专利名称：激光切割装置及激光切割方法
技术领域：
本发明涉及一种激光切割装置与激光切割方法，特别是提供一种 用于液晶显示器基板的激光切割装置与激光切割方法。
现有
背景技术：
薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT-LCD)是目前最被广泛使用的一种平面显示器，它具有低 消耗功率、薄形质轻以及低电压驱动等优点。
通常，薄膜晶体管液晶显示器面板(Panel)是由一含有电极的薄膜 晶体管(Thin Film Transistor, TFT)基板与一含有电极的彩色滤光片 (Color Filter, CF)基板所组合而成，液晶填充在TFT基板与CF基板之 间，且于上述两基板的电极间所形成的电场可以影响液晶的排列状态， 进而控制面板显示画面的明暗。
目前，为了要降低生产时间与成本来提高生产力，大型玻璃基板 已广被采用于生产制程，亦即分别在两片对应的大型玻璃基板上完成 多片TFT基板与多片CF基板的制程后，以封合剂(sealant)胶合TFT基 板与CF基板成为一 LCD基板，再切割成多片的个别单一 LCD面板， 然后再进行液晶灌注(Liquid Crystal Injection)与端封(End Seal)等后续 制程。
图1是已胶合但尚未切割的LCD基板示意图，CF基板102胶合 于TFT基板104上形成一LCD基板100，切割制程完成后可切出四片 个别的单一 LCD面板10、 20、 30及40。 a广a匸、a2-a2，、 d广d,，与d2-d2， 代表非端子部切割线，切割后会切穿LCD基板100，W、W、e,-ei'
与e2-e2'代表端子部内缘切割线，切割后只切开到CF基板102与TFT 基板104胶合的界面，crCl'、 c2-c2'、 fr&，与f2-f2'代表端子部外缘切割 线，切割后也会切穿LCD基板100。
图2是切割完成后的单一 LCD面板10的示意图，CF基板12胶 合于TFT基板14上，TFT基板14的表面具有裸露的导电端子(Bond Pad) 16，功能是电性连接外界的驱动电路(Driving circuit)(图上未示)，已被 切断的导线(Lead) 18连接于导电端子16的外缘。
目前，使用激光来切割大型LCD基板已日益普遍，大部份激光切 割都是利用红外线(Infra-Red， IR)激光，但是目前已有厂商开发出利用 固态钇铝石榴石(Yttrium Aluminum Garnet, YAG)激光的切割方式。
因为红外线激光为波长10.6微米(um)的二氧化碳(C02)激光，只 能入射玻璃基板表面数微米的深度而无法穿透，亦即大于95 %的能量 会被玻璃基板表面吸收，所以可用于切割端子部内缘，如图3所示， 红外线激光112固定于可移动的支架110，其发出的激光114聚焦在 CF基板102的表面且沿着端子部内缘切割线brbf移动而形成裂痕， 切割程序完成后，CF基板102会顺着裂痕裂开至与TFT基板104胶合 的界面。
然而，如果要利用红外线激光来切割LCD基板的非端子部或端子 部外缘，则需要切割两次，不但手续繁杂，稼动时间(Tack Time)长， 而且翻转大尺寸的LCD基板容易造成破裂损坏。
因此LCD基板的非端子部或端子部外缘的切割适合采用固态 YAG激光，波长为1.064iim的固态YAG激光可穿透LCD基板，由 于大约15%的入射能量可以被吸收，此被吸收的能量可切断LCD基 板，因此可用来同时切断LCD基板的非端子部或端子部外缘，如图4 所示，固态YAG激光116固定于可移动的支架110，其发出的激光118
穿透LCD基板IOO且沿着非端子部切割线ara,'移动，使LCD基板100 沿着非端子部切割线a,-a,'被切穿而完成此切断程序。
然而，因为固态YAG激光会穿透玻璃，所以并不适用于切割LCD 基板的端子部内缘。
因此，只具有单一激光源的激光切割装置不能同时满足LCD基板 包含切断非端子部或端子部外缘、及切割端子部内缘的需求。
发明内容
为了解决现有技术单以红外线激光来切割LCD基板的端子部外缘 或非端子部时手续繁杂、稼动时间长且容易造成破裂损坏的缺点，本 发明目的之一是提供一同时具有两种激光源的激光切割装置及激光切 割方法，使得LCD基板的端子部外缘或非端子部得以采用固态YAG 激光来执行切断程序，而相对的在端子部内缘CF侧采用对玻璃吸收率 近乎为零的红外线激光，以达到不必翻面的目的。
为了解决现有技术的单一固态YAG激光会穿透玻璃而不适用于 切割LCD基板的端子部内缘CF侧的缺点，本发明目的之一是提供一 具有两种激光源的激光切割装置及激光切割方法，使得LCD基板的端 子部内缘得以采用红外线激光执行切割程序。
为了解决现有技术的仅具有单一激光源的激光切割装置不能同时 满足LCD基板包含切断非端子部或端子部外缘、及切割端子部内缘的 需求的缺点，本发明目的之一是提供一具有两种激光源的激光切割装 置及激光切割方法，使得不同的切割位置得以采用适当的激光于不同 时间或同一时间进行操作。
因此，本发明的激光切割装置及激光切割方法能够大幅縮减液晶 显示器基板的切割制程时间而降低生产成本，并且有效地提高切割良 率与品质。
为达上述目的，本发明提供一种激光切割装置，适用于切割一液 晶显示器基板，该激光切割装置包含 一固态钇铝石榴石激光； 一红 外线激光；及一可移动的支架，固定该固态钇铝石榴石激光与该红外 线激光。
为达上述目的，本发明还提供一种激光切割方法，适用于切割一 液晶显示器基板，其包含步骤提供该液晶显示器基板，该液晶显示 器基板包含 一薄膜晶体管基板，其一表面包含多个导电端子；及一 彩色滤光片基板，其胶合于该薄膜晶体管基板的该表面；以一第一激 光切断该液晶显示器基板的一端子部外缘或一非端子部；及以一第二 激光切割该液晶显示器基板的一端子部内缘，其中该第二激光的波长 与该第一激光的波长相异。
本发明的一实施例提供一激光切割装置及激光切割方法，分别以 固态YAG激光及红外线激光于不同时间或同一时间对LCD基板的端 子部外缘或非端子部执行切断程序、及对其端子部内缘执行切割程序， 以达到节省稼动的要求。
图1是现有技术的已胶合但尚未切割的LCD基板示意图； 图2是图1的LCD基板切割完成后的单一LCD面板示意图； 图3是现有技术的用红外线激光来切割LCD基板的端子部内缘的 示意图4是现有技术的用固态YAG激光来切断LCD基板的非端子部 的示意图5是根据本发明的一实施例用固态YAG激光来切断LCD基板 的非端子部的示意图6是根据本发明的一实施例分别用固态YAG激光及红外线激光
于同一时间对LCD基板的端子部外缘执行切断程序及对端子部内缘执 行切割程序的示意图7是图6的部分放大示意图。
图中符号说明
10、 20、 30、 40LCD面板
50、 60、 70、 80LCD面板
12、 102、 202CF基板
14、 104、 204TFT基板
16、 206导电端子
18、 210导线
100、 200LCD基板
110、 310可移动的支架
112、 312红外线激光
114、 118、 314、 318激光光
116、 316固态YAG激光
208静电保护环
300激光切割装置
a广a,、 a2-a2，、 gi-gi，、 g2-g2， 非端子部切害!j线 c^-dr、 drd2'、 lrV、 12-12' 非端子部切割线
b广v、 brb2，、 h广v、 h2-h2，端子部内缘切割线
e广e^、 e2-e2，、 m广m!'、 m2-m2，端子部内缘切割线 c广cr、 c2-c2，、 i广i!'、 i2-i2， 端子部外缘切割线 f广fr、 f2-f2'、 ni-ni'、 n2-n2' 端子部外缘切割线
具体实施例方式
图5是本发明一实施例的具有两种激光源的激光切割装置应用于 LCD基板切割的示意图，激光切割装置300包含固定于可移动的支架 310上的一红外线激光312及一固态YAG激光316。在一实施例中， 红外线激光312是波长10.6 u m的C02激光，固态YAG激光316的波 长为1.064U m。
CF基板202胶合于TFT基板204上以形成一 LCD基板200，切 割制程完成后可切出四片个别的单一LCD面板50、 60、 70及80。固 态YAG激光316发出的激光光318穿透LCD基板200且沿着非端子 部切割线grg 移动以切断LCD基板200。同理，可用固态YAG激光 316来执行其它非端子部切割线g2-g2'、 lrV与l2-V的切断程序；相似 地，可用固态YAG激光316来执行LCD基板的端子部外缘切割线ii-V、 i2-i2'、 nrnr与n2-n2'的切断程序；而端子部内缘切割线h,-ln'、 hrh2'、 m,-nV与m2-m2，则采用红外线激光312来执行切割程序，完成后，CF 基板202会顺着端子部内缘切割线1vhr、 h2-h2'、 m,-mr与1112-1112'的 表面裂痕裂开至与TFT基板204胶合的界面。
因此本发明的特征之一是将两种不同激光源的激光结合在一个激 光切割装置里，使得不同的切割位置得以采用适当的激光来进行操作。
红外线激光312与固态钇铝石榴石YAG激光316可以根据需求分 别在不同时间进行操作，也可以在同一时间针对不同的切割位置进行 操作。图6是本发明一实施例的两种激光源在同一时间进行操作的示 意图，固态钇铝石榴石YAG激光316发出的激光318穿透LCD基板 200且沿着端子部外缘切割线12"2'移动；红外线激光312发出的激光 314聚焦在CF基板202的表面且沿着端子部内缘切割线h2-h2'移动； 固态钇铝石榴石YAG激光316与红外线激光312于同一时间分别进行 LCD基板的端子部外缘的切断程序与端子部内缘的切割程序。
图7是图6的部分放大示意图，TFT基板204的表面具有导电端 子206，其用以电性连接外界的驱动电路(图上未示)；而静电保护环208 的功用是防止TFT基板204在切割之前的制程中可能产生的静电破坏， 此外，导线210用以电性连接导电端子206与静电保护环208，端子部 外缘切割线iri2'经过导线210，而导线210对于可见光或紫外光具有高穿透率，所以可用固态钇铝石榴石YAG激光316来执行LCD基板端 子部外缘的切断程序。
请再参考图6，相同地，LCD基板的端子部内缘切割线/端子部外 缘切割线h1-hi'/i1-i1'、 m1-m''/n1-n!'与m2-m2'/n2-n2'皆可同时执行切割/切断程序。当完成LCD基板200所有包含非端子部的切断程序、端子 部内缘的切割程序及端子部外缘的切断程序后，可得到四片切割完成 的个别单一LCD面板50、 60、 70及80。
可以了解的是，本实施例亦可安排成于同一时间进行LCD基板的 非端子部切断程序与端子部内缘切割程序，例如以固态钇铝石榴石 YAG激光316与红外线激光312同时进行非端子部切割线g;rg2'的切
断程序与端子部内缘切割线112-112'的切割程序。
因此本发明特征之一是激光切割装置具有两种不同激光源的激 光，其可于同一时间进行LCD基板的端子部外缘或非端子部的切断程 序、与端子部内缘的切割程序。
此外，如果切割装置含有越多可以同时进行切割操作的激光则切 割制程所需的时间越短，可更加提高效率与产能，所以在一实施例中， 本发明的激光切割装置可以包含两个以上的固态钇铝石榴石YAG激光 或两个以上的红外线激光。
因此，本发明的激光切割装置及激光切割方法能够大幅縮减液晶 显示器基板的切割制程时间而降低生产成本，并且有效地提高切割良 率与品质。
以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在 于使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以之 限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变 化或修饰，仍应涵盖在本发明的权利要求范围内。
权利要求
1.一种激光切割装置，适用于切割一液晶显示器基板，其特征在于，该激光切割装置包含一固态钇铝石榴石激光；一红外线激光；及一可移动的支架，固定该固态钇铝石榴石激光与该红外线激光。
2. 如权利要求l所述的激光切割装置，其中，该固态钇铝石榴石 激光所发出的激光用以切断该液晶显示器基板的端子部外缘或非端子部。
3. 如权利要求l所述的激光切割装置，其中，该固态钇铝石榴石 激光的波长为1.064um。
4. 如权利要求l所述的激光切割装置，其中，该红外线激光所发 出的激光用以切割该液晶显示器基板的端子部内缘。
5. 如权利要求l所述的激光切割装置，其中，该红外线激光为一 波长10.6um的二氧化碳激光。
6. —种激光切割方法，适用于切割一液晶显示器基板，其特征在 于，包含步骤提供该液晶显示器基板，该液晶显示器基板包含一薄膜晶体管基板，其一表面包含多个导电端子；及一彩色滤光片基板，其胶合于该薄膜晶体管基板的该表面； 以一第一激光切断该液晶显示器基板的一端子部外缘或一非端子 部；及以一第二激光切割该液晶显示器基板的一端子部内缘，其中该第 二激光的波长与该第一激光的波长相异。
7. 如权利要求6所述的激光切割方法，其中，该第一激光由一固态钇铝石榴石激光所发出。
8. 如权利要求6所述的激光切割方法，其中，该固态钇铝石榴石 激光的波长为1.064um。
9. 如权利要求6所述的激光切割方法，其中，该第二激光由一红 外线激光所发出。
10. 如权利要求9所述的激光切割方法，其中，该红外线激光为 一波长10.6um的二氧化碳激光。
11. 如权利要求6所述的激光切割方法，其中，该第一激光与该 第二激光于同一时间执行该切断的程序与该切割的程序。
全文摘要
本发明涉及一种应用于液晶显示器基板的具有两种激光源的激光切割装置及激光切割方法，分别以固态钇铝石榴石(Yttrium AluminumGarnet，YAG)激光、及红外线激光于不同时间或同一时间对基板的端子部外缘或非端子部执行切断程序、及对基板端子部内缘执行切割程序。
文档编号B23K26/08GK101195191SQ200610164729
公开日2008年6月11日 申请日期2006年12月6日 优先权日2006年12月6日
发明者吴德峻, 李得俊 申请人:中华映管股份有限公司