专利名称：非金属基板切割设备及其方法
技术领域：
本发明涉及一种非金属基板切割设备及其方法，特别是适用于在切割各种非金属基板(例如用于制造诸如薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD)、等离子显示器(PDP)、有机发光显示器(OLED)等平面显示器的玻璃基板)时，利用通过调整短波激光束的聚焦位置来控制切割深度的方式，同时切割上基板和下基板，或者选择性切割上基板或下基板。
背景技术：
一般而言，在制造诸如薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD)、等离子显示器(PDP)、有机发光显示器(OLED)等平面显示装置上，必须在单元制程的预处理完成后，将玻璃基板切割成与每一模块的尺寸大小相符。并且，也需要只在黏合基板上选择性地切割上板的玻璃。
根据相关技术的玻璃切割方法是通过使用例如金刚石砂轮的机械器具进行切割。因此，玻璃的切割深度是由初始裂纹(crack)和第二裂纹而决定，该初始裂纹由砂轮正面碰撞而产生的，而第二裂纹由对初始裂纹的再处理产生的。由于产生的初始裂纹和第二裂纹的尺寸互不相同，因此切割深度不均匀，因此，基板的切割面不精确。
根据相关技术的另一切割方法，其是二氧化碳(CO2)激光(laser)切割方法，其包括有下列步骤利用砂轮作为机械器具，在切割线(scribe line)起始点形成初始微裂纹；其次，使用CO2激光的加热光束加热玻璃；然后，使用冷却器(quencher)快速冷却玻璃的加热部分，以引起因为瞬间热量的变化而在玻璃上产生第二裂纹。
在上述切割方法中，由于其不能精确控制玻璃的切割深度，因此玻璃的切割面不精确。
在上述两种切割方法中，用于根据相关技术使用CO2激光的激光切割方法的装置说明如下。
首先，根据相关技术的激光切割机包括支撑台或工作台，用以支撑所要切割的玻璃基板；辅助裂化器(cracker)，用以形成与基板切割方向一致的辅助裂纹；光学加热系统，通过沿切割线施加加热光束到基板上来加热基板；以及冷却器，通过冷却由光学加热系统加热的部分而产生裂纹。
利用相关技术的激光切割机的玻璃切割，包括利用砂轮形成辅助裂纹的步骤；根据辅助裂纹进行加热的步骤；利用冷却器在相同方向移动并喷洒诸如氦气等的冷却剂，通过快速冷却而形成切割裂纹的步骤；划线激光束(scribe laser beam)的重复照射的步骤；以及再冷却的步骤。
韩国专利公开号第2002-88258号中描述了相关技术的详细结构和操作。
然而，允许切割单一板的上述相关切割方法需要在基板的上下侧提供切割装置，以同时切割粘合板的上板和下板。
也就是说，在使用例如金刚石砂轮等机械装置的相关技术的切割方法中，一个砂轮仅能切割一个基板。因此，为了同时切割粘合板的上板和下板，需分别提供专用砂轮给上板和下板。并且，也需提供用以支撑专用砂轮的支撑辊以分别支撑粘合板的上、下表面。此外，还需分离装置来分离切割面。因此，切割机的系统结构被复杂化，以使相关技术方法和系统不易使用。
特别是，在粘合板上、下部分提供有砂轮的相关技术的机械切割装置中，应精确对准上、下专用砂轮，以进行切割工作。因此，应该一同提供有校正步骤，以使上、下专用砂轮间的定位重合。如果发生校正失误，切割面会不重合，从而降低产品质量。
在使用CO2激光束的切割方法中，CO2激光、辅助裂化器、冷却器等设备应被设置在粘合板上方和下方，因此，整个系统结构被复杂化，从而降低了生产率。
并且，在使用CO2激光束的切割方法中，由于设置在粘合板上方和下方的CO2激光束需要分别精确对准，以执行切割工作，因此需进行上、下专用砂轮的对准校正。一旦发生校正失误，会造成切割面不重合，从而降低产品质量。
特别是，上述切割方法不能够准确控制玻璃基板的切割深度，因此大大降低了切割面的精确度。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明致力于一种非金属基板切割设备及其方法，基本上解决了由于相关技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。
本发明的目的在于提供一种非金属基板切割设备及其方法，在切割各种非金属基板，例如用于制造诸如薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD)、等离子显示器(PDP)、有机发光显示器(OLED)等平面显示器的玻璃基板时，利用通过调整短波激光的聚焦位置来控制切割深度的方式，可同时切割上基板和下基板，或者选择性切割上基板或下基板。
本发明的其他特征和优点将在下面的描述中说明，通过描述一部分可以显而易见，或可从发明的实施中得知。本发明的目的和其他优点通过在所描述的、其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
因此，为达上述这些和其他优点，根据本发明的目的，如所体现和广泛描述的，根据本发明的用于切割非金属基板的设备包括激光束产生器，用以产生紫外线(UV)短波长激光束；激光头(torch)，用以将短波长激光束发射至非金属基板上的特定位置处，以进行切割；焦点移动装置，用以沿着基板的深度方向改变激光束的聚焦位置；以及相对物体移动装置，用以允许基板与激光束产生相对移动，以切割基板。
为更进一步实现这些和其他优点，根据本发明的目的，用于切割非金属基板的设备包括激光束产生器，用以产生紫外线(UV)短波长激光束；激光头，用以将短波长的激光束射出至非金属基板的特定位置处，以进行切割；激光位移传感器，用以测量激光头和基板之间的距离以及基板和激光束之间的相对距离；焦点移动装置，用以沿基板的深度方向改变激光束的聚焦位置，以及用以改变基板到激光头的高度以与所测量的相对距离相对应，进而维持于切割过程中切割深度的一致；以及相对物体移动装置，用以允许基板与激光束产生相对移动，以切割基板。
为更进一步实现这些和其他优点，根据本发明的目的，用于切割非金属基板的方法包括下列步骤提供紫外线(UV)短波长激光束；设定激光束于基板的深度方向上的聚焦位置；测量激光头和主要基板表面面之间的距离；以及根据激光头到主要基板面的距离和设定的聚焦位置数据，移动激光束的聚焦位置。
为更进一步实现这些和其他优点，根据本发明的目的，用于切割非金属基板的方法包括下列步骤提供紫外线(UV)短波长激光束；提供变焦透镜，以改变激光束的焦距；设定激光束于基板的深度方向上的聚焦位置；测量激光头和主要基板面之间的距离；以及根据激光头到主要基板面的距离和设定的聚焦位置数据，移动激光束的聚焦位置至设定的聚焦位置。
为更进一步实现这些和其他优点，根据本发明的目的，用于切割非金属基板的方法包括下列步骤安装非金属基板至工作台上，并固定于其上；提供紫外线(UV)短波长激光束；将激光束沿基板的深度方向上的聚焦位置设定为特定值；测量激光头和主要基板面之间的距离；根据激光头到主要基板面的距离和设定的聚焦位置数据，通过移动激光束的实际聚焦位置以与预设的聚焦位置一致，来校正基板和激光束之间的相对位置；通过激光头将紫外线(UV)短波长激光束施加至基板上的预定位置；以及相对移动基板和激光束，以将基板切割成特定形状。
因此，在切割各种非金属基板，例如用以制造诸如薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD)、等离子显示器(PDP)、有机发光显示器(OLED)等平面显示器的玻璃基板时，本发明可通过调整短波长的激光束的聚焦位置，而精确地控制特定的切割深度。特别地，本发明在显示器模块制造过程中，可同时切割粘合板(P)的上、下基板，或者选择性切割上基板或者下基板。
可以理解的是，不管是上述的一般性的描述还是下面详细的描述都是示例性的、说明性的，其目的在于为所要求的发明提供更进一步的解释。
附图包含在本发明中并提供了对本发明的进一步理解，其被结合构成了本说明书的一部分。附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为根据本发明一个实施例的非金属基板切割设备的透视图；图2A和图2B分别为根据本发明第一实施例的非金属基板切割设备中的激光束焦点控制器的示意图及其方法流程图；图3A和图3B分别为根据本发明第二实施例的非金属基板切割设备中的激光束焦点控制器的示意图及其方法流程图；图4A和图4B分别为根据本发明第三实施例的非金属基板切割设备中的激光束焦点控制器的示意图及其方法流程图；以及图5A和图5B是用于解释根据本发明的非金属基板切割设备的实际应用的示意图，其中，图5A示出同时切割粘合板的上、下基板的例子，图5B示出切割粘合板的上基板或者下基板的不同步切割。
具体实施例方式
下面将详细描述本发明的优选实施例，本发明的实例在附图中示出。在整个说明书附图中，相同的附图标号表示相同的元件。
图1为根据本发明一个实施例的用于制造平面显示器的非金属基板切割设备的透视图。
参照图1，根据本发明的一个实施例的用于制造平面显示器的非金属基板切割设备包括工作台2，其设置在基座1的中心部分，以支撑玻璃基板(附图中未显示)；前后导向柱4分别设置于工作台2的两侧；以及线性电机和推进器5设置于每一前后导向柱4上。
在每个推进器5上设置有左右导向柱3，用以引导一激光头6沿左右方向移动。并且，此左右导向柱3上设置有线性电机和推进器，其不同于前述设置在前后导向柱4上的线性电机和推进器5。
在左右导向柱3的推进器上安装有激光头固定块7，因此，可将激光头6安装在推进器上。并且，将激光头6安装在激光头固定块7上，其中激光头6可聚集紫外线短波长的激光束并照射到玻璃基板的指定区域。
并且，根据本发明的基板切割设备，其包括光学系统11，其引导激光束射向激光头6；以及激光束产生器10，以产生紫外线短波激光束。
此外，根据本发明实施例的基板切割设备包括测量装置9，以测量基板与激光束焦点之间的相对距离，以及测量激光头6和诸如基板的上表面等主要基板面之间的距离。
测量装置9包括非接触式位移传感器，特别是，激光位移传感器(图中未显示)，其设置于切割激光束的前端，以发射出激光束。
并且，发光二极管(LED)传感器(例如光传感器)、超声波传感器或者其它类型的传感器等均可用以作为此非接触式位移传感器。
在切割前的用以定位基板切割深度的焦点调整过程中，根据本发明的非金属基板切割设备设有焦点移动装置8，用以沿着基板深度方向通过改变激光束的聚焦位置，进而使得聚焦位置与切割深度重合。
于此，在基板切割过程中，为了保持切割深度的一致性，焦点移动装置8也可用以改变基板到激光头6的高度，使其与在激光束焦点与主要基板面之间测量的相对距离相对应。
并且，激光束焦点移动装置8可包括有步进电机(图中未显示)，作为驱动源；滚珠丝杠(图中未显示)，装配于步进电机上；以及滚珠丝杠部件(图中未显示)，连接至滚珠丝杠，以将激光头6连接至其上。
可替换的是，激光束焦点移动装置8可包括线性电机和推进器，此推进器装配于线性电机上，用以上下移动，以将激光头6连接至其上。
可替换的是，激光束焦点移动装置8包括压电元件，其装配于激光头6上。当施加预定电压至此压电元件上时，此压电元件可产生机械变化，以移动激光头6的位置。
同时，可以光学调整来取代机械位置调整而实现对激光束焦点的移动。因此，在激光头6中设置有一变焦透镜8a，其用途如同于激光束焦点移动装置。
因此，其不同于在不改变焦距的情况下通过改变激光头和基板之间的距离来控制聚焦位置。在不改变激光头6和基板之间距离的情况下，可通过构成变焦透镜8a的透镜间的距离调整来改变焦距，进而实现对切割深度的控制。
同时，较佳提供至少两个激光头6，以提高切割速度。因此，存在一种使用两个激光振荡装置(oscillating device)的方法，来使得激光束分别入射到激光头上。并且，另一种方法是使用两个具有路径转向装置(镜子)的激光头。此时，路径转向装置允许来自一激光振荡装置的激光束选择性地入射到每个激光头上。
可选择的是，另一种切割方法也是可适用的，该方法中来自一激光振荡装置的激光被分光镜分离，施加到两个激光头的每个上。该情况下，可减少分离后的激光的能量。然而，若可保证获得的能量足以切割，此方法仍是可适用的。
在上述结构中，透过激光头6的相对移动以及紫外线(UV)短波激光束的施加，对置于工作台2上的基板进行切割，其中激光头6的相对移动是由包括电机、滚珠丝杠等的驱动装置以及导向装置完成的。然而，用以通过允许基板和激光束产生相对移动而切割基板的相对物体移动装置的构造并不限于上述范例。
可替换的是，不同于上述结构，当驱动电机引导工作台2沿前后和左右方向移动时，通过激光头施加紫外线(UV)短波激光束，以执行玻璃基板的切割工作。可选择的是，使得基板和激光头6均发生移动，进而可同样完成切割工作。
同时，激光束产生器10包括Nd-YAG介质的激光振荡器；激光二极管，用以提供激发光源给激光振荡器；以及波长转换器，用以将激光振荡器产生的激光束的波长转换为短波长的。
通过波长转换所用的晶体将Nd-YAG介质发出的长波长激光束转换成波长为200～400nm的紫外线(UV)短波。
同时，激光束的频率在1～100KHz之间。
特别地，激光束的频率至少为10KHz，并且最好介于10～30KHz。当然，根据不同的情况，激光束的频率可为至少30KHz，或者更高。
用于参考，YAG相当于钇(Yttrium)、铝(Aluminum)和石榴石(Garnet)的合成，其用于制造产生激光束的振荡器。钕(Nd原子序数60，原子量144.2)可掺加到YAG中以形成Nd-YAG。
以下说明在使用根据本发明的上述结构的基板切割设备的平面显示器中的玻璃基板的切割过程。
首先，制造平面显示器中，例如薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD)、等离子显示器(PDP)、有机发光显示器(OLED)等，是在基板结合后，再进行粘合基板(此后称作粘合板)的切割处理。
此基板包括位于圆盘形玻璃基板上的多个基板单元，并且需要将此基板切割成多个基板单元。
并且，为了控制基板的显示信息，将卷带自动结合线路板(TapeAutomatic Bonding；TAB)贴附到基板的特定表面上。此时，仅需要对包括结合在一起的一对基板的粘合板(P)中的一个基板进行切割。
为此，可通过一运载控制装置(carrier robot)等将玻璃基板从外部装载到固定工作台2上。
通过设置在工作台2内的支承销(附图中未示出)或者多个形成在工作台2上的真空孔，将放置在工作台2上的基板水平地固定在工作台上，以将其稳固地支撑在工作台上。
随后，校正基板与施加于其上的激光束间的相对位置，以使可将固定在工作台2上的基板割成特定的形状。
在校正相对位置的过程中，图像识别器(例如可视照相机)用以识别形成于基板之上的校正标记并确认其位置，并且照射出激光束的激光头6对着工作台2做相对地移动，以校正此相对位置。
在激光束的位置确认过程中，施加测试激光束到虚拟玻璃上，以在虚拟玻璃上形成激光束轨迹，并且随后利用图像识别器，例如可视照相机，抓取此激光束轨迹，或者利用设置在此激光头6下方的图像识别器识别出发射出激光束的激光头6的位置。
同时，在基板与激光束间的相对位置校正完成后，基板和激光束将进行相对地移动，以将基板切割成特定的形状。
即，从使用Nd-YAG作为介质的激光振荡器中所产生的激光束，经由光学系统11而提供给作为激光束的聚光部件的激光头6，以使得此激光束照射到基板上的预定位置处。进而，其上具有基板的工作台2是固定不能移动的，而激光头6是可移动的。因此，可通过激光束的移动对基板进行切割。
如此情况下，激光振荡器产生的激光束使用激光二极管作为光源。产生的激光束可通过光学系统11改变其光线路径，其中，此光学系统包括多个镜子以及类似的装置，其用以提供给激光头6作为激光束聚光部件。由于激光头6和向激光头6发送激光束的光学系统11的镜子同时进行水平移动，因此，无论激光头6的位置是否改变，均可将UV短波激光束施加到基板上。因此，可将基板切割成设计的形状。
在这种情况下，将作为光源的二极管中所产生的光波长提供给Nd-YAG介质，以通过增益介质(gain medium)而激发，因此，可震荡波长为1000nm的激光。振荡后的激光通过波长转换晶体(wavelength conversion crystal)被振荡成为波长在200～400nm之间的短波。
因此，激光被转换成短波后使用。当施加激光束到诸如玻璃基板等非金属物质上进行切割时，通过使用UV短波激光束，可使得因长波光束产生的热量变化所造成的产品破损量减少到最小。
此外，为了提高激光束的能量，利用光谐振器光学执行Q转换(Q-switching)，以产生1～100ns(毫微秒)的超短脉冲。
为了提高切割速度，产生超过数千赫兹(KHz)的频率以施加到激光束中。如此一来，即使激光头6或工作台2以高速度移动，仍可实现精确的切割。
同时，在切割玻璃基板的过程中，其基本上沿前后方向将基板切割成基板单元，当左右导向柱3在线性电机的带动下通过前后导向柱4的引导沿前后方向移动时，可通过激光头6施加激光束，以可沿前后方向对基板进行切割。
并且，在切割玻璃基板的过程中，还会沿左右方向将基板充分地切割成基板单元，当激光头固定块7和安装在此固定块上的激光头6在线性电机的带动下通过左右导向柱3的引导沿左右方向移动时，可通过激光头6施加激光束，以可沿左右方向对基板进行切割。
因此，由于紫外线短波激光束可交替地重复前后和左右方向移动，进而使得玻璃基板上的各个基板单元彼此之间能够单独且完全地相互分离开(以个体形式)。
同时，在使用紫外线(UV)短波激光束切割玻璃基板的过程中，可在实际切割工作之前准确设定基板的切割深度。
为此，控制激光束的聚焦位置，以与所要切割基板的切割深度重合，详细说明如下。
首先，参考图2B和图3B，将在基板深度方向上的激光束的聚焦位置设定为一特定值。接着，测量发出激光束的激光头6与主要基板面之间的距离。
因此，根据主要基板面的距离和设定的聚焦位置数据，移动激光束的实际聚焦位置以使其与设定的聚焦位置重合。
进而，通过提升或降下激光头6，以执行对激光束的聚焦位置的控制，如图2A和图2B所示。或者，如图3A和图3B所示，透过提升或降下基板，而执行对激光束聚焦位置的控制。
即，通过激光束的聚焦位置的控制而确定切割深度，因此，当激光束激光头6和主要基板面之间的距离随着焦距(B1，B2，B3，其中B1＝B2＝B3)的改变而改变时，也使得切割深度(D1，D2，D3，其中D1＜D2＜D3)变化。
参考图4A和图4B，通过改变焦距，可在不需调整激光头6和基板间的距离的情况下，控制切割深度。
在这种情况下，沿着基板的深度方向设定激光束的聚焦位置，然后测量激光束激光头6和主要基板面间的距离。
随后，根据主要基板面的距离和设定的聚焦位置数据，将激光束的聚焦位置移动至设定位置。如此一来，通过调整激光头6内的变焦透镜8a，可改变激光束的焦距(如于图4A中的B1，B2，B3，其中B1＜B2＜B3)。
即，通过延长或者缩短激光束的焦距，可在不改变激光头6和基板间的距离的情况下，实现对聚焦位置的控制。
此时，利用距离测量激光束的照射的非接触式方法，可实现对激光束的激光头6和主要基板面间的距离的测量，其中上述距离测量激光束与用于切割的紫外线短波激光束或者超声波不同。
如上所述，根据本发明的非金属基板切割设备可以执行精确的非金属基板切割，因此，选择性地使粘合板(P)，例如平面显示器，的不同步切割(仅切割上基板或下基板)，或者选择性同时切割粘合板(P)的上下基板。
即，为了通过同时切割粘合板(P)的上、下基板而将粘合板(P)分成基板单元，如图5A所示，可先使激光束焦点与粘合板(P)的下基板底部重合，以对应粘合板(P)的总厚度，然后再执行基板的切割。
在切割粘合板(P)的上基板或下基板(例如上基板)的不同步切割中，先使激光束焦点与粘合板(P)的上基板底部重合，以对应上基板的厚度，然后再执行基板的切割，如图5B所示。
以下说明被光学执行以提高激光束能量Q转换，以及应用于Q转换的光谐振器。
首先，在标准振荡模式下，激光介质的增益(gain)对应于少许超出损耗的一数值，其中该损耗包括输出排放分量。这样，通过增加反向分布量以超出限值(threshold)，以获得一更高能量的激光束。
特别是，可提高光谐振器的损耗来增加反向分布数值以超过振荡限值。也就是，降低Q值。
因此，在人为降低Q值后，若当反向分布数值具有一预定高值时会Q值被提高，而增益系数将变得更加地高于振荡限值，以产生出高能激光束的振荡。上述技术即称为Q转换。
同时，在光谐振器中，由于无法通过感应放电产生具有增强光束的高效激光束，因而使用能够激活光束谐振的平行镜子。
如果在反向分布继续时会发生感应放电，并且如果通过反射镜使光束反馈到激光介质部分，那么光束被增强。若光束在一对镜子间来回反射的时间为一整数的倍数，便会产生一驻波，以突然地增加感应放电。并且，此光谐振器具有可产生激光束的结构。
于工业应用上，在制造如薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD)、等离子显示器(PDP)、有机发光显示器(OLED)等显示设备模块时，在玻璃切割制程中，本发明通过控制短波激光束的聚焦位置的方式，来精确调整切割深度。
并且，本发明可应用于任何类型的非金属基板以及平面显示器的玻璃基板。因此本发明具有高的工业实用性。
虽然本发明以前述的较佳实施例说明如上，由于在不脱离本发明精神或其实质特征的前提下，本发明可以以不同形式来实施，所以应该可以理解，上述实施例不被前述的任一细节所限定，除非另有明确说明，而是应该在所附权利要求所限定的精神和范围内进行广泛构造，因此，在权利要求的界限和范围内所作的改变和修正或该界限和范围内的等同替换，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
主要组件符号说明1 基座2 工作台3 左右导向柱 4 前后导向柱5 线性电机和推进器6 激光头7 激光头固定块8 焦点移动装置8a 变焦透镜9 测量装置10 激光束产生器11 光学系统P 粘合板B1、B2、B3 激光束焦距D1、D2、D3 切割深度
权利要求
1.一种非金属基板切割设备，包括有激光束产生器，用以产生紫外线(UV)短波激光束；激光头，用以施加短波激光束到要被切割的非金属基板上的特定位置处；焦点移动装置，用以沿着基板的深度方向改变激光束的聚焦位置；以及相对物体移动装置，用以允许基板与激光束产生相对移动，以切割基板。
2.根据权利要求1所述的非金属基板切割设备，其中所述激光束产生器包括激光振荡器，具有Nd-YAG介质；激光二极管，提供激发光源给所述激光振荡器；以及波长转换器，用以将所述激光振荡器产生的激光束的波长转换成短波长。
3.根据权利要求2所述的非金属基板切割设备，其中，所述波长转换器为晶体。
4.根据权利要求1所述的非金属基板切割设备，其中，经由所述激光头施加的激光束的波长介于200～400nm之间。
5.根据权利要求1或4所述的非金属基板切割设备，其中，所述激光束的频率介于1～100KHz之间。
6.根据权利要求1所述的非金属基板切割设备，还包括光谐振器，以通过在所述激光束上执行Q转换而将所述激光束转变为超短波脉冲，以使所述激光束具有高的能量。
7.根据权利要求1所述的非金属基板切割设备，其中，所述激光束焦点移动装置包括步进电机，作为驱动源；滚珠丝杠，连接到所述步进电机上；以及滚珠丝杠部件，连接到所述滚珠丝杠上，以将所述激光头连接至所述滚珠丝杠上。
8.根据权利要求1所述的非金属基板切割设备，其中，所述激光束焦点移动装置包括线性电机；以及推进器，连接到线性电机上，以上升，其中所述激光头连接到所述推进器上。
9.根据权利要求1所述的非金属基板切割设备，其中，所述激光束焦点移动装置包括压电组件，所述压电组件连接到所述激光头上，以根据预定电压的压缩，而通过机械转换所述压电组件进而移动所述激光头的位置。
10.根据权利要求1所述的非金属基板切割设备，其中，所述激光束焦点移动装置包括变焦透镜，位于所述激光头内。
11.根据权利要求1所述的非金属基板切割设备，还包括测量装置，用以测量所述激光头与所述基板之间的距离。
12.根据权利要求11所述的非金属基板切割设备，其中，测量装置包括激光位移传感器，设置于所述激光束激光头的前部，用以发射距离测量激光束。
13.根据权利要求11所述的非金属基板切割设备，其中，所述激光头包括所述激光束焦距彼此不同的至少两个激光头。
14.一种非金属基板切割设备，包括激光束产生器，用以产生紫外线(UV)短波激光束；激光头，以施加短波激光束到要被切割的非金属基板上的特定位置处；激光位移传感器，用以测量激光头与基板之间的距离，以及基板与激光束之间的相对距离；焦点移动装置，用以改变在基板深度方向上的激光束的聚焦位置，以及用以改变基板到激光头的高度以与测量的相对距离相对应，以保持切割过程中切割深度的均匀；以及相对物体移动装置，用以允许基板与激光束产生相对移动，以切割基板。
15.一种非金属基板切割方法，包括下列步骤提供紫外线(UV)短波激光束；设定在基板深度方向上的激光束的聚焦位置；测量激光束激光头与主要基板面之间的距离；以及根据激光束到主要基板面的距离以及设定的聚焦位置数据，移动激光束的聚焦位置。
16.根据权利要求15所述的非金属基板切割方法，其中，通过移动所述激光头而控制所述激光束的所述聚焦位置。
17.根据权利要求15所述的非金属基板切割方法，其中，通过移动所述基板而控制所述激光束的所述聚焦位置。
18.根据权利要求15所述的非金属基板切割方法，其中，测量所述激光束激光头与所述主要基板面之间的距离是通过非接触式测量执行。
19.一种非金属基板切割方法，包括下列步骤提供紫外线(UV)短波激光束；提供变焦透镜，以改变激光束的焦距；设定在基板的深度方向上的激光束的聚焦位置；测量激光束激光头与主要基板面之间的距离；以及根据激光束到主要基板面的距离以及设定的聚焦位置数据，移动激光束的聚焦位置至设定的聚焦位置。
20.根据权利要求19所述的非金属基板切割方法，其中，测量所述激光束激光头与所述主要基板面之间的距离是通过非接触式测量执行。
21.根据权利要求20所述的非金属基板切割方法，其中，测量激光束激光头与主要基板面之间的距离是通过照射距离测量激光束而执行的。
22.一种非金属基板切割方法，包括下列步骤在工作台上安装非金属基板，并固定于所述工作台上；提供紫外线(UV)短波长激光束；将沿基板深度方向上的激光束的聚焦位置设定为特定值；测量激光束激光头与主要基板面之间的距离；根据激光束到主要基板面的距离以及设定的聚焦位置数据，通过将激光束的实际聚焦位置移动至与设定的聚焦位置重合，来校正基板和激光束的相对位置；经由激光头施加紫外线(UV)短波激光束到基板上的预定位置；以及相对移动基板与激光束，以将基板切割成特定形状。
23.根据权利要求22所述的非金属基板切割方法，其中，通过激光头和/或基板的提升或降落而执行对激光束的聚焦位置的控制。
24.根据权利要求23所述的非金属基板切割方法，还包括在整个基板的切割过程中，保持激光束的聚焦位置的控制。
25.根据权利要求22所述的非金属基板切割方法，其中，激光束是由利用ND-YAG作为介质的激光振荡器产生的，以经由光学系统提供给作为激光束的聚光部件的激光头。
26.根据权利要求25所述的非金属基板切割方法，其中，通过如下方式检查激光束施加位置，所述方式为施加测试激光束到虚拟玻璃上以及通过利用图像识别器识别虚拟玻璃上的激光束轨迹而获取所述位置。
27.根据权利要求25所述的非金属基板切割方法，其中，通过如下方式检查激光束施加位置，所述方式为施加测试激光束到一虚拟玻璃上以及使用设置在激光头下方的图像识别器识别具有施加于虚拟玻璃上的激光束的激光头的位置。
28.根据权利要求20所述的非金属基板切割方法，其中，非金属基板为粘合板，所述粘合板包括上板和下板。
29.根据权利要求28所述的非金属基板切割方法，其中，控制非金属基板的切割深度，以执行切割粘合板的上板或下板的一层切割。
30.根据权利要求28所述的非金属基板切割方法，其中，控制非金属基板的切割深度，以执行同时切割粘合板的上板和下板的两层切割。
全文摘要
本发明公开了一种非金属基板切割设备及其方法，本发明适用于在切割各种非金属基板(例如用于制造诸如薄膜晶体管－液晶显示器(TFT－LCD)、等离子显示器(PDP)、有机发光显示器(OLED)等平面显示器的玻璃基板)时，利用通过调整短波激光的聚焦位置控制切割深度的方式，来同时切割上基板和下基板，或者选择性切割上基板或下基板。本发明包括激光束产生器(10)，用以产生紫外线(UV)短波激光束；激光头(6)，施加短波激光束至要被切割的非金属基板上的特定位置处；焦点移动装置(8)，用以沿着基板的深度方向改变激光束的聚焦位置；以及相对物体移动装置(3，4)，用以允许基板与激光束产生相对移动，以切割基板。
文档编号C03B33/037GK101031383SQ200580015314
公开日2007年9月5日 申请日期2005年5月11日 优先权日2004年5月11日
发明者方圭龙, 李昌馥, 金钟郁, 金永敏 申请人:塔工程有限公司