CN110116268A - 激光切割装置及吸入单元 - Google Patents

Abstract

根据一实施方式的激光切割装置包括激光发生单元、光学单元、工作台和吸入单元，其中，激光发生单元产生激光束，光学单元定位在激光束的行进路径上，工作台供放置切割对象物，并且吸入单元定位在光学单元与工作台之间并且吸入烟尘。吸入单元包括本体以及与本体连接的管道，并且本体包括外盒以及以能够分离的方式定位在外盒的内部的内杯。

Description

激光切割装置及吸入单元

技术领域

本发明涉及激光切割装置和吸入单元。

背景技术

在制造诸如有机发光显示装置、液晶显示装置的显示装置时，可包括切割工艺。切割工艺可使用激光切割装置来执行。激光切割将高强度的光束照射到对象物上以使得物质融化或蒸发。此时，会产生作为微粒子的烟尘(fume)，而这种烟尘不仅对人体有害，而且还可能导致显示装置的缺陷。因此，有必要将进行激光切割时所产生的烟尘有效地去除。

发明内容

技术问题

各实施方式提供如下的激光切割装置，即，该激光切割装置能够有效地去除在进行激光切割时所产生的烟尘并且包括有能够对应于多种对象物而进行部分替换的吸入单元。

解决的方法

根据一实施方式的激光切割装置包括激光发生单元、光学单元、工作台和吸入单元，其中，激光发生单元产生激光束，光学单元定位在激光束的行进路径上，工作台供放置切割对象物，并且吸入单元定位在光学单元与工作台之间并且吸入烟尘。吸入单元包括本体以及与本体连接的管道，并且本体包括外盒以及以能够分离的方式定位在外盒的内部的内杯。

内杯可包括宽度从上侧朝向下侧逐渐减小的部分。

内杯可包括上部开口以及小于上部开口的下部开口。

外盒可呈内部为空的四棱柱形状，并且内杯可包括呈内部为空的四棱柱形状的第一部分、呈内部为空的截头四角锥形状的第二部分以及呈内部为空的四棱柱形状的第三部分。

第一部分可相对于第二部分和第三部分独立地形成，且第二部分和第三部分可形成为一体。

本体还可包括与外盒的下端结合的下部板，并且下部板可具有在平面上与内杯的第三部分的外周面一致的开口。

内杯可在上端处包括凸缘。

本体还可包括与外盒的下端结合的下部板。

内杯的下端可与下部板的上表面相隔开，并且内杯的下端和下部板可限定吸入单元的吸入口。

外盒的内周面、内杯的外周面和下部板的上表面可在本体的内部限定排气路径。

下部板可包括其上表面与内杯的下端接触的部分以及与内杯的下端相隔开的部分。

有益效果

根据实施方式，能够提供如下的激光切割装置，即，该激光切割装置能够有效地去除在进行激光切割时所产生的烟尘并且包括有能够对应于多种对象物而进行部分替换的吸入单元。尤其是，通过吸入单元的内杯和下部板的替换，能够根据产品的尺寸来提供最合适的吸入单元，并且能够最大限度地提高吸入效率。此外，通过替换制造过程相对简单的内杯和下部板而不是制造和替换吸入单元整体，能够迅速地应对产品和工艺，并且能够较少制造吸入单元所需的时间和成本。

附图说明

图1为概略地示出根据一实施方式的激光切割装置的视图。

图2为根据一实施方式的吸入单元的立体图。

图3为图2中所示的吸入单元的分解立体图。

图4为图2中所示的吸入单元的平面图。

图5为图2中所示的吸入单元的剖视图。

图6为根据一实施方式的吸入单元的切割立体图。

图7为图6中所示的吸入单元的正视图。

图8为根据图6的实施方式的下部板的立体图。

具体实施方式

在下文中参照附图对本发明各种实施方式进行详细说明，以便本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易地实施。本发明可实现为各种不同的形态，并且不限于此处所描述的实施方式。

为了清楚地描述本发明，与描述无关的部分被省略，并且在整个说明书中，对相同或相似的构成要素赋予了相同的附图标记。

为了说明的便利，附图中所示的各个结构的大小和厚度被任意地示出，因此本发明并不一定受限于图中所示。为了清楚地表现多个层和区域，在附图中多个层和区域的厚度被放大示出。此外，为了说明的便利，在附图中部分层和区域的厚度被夸大示出。

当层、膜、区域、板等部分被称为位于其他部分“上”或“上方”时，其不仅包括“直接”位于其他部分“上”的情况，而且还包括它们中间存在有另外一部分的情况。相反，当某一部分被称为“直接”位于其他部分“上”时，则意味着中间不存在其他部分。

在整个说明书中，当某一部分被称为“包括”某一构成要素时，除非另有具体相反的记载，否则其并不排除其他构成要素，而是意味着还可包括其他构成要素。

在整个说明书中，当表述为“平面上”时，其意味着从上方查看对象部分时的情况，而当表述为“截面上”时，其意味着从侧方查看竖直切割对象部分而得到的截面时的情况。

首先，参照图1对根据一实施方式的激光切割装置进行说明。

图1为概略地示出根据一实施方式的激光切割装置10的视图。

激光切割装置10包括激光发生单元110、光学单元120、吸入单元130、集尘单元140、控制单元150、工作台160和供气单元170。

激光发生单元110产生并射出激光束。激光发生单元110可包括诸如二氧化碳激光器、准分子激光器、氦氖激光器的气体激光器，或者可包括诸如红宝石激光器、玻璃激光器、YAG(钇铝石榴石)激光器、YLF(钇锂氟化物)激光器的固体激光器。

光学单元120定位在激光束的路径上。光学单元120可包括使激光束的形状均质化的均质器(homogenizer)和/或使激光束聚集(focusing)的聚光透镜。穿过光学单元120的激光束可形成四边形、圆形等预定形状，并且可形成线束。根据激光发生单元110与光学单元120的相对布置，激光发生单元110与光学单元120之间还可包括使激光束的方向改变的镜(mirror)。

穿过光学单元120的激光束朝向放置在工作台160上的对象物20照射。工作台160可以是对象物20的支承体(support)。工作台160可被固定。工作台160也可沿着预定方向移动或旋转。

吸入单元130吸入在对对象物20进行激光切割时所产生的烟尘(或者也称为粉尘)。吸入单元130可提供激光束的通路LP。吸入单元130包括本体B和至少一个管道P1、P2。管道P1、P2提供供在对象物20的切割过程中产生的烟尘移动的通路。管道P1、P2通过连接管C与集尘单元140连接。

集尘单元140收集通过吸入单元130吸入的烟尘。集尘单元140可包括用于调节由吸入单元130提供的吸入压力的机构。这种机构可以是电机、泵或风扇(fan)，并且也可以相对于集尘单元140独立地设置。集尘单元140可包括用于滤除烟尘的过滤器。

供气单元170提供用于在对应于激光束的通路LP的、吸入单元130的内部形成向下流动(down flow)的气流。吸入单元130的内部的向下流动的气流不仅能够增加吸入单元130的吸入能力，而且还使得烟尘不会上升到光学单元120，从而防止光学单元120因烟尘而被污染或受损。

控制单元150可进行控制以调整：由激光发生单元110产生的激光束的一个以上的特性、由集尘单元140施加的吸入的特性、以及由供气单元170供给的气流等。控制单元150可包括处理器、存储器和一个以上的控制机构。

由激光切割装置10切割的对象物20可以是如有机发光显示装置的显示装置的显示面板或衬底。作为一示例，对象物20可以是有机发光显示面板，并且被切割的部分可以是偏光层。激光切割装置10可用于在将偏光层附接到有机发光显示面板的一表面上之后，将偏光层切割成与有机发光显示面板的尺寸相符合，例如，切割成大致四边形，或者将偏光层和有机发光显示面板一同切割成预定尺寸。作为另一示例，激光切割装置10可用于切割为了检查有机发光显示面板的检查垫，或者用于切割为了保护有机发光显示面板的附接的保护膜。

以上对激光切割装置10的整体结构进行了说明。在下文中，将参照图2至图5对激光切割装置10的吸入单元130进行详细说明。另外，还将参照图1，以对吸入单元130与激光切割装置10的其他构成要素的关系进行说明。

图2为根据一实施方式的吸入单元130的立体图，图3为图2中所示的吸入单元130的分解立体图，图4为图2中所示的吸入单元130的平面图，并且图5为图2中所示的吸入单元130的剖视图。图5示出了沿图4中的V-V'方向切割吸入单元130的截面。图4和图5中将对象物20的切割线CL一并示出。

参照图2至图5，吸入单元130包括本体B、管道P1、P2和连接管C。管道P1、P2可定位在本体B的两侧处，并且连接管C可连接管道P1、P2与集尘单元140。

本体B可具有如下结构，即，该结构能够使穿过定位在本体B上方的光学单元120而射出的激光束照射到定位在本体B下方的对象物20，并且能够有效地吸入通过激光束的照射对对象物20进行激光切割时所产生的烟尘。为此，本体B包括外盒(outer box)131和内杯(inner cup)132，其中，内杯132定位在外盒131的内部并且具有分别与本体B的上部开口和下部开口对应的上部开口和下部开口。本体B包括用于固定内杯132的支架133。本体B还包括下部板(lower plate)134，其中，下部板134与内杯132一起限定吸入口IN，并且与外盒131和内杯132一起限定排气路径(exhaust passage)EP。

外盒131具有大致四棱柱形状。外盒131也可具有除了四棱柱以外的多棱柱或圆柱形状。如术语本身所体现的，外盒131的内部为空，且因此可收纳内杯132。外盒131上可设置有透明窗W，以便能够观察到内部。外盒131的至少一个侧面处结合有或者形成有与外盒131的内部连通的管道P1、P2。

吸入单元130的吸入性能因素中与吸入单元130的形状相关的因素主要有三种。这些因素为吸入端SE与对象物20之间的距离、烟尘所产生的位置的流动向量(flow vector)方向、吸入端SE的开口尺寸。其中，吸入端SE的开口形状和尺寸应最大限度地与对象物20的切割线CL相似，才能够实现最佳吸入性能。然而，由于对象物20的切割线CL可根据产品而不同，因此为了最佳吸入性能，需要制造出根据产品来改变吸入端SE的开口尺寸的吸入单元130。根据一实施方式，吸入单元130可通过仅替换吸入单元130的一部分而无需替换其整体，即可提供与多种尺寸的切割线CL相符合的吸入端SE的开口尺寸。另外，在使吸入端SE与对象物20之间的距离尽可能接近时，例如在约10mm以下时可获得最佳吸入性能。

定位在外盒131的内部的内杯132以能够分离且替换的方式定位在外盒131的内部。内杯132具有与四边形漏斗(funnel)或料斗(hopper)相似的立体结构。内杯132可包括呈内部为空的大致四棱柱形状的第一部分132a、呈内部为空的大致截头四角锥形状的第二部分132b以及呈内部为空的大致四棱柱形状的第三部分132c。内杯132可具有与外盒131的形状对应的形状。例如，在外盒131具有圆柱形状的情况下，内杯132可具有与圆形漏斗相似的立体结构。

本体B的上部开口可由第一部分132a限定，且本体B的下部开口可由第三部分132c限定。本体B的下部开口可大致对应于吸入端SE的开口。本体B的上部开口大于下部开口。由第三部分132c限定的下部开口小于由第一部分132a限定的上部开口，因此第二部分132b的宽度从第一部分132a朝向第三部分132c逐渐减小，并且其内部容积也随之减小。通过如上所述像漏斗那样宽度逐渐减小的第二部分132b的结构，在内杯132的内部维持向下流动效应，从而能够提高烟尘吸入效率。第一部分132a的外周面可与外盒131的内周面紧密贴合。

内杯132的内部空间还提供激光束的通路LP。为了使激光束穿过本体B照射到对象物20上，对象物20的切割线CL应位于本体B的下部开口的内部，即，第三部分132c的平面形状的内部。此时，本体B的吸入端SE的开口需要与对象物20的切割线CL相似才能够增强吸入性能。通过制造形成有与各种对象物20的多种切割线CL相符合的第三部分132c的内杯132，并且将具有与特定对象物20的切割线CL相适应的形状的内杯132定位到外盒131的内部，能够最优化吸入单元130的吸入性能。换言之，由于内杯132以能够分离的方式定位在外盒131的内部，因此无需整体上重新制造与不同尺寸和形态的对象物20或切割线CL对应的吸入单元130。相反，仅仅通过替换能够相对简单地制造的内杯132，即可提供适合于多种尺寸和形态的对象物20(例如，对于当前用于智能电话的显示面板，存在约3英寸至约7英寸之间的多种屏幕尺寸)的吸入单元130。

内杯132的第一部分132a、第二部分132b和第三部分132c可形成为独立部件或者可形成为一体，并且可以是至少一部分独立形成并被组装的状态。在所示的实施方式中，对于内杯132，第二部分132b和第三部分132c形成为一体，第一部分132a独立地形成，并且第二部分132b的上部结合到第一部分132a的下部。如上所述，当第一部分132a独立地形成时，形成为一体的第二部分132b和第三部分132c形成为与对象物20的切割线CL相符合，并且可替换第二部分132b和第三部分132c以适应于特定的对象物20。因此，与整体上制造多种内杯132的情况相比，能够削减内杯132的制造成本。

内杯132的上端处，即，第一部分132a的上端处形成有凸缘(flange)1321。凸缘1321使内杯132钩挂到外盒131的上端处以防止内杯132向下脱离。凸缘1321定位在外盒131的上端与支架133的下端之间。当通过如螺钉的结合装置将支架133结合到外盒131上时，由于它们之间定位有凸缘1321，因此能够使内杯132牢固地固定到外盒131上。

下部板134通过如螺钉的结合装置或通过滑动插入的方式等结合到外盒131的下端处。下部板134具有与内杯132的下部开口对应的开口。下部板134的开口可与内杯132的下部开口相同或几乎相同，并且也可以稍大于内杯132的下部开口。例如，下部板134的开口在平面上可与内杯132的第三部分132c的外周面一致。在这种情况下，吸入口IN可形成为朝向对象物20的切割线CL，且由此能够增强烟尘吸入能力。由于下部板134具有与内杯132的下部开口对应的开口并且与内杯132一同形成吸入口IN，因此下部板134可与内杯132成套地制造。当替换内杯132以适应于具有多种尺寸和形态的对象物20时，也可一同替换下部板134。

下部板134的开口对应于吸入单元130的吸入端SE。内杯132的下端1322不与下部板134接触，尤其是不与下部板134的上表面接触。因此，下部板134与内杯132之间存在间隔，并且这种间隔限定供吸入单元130吸入烟尘的吸入口IN。吸入口IN可沿着内杯132的下端1322的外围定位。

下部板134的上表面与外盒131的内周面和内杯132的外周面(尤其是，第二部分132b和第三部分132c的外周面)一起限定排气路径EP。排气路径EP是能够使通过吸入口IN吸入的烟尘在本体B的内部流动的空间。除了与管道P1、P2连通的部分和吸入口IN以外，排气路径EP实质上被密封。因此，通过吸入口IN吸入的烟尘可通过排气路径EP排出到管道P1、P2中，并且可通过连接管C收集到集尘单元140中。根据内杯132内部的向下流动而形成的气流与烟尘一起吸入到吸入口IN中。即，内杯132内部的向下流动可形成用于使吸入口IN吸入烟尘的气流，并且烟尘通过吸入口IN与气流一起被吸入到排气路径EP中(参照图5中的大致顺时针方向的箭头和大致逆时针方向的箭头)。

在下文中，将参照图6至图8对具有与前述实施方式不同的结构的吸入口IN的吸入单元130进行说明。

图6为根据一实施方式的吸入单元的切割立体图，图7为图6中所示的吸入单元的正视图，并且图8为根据图6的实施方式的下部板的立体图。虽然图6示出了与前述图2至图5的实施方式不同的实施方式，但是其对应于沿图4中的VI-VI'方向切割吸入单元130的截面。图6至图8的实施方式与图2至图5的实施方式相比，区别仅在于下部板134，而剩余的结构是相同的，因此主要对区别点进行说明。

结合到外盒131的下端处的下部板134包括其上表面与内杯132的下端1322接触的部分134a以及与内杯132的下端1322相隔开的部分134b。当以如上所述的方式形成下部板134时，吸入口IN并不围绕在内杯132的下端1322的周围，而是仅定位在内杯132的下端1322的一侧处。包括如上所述结构的下部板134的吸入单元130可以仅在与对象物20的特定部分对应的位置处包括吸入口IN，例如，对有机发光显示面板的检查垫进行直线切割而不是对该对象物20整体进行切割时被切割的部分。因此，能够在无需吸入烟尘的位置处阻挡吸入口IN，并且能够在需要吸入烟尘的位置处增强吸入口IN的吸力。在切割对象物20的切割部分改变时，能够仅通过替换为如本实施方式所示方式进行设计的下部板134，即可最大限度地提升吸入能力和吸入效率。

虽然在上文中对本发明实施方式进行了详细说明，但是本发明的权利范围并不限于此，并且本领域技术人员利用由随附的权利要求书所定义的本发明的基本概念所进行的各种变型和改良形态也包含在本发明的权利范围内。

附图标记说明

10：激光切割装置

110：激光发生单元

120：光学单元

130：吸入单元

131：外盒

132：内杯

133：支架

134：下部板

140：集尘单元

150：控制单元

160：工作台

170：供气单元

20：对象物

B：本体

C：连接管

CL：切割线

EP：排气路径

IN：吸入口

P1、P2：管道

SE：吸入端

Claims (10)

1.激光切割装置，包括：

激光发生单元，所述激光发生单元产生激光束；

光学单元，定位在所述激光束的行进路径上；

工作台，所述工作台供放置切割对象物；以及

吸入单元，定位在所述光学单元与所述工作台之间，并且吸入烟尘，

其中，所述吸入单元包括本体以及与所述本体连接的管道，以及

所述本体包括外盒和以能够分离的方式定位在所述外盒的内部的内杯。

2.如权利要求1所述的激光切割装置，其中，

所述内杯包括宽度从上部朝向下部逐渐减小的部分。

3.如权利要求1所述的激光切割装置，其中，

所述内杯包括上部开口以及小于所述上部开口的下部开口。

4.如权利要求1所述的激光切割装置，其中，

所述外盒呈内部为空的四棱柱形状，以及

所述内杯包括呈内部为空的四棱柱形状的第一部分、呈内部为空的截头四角锥形状的第二部分，以及呈内部为空的四棱柱形状的第三部分。

5.如权利要求4所述的激光切割装置，其中，

所述第一部分相对于所述第二部分和所述第三部分独立地形成，且所述第二部分和所述第三部分形成为一体。

6.如权利要求5所述的激光切割装置，其中，

所述本体还包括与所述外盒的下端结合的下部板，以及

所述下部板具有在平面上与所述内杯的所述第三部分的外周面一致的开口。

7.如权利要求1所述的激光切割装置，其中，

所述本体还包括与所述外盒的下端结合的下部板。

8.如权利要求6所述的激光切割装置，其中，

所述内杯的下端与所述下部板的上表面相隔开，并且所述内杯的下端和所述下部板限定所述吸入单元的吸入口。

9.如权利要求6所述的激光切割装置，其中，

所述外盒的内周面、所述内杯的外周面以及所述下部板的上表面在所述本体的内部限定排气路径。

10.如权利要求7所述的激光切割装置，其中，

所述下部板包括所述下部板的上表面与所述内杯的下端接触的部分以及与所述内杯的下端相隔开的部分。