TW201420245A - 用於控制雷射圖案成形裝置之階段的方法 - Google Patents

Abstract

本發明關於一雷射圖案成形裝置的一種階段控制方法，用於控制該階段，其中一雷射頭單元係連續地移動，以具有一加速區段、一均速區段與一減速區段，而一雷射束係發射自該雷射頭單元，以連續地將沿著一第一方向配置在一基板上的一第一線以及配置成平行於該第一線且沿著一第二方向間隔於該第一線的一第二線圖案成形，該第二方向相交於該第一方向，該階段控制方法包括以下步驟：一第一計算操作、一第二計算操作、一第一圖案成形操作、一移動操作與一第二圖案成形操作。在該第一計算操作中，計算移動穿過該第一線的整個一均速區段所花的一第一時間以及移動穿過該第二線的整個一均速區段所花的一第二時間。在該第二計算操作中，計算移動穿過該第一線的整個一減速區段所花的一第三時間以及移動穿過該第二線的整個一加速區段所花的一第四時間。在該第一圖案成形操作中，在該第一時間期間將該第一線圖案成形。在該移動操作中，控制該階段，使得該雷射頭單元在該第一時間之後可甚至直接移動在該第二方向中，且在藉由加總該第三時間與該第四時間所獲得的一總時間期間，該雷射頭單元從該第一線的一結束點移動至該第二線的一開始點。在該第二圖案成形操作中，控制該階段，使得該雷射頭單元在該總時間之後僅可直接移動於該第一方向中，且在該第二時間期間將該第二線圖案成形。

Description

用於控制雷射圖案成形裝置之階段的方法

本發明關於控制雷射圖案成形裝置之階段的方法，且更具體地，關於控制雷射圖案成形裝置之階段的方法，其中移動雷射的階段係在該裝置中受到控制，以用於利用雷射束來圖案成形光導板、太陽能電池基板等。

為了使光導板上的亮度均勻，已經使用一種方法，將雷射束發射至光導板，且因此在光導板的一表面上形成線狀圖案。

另外，已經使用一種方法，將雷射束發射至太陽能電池基板，以施加紋理化處理至太陽能電池基板的前表面，以將從太陽能電池基板的表面反射的光回送至太陽能電池基板，且因此充分增加收集光的可能性。另外，已經使用一種方法，將雷射束發射至太陽能電池基板，以形成線狀圖案，同時藉由在接觸於前電極的區域中形成較厚的發射器層，且在其他區域中形成較薄的發射器層，而形成選擇性的發射器，以減少發射器層與太陽能電池基板的前表面之間的接觸 電阻值。

根據控制雷射圖案成形裝置之階段的習知方法，第1圖為一視圖，圖示雷射束的移動路徑，且第2圖為速度分佈，用於解釋用於控制雷射圖案成形裝置之階段的第1圖的方法的範例。

參見第1圖與第2圖，雷射束從雷射頭單元發射至基板10，藉此在基板10上形成複數條線。第一線11、第二線12與第三線13沿著第一方向A1配置成平行，且沿著第二方向A2以預定的距離彼此間隔，第二方向A2相交於第一方向A1。當雷射頭單元藉由提供有馬達或類似者的階段來移動時，第一線11、第二線12、第三線13等係連續地形成。

若移動雷射頭單元來形成每一線，雷射頭單元的速度包括連續的加速區段V11、V21、均速區段V12、V22與減速區段V13、V23。當雷射頭單元沿著第一方向A1移動時，第一線11被圖案成形，且雷射頭單元停止。之後，雷射頭單元沿著第二方向A2移動朝向第二線12。雷射頭單元再次停止，且之後，當雷射頭單元沿著第一方向A1移動時，第二線12被圖案成形。

通常，加速區段與減速區段中所花的時間比均速區段中所花的時間佔總處理工作時間更多的比重。前述習知的階段控制方法具有顯著增加的總處理工作時間的問題，因為甚至在第一線已經處理之後，雷射頭單元通過減速區段而完全停止，且之後移動朝向第二線，且甚至在該移動之後，通過加速區段再次處理第二線。

因此，本發明係構思來解決前述問題，且本發明的一態樣提供了控制一雷射圖案成形裝置之一階段的一種方法，其中在一均速區段中將一第一線圖案成形，且在該第一線的一減速區段與該第二線的一加速區段中所花的時間期間，將一雷射頭單元移動朝向一第二線，藉此顯著減少在一線圖案成形處理中所花的一總處理時間，且改良該圖案成形裝置的生產效率。

根據本發明的一態樣，提供一雷射圖案成形裝置的一種階段控制方法，用於控制該階段，其中一雷射頭單元係連續地移動，以具有一加速區段、一均速區段與一減速區段，而一雷射束係發射自該雷射頭單元，以連續地將沿著一第一方向配置在一基板上的一第一線以及配置成平行於該第一線且沿著一第二方向間隔於該第一線的一第二線圖案成形，該第二方向相交於該第一方向，該階段控制方法包括以下步驟：一第一計算操作，用於計算移動穿過該第一線的整個一均速區段所花的一第一時間以及移動穿過該第二線的整個一均速區段所花的一第二時間；一第二計算操作，用於計算移動穿過該第一線的整個一減速區段所花的一第三時間以及移動穿過該第二線的整個一加速區段所花的一第四時間；一第一圖案成形操作，用於在該第一時間期間將該第一線圖案成形；一移動操作，用於控制該階段，使得該雷射頭單元在該第一時間之後可甚至直接移動在該第二方向中，且該移動操作在藉由加總該第三時間與該第四時間所獲得的一總時間期 間，將該雷射頭單元從該第一線的一結束點移動至該第二線的一開始點；以及一第二圖案成形操作，用於控制該階段，使得該雷射頭單元在該總時間之後僅可直接移動於該第一方向中，且該第二圖案成形操作在該第二時間期間將該第二線圖案成形。

僅在用於該第一線的該均速區段中與用於該第二線的該均速區段中，可從該雷射頭單元發射該雷射束。

在該移動操作中，該雷射頭單元可移動於一方向中，該方向係結合該第一方向與該第二方向。

該基板可包括一光導板或一太陽能電池基板。

10‧‧‧基板

11‧‧‧第一線

11a‧‧‧第一線的開始點

11b‧‧‧第一線的結束點

11c‧‧‧移動路徑

12‧‧‧第二線

12a‧‧‧第二線的開始點

12b‧‧‧第二線的結束點

13‧‧‧第三線

A1‧‧‧第一方向

A2‧‧‧第二方向

T1‧‧‧第一時間

T2‧‧‧第二時間

T3‧‧‧第三時間

T4‧‧‧第四時間

V11、V21‧‧‧加速區段

V12、V22‧‧‧均速區段

V13、V23‧‧‧減速區段

從下面的範例實施例的敘述並且聯合所附圖式，本發明的上述及/或其他態樣將變得明顯且更容易瞭解，在所附圖式中：第1圖圖示在控制雷射圖案成形裝置之階段的習知方法中，雷射束的移動路徑；第2圖圖示速度分佈，用於解釋用於控制第1圖的雷射圖案成形裝置之階段的方法的範例；第3圖圖示速度分佈，用於解釋根據本發明之範例實施例之用於控制雷射圖案成形裝置之階段的方法；第4圖圖示在用於控制第3圖的雷射圖案成形裝置之階段的方法中的雷射束的移動路徑，相較於第1圖的移動路徑；及第5圖圖示在用於控制第3圖的雷射圖案成形裝置 之階段的方法中的雷射束的實質的移動路徑。

下面，將參照所附圖式來詳細敘述根據本發明之用於控制雷射圖案成形裝置之階段的方法的範例實施例。

第3圖圖示速度分佈，用於解釋根據本發明之範例實施例之用於控制雷射圖案成形裝置之階段的方法；第4圖圖示在用於控制第3圖的雷射圖案成形裝置之階段的方法中的雷射束的移動路徑，相較於第1圖的移動路徑；且第5圖圖示在用於控制第3圖的雷射圖案成形裝置之階段的方法中的雷射束的實質的移動路徑。

參見第3圖至第5圖，根據本發明之範例實施例，用於控制雷射圖案成形裝置之階段的方法是用以控制用於移動該裝置中之雷射的階段，以利用雷射束來對光導板、太陽能電池基板等等進行圖案成形。該方法包括第一計算操作、第二計算操作、第一圖案成形操作、移動操作與第二圖案成形操作。

首先，如同第4圖所示，雷射圖案成形裝置從雷射頭單元發射雷射束至基板10，藉此在基板10上形成複數條線。第一線11、第二線12與第三線13沿著第一方向A1配置成平行，並且沿著第二方向A2以預定的距離彼此間隔，第二方向A2相交於第一方向A1。當雷射頭單元通過提供有馬達或類似者的階段來移動時，發射雷射束，以藉此連續地圖案成形第一線11、第二線12、第三線13等等。

當雷射頭單元為了圖案成形一條線或在一條線完成 圖案成形之後移動朝向另一條線而通過該階段開始與停止移動時，雷射頭單元的速度連續地包括加速區段V11、V21、均速區段V12、V22與減速區段V13、V23。

在此範例實施例中，基板10是光導板或太陽能電池基板，但不限於此。或者，其上的線係使用雷射束來圖案成形的另一基板可使用作為基板10。

在第一計算操作中，計算：移動穿過第一線的整個均速區段V12所花的第一時間T1，以及移動穿過第二線的整個均速區段V22所花的第二時間T2。

如同第3圖所示，在第一線的加速區段V11、第一線的減速區段V13、第二線的加速區段V21與第二線的減速區段V23中，雷射頭單元的速度係根據時間而改變，且因此，在上述區段中並未發射雷射束。在另一方面，僅在第一線的均速區段V12與第二線的均速區段V22中，從雷射頭單元發射雷射束，以圖案成形該線。因為在加速區段與減速區段中並未發射雷射束，所以並未圖案成形該線。

若決定關於下述的資料：要被圖案成形的該線的長度、該線被圖案成形時用於移動雷射頭單元的均速、直到雷射頭單元開始且到達均速所需的加速、直到以均速移動的雷射頭單元停止所需的減速等等，則可以決定速度分佈，如同第3圖所示。根據此種速度分佈，可以計算：移動穿過第一線的整個均速區段V12所花的第一時間T1。

因為大多數相同的處理情況都適用於要被圖案成形於基板10上的複數條線，藉由如同用於計算第一時間T1的 相同方法，也可以計算：移動穿過第二線的整個均速區段V22所花的第二時間T2。

在第二計算操作中，計算：移動穿過第一線的整個減速區段V11所花的第三時間T3，以及移動穿過第二線的整個加速區段V21所花的第四時間T4。

類似於計算第一時間T1與第二時間T2的方法，若決定關於下述的資料：該線被圖案成形時用於移動雷射頭單元的均速、直到雷射頭單元開始且到達均速所需的加速、直到以均速移動的雷射頭單元停止所需的減速等等，則可以決定速度分佈，如同第3圖所示。根據此種速度分佈，可以計算：移動穿過第一線的整個減速區段V13所花的第三時間T3，以及移動穿過第二線的整個加速區段V21所花的第四時間T4。

在第一圖案成形操作中，在第一時間T1期間將第一線11圖案成形。

在第一線的加速區段V11與減速區段V13中，並未發射雷射束，但是僅在第一線的均速區段V12中發射雷射束，所以在雷射頭單元移動穿過第一線11的整個均速區段V12時所花的第一時間T1期間，第一線11可被圖案成形。

通常，發射來用於將光導板上的線圖案成形的雷射束可具有由CO₂雷射所產生的紅外線波長，所以由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,polymethyl methacrylate)或聚碳酸酯(PC,polycarbonate)材料所製成的光導板可被加工。另外，發射來用於形成太陽能電池基板上之選擇性發射器的雷射束可具有 紅外線或遠紅外線波長，以容易被吸收於絕緣層或發射器層中。

在第3圖中，「11c」表示：在第一線11的加速區段V11中，雷射頭單元的移動路徑。

在移動操作中，控制該階段，使得雷射頭單元在先前計算的第一時間T1之後可直接移動在第二方向A2中。

習知地，在用於圖案成形第一線11的第一時間T1過去之後，直到雷射頭單元沿著第一方向A1移動穿過整個減速區段V13且然後停止，雷射頭單元才在第二方向A2中移動，以用於圖案成形第二線12。

但是，在此範例實施例中，在藉由加總第三時間T3(係移動穿過第一線的整個減速區段V13所花的第三時間T3)與第四時間T4(係移動穿過第二線的整個加速區段V21所花的第四時間T4)所獲得的總時間期間，將雷射頭單元從第一線的結束點11b(用於參考，「11a」表示第一線的開始點)移動至第二線的開始點12a(用於參考，「12b」表示第二線的結束點)，且因此已經準備要圖案成形第二線12。

亦即，控制該階段，使得雷射頭單元藉由第一線的減速區段V13與第二線的加速區段V21甚至可以移動朝向第二方向A2，同時雷射頭單元移動朝向第一方向A1。如同參考號碼「21、22」所表示，控制該階段，使得在移動操作中，雷射頭單元可以移動朝向一方向，該方向係結合第一方向A1與該第二方向A2。

在第二圖案成形操作中，控制該階段，使得雷射頭 單元在先前計算的總時間之後僅可直接移動於第一方向A1中。

若雷射頭單元從第一線的結束點11b完成移動至第二線的開始點12a，雷射頭單元到達第二線的均速區段V22，亦即，用於圖案成形第二線12的均速。因此，控制該階段，使得在移動操作之後，雷射頭單元不再直接移動朝向第二方向A2，而是僅移動於第一方向A1中。

雖然在第二線的加速區段V21與減速區段V23中並未發射雷射束，僅在第二線的均速區段V22中發射雷射束。因此，在移動穿過第二線的整個均速區段V22所花的第二時間T2期間，雷射頭單元圖案成形第二線12。

第4圖圖示在根據範例實施例之用於控制雷射圖案成形裝置之階段的方法中的雷射束的移動路徑，相較於第1圖所示的習知移動路徑。習知地，藉由沿著第一方向A1移動雷射頭單元，圖案成形第一線11，且雷射頭單元停止，且之後，雷射頭單元沿著第二方向A2移動朝向第二線12。在另一方面，在此範例實施例中，在進入第一線的減速區段V13之前，雷射頭單元在第二方向A2中移動，且之後，雷射頭單元停止移動朝向第二方向A2，同時雷射頭單元進入第二線的均速區段V22。

在根據範例實施例之用於控制雷射圖案成形裝置之階段的前述方法中，在均速區段中圖案成形一條線，且在移動穿過整個減速區段與加速區段所花的時間期間，移動雷射頭單元，以用於圖案成形另一條線，藉此在顯著減少線圖案 成形處理所花的總處理時間以及改良圖案成形裝置的生產效率上具有功效。

另外，在根據範例實施例之用於控制雷射圖案成形裝置之階段的前述方法中，控制該階段，使得在先前計算的時間過去之後，雷射頭單元可直接移動於第一方向或第二方向中，而不需要任何信號的輸入/輸出，藉此在促進階段的控制上具有功效。

另外，在根據範例實施例之用於控制雷射圖案成形裝置之階段的前述方法中，僅在雷射頭單元以均速移動的均速區段中發射雷射束，來用於圖案成形該線，藉此在一致地保持圖案成形的品質以及改良整體的品質上具有功效。

如同上述，根據範例實施例之用於控制雷射圖案成形裝置之階段的方法可顯著減少線圖案成形處理所花的總處理時間以及改良圖案成形裝置的生產效率。

另外，根據範例實施例之用於控制雷射圖案成形裝置之階段的方法可簡化控制該階段。

另外，根據範例實施例之用於控制雷射圖案成形裝置之階段的方法可一致地保持圖案成形的品質以及改良整體的品質。

雖然已經圖示且敘述本發明的一些範例實施例，本領域中熟習技藝者將理解到，這些實施例中可以做出變化，而不會偏離本發明的精神與原理，本發明的範圍是界定在所附申請專利範圍與其均等物中。

T1‧‧‧第一時間

T2‧‧‧第二時間

T3‧‧‧第三時間

T4‧‧‧第四時間

V11、V21‧‧‧加速區段

V12、V22‧‧‧均速區段

V13、V23‧‧‧減速區段

Claims (4)

1. 一種一雷射圖案成形裝置的階段控制方法，用於控制該階段，其中一雷射頭單元係連續地移動，以具有一加速區段、一均速區段與一減速區段，而一雷射束係發射自該雷射頭單元，以連續地將沿著一第一方向配置在一基板上的一第一線以及配置成平行於該第一線且沿著一第二方向間隔於該第一線的一第二線圖案成形，該第二方向相交於該第一方向，該階段控制方法包括以下步驟：一第一計算操作，用於計算移動穿過該第一線的整個一均速區段所花的一第一時間以及移動穿過該第二線的整個一均速區段所花的一第二時間；一第二計算操作，用於計算移動穿過該第一線的整個一減速區段所花的一第三時間以及移動穿過該第二線的整個一加速區段所花的一第四時間；一第一圖案成形操作，用於在該第一時間期間將該第一線圖案成形；一移動操作，用於控制該階段，使得該雷射頭單元在該第一時間之後可甚至直接移動在該第二方向中，且該移動操作在藉由加總該第三時間與該第四時間所獲得的一總時間期間，將該雷射頭單元從該第一線的一結束點移動至該第二線的一開始點；及一第二圖案成形操作，用於控制該階段，使得該雷射頭單元在該總時間之後僅可直接移動於該第一方向中，且該第二圖案成形操作在該第二時間期間將該第二線圖案成形。
2. 如請求項1所述之階段控制方法，其中僅在該第一線的該均速區段中與該第二線的該均速區段中，從該雷射頭單元發射該雷射束。
3. 如請求項1所述之階段控制方法，其中在該移動操作中，該雷射頭單元移動於一方向中，該方向係結合該第一方向與該第二方向。
4. 如請求項1所述之階段控制方法，其中該基板包括一光導板或一太陽能電池基板。