CN101844275A - 基板切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基板切割方法，包括步骤：将包括两个或更多基板的面板沿切割线对准；通过使相应的紫外UV激光束沿所述切割线振荡而在所述面板的相应基板中沿所述切割线形成槽线；以及通过将力施加于所述面板而沿所述槽线切割所述面板。

Description

基板切割方法

技术领域

本教示涉及一种基板切割方法。

背景技术

为了将玻璃类基板(例如，平板显示器的基底基板)切割为所希望的产品尺寸，目前使用多种基板切割方法。平板显示器可以是有机发光二极管(OLED)显示器、液晶显示器(LCD)，等等。

通常，平板显示器包括一对相对的玻璃基板。这对玻璃基板通常相互分开预定间隙。也就是，为了切割平板显示装置，玻璃基板被同时切割。

不过，现有方法(例如使用刀片或激光束的方法)存在问题，即，玻璃基板之间的分离使得同时切割基板变得困难。换句话说，现有方法的问题在于，在同时切割一对玻璃基板时，一个或所有玻璃基板的边缘部分易于在切割过程中损坏。

在此背景技术部分中所公开的上述信息仅用于增强对所描述技术的背景的理解，因而其可能包含不构成现有技术的信息。

发明内容

本教示提供一种基板切割方法，用于有效且稳定地切割包括多个基板的面板。

根据本教示的示例性实施例，一种基板切割方法包括：使用振荡紫外(UV)激光束在面板的基板上沿切割线形成槽线；以及通过将力施加于所述面板而沿所述槽线分割所述面板。

根据本教示的各方面，所述槽线可沿相同方向凹陷并可相互重叠。

根据本教示的各方面，所述力可沿与所述槽线凹陷的方向相反的方向施加于所述面板。

根据本教示的各方面，所述激光束可在所述切割线的预定束照射区内振荡，且所述束照射区沿所述切割线移动。

根据本教示的各方面，每种所述振荡激光束均可具有从约200nm至约900nm的波长。

根据本教示的各方面，所述激光束可以是脉冲式的，且所述激光束可通过以物理方式去除所述基板的一部分而形成所述槽线。

根据本教示的各方面，所述激光束可具有短于约50皮秒的单位照射时间。

根据本教示的各方面，所述激光束可具有从约0.1MHz至约100MHz的脉冲频率。

根据本教示的各方面，所述基板切割方法可进一步包括：将缓冲构件设置在所述面板的被施加以力的表面的相对表面上。

根据本教示的各方面，所述基板切割方法可进一步包括：在分割所述面板之前翻转所述面板。

根据本教示的各方面，所述面板可包括：第一玻璃基板；第二玻璃基板；和将所述第一玻璃基板结合到所述第二玻璃基板的密封物。

根据本教示的各方面，所述激光束可包括：在所述第一玻璃基板上振荡的第一激光束；和在所述第二玻璃基板上振荡的第二激光束。

根据本教示的各方面，形成所述槽线可包括：使用所述第一激光束在所述第一玻璃基板上形成第一槽线；以及使用所述第二激光束在所述第二玻璃基板上形成第二槽线。

根据本教示的各方面，所述第二槽线可在所述第一槽线形成之后形成。

根据本教示的各方面，所述第一槽线和所述第二槽线可同时形成。

本教示的其它方面和/或优点将在以下描述中部分地提出，并且部分地通过这些描述而变得显而易见或者可通过实施本教示而获知。

附图说明

通过以下结合附图对各实施例的描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得明显且更易于理解，其中：

图1是根据本教示的示例性实施例的基板切割设备的透视图；

图2是显示出图1的束振荡器的示意图；

图3是例示出根据本教示的示例性实施例的基板切割方法的流程图；

图4至图6是显示出根据本教示的示例性实施例的基板切割方法的剖视图；和

图7和图8是显示出根据本教示的示例性实施例和根据对照示例的形成在基板中的槽线的照片。

具体实施方式

现在将详细参照例示于附图中的本教示的示例性实施例，其中相同的附图标记总是表示相同的元件。在下文中参照附图描述各示例性实施例以阐释本教示的各方面。

在附图中，层、膜、面板、区域等的厚度为了清楚而被夸大。层、膜、面板、区域等的厚度在附图中被放大，以更好地理解和易于描述本发明。应理解的是，当诸如层、膜、区域、或基板之类的元件被提及设置在另一元件“上”时，其可直接设置在另一元件上或者其间也可存在中间元件。

在下文中，根据本教示的示例性实施例的基板切割设备100参照图1进行描述。如图1中所示，基板切割设备100包括：台单元20、激光发生器30、束振荡器50和传送单元80。

台单元20支撑面板10，面板10将沿切割线CL被切割。面板10包括结合在一起的两个或更多基板11和12。虽然显示出一条切割线CL，但是在每个基板11和12中均形成切割线。每个基板11和12均为玻璃基板，即，可由玻璃类材料制成。应注意基板11和12不限于玻璃基板且可由代替玻璃的非金属材料制成。

激光发生器30发射波长约为200nm至900nm的紫外(UV)激光束LB。激光束LB通过去除每个基板11和12的一部分而在每个基板11和12中沿切割线CL均形成槽线GL。

进一步，从激光发生器30发射的激光束LB是脉冲式的。激光束LB具有小于约50皮秒(ps)的单位照射时间和约0.1MHz至100MHz的脉冲频率。

束振荡器50设置在激光束LB的束路径中并以往复方式将激光束LB引导到面板10上，由此形成振荡激光束OLB。束振荡器50通过按分钟改变激光束LB相对于面板10的入射倾角而使激光束LB振荡。也就是，激光束LB通过束振荡器50在切割线CL的预定束照射区IS内振荡。束照射区IS沿切割线CL延伸。在此，所述倾角是指振荡激光束OLB入射到面板10的表面上的角度。也就是，激光束LB入射到面板10上的激光束LB的倾角变化。因此，振荡激光束OLB入射到面板10的表面上的角度在预定范围内变化。进一步，振荡激光束OLB在束照射区IS内沿切割线CL振荡(即，沿直线)振荡。

振荡激光束OLB照射每个基板11和12，由此去除每个基板11和12的一部分。因此，槽线GL形成在每个基板11和12中。更详细而言，振荡激光束OLB在束照射区IS内往复数十次至数百次。激光束LB通过使玻璃内的分子键断裂而以物理方式去除每个基板11和12的一部分。进一步，当束照射区IS沿切割线CL移动时，槽线GL沿切割线CL形成。

如图2中所示，束振荡器50包括：反射器51，用于反射从激光发生器30发射的激光束LB；和驱动器52，用于驱动反射器51。虽然未示出，但除了图2中所示的元件以外，驱动器52可进一步包括马达和控制器。驱动器52通过控制反射器51的运动而使从激光发生器30发射的激光束LB振荡。在此，驱动器52可选择性地控制反射器51的运动。也就是，驱动器52可通过控制反射器51的运动而控制激光束LB的摆动宽度和摆动速度。

束振荡器50可进一步包括壳体55，用于容纳反射器51和驱动器52。壳体55包括：束入流端口551，用于引入从激光发生器30发射的激光束LB；和束照射端口555，用于朝向面板10(参见图1)辐射通过反射器51振荡的激光束LB。振荡激光束OLB的摆动宽度也可通过束照射端口555的尺寸进行控制。

虽然未示出，但束振荡器50可进一步包括：设置在束照射端口555中的光学单元，用于将振荡激光束OLB聚焦到束照射区IS内。该光学单元可以将振荡激光束OLB聚焦到每个基板11和12上。该光学单元可包括至少一个透镜。

光学单元可为与束振荡器50分立的元件。特别地，光学单元可设置在激光发生器30与束振荡器50之间或束振荡器50与面板10之间。束振荡器50不限于图2中所示的结构。换句话说，束振荡器50可通过各种光学方法使到达面板10的激光束LB振荡。

返回参见图1，传送单元80沿平行于切割线CL的方向SD传送安装有面板10的台单元20。也就是，当在基板11和12中形成槽线GL时，束照射区IS通过传送单元80沿切割线CL移动。可替代地，传送单元80可移动束振荡器50和激光发生器30，而不是移动台单元20。

根据本教示的示例性实施例的基板切割方法以下参照图3至图6进行描述。基板切割方法被描述为使用图1中所示的基板切割设备100，但也可使用不同设备实施。因此，本领域技术人员可使用各种不同的基板切割设备来实施所述基板切割方法。

首先，如图3和图4中所示，在操作S100中，包括第一玻璃基板11和第二玻璃基板12的面板10安装在台单元20上，并根据切割线CL对准。例如，如图4中所示，面板10可包括其中形成有有机发光元件的第一玻璃基板11。第二玻璃基板12被结合和密封到第一玻璃基板11，并且被构造为保护有机发光元件。面板10还包括密封物15以将第一玻璃基板11结合到第二玻璃基板12。

不过，本教示不限于上述结构。例如，面板10可包括结合在一起的三个或更多基板。也就是，虽然未示出，但面板10可进一步包括元件，例如接触面板。进一步，如前所述，面板10可包括由不同于玻璃的非金属材料制成的基板。

下一步，在操作S210中，使用振荡的第一激光束LB1在第一玻璃基板11中形成第一槽线GL1。该第一槽线GL1形成在第一玻璃基板11的面对第二玻璃基板12的表面中。换句话说，第一激光束LB1透过第二玻璃基板12辐射到第一玻璃基板11上。在这种情况下，如果第一激光束LB1未精确聚焦到第一玻璃基板11上，则由于在第一激光束LB1穿过第二玻璃基板12时可能有能量损失，所以可能无法精确形成第一槽线GL1。

下一步，在操作S220中，如图5中所示，使用振荡的第二激光束LB2在第二玻璃基板12中形成第二槽线GL2。该第二槽线GL2形成在第二玻璃基板12的面对第一玻璃基板11的表面的相对表面中。也就是，第一槽线GL1和第二槽线GL2沿相同方向凹陷(凹入)。进一步，第一槽线GL1和第二槽线GL2沿切割线CL相互重叠(参见图1)。换句话说，当沿与第一基板11和第二基板12的平面正交的方向观看时，第一槽线GL1和第二槽线GL2相互重叠。

在面板10包括三个或更多基板的情况下，可使用上述过程在每个基板中形成槽线GL(参见图1)。在此，槽线GL沿相同方向凹陷并沿切割线CL相互重叠(参见图1)。

波长约为200nm至900nm的UV激光束用作第一激光束LB1和第二激光束LB2。进一步，第一激光束LB1和第二激光束LB2均为脉冲式激光束，该脉冲式激光束具有短于约50皮秒的单位照射时间以及约0.1MHz至100MHz的脉冲频率。第一激光束LB1和第二激光束LB2在第一玻璃基板11和第二玻璃基板12上的相应区域中振荡数十次至数百次。进一步，振荡的第一激光束LB1和振荡的第二激光束LB2分别通过去除第一玻璃基板11和第二玻璃基板12的一部分而形成第一槽线GL1和第二槽线GL2。

进一步，第一激光束LB1和第二激光束LB2的束振荡可使用图1中所示的束振荡器50实现。在此，第一激光束LB1和第二激光束LB2分别聚焦到第一玻璃基板11和第二玻璃基板12上。

第一激光束LB1和第二激光束LB2可从相同的激光发生器30(参见图1)发射，并通过相同的束振荡器50振荡，或者可从不同的激光发生器30和束振荡器50发射。

进一步，第一激光束LB1和第二激光束LB2在预定的束照射区IS内振荡。如以上参照图1所述，束照射区IS沿着将通过振荡激光束OLB形成的槽线GL延伸，并沿切割线CL移动。

在该基板切割方法中，可使用振荡激光束OLB在面板10的相应基板11和12中有效且稳定地形成槽线GL。不同于本教示的示例性实施例，为了使用不被振荡的常规UV类激光束LB形成槽线GL，高能激光束连续照射到一个区域上。因此，在激光束辐射的基板中由于热冲击而易于出现局部裂纹。所产生的裂纹难以控制，而且这些裂纹可从切割线随机扩散。面板的边缘可由于随机裂纹而损坏，这可能导致面板性能降低。

不过，根据本教示，振荡激光束OLB被使用，由此减少热冲击和相关裂纹。这样，可增大激光束LB的能级。因此，振荡UV激光束OLB可在相应基板11和12中更稳定地形成槽线GL。

例如，束照射区IS可具有约100mm或更小的长度。进一步，振荡激光束OLB可在束照射区IS内以约0.1m/s至10m/s的速度振荡。不过，应注意，束照射区IS的长度和振荡激光束OLB的振荡速度仅为示例性的，本教示不限于此。换句话说，束照射区IS的长度和振荡激光束OLB的振荡速度可根据激光束OLB的能级而适当控制，从而可抑制由于热冲击所致的裂纹出现。

下一步，如图6中所示，在操作S300中，通过沿与槽线GL1和GL2凹陷方向相反的方向将力施加于面板10，沿槽线GL1和GL2切割面板10。在这种情况下，可通过使用例如断裂器90之类的工具将力施加于面板10。另一方面，如图6中所示，如果合适，面板10的前、后表面可在将力施加于面板10之前翻转，以利于完成任务。

进一步，当通过断裂器90切割面板10时，面板10可能被突然切割和损坏。因此，缓冲构件19可另外地设置在面板10的被施加以力的表面的相对侧上，以防止面板被切割时损坏面板10。通过这样的基板切割方法，可更有效且稳定地切割面板10。

特别地，根据本教示，在该基板切割方法中，通过振荡的UV类激光束OLB在相应的基板11和12中形成槽线GL。因此，振荡激光束OLB的能级可以通过各种方式控制。这意味着，可使用基板切割方法切割各种厚度的面板。而且，根据本教示，因为可防止由于热冲击所致的局部裂纹的出现，所以可更稳定地切割面板10。

在下文中，参照图7和图8描述实验示例和对照示例。在实验示例中，根据本教示的示例性实施例，使用UV振荡UV激光束在基板中形成槽线。在对照示例中，使用不被振荡的常规红外激光束在基板中形成槽线。

图7显示出根据实验示例的在基板中形成的槽线，图8显示出根据对照示例的在基板中形成的槽线。如图7中可见，根据实验示例在基板中形成的槽线均匀且稳定。同时，如图8中可见，在对照示例中形成的槽线在基板的边缘处具有许多裂纹。

为了使用不被振荡的常规UV激光束在基板中形成槽线，高能级的激光束必须连续照射在一个区域上。在这种情况下，由于局部热冲击而易于出现裂纹。这些裂纹难以控制，因而可能随机形成，甚至沿交叉于切割线的方向形成。如果基板的边缘由于随机裂纹而损坏，则面板的整体强度被削弱。

不过，如在根据本教示的示例性实施例的基板切割方法中所示，裂纹不会产生，因而可执行稳定的切割任务。根据本教示，可有效且稳定地切割面板。

虽然已经显示和描述了本教示的一些示例性实施例，不过，本领域技术人员应认识到，在不背离本教示的原理和精神的情况下，可在这些示例性实施例中进行改变，本发明的范围在权利要求书及其等同物中限定。

Claims (16)

1.一种基板切割方法，包括：

使紫外激光束在面板的基板上沿切割线振荡，以在所述基板中形成槽线；以及

通过将力施加于所述面板而在所述槽线处分割所述面板。

2.如权利要求1所述的基板切割方法，其中：

所述槽线形成在所述基板的第一表面中，所述第一表面面对相同的方向；并且

当沿与所述第一表面的平面正交的方向观看时，所述槽线相互重叠。

3.如权利要求2所述的基板切割方法，其中所述力施加于所述基板的其中之一的与所述第一表面相对的第二表面。

4.如权利要求2所述的基板切割方法，其中使所述激光束振荡包括：

使所述激光束在每条所述切割线的束照射区内振荡；以及

沿相应的所述切割线移动所述束照射区。

5.如权利要求4所述的基板切割方法，其中所述激光束具有从200nm至900nm的波长。

6.如权利要求4所述的基板切割方法，其中：

所述激光束是脉冲式的；并且

所述激光束通过去除所述基板的一部分而形成所述槽线。

7.如权利要求6所述的基板切割方法，其中所述激光束具有小于50皮秒的单位照射时间。

8.如权利要求6所述的基板切割方法，其中所述激光束具有从0.1MHz至100MHz的脉冲频率。

9.如权利要求1所述的基板切割方法，其中分割所述面板进一步包括：将缓冲构件设置在所述基板的被施加以所述力的表面的相对表面上。

10.如权利要求1所述的基板切割方法，其中使所述激光束振荡包括：针对每个所述激光束使用不同焦距。

11.如权利要求1所述的基板切割方法，其中所述面板包括：

第一玻璃基板；

被设置为面对所述第一玻璃基板的第二玻璃基板；和

将所述第一玻璃基板结合到所述第二玻璃基板的密封物。

12.如权利要求11所述的基板切割方法，其中使所述激光束振荡包括：

使第一激光束在所述第一玻璃基板上振荡；以及

使第二激光束在所述第二玻璃基板上振荡。

13.如权利要求12所述的基板切割方法，其中使所述激光束振荡进一步包括：

使用所述第一激光束在所述第一玻璃基板上形成第一槽线；以及

使用所述第二激光束在所述第二玻璃基板上形成第二槽线。

14.如权利要求13所述的基板切割方法，其中所述第二槽线在所述第一槽线形成之后形成。

15.如权利要求13所述的基板切割方法，其中所述第一槽线和所述第二槽线同时形成。

16.如权利要求1所述的基板切割方法，进一步包括：在分割所述面板之前翻转所述台上的所述面板。

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