专利名称：具有非恒定速度的移动玻璃带的激光刻划的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于激光刻划移动玻璃带的方法和设备，且具体来说，涉及用于刻划带的速度随时间变化的移动玻璃带的方法和设备。下面的讨论涉及沿垂直方向移动的玻璃带，这是在此披露的方法和设备的一种典型应用。但是，采用这种定向仅仅是为了便于表述，而不应理解成以任何方式对本发明进行限制。类似地，虽然在此公开的方法和设备的一个应用是由于例如用于生产玻璃的工艺的变化而致使玻璃带速度的非计划的(非预期的)变化，但应理解，本公开的方法和设备可等同地应用于计划的(预期的)速度变化，诸如与玻璃成分、生产率、板尺寸等的变化关联的那些。
定义如在此和权利要求中所使用的，术语“孔隙”意思是形成在玻璃表面的切口，不论该切口是完全穿过玻璃的厚度还是仅部分穿过玻璃的厚度。因此，该术语包括完全孔隙、部分孔隙、完全中间裂纹、或部分中间裂纹，这里完全孔隙和完全中间裂纹完全穿过玻璃的厚度，而部分孔隙和部分中间裂纹部分地穿过玻璃的厚度。如在此和权利要求书中所使用的，术语“激光发射装置”意思是发出光的任何装置并包括产生光的主动装置(例如激光器)和接收和发射由另一装置产生的光的被动装置(例如，从激光器接收光束并成形和/或聚焦光束)。
背景技术：
玻璃的刻划通常是用机械工具实现的。然而，还存在一种替代方案，其使用激光辐射，例如波长为10. 6μπι的CO2激光辐射，从而通过温度梯度来加热玻璃并产生拉伸应力。
StJ^i 1^ "Method and apparatus for breaking brittle materials"^^;H专利第 5，776，220 号和名称为 “Control of median crack depth in laser scoring，，的美国专利第6，327，875号中讨论了使用激光器对玻璃进行刻划。如图1所示，在激光刻划过程中，沿着刻划线115在玻璃112的主表面114中产生孔隙。为了产生孔隙，在玻璃表面上靠近其一个边缘处形成小的初始裂缝111，然后通过使具有覆盖区113的激光束121横跨玻璃表面进行扩展、并接着用冷却喷嘴119产生冷却区域来转变成孔隙。用激光束加热玻璃并在其后立即用冷却剂使玻璃急冷，可产生温度梯度和对应的应力场，其用来扩展初始裂缝以形成孔隙。共同转让的美国专利公开第2008/(^64994号(‘994公开)描述了一种用于对移动的玻璃带进行激光刻划的系统，其中，行进滑架沿着直线轨道移动，该直线轨道相对于横向于玻璃带运动方向的线以角度α倾斜。
本申请的图2和3示意地示出了' 994公开的系统。在这些附图中，玻璃带用附图标记13来标示，行进滑架用附图标记14来标示，直线轨道用附图标记15来标示，轨道的支承结构(支承框架)用附图标记11来标示，产生玻璃带的设备、例如熔融拉制机用附图标记9来标示。如同在'994申请中所讨论的那样，如固定参考系(例如图2中的xyz参考系)所示，玻璃带沿着矢量16的方向以速度3胃移动，而滑架沿着矢量17的方向以速度S滑架移动，其中S带、S滑架禾口角度α满足以下关系
s =s /sina·^fM (1)这样，滑架与玻璃带保持同步，或者更确切地说，滑架速度的平行于玻璃带运动方向的分量大小等于S’因此，当从玻璃带观察时，滑架简单地沿矢量18的方向以速度Swa移动，即沿着垂直于玻璃带移动方向的线7横跨玻璃带移动，该速度Swa由下式给出
S刻划=S 滑架 cos a ·^fM (2)如'994公开所述，提供激光束的激光发射装置和提供冷却流体(例如水)流的喷嘴联接至滑架，随着滑架沿直线轨道移动而一起形成横跨玻璃带宽度的孔隙。在某些实施例中，机械刻划头(例如刻划轮)还联接至滑架，用于在玻璃带中形成初始裂缝。或者，初始裂缝可通过与滑架分开的设备形成。图4示意地示出'994公开的这些方面，其中附图标记21、22和23表示在刻划过程开始时(1)冷却流体覆盖区的位置、(2)激光束覆盖区的位置、以及C3)初始裂缝的位置，而附图标记31和32表示在已经完成初始化之后的稍后时间点处，冷却流体覆盖区的位置和激光束覆盖区的位置。如'994公开所讨论的，控制系统可用于控制滑架的运动，从而满足方程(1)。作为输入，控制系统可从引导玻璃带的辊子或监控玻璃带速度的单独传感器获得关于3胃的信息。‘994公开还描述了通过控制直线轨道15的倾斜角α来满足方程(1)。但是，该公开没有讨论与变化的α相对的变化Sira的准则，或与在和/或α变化时保持有效孔隙形成关联的问题。本公开解决这些问题并提供在面对变化时，保持有效激光刻划的方法和设备。
发明内容
根据第一方面，公开了一种用于制造玻璃板的方法，该方法包括
(I)形成移动玻璃带(13)，该玻璃带具有随时间变化的速度
(II)通过一方法沿横向于玻璃带的运动方向的线(7)在玻璃带(1 的表面上形成孔隙，该方法包括
(a)以速度Sira沿直线轨道(1 平移滑架(14)，该滑架承载光发射装置(1 和喷嘴(119)，该直线轨道相对于线(7)以角度α倾斜，从而所述滑架的运动包括(i)平行于所述线⑵的第一分量(18)和(ii)平行于所述玻璃带(13)的运动(16)的方向的第二分量，所述光发射装置(51)发射由激光器Gl)产生的光束，且所述喷嘴(119)发射冷却流体；
(b)动态地调整Sffig、角度α、或同时调整Sira和角度α，从而所述滑架(14)的运动的第二分量与所述玻璃带(1 同步；以及
(c)通过改变产生由所述光发射装置(51)发射的光束的所述激光器Gl)的功率Pfct#来补偿步骤(II) (b)的动态调整；以及(III)沿步骤(II)中形成的所述孔隙从所述玻璃带(1 分离玻璃板。根据第二方面，提供方面1的方法，其中
呈形式S 带=S0+ Δ S0,
其中，&和别是所述玻璃带速度的额定恒定分量和随时间变化分量；以及
(ii)当I AScJ > 0.03 时，步骤(II) (b)包括改变 α。根据第三方面，提供方面1的方法，其中⑴步骤(II) (b)包括改变α ；
( )在所述玻璃带处，由所述光发射装置发射的光束具有长度L和宽度W ；
(iii)所述光发射装置包括决定L的第一透镜单元和决定W的第二透镜单元；
(iv)所述第一透镜单元包括至少一个透镜元件；以及
(ν)步骤(II)还包括调整所述至少一个透镜元件的角度定向来补偿光束定向由于α的变化而相对于所述线的变化。根据第四方面，提供方面3的方法，其中所述第二透镜单元包括至少一个透镜元件，且α变化时，该构件的角度定向相对于所述滑架保持恒定。根据第五方面，提供方面3或方面4的方法，其中所述第一和第二透镜单元每个仅包含一个透镜元件。根据第六方面，提供方面1的方法，其中
呈形式S 带=S0+ Δ S0,
其中，&和别是所述玻璃带速度的额定恒定分量和随时间变化分量；以及( )当IasqI彡O. 03 时，步骤(Il) (b)中α保持恒定。根据第七方面，提供方面6的方法，其中步骤(II) (C)中Pifc^的变化满足关系
dp激光器/ds带=k · Ctn(a),
其中k是常数。根据第八方面，提供方面7的方法，其中=Pifc^以最大激光功率的百分比表达且k< 1. O。根据第九方面，提供方面1的方法，其中步骤(II)包括沿一路径将激光从激光器传递到光发射装置，所述路径包括柔性激光束递送系统，所述柔性激光束递送系统将激光包住在机架中，所述机架具有第一端和第二端，所述第一端附连到激光器或激光器的支承结构，所述第二端附连到所述直线轨道或直线轨道的支承结构，所述机架包括至少一个接头和至少一个延伸管，其允许第一端和第二端相对于彼此沿三维转动和平动。根据第十方面，提供方面1-9中任一方面的方法，其中所述玻璃带通过下拉工艺形成。根据第十一方面，提供方面1-10中任一方面的方法，其中所述玻璃板是用于显示装置的基板。根据第十二方面，公开了一种用于制造玻璃板的方法，该方法包括(I)形成移动的玻璃带(13)；(II)通过一方法沿横向于所述玻璃带的运动方向的线(7)在所述玻璃带(1 的表面中形成孔隙，所述方法包括沿直线轨道(1 平移滑架(14)，所述滑架承载光发射装置(51)和喷嘴(119)，所述直线轨道相对于所述线(7)以角度α倾斜，从而所述滑架的运动包括⑴平行于所述线(17)的第一分量(18)和(ii)平行于所述玻璃带(13)的运动方向的第二分量，所述光发射装置(51)发射由激光器Gl)产生的光束，且所述喷嘴(119)发射冷却流体；以及
(III)使用步骤(II)中形成的所述孔隙从所述玻璃带(1 分离玻璃板；其中
(i)在所述玻璃带(1 处，由所述光发射装置发射的光束具有长度L和宽度W;( )所述光发射装置(51)包括决定L的第一透镜单元(5 和决定W的第二透镜单元(55)；
(iii)所述第一透镜单元(5 包括至少一个透镜元件(81)；
(iv)改变α，从而改变所述滑架(14)的运动的第一和第二分量(18，16)的相对大小；
以及
(ν)调整所述至少一个透镜元件(81)的角度定向来补偿光束定向由于α的变化而相对于所述线(7)的变化。根据第十三方面，提供方面12的方法，其中所述第二透镜单元包括至少一个透镜元件，且α变化时，该构件的角度定向相对于所述滑架保持恒定。根据第十四方面，提供方面12的方法，其中所述第一和第二透镜单元每个仅包含一个透镜元件。根据第十五方面，提供方面12-14中任一方面的方法，其中所述玻璃带通过下拉工艺形成。根据第十六方面，提供方面12-15中任一方面的方法，其中所述玻璃板是用于显示装置的基板。根据第十七方面，公开了一种用于制造玻璃板的方法，该方法包括
(I)形成移动的玻璃带(13)；
(II)通过一方法沿横向于玻璃带的运动方向的线(7)在玻璃带(1 的表面上形成孔隙，该方法包括
(a)沿直线轨道(1 平移滑架(14)，所述滑架承载光发射装置(51)和喷嘴(119)，所述直线轨道相对于所述线(7)以角度α倾斜，从而所述滑架的运动包括(i)平行于所述线(7)的分量(18)和(ii)平行于所述玻璃带(1 的运动(16)的方向的分量，所述光发射装置(51)发射激光束，且所述喷嘴(119)发射冷却流体；以及
(b)沿一路径将激光从激光器Gl)传递到光发射装置(51)，所述路径包括柔性激光束递送系统(61)，所述柔性激光束递送系统将激光包住在机架中，所述机架具有第一端(6 和第二端(67)，所述第一端附连到激光器或激光器的支承结构，所述第二端附连到直线轨道(15)或直线轨道的支承结构(11)，所述机架包括至少一个接头(62)和至少一个延伸管(64)，其允许第一端(6 和第二端(67)相对于彼此沿三维转动和平动；以及
(III)使用步骤(II)中形成的所述孔隙从所述玻璃带(1 分离玻璃板。
根据第十八方面，提供方面17的方法，其中所述柔性激光束递送系统包括光束扩散器。根据第十九方面，提供方面17或方面18的方法，其中所述玻璃带通过下拉工艺形成。根据第二十方面，提供方面17-19中任一方面的方法，其中所述玻璃板是用于显示装置的基板。还公开了用于实施上述方法的设备。在对本公开的各个方面上述概括中使用的附图标记仅为了读者方便，而并不想要也不应当理解成限制本发明的范围。更一般地说，可以理解的是，以上的总体描述和以下的详细描述都只是本发明的示例，是为了提供对本发明的本质和特征的总体或构架的理解。本发明的另外的特征和优点在下面的详细说明中予以阐述，并且对于本领域技术人员而言，一部分可从说明中变得明白或通过实施在此所述的本发明得以认知。包括附图以提供本发明的进一步理解，附图包含在该说明书中并构成该说明书的一部分。应理解，说明书中和附图中揭示的本发明的各种特征可单独使用和组合使用。
图1是示出激光刻划工艺的示意图。图2是示出根据'994公开的激光刻划系统的示意图。图3是更详细地示出图2的滑架运动的示意图。图4是示出在刻划过程开始时和随后时间点处，冷却流体、激光束和初始裂缝的位置的示意图。图5是曲线，其绘制⑴与(水平轴线)相对的S刻划(左边垂直轴线)(曲线57)；和(2)与^^ (水平轴线)相对的百分比最大激光功率(右侧垂直轴线)(曲线59)。S
的单位是毫米/秒；对于曲线中，α =3.8°。图6是示出用于将激光供应到浮动光学头的系统的示意图。图7是采用柔性激光束递送系统来将激光供应到浮动光学头的实施例的立体图。图8是图7的系统的侧视图。图9是图7的系统的俯视图。图10是图7的浮动光学头的立体图，其外壳的一部分移除以示出第一和第二透镜单元以及用于本实施例中的转镜的位置。图11是图7的浮动光学头的第一透镜单元的立体图。图12是示出光束穿过图7的浮动光学头时，光束的形状和定向的示意图。
具体实施例方式通常，玻璃带的速度可描述为由额定分量&和从额定值的偏移构成S 带=S0+Δ方程(3)&和八&都可以是时间的函数。例如，&可以由于例如生产率中预期的变化而变化，而△&可以由于过程条件中非预期的变化而变化。通常，3胃由于&的变化而变化的频率小于由于的变化而变化的频率，虽然例如在可能需要测试一系列额定玻璃带速度中的新过程的调试过程中，可能相反。为了以下讨论，假设&在整个感兴趣的时间范围内是恒定的，且表示玻璃带速度关于&的波动并同时包括预期的和非预期的波动。为了使得在变化时滑架与玻璃带保持同步，S卩，为了使滑架的运动从玻璃带看时是直线，需要改变Siw^n α中的一个或同时改变两者。通常，改变比改变α来得简单。但是，根据本发明，已经揭示了仅可以在受限范围内变化而不牺牲从玻璃带分离的玻璃板的边缘的质量。具体来说，已经揭示了随着Si^变化，需要控制激光功率以将激光刻划工艺保持在可接受的工艺窗中。具体来说，激光功率需要随着Sira的增加而增加，并随着的减少而减少。但是，对激光功率可进行的变化程度同时使系统保持在其工艺窗中变得非常受限。图5中示出该结果，沿水平轴线以毫米/秒绘制S^沿左侧垂直轴线以毫米/秒绘制刻划速度，并沿右侧垂直轴线以最大功率百分比绘制激光功率。该图中示出的曲线是基于从3. 8°的α值获得的测量数据的。产生图5数据的试验显示从玻璃带分离的玻璃板的边缘特性在玻璃带的额定速度(该情况中，50毫米/秒)士3%的窄范围内是重复地可接受的。即，根据上面的方程(3)，当I AScJ彡0. 03 · S0时，滑架速度和激光功率调整的组合可用于适配玻璃带速度的变化，而当> 0.03* 时，还需要改变α以提供可靠的边缘质量。图5还显示补偿3胃的变化所需的激光功率的变化可以是的线性函数。该线性依赖可便于激光刻划工艺的控制。对应该实施例， dF>激光器/ds带可以写成dF>激光器/ds带=k Ctn(a)，其中，k是常数。即，当Sm增加以适配^的增加时，刻划速度增加的速率是ctn(a)(gp,dSMJ/dS^=ctn(a)；见上面方程⑴和(2))，为维持可靠的边缘形成，激光功率需要增加的速率可以小于、大于、或等于ctn( a )，取决于k的值。在图5的数据的情形中，激光功率表达为最大功率的百分比，k小于1.0。如将变得明显的，对于任何具体应用和对于激光功率的任何具体单位(例如，最大功率的百分比、瓦特等)，本领域的技术人员通过本发明可容易地确定k的具体值。图6-9示出可用于改变角度α以适应的3帛变化，例如大于0. 03 · S0的变化的设备。具体来说，图6示意性示出可用于该目的的设备的总体示例性布置，而图7-9示出具体的示例性实施例。图6中，单个玻璃板从其分离的玻璃带用附图标记13标示，用于可移动滑架的直线轨道用附图标记15标示，而生产玻璃带的设备、例如熔融拉制机用附图标记9标示。为了简化表示，在图6-9中，滑架由浮动光学头51代表，应理解，滑架可包括其他装置，包括用于冷却流体的喷嘴。浮动光学头51接收由激光器41产生的激光束43并将激光束朝向玻璃带13引导。如上面结合图1-4所讨论的，激光束与冷却流体组合延伸了形成在玻璃中的初始裂缝以产生跨越玻璃带宽度的孔隙，单个玻璃板在该孔隙处与玻璃带分离。图6中，激光束被示出为通过镜子45和47引导到浮动光学头，镜子45和47位于机架49内，用于接收来自激光器的光并将光传递到浮动光学头，机架49具有合适的孔或联接件(未图示)。镜子45和47的位置和角度定向可以主动控制，从而在角度α变化时，将激光束保持瞄准浮动头。虽然仅示出两个镜子，如果需要，可使用另外的镜子。除了用于适应α的变化，镜子的位置和角度定向还可用于补偿激光器41和轨道45之间由于温度变化(例如从室温变化到与玻璃带的制造关联的升高的运行温度)、机械振动等引起的相对移动。由于所要求的功率水平，激光器通常非常大且因此在生产线中，经常被安装在与用于轨道15的支承结构分开的支承结构上。由此，激光器41和轨道15可经历相对于彼此的相对运动，因此需要持续将激光束瞄准浮动光学头。这种持续瞄准可通过使用计算机控制系统主动地变化镜子45和47的定向和/或位置来实现，该计算机控制系统从合适的传感器获取关于激光器(和/或其支承系统)和直线轨道(和/或其支承系统)的位置的输入数据。图7-9示出可被动地适应的α变化以及激光器41和轨道15的相对位置由于温度变化、机械振动等的变化的实施例。该实施例包括柔性激光束递送系统61，其将激光包住在机架中，机架具有第一端65和第二端67，第一端附连到激光器41或激光器的支承结构，第二端附连到直线轨道15或直线轨道的支承结构，例如图7-9中的支承结构。将第二端67附连到直线轨道15具有优点，S卩，随着角度α变化，激光束瞄准浮动光学头51，因为轨道、第二端、以及光学头作为一个单元随着α变化而移动。如图7-9所示，递送系统的机架包括至少一个接头62和至少一个延伸管64，其允许第一端65和第二端67相对于彼此沿三维转动和平动。由此，递送系统的第一和第二端可相对于彼此移动，而基本上不降级从激光器到系统的光输入或到浮动光学头的光输出。这是重要的优点，因为其提供了可安装的并然后能够长时期作用而无操作者介入的耐用系统。至少一个接头和至少一个延伸管的组合还便于刻划系统的安装、对准和维护。在这点上，应注意，光束指向精确度要求是非常严格的；例如，在距离递送系统的最后的镜子3米远或更远处，光束的中心从浮动光学头的中心线的偏离的合适规格可以是士 100 μ m或更少。还如图7-9所示，柔性激光束递送系统61可包括光束扩散器63以便于激光传递到浮动光学头并然后传递到玻璃带上。参见共同待审的、一同转让的题为“Coring ofNon-Flat Materials”的美国专利申请No. 12/220，948 (下文称为'948申请)。递送系统还可包括圆形偏光器(图7-9中未图示)。该系统可使用商业上可获得的设备来构造，诸如由美国密歇根州威克瑟姆的美国激光企业(American Laser Enterprises)公司生产的设备。转到浮动光学头51，如图10所示，浮动头可包括控制激光束在玻璃带13上的长度的第一透镜单元53，控制激光束的宽度的第二透镜单元55，以及将光束朝向玻璃带引导的转镜69。第一透镜单元可例如包括单个圆柱形负透镜元件，该单个圆柱形负透镜元件沿图2的Z轴方向(即，沿垂直于图2的纸的平面的方向)扩散光束，而第二透镜单元可例如包括单个圆柱形正透镜元件，该单个圆柱形正透镜元件在穿过轨道的中心线的平面并平行于图2中χ-y平面中沿正交于轨道15的方向聚集光束。当然，在第一和第二透镜单元任一个中或两者中可使用更多的透镜元件。图12示出第一和第二透镜单元在传播光束中的作用。如该图所示，光束进入具有圆形横截面83的浮动光学头并沿箭头91的方向传播。光束进入第一透镜单元53，第一透镜单元扩散光束，使得离开该单元时，光束具有用附图标记85标示的构型。此后，光束穿过第二透镜单元并通过镜子69反射到玻璃带上。图12中，第二透镜单元和镜子的组合作用用附图标记93标示。如果轨道15是水平的，在玻璃带处所获得的光束将具有用图12中的附图标记89标示的构型和定向。但是，当轨道15以角度α在水平下倾斜时，在玻璃带处，光束具有由图12中用附图标记87标示的定向。即，光束以角度α向上转动。
应注意，如果Si^和α选择成满足方程(1)，倾斜的光束仍将沿直线(例如直线7)平移跨越玻璃带，但光束的主轴不再沿该线位于线上。实践中，已经发现，光束的路径与光束的主轴线之间的这种不匹配可致使不可靠的刻划和/或差的边缘质量，因为光束的主轴线不再完全与被冷却液和初始裂缝横过的路径对准。为解决该问题，第一透镜单元可以如图11所示构造，从而允许透镜元件81的圆柱轴线(或多个透镜元件的圆柱轴线，如果使用的话)转动，从而将光束的主轴线的定向带到与光束的跨越玻璃带表面的运动方向对准。如图11所示，透镜单元53可包括机架73，步进马达75安装到机架73上，步进马达驱动齿轮77，齿轮77又驱动更大齿轮79，透镜元件81附连到该更大齿轮79。步进马达由控制器(未图示)致动，控制器协调透镜元件81的定向与轨道15的角度。具体来说，如图12所示，控制器致使透镜元件(或多个透镜元件)的圆柱轴线围绕平行于轨道15的轴线转动α，转动的方向致使光束87转到与光束定向89对准。如图10所示，第二透镜单元55也可装备有步进马达和齿轮传动系以改变该单元的圆柱轴线的定向。但是，实践中，已经发现第二透镜单元的圆柱轴线与玻璃带上刻划线的法线之间的不对准比第一透镜单元的圆柱轴线与刻划线之间的不对准麻烦小得多。因此，很多应用中，第二透镜单元可具有相对于滑架的固定定向，由此降低光学系统的复杂性和成本。如将理解的，图10和11所示的设备仅仅是说明性的，且多个其他机构可用于改变第一和第二透镜单元的透镜元件的圆柱轴线的定向。此外，名称“第一透镜单元”和“第二透镜单元”不应被解读为意味着各单元操作激光束的顺序。虽然在图中，第一透镜单元在第二透镜单元之前，如果需要，各单元可具有相反的布置。第一和第二透镜单元可具有多种形式，取决于具体的刻划系统。‘948申请中包括了用于第一和第二透镜单元的功率、间距等的代表性例子，其可结合本发明使用。该申请的规则可使用商业上可获得的ΖΕΜΑΧ(美国华盛顿州贝尔维尤的泽麦科斯发展公司(ZEMAX Development Corporation))光学设计软件来获得。类似地，本发明的光学系统的规则可使用ZEMAX或其他商业上可获得或定制光学设计程序来获得。实践中，上面讨论的本发明的各方面可组合使用以形成自动地补偿玻璃带速度变化的系统。例如，使用关于3胃的输入数据，控制器可同时调整(I)Si^，(2)Pra, (3)轨道15的角度α，以及(4)激光束的主轴线(或主轴线和辅轴线)的定向，从而在所需的工艺窗中实现激光刻划和边缘质量。通过使用柔性激光束递送系统，可实时进行这种调整而不需要人工介入。如从前文可看到的，本发明提供有利于激光刻划的方法和相关设备，这又提供了以下益处干净和坚固的边缘，对于玻璃成分和厚度的不敏感性，以及最小的带运动扰动。此外，通过增大轨道角度α，可以降低的刻划速度进行激光刻划，这允许深刻划或整体切割。不脱离本发明的范围和精神的各种改型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。例如，除了仅沿一个方向实施刻划然后复位以进行下一次刻划之外，系统还可构造成沿两个移动方向实施刻划，例如在图2中从左到右，然后从右到左，等等。下述权利要求想要覆盖这些和其他在此所阐述的实施例的改型、变型和等同结构。
权利要求
1.一种制造玻璃板的方法，包括(I)形成移动玻璃带，所述玻璃带具有随时间变化的速度SΦ；(II)通过一方法沿横向于所述玻璃带的运动方向的线在所述玻璃带的表面上形成孔隙，所述方法包括(a)以速度沿直线轨道平移滑架，所述滑架承载光发射装置和喷嘴，所述直线轨道相对于所述线以角度α倾斜，从而所述滑架的运动包括(i)平行于所述线的第一分量和( )平行于所述玻璃带的运动方向的第二分量，所述光发射装置发射由激光器产生的光束，且所述喷嘴发射冷却流体；(b)动态地调整、角度α、或同时调整Sira和角度α，从而所述滑架的运动的第二分量与所述玻璃带同步；以及(c)通过改变产生由所述光发射装置发射的光束的所述激光器的功率Pifc^来补偿步骤(II) (b)的动态调整；以及(III)沿步骤(II)中形成的所述孔隙从所述玻璃带分离玻璃板。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于呈形式S 带=S0+ Δ S0,其中，&和别是所述玻璃带速度的额定恒定分量和随时间变化分量；以及(ii)当I AScJ > 0.03 时，步骤(II) (b)包括改变 α。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于⑴步骤(II) (b)包括改变α ；( )在所述玻璃带处，由所述光发射装置发射的光束具有长度L和宽度W ；(iii)所述光发射装置包括决定L的第一透镜单元和决定W的第二透镜单元；(iv)所述第一透镜单元包括至少一个透镜元件；以及(ν)步骤(II)还包括调整所述至少一个透镜元件的角度定向来补偿光束定向由于α的变化而相对于所述线的变化。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述第二透镜单元包括至少一个透镜元件，且α变化时，该构件的角度定向相对于所述滑架保持恒定。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于所述第一和第二透镜单元每个仅包含一个透镜元件。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于呈形式S 带=S0+ Δ S0,其中，&和别是所述玻璃带速度的额定恒定分量和随时间变化分量；以及( )当IasqI彡O. 03 时，步骤(Il) (b)中α保持恒定。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于步骤(II)(C)中？《#的变化满足关系dp激光器/ds带=k · ctn(a),其中k是常数。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于=Pifc^以最大激光功率的百分比表达且k< 1. 0。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(II)包括沿一路径将激光从激光器传递到光发射装置，所述路径包括柔性激光束递送系统，所述柔性激光束递送系统将激光包住在机架中，所述机架具有第一端和第二端，所述第一端附连到激光器或激光器的支承结构，所述第二端附连到所述直线轨道或直线轨道的支承结构，所述机架包括至少一个接头和至少一个延伸管，其允许第一端和第二端相对于彼此沿三维转动和平动。
10.如权利要求1-9中的任一项所述的方法，其特征在于，所述玻璃带通过下拉工艺形成。
11.如权利要求1-10中的任一项所述的方法，其特征在于，所述玻璃板是用于显示装置的基板。
12.一种制造玻璃板的方法，包括(I)形成移动的玻璃带；(II)通过一方法沿横向于所述玻璃带的运动方向的线在所述玻璃带的表面中形成孔隙，所述方法包括沿直线轨道平移滑架，所述滑架承载光发射装置和喷嘴，所述直线轨道相对于所述线以角度α倾斜，从而所述滑架的运动包括(i)平行于所述线的第一分量和(ii)平行于所述玻璃带的运动方向的第二分量，所述光发射装置发射由激光器产生的光束，且所述喷嘴发射冷却流体；以及(III)使用步骤(II)中形成的所述孔隙从所述玻璃带分离玻璃板；其中(i)在所述玻璃带处，由所述光发射装置发射的光束具有长度L和宽度W ；( )所述光发射装置包括决定L的第一透镜单元和决定W的第二透镜单元；(iii)所述第一透镜单元包括至少一个透镜元件；(iv)改变α，从而改变所述滑架的运动的第一和第二分量的相对大小；以及(ν)调整所述至少一个透镜元件的角度定向来补偿光束定向由于α的变化而相对于所述线的变化。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于所述第二透镜单元包括至少一个透镜元件，且α变化时，该构件的角度定向相对于所述滑架保持恒定。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于所述第一和第二透镜单元每个仅包含一个透镜元件。
15.如权利要求12-14中的任一项所述的方法，其特征在于，所述玻璃带通过下拉工艺形成。
16.如权利要求12-15中的任一项所述的方法，其特征在于，所述玻璃板是用于显示装置的基板。
17.—种制造玻璃板的方法，包括(I)形成移动的玻璃带；(II)通过一方法沿横向于所述玻璃带的运动方向的线在所述玻璃带的表面上形成孔隙，所述方法包括(a)沿直线轨道平移滑架，所述滑架承载光发射装置和喷嘴，所述直线轨道相对于所述线以角度α倾斜，从而所述滑架的运动包括(i)平行于所述线的分量和(ii)平行于所述玻璃带的运动方向的分量，所述光发射装置发射激光束，且所述喷嘴发射冷却流体；以及(b)沿一路径将激光从激光器传递到光发射装置，所述路径包括柔性激光束递送系统，所述柔性激光束递送系统将激光包住在机架中，所述机架具有第一端和第二端，所述第一端附连到激光器或激光器的支承结构，所述第二端附连到所述直线轨道或直线轨道的支承结构，所述机架包括至少一个接头和至少一个延伸管，其允许第一端和第二端相对于彼此沿三维转动和平动；以及(III)使用步骤(II)中形成的所述孔隙从所述玻璃带分离玻璃板。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于所述柔性激光束递送系统包括光束扩散ο
19.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于所述玻璃带通过下拉工艺形成。
20.如权利要求17-19中的任一项所述的方法，其特征在于，所述玻璃板是用于显示装置的基板。
全文摘要
使用倾斜轨道(15)和沿轨道行进的滑架(14)进行以非恒定速度移动的玻璃带(13)的激光刻划。滑架可包括浮动光学头(51)，浮动光学头从联接到激光器(41)的柔性激光束递送系统(61)接收激光。玻璃带的小于或等于玻璃带额定速度±3％的速度变化可通过改变滑架的速度和调整激光器(41)的输出功率来适应。更大的速度变化可另外地涉及调整轨道的倾斜角α。可进行浮动光学头(51)内的第一透镜单元(53)的定向的调整以在倾斜角变化时，保持激光束的主轴线沿刻划线。
文档编号C03B33/09GK102596831SQ201080049662
公开日2012年7月18日 申请日期2010年11月2日 优先权日2009年11月3日
发明者A·A·阿布拉莫夫, J·W·布朗, 周乃越 申请人:康宁股份有限公司