TWI747817B - 玻璃製品與包含其之記憶體碟及雷射處理玻璃工件的方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於切割及分離透明材料之薄基板的雷射切割技術，例如係關於主要用於生產薄膜電晶體(TFT)元件的顯示器玻璃組成物的切割。所描述雷射製程可用於例如以>0.25m/sec的速度實行直線切割，以切割尖銳半徑外角(<1mm)，且產生任意曲線形狀，包括形成內部孔及槽縫。雷射處理鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃複合工件的方法包括使脈衝雷射束聚焦至焦線。脈衝雷射產生脈衝叢發，脈衝叢發具有每脈衝叢發5-20個脈衝及每叢發300-600微焦耳之脈衝叢發能量。將焦線導向至玻璃複合工件中，從而產生材料內的誘導吸收。工件與雷射束相對於彼此平移以沿輪廓線形成複數個缺陷線，其中相鄰缺陷線具有5-15微米之間隔。

Description

玻璃製品與包含其之記憶體碟及雷射處理玻璃工件的方法

本申請案根據專利法主張於2015年3月24日提出申請之美國臨時申請案第62/137443號之優先權權益，本案依據此美國臨時申請案之內容且將此美國臨時申請案以引用之方式全部併入本文。

本發明係關於顯示器玻璃組成物的雷射切割及處理。

材料的雷射處理領域涵蓋涉及切割、鑽鑿、碾磨、焊接、熔化等各種類型應用及不同類型材料。在此等應用中，特別受關注者為例如在製程中切割或分離不同類型基板，以分離薄膜電晶體(thin film transistor；TFT)或顯示器玻璃組成物。

從製程發展及成本視角來看，對於改良玻璃基板之切割及分離存在諸多機遇。最受關注的為獲得比當今市場上現行實踐的玻璃分離方法更快、更清潔、更便宜、更加可重複及更可靠的玻璃分離方法。

本申請案描述一種用於切割及分離透明材料之薄基板的雷射切割技術，且更特定言之，描述主要用於生産薄膜電晶體(thin film transistor; TFT)元件的顯示器玻璃組成物的切割。所描述雷射製程可用於以至多＞1 m/sec實行直線切割，以切割尖銳半徑外角（＜1 mm），且産生任意曲線形狀，包括形成內部孔及槽縫。舉例而言，示例性實施例可用於形成圓形玻璃記憶體碟，此記憶體碟具有可插入軸的內部孔。

本申請案亦描述用於切割玻璃及隨後用多種方法接著處理各部分以將切割玻璃部分之邊緣強度及邊緣衝擊強度兩者皆提升至比單獨使用切割製程可實現水平更高的水平的方法。本文所描述之方法亦可在單次掃描中切割此等玻璃之堆疊，從而改良製程時間及機械利用率。

在一個實施例中，雷射處理鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃複合工件的方法包括使脈衝雷射束聚焦至沿光束傳播方向定向的雷射束焦線中。亦將雷射束焦線導向至玻璃複合工件中，雷射束焦線產生材料內的誘導吸收，且誘導吸收沿工件內的雷射束焦線產生缺陷線或損傷軌跡。方法亦包括沿輪廓線相對於彼此平移工件與雷射束，及沿工件內的輪廓線雷射形成複數個缺陷線，其中相鄰缺陷線之間的間隔（或週期）介於5微米與15微米之間。脈衝雷射產生脈衝叢發，脈衝叢發具有每脈衝叢發5-20個脈衝及300-600微焦耳/脈衝之脈衝叢發能量。

沿工件內的輪廓線雷射形成複數個缺陷線可促進沿藉由輪廓線所界定之表面分離工件以形成分離表面。誘導吸收可產生切割及分離邊緣的小於或等於約0.5微米之Ra表面粗糙度。誘導吸收亦可在分離表面上産生具有小於3微米之平均直徑的顆粒。

根據一些實施例，玻璃製品包含鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃複合物，此玻璃複合物包括至少一個邊緣，此邊緣具有延伸至少250微米的複數個缺陷線，此等缺陷線各自具有小於或等於約1微米的直徑，分隔5微米與15微米之距離。根據一些實施例，至少一個邊緣具有至多小於或等於約100微米之深度的表面下損傷及/或小於或等於約0.5微米之Ra表面粗糙度。在一些實施例中，此玻璃製品具有0.5 mm至7 mm之厚度。所研發的雷射方法可經定製用於將各部分自面板手動或機械分離或藉由熱壓所欲輪廓進行完全雷射分離。方法涉及超短脈衝雷射的使用並可繼之以CO₂ 雷射來產生熱應力，有時與高壓空氣流結合，以便全自動分離。

示例性實施例之描述如下。

本申請案提供一種用於玻璃組成物之精確切割及分離的製程，玻璃組成物諸如例如鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃組成物，例如顯示器及/或TFT（薄膜電晶體）玻璃組成物，玻璃組成物將構成出自玻璃基板的完成部分。此類玻璃或玻璃組成物的一些範例爲Eagle XG^® 、Contego、Corning Lotus^TM 及Corning Lotus  NXT^TM ，可購自美國紐約州Corning的康寧公司。鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃組成物可經調配以適合於充當用於諸如薄膜電晶體之電子裝置之應用的基板。此意謂TFT玻璃組成物通常具有與矽相似的熱膨脹係數(coefficients of thermal expansion; CTE)（較佳為不超過5 ppm/℃，較佳為小於4 ppm/℃，例如約3 ppm/℃，或2.5-3.5 ppm/℃），且在玻璃內具有低水平的鹼。低水平的鹼（亦即，0至2%之痕量，較佳為＜1重量%，例如＜0.5重量%）較佳用於TFT應用中所使用之玻璃，因爲在一些條件下，鹼摻雜物可浸出玻璃並污染矽製程，且此非所欲。雷射切割製程以可控方式分離玻璃部分，具有可忽略的碎片及最小缺陷，以及對邊緣的低表面下損傷，從而保存部分強度。所研發的雷射方法非常適合於對選定雷射波長透明的材料。此波長可為例如1064、532、355或266奈米。工件或TFT玻璃組成物應較佳對選定雷射波長實質透明（亦即，對於每毫米材料深度，吸收小於約10%，且較佳地小於約1%）。已例如藉由使用厚度範圍自0.025 mm至0.7 mm之Eagle XG^® 組成物實現方法之示範。

下文所描述之製程基本步驟將産生勾劃所欲形狀的垂直裂紋線並建立針對裂紋蔓延且因此形狀自基板基體分離及脫離的最小阻力路徑。雷射分離方法可經調諧並配置以使得玻璃形狀能够從原始基板中手動或機械分離、部分分離或全部分離。

在第一步驟中，利用超短脈衝（脈衝寬度小於100皮秒）雷射束（在等於或低於1064 nm之波長處）照射待處理的物件。在此體積之高能量密度內，經由非線性效應改質材料。重要的是，應注意，在無此高光強度的情況下，不觸發非線性吸收。低於此強度閾值的情況下，材料對雷射輻射透明且保持在原始狀態中。藉由在所欲線或路徑上方掃描雷射，吾等産生窄缺陷線或輪廓或路徑（數微米寬），並界定下一步驟中將分離的周長或形狀。

雷射源可在諸如玻璃複合工件之實質透明材料中産生多光子吸收(multi-photon absorption; MPA)。MPA係相同或不同頻率之兩個或更多個光子之同時吸收，以便將分子自一個態（通常為基態）激勵成較高能量的電子態（電離）。分子之所涉及低能態與高能態之間的能量差等於兩個光子之能量的總和。MPA，亦稱爲誘導吸收，可爲二階或三階過程（或更高階），例如比線性吸收弱若干數量級。誘導吸收與線性吸收不同，因為二階誘導吸收之強度可例如與光強度的平方成正比，且因此誘導吸收係非線性光學過程。

一旦產生具有垂直缺陷或穿孔的線或輪廓線，可經由以下發生分離：1)穿孔裂紋線上或周圍的手動或機械應力；應力或壓力將產生將穿孔裂紋線之兩側拉開並使仍黏結在一起的區域斷裂之張力；2)使用熱源，在裂紋線周圍産生應力區以使得垂直缺陷或穿孔裂紋線處於拉伸中，誘發部分或全部分離。在兩種情況中，分離取決於若干製程參數，諸如雷射掃描速度、雷射功率、透鏡參數、脈衝寬度、重複速率等。

此雷射切割製程利用與光學件結合的超短脈衝雷射，超短脈衝雷射産生焦線以完全穿孔一系列玻璃組成物的主體。在一些實施例中，個別脈衝之脈衝持續時間處於大於約1皮秒與小於約100皮秒之間範圍內，諸如大於約5皮秒與小於約20皮秒之間範圍內，且個別脈衝之重複速率可處於約1 kHz與4 MHz之間範圍內，諸如處於約10 kHz與650 kHz之間範圍內。

除了以上文論及之個別脈衝重複速率的單個脈衝操作之外，可在兩個脈衝或更多個脈衝（諸如，例如，3個脈衝、4個脈衝、5個脈衝、10個脈衝、15個脈衝、20個脈衝或更多個）之叢發中產生脈衝，此等脈衝藉由叢發內的個別脈衝之間的持續時間分隔，持續時間處於約1毫微秒與約50毫微秒之間，例如10至30毫微秒，諸如約20毫微秒之範圍內，且叢發重複頻率可處於約1 kHz與約200 kHz之間的範圍內。（叢發或產生脈衝叢發為一種雷射操作類型，其中脈衝之發射並非處於均勻且穩定的流中，而是處於脈衝之緊密群集中。）脈衝叢發雷射束可具有選定波長，使得材料在此波長處為實質透明。在材料處所量測之每叢發平均雷射功率可為每毫米材料厚度大於40微焦耳，例如介於40微焦耳/毫米與2500微焦耳/毫米之間，或介於500與2250微焦耳/毫米之間。舉例而言，對於0.5-0.7mm厚的Corning Eagle XG^® 玻璃，技術人員可使用300-600 μJ脈衝叢發來切割並分離玻璃，此對應於428 μJ/mm至1200 μJ/mm之示例性範圍（例如，對於0.7 mm之Eagle XG^® 玻璃爲300 μJ/0.7mm，而對於0.5 mm之Eagle XG^® 玻璃爲600 μJ/0.5mm）。

相對於雷射束移動玻璃（或相對於玻璃平移雷射束）以産生穿孔線，穿孔線描繪出任何所欲部分之形狀。雷射産生穿透玻璃之完全深度的類孔狀缺陷區（或損傷軌跡，或缺陷線），其中內部開口直徑爲約1微米。在顯示器或TFT類型玻璃中，此等穿孔、缺陷區域、損傷軌跡或缺陷線通常互相間隔至少5微米且至多20微米，且較佳地5-15微米。舉例而言，對於TFT/顯示器玻璃，間隔5-12微米、7-15微米或7-12微米。

如本文所界定，缺陷線之直徑或內徑爲玻璃或工件中的開放通道或氣孔之內徑。舉例而言，在本文所描述之一些實施例中，缺陷線之內徑為＜500 nm，例如≦400 nm或≦300 nm。此外，缺陷線之內徑可例如與雷射束焦線之光斑直徑一樣大。雷射束焦線可具有處於約0.1微米與約10微米之間範圍內的平均光斑直徑，較佳地介於0.1與5微米之間，例如1.5至3.5微米。一旦沿裂紋線或輪廓線分離工件或玻璃部分，仍可爲在地檢視切割及分離表面上的缺陷線，且此等缺陷線可具有例如與缺陷線之內徑相當的寬度。因此，藉由本文所描述之實施例方式製備的玻璃製品之切割表面上的缺陷線之寬度可具有例如介於約0.1微米與約5微米之間的寬度。

除了單個玻璃片，製程亦可用於切割玻璃堆疊，且可利用單次雷射掃描完全穿孔總高度至多數毫米的玻璃堆疊。玻璃堆疊另外可在各種位置中具有氣隙；雷射製程將仍在單次掃描中完全穿孔此堆疊之上玻璃層及下玻璃層兩者。

一旦穿孔玻璃，若玻璃具有充足內應力，則裂紋將沿穿孔線蔓延且玻璃片將分離成所欲部分。由於TFT玻璃組成物爲具有低熱膨脹係數（CTE＜4 ppm/℃）及低內應力（例如，＜10 MPa，例如＜5 MPa以在用作顯示器時防止畸變或雙折射）的玻璃，通常施加額外機械分離力來分離玻璃部分，例如，使用CO₂ 雷射沿穿孔線或接近穿孔線的後續掃描產生熱應力，此熱應力將沿相同預程式化的穿孔線分離玻璃。

最終，由於在處理及運輸期間需要高水平的可靠性，圓形或倒角邊緣係TFT顯示器玻璃片的典型要求。藉由此技術產生的原切割邊緣可提供所需高水平的可靠性。另外，若需要額外邊緣成形，則本文所描述之雷射切割方法賦能邊緣倒角，從而可另外增加邊緣可靠性的水平（倖存於應力事件及邊緣衝擊事件的能力）。最終，可另外精細研磨或接觸研磨矩形原切割邊緣或倒角邊緣以甚至進一步改良邊緣強度、邊緣衝擊強度或整個邊緣可靠性。可(a)在熔合玻璃製造線拉製件上（亦即，線上），例如在此製造線之拉製件之底部處，或(b)線外，不在拉製件上，實現切割玻璃，且可繼之以邊緣倒角，或研磨。

本申請案描述了一種用於從透明基板中精確切割並分離任意形狀的雷射方法及設備，更特定言之描述了以可控方式切割諸如Eagle XG^® 、Corning Lotus^TM 、Contego及Corning Lotus NXT^TM 等TFT玻璃組成物，具有可忽略碎片及對部分邊緣的最小損傷，從而保存邊緣強度、邊緣衝擊強度並賦能高水平之玻璃邊緣可靠性。所研發的雷射方法依賴於對線性範圍內的雷射波長的材料透明度，或低雷射強度，從而允許維持清潔且原始的表面品質，並依賴於由雷射焦點周圍的高強度區域産生的表面下損傷減少。此製程的一個關鍵賦能因素在於由超短脈衝雷射產生的缺陷或缺陷線之高深寬比。此允許産生自待切割材料之頂表面延伸至底表面的裂紋線。原則上，可藉由單個脈衝產生此缺陷，且若需要，可使用額外脈衝增加受影響區域之延伸度（深度及寬度）。在一些實施例中，雷射方法可用於形成圓形玻璃記憶體碟，此記憶體碟具有可插入軸的內部孔。如稍後將描述的，CO₂ 雷射可用於自此內部孔釋放切割玻璃。意外發現，本文所描述之雷射方法可用於産生任意形狀，諸如但不限於圓形形狀等，其中起點與終點沿圓圈之圓周會合但不形成毛刺。如本技術領域中已知，對於曲線形狀的習知雷射分離方法在雷射分離技術之起點處及雷射分離技術之終點處（通常與起點位置相同或實質相同）産生大量熔融材料。此毛刺不利地影響最終產品之品質或者必須經歷額外磨光或研磨技術來移除毛刺。然而，意外發現根據本揭示內容的示例性雷射方法不產生此毛刺。

雷射束焦線可具有處於約0.1 mm與約10 mm之間或處於約0.5 mm與約5 mm之間範圍內之長度，例如約1 mm、約2 mm、約3 mm、約4 mm、約5 mm、約6 mm、約7 mm、約8 mm或約9 mm，或處於約0.1 mm與約2 mm之間或處於0.1 mm與約1 mm之間範圍內之長度，並具有處於約0.1微米與約5微米之間範圍內之平均光斑直徑。孔或缺陷線各自可具有0.1微米與10微米之間的直徑，例如0.25至5微米（例如，0.2-0.75微米）。

可藉由發送高斯型雷射束至旋轉三稜鏡透鏡來執行線焦點之産生，在此情況中産生稱爲高斯-貝色耳(Gauss-Bessel)光束的光束輪廓。此光束比高斯型光束繞射更慢（例如，與數十微米或更小相比，此光束可維持數百微米或毫米範圍的單個微米光斑尺寸）。因此，與材料強烈相互作用的焦點深度或長度可比僅使用高斯型光束時大得多。亦可使用其他形式或緩慢繞射或非繞射光束，諸如艾里(Airy)光束。

如第 1A 圖至第 1C 圖 中所圖示，切割及分離透明材料且更特定言之TFT玻璃組成物的方法基本上基於在利用超短脈衝雷射140處理的材料或工件130中產生由複數個垂直缺陷線120形成的裂紋線110。缺陷線120延伸例如穿過玻璃片之厚度，並與玻璃片之主（平坦）表面正交。「裂紋線」在本文中亦稱為「輪廓線」。儘管裂紋線或輪廓線可爲線性，但類似於第 1A 圖 中所圖示之裂紋線110，裂紋線或輪廓線亦可爲非線性，具有曲率。可藉由使工件130或雷射束140中的任一者相對於另一者例如在二維而非一維中平移産生彎曲裂紋線或輪廓線。取決於材料性質（吸收、CTE、應力、組成物等）及選定用於處理材料130的雷射參數，單獨裂紋線110的產生可足以誘發自分離。在此情況中，不需要二級分離製程，諸如張力/彎曲力或例如由CO₂ 雷射產生的熱應力。如第 1A 圖 中所圖示，複數個缺陷線可界定輪廓線。藉由輪廓線界定具有缺陷線的分離邊緣或表面。産生缺陷線的誘導吸收可在分離邊緣或表面上産生具有小於3微米之平均直徑的顆粒，從而導致非常清潔的切割製程。

在一些情況中，所產生裂紋線110不足以自發地分離材料，且二級步驟可為必需。儘管可在諸如烘箱之腔室中置放穿孔玻璃部分以産生玻璃部分之塊體加熱或冷却，以産生熱應力來沿缺陷線分離此等部分，但此製程可爲緩慢的且可需要大烘箱或腔室來容納許多物品或大片材或穿孔玻璃。若需要，可例如使用第二雷射來産生熱應力以分離玻璃。在TFT或顯示器玻璃組成物的情況中，在裂紋線産生後，可藉由施加機械力或藉由使用熱源（例如，紅外雷射，例如CO₂ 雷射）產生熱應力並迫使材料分離來實現分離。另一選項將使得CO₂ 雷射僅啟動分離並隨後手動完成分離。舉例而言，利用以10.6微米發射的散焦連續波(continuous wave; cw)雷射及利用藉由控制工作循環所調節的功率實現可選CO₂ 雷射分離。焦點變化（亦即，散焦所達延伸程度且包括焦斑尺寸）用於藉由改變光斑尺寸而改變所誘發的熱應力。散焦雷射束包括産生在雷射波長尺寸的數量級上比最小繞射限制光斑尺寸大的光斑尺寸的雷射束。舉例而言，可使用具有1至20 mm（例如，1至12 mm、3至8 mm）之光斑尺寸的CO₂ 雷射，例如CO₂ 之10.6 μm波長雷射可在穿孔玻璃上形成具有此等光斑尺寸的光束。CO₂ 雷射光斑直徑的一些範例為：2 mm、5 mm、7 mm、10 mm及20 mm。亦可使用發射波長亦被玻璃所吸收的其他雷射，諸如具有例如在9-11微米範圍內發射之波長的雷射。在此類情況中，可使用具有100與400瓦特之間功率位準的CO₂ 雷射，且可以50-500 mm/sec之速度沿缺陷線或與缺陷線相鄰掃描光束，從而產生足夠熱應力以誘發分離。指定範圍內選定的精確功率位準、光斑尺寸及掃描速度可取決於材料使用、材料厚度、熱膨脹係數(coefficient of thermal expansion; CTE)、彈性模數，因爲所有此等因數影響在給定空間位置處由能量沉積之特定比率所賦予的熱應力的量。若光斑尺寸太小（亦即，＜1 mm），或CO₂ 雷射功率太高（＞400W），或掃描速度太慢（小於10 mm/sec），則可過度加熱玻璃，從而産生切除、熔化或玻璃中的熱産生裂紋，此等皆非所欲，因爲會減小分離部分之邊緣強度。較佳地，CO₂ 雷射束掃描速度為＞50 mm/sec，以便誘發有效率且可靠的部分分離。然而，若由CO₂ 雷射產生的光斑尺寸太大（＞20 mm），或雷射功率太低（＜10W，或在一些情況中＜30W），或掃描速度太快（＞500 mm/sec），則發生不充分加熱，從而導致熱應力太低以致於無法誘發鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃組成物（顯示器及/或TFT玻璃）中的可靠部分分離。

舉例而言，在一些實施例中，可使用200瓦特之CO₂ 雷射功率，其中具有玻璃表面處約6 mm之光斑直徑及250 mm/sec之掃描速度，以誘發0.7 mm厚的Corning Eagle XG^® 玻璃的部分分離，此玻璃已利用上文所論及之皮秒雷射穿孔。舉例而言，較厚Corning Eagle XG^® 玻璃基板可在每單位時間需要比較薄Eagle XG^® 基板更多的CO₂ 雷射熱能來分離，或具有較低CTE的玻璃可需要比具有較低CTE的玻璃更多的CO₂ 雷射熱能來分離。沿穿孔線的分離將在CO₂ 光斑通過給定位置後很快發生（小於1秒），例如在100毫秒內、50毫秒內或25毫秒內發生。

對於一些玻璃，沿裂紋線110之方向的相鄰缺陷線120之間的距離或週期可大於0.1微米及小於或等於約20微米。舉例而言，在一些玻璃中，相鄰缺陷線120之間的週期可介於0.5與15微米之間，或介於3與10微米之間，或介於0.5微米與3.0微米之間。舉例而言，在一些玻璃中，相鄰缺陷線120之間的週期可介於0.5微米與1.0微米之間。然而，對於本文所揭示之鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃組成物，尤其是0.5 mm厚或更大厚度的玻璃組成物，相鄰缺陷線120之間的週期應較佳為＞5微米，且甚至更佳為5-15微米。

存在數種方法來產生缺陷線。形成線焦點的光學方法可採取多種形式，使用環形雷射束及球面透鏡、旋轉三稜透鏡、繞射元件或形成高強度之線性區域的其他方法。雷射類型（皮秒、飛秒等）及波長（IR、綠光、UV等）亦可不同，只要達到足够光強度以經由非線性光學效應在聚焦區域中産生基板材料之擊穿，以産生基板材料或玻璃工件之擊穿。較佳地，雷射係脈衝叢發雷射，此允許藉由調節給定叢發內的脈衝數目而控制隨時間的能量貯存。

在本申請案中，超短脈衝雷射係用於以連貫、可控且可重複方式產生高深寬比垂直缺陷線。此概念之本質將使用光學件在透明部分內産生高強度雷射束之線聚點。此概念的一個版本將使用光學透鏡組件中的旋轉三稜透鏡元件來産生使用超短（皮秒或飛秒持續時間）貝色耳光束的高深寬比、無錐形微通道之區域。換言之，旋轉三稜鏡將雷射束聚光至圓柱形及高深寬比（大長度及小直徑）之高強度區域。由於利用聚光雷射束産生的高強度，發生雷射與基板材料之電磁場之非線性相互作用且將雷射能轉移至基板以實現缺陷形成，此等缺陷成爲裂紋線的組成部分。然而，認識到下述情況很重要：在雷射能量強度不高的材料區域內（例如，基板的圍繞中央輻合線之玻璃體積），材料對雷射透明且不存在將能量自雷射轉移至材料的機制。因此，當雷射強度低於非線性閾值時，玻璃或工件未發生任何情況。

轉至第 2A 圖及第 2B 圖 ，雷射處理材料的方法包括使脈衝雷射束2聚焦至沿光束傳播方向定向的雷射束焦線2b中。如第 3A 圖 所示，雷射3（未圖示）發射雷射束2，雷射束具有入射至光學組件6的部分2a。光學組件6將入射雷射束轉化成沿光束方向（焦線之長度l）在所界定擴展範圍內的輸出側上的延伸雷射束焦線2b。在光束路徑中定位平面基板1以至少部分地重疊雷射束2之雷射束焦線2b。因此將雷射束焦線導向至基板中。元件符號1a分別代表面向光學組件6或雷射的平面基板的表面，而元件符號1b代表基板1之相反表面。基板或工件厚度（在此實施例中垂直於平面1a及1b（亦即，垂直於基板平面）量測），尺寸標記爲d。舉例而言，基板或工件亦可被稱為材料且可爲對雷射束2之波長實質透明的玻璃製品。

如第 2A 圖 所描繪，基板1（或玻璃複合工件）垂直於縱向光束軸對準，且因此位於由光學組件6產生的相同焦線2b後方（基板垂直於圖式平面）。沿光束方向定向或對準焦線，以焦線2b開始於基板之表面1a之前並終止於基板之表面1b之前（亦即，焦線2b仍終止於基板內且未延伸超過表面1b）的方式相對於焦線2b定位基板。在雷射束焦線2b與基板1之重疊區域中（亦即，在被焦線2b覆蓋的基板材料中），延伸的雷射束焦線2b產生（假定沿雷射束焦線2b的適宜雷射強度，藉由雷射束2於長度l之區段（亦即，長度l之線聚點）上的聚焦而確保強度）延伸的區段2c（沿縱向光束方向對準），沿此區段在基板材料中産生誘導吸收。誘導吸收沿區段2c在基板材料中産生缺陷線形成。缺陷線係實質透明材料、基板或工件中藉由使用多個雷射脈衝之單個高能叢發産生的微觀（例如，直徑爲＞100 nm且＜0.5微米）伸長「孔」（亦稱為穿孔或缺陷線）。舉例而言，可以數百千赫（每秒數十萬個穿孔）之速率産生個別穿孔。在源與材料之間的相對運動下，此等穿孔可彼此相鄰放置（視需要空間分隔自次微米至許多微米變化）。可選擇此空間分隔（間距）以促進材料或工件之分離。在一些實施例中，缺陷線為「通孔」，通孔係自實質透明材料之頂部延伸至底部的孔或開放通道。缺陷線形成不僅爲局部，而且在誘導吸收之延伸區段2c之整個長度上。用元件符號L標記區段2c之長度（對應於雷射束焦線2b與基板1之重疊長度）。用元件符號D標記誘導吸收區段2c（或基板1之材料中經歷缺陷線形成的區段）之平均直徑或範圍。此平均範圍D基本上對應於雷射束焦線2b之平均直徑δ，亦即約0.1微米與約5微米之間範圍內的平均光斑直徑。

如第 2A 圖 所示，由於沿焦線2b的誘導吸收而加熱基板材料（對雷射束2之波長λ透明），而誘導吸收由與焦線2b內的雷射束之高強度關聯的非線性效應引起。第 2B 圖 圖示受熱基板材料將最終擴展，使得相應誘發的張力導致微裂紋形成，其中張力在表面1a處最高。

雷射源之選擇預示透明材料中產生多光子吸收(multi-photon absorption; MPA)的能力。MPA係相同或不同頻率之兩個或更多個光子之同時吸收，以便將一個態（通常為基態）的分子激勵成較高能量電子態（電離）。分子之所涉及低能態與高能態之間的能量差可等於兩個光子之能量的總和。MPA，亦稱爲誘導吸收，可爲二階或三階過程或更高階過程，例如比線性吸收弱若干數量級。MPA與線性吸收不同，因為誘導吸收之強度可例如與光強度的平方或立方（或更高冪次律）成正比，而不是與光強度本身成正比。因此，MPA係非線性光學過程。

下文描述可應用於產生焦線2b的代表性光學組件6以及可應用此等光學組件的代表性光學設置。所有組件或設置基於上文描述，使得相同元件符號用於相同部件或特徵或功能等同的元件。因此，下文僅描述不同之處。

爲了確保沿表面發生分離的分離部分之表面之高品質（關於斷裂強度、幾何精確度、粗糙度及再加工需求的避免），應使用下文所描述之光學組件（在下文中，光學組件或者亦稱爲雷射光學件）産生位於基板表面上沿分離線的個別焦線。分離表面（或切割邊緣）之粗糙度特定産生自焦線之光斑尺寸或光斑直徑。可藉由Ra表面粗糙度統計（取樣表面之高度之絕對值的粗糙度算術平均值，此等高度包括産生自焦線之光斑直徑的凸塊高度）特徵化分離（切割）表面之粗糙度，此粗糙度可例如爲0.25至1微米。爲了在給定波長λ之雷射3（與基板1之材料相互作用）的情況中實現例如0.5微米至2微米之小光斑尺寸，通常必須對雷射光學件6之數值孔徑強加某些需求。藉由下文所描述之雷射光學件6滿足此等需求。

爲了實現所需數值孔徑，一方面，光學件必須根據已知Abb

公式（N.A.=n sin (θ)，n：待處理之玻璃或複合工件之折射率，θ：孔徑角的一半，且θ=arctan (D/2f)；D：孔徑，f：焦距）處理給定焦距的所需開口。另一方面，雷射束必須照射光學件達所需孔徑，通常經由使用雷射與聚焦光學件之間的加寬望遠鏡進行光束加寬來實現。

光斑尺寸不應變化太強，以達沿焦線均勻相互作用之目的。此可例如（請參看下文實施例）藉由僅在小圓形區域中照射聚焦光學件使得光束開口且因此數值孔徑之百分比僅略微變化來加以確保。

根據第 3A 圖 （在雷射輻射2之雷射束叢束中的中央光束之位準處，區段垂直於基板平面；此處，同樣，雷射束2垂直入射於基板平面，亦即焦線之入射角爲約0°，使得焦線2b或誘導吸收之延伸區段2c平行於基板法線），先將由雷射3發射的雷射輻射2a導向至對所用雷射輻射完全不透明的圓形孔徑8。孔徑8經定向垂直於縱向光束軸並以所描繪光束叢束2a之中央光束為中心。以靠近光束叢束2a之中心或中央光束（此處用2aZ標記）之光束叢束擊中孔徑並完全為孔徑所吸收的方式選擇孔徑8之直徑。由於與光束直徑相比減小的孔徑尺寸，僅光束叢束2a之外周長範圍中的光束（邊緣射線，此處用2aR標記）未被吸收，而是橫向通過孔徑8並擊中光學組件6之聚焦光學元件之邊緣區域，在此實施例中，將光學組件設計爲球面切割雙凸面透鏡7。

如第 3A 圖 所示，雷射束焦線2b不僅為雷射束的單個焦點，而且是雷射束中不同射線的一系列焦點。一系列焦點形成所界定長度之伸長焦線，在第 3A 圖 中圖示為雷射束焦線2b之長度l。透鏡7以中央光束爲中心且經設計爲呈常見球面切割透鏡形式的非校正、雙凸面聚焦透鏡。此透鏡之球面像差可爲有利的。作爲替代，亦可使用偏離理想校正系統的非球面或多透鏡系統，此等系統不形成理想焦點，而是所界定長度之區別性伸長焦線（亦即，不具有單個焦點的透鏡或系統）。因此，根據與透鏡中心的距離，透鏡區沿焦線2b聚焦。跨光束方向的孔徑8之直徑為光束叢束之直徑（由光束強度減小至峰值強度之1/e所需的距離界定）的約90%及光學組件6之透鏡之直徑的約75%。因此，使用在中心處阻隔光束叢束所産生的非像差校正球面透鏡7之焦線2b。第 3A 圖 圖示在一個平面內穿過中心光束的區段，且當所描繪光束圍繞焦線2b旋轉時可見完整三維叢束。

此類型焦線的一個潜在缺點在於，條件（光斑尺寸、雷射強度）可沿焦線（且因此沿材料中的所欲深度）變化，且因此可僅在焦線之選定部分中可能發生所欲類型相互作用（無熔化、誘導吸收、熱塑變形直至裂紋形成）。此又意謂可能僅入射雷射光的一部分以所欲方式爲基板材料所吸收。以此方式，可損害製程效率（對於所欲分離速度需要的平均雷射功率），且亦可使雷射光透射至非所欲區域（附著於基板或基板固持夾具的部分或層）且以不良方式與此等區域相互作用（例如，加熱、漫射、吸收、非所需改質）。

第 3B-1 圖至第 3B-4 圖 圖示（不僅針對第 3A 圖 中的光學組件，而且基本針對任何其他適用光學組件6）可藉由相對於基板1適當定位及/或對準光學組件6以及藉由適當選擇光學組件6之參數來控制雷射束焦線2b之位置。如第 3B-1 圖 圖示，可以長度超過基板厚度d（此處藉由因數2）之方式調整焦線2b之長度l。若在焦線2b中心處放置基板1（在縱向光束方向上檢視），則在整個基板厚度上産生誘導吸收之延伸區段2c。舉例而言，雷射束焦線2b可具有處於約0.01 mm與約100 mm之間範圍內或處於約0.1 mm與約10 mm之間範圍內之長度l。舉例而言，各種實施例可經配置以具有約0.1 mm、0.2 mm、0.3 mm、0.4 mm、0.5 mm至5 mm（例如，0.5 mm、0.7 mm、1 mm、2 mm、3 mm、4 mm或5 mm）之長度l。

在第 3B-2 圖 所示之情況中，產生長度l之焦線2b，此長度更多或更少地對應於基板厚度d。由於以線2b開始於基板外部的點處之方式相對於線2b定位基板1，誘導吸收之延伸區段2c（此處自基板表面延伸至所界定基板深度，而不是延伸至相反表面1b）之長度L小於焦線2b之長度l。第 3B-3 圖 圖示以下情況：在焦線2b之起點上方定位基板1（沿垂直於光束方向的方向檢視），使得如第 3B-2 圖 中，線2b之長度l大於基板1中的誘導吸收區段2c之長度L。焦線因此始於基板內並延伸超出相反表面1b。第 3B-4 圖 圖示以下情況：焦線長度l小於基板厚度d，使得在入射方向上檢視的基板相對於焦線之中央定位的情況中，焦線開始於基板內的表面1a附近並結束於基板內的表面1b附近（例如，l=0.75•d）。

以焦線覆蓋表面1a、1b之至少一者的方式定位焦線2b特別有利，使得誘導吸收區段2c至少開始於基板之一個表面上。以此方式，可能實現實質上理想的切割，同時避免表面處的切除、特徵化及微粒化。

第 4 圖 描繪另一適用光學組件6。基本結構遵循第 3A 圖 中所描述之結構，使得下文僅描述不同之處。所描繪光學組件基於具有非球形自由表面的光學件之使用，以便産生焦線2b，並以形成所界定長度l之焦線的方式使焦線成形。出於此目的，可將非球體用作光學組件6之光學元件。在第 4 圖 中，例如，使用所謂的圓錐形稜柱，亦常稱爲旋轉三稜鏡。旋轉三稜鏡係一種專用圓錐形切割透鏡，此透鏡沿光軸在線上形成光斑源（或將雷射束變換成環）。此旋轉三稜鏡之佈局大體上爲熟習此項技術者所知；範例中的錐角為10°。亦可使用旋轉三稜鏡錐角之其他範圍。將此處用元件符號9標記的旋轉三稜鏡之頂點導向入射方向並以光束中心爲中心。由於由旋轉三稜鏡産生的焦線2b開始於旋轉三稜鏡內部，可在旋轉三稜鏡9之直接後方的光束路徑中定位基板1（此處垂直於主光束軸對準）。如第 4 圖 所示，亦可能因旋轉三稜鏡之光學特點而沿光束方向偏移基板1，同時保持在焦線2b之範圍內。基板1之材料中的誘導吸收之區段2c因此在整個基板深度d上方延伸。

然而，所描繪佈局受到以下限制：在旋轉三稜鏡9與基板或玻璃複合工件材料之間存在分隔的情形中，由於由旋轉三稜鏡9形成的焦線2b之區域開始於旋轉三稜鏡9內，雷射能量之明顯部分並未聚焦於焦線2b之誘導吸收之區段2c中，此誘導吸收區段位於材料內。此外，焦線2b之長度l與光束直徑以及旋轉三稜鏡9之折射率及錐角相關。這就是在相對較薄材料（數毫米）的情況中總焦線比基板或玻璃複合工件厚度長得多的原因，從而具有許多雷射能量並未聚焦至材料中的效果。

出於此原因，可需要使用包括旋轉三稜鏡及聚焦透鏡兩者的光學組件6。第 5A 圖 描繪此光學組件6，其中在雷射3之光束路徑中定位具有非球面自由表面的第一光學元件，非球面自由表面經設計以形成延伸雷射束焦線2b。在第 5A 圖 所示情況中，此第一光學元件為具有5°之錐角的旋轉三稜鏡10，此旋轉三稜鏡垂直於光束方向定位且以雷射束3為中心。旋轉三稜鏡之頂點經定向朝向光束方向。將第二聚焦光學元件，此處為平凸透鏡11（透鏡之曲面經定向朝向旋轉三稜鏡），定位在光束方向上與旋轉三稜鏡10間隔距離z1處。以由旋轉三稜鏡10形成之雷射輻射圓形入射於透鏡11之外部徑向部分上的方式選擇距離z1（在此情況中，約300 mm）。透鏡11將圓形輻射在所界定長度（在此情況中，1.5 mm）之焦線2b上的距離z2（在此情況中，與透鏡11間隔約20 mm）處聚焦於輸出端上。在此實施例中，透鏡11之有效焦距爲25 mm。用元件符號SR標記藉由旋轉三稜鏡10的雷射束之圓形變換。

第 5B 圖 詳細地描繪根據第 5A 圖 之基板1之材料中的焦線2b或誘導吸收2c之形成。以光束方向上的焦線2b之長度l與基板1之厚度d完全相同的方式選擇兩個元件10、11之光學特點以及兩個元件之定位。因此，需要基板1沿光束方向之精確定位，以便在基板1之兩個表面1a與1b之間精確定位焦線2b，如第 5B 圖 所示。

因此，若在與雷射光學件間隔某一距離處形成焦線且若雷射輻射之較大部分聚焦於焦線之所欲端，則有利。如所描述，此可藉由僅在特定外部徑向區域上圓形（環形）照射主要聚焦元件11（透鏡）實現，從而一方面用來實現所需數值孔徑及因此所需光斑尺寸，且然而，另一方面，在形成基本圓形光斑時，所需焦線2b處於光斑中心內的非常短距離上之後，漫射圓圈在強度上減弱。以此方式，缺陷線形成終止於所需基板深度中的短距離內。旋轉三稜鏡10與聚焦透鏡11之組合滿足此需求。旋轉三稜鏡以兩種不同方式作用：由於旋轉三稜鏡10，將通常圓形雷射光斑以環形式發送至聚焦透鏡11，且旋轉三稜鏡10之非球面性具有超過透鏡之焦面形成焦線而非在焦面內形成焦點的效應。可經由旋轉三稜鏡上的光束直徑調節焦線2b之長度l。另一方面，可經由旋轉三稜鏡-透鏡的距離z1及經由旋轉三稜鏡之錐角調節沿焦線的數值孔徑。以此方式，整個雷射能量可集中於焦線中。

若缺陷線形成意欲持續至基板之背側，則圓形（環形）照射仍具有以下優點：(1)在大部分雷射光保持集中於焦線之所需長度的意義上，雷射功率得以最佳化使用；及(2)由於結合經由其他光學功能設置的所欲像差之圓形照射區，可能實現沿焦線的均勻光斑尺寸且因此實現部分與基板沿焦線的均勻分離。

亦可能使用聚焦凹凸透鏡或另一較高校正聚焦透鏡（非球體、多透鏡系統），而不是第 5A 圖 所描繪之平凸透鏡。

爲了使用第 5A 圖 所描繪之旋轉三稜鏡與透鏡之組合産生非常短的焦線2b，將需要選擇入射於旋轉三稜鏡上的雷射束之非常小的光束直徑。此具有以下實際缺點：光束至旋轉三稜鏡之頂點上的集中必須非常精確且結果對雷射之方向變化（光束偏移穩定性）非常敏感。此外，緊密準直雷射束非常發散，亦即由於光偏轉，光束叢束在短距離上變得模糊。

如第 6 圖 所示，可藉由在光學組件6中包括另一透鏡準直透鏡12來避免兩個效應。額外正透鏡12用來非常精密地調節聚焦透鏡11之圓形照射。以所欲圓圈直徑dr産生自旋轉三稜鏡與準直透鏡12的距離z1a的方式選擇準直透鏡12之焦距f'，其中dr等於f'。可經由距離z1b（準直透鏡12至聚焦透鏡11）調節環之所欲寬度br。作爲純幾何學問題，圓形照射之小寬度導致短焦線。可在距離f'處實現最小值。

因此，第 6 圖 中所描繪的光學組件6係基於第 5 A 圖 中所描繪的光學組件，使得下文僅描述不同之處。在一側上的旋轉三稜鏡10（其頂點朝向光束方向）與另一側上的平凸透鏡之間的光束路徑中心處另外放置準直透鏡12，此處準直透鏡亦設計爲平凸透鏡（具有曲面朝向光束方向）。準直透鏡12與旋轉三稜鏡10之距離稱為z1a，聚焦透鏡11與準直透鏡12之距離稱為z1b，且焦線2b與聚焦透鏡11之距離稱為z2（總是在光束方向上檢視）。如第 6 圖 所示，由旋轉三稜鏡10形成的圓形輻射SR經調節至沿距離z1b的所需圓圈寬度br，以便在聚焦透鏡11處為至少大約恆定圓圈直徑dr，圓形輻射分開入射且在準直透鏡12上處於圓圈直徑dr之下。在所示情況中，意欲産生非常短的焦線2b，使得透鏡12處的約4 mm之圓圈寬度br因透鏡12之聚焦特性而減小至透鏡11處的約0.5 mm（在此範例中圓圈直徑dr為22 mm）。

在所描繪範例中，可能使用2 mm之典型雷射束直徑、具有焦距f=25 mm的聚焦透鏡11、具有焦距f'=150 mm的準直透鏡並選擇距離Z1a=Z1b=140 mm與Z2=15 mm而實現小於0.5 mm之焦線長度l。

第 7A 圖至第 7C 圖 圖示不同雷射強度範圍處的雷射-物質相互作用。在第一種情況中，如第 7A 圖 所示，未聚焦雷射束710穿過透明基板720，無需對此雷射束引入任何改質。在此特定情況中，不存在非線性效應，因爲雷射能量密度（或由光束照射的每單位面積之雷射能量）低於誘發非線性效應所需的閾值。能量密度愈高，電磁場之強度愈高。因此，如第 7B 圖 所示，當藉由球面透鏡730將雷射束聚焦至較小光斑尺寸時，如第 7B 圖 所示，照射區域減小且能量密度增加，從而觸發非線性效應，此非線性效應將改質材料以容許僅在滿足條件的體積中形成裂紋線。以此方式，若在基板之表面處定位聚焦雷射之射束腰(beam waist)，則將發生表面修正。相比之下，若在基板之表面下方定位聚焦雷射之射束腰，則當能量密度低於非線性光學效應之閾值時，表面處無情況發生。但是，在位於基板720之塊體中的焦點740處，雷射強度高到足以觸發多光子非線性效應，從而誘發對材料的損傷。最終，如第 7C 圖 所示，在旋轉三稜鏡的情況中，如第 7C 圖 所示，旋轉三稜鏡透鏡750或替代地菲涅耳旋轉三稜鏡之繞射圖案産生干涉，此干涉産生貝色耳狀強度分佈（高強度圓柱體760）且僅在彼體積中為高到足以產生對材料720之非線性吸收及修正的強度。圓柱體760之直徑亦為本文所指示之雷射束焦線之光斑直徑，在圓柱體中貝色耳狀強度分佈高到足以産生對材料的非線性吸收及改質。貝色耳光束之光斑直徑D可表示爲D=(2.4048 λ)/(2πB)，其中λ為雷射束波長且B爲旋轉三稜鏡角的函數。

雷射與光學系統。

出於切割鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃組成物之目的，根據一些示例性實施例，皮秒脈衝雷射（例如，1064 nm或532 nm皮秒脈衝雷射）可用於在玻璃組成物中産生損傷線（缺陷線），此皮秒脈衝雷射與線焦點(line-focus)光束形成光學件結合産生多個脈衝的叢發。（然而，應注意，亦可使用其他脈衝雷射。）

舉例而言，具有至多0.7 mm厚度的顯示器/TFT玻璃組成物經定位以使得處於由光學件産生的焦線之區域內。在約1 mm長度之焦線情況下，1064 nm皮秒雷射以玻璃組成物處量測的200 kHz（約120微焦耳/叢發或更多）之叢發重複速率產生約24 W或更多之輸出功率，焦線區域中的光強度高到足以産生玻璃組成物中的非線性吸收。脈衝雷射束可具有在材料處量測的每毫米材料厚度大於40微焦耳之平均雷射叢發能量。對於一些玻璃，所用平均雷射叢發能量可高達每毫米材料厚度2500 μJ，例如40-2500 μJ/mm，其中對於顯示器/TFT型玻璃較佳爲400-1300 μJ/mm（且甚至更佳為550至1000 μJ/mm），較佳是因爲能量密度強到足以使得全部損傷軌跡穿過玻璃，同時最小化與穿孔線或切割邊緣正交的微裂紋的程度。此每毫米「平均脈衝叢發雷射能量」亦可稱為平均每叢發線性能量密度，或每毫米材料厚度每雷射脈衝叢發的平均能量。大約在雷射束焦線產生高光強度之線性區域之後，産生玻璃組成物內的損傷、切除、氣化或以其他方式改質的材料區域。

應注意，本文所描述之此皮秒雷射之典型操作産生脈衝500A之「叢發」500。（請參看例如第 8A 圖及第 8B 圖 ）。每一「叢發」（本文亦稱為「脈衝叢發」500）含有非常短持續時間的多個個別脈衝500A（諸如至少5個脈衝、至少7個脈衝、至少8個脈衝、至少9個脈衝、至少10個脈衝、至少15個脈衝、至少20個脈衝或更多個脈衝）。亦即，脈衝叢發係脈衝「口袋」，且藉由比每一叢發內的個別相鄰脈衝之分隔更長的持續時間來使叢發彼此分離。申請人發現，對於切割或穿孔顯示器玻璃/TFT玻璃組成物，每叢發脈衝數應較佳爲5-20個。脈衝500A具有至多100皮秒之脈衝持續時間T_d （例如，0.1皮秒、5皮秒、10皮秒、15皮秒、18皮秒、20皮秒、22皮秒、25皮秒、30皮秒、50皮秒、75皮秒或兩數之間）。叢發內的每一個別脈衝500A之能量或強度可不等於叢發內的其他脈衝之能量或強度，且叢發500內的多個脈衝之強度分佈常常遵循在由雷射設計掌控的時間上呈指數式衰變。較佳地，本文所描述之示例性實施例之叢發500內的每一脈衝500A在時間上與叢發中的後續脈衝分隔自1毫微秒至50毫微秒（例如，10-50毫微秒，或10-30毫微秒，其中時間常由雷射腔設計掌控）之持續時間T_p 。對於給定雷射，叢發500內相鄰脈衝之間的時間分隔T_p （脈衝至脈衝分隔）相對平均(±10%)。舉例而言，在一些實施例中，叢發內的每一脈衝在時間上與後續脈衝分隔大約20毫微秒（50 MHz）。舉例而言，對於產生約20毫微秒之脈衝分隔T_p 的雷射，叢發內的脈衝至脈衝分隔T_p 維持在約±10%內，或約±2毫微秒。脈衝之每一「叢發」之間的時間（亦即，叢發之間的時間分隔T_b ）將長得多（例如，0.25≦T_b ≦1000微秒，例如1-10微秒，或3-8微秒）。在本文所描述之雷射之一些示例性實施例中，對於具有約200 kHz之叢發重複速率或頻率的雷射，時間分隔T_b 為約5微秒。雷射叢發重複速率與叢發中的第一脈衝至後續叢發中的第一脈衝之間的時間T_b 相關（雷射叢發重複速率=1/T_b ）。在一些實施例中，雷射叢發重複頻率可處於約1 kHz與約4 MHz之間範圍內。更佳地，雷射叢發重複速率可例如處於約10 kHz與650 kHz之間範圍內。每一叢發中的第一脈衝與後續叢發中的第一脈衝之間的時間T_b 可為0.25微秒（4 MHz叢發重複速率）至1000微秒（1 kHz叢發重複速率），例如0.5微秒（2 MHz叢發重複速率）至40微秒（25 kHz叢發重複速率），或2微秒（500 kHz叢發重複速率）至20微秒（50 kHz叢發重複速率）。精確時序、脈衝持續時間及叢發重複速率可取決於雷射設計而不同，但已展示出高強度之短脈衝（T_d ＜20皮秒或較佳地T_d ≦15皮秒）作用特別良好。

可就叢發能量，亦即叢發內含有的能量（每一叢發500含有一系列脈衝500A）而言，或就單雷射脈衝（許多單雷射脈衝可構成叢發）內含有的能量而言來描述修正材料所需的能量。每叢發的能量可為25-750 μJ，且對於許多非顯示器/非TFT玻璃組成物爲50-500 μJ或 50-250 μJ。在一些非顯示器、非TFT玻璃中，每叢發的能量爲100-250 μJ。然而，對於顯示器或TFT玻璃組成物，取決於特定顯示器/TFT玻璃組成物，每叢發的能量應更高，例如300至500 μJ或400至600 μJ。脈衝叢發內的個別脈衝之能量將較少，且精確個別雷射脈衝能量將取決於雷射叢發500內的脈衝500A的數量及隨時間變化的雷射脈衝之衰變速率（例如，指數式衰變速率），如第 8A 圖及第 8B 圖 所示。舉例而言，對於恆定能量/叢發，若脈衝叢發含有10個個別雷射脈衝500A，則每一個別雷射脈衝500A將含有比相同脈衝叢發500僅具有2個個別雷射脈衝情況少的能量。

能够産生此類脈衝叢發的雷射之使用對於切割或改質透明材料（例如，玻璃）有利。與在時間上間隔單脈衝雷射之重複速率的單脈衝之使用相比，脈衝叢發序列之使用允許存取比利用單脈衝雷射可能的與材料之高強度相互作用的更大時標，脈衝叢發序列在叢發500內的快速脈衝序列上展佈雷射能量。儘管可在時間上擴展單脈衝，但在此完成時，脈衝內的強度必須隨脈衝寬度大致下降。因此，若將10皮秒單脈衝擴展為10毫微秒脈衝，則強度下降大致三個數量級。此減小可將光強度減小至非線性吸收不再明顯的點處，且光材料相互作用不再強到足以允許切割。相比之下，在脈衝叢發雷射情況下，叢發500內每一脈衝500A期間的強度可保持非常高，例如在時間上間隔約10毫微秒的三個10皮秒脈衝500A仍允許每一脈衝內的強度比單個10皮秒脈衝之強度高約三倍，同時在現大出三個數量級的時標上允許雷射與材料相互作用。又，舉例而言，例如在時間上間隔約10毫微秒的十個10皮秒脈衝500A仍允許每一脈衝內的強度比單個10皮秒脈衝之強度高約十倍，同時在現大出數量級的時標上允許雷射與材料相互作用。因此，叢發內的多個脈衝500A之此調整允許以可促進與預先存在電漿羽(plasma plume)更大或更少光相互作用、與已藉由起始或先前雷射脈衝預先激勵的原子及分子更大或更少光材料相互作用及與材料內可促進微裂紋之受控生長的更大或更少熱效應的方式操縱雷射材料相互作用之時標。改質材料的叢發能量之所需量將取決於基板材料組成物及用於與基板相互作用的線聚點之長度。相互作用區域愈長，展布能量愈多，且將需要更高叢發能量。精確時序、脈衝持續時間及叢發重複速率可取決於雷射設計而不同，但已展示出高強度之短脈衝（＜15皮秒或≦10皮秒）與此技術作用良好。當脈衝之單個叢發在玻璃上撞擊基本相同位置時，在材料中形成缺陷線或孔。亦即，單個叢發內的多個雷射脈衝對應於玻璃中的單個缺陷線或孔位置。當然，由於平移玻璃（例如，藉由不斷移動平臺）（或相對於玻璃移動光束），叢發內的個別脈衝無法處於玻璃上完全相同的空間位置。然而，個別脈衝良好地處於彼此1 μm內，亦即個別脈衝在基本相同位置處撞擊玻璃。舉例而言，個別脈衝可在彼此間隔sp處撞擊玻璃，其中0＜sp≦500 nm。舉例而言，當20個脈衝之叢發擊中玻璃位置時，叢發內的個別脈衝撞擊彼此250 nm內的玻璃。因此，在一些實施例中，1 nm＜sp＜250 nm。在一些實施例中，1 nm＜sp＜100 nm。孔或損傷軌跡形成：

若玻璃基板具有充足應力（例如，在離子交換玻璃情況下），則此部分將沿雷射製程所描繪出的穿孔損傷路徑自發破裂並分離。然而，若基板並未存在大量固有應力，與TFT或顯示器玻璃（例如，Corning Eagle XG^® 或Lotus、Corning Lotus NXT^TM 或Contego組成物）的情況一樣，則皮秒雷射將在工件中單純形成損傷軌跡。此等損傷軌跡大體上採取孔的形式，孔具有約0.1-1.5微米或0.2微米至2微米（例如，在一些實施例中，0.2至0.7微米或0.3至0.6微米）之內部尺寸。較佳地，孔在尺寸上（亦即，在寬度或直徑上）非常小（單微米或更小）。

孔或缺陷線可穿孔材料之整個厚度，並可為或可不為貫穿材料深度的連續開口。第 9A 圖 圖示穿孔600微米厚的Eagle XG^® 基板之工件之整個厚度的此類軌跡或缺陷線之範例。經由分裂邊緣之側觀察穿孔或損傷軌跡。穿過材料的軌跡不一定為通孔。通常存在堵塞孔的玻璃區域，但此等區域大體上尺寸較小，例如微米級。

亦可能穿孔堆疊玻璃片。在此情況中，焦線長度需要比堆疊高度長。孔或缺陷線之間的橫向間隔（間距）由基板在聚焦雷射束下方平移時的雷射脈衝速率決定。通常僅需要單個皮秒雷射脈衝叢發來形成整個孔，但若需要可使用多個叢發。爲了以不同間距形成孔，可觸發雷射以較長或較短間隔發射。對於切割操作，雷射觸發大體上與光束下方的工件之平臺驅動運動同步，因此以固定間隔觸發雷射脈衝叢發，固定間隔諸如例如每1微米，或每5微米，或每7-15微米。舉例而言，對於一些玻璃實施例，沿裂紋線之方向的相鄰穿孔或缺陷線之間的距離或週期可大於0.1微米且小於或等於約20微米。舉例而言，對於一些玻璃，相鄰穿孔或缺陷線之間的間隔或週期可低至0.5微米，或介於0.5微米與3.0微米之間。舉例而言，在一些實施例中，週期可介於0.5微米與1.0微米之間。對於顯示器或TFT型玻璃，週期通常爲5-15微米。

考慮到基板中的應力水平，相鄰穿孔或缺陷線之間的精確間隔由材料特性決定，此等材料特性促進穿孔間的裂紋蔓延。然而，與切割基板相比，亦可能使用相同方法僅穿孔材料。在本文所描述之方法中，可藉由較大間隔（例如，5微米間距，或7微米間距，或更大）分隔孔或缺陷線（或損傷軌跡，或穿孔）。

雷射功率及透鏡焦距（此決定焦線長度且因此功率密度）係確保玻璃之完全穿透及低微裂紋的特別重要的參數。大體而言，可用雷射功率愈高，可利用上述製程切割材料便愈快。本文所揭示之製程可以0.25 m/sec或更快之切割速度切割玻璃。切速（或切割速度）係雷射束相對於透明材料（例如，玻璃）之表面移動且同時産生多個孔或改質區域的速率。通常需要高切速，諸如例如400 mm/sec、500 mm/sec、750 mm/sec、1 m/sec、1.2 m/sec、1.5 m/sec或2 m/sec或甚至3.4 m/sec至4 m/sec，以便最小化製造的資本投資及最佳化設備利用率。雷射功率等於叢發能量乘以雷射之叢發重複頻率（速率）。大體而言，爲了以高切割速度切割玻璃材料，損傷軌跡通常間隔1-25微米，在一些實施例中，損傷軌跡之間的間隔（亦即，間距）較佳為3微米或更大，例如3-12微米，或例如5-10微米。對於顯示器或TFT玻璃，損傷軌跡應分隔大於5微米（例如，5-15微米）。對於顯示器或TFT玻璃之一些玻璃組成物，損傷軌跡分隔7-15微米，或7-12微米，或9-15微米。

舉例而言，在一些非顯示器玻璃中，爲了實現300 mm/sec之線性切割速度，3微米孔間距對應於具有至少100 kHz叢發重複速率的脈衝叢發雷射。對於600 mm/sec切割速度，3微米間距對應於具有至少200kHz叢發重複速率的叢發脈衝雷射。需要以200kHz產生至少40 μJ/叢發的脈衝叢發雷射及以600 mm/s切割速度的切割，以具有至少8瓦特之雷射功率。較高切速通常需要甚至更高的雷射功率。增加的叢發脈衝重複速率亦可產生速度及雷射功率。

舉例而言，在顯示器/TFT玻璃的情況中，具有5微米間距的100 kHz雷射將以500 mm/s之最大值切割；當使用7微米間距時，以700 mm/s之最大速度；在10微米間距情況下，以1000 mm/s之最大速度；在12微米間距情況下，以1200 mm/s之最大速度；且在15微米間距情況下，以1500 mm/s之最大速度。對於相同雷射重複速率，300 μJ/叢發需要30 W平均功率，400 μJ/叢發需要40 W平均功率，500 μJ/叢發需要50 W平均功率，且600 μJ/叢發需要60 W平均功率。

因此，較佳地脈衝叢發皮秒雷射之雷射功率較佳為至少10W或更高。損傷軌跡之間的最佳間距及精確叢發能量為材料依賴型，且可根據經驗決定。然而，應注意，升高雷射脈衝能量或以更接近間距産生損傷軌跡並非總是使得基板材料分離更好或具有改良邊緣品質的條件。損傷軌跡之間的間距太緻密（例如，＜0.1微米，在一些示例性實施例中＜1 μm，或在一些實施例中＜2 μm）可有時抑制附近後續損傷軌跡之形成，並且常常可抑制穿孔輪廓線周圍的材料分離，且亦可導致玻璃內的非所欲微裂紋增加。間距太長（＞50 μm，且在一些玻璃中＞25 μm或甚至＞20 μm）可導致「不可控微裂紋(uncontrolled microcracking)」，亦即微裂紋不是在孔間蔓延，而是沿不同路徑蔓延，並引發玻璃在不同（不良）方向上開裂。此可最終降低分離玻璃部分之強度，因爲殘餘微裂紋將充當削弱玻璃的瑕疵。用於形成各損傷軌跡的叢發能量太高（例如，＞2500 μJ/叢發，且在一些實施例中＞600 μJ/叢發）可引發相鄰損傷軌跡之已形成微裂紋之「修復」或「再熔化」，此將抑制玻璃之分離。因此，較佳情況為，叢發能量為＜2500 μJ/叢發，例如≦600 μJ/叢發。又，使用太高的叢發能量可引發形成極大的微裂紋並產生分離後減小部分之邊緣強度的瑕疵。叢發能量太低（＜40 μJ/叢發）可導致無明顯損傷軌跡形成於玻璃內，且因此導致非常高的分離強度或完全沒有沿穿孔輪廓線分離的能力。

舉例而言，對於切割0.7 mm厚的非離子交換Corning編碼2319或編碼2320之Gorilla玻璃，吾等觀察到3-5微米之間距作用良好，具有約150-250 μJ/叢發之脈衝叢發能量，且叢發脈動數t（每叢發脈衝數）較佳低於5（例如，3或4）。

然而，吾等發現，與諸如Corning Gorilla^® 之具有高鹼量的玻璃相比，對於穿孔或切割具有低鹼或無鹼（亦即，顯示器或TFT玻璃）的鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃需要更高（高5至10倍）體積脈衝能量密度(μj/μm³ )。對於雷射機以便在此等含有低鹼或無鹼的玻璃中産生損傷軌跡，在每一雷射脈衝叢發中需要高脈衝數以及較高脈衝能量。舉例而言，在一些實施例中，在100 KHz下操作皮秒雷射，從而允許高能量脈衝及較大脈衝數。此較佳地藉由穿孔或切割此類低鹼或無鹼鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃實現，穿孔或切割係藉由使用具有每叢發至少5個且更佳地具有每叢發至少7或更多個脈衝且甚至更佳地每叢發至少8個脈衝的脈衝叢發雷射並提供約0.05 μJ/μm³ 或更高（例如，至少0.1 μJ/μm³ ，例如0.1-0.5 μJ/μm³ ）之鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃（具有低鹼或無鹼）內的體積能量密度。

對於穿孔或切割具有低鹼或無鹼的鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃（亦即，顯示器或TFT玻璃），甚至更佳情況爲，雷射産生具有每叢發至少9個脈衝的脈衝叢發，以賦能沿預定輪廓線的輕易玻璃分離，在除了沿預定輪廓線以外的方向上具有玻璃裂紋之低發生率或無玻璃裂紋發生，且具有低表面粗糙度的邊緣。舉例而言，在一些實施例中，脈衝雷射具有10 W-150 W（例如，10-100 W）之雷射功率且產生具有每叢發至少5個且較佳為至少9個脈衝（例如，每叢發10-20個脈衝）的脈衝叢發。在一些實施例中，脈衝雷射具有25 W-65 W（例如，或25-60 W）之功率且產生具有每叢發至少10-20個脈衝的脈衝叢發，且由雷射叢發產生的相鄰缺陷線之間的週期或距離為5-10微米或5至15微米。在一些實施例中，脈衝雷射具有10 W-100 W之雷射功率，產生具有每叢發至少9個脈衝的脈衝叢發，且工件與雷射束以至少0.25 m/sec之速率相對於彼此平移。在一些實施例中，工件及/或雷射束以至少0.3 m/sec或至少0.35 m/sec或至少0.4 m/sec之速率相對於彼此平移。

在1 m/sec切速下，Eagle XG^® 玻璃（可購自美國紐約州Corning的康寧公司）之切割通常需要使用15-84瓦特之雷射功率，一般30-45瓦特為足夠。在2.7 m/s下，使用具有約220 μJ/叢發及8.8 μm間距的65瓦特叢發脈衝雷射論證了Eagle XG^® （500 μm厚）玻璃之切割。隨後機械分離玻璃。

大體而言，跨多種玻璃組成物及其他透明材料，申請人發現，10 W與100 W之間的雷射功率較佳用於實現0.2 - 1 m/sec之切割速度，對於許多玻璃而言，25-60瓦特之雷射功率為足夠（且最佳）。在TFT/顯示器型玻璃的情況中，對於0.4 m/sec至5 m/sec之切割速度，雷射功率應較佳為10 W-150 W，具有300-600 μJ/叢發之叢發能量，每叢發5-20個脈衝（取決於所切割的材料），及5-15 μm且對於一些玻璃組成物7-12 μm之孔分隔（缺陷線之間的間距）。皮秒脈衝叢發雷射之使用將對於此等切割速度較佳，因為皮秒脈衝叢發雷射產生高功率及所需的每叢發脈衝數。因此，根據一些示例性實施例，脈衝雷射產生10-100 W之功率，例如25 W至60 W，並產生脈衝叢發，每叢發至少5-20個脈衝，且缺陷線之間的距離為5-15微米；且雷射束及/或工件以至少0.25 m/sec之速率相對於彼此平移，在一些實施例中速率為至少0.4 m/sec，例如0.5 m/sec至5 m/sec，或更快。

更特定言之，爲了對於諸如例如Eagle XG或Contego玻璃之顯示器或TFT玻璃産生損傷軌跡，如第 9B 圖至第 9C 圖 所示，應使用叢發能量、每叢發脈衝數及缺陷間距之正確協同作用。用於其他類型玻璃的範圍對於顯示器或TFT玻璃不起作用，或産生不符合要求（緩慢）的切割速度。更特定言之，第 9B 圖 圖示（頂表面視圖，雷射入射側）在可購自康寧公司之0.5 mm Eagle XG玻璃中藉由超短雷射脈衝産生的穿孔。此圖圖示熱影響區中間的穿孔，穿孔誘發連接孔的裂紋，以便輕易分離。第 9C 圖 係相同基板之底表面之影像，並圖示與頂表面相同的特點。對於第 9 B 圖及第 9C 圖 之示例性實施例，雷射叢發中的總能量為450 μJ。此能量分佈在叢發中的多個脈衝之間。前兩個脈衝足够高能（具有足够功率）以沿開始於玻璃之表面處的損傷軌跡産生電漿且後續脈衝與電漿相互作用以延長損傷軌跡穿過塊體，並且在穿孔周圍産生熱影響區。第 9D 圖 係第 9 B 圖及第 9C 圖 所示之0.5 mm厚的Eagle XG^® 玻璃之切割條帶之邊緣（側）影像，此玻璃在CO₂ 光束處理後得以完全分離。

隨著來自逐個脈衝的能量在聚焦體積中及周圍聚積，聚焦區域周圍的熱影響區及與缺陷連接的裂紋隨時間推移形成，從而産生結構變化。雷射脈衝串在玻璃塊體內的焦斑處構成熱量之點源。高脈衝數轉換成聚焦周圍的較高溫度，從而産生較大熱影響區。隨著此受熱區冷却，在玻璃之表面處以拉伸應力形式誘發殘餘應力。彼應力繼而與下一叢發的損傷區相互作用，促進連接穿孔的斷裂。吾等發現了使得雷射切割製程對顯示器/TFT玻璃起作用且降低沿損傷軌跡分離玻璃所需力的條件範圍。此力亦稱爲斷裂阻力（或斷裂力），並且爲手動分離玻璃所需力的量；此力可經由4點彎曲測試量測，且具有單位MPa。低於20 MPa且較佳為低於15 MPa之斷裂阻力使得能夠利用CO₂ 光束以大於250 mm/s之速度分離顯示器或TFT玻璃。若斷裂阻力較大，則CO₂ 分離速度按比例減緩。藉由在以下3個參數的以下指定範圍內操作並隨後對於此等指定範圍內的特定顯示器或TFT玻璃組成物最佳化來獲得顯示器或TFT玻璃的此目標斷裂阻力。

1. 脈衝叢發能量： 出於切割或分離顯示器或TFT玻璃之目的，申請人發現脈衝叢發能量應介於每叢發300 μJ與600 μJ之間。此範圍以外的作用將導致其他玻璃之成功分離，而不是顯示器（或TFT）玻璃之分離。對於一些顯示器型玻璃類型，理想範圍處於300 μJ至500 μJ，對於其他顯示器型玻璃，理想範圍處於400 μJ至600 μJ。400 μJ至500 μJ之脈衝叢發能量似乎對於所有顯示器型玻璃作用良好。線焦點內的能量密度應對於特定顯示器或TFT玻璃最佳化，例如對於Eagle XG及Contego玻璃兩者，脈衝叢發能量的理想範圍介於300 μJ與500 μJ之間，且線焦點介於1.0 mm與1.4 mm（線焦點長度由光學配置決定）。

申請人發現，能量密度太低（低於300 μJ），則無法按需要形成穿孔及熱損傷，且將無法輕易實現孔之間的破裂，導致顯示器玻璃中的斷裂阻力（本文亦稱爲斷裂強度）增加。若能量密度太高（＞600 μJ，且對於許多顯示器玻璃＞500 μJ），熱損傷較大，造成與穿孔相連的裂紋雜散且未沿所欲路徑形成，並且顯示器（或TFT）玻璃之斷裂阻力（斷裂強度）將顯著增加。第 9E 圖 圖示針對顯示器玻璃的每叢發不同能階之斷裂強度對比叢發能量。此圖圖示當脈衝叢發能量接近300 μJ時，斷裂強度（斷裂阻力）顯著增加。亦圖示當脈衝叢發能量為約400 μJ時，此顯示器玻璃具有較低斷裂阻力。

2. 每叢發脈衝： 申請人亦發現，每叢發具有5-22個（例如，5-20個）脈衝數對於顯示器及/或TFT玻璃之低或理想斷裂阻力同樣重要。對於一些顯示器玻璃，每叢發脈衝數爲5-15個，對於其他顯示器玻璃，每叢發脈衝數爲9-20個或10-20個。此指定範圍以外的作用分離許多玻璃（例如，Gorilla玻璃），但無法産生典型顯示器或TFT玻璃之良好或有效率的分離。對於Contego及Eagle XG玻璃兩者，需要每叢發大量脈衝。舉例而言，爲了成功穿孔及/或切割Eagle XG玻璃，每叢發脈衝數爲7至20個，較佳為9-20個且甚至更佳為10-20個。對於Contego玻璃，此範圍甚至更小；爲了成功穿孔及/或切割Contego玻璃，每叢發脈衝數介於15個與20個之間。作為比較，每叢發2個至4個脈衝足以穿孔並分離強化及非強化Gorilla玻璃，但對於此等兩個顯示器玻璃（Contego及Eagle XG），4個脈衝不足以產生所需損傷軌跡及熱影響區。爲了賦能顯示器玻璃之有效率切割（具有最小量之表面下損傷及/或不良裂紋蔓延），應使用本文所描述之此所需每叢發脈衝數（基於TFT/顯示器玻璃組成物，5個或7個或10個或15個脈衝/叢發），叢發能量為300 μJ至600 μJ且較佳為400-500 μJ。

3. 穿孔之間的間距或距離。

穿孔之間的間距或距離係另一重要參數。對於顯示器或TFT型玻璃，穿孔之間的間距或距離應較佳爲5-15微米。舉例而言，對於Eagle XG，最低斷裂阻力的理想間距介於5微米與15微米之間。當間距超出此範圍時，斷裂阻力迅速增加。對於Contego型玻璃，理想間距介於7微米與11微米之間。Contego型玻璃的斷裂阻力（斷裂強度）增加超出此範圍，使得玻璃更難以切割或分離。具有小於5微米之間距的Eagle XG型玻璃之雷射處理引發裂紋偏離裂紋線及形成多個互連裂紋，從而導致更高的玻璃斷裂阻力。舉例而言，第 9F 圖 圖示在間距自10微米至約4微米變化時顯示器玻璃之實施例的迅速斷裂強度增加。更特定言之，當穿孔間距為4微米對比10微米時，斷裂強度迅速增加（玻璃變得更難以分離），且至少增大3倍。對於Contego型玻璃中的穿孔間距＞15微米，裂紋無法在孔間連接。應注意，對於顯示器或TFT玻璃，如上文所描述，應將選擇所述範圍（5-15微米）內的間距，同時滿足脈衝叢發內的能量密度及脈衝數兩者的需求。

因此，根據一些實施例，雷射處理顯示器或TFT玻璃工件（本文亦稱爲鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃複合工件）的方法，此方法包含： 使脈衝雷射束聚焦至沿光束傳播方向定向且導向至鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃複合工件的雷射束焦線中，雷射束焦線產生材料內的誘導吸收，且誘導吸收沿工件內的雷射束焦線產生缺陷線；以及 沿輪廓線相對於彼此平移鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃複合工件與雷射束，從而雷射沿工件內的輪廓線形成複數個缺陷線，其中相鄰缺陷線之間的週期介於5微米與15微米之間，叢發能量介於300-500微焦耳之間，且每叢發脈衝數介於9個與20個之間，且較佳地介於10-20個之間。

根據一些實施例，相鄰缺陷線之間的週期介於5微米與15微米之間，叢發能量介於300-500微焦耳之間，且每叢發脈衝數介於9-20個之間。根據其他實施例，相鄰缺陷線之間的週期介於7微米與12微米之間，叢發能量介於400-600微焦耳之間，且每叢發脈衝數介於5-15個之間。

下文表 1 展示用於在Eagle XG及Contego玻璃中的孔之間成功穿孔並産生裂紋的脈衝雷射之示例性條件。製程中的第二步驟為將CO₂ 雷射用作熱源以沿脈衝雷射束産生的穿孔掃描來完全分離玻璃。表 1 -在方法之實施例中用於成功分離顯示器/TFT玻璃的示例性雷射參數

切割及分離低鹼或無鹼玻璃。

如第 8C 圖 及第 9A 圖 所示，發現不同條件賦能玻璃（例如，Eagle XG^® ）之分離，對於廣泛範圍之基板厚度，採用線性切口或更多複雜形狀。第 8C 圖 中的影像展示出一片0.024 mm厚的Eagle XG^® 玻璃之切割邊緣（頂部影像），及一片0.134 mm厚的Eagle XG^® 玻璃之切割邊緣（底部影像）。Eagle XG^® 係經設計用作薄膜電晶體(TFT)基板的玻璃組成物，且因此具有約3 ppm/℃之適宜熱膨脹係數(coefficient of thermal expansion; CTE)，從而允許與矽之熱膨脹係數大致匹配。此雷射製程亦可用於切割並分離類似TFT玻璃組成物，亦即具有與Eagle XG^® 相似CTE的TFT玻璃組成物（例如，2 ppm/℃至5 ppm/℃之CTE），以及其他組成物及CTE之其他玻璃。

一些示例性組成物爲無鹼玻璃，此等玻璃具有高退火點及高楊氏模數，從而允許玻璃在TFT製造期間具有優良的尺寸穩定性（亦即，低壓縮性），減少TFT製程期間的變化性。具有高退火點的玻璃可幫助防止面板在玻璃製造後的熱處理期間因壓縮/收縮而畸變。另外，本揭示案之一些實施例具有高蝕刻速率，允許底板之經濟薄化，以及異常高的液相線黏度，因此減小或消除了相對冷成形心軸上的脫玻璃化可能性。作爲組成物之特定細節的結果，示例性玻璃熔化至良好品質，具有非常低水平之氣體包含物且對貴金屬、耐火材料及氧化錫電極材料具有最小腐蝕性。

在一個實施例中，實質無鹼玻璃可具有高退火點。在一些實施例中，退火點大於約785℃、790℃、795℃或800℃。不受任何特定操作理論束縛，咸信對於低溫多晶矽製程中用作背板基板的示例性玻璃，此類高退火點導致低速率之鬆弛，且因此相當少量的壓縮。

在另一實施例中，約35,000泊之黏度下的示例性玻璃之溫度(T35k)為小於或等於約1340℃、1335℃、1330℃、1325℃、1320℃、1315℃、1310℃、1300℃或1290℃。在特定實施例中，玻璃具有小於約1310℃下的約35,000泊(T35k)之黏度。在其他實施例中，約35,000泊之黏度下的示例性玻璃之溫度(T35k)為小於約1340℃、1335℃、1330℃、1325℃、1320℃、1315℃、1310℃、1300℃或1290℃。在各種實施例中，玻璃製品具有約1275℃至約1340℃範圍內或約1280℃至約1315℃範圍內之T35k。

玻璃之液相線溫度(Tliq)爲高於此溫度即無結晶相可與玻璃平衡共存的溫度。在各種實施例中，玻璃製品具有約1180℃至約1290℃範圍內或約1190℃至約1280℃範圍內之Tliq。在另一實施例中，對應於玻璃之液相線溫度的黏度大於或等於約150,000泊。在一些實施例中，對應於玻璃之液相線溫度的黏度大於或等於約175,000泊、200,000泊、225,000泊或250,000泊。

在另一實施例中，示例性玻璃可提供T35k-Tliq＞0.25T35k-225℃。此確保熔合製程之成形心軸上的脫玻璃化趨向性最小。

在一或更多個實施例中，實質無鹼玻璃包含以基於氧化物之莫耳百分比計的：SiO₂ 60-80；Al₂ O₃ 5-20；B₂ O₃ 0-10；MgO 0-20；CaO 0-20；SrO 0-20；BaO 0-20；ZnO 0-20；其中Al₂ O₃ 、MgO、CaO、SrO、BaO表示各別氧化物組分之莫耳百分比。

在一些實施例中，實質無鹼玻璃包含以基於氧化物之莫耳百分比計的：SiO₂ 65-75；Al₂ O₃ 10-15；B₂ O₃ 0-3.5；MgO 0-7.5；CaO 4-10；SrO 0-5；BaO 1-5；ZnO 0-5；其中1.0≦(MgO+CaO+SrO+BaO)/Al₂ O₃ ＜2且0＜MgO/(MgO+Ca+SrO+BaO)＜0.5。

在某些實施例中，實質無鹼玻璃包含以基於氧化物之莫耳百分比計的：SiO₂ 67-72；Al₂ O₃ 11-14；B₂ O₃ 0-3；MgO 3-6；CaO 4-8；SrO 0-2；BaO 2-5；ZnO 0-1；其中1.0≦(MgO+CaO+SrO+BaO)/Al₂ O₃ ＜1.6且0.20＜MgO/(MgO+Ca+SrO+BaO)＜0.40。

在其他實施例中，玻璃包含大於或等於約785℃之退火溫度；大於或等於約81 GPa之楊氏模數；小於或等於約1750℃之T200P；小於或等於約1340℃之T35kP；及藉由原子力顯微鏡量測的小於0.5 nm之平均表面粗糙度。此玻璃可包括小於或等於約2.7 g/cc之密度且比模數小於約34。在其他實施例中，比模數介於30與34之間。在進一步實施例中，(MgO+CaO+SrO+BaO)/Al₂ O₃ 處於約1.0與1.6範圍內。在一些實施例中，T200P小於或等於約1700℃。在一些實施例中，T35kP小於或等於約1310℃。此玻璃亦可包含以基於氧化物之莫耳百分比計的：SiO₂ 60-80；Al₂ O₃ 5-20；B₂ O₃ 0-10；MgO 0-20；CaO 0-20；SrO 0-20；BaO 0-20；及ZnO 0-20。

在一些實施例中，玻璃包含(MgO+CaO+SrO+BaO)/Al₂ O₃ 處於約1.0與1.6範圍內，T(ann)＞785℃，密度＜2.7 g/cc，T(200P)＜1750℃，T(35kP)＜1340℃，楊氏模數＞81 GPa。此玻璃亦可包含以基於氧化物之莫耳百分比計的：SiO₂ 60-80；Al₂ O₃ 5-20；B₂ O₃ 0-10；MgO 0-20；CaO 0-20；SrO 0-20；BaO 0-20；及ZnO 0-20。

在其他實施例中，玻璃包含(MgO+CaO+SrO+BaO)/Al₂ O₃ 處於約1.0與1.6範圍內，T(ann)＞785℃，密度＜2.7 g/cc，T(200P)＜1750℃，T(35kP)＞1270℃，楊氏模數＞81 GPa。此玻璃亦可包含以基於氧化物之莫耳百分比計的：SiO₂ 60-80；Al₂ O₃ 5-20；B₂ O₃ 0-10；MgO 0-20；CaO 0-20；SrO 0-20；BaO 0-20；及ZnO 0-20。

第一方法將使用皮秒（脈衝叢發）雷射産生缺陷線或孔且根據所欲形狀形成多個損傷軌跡之裂紋線，繼之以機械分離。在缺陷線或孔形成之後，可藉由使用斷裂夾鉗，用手或利用專用工具使此部分彎曲，或産生沿穿孔裂紋線使分離開始且蔓延之充足張力的任何方法來手動完成玻璃之機械分離。

另一方法使用皮秒（脈衝叢發）雷射産生缺陷線或孔及遵循所欲形狀形成多個孔（或多個損傷軌跡）之裂紋線。此步驟隨後繼之以熱分離步驟，較佳藉由CO₂ 雷射熱分離，其中沿損傷軌跡之裂紋線掃描CO₂ 光束。在一些實施例中，雷射方法可用於形成圓形玻璃記憶體碟，此記憶體碟具有在記憶體碟操作期間可插入軸的內部孔。CO₂ 雷射可用於自此內部孔釋放切割玻璃。意外發現，本文所描述之雷射方法可用於産生任意形狀，諸如但不限於圓形形狀等，其中起點與終點沿圓圈之圓周會合但不形成毛刺。如本技術領域中已知，對於曲線形狀的習知雷射分離方法在雷射分離技術之起點處及雷射分離技術之終點處（通常與起點位置相同或實質相同）産生大量熔融材料。此毛刺不利地影響最終產品之品質或者必須經歷額外磨光或研磨技術來移除毛刺。然而，意外發現根據本揭示內容的示例性雷射方法不產生此毛刺。

CO₂ 雷射束係快速增加靶玻璃表面之溫度的受控熱源。此快速加熱在玻璃表層中建立壓縮應力。由於受熱玻璃表面與玻璃基板之總表面積相比相對較小，玻璃表面快速冷却及此溫度梯度引發拉伸應力，此拉伸應力高到足以使現有裂紋穿過玻璃及沿切割方向（亦即，沿穿孔）蔓延，從而導致完全玻璃分離。可沿切割片（例如，記憶體碟等）之周長或圓周或沿內部孔或其他幾何形狀之內圓周/周長或兩者使用此完全玻璃分離技術。第 9G 圖 圖示隨CO₂ 光束直徑變化的速度增加。更特定言之，此圖圖示針對CO₂ 光束直徑（高斯型光束輪廓）之四個示例性實施例的隨分離速度（切割速度）變化的斷裂強度。此圖亦圖示隨著斷裂強度增加，分離或切割速度減小（亦即，隨著分離玻璃所需力的量減小，分離速度增加）。此圖亦圖示對於高斯型雷射束，隨著CO₂ 光束直徑變得更小，玻璃之分離速度增加。應注意，若CO₂ 光束之直徑變得太小，則玻璃將被熱損壞。可使用多個CO₂ 光束形狀及光束強度分佈完成此受控加熱。在表 1 之實施例中，雷射強度分佈為高斯型，其中圓形光斑對於Eagle XG玻璃爲6 mm直徑且對於Contego玻璃爲7 mm。對於此光束形狀（圓形）及強度分佈（高斯型），針對表 1 之實施例，玻璃分離速度（切割速度）經最佳化對於Eagle XG^® 為300 mm/s且對於Contego為250 mm/s。在一些實施例中，CO₂ 雷射之功率為100-400 W。亦可使用不同形狀雷射束獲得用圓形CO₂ 雷射束實現的分離速度之類似值。舉例而言，均勻強度分佈之「禮帽」雷射束可用作CO₂ 雷射熱源（亦即，矩形而非高斯型雷射束強度輪廓）。由於禮帽雷射束之峰值強度為高斯雷射束之峰值強度的一半，可在不過度加熱玻璃的情況下進一步減小雷射束直徑。雷射束直徑的減小增加了分離速度。另外，禮帽輪廓增加熱梯度且因此玻璃中所誘發的熱應力，而不過度加熱玻璃。此亦允許分離速度的增加。可使用以下技術中的一者實現「禮帽」光束CO₂ 雷射輪廓：繞射雷射束成形器、非球面透鏡，或使用正方形或圓形孔徑（以雷射功率爲代價）。禮帽CO₂ 光束輪廓實現了對於Eagle XG^® 玻璃＞300 mm/s之玻璃分離速度且對於Contego玻璃大於250 mm/s之玻璃分離速度。舉例而言，CO₂ 雷射之功率為100W-400 W（例如，200-400 W）。

在另一途徑中，吾等使用結合CO₂ 雷射的電流計以分離雷射穿孔（亦即，矩形（而不是高斯型）雷射束輪廓）Eagle XG^® 及Contego玻璃。在此等實施例中，CO₂ 雷射束垂直於損傷軌跡掃描，同時沿穿孔線移動。在試驗中使用具有2 mm之光束直徑的雷射束。垂直掃描（亦即，跨裂紋線）之量值為4 mm。相對於使用6 mm直徑高斯型CO₂ 雷射束實現之切割（分離）速度，觀察到約20%之切割速度增加。CO₂ 雷射之功率為例如100 W-400 W（例如，200-400 W）。

可使用橢圓雷射加熱源完成更快分離速度，例如利用具有束斑的CO₂ 雷射，其中主軸沿切割方向且具有20 mm之軸長度，且次軸設置在6 mm處。舉例而言，在CO₂ 雷射具有226W之功率下，由6 mm×8 mm之橢圓光束沿損傷軌跡對準獲得500 mm/s之分離速度。

分離之前的缺陷線之直徑或內徑係玻璃材料或工件中的開放通道或氣孔之內徑。舉例而言，一旦分離工件，缺陷線可仍可見，如第 8C 圖 所示。可使用例如顯微鏡量測分離工件上可見的個別缺陷線之寬度，且寬度可與分離之前的缺陷線之內徑相當。舉例而言，若缺陷線直徑介於0.1微米與5微米之間，則切割後所分離表面上的個別缺陷線之相應寬度可處於約0.1微米與5微米之間範圍內。

Eagle XG^® 玻璃及來自低鹼或無鹼玻璃族的類似組成物面臨雷射誘發分離途徑的挑戰，因爲此等玻璃及組成物之強分子及原子鍵需要高脈衝能量來「斷裂」。第 10 圖 圖示原子電離能量。與常用於典型鹼玻璃組成物（諸如Corning Gorilla^® 玻璃）中的元素相比，Na、Ca、K及類似元素的減少移除了低電離元素，成比例地留下更多元素，此等元素需要多光子吸收來電離（當暴露於透明範圍中的雷射波長中時）。此實施例提供利用充足雷射能量均勻照射小圓柱形體積之材料的手段，以解離原子及分子鍵，從而産生低碎片及低表面下損傷。

顯示器玻璃組成物與Gorilla玻璃組成物之間的差異：

-Eagle XG^® 及其他顯示器玻璃： i. CTE較低，約3 ppm/℃ ii. 無鹼（或僅痕量） iii. 低熱擴散率

-Corning Gorilla^® 及其他離子可交換玻璃： i. CTE大體為約7-9 ppm/℃ ii. 組成物中具有高量的鹼性鈉（允許離子交換） iii. 較高熱擴散率。

由於需要産生並管理用於熱裂紋蔓延的應力，當利用在不透明範圍中操作的雷射（例如，10.6微米處的CO₂ ）專門切割此類玻璃時，TFT玻璃組成物之低熱膨脹及低熱擴散率産生熱管理困難問題。舉例而言，TFT玻璃對10.6微米波長不透明，且此雷射之能量爲玻璃之高層所吸收（未達玻璃內部的下方）。然而，吾等發現，穿孔線的産生藉由減小使裂紋開始、蔓延及導向所需的雷射能量的量並使用IR雷射（諸如10.6微米處的CO₂ 雷射）加熱玻璃而簡化了熱管理問題，在利用皮秒脈衝雷射穿孔玻璃之後，在缺陷線之間有利地産生了迅速、有效率且受控裂紋蔓延，且因此産生了鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃之迅速且有效率的切割。

在多種類型顯示器玻璃中存在組成差異，此導致需要此等玻璃之雷射參數之額外精調。舉例而言，Eagle XG^® （本文亦稱為EXG）具有比高抗自生損壞玻璃（例如，Contego）更寬範圍的功率值、間距及脈衝數。兩種玻璃皆具有3-4 ppm/℃範圍內之低CTE。下文在表 2 中列出兩種玻璃之組成物。

表 2

因此，本文所描述之方法提供在板材或片材中以任意形狀以及以連續方式切割無鹼玻璃的有效手段（視需要，藉由連續熔合玻璃製造製程，稱爲「拉製件上(On-the-Draw)」製程）。已論證了小（例如，Corning Willow^® 玻璃）厚度（約100-200微米或100-150微米）之皮秒雷射穿孔，例如以200-300 mm/sec之速度，具有1微米至20微米之脈衝間隔（且可能更大速度）。 拉製件上切割玻璃

機械劃線與斷裂係連續熔合玻璃製造製程的傳統玻璃切割途徑。儘管很快，對於直線切割達到1 m/s，但當用來切割輪廓線玻璃形狀時，此製程非常受限，因爲低速度、玻璃邊緣碎裂、切割邊緣之高粗糙度等造成此製程對於此類應用變得極具挑戰性。此等應用需要多個磨光及研磨步驟，以便減少表面下損傷(subsurface damage; SSD)，以及洗滌步驟，此等步驟不僅因更高資本需求及低産出率造成的更高成本而增加製程成本，而且簡單來說無法滿足技術需求。

對於切割顯示器玻璃組成物，已嘗試二氧化碳(CO₂ )雷射劃線及斷裂途徑。此技術依賴於機械裂紋開始，繼之以CO₂ 熱誘發雷射裂紋蔓延。最常見的是，將10.6微米之波長處的CO₂ 雷射輻射用作精確熱源，繼之以冷卻劑噴射，以產生熱衝擊及沿直線使裂紋蔓延。此途徑的難點在於控制此類裂紋且尤其是輪廓線周圍裂紋之方向及蔓延速度。儘管藉由機械或CO₂ 雷射劃線及斷裂技術的直線切割可能對於一些應用作用良好，但需要非常精確、清潔且靈活（亦即，不僅僅沿直線切割）的玻璃切割解決方案。

基於機械與CO₂ 的劃線中的難點之一個範例為液晶顯示器(liquid crystal display; LCD)玻璃熔合拉製製程。在LCD熔合拉製製程中，形成薄平板玻璃之連續帶，此源自高拉製塔。此薄玻璃最常形成為厚度處於0.050 mm與2 mm之間且寬度24吋與150吋（60.96 cm與381 cm寬）之間。類似於劃線或切割玻璃窗，藉由機械劃線輪劃線此玻璃帶。此劃線玻璃隨後經機械彎曲且自帶材斷裂以在拉製塔之底部處建立例如24吋至150吋寬（約61 cm至381 cm寬）乘24吋至150吋高（亦即，約61 cm至381 cm高）之片材。由於在最外端上藉由滾筒機械抓取並拉動玻璃片，此片材將在片材之右側與左側上具有非常粗糙且厚的區段，此等區段被稱爲「珠粒(bead)」或「邊緣珠粒(edge bead)」。僅可在玻璃片之品質區域中執行機械劃線，而不可在玻璃片之較厚珠狀區段中執行。機器人將抓取玻璃片、折彎玻璃片及使劃線片材與玻璃帶斷裂。此斷裂作用引發玻璃帶上的高振幅振動至拉製塔中，從而引發在最終片材中形成平坦度變化。亦可引發連續片材形成製程之「界線(rubicons)」或明顯分裂，因爲振動可導致拉製件上的微裂紋。玻璃之機械劃線及斷裂亦可産生玻璃碎屑，此等玻璃碎屑非常小與輕且可經由空氣載送沉積在附近表面上，此等玻璃碎屑有時爲10-200微米大小及3-20微米厚。由機械劃線産生的此等玻璃碎屑上浮至拉製塔並附著於片材之表面。此等顆粒中的一些被稱爲「蛤殼」玻璃碎屑，具有非常平坦的面，從而允許碎屑緊密黏附於其他玻璃表面並亦永久附著於帶玻璃表面。由機械劃線産生的此類黏附玻璃碎屑産生玻璃片之不合格區段，因爲此污染非常難以洗刷掉且將分裂LCD及TFT應用所需的玻璃上的塗層及圖案。

在拉製之後，隨後將此玻璃片自帶區域移動至二級切割區域，其中通常在被稱爲垂直珠粒劃線機的另一機器上放置玻璃片，且隨後機械劃線玻璃之珠狀區段或非品質區域，且隨後使珠狀區段從母片上機械斷開。再次，細小蛤殼玻璃碎屑可飛出片材至缺陷區域上，産生玻璃之不合格區段。

在一些情況中，隨後將所有片材封裝至條板箱中並運往精整位置處。再次，蛤殼玻璃碎屑可自玻璃之邊緣遷移至表面並産生玻璃之不合格區段。在精整作業線中卸載並放置此玻璃條板箱，其中將片材機械或CO₂ 劃線並機械斷裂成略小的玻璃片。此線外劃線製程比拉製件上劃線製程精確得多。再次，更多蛤殼玻璃碎屑飛到玻璃表面上，産生此等玻璃片之不合格區段。

接著將此片材移動至邊緣磨光機，此磨光機將薄玻璃片粗略並精細磨光至最終長度及寬度，且亦可用於産生所欲邊緣輪廓或斜面。隨後，將片材移動至另一磨光機，此磨光機將磨光四個拐角。接著，片材移動至線內洗滌機，此洗滌機清洗除蛤殼顆粒以外最鬆散顆粒之表面。

與傳統機械劃線及斷裂方法相比，本文所揭示之雷射玻璃切割技術有利地能够極其精確、極其快速、沿預定輪廓線及不産生大量或明顯量的玻璃碎屑地切割諸如薄玻璃之玻璃。又，可以極高速度（例如，1-2公尺/秒）穿孔玻璃。在測試情況中，在玻璃之邊緣上觀察到無碎屑。雷射製程可從較大玻璃片穿孔並分離出諸如蜂巢式電話尺寸（70 mm×150 mm）形狀的小玻璃製品。薄玻璃之此穿孔及分離製程留下具有小於400 nm之表面粗糙度(Ra)的邊緣及＜60微米之表面下微裂紋。此邊緣品質接近磨光玻璃片的品質。考慮到此能力，在製備薄玻璃片的熔合拉製製程處雷射切割熱玻璃。因此，本文所描述之技術之實施例有利地提供良率改良、減少或不存在的顆粒産生並藉由允許玻璃在拉製作業線上被切割成最終形狀（若需要，在精整作業線上之後不久）的成本改良。

第 11 圖 圖示用於連續熔合玻璃製造製程的現有玻璃切割途徑。在現有製程中，玻璃片1164自拉製塔1162流下。玻璃片1164之較暗陰影指示較高溫度。當例如在熔合拉製機上形成玻璃片時，藉由抓取機構拉動熱軟玻璃片，抓取機構諸如在玻璃片之兩個外邊緣上形成壓印的滾筒。壓印邊緣稱爲「珠粒」，且此等邊緣延伸玻璃片之整個長度。由於此等珠狀區域與玻璃片之中央區段相比常常畸變及不平坦，在玻璃用於製造最終裝置之前實行珠粒（或珠狀區域）之移除。如拉製運動1165所圖示，使用滾輪下拉玻璃片，滾輪沿玻璃片1164之邊緣産生玻璃珠粒1166。沿劃線1168應用機械或CO₂ 雷射劃線，促進劃線片材1170與玻璃片1164之斷裂。

本文所描述之方法針對線上(online)與線外(off-line)玻璃切割需求爲顯示器玻璃組成物提供玻璃切割解決方案。在線上情況下，此等方法可應用於玻璃片之切割與來自拉製件的玻璃片之珠粒移除，尤其是在稱爲拉製件底部(Bottom of the Draw; BOD)的區域處，在此處玻璃開始自成形溫度冷却。當例如在熔合拉製機上形成玻璃片時，藉由抓取機構拉動熱軟玻璃片，抓取機構諸如在玻璃片之兩個外邊緣上形成壓印的滾筒。壓印邊緣稱爲「珠粒」，且此等邊緣延伸玻璃片之整個長度。由於此等珠狀區域與玻璃片之中央區段相比常常畸變及不平坦，在玻璃用於製造最終裝置之前實行珠粒（或珠狀區域）之移除。本文所描述之方法提供玻璃切割解決方案，此解決方案可産生穿過玻璃片之整個厚度的全主體（全厚度）穿孔。一系列全厚度穿孔可形成裂紋線，在沿裂紋線片材分隔之後，可在玻璃片中形成非常精確且可控的切割。

第 12A 圖至第 12B 圖 圖示根據本文所描述之方法的拉製件上雷射玻璃切割之兩種方法，方法利用雷射光學系統，諸如本文結合第 2 圖至第 6 圖 所描述之光學系統。根據雷射切割製程1200A，將由一系列缺陷線組成的雷射切割線1168'應用於由拉製塔1162形成的玻璃片1164。在製程1200A中，雷射（未圖示）經配置以切割穿過玻璃片1164之整個厚度。雷射切割線1168'延伸跨越拉製件上新形成之玻璃片1164之整個寬度，包括切割珠粒1166，而不振動玻璃帶或産生任何玻璃碎屑或顆粒。

第 12B 圖 圖示拉製件上雷射玻璃切割之替代方法1200B，其中雷射用於切割穿過玻璃片之品質區域且移除玻璃之大矩形片材1170'。在拉製區域之底部1172處，自玻璃片移除廢玻璃1172。應認識到，在其他實施例中，所移除玻璃片1170'不一定為矩形。玻璃片1170'可為正方形或圓形或具有任何其他所需形狀。

第 13 圖 圖示拉製件上雷射玻璃切割之又一替代方法。在第 13 圖 中，在拉製路徑中的相對較高處鄰近於玻璃珠粒1166應用垂直雷射切割線1168'。隨後，在拉製路徑中的相對較低處，應用水平雷射切割線1168'以自拉製件切割並移除玻璃片1170'。

第 14 圖 圖示拉製件上雷射玻璃切割之又一替代方法。在第 14 圖 中，跨玻璃片1164之整個寬度，在拉製件上應用水平雷射切割線1168'，以自拉製件移除雷射切割片1170'。在此之後，將垂直雷射切割線1168應用於切割片1170'以自拉製件之底部處的切割片移除珠粒。

第 15 圖 圖示本文所描述之雷射方法的使用以自離開拉製件的片材1170'移除修剪料或廢玻璃1172。在精整區域中，水平與垂直雷射切割線1168皆應用以自雷射切割玻璃片1170'移除水平與垂直片之廢玻璃1172。

本文所揭示之雷射玻璃處理技術可極其精確、極其快速且不産生玻璃碎屑地切割薄玻璃。基於雷射的技術可穿孔玻璃，使之具有極小的孔（例如，直徑＜1微米）及短間距間隔（例如，1微米）。又，本文所揭示之方法可用於以極高速度（例如，1-2公尺/秒）穿孔玻璃。已看到在玻璃之邊緣上無碎屑。可從較大玻璃片穿孔並移出諸如用於蜂巢式電話的小玻璃製品（例如，70 mm×150 mm）。薄玻璃的此穿孔及分離製程留下具有小於400 nm之粗糙度Ra的邊緣且在＜60微米處的表面下微裂縫或微裂紋。此邊緣品質接近磨光玻璃片的品質。考慮到此等能力，基於雷射的製程可用於在製備薄玻璃片的熔合拉製製程處切割熱玻璃。

玻璃應力亦可對於一些應用具有特定關注點，尤其是對於具有高應力之玻璃片或疊層玻璃的應用。在此情況下利用傳統方法切割片材存在明顯難點。舉例而言，在熔合拉製製程期間的LCD玻璃片之拉製期間誘發顯著量的應力。在玻璃冷却期間，片材及珠粒界面處的應力甚至更大，原因在於片材與珠粒之間的厚度差及不同關聯冷却速率。對於熔合拉製疊層片材的情況，應力水平可明顯較大（＞300 MPa），其中相鄰片材層之間的黏度及CTE差產生非常高的外層壓縮應力。此高壓縮應力層特性可明顯改良疊層玻璃片之玻璃強度。然而，在具有高應力水平的片材中，可難以藉由傳統方法切割玻璃片。

如本技術領域中所理解，利用熔合拉製製程製備的LCD玻璃片具有隨著玻璃自高於軟化點冷却至低於應變點所誘發的高應力。由於厚度及熱質量的差，在玻璃珠粒界面處，應力亦明顯更高。應力對於疊層玻璃片的情況更高（＞300 MPa），其中玻璃層之CTE及黏度的不匹配可誘發強化玻璃應用所需的高壓縮應力。此等高水平應力使得非常難以在低於玻璃之應變點（＜300℃）的溫度下切割玻璃片。

揭示方法及不同實施例以使用雷射技術切割片材及使珠粒與片材分離，此需要單發穿透穿過玻璃片之厚度。本文所揭示之方法允許在珠粒之拉製及分離時基於雷射切割片材以改良熔合拉製製程之製造效率。此外，在一些實施例中，可在高溫（接近於玻璃之退火點）下切割單層片材及疊層片材，從而使得誘發應力更小。在高溫下切割片材並隨後經由規定溫度輪廓後處理片材的能力亦可調整片材具有較低玻璃壓縮、較低殘餘應力、消除獨立精整步驟之成本的可能性、處理較高應變點之玻璃的能力及因玻璃保持在退火溫度下更久而增加的産量。

第 16 圖 圖示使用多段爐1671的示例性製程，多段爐經設計以將玻璃片部分1170'（待切割）保持在接近於退火點的溫度下。在拉製件之下部分，將玻璃片1170'（待切割）引入到保持在玻璃之退火溫度左右的爐1671a中。接近退火點的高溫下的較低應力水平幫助切割片材。先在拉製件處藉由雷射束1674水平切割片材1164，拉製件經歷水平雷射束平移1676以在玻璃中産生複數個缺陷線。

隨後將玻璃片1170'平移至亦保持在玻璃之退火溫度下的爐1671b。使用雷射束1674分離玻璃珠粒1166，此等雷射束經配置以經歷垂直平移1674以雷射劃線與珠粒1166相鄰的玻璃片1170'。水平與垂直切割步驟可包括沿雷射損傷輪廓線施加拉伸或彎曲應力以使玻璃與拉製件分離且若需要使玻璃珠粒與切割玻璃片1170'分離。可例如使用機器人施加應力。

在移除玻璃珠粒之後，將切割玻璃片1170'平移至第三爐1671c，其中熱源1680經歷垂直平移1682以輸送熱量至玻璃板1170'之切割邊緣。施加熱量以使切割垂直邊緣光滑並變圓，且儘管第 16 圖 未圖示，但是亦可將熱量施加至板材1170'之水平切割邊緣以便光滑及變圓。熱源可包括氣體火焰、CO₂ 雷射等等。

玻璃片1164可為疊層片材，其中片材由多個層組成，各層具有不同材料特性，諸如CTE等等。可藉由使用雙溢流槽拉製塔形成此疊層板，其中每一溢流槽用於爲疊層之不同層提供玻璃。隨著玻璃片自軟化點以上冷却至低於應變點，疊層之玻璃層之間的CTE差導致引入顯著量的應力。舉例而言，可藉由具有內層與表層之間的CTE差大於60×10^-7 /C在疊層片材表面之表面上誘發大於400 MPa之壓縮應力，其中內層之厚度比總疊層厚度之比範圍處於0.8與1之間（例如在美國專利申請案第2011/0318555號所描述，此美國專利申請案之全部內容以引用之方式併入本文）。

在玻璃片1164為疊層的情況中，爐1671a及1671b可經配置以將疊層保持在疊層之兩層之退火溫度之間的溫度下。對於需要高表面壓縮應力的應用（用於高強度應用的疊層玻璃），在退火溫度下提供時間將減小應力量值，促進使用雷射束1674的切割。在此等情況中，可藉由在後切割冷V期間淬火玻璃來在成品玻璃片中仍達到高應力。

第 17 圖 圖示製程，其中藉由使片材實體移動穿過具有漸進冷卻階段1771a、1771b及1771c的多段爐1771將片材1170'冷却至低於玻璃之應變點的溫度。一系列爐應用規定溫度輪廓以最小化殘餘應力、形成後壓縮，改良玻璃片屬性，且定製玻璃特性。應理解，在其他實施例中，藉由使用具有時間變化溫度輪廓的單段爐實現類似受控冷卻輪廓。

在其他實施例中，在高於玻璃之退火點的溫度下對拉製件上玻璃實行雷射穿孔，其中缺陷線之間具有某一分隔。此舉對此拉製位置處的玻璃強度無明顯影響。然而，當在拉製件上的下游位置處發展CTE應力（例如，對於疊層玻璃）時，此舉可導致玻璃片自發分離或在僅弱外部擾動下分離。自發分離或在弱外部擾動下分離可用於移除玻璃珠粒並用於玻璃收集。

在高溫下切割片材及隨後經由規定溫度輪廓後處理片材的能力亦可允許片材具有較低玻璃壓縮及較低殘餘應力。此能力亦可消除分離精整步驟的成本，允許處理具有較高應變點的玻璃，且因玻璃保持在退火溫度更久而增加産量。

藉由兩個缺陷線之間的間距控制沿全厚度切割的玻璃分離。控制間距的能力亦很重要，因爲此能力決定切割速度，而切割速度亦受到雷射脈衝頻率或叢發重複速率、叢發模式內的脈衝數及每脈衝及/或每叢發的可用平均能量影響。

在穿透缺陷線的孔周圍之微裂紋經定向朝向下一最近孔的情況下，此在藉由沿切割線的微裂紋另外增進強切割方向上自一個孔至下一最近孔的裂紋蔓延的意義上幫助玻璃切割。

連續熔合玻璃製造製程及顯示器應用（諸如薄膜電晶體(TFT)）需要將玻璃切割成某一形狀、尺寸並具有某一邊緣精整度。舉例而言，行業標準爲在發送給消費者之前精整顯示器玻璃片使之具有外圓角邊緣。此因可靠性原因更受偏愛，因爲無此精整的玻璃邊緣在運輸期間常常斷裂。本文所描述之方法使得能够切割並精整具有邊緣輪廓、倒角的顯示器玻璃片，亦提供運輸期間的高可靠性，而不需要高成本的機械磨光及研磨製程。最多，此邊緣可僅需要精細接觸研磨以實現高可靠性的行業標準。

最終，本文所描述之方法能夠完全分離/切割自0.025 mm或更薄至數毫米厚玻璃片或藉由熔合製程産生之玻璃片堆疊之多種厚度的TFT玻璃組成物。舉例而言，諸如TFT玻璃組成物之工件可具有約0.01 mm與7 mm（例如，0.5 mm至7 mm或0.5 mm至5 mm）之間範圍內的厚度。舉例而言，由第 2 圖至第 6 圖 所描述之設備產生的雷射束焦線可具有覆蓋工件厚度範圍的範圍內之長度，以形成視需要延伸穿過整個工件厚度的缺陷線。

本申請案提供以下益處，此等益處可轉換為增進的雷射處理能力及成本節約且因此較低成本製造。在當前實施例中，切割製程提供：

利用減少的雷射功率進行受切割部分之完全分離：所揭示實施例能夠完全分離/切割自0.025 mm或更薄至數毫米厚玻璃片或玻璃片堆疊（諸如藉由熔合製程産生）之多種厚度的TFT玻璃組成物。

減少的表面下缺陷：由於雷射與材料之間的超短脈衝相互作用，存在極少熱相互作用且因此存在最小的可導致不良應力及微裂紋的熱影響區。另外，將雷射束聚光或聚焦至玻璃中的光學件在該部分之表面上産生通常直徑爲2-5微米的缺陷線。在分離後，表面下缺陷小於100微米，例如＜75微米、＜50微米、＜30微米或甚至20微米或以下。此對部分之邊緣強度具有很大影響，因爲強度由缺陷數量及尺寸與深度方面的統計分佈掌控。此等數量愈高，部分之邊緣將愈弱。由所揭示之實施例賦能的製程藉此提供20微米或以下之原切割邊緣之表面下損傷。

由任何切割製程引起且大致垂直於切割表面定向的表面下損傷或小微裂紋及材料改質係玻璃或其他易碎材料之邊緣強度的關注點。可藉由使用共焦顯微鏡查看切割表面來量測表面下損傷之深度，此顯微鏡具有數奈米之光學解析度。忽視表面反射，同時在材料中向下搜尋出裂紋，裂紋顯現爲亮線。隨後將顯微鏡聚焦至材料中，直至不再有「閃動」，亦即，不再觀測到散射特徵，以定期間隔收集影像。隨後手動處理影像，藉由尋找裂紋並追蹤裂紋穿過玻璃之深度以獲得表面下損傷之最大深度（通常以微米量測）。通常存在成千上萬的微裂紋，因此通常僅量測最大微裂紋。通常在切割邊緣之約5個位置處重複此製程。儘管微裂紋大致垂直於切割表面，但藉此方式可未偵測到直接垂直於切割表面的任何裂紋。

製程清潔度：本文所描述之方法容許以清潔且受控方式分離及/或切割TFT玻璃組成物，諸如Eagle XG^® 、Corning Lotus^TM 、Corning Lotus NXT^TM 等。使用習知切除或熱雷射製程非常具有挑戰性，因爲此等製程趨向於觸發熱影響區，熱影響區誘發基板之微裂紋及破碎成若干更小片。所揭示方法之雷射脈衝之特點及與材料的誘發相互作用避免了所有此等問題，因爲雷射脈衝發生在非常短的時標中且基板材料對雷射輻射的透明度最小化所誘發的熱效應。由於在基板內産生缺陷線，實際上消除了切割步驟期間碎片及顆粒物質的存在。若存在由所產生缺陷線引起的任何顆粒，則良好地含有此等顆粒，直至部分得以分離。藉由本文所描述之基於雷射方式切割並分離的表面上的顆粒可具有小於約3微米之平均直徑。 以不同尺寸切割複雜輪廓及形狀

本發明雷射處理方法允許切割/分離遵循許多形式及形狀的玻璃、藍寶石及其他基板及玻璃工件，此爲其他競爭性技術中的限制。利用本發明方法，可在TFT玻璃組成物中切割緊密半徑（例如，＜2 mm），允許彎曲邊緣，允許彎曲邊緣，且亦允許例如小於約5 mm之小孔及槽縫（諸如蜂巢式電話應用中的揚聲器/麥克風所需）之産生。又，由於缺陷線強有力控制任何裂紋蔓延之位置，此方法對切割之空間位置給予很大控制，並允許小到數百微米之結構及特徵的切割及分離。 製程步驟之消除

將玻璃板自進入的玻璃面板製成最終尺寸及形狀的製程涉及若干步驟，包括切割面板，切割成適當尺寸，精整與邊緣成形，使部分薄化至目標厚度，及研磨TFT玻璃組成物。此等步驟中的任何步驟消除將在製程時間及資本費用方面節約製造成本。本發明方法可藉由以下減少步驟數量，例如： • 減少碎片及邊緣缺陷產生，潛在消除洗滌站及乾燥站。 • 將樣本直接切割成最終尺寸、形狀及厚度，消除精整作業線的需要。 • 拉製件上直接切割玻璃，消除精整作業線的需要。

本文所引用之所有專利、已公開申請案及參考文獻之相關教示以引用之方式全部併入本文。

儘管本文已揭示示例性實施例，但熟習此項技術者應將理解，可在不脫離隨附申請專利範圍所含之本發明之範疇的情況下實行形式與細節的各種變化。

1‧‧‧基板 1a‧‧‧表面 1b‧‧‧相反表面 2‧‧‧雷射束 2a‧‧‧光束叢束 2aR‧‧‧邊緣射線 2aZ‧‧‧中央光束 2b‧‧‧焦線 2c‧‧‧誘導吸收/區段 6‧‧‧光學組件 10‧‧‧旋轉三稜鏡 11‧‧‧聚焦透鏡 110‧‧‧裂紋線 120‧‧‧缺陷線 130‧‧‧工件/材料 140‧‧‧超短脈衝雷射/雷射束 710‧‧‧未聚焦雷射束 720‧‧‧基板 730‧‧‧球面透鏡 740‧‧‧焦點 750‧‧‧旋轉三稜鏡透鏡 760‧‧‧圓柱體 1162‧‧‧拉製塔 1164‧‧‧玻璃片 1165‧‧‧拉製運動 1166‧‧‧玻璃珠粒 1168‧‧‧劃線 1168'‧‧‧雷射切割線 1170‧‧‧劃線片材 1170'‧‧‧玻璃片 1172‧‧‧廢玻璃 1200A‧‧‧雷射切割製程 1200B‧‧‧替代方法 1671a、1671b、1671c‧‧‧爐 1674‧‧‧雷射束/垂直平移 1676‧‧‧水平雷射束平移 1680‧‧‧熱源 1682‧‧‧垂直平移 1771‧‧‧多段爐 1771a、1771b、1771c‧‧‧漸進冷卻階段 br‧‧‧圓圈寬度 D‧‧‧平均直徑/範圍 d‧‧‧基板深度/厚度 dr‧‧‧圓圈直徑 SR‧‧‧圓形變換 z1、z1a、z1b‧‧‧距離

前述內容將自對示例性實施例之以下更特定描述顯而易見，如隨附圖式所圖示，在圖式中，相同元件符號貫穿不同視圖代表相同部分。圖式不一定按比例繪製，而是將重點放在圖示示例性實施例上。

第1A圖至第1C圖係經改質玻璃之具有等間隔缺陷線或損傷軌跡的裂紋線（或穿孔線）之圖解。

第2A圖及第2B圖係定位雷射束焦線（亦即，處理因沿焦線的誘導吸收而對雷射波長透明的材料）之圖解。

第3A圖係根據一個實施例用於雷射處理的光學組件之圖解。

第3B-1圖至第3B-4圖係藉由相對於基板不同地定位雷射束焦線來處理基板的各種方式之圖解。

第4圖係用於雷射處理的光學組件之第二實施例之圖解。

第5A圖及第5B圖係用於雷射處理的光學組件之第三實施例之圖解。

第6圖係用於雷射處理的光學組件之第四實施例之圖解說明。

第7A圖至第7C圖係用於雷射處理材料的不同雷射強度範圍之圖解。第7A圖圖示未聚焦雷射束，第7B圖圖示利用球面透鏡聚光的雷射束，且第7C圖圖示利用旋轉三稜鏡或繞射菲涅耳透鏡聚光的雷射束。

第8A圖示意性圖示示例性脈衝叢發內的雷射脈衝之相對強度對比時間，其中每一示例性脈衝叢發具有7個脈衝。

第8B圖示意性圖示雷射脈衝之相對強度對比示例性脈衝叢發內的時間，其中每一示例性脈衝叢發含有9個脈衝。

第8C圖圖示0.024 mm及0.134 mm厚的薄膜電晶體(TFT)玻璃之直線切割條帶之切割邊緣影像。

第9A圖係0.6 mm厚的Eagle XG^® 玻璃之直線切割條帶之邊緣影像。

第9B圖及第9C圖圖示低鹼或無鹼的鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃中産生的損傷軌跡。更特定言之，第9B圖圖示一片0.5 mm厚的Eagle XG^® 玻璃中的損傷軌跡（俯視圖），且第9C圖圖示相同玻璃中的損傷軌跡（仰視圖）。

第9D圖係第9B圖及第9C圖所示之0.5 mm厚的Eagle XG^® 玻璃之切割條帶之邊緣影像。

第9E圖圖示針對顯示器玻璃的每叢發不同能階之斷裂強度對比叢發能量。

第9F圖圖示顯示器玻璃之一個實施例的斷裂強度對比穿孔間距。

第9G圖圖示根據本文所描述之一個實施例隨CO₂ 光束直徑變化的速度增加。

第10圖圖示原子電離能量。

第11圖圖示使用機械或CO₂ 雷射劃線的用於連續熔合玻璃製造製程的現有玻璃切割途徑。

第12A圖圖示基於雷射切割玻璃拉製件上玻璃之方法，其中使用水平雷射切割使玻璃板或玻璃片與拉製件分離。

第12B圖圖示基於雷射切割玻璃拉製件上玻璃之方法，其中使用雷射切穿玻璃片之區域及自拉製件移除玻璃之品質區段。

第13圖圖示藉由在拉製件中的高處切割珠粒並在拉製件中的低處水平切割片材而基於雷射切割拉製件上玻璃。

第14圖圖示藉由水平切割以自拉製件移除玻璃，繼之以個別垂直切割以移除玻璃邊緣珠粒，而基於雷射切割拉製件上玻璃。

第15圖圖示基於雷射切割自拉製件切下玻璃的使用，以自片材移除修剪料或廢玻璃。

第16圖圖示使用多段爐將玻璃片保持在接近於其退火點的溫度下的基於雷射的拉製件上切割製程。

第17圖圖示多段爐，多段爐經配置以對拉製件上切割的玻璃片賦予指定溫度冷却輪廓。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序注記) 無

(請換頁單獨記載) 無

110‧‧‧裂紋線

120‧‧‧缺陷線

130‧‧‧工件/材料

140‧‧‧超短脈衝雷射/雷射束

Claims (25)

1. 一種雷射處理玻璃工件的方法，該方法包含以下步驟：使一脈衝雷射束聚焦至沿該光束傳播方向定向且導向至該玻璃工件的一雷射束焦線中，該雷射束焦線產生該玻璃工件內的一誘導吸收，且該誘導吸收沿該工件內的該雷射束焦線產生一缺陷線，其中該雷射束焦線經由具有一第一聚焦光學元件、一第二聚焦光學元件、及一第三聚焦光學元件的一光學組件所形成，該第一聚焦光學元件具有球面像差並經設置以產生該雷射束焦線，其中該第一聚焦光學元件是一旋轉三稜鏡，該第二聚焦光學元件與該第一聚焦光學元件間隔開，其中該第二聚焦光學元件是一準直透鏡，及該第三聚焦光學元件與該第二聚焦光學元件間隔開，其中該第三聚焦光學元件是一平凸透鏡；以及沿一第一輪廓線相對於彼此平移該玻璃工件與該雷射束，從而雷射沿該工件內的該第一輪廓線形成複數個缺陷線，其中相鄰缺陷線之間的一間隔介於5微米與15微米之間；且其中該脈衝雷射產生脈衝叢發，該等脈衝叢發具有每脈衝叢發5-20個脈衝，具有每脈衝叢發300-600微焦耳之脈衝叢發能量，及其中每厚度材料的平均雷射脈衝叢發能量是 400-1300μJ/mm。
2. 一種雷射處理一鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃複合工件的方法，該方法包含以下步驟：使一脈衝雷射束聚焦至沿該光束傳播方向定向且導向至該鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃複合工件的一雷射束焦線中，該雷射束焦線產生該玻璃工件內的一誘導吸收，且該誘導吸收沿該工件內的該雷射束焦線產生一缺陷線；以及沿一第一輪廓線相對於彼此平移該鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃複合工件與該雷射束，從而雷射沿該工件內的該第一輪廓線形成複數個缺陷線，其中相鄰缺陷線之間的一間隔介於5微米與15微米之間；且其中該脈衝雷射產生脈衝叢發，該等脈衝叢發具有每脈衝叢發5-20個脈衝，具有每脈衝叢發300-600微焦耳之脈衝叢發能量，及其中每厚度材料的平均雷射脈衝叢發能量是400-1300μJ/mm。
3. 如請求項2所述之方法，其中該脈衝雷射產生脈衝叢發，該等脈衝叢發具有每脈衝叢發9-20個脈衝且該脈衝叢發能量為每脈衝叢發300-500微焦耳。
4. 如請求項2所述之方法，其中相鄰缺陷線之間的該間隔介於7微米與12微米之間，其中該脈衝 雷射產生脈衝叢發，該等脈衝叢發具有每脈衝叢發5-15個脈衝且該脈衝叢發能量為每脈衝叢發400-600微焦耳。
5. 如請求項2所述之方法，其中該脈衝雷射具有10W-150W之雷射功率。
6. 如請求項2所述之方法，其中該脈衝雷射具有10W-100W之雷射功率且該工件與該雷射束以至少0.25m/sec之一速率相對於彼此平移。
7. 如請求項2所述之方法，其中(i)該脈衝雷射具有10W-100W之雷射功率；且(ii)該工件與該雷射束以至少0.4m/sec且較佳地至少1m/sec之一速率相對於彼此平移。
8. 如請求項1或2所述之方法，進一步包含以下步驟：沿該輪廓線分離該工件。
9. 如請求項8所述之方法，其中沿該輪廓線分離該工件之步驟包括以下步驟：(i)施加一機械力；(ii)沿該第一輪廓線或靠近該第一輪廓線將一二氧化碳(CO₂)雷射束導向至該工件；及/或(iii)沿一第二輪廓線將一二氧化碳(CO₂)雷射束導向至該工件，該第二輪廓線位於該第一輪廓線內。
10. 如請求項9所述之方法，其中沿該第一輪廓線或該第二輪廓線分離該工件之步驟包括以下步 驟：(i)沿該第一輪廓線或該第二輪廓線或靠近該第一輪廓線或該第二輪廓線將一橢圓二氧化碳(CO₂)雷射束導向至該工件，其中該CO₂雷射功率為100-400W；或(ii)沿該第一輪廓線或該第二輪廓線或靠近該第一輪廓線或該第二輪廓線將均勻強度光束輪廓(禮帽輪廓)之一二氧化碳(CO₂)雷射束導向至該工件以促進該工件沿該各別輪廓線之熱應力誘發分離，其中該CO₂雷射功率為100-400W。
11. 如請求項1或2所述之方法，其中該等脈衝具有一持續時間，該持續時間處於大於1皮秒與小於100皮秒之間一範圍內。
12. 如請求項1或2所述之方法，其中該等叢發具有一重複速率，該重複速率處於10kHz與650kHz之間一範圍內。
13. 如請求項1或2所述之方法，其中：(i)該雷射束焦線具有一平均光斑直徑，該平均光斑直徑處於0.1微米與10微米之間一範圍內；及/或(ii)該誘導吸收在該工件內產生表面下損傷至多小於或等於100微米的一深度。
14. 如請求項1或2所述之方法，進一步包含以下步驟：沿該工件內的該第一輪廓線或一第二輪廓線雷射形成該複數個缺陷線，形成該複數個缺陷線的 該雷射沿該各別輪廓線所界定之一表面實行該工件之分離以形成一分離表面，且該分離表面：(i)具有小於或等於0.5微米之一Ra表面粗糙度；或(ii)包括表面顆粒，該表面具有小於3微米之一平均直徑。
15. 如請求項1或2所述之方法，其中該工件具有一厚度，該厚度處於0.01mm與7mm之間一範圍。
16. 一種具有一預定幾何形狀的玻璃製品，該玻璃製品包含一鹼土硼鋁矽酸鹽玻璃且具有至少一個邊緣，該邊緣具有延伸至少250微米的複數個缺陷線，該等缺陷線各自具有小於或等於1微米的一直徑，藉由5微米與15微米之一距離分隔，其中該至少一個邊緣具有小於或等於0.5微米之一Ra表面粗糙度。
17. 如請求項16所述之玻璃製品，其中該預定幾何形狀為圓形且具有一內部孔。
18. 如請求項17所述之玻璃製品，其中該內部孔為圓形。
19. 如請求項16所述之玻璃製品，其中該至少一個邊緣具有至多小於或等於100微米之一深度的表面下損傷。
20. 如請求項16所述之玻璃製品，具有0.01 mm至7mm之間之一厚度。
21. 如請求項16所述之玻璃製品，其中該玻璃包含以基於氧化物之莫耳百分比計的：(MgO+CaO+SrO+BaO)/Al₂O₃處於1.0與1.6範圍內，T(ann)>785℃，密度<2.7g/cc，T(200P)<1750℃，T(35kP)<1340℃，楊氏模數>81GPa。
22. 如請求項21所述之玻璃製品，其中該玻璃進一步包含以基於氧化物之莫耳百分比計的：SiO₂ 60-80；Al₂O₃ 5-20；B₂O₃ 0-10；MgO 0-20；CaO 0-20；SrO 0-20；BaO 0-20；及ZnO 0-20。
23. 如請求項16所述之玻璃製品，其中該玻璃包含以基於氧化物之莫耳百分比計的：(MgO+CaO+SrO+BaO)/Al₂O₃處於1.0與1.6範圍內，T(ann)>785℃，密度<2.7g/cc，T(200P)<1750℃，T(35kP)>1270℃，楊氏模數>81GPa。
24. 如請求項23所述之玻璃製品，其中該玻璃進一步包含以基於氧化物之莫耳百分比計的：SiO₂ 60-80；Al₂O₃ 5-20；B₂O₃ 0-10；MgO 0-20；CaO 0-20；SrO 0-20；BaO 0-20；及 ZnO 0-20。
25. 一種記憶體碟，該記憶體碟包含如請求項16至24中任一項所述之玻璃製品。

Images