非金属基板切割设备及其方法技术

本发明专利技术公开了一种非金属基板切割设备及其方法，本发明专利技术适用于在切割各种非金属基板（例如：用于制造诸如薄膜晶体管－液晶显示器（ＴＦＴ－ＬＣＤ）、等离子显示器（ＰＤＰ）、有机发光显示器（ＯＬＥＤ）等平面显示器的玻璃基板）时，利用通过调整短波激光的聚焦位置控制切割深度的方式，来同时切割上基板和下基板，或者选择性切割上基板或下基板。本发明专利技术包括：激光束产生器（１０），用以产生紫外线（ＵＶ）短波激光束；激光头（６），施加短波激光束至要被切割的非金属基板上的特定位置处；焦点移动装置（８），用以沿着基板的深度方向改变激光束的聚焦位置；以及相对物体移动装置（３，４），用以允许基板与激光束产生相对移动，以切割基板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，特别是适用于在切割各种非金属基板(例如用于制造诸如薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD)、等离子显示器(PDP)、有机发光显示器(OLED)等平面显示器的玻璃基板)时，利用通过调整短波激光束的聚焦位置来控制切割深度的方式，同时切割上基板和下基板，或者选择性切割上基板或下基板。
技术介绍
一般而言，在制造诸如薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD)、等离子显示器(PDP)、有机发光显示器(OLED)等平面显示装置上，必须在单元制程的预处理完成后，将玻璃基板切割成与每一模块的尺寸大小相符。并且，也需要只在黏合基板上选择性地切割上板的玻璃。根据相关技术的玻璃切割方法是通过使用例如金刚石砂轮的机械器具进行切割。因此，玻璃的切割深度是由初始裂纹(crack)和第二裂纹而决定，该初始裂纹由砂轮正面碰撞而产生的，而第二裂纹由对初始裂纹的再处理产生的。由于产生的初始裂纹和第二裂纹的尺寸互不相同，因此切割深度不均匀，因此，基板的切割面不精确。根据相关技术的另一切割方法，其是二氧化碳(CO2)激光(laser)切割方法，其包括有下列步骤利用砂轮作为机械器具，在切割线(scribe line)起始点形成初始微裂纹；其次，使用CO2激光的加热光束加热玻璃；然后，使用冷却器(quencher)快速冷却玻璃的加热部分，以引起因为瞬间热量的变化而在玻璃上产生第二裂纹。在上述切割方法中，由于其不能精确控制玻璃的切割深度，因此玻璃的切割面不精确。在上述两种切割方法中，用于根据相关技术使用CO2激光的激光切割方法的装置说明如下。首先，根据相关技术的激光切割机包括支撑台或工作台，用以支撑所要切割的玻璃基板；辅助裂化器(cracker)，用以形成与基板切割方向一致的辅助裂纹；光学加热系统，通过沿切割线施加加热光束到基板上来加热基板；以及冷却器，通过冷却由光学加热系统加热的部分而产生裂纹。利用相关技术的激光切割机的玻璃切割，包括利用砂轮形成辅助裂纹的步骤；根据辅助裂纹进行加热的步骤；利用冷却器在相同方向移动并喷洒诸如氦气等的冷却剂，通过快速冷却而形成切割裂纹的步骤；划线激光束(scribe laser beam)的重复照射的步骤；以及再冷却的步骤。韩国专利公开号第2002-88258号中描述了相关技术的详细结构和操作。然而，允许切割单一板的上述相关切割方法需要在基板的上下侧提供切割装置，以同时切割粘合板的上板和下板。也就是说，在使用例如金刚石砂轮等机械装置的相关技术的切割方法中，一个砂轮仅能切割一个基板。因此，为了同时切割粘合板的上板和下板，需分别提供专用砂轮给上板和下板。并且，也需提供用以支撑专用砂轮的支撑辊以分别支撑粘合板的上、下表面。此外，还需分离装置来分离切割面。因此，切割机的系统结构被复杂化，以使相关技术方法和系统不易使用。特别是，在粘合板上、下部分提供有砂轮的相关技术的机械切割装置中，应精确对准上、下专用砂轮，以进行切割工作。因此，应该一同提供有校正步骤，以使上、下专用砂轮间的定位重合。如果发生校正失误，切割面会不重合，从而降低产品质量。在使用CO2激光束的切割方法中，CO2激光、辅助裂化器、冷却器等设备应被设置在粘合板上方和下方，因此，整个系统结构被复杂化，从而降低了生产率。并且，在使用CO2激光束的切割方法中，由于设置在粘合板上方和下方的CO2激光束需要分别精确对准，以执行切割工作，因此需进行上、下专用砂轮的对准校正。一旦发生校正失误，会造成切割面不重合，从而降低产品质量。特别是，上述切割方法不能够准确控制玻璃基板的切割深度，因此大大降低了切割面的精确度。
技术实现思路
鉴于以上的问题，本专利技术致力于一种，基本上解决了由于相关技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。本专利技术的目的在于提供一种，在切割各种非金属基板，例如用于制造诸如薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD)、等离子显示器(PDP)、有机发光显示器(OLED)等平面显示器的玻璃基板时，利用通过调整短波激光的聚焦位置来控制切割深度的方式，可同时切割上基板和下基板，或者选择性切割上基板或下基板。本专利技术的其他特征和优点将在下面的描述中说明，通过描述一部分可以显而易见，或可从专利技术的实施中得知。本专利技术的目的和其他优点通过在所描述的、其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。因此，为达上述这些和其他优点，根据本专利技术的目的，如所体现和广泛描述的，根据本专利技术的用于切割非金属基板的设备包括激光束产生器，用以产生紫外线(UV)短波长激光束；激光头(torch)，用以将短波长激光束发射至非金属基板上的特定位置处，以进行切割；焦点移动装置，用以沿着基板的深度方向改变激光束的聚焦位置；以及相对物体移动装置，用以允许基板与激光束产生相对移动，以切割基板。为更进一步实现这些和其他优点，根据本专利技术的目的，用于切割非金属基板的设备包括激光束产生器，用以产生紫外线(UV)短波长激光束；激光头，用以将短波长的激光束射出至非金属基板的特定位置处，以进行切割；激光位移传感器，用以测量激光头和基板之间的距离以及基板和激光束之间的相对距离；焦点移动装置，用以沿基板的深度方向改变激光束的聚焦位置，以及用以改变基板到激光头的高度以与所测量的相对距离相对应，进而维持于切割过程中切割深度的一致；以及相对物体移动装置，用以允许基板与激光束产生相对移动，以切割基板。为更进一步实现这些和其他优点，根据本专利技术的目的，用于切割非金属基板的方法包括下列步骤提供紫外线(UV)短波长激光束；设定激光束于基板的深度方向上的聚焦位置；测量激光头和主要基板表面面之间的距离；以及根据激光头到主要基板面的距离和设定的聚焦位置数据，移动激光束的聚焦位置。为更进一步实现这些和其他优点，根据本专利技术的目的，用于切割非金属基板的方法包括下列步骤提供紫外线(UV)短波长激光束；提供变焦透镜，以改变激光束的焦距；设定激光束于基板的深度方向上的聚焦位置；测量激光头和主要基板面之间的距离；以及根据激光头到主要基板面的距离和设定的聚焦位置数据，移动激光束的聚焦位置至设定的聚焦位置。为更进一步实现这些和其他优点，根据本专利技术的目的，用于切割非金属基板的方法包括下列步骤安装非金属基板至工作台上，并固定于其上；提供紫外线(UV)短波长激光束；将激光束沿基板的深度方向上的聚焦位置设定为特定值；测量激光头和主要基板面之间的距离；根据激光头到主要基板面的距离和设定的聚焦位置数据，通过移动激光束的实际聚焦位置以与预设的聚焦位置一致，来校正基板和激光束之间的相对位置；通过激光头将紫外线(UV)短波长激光束施加至基板上的预定位置；以及相对移动基板和激光束，以将基板切割成特定形状。因此，在切割各种非金属基板，例如用以制造诸如薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD)、等离子显示器(PDP)、有机发光显示器(OLED)等平面显示器的玻璃基板时，本专利技术可通过调整短波长的激光束的聚焦位置，而精确地控制特定的切割深度。特别地，本专利技术在显示器模块制造过程中，可同时切割粘合板(P)的上、下基板，或者选择性切割上基板或者下基板。可以理解的是，不管是上述的一般性的描述还是下面详细的描述都是示例性的、说明性的，其目的在于为所要求的专利技术提供更进一步的解释。附图说明附图包含在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非金属基板切割设备，包括有：激光束产生器，用以产生紫外线（ＵＶ）短波激光束；激光头，用以施加短波激光束到要被切割的非金属基板上的特定位置处；焦点移动装置，用以沿着基板的深度方向改变激光束的聚焦位置；以及相 对物体移动装置，用以允许基板与激光束产生相对移动，以切割基板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：方圭龙，李昌馥，金钟郁，金永敏，
申请(专利权)人：塔工程有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]