解放周線２３２は、フレーム部分２２０内に配置されていて、かつ１つ以上の透明な物品２１０に外接している。解放周線２３２は、フレーム部分２２０の１つ以上の内面２２６のうちの少なくとも１つと接触していて、かつ透明な物品２１０を取り囲んでいる。解放支線２３４は、解放周線２３２から外面２２８に向かって延在している。いくつかの実施形態では、１つ以上の解放支線２３４は、解放周線２３２から外面２２８まで延在している。他の実施形態では、１つ以上の解放支線２３４は、解放周線２３２から延在することができ、解放支線２３４がノッチ部分２３５によって外面２２８から離隔されるように、解放周線２３２と外面２２８との間にノッチ部分２３５を配置することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ノッチ部分２３５は、外面２２８と解放支線２３４との間に延在することができ、いくつかの実施形態では、ある解放支線２３４が、外面２２８からノッチ部分２３５まで延在し、かつ別の解放線２３０が、このノッチ部分２３５からフレーム部分２２０の解放周線２３２まで延在するようにすることができる。他の実施形態では、解放線２３０が、解放周線２３２を含み、かつ解放支線２３４を含まないようにしてもよい。さらに、図示されていないが、図６Ａおよび図６Ｂの透明な被加工物アセンブリ２００’のいくつかの実施形態は、透明な物品２１０のうちの少なくとも１つと接触していて、かつこの１つ以上の透明な物品２１０を取り囲んでいる解放周線２３２を含むことができる。

動作中、（例えば、赤外線レーザビームを解放周線２３２および解放支線２３４に沿うようにもしくは解放周線２３２および解放支線２３４の近傍に向けること、または解放周線２３２および解放支線２３４に機械的な力を印加することなどにより）解放周線２３２および解放支線２３４を分離することによって、その後の、フレーム部分２２０への、例えば１つ以上のノッチ部分２３５への力の印加により、１つ以上の透明な物品２１０をフレーム部分２２０との摩擦係合から解除することが可能となる。代替的に、ノッチ部分２３５を有さない透明な被加工物アセンブリ２００’’の実施形態では、解放周線２３２および解放支線２３４を分離することにより、透明な物品２１０をフレーム部分２２０との摩擦係合から解除することができる。さらに、解放支線２３４を有さない実施形態では、フレーム部分２２０に力を印加して、フレーム部分２２０の外面２２８と解放周線２３２との間で亀裂を伝搬させることにより、１つ以上の透明な物品２１０をフレーム部分２２０との摩擦係合から解除することができる。

再び図５Ａ〜図７Ｂを参照すると、透明な被加工物アセンブリ２００，２００’，２００’’は、１つ以上の材料層２４０をさらに含むことができ、この１つ以上の材料層２４０は、少なくとも１つの透明な物品２１０の第１の主面２１２および第２の主面２１４のうちの一方または両方の上に配置されている。例えば、図５Ｂ，図６Ｂ，および図７Ｂに示されているように、材料２４０は、透明な被加工物アセンブリ２００の透明な物品２１０の各々の第１の主面２１２上に配置されている。いくつかの実施形態では、材料２４０を、追加的にフレーム部分２２０上に、例えば、フレーム部分２２０の第１の主面２２２および第２の主面２２４のうちの一方または両方の上に配置してもよい。理論によって制限されることは意図しないが、透明な物品２１０をフレーム部分２２０と摩擦係合したまま保持することにより、単一のプロセスステップで、複数の透明な物品２１０に１つ以上の材料層２４０を被着させることができる。この実施形態では、１つ以上の材料層２４０は、少なくとも１つの透明な物品２１０の第１の主面２１２上に配置されていて、かつ少なくとも透明な物品２１０に関連する少なくとも１つの分離された輪郭を覆うように途切れなく配置されている。一例として、１つ以上の材料層２４０は、第１の透明な物品２１０ａの第１の主面２１２上と、第２の透明な物品２１０ｂの第１の主面２１２上とに配置可能であり、かつ第１の透明な物品２１０ａと第２の透明な物品２１０ｂとの間の界面を形成する分離された輪郭を覆うように途切れなく配置可能である。別の例として、１つ以上の材料層２４０は、第１の透明な物品２１０ａの第１の主面２１２上と、フレーム部分２２０の第１の主面２２２上とに配置可能であり、かつ第１の透明な物品２１０ａとフレーム部分２２０との間の界面を形成する分離された輪郭を覆うように途切れなく配置可能である。さらに、比較的小さな複数の個々の透明な物品２１０に材料２４０を被着させるよりも、比較的大きな１つの透明な被加工物アセンブリ２００，２００’，２００’’に材料２４０を被着させる方が簡単であり得る。

いくつかの実施形態では、１つ以上の材料層２４０は、メタライゼーション層または反射防止コーティングなどを含むことができる。さらに、１つ以上の材料層２４０は、ガラス、ガラスセラミック、セラミック、ポリマー、またはそれらの組み合わせなどを含むことができる。例えば、１つ以上の材料層２４０は、透明な被加工物アセンブリ２００に接合された、例えば、１つ以上の透明な物品２１０のうちの少なくとも１つに接合された、１つ以上のガラスシートを含むことができる。動作中、解放線２３０は、透明な物品２１０がフレーム部分２２０との摩擦係合から解放される前に、１つ以上の材料層２４０が透明な物品２１０に被着されることを可能にする。さらに、ノッチ部分２３５は、解放線２３０が解放された後に、１つ以上の材料層２４０を被着させることを可能にする。なぜなら、ノッチ部分２３５は、破壊されることにより透明な物品２１０をフレーム部分２２０との摩擦係合から解放するために、限局された小さな力（機械的な力など）しか必要としないからである。さらに、解放線２３０が解放された後に、材料２４０を被着させることができるので、１つの透明な被加工物アセンブリ２００，２００’の表面全体に材料２４０を被着させることができ、このことは、複数の透明な物品２１０に材料２４０を選択的に被着させるよりも簡単であり得る。透明な被加工物アセンブリ２００，２００’の表面全体に材料２４０を被着させる１つの例示的な方法は、スピンコーティングを含む。

いくつかの実施形態では、透明なマザーシート１６０は、第１の透明なマザーシートを含み、１つ以上の材料層２４０のうちの少なくとも１つは、第２の透明なマザーシートを含むことができる。本明細書に記載しているレーザ処理を使用して、ガラスシートのスタックのような透明なマザーシートのスタックに穿孔し（すなわち、スタックの内部にきずを形成し）、最大数ｍｍの合計高さのガラススタックをただ１回のレーザ通過で完全に穿孔することができるが、複数の透明なマザーシートを同時に穿孔することが有利でない状況が存在する場合もある。一例として、少なくとも１つの透明なマザーシート上に金属コンポーネント（電気コネクタなど）が配置される実施形態では、透明なマザーシート（例えば、第１および第２の透明なマザーシート）に、同じ動作で（すなわち、スタックされた状態で）きずをレーザ形成しないことが有利であり得る。なぜなら、レーザビーム焦線が、金属コンポーネントによって散乱、遮断、または他の方法で中断され得るからである。別の例として、複数の異なる透明なマザーシート（例えば、第１および第２の透明なマザーシート）のきずの輪郭同士、およびその後に形成される透明な物品同士、ならびにフレーム部分同士が、互いに位置合わせされていない実施形態では、それぞれ異なる形状および寸法を有する輪郭、およびその後の透明な物品、ならびにフレーム部分を形成することができるように、それぞれの透明なマザーシート（例えば、第１および第２の透明なマザーシート）に別々にきずをレーザ形成することが有利であり得る。

いくつかの実施形態では、第２の透明なマザーシートは、１つ以上の閉じた輪郭のような１つ以上の輪郭を含むことができ、１つ以上の輪郭は、それぞれ、本明細書に記載している任意の実施形態による輪郭およびきずを含むことができる複数のきずを含み、第２の透明なマザーシートは、本明細書に記載している任意の実施形態による透明なマザーシート１６０を含むことができる。この実施形態では、第２の透明なマザーシートの１つ以上の閉じた輪郭は、第１の透明なマザーシートの１つ以上の閉じた輪郭とは位置合わせされておらず、したがって、第１の透明な被加工物および第２の透明な被加工物の両方においてきずの輪郭を同時にレーザ形成することは、実現不可能である。さらに、いくつかの実施形態では、第２の透明なマザーシートの閉じた輪郭を解放する前に、第２の透明なマザーシートを（第１の透明なマザーシート１６０から形成される）透明な物品２１０およびフレーム部分２２０と共にスタックして１つのアセンブリにすることができる。他の実施形態では、第２の透明なマザーシートを（第１の透明なマザーシート１６０から形成される）透明な物品２１０およびフレーム部分２２０と共にスタックして１つのアセンブリにする前に、第２の透明なマザーシートの１つ以上の閉じた輪郭を分離することができる。この実施形態では、第２の透明なマザーシートは、１つ以上の透明な物品と、フレーム部分とを含み、このフレーム部分は、１つ以上の透明な物品を取り囲んでいて、かつ１つ以上の透明な物品と摩擦係合しており、これらの１つ以上の透明な物品およびフレーム部分は、第１の透明なマザーシート１６０から形成される１つ以上の透明な物品２１０およびフレーム部分２２０と位置合わせされている。この実施形態では、第２の透明なマザーシートの（すなわち、第２の透明なマザーシートから形成される）フレーム部分は、ノッチ部分を有することができ、このノッチ部分は、透明な物品と第２の透明なマザーシートのフレーム部分とを摩擦係合したまま保持することができ、第１の透明なマザーシートのノッチ部分と同様のやり方で解放可能である。

いくつかの実施形態では、第１の透明なマザーシート（すなわち、透明な物品２１０およびフレーム部分２２０）は、第２の透明なマザーシートに接合可能であり、例えば、直接的に接合可能である。代替的に、第１の透明なマザーシート（すなわち、透明な物品２１０およびフレーム部分２２０）と、第２の透明なマザーシートとの間に、追加的な材料層２４０、例えば、メタライゼーション層、ポリマー層、セラミック層、ガラス層（例えば、第２の透明なマザーシートではないガラス層）、ガラスセラミック層、または第１の透明なマザーシートと第２の透明なマザーシートとの間に配置される同様の層を配置してもよい。したがって、本明細書に記載しているレーザ処理は、透明な物品と、追加的な材料層との、十分に位置合わせされてスタックされたアセンブリの形成を容易にする。さらに、透明な物品２１０をフレーム部分２２０との摩擦係合から解放する前に、スタックされたアセンブリを形成することにより、少なくとも１つの透明な物品２１０を含むスタックされたアセンブリの、より迅速かつより信頼できる形成を促進することができる。

ここで図８Ａ〜図８Ｅを参照すると、例えば、透明なマザーシート３６０から透明な物品４１０をレーザ形成し、透明な物品４１０をインサイチュで処理することによって透明なマザーシート３６０を処理する方法が、概略的に示されている。図８Ａおよび図８Ｂに示されているように、本方法は、最初に、透明なマザーシート３６０を用意するステップ（図８Ａ）と、いくつかの実施形態では、透明なマザーシート３６０に１つ以上の基準３６１を形成するステップ（図８Ｂ）とを含む。基準３６１は、透明なマザーシート３６０の上または中に、例えば、透明なマザーシート３６０の第１の主面３６２の中または上に形成されるマーキングを含む。基準３６１は、透明なマザーシート３６０の後々の処理ステップを支援するための参照点を提供し、位置合わせを容易にする。さらに、図８Ｃ〜図８Ｅに示されているように、基準３６１は、透明なマザーシート３６０のうちの、透明なマザーシート３６０から１つ以上の透明な物品４１０が形成された後にフレーム部分４２０になる部分に形成可能である。

ここで図１Ａ〜図３および図８Ａ〜図８Ｅを参照すると、透明なマザーシート３６０を処理する方法は、透明なマザーシート３６０にきず３７２（例えば、図１Ａおよび図２のきず１７２）を含む１つ以上の輪郭３７０（閉じた輪郭、例えば、図１Ａおよび図２の閉じた輪郭１７０など）を形成するステップを含む。例えば、輪郭３７０のうちのいくつか（例えば、閉じた輪郭）は、１つ以上の透明な物品４１０の周囲４１３を画定することができ、また、輪郭３７０のうちのいくつかは、解放線４３０になるように形成可能である。動作中、きず３７２を含む輪郭３７０を形成するステップは、ビーム源１１０によって出力され、ビーム経路１１１に沿って方向付けられたパルスレーザビーム１１２を、透明なマザーシート３６０へと向ける（例えば、限局する）ステップであって、これにより、透明なマザーシート３６０へと向けられたパルスレーザビーム１１２の一部が、透明なマザーシート３６０の内部に誘導吸収を発生させて、この誘導吸収が、透明なマザーシート３６０の内部にきず３７２を生成するようにする、ステップを含む。

パルスレーザビーム１１２は、透明なマザーシート３６０の損傷閾値を超えるために十分なパルスエネルギおよびパルス持続時間を含むことができる。いくつかの実施形態では、パルスレーザビーム１１２を透明なマザーシート３６０へと向けるステップは、ビーム源１１０によって出力されたパルスレーザビーム１１２を、ビーム伝搬方向（例えば、Ｚ軸）に沿って方向付けられたパルスレーザビーム焦線１１３へと集束するステップを含む。透明なマザーシート３６０は、パルスレーザビーム１１２のパルスレーザビーム焦線１１３に少なくとも部分的に重なるようにビーム経路１１１に配置される。パルスレーザビーム焦線１１３は、このようにして透明なマザーシート３６０へと向けられる。パルスレーザビーム１１２、例えば、パルスレーザビーム焦線１１３は、透明なマザーシート３６０の内部に誘導吸収を発生させて、透明なマザーシート３６０内にきず３７２を生成する。いくつかの実施形態では、個々のきず３７２は、数百キロヘルツ（すなわち、１秒当たり数十万個のきず）の速度で生成可能である。いくつかの実施形態では、非球面光学素子１２０は、パルスレーザビーム１１２をパルスレーザビーム焦線１１３へと集束させることができる。動作中、パルスレーザビーム焦線１１３の位置は、透明なマザーシート３６０に対して相対的にパルスレーザビーム１１２を適切に位置決めおよび／または位置合わせすることによって、ならびに光学アセンブリ１００（図３）のパラメータを適切に選択することによって、制御可能である。

引き続き図１Ａ〜図３および図８Ａ〜図８Ｅを参照すると、透明なマザーシートを処理する方法は、透明なマザーシート３６０を、パルスレーザビーム１１２に対して相対的に並進させるステップ（または、パルスレーザビーム１１２の方を、例えば、図１Ａおよび図２に示される並進方向１０１で、透明なマザーシート３６０に対して相対的に並進させてもよい）をさらに含むことができ、これにより、透明なマザーシート３６０に、１つ以上の透明な物品４１０の所望の周囲４１３をトレースする輪郭３７０（例えば、閉じた輪郭）が形成され、後続の分離ステップの後に、この１つ以上の透明な物品４１０を、透明なマザーシート３６０に形成することができる。

ここで図８Ｃ〜図８Ｅを参照すると、本方法は、輪郭３７０に沿って透明なマザーシート３６０の一部を分離し（図８Ｃ）、それにより１つ以上の透明な物品４１０と、１つ以上の透明な物品４１０を取り囲んでいて、かつ１つ以上の透明な物品４１０のうちの少なくとも１つと摩擦係合しているフレーム部分４２０とを含む、透明な被加工物アセンブリ４００を形成するステップ（図８Ｄおよび図８Ｅ）を含む。特に、少なくとも１つの透明な物品４１０の側面４１６は、フレーム部分４２０の１つ以上の内面４２６と直接的に摩擦係合しており、少なくとも１つの透明な物品４１０の側面４１６は、別の透明な物品４１０の側面４１６と直接的に摩擦係合している。動作中、透明なマザーシート３６０を分離するステップは、例えば、１つ以上の輪郭３７０に機械的応力を印加すること、または赤外線レーザビームを、透明なマザーシート３６０へと、１つ以上の輪郭３７０に沿うようにまたは１つ以上の輪郭３７０の近傍に向けることなどにより、１つ以上の輪郭３７０に応力を印加するステップを含む。

ここで図８Ｄの透明な被加工物アセンブリ４００の断面図である図８Ｅを参照すると、いくつかの実施形態では、本方法は、次に、１つ以上の透明な物品４１０のうちの少なくとも１つの透明な物品４１０の表面に１つ以上の材料層４４０を被着させるステップを含むことができる。図８Ｅに示されている実施形態では、材料４４０は、それぞれの透明な物品４１０の第１の主面４１２と、フレーム部分４２０の第１の主面４２２とに被着される。他の実施形態では、材料４４０を、付加的または代替的に、１つ以上の透明な物品４１０のうちの少なくとも１つの透明な物品４１０の第２の主面４１４と、フレーム部分４２０の第２の主面４２４とに被着させてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、材料４４０を、１つ以上の透明な物品４１０のうちの少なくとも１つの透明な物品４１０の表面（例えば、第１の主面４１２）には被着させるが、フレーム部分４２０の表面には被着させないようにしてもよい。いくつかの実施形態では、任意の既知または未開発の堆積方法、例えば、気相成長（化学気相成長または物理気相成長など）、またはスピンコーティングなどを使用して、透明な被加工物アセンブリ４００に材料層４４０を被着させることができる。さらに、透明な被加工物アセンブリ４００に材料層４４０を追加することにより、複合多層構造を形成することができる。例えば、層４４０のうちの少なくとも１つは、透明な物品４１０と共にスタックされた形態で配置可能な、上述した第２の透明なマザーシートと、フレーム部分４２０と、いくつかの実施形態では、追加的な材料層４４０とを含むことができる。

他の実施形態では、本方法は、付加的または代替的に、１つ以上の透明な物品４１０のうちの少なくとも１つの透明な物品４１０の表面、例えば、第１の主面４１２および／または第２の主面４１４を修正するステップをさらに含むことができる。１つ以上の透明な物品４１０のうちの少なくとも１つの透明な物品４１０の表面を修正するステップは、表面を研磨すること、表面を清浄化すること、表面を粗面化すること、表面をエッチングすること、表面をパターニングすること（例えば、表面に窪み部、マーキング、または他の限局された損傷のパターンを形成することによる）、またはそれらの組み合わせを含む。

次に、透明な物品４１０の表面に材料４４０を被着させるステップ、および／または透明な物品４１０の表面を修正するステップの後、本方法は、１つ以上の透明な物品４１０の少なくとも１つをフレーム部分４２０との摩擦係合から解放し、それにより、１つ以上の透明な物品４１０の各々とフレーム部分４２０との間の接触を解除するステップをさらに含むことができる。動作中、例えば、切れ目を入れて破断するプロセスのような機械的な破断プロセス、またはレーザ分離プロセスなどを使用して、フレーム部分４２０を破断することにより、透明な物品４１０をフレーム部分４２０との摩擦係合から解放することができる。少なくとも１つの材料層４４０が第２の透明なマザーシートを含む実施形態では、この第２の透明なマザーシートの透明な物品を、透明な物品４１０をフレーム部分４２０との摩擦係合から解放するのと同じステップで、または追加的なステップで、（例えば、第２の透明な被加工物のフレーム部分を破断することにより）第２の透明な被加工物のフレーム部分との摩擦係合から解放可能である。

いくつかの実施形態では、透明な物品４１０を解放するステップは、フレーム部分４２０に（解放周線４３２および解放支線４３４のような）１つ以上の解放線４３０を形成するステップを含むことができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の解放線４３０を形成するステップによって、１つ以上の透明な物品４１０のうちの少なくとも１つがフレーム部分４２０との摩擦係合から解放され、他の実施形態では、１つ以上の透明な物品４１０を解放するステップは、フレーム部分４２０に、例えば、１つ以上の解放線４３０のうちの少なくとも１つとフレーム部分４２０の外面４２８との間に延在するノッチ部分４３５に、応力を印加するステップを含む。

前述の説明を考慮すると、透明なマザーシートからの透明な物品の形成および処理は、透明な物品が透明なマザーシートの残りの部分と摩擦係合したままになるように、それぞれの透明な物品の所望の周囲に対応する閉じた輪郭線に沿ったきずを含む、閉じた輪郭を形成および分離することによって改善可能であることを理解すべきである。この摩擦係合により、透明な物品の表面への材料層の被着および／または透明な物品の表面の修正のような追加的な処理ステップを、透明な物品が透明なマザーシートの残りの部分と共にその場に留まっている間に実施することが可能になる。これらの追加的な処理ステップの後、１つ以上の透明な物品を解放することができる。したがって、本明細書に記載している実施形態により、複数の透明な物品を一括して表面処理することが容易になり、この複数の透明な物品の一括での表面処理は、寸法制約または製造制約などに起因した複数の透明な物品の個々の処理よりも高速で、安価で、より一貫性のあるものであり得る。

本明細書で使用する「約」という用語は、量、寸法、配合、パラメータ、および他の数量ならびに特性が正確ではなく、また必ずしも正確でなくてもよく、必要に応じて、公差、変換係数、丸め、および測定誤差など、ならびに当業者には既知の他の要因を反映しながら、概数および／またはそれ以上またはそれ以下であってもよいことを意味する。数値または範囲の端点を説明する際に「約」という用語が使用されている場合には、その言及されている特定の値または端点が含まれる。本明細書における数値または範囲の端点に「約」が付されているか否かにかかわらず、「約」によって修飾された実施形態と、「約」によって修飾されていない実施形態の２つの実施形態が記載されているものとする。さらに、それらの範囲の各々の端点は、他方の端点との関係においても、他方の端点とは関係なくても有効であることは理解されるであろう。

本明細書で使用する方向に関する用語、例えば、上、下、右、左、前、後、頂、底は、図示された図面を参照して使用されているに過ぎず、絶対的な向きを示唆することを意図していない。

特に明記しない限り、本明細書に記載している方法は、その方法のステップを特定の順序で実施することを要求していると解釈されることは意図しておらず、また、何らかの装置によって特定の向きが要求されることも意図していない。したがって、方法の請求項が、実際にその方法のステップが従うべき順序を記載していない場合、またはいずれの装置の請求項も、実際に個々のコンポーネントに対する順序または向きを記載していない場合、またはそれ以外に、特許請求の範囲もしくは明細書において、それらのステップが特定の順序に限定されるべきであることが明記されていない場合、または装置のコンポーネントに対する特定の順序もしくは向きが記載されていない場合には、いかなる点においても、順序もしくは向きの推定は決して意図していない。これは、ステップの配列、動作フロー、コンポーネントの順序、またはコンポーネントの向きに関する論理の問題、文法的な構成または句読点から導き出される明白な意味、および本明細書に記載している実施形態の数または種類を含む、考え得る限りの明示されていない解釈の根拠について当てはまる。

本明細書で使用する場合、単数形の「１つの」および「その／この」は、文脈上明らかに別異の記載がない限り、複数の指示物を含む。したがって、例えば、「１つの」コンポーネントは、文脈上明らかに別異の記載がない限り、２つ以上のそのようなコンポーネントを有する態様を含む。

請求される主題の思想および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載している実施形態に対して種々の修正および変更を行うことができることは、当業者には明らかであろう。したがって、本明細書は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内にある限り、本明細書に記載している種々の実施形態の修正形態および変形形態を包含することを意図している。

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

実施形態１
透明なマザーシートを処理するための方法であって、
当該方法は、前記透明なマザーシートに１つ以上の閉じた輪郭を形成するステップであって、それぞれの閉じた輪郭は、透明な物品の周囲を画定するための複数のきずを前記透明なマザーシートに含む、ステップを含み、前記１つ以上の閉じた輪郭の各々を形成する前記ステップは、
ビーム源から出力され、ビーム経路に沿って方向付けられたパルスレーザビームを前記透明なマザーシートへと向けるステップであって、これにより、前記透明なマザーシートへと向けられた前記パルスレーザビームの一部が、前記透明なマザーシートの内部で誘導吸収を発生させて、前記誘導吸収が、前記透明なマザーシートの内部にきずを生じさせるようにするステップと、
前記透明なマザーシートと前記パルスレーザビームとを、１つ以上の閉じた輪郭線に沿って互いに相対的に並進させ、それにより前記透明なマザーシートの内部に、前記１つ以上の閉じた輪郭線に沿ったきずをレーザ形成するステップと
を含み、
当該方法は、前記閉じた輪郭に沿って前記透明なマザーシートの一部を分離し、それにより１つ以上の透明な物品を形成するステップであって、ここで、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つは、前記透明なマザーシートのフレーム部分と摩擦係合している、ステップを含み、
当該方法は、前記透明なマザーシートの一部を分離して前記１つ以上の透明な物品を形成した後、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面に１つ以上の材料層を被着させるステップを含み、
当該方法は、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面に前記１つ以上の材料層を被着させた後、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つを前記透明なマザーシートの前記フレーム部分との摩擦係合から解放するステップを含む、
方法。

実施形態２
前記閉じた輪郭に沿って前記透明なマザーシートを分離し、それにより前記１つ以上の透明な物品を形成する前記ステップは、前記１つ以上の閉じた輪郭に応力を印加するステップを含む、実施形態１記載の方法。

実施形態３
前記１つ以上の閉じた輪郭に応力を印加する前記ステップは、前記１つ以上の閉じた輪郭に機械的応力を印加するステップを含む、実施形態２記載の方法。

実施形態４
前記１つ以上の閉じた輪郭に応力を印加する前記ステップは、赤外線レーザビームを、前記透明なマザーシートへと、前記１つ以上の閉じた輪郭に沿うようにまたは前記１つ以上の閉じた輪郭の近傍に向けるステップを含む、実施形態２記載の方法。

実施形態５
前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、メタライゼーション層を含む、実施形態１から４までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態６
前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、反射防止コーティングを含む、実施形態１から５までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態７
前記１つ以上の材料層を被着させる前記ステップは、前記１つ以上の材料層を蒸着させるステップを含む、実施形態１から６までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態８
前記１つ以上の材料層を被着させる前記ステップは、前記１つ以上の材料層をスピンコーティングするステップを含む、実施形態１から７までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態９
前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、ガラス、ガラスセラミック、ポリマー、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態１から８までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態１０
前記１つ以上の材料層を被着させる前記ステップは、前記１つ以上の材料層を前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つに接合するステップを含む、実施形態１から９までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態１１
前記透明なマザーシートは、第１の透明なマザーシートを含み、前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、第２の透明なマザーシートを含む、実施形態１から１０までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態１２
前記第２の透明なマザーシートは、１つ以上の閉じた輪郭を含み、前記１つ以上の閉じた輪郭は、それぞれ複数のきずを含む、実施形態１１記載の方法。

実施形態１３
前記第２の透明なマザーシートの前記１つ以上の閉じた輪郭は、前記第１の透明なマザーシートの前記１つ以上の閉じた輪郭とは位置合わせされていない、実施形態１２記載の方法。

実施形態１４
前記第２の透明なマザーシートは、１つ以上の透明な物品と、フレーム部分とを含み、前記フレーム部分は、前記１つ以上の透明な物品を取り囲んでいて、かつ前記１つ以上の透明な物品と摩擦係合している、実施形態１１記載の方法。

実施形態１５
前記第２の透明なマザーシートの前記１つ以上の透明な物品および前記フレーム部分は、前記第１の透明なマザーシートの前記１つ以上の透明な物品および前記フレーム部分とは位置合わせされていない、実施形態１４記載の方法。

実施形態１６
前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、前記第１の透明なマザーシートと前記第２の透明なマザーシートとの間に配置されたメタライゼーション層を含む、実施形態１１から１５までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態１７
前記第１の透明なマザーシートは、前記第２の透明なマザーシートに接合されている、実施形態１１から１６までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態１８
前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つを前記フレーム部分との摩擦係合から解放する前記ステップは、前記１つ以上の透明な物品の各々と前記フレーム部分との間の接触を解除する、実施形態１から１７までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態１９
当該方法は、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分に１つ以上の解放線を形成するステップをさらに含む、実施形態１から１８までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態２０
前記１つ以上の解放線は、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分にある解放周線と、前記解放周線から前記フレーム部分の外面に向かって延在する１つ以上の解放支線と
を含む、実施形態１９記載の方法。

実施形態２１
前記１つ以上の解放線を形成する前記ステップは、前記１つ以上の透明な物品のうちの前記少なくとも１つを前記透明なマザーシートの前記フレーム部分との摩擦係合から解放する、実施形態１９記載の方法。

実施形態２２
前記１つ以上の透明な物品の各々を解放する前記ステップは、前記１つ以上の解放線のうちの少なくとも１つと前記透明なマザーシートの前記フレーム部分の前記外面との間に延在するノッチ部分に応力を印加するステップを含む、実施形態１９記載の方法。

実施形態２３
前記１つ以上の透明な物品は、第１の透明な物品および第２の透明な物品を含み、前記第１の透明な物品は、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分と摩擦係合しており、前記第２の透明な物品は、前記第１の透明な物品と摩擦係合している、実施形態１から２２までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態２４
前記１つ以上の透明な物品は、前記透明な物品の内側アレイおよび前記透明な物品の外側アレイを含み、前記透明な物品の前記外側アレイは、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分と摩擦係合しており、前記透明な物品の前記内側アレイは、前記透明な物品の前記外側アレイによって前記フレーム部分から離隔されており、前記透明な物品の前記内側アレイのうちの少なくとも１つは、前記透明な物品の前記外側アレイと摩擦係合している、実施形態１から２３までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態２５
前記パルスレーザビームは、前記透明なマザーシートを照射する前に非球面光学素子を通過する、実施形態１から２４までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態２６
前記非球面光学素子は、屈折アキシコン、反射アキシコン、負のアキシコン、空間光変調器、回折光学系、または立方体形状の光学素子を含む、実施形態２５記載の方法。

実施形態２７
前記透明なマザーシートへと向けられる前記パルスレーザビームの一部は、波長λと、スポットサイズｗ_ｏと、

よりも大きなレイリー長Ｚ_Ｒを含む断面とを有し、Ｆ_Ｄは、１０以上の値を含む無次元の発散係数である、実施形態１から２６までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態２８
前記無次元の発散係数Ｆ_Ｄは、１０〜２０００の値を含む、実施形態２７記載の方法。

実施形態２９
前記無次元の発散係数Ｆ_Ｄは、５０〜１５００の値を含む、実施形態２７記載の方法。

実施形態３０
前記無次元の発散係数Ｆ_Ｄは、１００〜１０００の値を含む、実施形態２７記載の方法。

実施形態３１
隣り合うきず同士の間隔は、５０μｍ以下である、実施形態１から３０までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態３２
隣り合うきず同士の間隔は、２５μｍ以下である、実施形態１から３１までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態３３
隣り合うきず同士の間隔は、１５μｍ以下である、実施形態１から３２までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態３４
前記透明なマザーシートは、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス材料を含む、実施形態１から３３までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態３５
前記パルスレーザビームは、波長λを有し、前記透明なマザーシートは、ビーム伝搬方向において２０％／ｍｍ未満の、線形吸収および散乱に起因した合計損失を有する、実施形態１から３４までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態３６
前記ビーム源は、１パルスバースト当たり１個のサブパルスから１パルスバースト当たり３０個のサブパルスのパルスバーストを生成するパルスビーム源を含み、パルスバーストエネルギは、１パルスバースト当たり１００μＪ〜６００μＪである、実施形態１から３５までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態３７
当該方法は、前記透明なマザーシート上に１つ以上の基準を形成するステップをさらに含む、実施形態１から３６までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態３８
透明なマザーシートを処理するための方法であって、
当該方法は、前記透明なマザーシートに１つ以上の閉じた輪郭を形成するステップであって、それぞれの閉じた輪郭は、透明な物品の周囲を画定するための複数のきずを前記透明なマザーシートに含む、ステップを含み、前記１つ以上の閉じた輪郭の各々を形成する前記ステップは、
ビーム源から出力され、ビーム経路に沿って方向付けられたパルスレーザビームを前記透明なマザーシートへと向けるステップであって、これにより、前記透明なマザーシートへと向けられた前記パルスレーザビームの一部が、前記透明なマザーシートの内部で誘導吸収を発生させて、前記誘導吸収が、前記透明なマザーシートの内部にきずを生じさせるようにするステップと、
前記透明なマザーシートと前記パルスレーザビームとを、１つ以上の閉じた輪郭線に沿って互いに相対的に並進させ、それにより前記透明なマザーシートの内部に、前記１つ以上の閉じた輪郭線に沿ったきずをレーザ形成するステップと
を含み、
当該方法は、前記閉じた輪郭に沿って前記透明なマザーシートの一部を分離し、それにより１つ以上の透明な物品を形成するステップであって、ここで、前記１つ以上の透明な物品は、前記透明なマザーシートのフレーム部分と摩擦係合している、ステップを含み、
当該方法は、前記透明なマザーシートの一部を分離して前記１つ以上の透明な物品を形成した後、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面を修正するステップを含み、
当該方法は、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面に１つ以上の材料層を被着させた後、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つを前記透明なマザーシートの前記フレーム部分との摩擦係合から解放するステップを含む、
方法。

実施形態３９
前記閉じた輪郭に沿って前記透明なマザーシートを分離し、それにより１つ以上の透明な物品を形成する前記ステップは、赤外線レーザビームを、前記透明なマザーシートへと、前記１つ以上の閉じた輪郭に沿うようにまたは前記１つ以上の閉じた輪郭の近傍に向けることにより、前記１つ以上の閉じた輪郭に応力を印加するステップを含む、実施形態３８記載の方法。

実施形態４０
前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面を修正する前記ステップは、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面を研磨するステップを含む、実施形態３８または３９記載の方法。

実施形態４１
前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面を修正する前記ステップは、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面を清浄化するステップを含む、実施形態３８から４０までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態４２
前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面を修正する前記ステップは、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面を粗面化するステップを含む、実施形態３８から４１までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態４３
当該方法は、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分に１つ以上の解放線を形成するステップをさらに含む、実施形態３８から４１までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態４４
前記１つ以上の解放線は、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分にある解放周線と、前記解放周線から前記フレーム部分の外面に向かって延在する１つ以上の解放支線と
を含む、実施形態４３記載の方法。

実施形態４５
前記１つ以上の解放線を形成する前記ステップは、前記１つ以上の透明な物品のうちの前記少なくとも１つを前記透明なマザーシートの前記フレーム部分との摩擦係合から解放する、実施形態４３記載の方法。

実施形態４６
前記１つ以上の透明な物品の各々を解放する前記ステップは、前記１つ以上の解放線のうちの少なくとも１つと前記透明なマザーシートの前記フレーム部分の前記外面との間に延在するノッチ部分に応力を印加するステップを含む、実施形態４３記載の方法。

実施形態４７
前記１つ以上の透明な物品は、第１の透明な物品および第２の透明な物品を含み、前記第１の透明な物品は、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分と摩擦係合しており、前記第２の透明な物品は、前記第１の透明な物品と摩擦係合している、実施形態３８から４６までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態４８
前記１つ以上の透明な物品は、前記透明な物品の内側アレイおよび前記透明な物品の外側アレイを含み、前記透明な物品の前記外側アレイは、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分と摩擦係合しており、前記透明な物品の前記内側アレイは、前記透明な物品の前記外側アレイによって前記フレーム部分から離隔されており、前記透明な物品の前記内側アレイのうちの少なくとも１つは、前記透明な物品の前記外側アレイと摩擦係合している、実施形態３８から４７までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態４９
前記パルスレーザビームは、前記透明なマザーシートを照射する前に非球面光学素子を通過する、実施形態３８から４８までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態５０
前記透明なマザーシートへと向けられる前記パルスレーザビームの一部は、波長λと、スポットサイズｗ_ｏと、

よりも大きなレイリー長Ｚ_Ｒを含む断面とを有し、Ｆ_Ｄは、１０以上の値を含む無次元の発散係数である、実施形態３８から４９までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態５１
隣り合うきず同士の間隔は、３０μｍ以下である、実施形態３８から５０までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態５２
透明な被加工物アセンブリであって、
第１の主面、第２の主面、および１つ以上の側面を含む１つ以上の透明な物品と、
前記１つ以上の透明な物品を取り囲んでいて、かつ第１の主面、第２の主面、１つ以上の内面、および外面を含むフレーム部分であって、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つが、前記１つ以上の透明な物品の各々を前記フレーム部分と摩擦係合したまま保持するために、前記フレーム部分の少なくとも１つの内面または前記１つ以上の内面と摩擦係合している、フレーム部分と、
前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の前記第１の主面上に配置されていて、かつ前記１つ以上の透明な物品のうちの前記少なくとも１つの透明な物品に関連する少なくとも１つの分離された輪郭を覆うように途切れなく配置されている、１つ以上の材料層と
を含む、透明な被加工物アセンブリ。

実施形態５３
前記１つ以上の透明な物品は、第１の透明な物品および第２の透明な物品を含み、前記第１の透明な物品は、前記フレーム部分と摩擦係合しており、前記第２の透明な物品は、前記第１の透明な物品と摩擦係合している、実施形態５２記載の透明な被加工物アセンブリ。

実施形態５４
前記１つ以上の材料層は、前記第１の透明な物品の第１の主面上および前記第２の透明な物品の第１の主面上に配置されていて、かつ前記第１の透明な物品と前記第２の透明な物品との間の界面を形成する分離された輪郭を覆うように途切れなく配置されている、実施形態５３記載の透明な被加工物アセンブリ。

実施形態５５
前記１つ以上の材料層は、前記第１の透明な物品の第１の主面上および前記フレーム部分の第１の主面上に配置されていて、かつ前記第１の透明な物品と前記フレーム部分との間の界面を形成する分離された輪郭を覆うように途切れなく配置されている、実施形態５３記載の透明な被加工物アセンブリ。

実施形態５６
前記１つ以上の透明な物品は、前記透明な物品の内側アレイおよび前記透明な物品の外側アレイを含み、前記透明な物品の前記外側アレイは、前記フレーム部分と摩擦係合しており、前記透明な物品の前記内側アレイは、前記透明な物品の前記外側アレイによって前記フレーム部分から離隔されており、前記透明な物品の前記内側アレイのうちの少なくとも１つは、前記透明な物品の前記外側アレイと摩擦係合している、実施形態５２から５５までのいずれか１つ記載の透明な被加工物アセンブリ。

実施形態５７
前記フレーム部分は、１つ以上の解放線をさらに含む、実施形態５２から５６までのいずれか１つ記載の透明な被加工物アセンブリ。

実施形態５８
前記１つ以上の解放線は、前記フレーム部分にある解放周線と、前記解放周線から前記フレーム部分の外面に向かって延在する１つ以上の解放支線とを含む、実施形態５７記載の透明な被加工物アセンブリ。

実施形態５９
前記１つ以上の解放線のうちの少なくとも１つと、前記フレーム部分の前記外面との間に延在するノッチ部分をさらに含む、実施形態５７記載の透明な被加工物アセンブリ。

実施形態６０
前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、メタライゼーション層を含む、実施形態５２から５９までのいずれか１つ記載の透明な被加工物アセンブリ。

実施形態６１
前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、反射防止コーティングを含む、実施形態５２から６０までのいずれか１つ記載の透明な被加工物アセンブリ。

実施形態６２
前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、ガラス、ガラスセラミック、ポリマー、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態５２記載の透明な被加工物アセンブリ。

実施形態６３
前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つと、前記１つ以上の透明な物品を取り囲む前記フレーム部分とが、第１の透明なマザーシートを共同で含み、前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、第２の透明なマザーシートを含み、前記第２の透明なマザーシートは、１つ以上の透明な物品と、前記１つ以上の透明な物品を取り囲むフレーム部分とを含む、実施形態５２記載の透明な被加工物アセンブリ。

実施形態６４
前記第２の透明なマザーシートの前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つは、前記第２の透明なマザーシートの前記１つ以上の透明な物品の各々を前記第２の透明なマザーシートの前記フレーム部分と摩擦係合したまま保持するために、前記第２の透明なマザーシートの前記フレーム部分と摩擦係合している、実施形態６３記載の透明な被加工物アセンブリ。

実施形態６５
前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、前記第１の透明なマザーシートと前記第２の透明なマザーシートとの間に配置されたメタライゼーション層を含む、実施形態６３記載の透明な被加工物アセンブリ。

実施形態６６
前記第１の透明なマザーシートは、前記第２の透明なマザーシートに接合されている、実施形態６３記載の透明な被加工物アセンブリ。

Claims (5)

1. 透明なマザーシートを処理するための方法であって、
   当該方法は、前記透明なマザーシートに１つ以上の閉じた輪郭を形成するステップであって、それぞれの閉じた輪郭は、透明な物品の周囲を画定するための複数のきずを前記透明なマザーシートに含む、ステップを含み、前記１つ以上の閉じた輪郭の各々を形成する前記ステップは、
   ビーム源から出力され、ビーム経路に沿って方向付けられたパルスレーザビームを前記透明なマザーシートへと向けるステップであって、これにより、前記透明なマザーシートへと向けられた前記パルスレーザビームの一部が、前記透明なマザーシートの内部で誘導吸収を発生させて、前記誘導吸収が、前記透明なマザーシートの内部にきずを生じさせるようにするステップと、
   前記透明なマザーシートと前記パルスレーザビームとを、１つ以上の閉じた輪郭線に沿って互いに相対的に並進させ、それにより前記透明なマザーシートの内部に、前記１つ以上の閉じた輪郭線に沿ったきずをレーザ形成するステップと
   を含み、
   当該方法は、前記閉じた輪郭に沿って前記透明なマザーシートの一部を分離し、それにより１つ以上の透明な物品を形成するステップであって、ここで、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つは、前記透明なマザーシートのフレーム部分と摩擦係合している、ステップを含み、
   当該方法は、前記透明なマザーシートの一部を分離して前記１つ以上の透明な物品を形成した後、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面に１つ以上の材料層を被着させるステップを含み、
   当該方法は、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つの透明な物品の表面に前記１つ以上の材料層を被着させた後、前記１つ以上の透明な物品のうちの少なくとも１つを前記透明なマザーシートの前記フレーム部分との摩擦係合から解放するステップを含む、
   方法。
2. 前記透明なマザーシートは、第１の透明なマザーシートを含み、前記１つ以上の材料層のうちの少なくとも１つは、第２の透明なマザーシートを含み、前記第２の透明なマザーシートは、１つ以上の透明な物品と、フレーム部分とを含み、前記フレーム部分は、前記１つ以上の透明な物品を取り囲んでいて、かつ前記１つ以上の透明な物品と摩擦係合しており、前記第２の透明なマザーシートの前記１つ以上の透明な物品および前記フレーム部分は、前記第１の透明なマザーシートの前記１つ以上の透明な物品および前記フレーム部分とは位置合わせされていない、請求項１記載の方法。
3. 当該方法は、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分に１つ以上の解放線を形成するステップをさらに含み、前記１つ以上の透明な物品の各々を解放する前記ステップは、前記１つ以上の解放線のうちの少なくとも１つと前記透明なマザーシートの前記フレーム部分の前記外面との間に延在するノッチ部分に応力を印加するステップを含む、請求項１または２記載の方法。
4. 前記１つ以上の透明な物品は、第１の透明な物品および第２の透明な物品を含み、前記第１の透明な物品は、前記透明なマザーシートの前記フレーム部分と摩擦係合しており、前記第２の透明な物品は、前記第１の透明な物品と摩擦係合している、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記透明なマザーシートへと向けられる前記パルスレーザビームの一部は、波長λと、スポットサイズｗ_ｏと、
   

   

   よりも大きなレイリー長Ｚ_Ｒを含む断面とを有し、Ｆ_Ｄは、１０以上の値を含む無次元の発散係数である、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。

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