專利名稱：利用超短脈沖激光束的基板切割裝置及其切割方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用了超短脈沖激光束的基板切割裝置及其切割方法，
更詳細(xì)地說，涉及可多樣地調(diào)節(jié)具有飛秒(Femto Second, FS) 皮秒(Pico Second, PS)脈沖的超短脈沖激光束的焦點(diǎn)位置、能以簡單的工序無裂紋 及無損傷地迅速且高精度地切割在各種顯示器中使用的基板的、利用了 超短脈沖激光束的基板切割裝置及其切割方法。
背景技術(shù)：
最近，隨著信息通信技術(shù)的高速化、集成化、輕量化，而加速了具 有非?？斓男畔⑻幚砟芰Φ男畔⑻幚硌b置的開發(fā)，由此，具有顯示操作 者可識(shí)別的被高速處理后的信息的界面功能的信息顯示裝置(以下，稱為 "顯示器裝置")的技術(shù)開發(fā)在產(chǎn)業(yè)界占有重要的比重。
通常的CRT(Cathode Ray Tube:陰極射線管)是整個(gè)20世紀(jì)一直使用 的顯示器裝置，不過從20世紀(jì)末開始至21世紀(jì)，已無法滿足更為重要的 便攜用顯示器裝置，或在滿足針對(duì)大型化、高分辨率、小體積等的要求 方面存在瓶頸。
因此，當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)是，脫離現(xiàn)有的CRT(Cathode Ray Tube)方式的 LCD(Liquid Crystal Display:液晶顯示器)、PDP(Plasma Display Panel:等 離子體顯示器)、TFT(Thin Film Transistor:薄膜晶體管)等多種方式的顯 示器裝置被廣泛使用，OLED(Organic LightEm加ng Device:有機(jī)發(fā)光器 件)、OEP(Organic Electroluminescence Panel:有機(jī)電致發(fā)光面板)也已 經(jīng)進(jìn)入了具體實(shí)現(xiàn)階段。
這樣的顯示器裝置必須能夠使用利用光的視覺信號(hào)，所以必然含有 透明的材質(zhì)，在通常的情況下使用玻璃。
例如，在LCD(Liquid Crystal Display)的情況下，在透明的兩塊玻璃
基板之間注入了液晶后，將注入液晶的透明基板分割為非常細(xì)微的區(qū)域, 并對(duì)各個(gè)區(qū)域利用電場來調(diào)節(jié)液晶的排列，經(jīng)由液晶的排列使從發(fā)光體 發(fā)出的光通過或?qū)⑵湔趽酰蛘哒{(diào)節(jié)光量，在光通過了透明基板后，一
邊通過RGB像素， 一邊將光過濾為各指定的顏色，這樣能夠以鑲嵌形式
來視覺地顯示信息。
另外，在PDP(PlasmaDisplayPanel)的情況下，在兩個(gè)透明基板內(nèi)排 列可產(chǎn)生CCP(Charge-Coupled Plasma,電荷耦合等離子體)的非常細(xì)微 的單元，電氣地調(diào)節(jié)各單元，僅在希望的部分產(chǎn)生等離子體，這樣附著 于前方玻璃的背面的發(fā)光體吸收在等離子體產(chǎn)生時(shí)發(fā)出的紫外線區(qū)域的 光，并以切換為可視光線的光來傳送的方式來進(jìn)行信息顯示。
用于這樣的顯示器裝置的基板主要使用具有規(guī)定強(qiáng)度的玻璃基板， 不過最近的傾向是運(yùn)用首先在尺寸非常大的玻璃母基板上同時(shí)形成多個(gè) 顯示器裝置，然后切出希望的尺寸來最終完成的技術(shù)，該技術(shù)被判斷為 在經(jīng)濟(jì)上以及時(shí)間上是有利的，因此開始暫露頭角。
在上述切割分離過程中使用最早、最廣泛的是金剛石切割刀具技術(shù)。 根據(jù)利用金剛石的方法可分為以下兩種方式即采用高速旋轉(zhuǎn)的金剛石 刀片在基板上形成切割用槽并切削的切片(dicing)方式；或者通過由金 剛石構(gòu)成的劃線輪(scribing whed)在基板上形成切割用槽，并在基板的厚 度方向上形成裂紋的劃線方式。
但該情況下存在如下的缺點(diǎn)，即由于切割過程相當(dāng)于整個(gè)制作工序 的最后，所以如果在切割中產(chǎn)生了向與目標(biāo)方向不同的方向的切割、裂 紋或損傷，則損失非常大。
像這樣與目標(biāo)不同的損傷的原因有多種，但常見的是由于在施加金 剛石刀具等的機(jī)械力進(jìn)行切割時(shí)，切割面不平滑，應(yīng)力集中在未被精細(xì) 切割的部分。
艮P，在利用尖銳的刀片施加機(jī)械力來劃出切割線時(shí)，由于玻璃是非 晶質(zhì)材料，所以深度方向以及廣度方向上必然都形成有未留下一定形狀 軌跡的非常不規(guī)則的形狀的槽，當(dāng)對(duì)其施加壓力時(shí)，當(dāng)然會(huì)產(chǎn)生切割方 向與希望的方向不同的情況，由于細(xì)微斷片或破片而產(chǎn)生部分損傷。
另外，金剛石刀片或劃線輪使用高價(jià)的材料且壽命短，因此制造成 本上升的問題也被指為缺點(diǎn)。
為了彌補(bǔ)這樣的缺點(diǎn)，最近開發(fā)使用了照射激光來進(jìn)行切割的方式。
使用的激光例如是二氧化碳激光、Nd: YAG激光等雖然根據(jù)希望加工的
材料特性有稍許不同，但基本的動(dòng)作原理均為如下所述的原理。 圖l是概括地表示現(xiàn)有技術(shù)的利用激光的基板切割裝置的圖。
參照?qǐng)Dl，沿著玻璃母基板2的切割路徑照射激光束1，在基板2中對(duì) 照射激光束l的切割路徑急速加熱，在急速加熱的切割路徑上噴射具有顯 著低于基板2的加熱溫度的溫度的冷卻體3，通過由基板2的急速膨脹以及 收縮產(chǎn)生的熱應(yīng)力，沿著切割路徑切割基板2。
另外還提出了其他各種各樣的技術(shù)，如在照射激光束l之前先采用金 剛石刀具形成微小的槽的方式；在照射激光束l之后使用金剛石刀具沿著 照射激光束l的路徑追加地劃線的方式；或預(yù)先照射激光束l并噴射冷卻 體3，之后再一次照射激光束l的方式等。
但是最近，隨著顯示器裝置的大型化，而存在玻璃母基板的平面面 積以及厚度逐漸增加的傾向，因此，當(dāng)前使用的玻璃基板具有約0，7mm 左右的厚度。為了一次就切斷這種厚度的玻璃基板，而必須照射非常高 能量的激光束。
在此情況下，當(dāng)利用冷卻體進(jìn)行急速冷卻時(shí)溫度差異過大，所以由 此而產(chǎn)生裂紋以及損傷，從而有可能給制作帶來困難。另外，由于注入 較強(qiáng)的能量而出現(xiàn)的材料內(nèi)部的沖撃波也是使內(nèi)部產(chǎn)生不希望的裂紋的 主要原因。
另外，正因?yàn)槭抢眉す馐那懈罘绞?，所以可能存在在機(jī)械的方 式中不重要的其他變數(shù)，不過在照射激光束時(shí)在加工面上融敷了材料中 所產(chǎn)生的碎片(debris)，所以該碎片可能給高精度匹配的激光束的焦點(diǎn)距 離及照射方向等帶來不良的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決前述問題點(diǎn)而作出的，因此其目的是提供如下這樣的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置及其切割方法，即，可利用從
飛秒FS至皮秒PS的超短脈沖激光，與根據(jù)顯示器的用途以及特性而稍許
不同的玻璃或透明材質(zhì)的基板特性無關(guān)、最大限度地降低復(fù)雜的前/后工 序，僅利用簡單的工序就能實(shí)現(xiàn)迅速且高精度的切割加工，防止不希望 的切割、裂紋以及損傷，使不良率極小化。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，涉及本發(fā)明第一實(shí)施例的利用超短脈沖激光束
的基板切割裝置具有激光產(chǎn)生單元，其用于產(chǎn)生超短脈沖激光束；以 及焦點(diǎn)調(diào)節(jié)單元，其用于進(jìn)行調(diào)節(jié)以使上述超短脈沖激光束對(duì)焦于要切
割的基板的內(nèi)部，通過使上述超短脈沖激光束對(duì)焦于上述基板的內(nèi)部， 并沿著希望的切割路徑進(jìn)行照射，來引導(dǎo)內(nèi)部成絲現(xiàn)象，在上述基板的 內(nèi)部形成切割槽。
優(yōu)選的是上述超短脈沖激光束具有飛秒(FS)至皮秒(PS)的脈沖寬度，
優(yōu)選的是上述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)單元在進(jìn)行調(diào)節(jié)以使上述超短脈沖激光束通 過希望的切割路徑對(duì)焦于上述基板的內(nèi)部并形成了切割槽之后或同時(shí)， 進(jìn)行調(diào)節(jié)以使上述超短脈沖激光束在同一切割路徑上對(duì)焦于上述基板的 上表面、并在上述基板的上表面再次形成切割槽，或者再次進(jìn)行調(diào)節(jié)以 對(duì)焦于上述基板的內(nèi)部、并雙重地形成切割槽。
另外，涉及本發(fā)明第2實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割裝 置，具有激光產(chǎn)生單元，其用于產(chǎn)生超短脈沖激光束；以及焦點(diǎn)調(diào)節(jié) 單元，其用于進(jìn)行調(diào)節(jié)以使上述超短脈沖激光束對(duì)焦于與要切割的基板 的下表面相隔一定的間隔的空氣層，使上述超短脈沖激光束對(duì)焦于與上 述基板的下表面相隔一定的間隔的空氣層并沿著希望的切割路徑進(jìn)行照 射，由此利用在上述基板的下表面與空氣層的邊界面上反射的光在上述 基板的上表面部位形成一定深度的第l切割槽，利用在上述超短脈沖激光 束的焦點(diǎn)處產(chǎn)生的空氣分子與等離子體層的邊界處所反射的光，在上述 基板的下表面的與上述第l切割槽位于同一直線上的部位形成一定深度 的第2切割槽。
優(yōu)選的是上述超短脈沖激光束具有飛秒(FS)至皮秒(PS)的脈沖寬度。 優(yōu)選的是上述基板可由具有一個(gè)或至少兩個(gè)以上的多層結(jié)構(gòu)的絕緣
性基板構(gòu)成。
優(yōu)選的是利用超短脈沖激光束的基板切割裝置還可具有會(huì)聚單元， 其配置在上述激光產(chǎn)生單元和上述基板之間，用于將上述超短脈沖激光 束集中到希望的焦點(diǎn)位置。
優(yōu)選的是上述會(huì)聚單元可包含具有約0.3 0.7的數(shù)值孔徑(NA)的至
少一個(gè)透鏡。
優(yōu)選的是利用超短脈沖激光束的基板切割裝置還可具有驅(qū)動(dòng)單元， 其與上述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)單元連結(jié)，用于傳遞規(guī)定的驅(qū)動(dòng)力，以使上述焦點(diǎn)調(diào) 節(jié)單元沿著希望的切割路徑以希望的速度移動(dòng)。
優(yōu)選的是可利用至少一個(gè)反射鏡或干涉儀，使上述超短脈沖激光束 沿著希望的切割路徑進(jìn)行移動(dòng)。
優(yōu)選的是利用超短脈沖激光束的基板切割裝置還可具有監(jiān)控單元， 其調(diào)節(jié)倍率以與上述超短脈沖激光束的焦點(diǎn)一致，在加工前用戶可一邊 觀察畫面一邊直接指定希望的超短脈沖激光束的焦點(diǎn)位置，在切割工序 時(shí)可實(shí)時(shí)地通過畫面來確認(rèn)工序過程。
優(yōu)選的是利用超短脈沖激光束的基板切割裝置還可具有輔助切割單 元，其用于在與上述切割槽一致的位置上施加一定的壓力，以便可沿著 上述切割槽進(jìn)行切割。
優(yōu)選的是利用超短脈沖激光束的基板切割裝置還可具有控制單元， 其用于承擔(dān)包含上述超短脈沖激光束的輸入輸出以及焦點(diǎn)、上述焦點(diǎn)調(diào) 節(jié)單元的動(dòng)作以及速度在內(nèi)的整體控制。
另外，涉及本發(fā)明第3實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割方法 具有以下的步驟(a)將預(yù)先準(zhǔn)備的基板固定在特定的位置上的步驟；(b) 進(jìn)行調(diào)節(jié)以使超短脈沖激光束對(duì)焦于上述基板的內(nèi)部的步驟；以及(c)沿 著希望的切割路徑照射對(duì)焦于上述基板的內(nèi)部的超短脈沖激光束，在上 述基板的內(nèi)部形成切割槽的步驟。
優(yōu)選的是上述超短脈沖激光束具有飛秒(FS)至皮秒(PS)的脈沖寬度。
優(yōu)選的是在上述步驟(C)的之后或同時(shí)還可具有如下步驟進(jìn)行調(diào)節(jié)
以使上述超短脈沖激光束對(duì)焦于上述基板的上表面，然后沿著同一切割
路徑照射對(duì)焦于上述基板的上表面的超短脈沖激光束，在上述基板的上 表面形成切割槽。
優(yōu)選的是在上述步驟(C)之后還可具有如下步驟進(jìn)行調(diào)節(jié)以使上述 超短脈沖激光束再次對(duì)焦于上述基板的內(nèi)部，然后沿著同一切割路徑進(jìn) 行照射，在上述基板的內(nèi)部雙重地形成切割槽。
另外，涉及本發(fā)明第4實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割方法 具有以下的步驟(a，)將預(yù)先準(zhǔn)備的基板固定在特定的位置上的步驟；(b，) 進(jìn)行調(diào)節(jié)以使超短脈沖激光束對(duì)焦于與上述基板的下表面相隔一定的間 隔的空氣層的步驟；以及(c，)沿著希望的切割路徑照射對(duì)焦于上述空氣
層的超短脈沖激光束，在上述基板的上表面以及下表面同時(shí)形成一定深 度的切割槽的步驟。
優(yōu)選的是在上述步驟(C')之后或同時(shí)還可具有如下步驟進(jìn)行調(diào)節(jié)以
使上述超短脈沖激光束對(duì)焦于上述基板的內(nèi)部，然后沿著同一切割路徑 進(jìn)行照射，在上述基板的內(nèi)部形成切割槽。
優(yōu)選的是上述超短脈沖激光束具有飛秒(FS)至皮秒(PS)的脈沖寬度。
根據(jù)如上說明的本發(fā)明的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置及其 切割方法，關(guān)于在各種顯示器裝置中使用的玻璃基板，利用對(duì)玻璃或透 明材質(zhì)的基板幾乎不產(chǎn)生熱損傷、機(jī)械損傷的超短脈沖激光束，顯然具 有如下的優(yōu)點(diǎn)，即，能夠以非常高的精度、無不希望的裂紋或損傷地切 割一般玻璃以及透明材質(zhì)的基板。
另外根據(jù)本發(fā)明，可以使切割面沒有凸凹或不規(guī)則，并能夠避免材 質(zhì)上的熱損傷、機(jī)械損傷以及光學(xué)損傷，與現(xiàn)有方式不同，以入射超短 脈沖激光束的部位為基準(zhǔn)對(duì)基板后面的外側(cè)對(duì)焦，由此具有能夠事先防 止各種不希望的損傷，并去除由切割加工時(shí)產(chǎn)生的碎片而導(dǎo)致的工序上 的阻礙的優(yōu)點(diǎn)。
另外，根據(jù)本發(fā)明，適當(dāng)?shù)乩蔑w秒激光特有的自聚焦和在各個(gè)面 反射的光的效應(yīng)，通過一次超短脈沖激光束的照射，同時(shí)對(duì)超短脈沖激 光束路徑上的基板上表面以及下表面給予沖擊，形成兩條劃線，由此可 進(jìn)一步提高切割的準(zhǔn)確性，利用飛秒激光而不需要冷卻體，從而具有無
需其他有毒的化學(xué)藥品及復(fù)雜的工序過程，僅通過簡單的工序就能夠高 精度地切割的優(yōu)點(diǎn)。


圖l是概括地表示現(xiàn)有技術(shù)的利用了激光的基板切割裝置的圖。
圖2是概括地表示本發(fā)明第1實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切
割裝置的整體方框結(jié)構(gòu)圖。
圖3是用于說明本發(fā)明第1實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割
方式的示意圖。
圖4是用于說明本發(fā)明第2實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割 方式的示意圖。
圖5是用于說明本發(fā)明第3實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割 方式的示意圖。 符號(hào)說明-100激光產(chǎn)生模塊 200焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊 300驅(qū)動(dòng)模塊 400會(huì)聚模塊 500監(jiān)控模塊 600輔助切割模塊 700控制模塊。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。但是，以下例 示的本發(fā)明的實(shí)施例可變形為各種其他形式，本發(fā)明的范圍不被限定于 以下說明的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例是為了對(duì)具有本技術(shù)領(lǐng)域通常知識(shí) 的人更完整地說明本發(fā)明而提供的。
(第l實(shí)施例)
圖2是概括地表示本發(fā)明第1實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切
割裝置的整體方框結(jié)構(gòu)圖。
參照?qǐng)D2，本發(fā)明第l實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置 大致具備產(chǎn)生超短脈沖激光束的激光產(chǎn)生模塊100;以及固定基板S(參 照?qǐng)D3至圖5)并自由調(diào)節(jié)由激光產(chǎn)生模塊100產(chǎn)生的超短脈沖激光束的焦
點(diǎn)的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200等。
這里，上述超短脈沖激光束具有例如飛秒FS(l(r"秒) 皮秒PS(l(T12 秒)(優(yōu)選是約50FS 3PS左右)的脈沖。
上述基板S可用于各種顯示器裝置(例如，LCD、 PDP、 OLED、 FED 等)中，優(yōu)選利用具有一個(gè)或至少兩個(gè)以上的多層結(jié)構(gòu)的絕緣基板(例如， 玻璃基板、硅基板或藍(lán)寶石基板等)來具體實(shí)現(xiàn)，不過不限定于此，例如， 也可以利用一般玻璃以及透明材質(zhì)的多樣的基板來具體實(shí)現(xiàn)。
另外，為了可穩(wěn)定地固定基板S，而焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200優(yōu)選具有載臺(tái) (未圖示)，該焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200具有如下的功能，SP，進(jìn)行調(diào)節(jié)以使由激 光產(chǎn)生模塊100產(chǎn)生的超短脈沖激光束對(duì)焦于基板S的內(nèi)部(優(yōu)選為內(nèi)側(cè) 中央部)。
這樣的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200優(yōu)選構(gòu)成為，在載臺(tái)的特定位置上固定基板 S，可通過自身驅(qū)動(dòng)力來進(jìn)行調(diào)節(jié)以使超短脈沖激光束的焦點(diǎn)對(duì)焦于希望 的位置、即基板S的內(nèi)部，并且能夠沿著希望的切割路徑以希望的速度向 X、 Y、 Z方向自由移動(dòng)。
此外，還可以具有驅(qū)動(dòng)模塊300，其與焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200連結(jié)，用于 傳遞規(guī)定的驅(qū)動(dòng)力，以使焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200可沿著希望的切割路徑以希望 的速度進(jìn)行移動(dòng)。
這樣的驅(qū)動(dòng)模塊300優(yōu)選由例如電動(dòng)機(jī)以及動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)(例如，齒 輪、傳送帶、軸、凸輪等)構(gòu)成，不過不限于此，例如，還可以通過包含 油壓式或空壓式的多樣的驅(qū)動(dòng)裝置來具體實(shí)現(xiàn)。
另外，還可以具有會(huì)聚模塊400，其配置在激光產(chǎn)生模塊100和基板S 之間，用于將由激光產(chǎn)生模塊100產(chǎn)生的超短脈沖激光束會(huì)聚在希望的焦 點(diǎn)位置上。
這樣的會(huì)聚模塊400優(yōu)選還包含具有約0.3 0.7左右(優(yōu)選為約0.55左
右)的數(shù)值孔徑(Numerical Aperture, NA)的至少一個(gè)透鏡。
另一方面，可以不具備用于移動(dòng)焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200的驅(qū)動(dòng)模塊300， 而利用至少一個(gè)反射鏡或干涉儀(未圖示)等、在固定了焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200 的狀態(tài)下來具體實(shí)現(xiàn)由激光產(chǎn)生模塊100產(chǎn)生的超短脈沖激光束沿著希
望的切割路徑移動(dòng)的動(dòng)作。
另外還可具有監(jiān)控模塊500，其調(diào)節(jié)倍率，以與激光產(chǎn)生模塊100產(chǎn)
生的超短脈沖激光束的焦點(diǎn)一致，在切割加工前，用戶可一邊觀察畫面 一邊直接指定希望的超短脈沖激光束的焦點(diǎn)位置，在切割工序時(shí)，可實(shí) 時(shí)地通過畫面來確認(rèn)工序過程。
這樣的監(jiān)控模塊500優(yōu)選包含至少一個(gè)CCD(Charge Coupled Device) 照相機(jī)、監(jiān)視器等。
另外，還可以具有輔助切割模塊600,其為了利用相對(duì)低的輸出的超 短脈沖激光束來高效地切割基板S，而在固定到焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200的載臺(tái) 上的基板S的切割路徑上照射由激光產(chǎn)生模塊100產(chǎn)生的相對(duì)低的輸出的 超短脈沖激光束，在形成劃線后，沿著上述形成的劃線施加均勻的機(jī)械 壓力。
這樣的輔助切割模塊600的職責(zé)是，在與基板S的劃線一致地進(jìn)行移 動(dòng)之后，以均勻的力進(jìn)行按壓。與現(xiàn)有的方式不同，無論是從下向上給 予機(jī)械力還是從上向下給予機(jī)械力都能夠取得整齊的切割面。
另外，還可以具有控制模塊700，其用于整體地控制包含激光產(chǎn)生模 塊100所產(chǎn)生的超短脈沖激光束的輸入輸出以及焦點(diǎn)、焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200 的動(dòng)作以及速度、實(shí)時(shí)監(jiān)控信息的處理等在內(nèi)的其他輔助裝置。
這樣的控制模塊700優(yōu)選利用個(gè)人用計(jì)算機(jī)(Personal Computer, PC)
來具體實(shí)現(xiàn)，該個(gè)人用計(jì)算機(jī)可以使各種控制執(zhí)行程序化，并綜合調(diào)節(jié) 簡單的數(shù)值輸入和編程，不過不限于此，例如，還可以利用筆記本計(jì)算 機(jī)(Notebook computer)、 PDA(Personal Digital Assistants)、無線便攜終端 機(jī)等來具體實(shí)現(xiàn)。
以下，對(duì)本發(fā)明第l實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割方式進(jìn) 行具體的說明。
圖3是用于說明本發(fā)明第1實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割 方式的示意圖。
參照?qǐng)D2以及圖3，本發(fā)明第l實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切
割方式是如下的方式，即，使由激光產(chǎn)生模塊ioo產(chǎn)生的超短脈沖激光束
對(duì)焦于固定到焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200的載臺(tái)上的基板S的內(nèi)部并沿著希望的切 割路徑進(jìn)行照射，由此引導(dǎo)內(nèi)部成絲(filamentation)現(xiàn)象等，在基板S 的內(nèi)部形成一定深度的切割槽。
更具體地說，使由激光產(chǎn)生模塊100產(chǎn)生的超短脈沖激光束對(duì)焦于基 板S的內(nèi)部而進(jìn)行照射，并產(chǎn)生基板S內(nèi)部的成絲現(xiàn)象。
艮P ，在由激光產(chǎn)生模塊1 OO產(chǎn)生的超短脈沖激光束通過基板S的同時(shí)， 其一部分被吸收，并對(duì)結(jié)構(gòu)分子傳遞能量，由于能量密度高的超短脈沖 激光脈沖的特性，吸收的能量密度也高，所以在基板S的內(nèi)部瞬間形成等 離子體。
在連續(xù)脈沖進(jìn)入時(shí)，這樣的等離子體有時(shí)會(huì)給后進(jìn)入的脈沖的光特
性帶來影響。這樣生成的等離子體在一定的壽命之后消失，從而，變形
為與周邊物質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)，或者利用切割加工條件在超短脈沖激光束的
照射部分形成在厚度方向上寬度窄且長的空間，將其稱為"成絲"。
該"成絲"可與由熱膨脹產(chǎn)生的間隙或裂紋相區(qū)別，僅因激光的熱能
量而形成的熱膨脹是維持分子的結(jié)合或連結(jié)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)變換， 由此形成的間隙在厚度方向上不會(huì)形成得細(xì)且長，其形成形態(tài)不規(guī)則， 間隙的成長方向也出現(xiàn)一些統(tǒng)計(jì)特性。
與此相對(duì)，當(dāng)使用能量密度高、且脈沖寬度短的超短脈沖激光束時(shí)， 脈沖寬度比分子結(jié)合結(jié)構(gòu)的反應(yīng)時(shí)間短，所以與熱或振動(dòng)能量給周邊分 子帶來影響相比，能夠在超短脈沖激光束的照射部分集中能量，并瞬間 地形成等離子體。
從而，幾乎不會(huì)給周邊部分帶來影響，就能夠瞬間地溶融希望的部 分，形成耗盡區(qū)域，所以能夠在超短脈沖激光束的行進(jìn)方向上形成細(xì)且 長的"成絲"，這樣可以減少不需要的裂紋，可提高切割面的精度。
另一方面，在兩個(gè)以上的基板形成多層結(jié)構(gòu)時(shí)，只要對(duì)焦于各層的
內(nèi)部并對(duì)各層應(yīng)用如上所述的方式，就能夠取得高精度的切割結(jié)果。 (第2實(shí)施例)
本發(fā)明第2實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置，與前述的
本發(fā)明第l實(shí)施例同樣，都同樣地應(yīng)用了激光產(chǎn)生模塊ioo、焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模 塊200以及輔助裝置，該輔助裝置例如有驅(qū)動(dòng)模塊300、會(huì)聚模塊400、監(jiān) 控模塊500、輔助切割模塊600以及控制模塊700等，關(guān)于這些的具體說明
參照本發(fā)明的第l實(shí)施例。
尤其，適用于本發(fā)明第2實(shí)施例的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200具有如下的功能， 即，在進(jìn)行調(diào)節(jié)以使由激光產(chǎn)生模塊100產(chǎn)生的超短脈沖激光束沿著希望 的切割路徑對(duì)焦于基板S的內(nèi)部之后或同時(shí)，進(jìn)行調(diào)節(jié)以使由激光產(chǎn)生模 塊100產(chǎn)生的超短脈沖激光束的焦點(diǎn)在相同的切割路徑上對(duì)焦于基板S的 上表面、在基板S的上表面再次形成一定深度的切割槽V，或者再次進(jìn)行 調(diào)節(jié)以對(duì)焦于基板S的內(nèi)部、雙重地形成切割槽。
以下，對(duì)本發(fā)明第2實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割方式進(jìn) 行具體的說明。
圖4是用于說明本發(fā)明第2實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割 方式的示意圖。
參照?qǐng)D2以及圖4，本發(fā)明第2實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切 割方式是如下的方式，即，在使由激光產(chǎn)生模塊100產(chǎn)生的超短脈沖激光 束對(duì)焦于固定在焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200的載臺(tái)上的基板S的內(nèi)部并沿著希望的 切割路徑進(jìn)行照射以形成切割槽之后或同時(shí)，使由激光產(chǎn)生模塊100產(chǎn)生 的超短脈沖激光束在同一切割路徑上對(duì)焦于基板S的上表面并進(jìn)行照射， 由此在基板S的上表面上再次形成一定深度的切割槽V。
另外，還可以使由激光產(chǎn)生模塊100產(chǎn)生的超短脈沖激光束對(duì)焦于固 定在焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200的載臺(tái)上的基板S內(nèi)部并沿著希望的切割路徑反復(fù) 照射至少兩次以上，在基板S的內(nèi)部如雙重、三重這樣多重地形成切割槽。
更具體地說，與前述的本發(fā)明第l實(shí)施例同樣，首先將由激光產(chǎn)生模 塊100產(chǎn)生的超短脈沖激光束對(duì)焦于基板S的內(nèi)部并進(jìn)行照射，在基板S的 內(nèi)部生成成絲。
在之后或同時(shí)，將由激光產(chǎn)生模塊100產(chǎn)生的超短脈沖激光束對(duì)焦于
基板S的上部表面，在同一切割路徑上再次照射超短脈沖激光束，在基板 的上表面追加形成一定深度的切割槽V。
這樣追加形成的切割槽v在切割基板s時(shí)可進(jìn)一步提高精度，并有效
降低在不希望的方向上的裂紋或破損現(xiàn)象。
如上所述，本發(fā)明第2實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割方式 具有首先在基板S的內(nèi)部引導(dǎo)成絲現(xiàn)象等的特征。在其之上所追加的切割 槽V僅起到在切割時(shí)初步引導(dǎo)切割位置的作用，所以不需要形成深或大的 切割槽V。
從而，即使利用強(qiáng)度弱的超短脈沖激光束也能夠取得切割效果，并 能夠有效降低在基板表面上利用強(qiáng)度強(qiáng)的超短脈沖激光束進(jìn)行照射時(shí)所 產(chǎn)生的表面損傷。
另一方面，在由兩個(gè)以上的多層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的顯示器裝置的情況下， 在玻璃板之間充滿液晶或其他物質(zhì)，所以在對(duì)各個(gè)玻璃板分別應(yīng)用本發(fā) 明第2實(shí)施例的切割方式的情況下，可以取得精度非常高的切割結(jié)果。 (第3實(shí)施例)
本發(fā)明第3實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置與前述的 本發(fā)明的第l實(shí)施例同樣，都同樣地應(yīng)用了激光產(chǎn)生模塊100、焦點(diǎn)調(diào)節(jié) 模塊200以及輔助裝置，該輔助裝置例如有驅(qū)動(dòng)模塊300、會(huì)聚模塊400、 監(jiān)控模塊500、輔助切割模塊600以及控制模塊700等，關(guān)于這些的具體說 明參照本發(fā)明的第l實(shí)施例。
另一方面，適用于本發(fā)明第3實(shí)施例的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200與上述本發(fā) 明的第1以及第2實(shí)施例不同，其具有如下的功能，即固定基板S，并進(jìn)行 調(diào)節(jié)以使由激光產(chǎn)生模塊100產(chǎn)生的超短脈沖激光束對(duì)焦于與基板S的下 表面相隔一定間隔的空氣層。
另外，適用于本發(fā)明第3實(shí)施例的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200也可以像適用于 本發(fā)明第1實(shí)施例的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)模塊200那樣，進(jìn)行調(diào)節(jié)以使由激光產(chǎn)生模 塊100產(chǎn)生的超短脈沖激光束對(duì)焦于基板S的內(nèi)部，在基板S的內(nèi)部再次形 成切割槽。
以下，對(duì)本發(fā)明第3實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割方式進(jìn) 行具體的說明。
圖5是用于說明本發(fā)明第3實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切割 方式的示意圖。
參照?qǐng)D2以及圖5，本發(fā)明第3實(shí)施例的利用超短脈沖激光束的基板切 割方式是如下的方式，即，使由激光產(chǎn)生模塊100產(chǎn)生的超短脈沖激光束 對(duì)焦于與基板S的下表面相隔一定間隔(優(yōu)選為數(shù)cm以內(nèi))的空氣層，并沿 著希望的切割路徑照射，由此通過在基板S的下表面與空氣層的邊界面反 射的光，在基板S的上表面(或上表面部位)形成一定深度的第1切割槽V1， 通過在上述超短脈沖激光束的焦點(diǎn)處產(chǎn)生的空氣分子與等離子體層的邊 界處反射的光，在基板S的下表面的與第1切割槽V1同一直線的部位形成 一定深度的第2切割槽V2。
更具體地說，激光產(chǎn)生模塊100振蕩出從飛秒FS至皮秒PS(優(yōu)選為約 50FS 3PS左右)的超短波脈沖激光束。如果這樣作成非常短的脈沖來進(jìn) 行振蕩，則峰值能量非常大，這樣在照射基板S時(shí)，會(huì)產(chǎn)生各種各樣的非 線性現(xiàn)象。
另外，在追加使用數(shù)值孔徑NA的值非常大、約0,3 0.7左右(優(yōu)選為 約0.55左右)的透鏡時(shí)，可使超短脈沖激光束集中在焦距非常短且面積非 常小的面積上。這樣基板S內(nèi)的分子由于強(qiáng)力的超短脈沖激光束而受到非 常強(qiáng)的電場的影響，因此，折射率發(fā)生變化。
由此，上述超短脈沖激光束在基板S內(nèi)更高密度地集中，將其稱為自 聚焦效應(yīng)(self-focusing)。通過這樣的自聚焦效應(yīng)，可以在基板S的深度 方向上形成寬度非常窄且長的劃線。
但是，由于上述超短脈沖激光束的能量強(qiáng)，所以其引發(fā)的熱效應(yīng)可 能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生不希望的裂紋或損傷，因此如上所述，實(shí)際將超短脈沖激 光束的焦點(diǎn)設(shè)定在基板S的下表面的外側(cè)的基板S外側(cè)。
另一方面，不將上述超短脈沖激光束的焦點(diǎn)設(shè)定在基板S上表面的上 側(cè)有各種各樣的理由，首要的是因?yàn)槭褂玫耐哥R的焦距非常短，所以當(dāng) 對(duì)焦于基板S的上表面的上側(cè)來進(jìn)行切割加工時(shí)，擔(dān)心由于切割加工時(shí)產(chǎn)
生的碎片(debris)而使透鏡受到損傷。
另外，也無法排除如下的擔(dān)心，即上述超短脈沖激光束中的從基板S 的表面反射的光經(jīng)由透鏡逆流、對(duì)激光系統(tǒng)本身造成損傷。仍然由于同 樣的理由在極小的點(diǎn)上集中非常強(qiáng)的能量，所以位于焦點(diǎn)上的空氣分子 被分解而形成等離子體，這也會(huì)給透鏡帶來損傷。
與此相反，當(dāng)使上述超短脈沖激光束對(duì)焦于基板S的下表面的外側(cè) 時(shí)，可防止對(duì)上述透鏡或激光系統(tǒng)的損傷，另外，在切割加工時(shí)產(chǎn)生的 碎片由于重力而自然地落至基板S下表面的下側(cè)，在基板S的表面沒有殘 留，這樣能夠在進(jìn)一步優(yōu)化的狀態(tài)下進(jìn)行切割加工。
另一方面，當(dāng)前使用的激光主要具有納秒程度的脈沖寬度，所以其 光不具有能引起非線性現(xiàn)象的充分的峰值能量，因此在利用本發(fā)明提出 的方式進(jìn)行加工時(shí)，在基板S的內(nèi)部不會(huì)成足夠的劃線，且容易產(chǎn)生熱損 傷或光學(xué)損傷。但是，在飛秒脈沖激光的情況下，幾乎不產(chǎn)生前述的損 傷。
具體觀察切割加工發(fā)生的狀況，由激光產(chǎn)生模塊100產(chǎn)生的超短脈沖 激光束在互不相同的介質(zhì)的邊界面上引起反射，不過給切割加工帶來影 響的反射可分為兩種。
第一是在基板S的下表面和空氣層的邊界面上反射的光，另一個(gè)是在 強(qiáng)的超短脈沖激光束的焦點(diǎn)處產(chǎn)生的空氣分子和等離子體層的邊界處反 射的光。
在前者的情況下，反射的光集中在基板s內(nèi)部的距上表面很近的下方
部分，并在深度方向(z軸方向)上形成從基板S的上表面向深度方向的劃 線，在上述等離子體層反射的光集中在基板S的下表面內(nèi)部，仍然從基板 S的下表面向內(nèi)側(cè)的深度方向形成劃線。
因此，通過照射一次超短脈沖激光束而在同一切割面上形成從兩端 的邊界面開始的兩個(gè)向深度方向的劃線。以適當(dāng)?shù)乃俣葋硪苿?dòng)焦點(diǎn)調(diào)節(jié) 模塊200的載臺(tái)，由此在長度方向(x軸方向)上均勻連續(xù)地形成這樣的兩條 劃線，所以在深度方向上充分地形成了槽的向長度方向的劃線分別在基 板S的上表面以及下表面上在同一延長線上平行地形成一條。
此時(shí)，上述劃線的寬度、深度等表現(xiàn)出依賴于超短脈沖激光束的能 量、超短脈沖激光束的反復(fù)率、透鏡的特性、基板的材質(zhì)以及載臺(tái)的移 動(dòng)速度的函數(shù)形式，例如，在液晶顯示裝置(LCD)用基板的情況下，因
為是在兩個(gè)基板之間存在液晶的形態(tài)，所以可通過本發(fā)明第3實(shí)施例的切
割方式經(jīng)由一次超短脈沖激光束的照射在兩個(gè)基板上都形成劃線，因此 可非常有利地應(yīng)用。
另外，飛秒FS脈沖激光因?yàn)樵跇O短的瞬間集中放出非常強(qiáng)的能量， 所以與其他激光設(shè)備相比具有即使是低的輸出也能夠進(jìn)行快速的切割加 工這樣的優(yōu)點(diǎn)。
在上述切割方式中當(dāng)結(jié)束了超短脈沖激光束的照射之后，利用附加 的輔助切割模塊600，在沿長度方向上生成的劃線的兩側(cè)施加均勻的壓 力，此時(shí)可沿著已生成的深度方向的劃線完成整齊的切割。
如上所述，本發(fā)明涉及用于高精度且迅速地切割基板的裝置以及方 法，尤其，可高精度地切割顯示器用玻璃基板等由多層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的多層 玻璃基板。
艮口，本發(fā)明提出了利用超短波(脈沖飛秒 皮秒)激光的方式中的、依 據(jù)在基板內(nèi)部通過超短脈沖激光束生成的等離子體成絲而進(jìn)行的切割方 式；在基板內(nèi)部生成等離子體成絲后對(duì)基板的表面再次照射超短脈沖激 光束并追加形成切割引導(dǎo)槽來進(jìn)行切割的方式；以及充分利用飛秒FS激 光的非線性效應(yīng)，通過一次超短脈沖激光束的照射在基板的距上下表面 很近的下方同時(shí)形成兩條極細(xì)微的切割線來進(jìn)行切割的遠(yuǎn)距離后面焦點(diǎn) 方式。
第1方式是可利用具有從飛秒FS至皮秒PS左右的脈沖寬度的超短脈 沖激光束來進(jìn)行一般應(yīng)用的方式，其利用能量密度高的超短脈沖激光脈 沖在短時(shí)間內(nèi)對(duì)基板內(nèi)部傳遞較多的能量，由此在基板內(nèi)部生成等離子 體，并形成向厚度方向的細(xì)且長的耗盡區(qū)域、即成絲，這樣能夠取得整 齊的切割面。
第2方式針對(duì)第1方式追加對(duì)基板的上表面進(jìn)行對(duì)焦，并追加照射超 短脈沖激光束，在基板上表面再次形成切割槽，由此由位于在基板內(nèi)部
形成的成絲的延長線上的切割槽決定了切割的初始方向，有助于切割面 的形成，這樣能夠取得更高精度的切割結(jié)果。
第3方式是可僅利用飛秒FS激光的方式，在從基板的上表面照射超短
脈沖激光束時(shí)，對(duì)焦于比基板的下表面更下側(cè)的位置并放出光，由此通 過僅照射一次超短脈沖激光束而在基板的內(nèi)部兩端分別形成極細(xì)微的切 割線，這樣能夠防止太強(qiáng)的超短脈沖激光能量所造成的不需要的玻璃裂 紋，并利用重力來自然地去除切割加工時(shí)所產(chǎn)生的碎片，可通過由此獲
得的加工誤差最小化、而且作為飛秒FS脈沖特有的非線性現(xiàn)象的自聚焦， 在基板內(nèi)部制作尖銳且長的切割線，因此可進(jìn)行超精密切割。
因?yàn)樯鲜霰景l(fā)明所提出的切割方式非常簡單，所以無需過多的工序 時(shí)間，也無需使用有毒的化學(xué)物質(zhì)。由上述超短脈沖激光束生成的切割 線厚度在數(shù)十微米以內(nèi)，當(dāng)在數(shù)微米以內(nèi)時(shí)是均勻的。
另外，上述超短脈沖激光束可僅向希望的部分傳遞能量，所以在切 割包含在兩個(gè)玻璃板之間挾持有液晶的液晶顯示裝置LCD那樣的顯示器 基板在內(nèi)的、具有一般的兩個(gè)以上玻璃板的疊層結(jié)構(gòu)的基板時(shí)，也同樣 可適用本發(fā)明所提出的方式，其可顯示出比其他現(xiàn)有的方式更優(yōu)越的切 割特性。
以上，對(duì)前述本發(fā)明的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置及其切 割方法的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說明，不過本發(fā)明不限于此，在權(quán)利要求范 圍和發(fā)明的詳細(xì)說明以及附圖的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變形后實(shí)施，這些也 屬于本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種利用超短脈沖激光束的基板切割裝置，其特征在于，上述利用超短脈沖激光束的基板切割裝置具有激光產(chǎn)生單元，其用于產(chǎn)生超短脈沖激光束；以及焦點(diǎn)調(diào)節(jié)單元，其用于進(jìn)行調(diào)節(jié)以使上述超短脈沖激光束對(duì)焦于要切割的基板的內(nèi)部，通過使上述超短脈沖激光束對(duì)焦于上述基板的內(nèi)部，并沿著希望的切割路徑進(jìn)行照射，來引導(dǎo)內(nèi)部成絲現(xiàn)象，在上述基板的內(nèi)部形成切割槽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置，其 特征在于，上述超短脈沖激光束具有飛秒(FS)至皮秒(PS)的脈沖寬度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置，其 特征在于，上述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)單元在進(jìn)行調(diào)節(jié)以使上述超短脈沖激光束通過希望的 切割路徑對(duì)焦于上述基板的內(nèi)部并形成了切割槽之后或同時(shí)，進(jìn)行調(diào)節(jié) 以使上述超短脈沖激光束在同一切割路徑上對(duì)焦于上述基板的上表面、 并在上述基板的上表面再次形成切割槽，或者再次進(jìn)行調(diào)節(jié)以對(duì)焦于上 述基板的內(nèi)部、并雙重地形成切割槽。
4. 一種利用超短脈沖激光束的基板切割裝置，其特征在于，上述利用超短脈沖激光束的基板切割裝置具有激光產(chǎn)生單元，其用于產(chǎn)生超短脈沖激光束；以及 焦點(diǎn)調(diào)節(jié)單元，其用于迸行調(diào)節(jié)以使上述超短脈沖激光束對(duì)焦于與 要切割的基板的下表面相隔一定的間隔的空氣層，使上述超短脈沖激光束對(duì)焦于與上述基板的下表面相隔一定的間隔 的空氣層并沿著希望的切割路徑進(jìn)行照射，由此利用在上述基板的下表 面與空氣層的邊界面上反射的光在上述基板的上表面部位形成一定深度 的第1切割槽，利用在上述超短脈沖激光束的焦點(diǎn)處產(chǎn)生的空氣分子與等 離子體層的邊界處所反射的光，在上述基板的下表面的與上述第l切割槽位于同一直線上的部位形成一定深度的第2切割槽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置，其 特征在于，上述超短脈沖激光束具有飛秒(FS)至皮秒(PS)的脈沖寬度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置， 其特征在于，上述基板由具有一個(gè)或至少兩個(gè)以上的多層結(jié)構(gòu)的絕緣性基板構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置， 其特征在于，上述利用超短脈沖激光束的基板切割裝置還具有會(huì)聚單元，其配 置在上述激光產(chǎn)生單元和上述基板之間，用于將上述超短脈沖激光束集 中到希望的焦點(diǎn)位置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置，其 特征在于，上述會(huì)聚單元包含具有約0.3 0.7的數(shù)值孔徑(NA)的至少一個(gè)透鏡。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置， 其特征在于，上述利用超短脈沖激光束的基板切割裝置還具有驅(qū)動(dòng)單元，其與 上述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)單元連結(jié)，用于傳遞規(guī)定的驅(qū)動(dòng)力，以使上述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)單 元沿著希望的切割路徑以希望的速度移動(dòng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置， 其特征在于，利用至少一個(gè)反射鏡或干涉儀，使上述超短脈沖激光束沿著希望的 切割路徑移動(dòng)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置， 其特征在于，上述利用超短脈沖激光束的基板切割裝置還具有監(jiān)控單元，其調(diào) 節(jié)倍率以與上述超短脈沖激光束的焦點(diǎn)一致，在加工前用戶可一邊觀察 畫面一邊直接指定希望的超短脈沖激光束的焦點(diǎn)位置，在切割工序時(shí)可 實(shí)時(shí)地通過畫面來確認(rèn)工序過程。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置,其特征在于，上述利用超短脈沖激光束的基板切割裝置還具有輔助切割單元， 其用于在與上述切割槽一致的位置上施加一定的壓力，以便可沿著上述 切割槽進(jìn)行切割。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置，其特征在于，上述利用超短脈沖激光束的基板切割裝置還具有控制單元，其用 于承擔(dān)包含上述超短脈沖激光束的輸入輸出以及焦點(diǎn)、上述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)單 元的動(dòng)作以及速度在內(nèi)的整體控制。
14. 一種利用超短脈沖激光束的基板切割方法，其具有以下的步驟:(a) 將預(yù)先準(zhǔn)備的基板固定在特定的位置上的步驟；(b) 進(jìn)行調(diào)節(jié)以使超短脈沖激光束對(duì)焦于上述基板的內(nèi)部的步驟；以及(c) 沿著希望的切割路徑照射對(duì)焦于上述基板的內(nèi)部的超短脈沖激光束，在上述基板的內(nèi)部形成切割槽的步驟。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的利用超短脈沖激光束的基板切割方法，其特征在于，上述超短脈沖激光束具有飛秒(FS)至皮秒(PS)的脈沖寬度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的利用超短脈沖激光束的基板切割方法， 其特征在于，在上述步驟(C)之后或同時(shí)還具有如下步驟進(jìn)行調(diào)節(jié)以使上述超短脈沖激光束對(duì)焦于上述基板的上表面，然后沿著同一切割路徑照射對(duì)焦 于上述基板的上表面的超短脈沖激光束，在上述基板的上表面形成切割槽。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的利用超短脈沖激光束的基板切割方法，其特征在于，在上述步驟(C)之后還具有如下步驟進(jìn)行調(diào)節(jié)以使上述超短脈沖激 光束再次對(duì)焦于上述基板的內(nèi)部，然后沿著同一切割路徑進(jìn)行照射，在 上述基板的內(nèi)部雙重地形成切割槽。
18. —種利用超短脈沖激光束的基板切割方法，其具有以下的步驟:(a')將預(yù)先準(zhǔn)備的基板固定在特定的位置上的步驟；(b，)進(jìn)行調(diào)節(jié)以使超短脈沖激光束對(duì)焦于與上述基板的下表面相隔一定的間隔的空氣層的步驟；以及(c，)沿著希望的切割路徑照射對(duì)焦于上述空氣層的超短脈沖激光 束，在上述基板的上表面以及下表面同時(shí)形成一定深度的切割槽的步驟。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的利用超短脈沖激光束的基板切割方法， 其特征在于，在上述步驟(c，)之后或同時(shí)還具有如下步驟進(jìn)行調(diào)節(jié)以使上述超短 脈沖激光束對(duì)焦于上述基板的內(nèi)部，然后沿著同一切割路徑進(jìn)行照射， 在上述基板的內(nèi)部形成切割槽。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的利用超短脈沖激光束的基板切割方法， 其特征在于，上述超短脈沖激光束具有飛秒(FS)至皮秒(PS)的脈沖寬度。
全文摘要
本發(fā)明提供利用超短脈沖激光束的基板切割裝置及其切割方法，可利用從飛秒(FS)至皮秒(PS)的超短脈沖激光，與根據(jù)顯示器的用途及特性稍有不同的玻璃或透明材質(zhì)的基板特性無關(guān)地最大限度降低復(fù)雜的前/后工序，僅利用簡單工序就能實(shí)現(xiàn)迅速且高精度的切割加工，防止不希望的切割、裂紋及損傷，使不良率極小化。本發(fā)明的利用超短脈沖激光束的基板切割裝置具有產(chǎn)生超短脈沖激光束的激光產(chǎn)生單元；進(jìn)行調(diào)節(jié)以使超短脈沖激光束對(duì)焦于要切割的基板內(nèi)部的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)單元，通過使超短脈沖激光束對(duì)焦于基板內(nèi)部并沿著希望的切割路徑進(jìn)行照射，引導(dǎo)內(nèi)部成絲現(xiàn)象，在基板內(nèi)部形成切割槽。由此具有可無裂紋及損傷地以簡單的工序來迅速且高精度地切割用于各種顯示器的基板的效果。
文檔編號(hào)C03B33/08GK101391860SQ20081021315
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日
發(fā)明者李晚燮, 法里德·艾哈邁德, 閔喆基 申請(qǐng)人:韓國情報(bào)通信大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán);彩霸陽光股份有限公司