CN106604898A - 用于切割薄玻璃层的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于切割具有第一表面（Ⅰ）和第二表面（Ⅱ）的玻璃层（1）的方法，所述方法至少包括：a）沿着切割线（L）移动第一激光束（2），所述第一激光束（2）由脉冲激光器产生，其中在第一表面（Ⅰ）和第二表面（Ⅱ）之间在玻璃层（1）的内部中产生材料改性（5）；b）沿着切割线（L）移动第二激光束（3），其中通过激光辐射加热所述玻璃层（1）；c）沿着切割线（L）使玻璃层（1）冷却，其中所述玻璃层（1）沿着切割线（L）折断。

Description

用于切割薄玻璃层的方法
技术领域
本发明涉及用于切割薄玻璃层的方法、适用于此的设备和利用本方法所切割的玻璃层的应用。
背景技术
薄玻璃层典型地被理解为具有直至大约1.5mm厚度的玻璃层，超薄玻璃层被理解为具有直至大约0.3mm厚度的玻璃层。但是，超薄玻璃层也可以具有低于0.1mm的厚度。超薄玻璃层尤其在电子设备中被使用，例如作为显示器的覆盖物。所述超薄玻璃层除了小的重量外尤其以其高的薄膜式柔性突出。超薄玻璃层因此尤其被用在柔性构件中，例如在柔性薄层太阳能电池、OLED元件中或者用于具有电可切换（elektrisch schaltbar）特性的薄膜式有源玻璃化元件。其它应用情况例如是医疗设备和传感器。
然而，薄的和超薄的玻璃层也可以在窗玻璃化物的领域中被使用，尤其作为复合片材的组成部分。如果在车辆领域中使用这样的复合片材，那么可以减少车辆重量，这例如可以导致动力燃料或者电池容量的节省。
对用于薄的和超薄的玻璃层的处理方法存在需求，所述玻璃层在其处理技术特性方面与较厚的玻璃片材不同，使得传统机械玻璃切割方法经常不适用。这特别地适用于超薄玻璃层，其中所述分切可能导致具有微裂缝和其它损伤的粗糙切边，并且如在较厚的玻璃片材的情况下常见的事后边缘处理由于小的厚度是不可能的。激光切割方法导致较好的结果并且所述激光切割方法已应用于薄的和超薄的玻璃层，诸如在WO 2012/067042 A1和WO 2013/050166 A1中。
US 2013/0126573 A1公开一种用于切割玻璃层的方法。通过利用聚焦于玻璃层的内部上的脉冲激光器以小于100ps的脉冲持续时间照射玻璃层，以期望的切割线形式产生额定断裂处。激光辐射导致玻璃层的微结构的内部改性（Modifikationen）（所谓的纤丝（Filamente）），所述改性沿着切割线布置，并且使所述结构衰弱，由此额定断裂处被构造。玻璃层的实际折断随后通过机械压力来进行。
因为通过机械压力使玻璃折断通常必须以手工方式进行，所以所述折断很难集成到工业大量生产过程中。此外，因为不能任意精细地（filigran）构成为了施加压力所使用的工具，所以给切割线的最大曲率设置极限。如果应当从大的片材冲裁不同的较小片材，但是为了避免太多的材料边角料，那么小的曲率半径和在相邻冲裁模（Schnittmuster）的切割线之间小的间隔是必要的。在超薄玻璃的情况下，这些困难特别地由于随小的玻璃厚度而出现的脆性发生。因此，以下玻璃分离过程是值得期望的：所述玻璃分离过程没有与玻璃的直接机械接触也行。
WO 2014/075995 A2公开另一种用于切割玻璃层的方法，其中额定断裂处以所谓的纤丝的形式被产生。为了避免随纤丝化（Filamentierung）而出现的不期望的玻璃层损害，建议在低OH离子保护气氛中执行所述方法。
US 2015/0034613 A1公开另一种用于切割玻璃层的方法。额定断裂处这里也通过纤丝化通过聚焦在玻璃层之外的激光来制造。玻璃层的实际折断可以通过利用另一激光器照射进行。但是所述方法尤其不能应用于超薄玻璃，因为利用第二激光器强烈加热导致在超薄玻璃层处弯曲。
发明内容
本发明的任务是，提供用于切割薄的或者超薄的玻璃层的改善的方法和适用于此的设备。所述方法应当导致尽可能光滑的切边，具有玻璃损害的小风险并且能够实现具有强曲率的切割线。
本发明的任务按照本发明通过按照独立权利要求1所述的用于切割玻璃层的方法来解决。优选的实施由从属权利要求得知。
玻璃层具有第一表面和第二表面以及环绕的侧边。用于切割玻璃层的按照本发明的方法至少包括以下方法步骤：
a) 沿着切割线移动第一激光束，所述第一激光束由脉冲激光器产生，其中在第一表面和第二表面之间的玻璃层的内部中产生材料改性；
b) 沿着切割线移动第二激光束，其中所述玻璃层通过激光辐射来加热；和
c) 沿着切割线将玻璃层冷却，其中玻璃层沿着切割线折断。
按照本发明的方法的优点在于，切割在没有机械处理步骤（如通过机械压力折断）的情况下被执行。由此，玻璃层以爱护性（schonende）的方式被割开，使得不具有干扰性损伤的光滑切边形成。该方法也良好地适用于自动化处理。玻璃层的冷却在玻璃中产生足够的应力，并且同时防止通过第二激光束引起的太强烈的发热，使得即使在超薄玻璃层的情况下也可以有效地防止不期望的玻璃变形。因为为了将玻璃折断不必利用适当的工具施加机械压力，所以可以实现所切割的玻璃层的非常小的曲率半径。已经表明，低于2mm的曲率半径可以毫无问题地被制造，这在机械断裂的情况下不能可靠地实现。切割线也可以以仅仅小的互相间隔来实现。如果应当从大面积的玻璃层切割出子区域，那么这以仅仅低的材料损耗（边角料）是可能的。
按照本发明所切割的玻璃边缘具有（按照本领域技术人员已知的标准化四点弯曲测试）处于大约100MPa至200MPa的范围中、例如大约120MPa的边缘强度（Kantenfestigkeit），并且因此在其稳定性方面与如在较厚的玻璃片材情况下常见的常规以机械方式磨削的边缘可比。后处理步骤、如边缘的磨削，因此不是必要的，由此过程成本（Prozesskosten）和玻璃断裂风险被降低。
在一种有利的实施方式中，所切割的玻璃层的外形（Kontur）具有小于2mm的曲率半径。在另一有利的扩展方案中，不同的切割线的间隔小于5mm。利用机械断裂方法不能实现这样的值。
要切割的玻璃层有利地具有小于或等于1.5mm的厚度（薄玻璃）。具有这样的厚度的玻璃层能够通过按照本发明的方法毫无问题地被切割。在一种优选的实施中，玻璃层具有小于或等于0.3mm（超薄玻璃）、例如0.03mm至0.3mm或者0.05mm至0.15mm、特别优选地小于或等于0.1mm的厚度。在这样小的厚度情况下，本方法的优点特别起作用。具有玻璃的机械处理步骤、尤其机械折断的方法在超薄玻璃的情况下导致不干净的断裂边缘，在不具有随后冷却的情况下具有激光切割的方法尤其在超薄玻璃层的情况下导致变形。
玻璃层可以以热或者化学方式被预加应力、部分预加应力或者不被预加应力。在一种优选的实施中，玻璃层不被预加应力。尤其在这样的玻璃层的情况下，不必要通过加热和冷却产生应力来导致断裂。
在按照本发明的方法中，首先利用脉冲激光器在玻璃层中产生内部材料改性。这些材料改性已知为所谓的纤丝。各个纤丝沿着切割线排成行并且优选地互相间隔。这涉及纤丝产生机制，发明人认为，由于非线性克尔效应（Kerr-Effekt）出现激光束的自聚焦，由此实现较高的功率密度。通过所述高的功率密度，由于多光子电离、场致电离、电子撞击电离而形成纤丝。如此产生的电子等离子体又导致散焦作为对自聚焦的平衡（Gegengewicht）。为了产生纤丝在激光辐射穿透玻璃层的情况下聚焦和散焦的相互影响导致，每个纤丝结构具有一系列交替式聚焦和散焦部位，其沿着激光束的射束方向、优选地与玻璃层的表面垂直地延伸。对于所设想的机制的详细化讨论应参照US 2013/0126573 A1、尤其段落[0043]至[0048]，此外参照W. Watanabe:"Femtosecond FilamentaryModifications in Bulk Polymer Materials"(Laser Physics, Feb 2009, Vol. 19,No. 2,第 342-345页)，F. Piao, W. G. Oldham, E. E. Haller: "Ultraviolet-induceddensificaiton of fused silica" (J. of App. Phys., Vol. 87, No. 7, 2000),. F.Ahmed等人: "Display glass cutting by femtosecond laser induced single shotperiodic void array" (Applied Physics A, 2008, No. 93, 第189-192页)和S.Rezaei: "Burst-train generation for femtosecond laser lamentation-drivenmicromachining", 多伦多大学硕士论文，2011。
通过第一激光束所产生的材料改性尤其包括密度被提高的局部区域，所述局部区域通过激光辐射的所描述的自聚焦形成。
使第一激光束沿着期望的切割线移动。在此，激光器沿着切割线产生材料衰弱，所述材料衰弱构成额定断裂处用于进一步处理。在此优选地，玻璃层的第一表面和第二表面不被损伤，也即不配备划痕、缺口等等。第一激光束优选地不导致在第一和第二表面处的材料烧蚀。换而言之，激光束沿着切割线在玻璃层内部中产生微结构材料改性的排列成行（Aneinanderreihung）、所谓的“纤丝”。所述纤丝中的每一个均由一系列激光脉冲产生。通过适当地控制激光辐射，在使激光束沿着切割线移动期间，以适当的、通常周期性的间隔将这样系列的激光脉冲发射到玻璃层上。这样系列的激光脉冲经常也被称作脉冲串（pulsetrain）或者脉冲群（pulse burst）。每个脉冲串在玻璃层中均产生纤丝。因此纤丝的排列成行沿着切割线构造，其中相邻纤丝彼此具有间隔，用于产生这样的相间隔的脉冲串的方法对于本领域技术人员而言是已知的，例如借助于所谓的脉冲群发生器（Burst Generator）。通过移动脉冲激光辐射，沿着切割线产生这样的互相间隔的纤丝的痕迹（Spur），由此额定断裂线形成。玻璃层似乎通过纤丝被穿孔。材料改性可以被看作局部密度提高，所述密度提高随不同的折射率（Brechungsindex）而出现。
在一种优选的实施中，在使第一激光束沿着切割线移动之前，将所述第一激光束的焦点定位在玻璃层的第一表面和第二表面之间。因此可以特别良好地产生内部纤丝，而不损伤表面。
在一种有利的实施中，由脉冲激光器以小于10ps、优选地小于10ps、特别优选地小于1ps、完全特别优选地小于500fs的脉冲长度（Pulslänge）产生第一激光束。这样短的脉冲鉴于辐射的自聚焦是特别有利的。
因为为了产生内部材料改性，用激光辐射穿过玻璃层是重要的，所以优选地选择激光辐射的波长，其中玻璃层基本上是透明的。玻璃层在所使用的激光波长的情况下优选地具有至少80%、特别优选地至少90%的透射。对于常见的玻璃层，可以使用在可见范围中、在近UV范围中或者在IR范围中的激光，例如在300nm至2500nm、优选地300nm至1100nm、特别优选地300nm至800nm的范围中的激光。在一种特别有利的实施中，第一激光束具有300nm至500nm、优选地320nm至400nm、例如355nm的波长。这一方面鉴于常见玻璃层的透明度以及另一方面鉴于适当的和成本低的激光系统的商业可用性是有利的。第一激光束优选地通过具有Q切换（Güteschaltung）（Q开关（Q-Switch））的固体激光器来产生。
第一激光束的重复率（脉冲频率）优选地为10kHz至1MHz、特别优选地20kHz至500kHz Hz、例如25kHz或者100kHz。因此获得良好的结果。但是原则上也可以使用明显更高的、例如直至100MHz的脉冲频率。
用于产生第一激光束的激光器的功率优选地为5W至200W、特别优选地20W至100W。脉冲能量优选地为4μJ至500μJ。
通过选择脉冲频率和功率可以影响：纤丝延伸直至哪种材料深度。优选地，纤丝应当从玻璃层的表面出发在玻璃层的厚度的至少40%、特别优选地至少50%、完全特别优选地至少60%上延伸，其中激光辐射经由所述表面侵入到玻璃层中。于是额定断裂处有利地是显著的（ausgeprägt），并且随后的材料分离是高效的。在薄的和超薄的玻璃层的情况下，纤丝优选地沿着玻璃层的整个厚度延伸。
优选地周期性出现的激光脉冲系列（脉冲串）以优选地小于1kHz、例如在200Hz至800Hz范围中的重复率被发射，其中每个系列产生一个纤丝。每个脉冲串由优选地至少5个脉冲、例如在5至15个范围中的脉冲组成。
第一激光束沿着切割线的移动速度优选地为50mm/s至1000mm/s、例如100mm/s至500mm/s。
可以通过选择激光辐射的移动速度和脉冲串的重复率来确定相邻纤丝的间隔。间隔优选地为小于1mm、特别优选地小于100μm、完全特别优选地小于20μm、例如1μm至10μm。因此，实现有利的材料衰弱。这里用间隔表示在相邻纤丝的外部界限之间的最小间隔。纤丝垂直于辐射方向的伸展例如为1μm至50μm或者2μm至10μm。
第一激光束优选地借助于光学元件或者系统被聚焦到玻璃表面上。焦点垂直于辐射方向的伸展例如可以为10μm或者还更小。
已经表明，在不适当的过程进行（Prozessführung）的情况下作为副效应可能在玻璃中形成小泡，所述小泡负面地影响切边。这种危险可以通过以下方式被减小，即脉冲串的激光脉冲的能量不被保持恒定，而是在所述过程期间被减小。可替代地或者附加地也可能的是，不使脉冲之间的时间间隔保持恒定，而是在脉冲串期间延长所述脉冲之间的时间间隔。脉冲能量在此应当在4μJ至500μJ的范围中移动，并且在该范围中的两个相继脉冲的时间间隔应当处于脉冲长度的50倍至5000倍的范围中。
在利用第一激光束产生了额定断裂线之后，利用第二激光束引起玻璃层的实际断裂。使第二激光束沿着切割线在第一表面上移动，这导致在切割线的范围中玻璃层的加热。玻璃层于是沿着切割线被冷却，其中由于所产生的热应力，玻璃层沿着切割线折断。第二激光束和冷却的组合产生足够的应力，以便也切割小于0.3mm厚度的超薄玻璃层。
方法步骤的时间顺序不应被理解为：在利用第二激光的照射开始之前，沿着整个切割线利用第一激光的照射必须结束，或者在冷却开始之前，沿着整个切割线利用第二激光的照射必须结束。相反地，可以在第一激光束仍在切割线上移动期间，已经开始利用第二激光束照射切割线的已经由第一激光束扫过的区域。也可以在第二激光束仍在切割线上移动期间，已经开始冷却切割线的已经由第二激光束扫过的区域。尤其所述最后提到的变型方案是有利的，因为在通过第二激光束的加热和快速冷却之间不允许经过太多的时间来产生必要的热应力。优选地，用于冷却的装置（设备）在移动方向上布置在第二激光束后面，并且第二激光束和用于冷却的装置以相同的速度沿着切割线移动。
通过激光辐射，玻璃层沿着切割线被加热。因此具有以下波长的激光辐射特别适用：玻璃层对于所述波长具有高的吸收系数。出于该原因，在中等红外线范围中的激光辐射特别适用。激光辐射例如具有800nm至20μm、优选地1μm至20μm、特别优选地5μm至15μm的波长。CO2激光器特别适用，所述CO2激光器典型地具有9.4μm或10.6μm的波长。例如也利用Nd:YAG激光器实现良好的结果。但是例如也可以使用二极管激光器或者固体激光器。
用于产生第二激光束的激光器优选地以连续波运行（CW，continuous wave（连续波））被运行。已经表明，因此实现玻璃层的良好加热。此外，连续波运行在技术上可以比脉冲运行更简单地来实现。
在一种优选的实施中，第二激光束被聚焦到玻璃层的表面上。聚焦使本方法的执行容易。但是，不需要特别强烈的或者精确的聚焦来实现必要的加热。
第二激光束优选地借助于光学元件或者系统被聚焦到玻璃表面上，其中优选地产生伸长式、例如椭圆形的射束轮廓（Strahlprofil），例如利用圆柱形透镜产生。伸长式射束轮廓的较长轴在此优选地朝切割线方向对准。射束轮廓在玻璃表面上的长度优选地为1mm至50mm、宽度优选地为100μm至1mm。因此，尤其鉴于干净的切边获得特别良好的结果。光学元件的焦距例如为100mm至250mm。因此获得良好的结果。伸长式射束轮廓也可以通过激光扫描来产生。其它射束轮廓、例如圆的射束轮廓也可以被使用。
优选地以1m/min至30m/min、特别优选地5m/min至20 m/min、完全特别优选地10m/min至15 m/min的速度使第二激光束在玻璃表面上移动。因此，获得特别良好的结果。
第二激光束的功率（输出功率）优选地为30W至1kW、例如50W至100W。利用这样的功率可以实现玻璃层的足够的加热。但是明显更高的功率也可以被使用。
第一和第二激光束以及冷却剂沿着切割线的移动原则上可以通过使玻璃层移动和/或通过使激光辐射和冷却剂移动进行。自身已知的激光扫描设备、在最简单的情况下一个或多个可翻转的镜适用于在（尤其位置固定的）玻璃层上移动激光束。激光辐射例如也可以通过使光波导、例如玻璃纤维移动而在玻璃表面上被移动。然而可以更简单的并且因此优选的是：使第一和第二激光束以及冷却剂位置固定并且仅仅移动玻璃片材。
玻璃表面在加热之后被冷却。通过相继地加热和冷却，沿着切割线产生热应力，所述热应力在薄的或者超薄的玻璃层的情况下自主地导致期望的断裂。此外，尤其在超薄玻璃层的情况下，冷却防止发热的玻璃的变形。冷却优选地通过沿着切割线给玻璃表面施加气态和/或液态冷却剂来进行。本发明不局限于确定的冷却剂。优选的冷却剂是冷却的气体和/或水，因为这样的冷却可以简单地实现并且是成本低的。适当的气体例如是二氧化碳或者氮气。
冷却剂优选地借助于喷嘴沿着切割线被引到玻璃表面上。喷嘴优选地在第二激光束后面以相同的速度在玻璃表面上被移动。在借助于激光辐射对玻璃层加热与使玻璃层冷却（“骤冷（Abschrecken）”）之间的时间差优选地为10ms至500ms、特别优选地50ms至100ms。因此特别适当的热应力被产生，所述热应力导致具有干净断裂边缘的有效断裂。
按照本发明的方法的优点是：所述方法可以简单地被集成到工业大量生产中，其中超薄玻璃层典型地在原始状态中被卷成卷。因此在一种有利的实施中，超薄玻璃层在切割前不久从卷展开。
玻璃层不限制于确定的玻璃类型。相反地，按照本发明的方法基本上可应用于任意组成的玻璃层。玻璃层例如包含钠钙玻璃或者硼硅玻璃。
本发明此外包括用于切割具有第一表面和第二表面的玻璃层的设备，所述设备至少包括：
-用于产生第一激光束的脉冲激光器，所述第一激光束适用于并且被设置用于，沿着切割线被移动，以便在第一表面和第二表面之间在玻璃层的内部中产生材料改性，
-用于产生第二激光束的激光器，所述第二激光束适用于并且被设置用于，沿着切割线被移动，以便将玻璃层加热，和
-用于沿着切割线使玻璃层冷却的装置。
上述结合按照本发明的方法所实施的有利扩展方案以相同的方式适用于所述设备。
所述设备包括装置，用于使一方面玻璃层和另一方面激光束以及冷却剂相对彼此移动。这可以经由玻璃层的移动或者激光束以及冷却剂的移动进行。
在一种有利的扩展方案中，所述设备此外包括卷支架（Rollerhalterung），其中配备有超薄玻璃层的卷可以被插入到所述卷支架中。卷支架在此被布置，使得从卷展开的玻璃可以利用第一激光束、第二激光束和用于冷却的装置被处理。
本发明此外包括按照本发明所切割的玻璃层在薄层太阳能电池或者具有可切换、尤其电可切换特性的有源玻璃化物、优选地电致变色元件、PDLC元件（聚合物分散液晶（Polymer dispersed liquid crystal））、电致发光元件、有机发光二极管（OLED）或者SPD元件（悬浮粒子装置（suspended particle device））中的应用。玻璃层也可以被用作例如载客汽车、载重汽车或者有轨车辆（如列车或者有轨电车）的车辆玻璃化物的组成部分。玻璃层例如可以被用作层压侧窗玻璃的组成部分、尤其用作层压体的内部片材。
附图说明
根据附图和实施例进一步阐述本发明。附图是示意图并且不是按正确比例的。附图决不限制本发明。其中：
图1示出在按照本发明的方法期间玻璃层的透视图，
图2示出沿着切割线L通过玻璃层的横截面，
图3根据流程图示出按照本发明的方法的实施例。
具体实施方式
图1和图2分别示出用于切割玻璃层1、例如具有80μm厚度的超薄玻璃层的按照本发明的方法的示意图的细节。
首先使第一激光束2沿着期望的切割线L移动，其中所述第一激光束2聚焦于两个玻璃表面Ⅰ、Ⅱ之间的玻璃层1的内部上。通过脉冲激光器以例如500fs的脉冲长度、例如25kHz的脉冲序列频率、例如50W的功率和例如355nm的波长产生第一激光束2。适当的激光器例如是Q开关式（Gütegeschalteter）固体激光器、尤其二极管泵浦固体激光器。玻璃层1在第一激光束的波长的情况下在最大程度上是透明的。但是，高度集中的激光辐射导致玻璃材料的内部改性、所谓的“纤丝”5。所述改性5限制于玻璃内部，玻璃表面Ⅰ、Ⅱ不被改变或者损伤。材料改性5沿着切割线L排成行。随材料改性5而出现的玻璃层局部衰弱（Schwächung）将切割线L限定为额定断裂处。每个纤丝通过第一激光束2的脉冲串（Pulszug）来产生。彼此分离的脉冲串分别包含例如5个脉冲，并且利用所谓的脉冲群发生器（BurstGenerator）被产生。
随后使第二激光束3沿着切割线L移动。第二激光束3例如是CO2激光器在连续波运行中具有10.6μm波长和50W功率的射束。第二激光束3借助于具有伸长式射束轮廓的未示出的圆柱光学系统被聚焦到玻璃表面上。在玻璃表面上，所述轮廓例如具有30mm的长度和500μm的宽度。射束轮廓沿着切割线L对准，射束轮廓的长轴因此处于切割线L上。第二激光束3有效地由玻璃层1吸收，由此玻璃层沿着切割线L被加热。
在第二激光束3后面，使喷嘴4沿着切割线L移动。激光束3和喷嘴4在此以相同的速度移动。借助于喷嘴4给玻璃层施加冷却剂、例如冷却的CO2。所加热的玻璃层的快速冷却导致热应力，所述热应力导致玻璃层1沿着切割线L断裂。
在该图中所示出的箭头表明移动方向。用于移动第一激光束2的速度v1为例如125mm/s。使第二激光束3和喷嘴4以例如250mm/s的速度v2直接相继地移动。
切割线L示意性地作为直线示出。但是实际上可以实现非常复杂的形状。例如可以从大面积的玻璃层冲裁具有几乎任意形状的较小片材。如已经表明的，玻璃层的断裂由于热应力自主地进行。因此可以放弃通过施加压力主动折断。由此可以实现小的曲率半径，并且减少材料边角料。此外，本方法导致不具有干扰性损伤（例如微裂缝）的光滑切边。这是本发明的大优点。
图3示出用于切割玻璃层的按照本发明的方法的实施例。
示例1
50μm厚的玻璃层经受了不同的切割方法，并且对分离效果进行了比较。在表格1中总结了在多数情况下的方法条件和观察。
表格1
产生额定断裂线 分离玻璃层 观察
A 通过Q开关式二极管泵浦固体激光器（355nm、500fs、25kHz、25W）引起的纤丝 通过CO2激光器（CW、50W、10.6μm）加热 玻璃变形
B 通过Q开关式二极管泵浦固体激光器（355nm、500fs、25kHz、25W）引起的纤丝 通过CO2激光器（CW、50W、10.6μm）加热+用CO2冷却 玻璃干净分离
仅按照本发明的方法B导致玻璃层的可靠分离。在无冷却（方法A）的情况下，超薄玻璃层的热载荷明显如此高，以致于发生变形。
示例2
借助于不同的切割方法从50μm厚的玻璃层切割出了具有1.5mm曲率半径的形状。在表格2中总结了在多数情况下的方法条件和观察。
表格2
产生额定断裂线 分离玻璃层 观察
A 通过Q开关式二极管泵浦固体激光器（355nm、500fs、25kHz、25W）引起的纤丝 机械压力 要切割出的玻璃层损伤
B 通过Q开关式二极管泵浦固体激光器（355nm、500fs、25kHz、25W）引起的纤丝 通过CO2激光器（CW、50W、10.6μm）加热+用CO2冷却 要切割出的玻璃层干净分离
通过按照本发明的方法B可以毫无问题地切割出复杂的形状。在利用机械压力的比较方法A的情况下，在分离出（heraustrennen）时损伤了复杂的形状。
附图标记列表
(1) 玻璃层
(2) 第一激光束（用于沿着L产生额定断裂线）
(3) 第二激光束（用于将玻璃层1分开）
(4) 用于使玻璃层1冷却的喷嘴
(5) 纤丝/局部的内部材料改性
v1 第一激光束2的移动速度
v2 第二激光束3的移动速度
L 切割线
Ⅰ 玻璃层1的第一表面
Ⅱ 玻璃层1的第二表面。

Claims (15)

1.用于切割具有第一表面（Ⅰ）和第二表面（Ⅱ）的玻璃层（1）的方法，所述方法至少包括：
a）沿着切割线（L）移动第一激光束（2），所述第一激光束（2）由脉冲激光器产生，其中在所述第一表面（Ⅰ）和所述第二表面（Ⅱ）之间在所述玻璃层（1）的内部中产生材料改性（5）；
b）沿着所述切割线（L）移动第二激光束（3），其中通过激光辐射加热所述玻璃层（1）；
c）沿着所述切割线（L）使所述玻璃层（1）冷却，其中所述玻璃层（1）沿着所述切割线（L）折断。
2.按照权利要求1所述的方法，其中通过所述第一激光束（2）产生的所述材料改性（5）包括密度被提高的局部区域，所述局部区域优选地通过所述激光辐射的自聚焦形成。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其中所述第一激光束（2）的焦点被定位在所述第一表面（Ⅰ）和所述第二表面（Ⅱ）之间。
4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其中所述玻璃层（1）具有小于或等于1.5mm、优选地小于或等于0.3mm、特别优选地小于或等于0.1mm的厚度。
5.按照权利要求1至4之一所述的方法，其中所述第一激光束（2）由脉冲激光器以小于100ps、优选地小于10ps、特别优选地小于1ps的脉冲长度产生。
6.按照权利要求1至5之一所述的方法，其中所述第一激光束（2）具有300nm至800nm、优选地300nm至500nm的波长。
7.按照权利要求1至6之一所述的方法，其中沿着所述切割线（L）相邻的材料改性（5）具有小于100μm、优选地小于20μm的间隔。
8.按照权利要求1至7之一所述的方法，其中每个材料改性（5）由脉冲串产生，其中相继脉冲的脉冲能量减少，并且其中所述脉冲能量优选地为4μJ至500μJ。
9.按照权利要求1至8之一所述的方法，其中每个材料改性（5）由脉冲串产生，其中相继脉冲的时间间隔变得更大，并且优选地为脉冲长度的50倍至5000倍。
10.按照权利要求1至9之一所述的方法，其中所述第二激光束（3）具有1μm至20μm、优选地5μm至15μm的波长。
11.按照权利要求1至10之一所述的方法，其中所述第二激光束（3）通过激光器在连续波运行中被产生。
12.按照权利要求1至11之一所述的方法，其中所述第二激光束（3）具有30W至1kW的功率。
13.按照权利要求1至12之一所述的方法，其中所述玻璃层（1）的冷却通过沿着所述切割线（L）施加气态和/或液态冷却剂进行，优选地借助于喷嘴（4）进行。
14.用于切割具有第一表面（Ⅰ）和第二表面（Ⅱ）的玻璃层（1）的设备，所述设备至少包括：
-用于产生第一激光束（2）的脉冲激光器，所述第一激光束（2）适用于并且被设置用于，沿着切割线（L）被移动，以便在所述第一表面（Ⅰ）和所述第二表面（Ⅱ）之间在所述玻璃层（1）的内部中产生材料改性，
-用于产生第二激光束（3）的激光器，所述第二激光束（3）适用于并且被设置用于，沿着所述切割线（L）被移动，以便将所述玻璃层（1）加热，和
-用于沿着所述切割线（L）使玻璃层（1）冷却的装置。
15.利用按照权利要求1至13之一所述的方法切割的玻璃层（1）在薄层太阳能电池或者具有可切换、尤其电可切换特性的有源玻璃化物、优选地电致变色元件、PDLC元件（聚合物分散液晶（Polymer dispersed liquid crystal））、电致发光元件、有机发光二极管（OLED）或者SPD元件（悬浮粒子装置（suspended particle device））中或者作为车辆玻璃化物的组成部分的应用。
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