CN108465945A - 一种激光切割***及切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开了一种激光切割***及切割方法，所述激光切割***设置激光切割***的所有激光源的位置相对固定，不同激光源发出的激光在待切割基板所在平面的投射光斑完全不重合，且所有激光源发出的激光在待切割基板所在平面的投射光斑的几何中心的连线与切割线平行，即所有激光源发出的激光的投射光斑沿所述切割线彼此间隔一定距离排布，从而使得所有激光源能够沿同一条切割线同时对待切割基板进行切割，不同激光源切割的切割线完全重合，克服不同激光源通过不同的驱动机构对位至所述切割线进行切割导致的偏移量，提高了切割质量，提升了产品的品质。还可以节省切割时间，简化工艺流程，并减少切割产生的烟尘，颗粒及减小热影响区。

Description

一种激光切割***及切割方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种激光切割***及切割方法。

背景技术

现有技术中利用激光切割显示屏，现有的激光切割***构造主要为CO₂切割单元、Femto(飞秒)激光切割单元和移动机台。显示屏的一条切割线是由CO₂激光和Femto激光分别切割一次完成。CO₂激光切割上保护膜，当CO₂激光在一个方向上切割完整张基板的上保护膜，机台移动到Femto激光切割单元进行Panel及下保护膜的切割。两次切割路径是否重合取决于上下膜层两次切割时，CO₂激光和Femto激光在显示屏上的作用点与机台移动方向的偏离程度。每次切割时，对应的CO₂和Femto激光头需要移动，由于两个激光头相对不固定，受移动精度的限制，两条切割路径存在偏移量。

发明内容

本发明提供一种激光切割***及切割方法，用以解决显示屏的切断需要不同激光源的多次独立切割来完成，不同激光源对位至切割线存在偏移量的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例中提供一种激光切割***，包括至少两个激光源，所述至少两个激光源用于切割待切割基板的不同层结构，所述至少两个激光源发出的激光沿第一切割线切割所述待切割基板，其中，所述至少两个激光源的位置相对固定设置，所述至少两个激光源发出的激光投射至所述待切割基板，所述至少两个激光源发出的激光在所述待切割基板所在平面的投射光斑完全不重合，且所述至少两个激光源发出的激光在所述待切割基板所在平面的投射光斑的几何中心的连线与所述第一切割线平行。

如上所述的激光切割***，其中，还包括至少两个调焦元件，每一所述激光源发出的激光经过对应的调焦元件进行调焦，用于调节激光聚焦在待切割基板的不同层结构。

如上所述的激光切割***，其中，所述激光切割***还包括光学元件，所述至少两个激光源发出的激光经过所述光学元件后投射至所述待切割基板。

如上所述的激光切割***，其中，所述激光切割***包括两个激光源，所述光学元件为一反射棱镜；所述两个激光源位于待切割基板所在平面的同一侧，并设置在所述反射棱镜的相对两侧。

如上所述的激光切割***，其中，还包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述待切割基板沿第一方向移动，所述第一方向与所述第一切割线的延伸方向平行，所述至少两个激光源固定设置。

如上所述的激光切割***，其中，所述两个激光源分别为CO₂激光源和飞秒激光源。

如上所述的激光切割***，其中，所述至少两个激光源发出的激光投射至所述待切割基板的方向与所述待切割基板所在的平面垂直。

本发明实施例中还提供一种利用如上所述的激光切割***进行切割的方法，包括：

打开至少两个激光源，控制所述至少两个激光源发出的激光同时沿第一切割线切割待切割基板，所述至少两个激光源发出的激光在所述待切割基板所在平面的投射光斑完全不重合，且所述至少两个激光源发出的激光在所述待切割基板所在平面的投射光斑的几何中心的连线与所述第一切割线平行。

如上所述的切割方法，其中，所述切割方法还包括：

对所述至少两个激光源进行调焦，调节激光聚焦在待切割基板的不同层结构。

如上所述的切割方法，其中，所述切割方法还包括：

关闭部分激光源，仅保留一个激光源为开态，控制所述一个激光源发出的激光沿第二切割线切割所述待切割基板。

如上所述的切割方法，其中，所述至少两个激光源固定设置，具体通过驱动所述待切割基板移动以使得至少一个激光源切割所述待切割基板。

如上所述的切割方法，其中，所述待切割基板包括基底、设置在所述基底上的显示膜层以及覆盖所述显示膜层的保护膜；

所述激光切割***包括固定设置在所述待切割基板所在平面的同一侧的CO₂激光源和飞秒激光源，在第一方向上，所述飞秒激光源在所述待切割基板所在平面上的投射光斑位于所述CO₂激光源在所述待切割基板所在平面上的投射光斑的前方；

所述切割方法具体为：

打开CO₂激光源和飞秒激光源，驱动所述待切割基板沿第一方向移动，CO₂激光源沿第一切割线切割所述保护膜，飞秒激光源沿第一切割线切割所述基底，所述第一方向与所述第一切割线的延伸方向平行。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述技术方案中，通过设置激光切割***的所有激光源的位置相对固定，当对待切割基板进行切割时，不同激光源发出的激光在待切割基板所在平面的投射光斑完全不重合，且所有激光源发出的激光在待切割基板所在平面的投射光斑的几何中心的连线与切割线平行，即所有激光源发出的激光的投射光斑沿所述切割线彼此间隔一定距离排布，从而使得所有激光源能够沿同一条切割线同时对待切割基板进行切割，不同激光源切割的切割线完全重合，克服不同激光源通过不同的驱动机构对位至所述切割线进行切割导致的偏移量，提高了切割质量，提升了产品的品质。还可以节省切割时间，简化工艺流程，并减少切割产生的烟尘，颗粒及减小热影响区。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本发明实施例中激光切割***工作过程一；

图2表示图1中切割待切割基板的局部示意图；

图3表示本发明实施例中激光切割***工作过程二；

图4表示图3中切割待切割基板的局部示意图；

图5表示本发明实施例中OLED显示基板的切割路径示意图。

具体实施方式

现有技术中显示屏的切割需要不同激光源来切割不同层结构，而不同激光源通过不同的驱动机构对位至同一切割线进行切割，导致不同激光源存在对位偏移量，影响切割质量。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种激光切割***，可以但并不局限于用于切割显示屏。所述激光切割***包括至少两个激光源，所述至少两个激光源用于切割待切割基板的不同层结构，所述至少两个激光源发出的激光沿第一切割线切割所述待切割基板。其中，所述至少两个激光源的位置相对固定设置，所述至少两个激光源发出的激光投射至所述待切割基板，所述至少两个激光源发出的激光在所述待切割基板所在平面的投射光斑完全不重合，且所述至少两个激光源发出的激光在所述待切割基板所在平面的投射光斑的几何中心的连线与所述第一切割线平行。

上述激光切割***通过设置所有激光源的位置相对固定，当对待切割基板进行切割时，不同激光源发出的激光在待切割基板所在平面的投射光斑完全不重合，且所有激光源发出的激光在待切割基板所在平面的投射光斑的几何中心的连线与切割线平行，即所有激光源发出的激光的投射光斑沿所述切割线彼此间隔一定距离排布，从而使得所有激光源能够沿同一条切割线同时对显示屏进行切割，不同激光源切割的切割线完全重合，克服不同激光源通过不同的驱动机构对位至所述切割线进行切割导致的偏移量，提高了切割质量，提升了产品的品质。还可以节省切割时间，简化工艺流程。

另外，本发明的技术方案中，所有激光源沿同一条切割线同时对待切割基板进行切割，前一束激光在作用区域会形成一个温度场，有热量的热传导，当后一束激光作用在前一束激光形成的热影响区时就会有热量的累积作用，相当于后一束激光开始作用时，作用区域已经有一定的温度了。后一束激光作用区域被前一束激光预热了，利用了前一激光的能量，满足切割要求下可以减小后一激光的能量，减少切割产生的烟尘，颗粒及减小热影响区。

所述至少两个激光源发出的激光的中轴可以平行投射至所述待切割基板。

进一步地，还可以设置所述至少两个激光源发出的激光投射至所述待切割基板的方向与所述待切割基板所在的平面垂直，使得激光能量聚焦在第一切割线，实际中，投射光斑具有一定面积，因此激光在待切割基板上的投射方向与待切割基板所在的平面垂直可以提高投影光斑的能量密度，提高切割效率。

优选的，所述激光切割***还包括至少两个调焦元件，每一所述激光源发出的激光经过对应的调焦元件进行调焦，用于调节激光聚焦在待切割基板的不同层结构。调焦元件的设置可实现不同激光聚焦在不同层结构，实现对不同层结构同时切割。还可实现同一激光聚焦在不同层结构，实现对不同层结构的切割。

为了方便激光源的固定，简化***结构，设置所述激光切割***还包括光学元件，所述至少两个激光源发出的激光经过所述光学元件后投射至所述待切割基板。所述光学元件用于改变激光的传播光路，包括折射、反射等，使得激光源的位置不受限制，可以灵活设置，有利于缩小***的体积，减小占用空间。

所述光学元件可以包括平面镜或棱镜，或平面镜和棱镜的组合，具体根据不同激光源的位置关系以及激光源与待切割基板的位置关系设置。

例如：当所述激光切割***包括两个激光源时，所述光学元件可以为一反射棱镜，所述两个激光源位于待切割基板所在平面的同一侧，所述两个激光源对应反射棱镜的不同反射面设置，激光源发出的激光经过对应的反射面的反射后，投射至所述待切割基板。具体的，可以将两个激光源设置在所述反射棱镜的相对两侧，对应反射棱镜的相邻两个反射面设置。可选的，两个激光源发出的激光经过对应的反射面的反射后，两束激光投射至所述待切割基板的方向与所述待切割基板所在的平面垂直，使得激光能量聚焦在第一切割线，以提高切割效率。

需要说明的是，激光源和反射棱镜的位置关系可以根据激光切割***的具体结构来设置，以便于安装为目的，并不局限于上述一种形式。

本领域技术人员很容易想到，所述光学元件并不局限于选择反射棱镜，例如：还可以选择多个平面镜的组合，上述仅以反射棱镜为例来具体说明光学元件的工作原理，具体根据激光源的位置来选择合适的光学元件。

当然，不同激光源还可以设置在待切割基板所在平面的两侧，所述光学元件包括分别与不同激光源对应设置的多个光学结构。基于同样的原理，所述光学结构可以包括平面镜或棱镜，或平面镜和棱镜的组合，具体根据不同激光源的位置关系以及激光源与待切割基板的位置关系设置，在此不再举例详述。

可选的，设置所述激光切割***还包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述待切割基板沿第一方向移动，所述第一方向与所述第一切割线的延伸方向平行，所述至少两个激光源固定设置。

上述技术方案中激光源的位置固定，通过移动所述待切割基板来实现切割。激光源的位置固定，对应的光学元件光学***的位置也固定，能够确保光路的稳定性，提高切割质量。

显然，也可以设置待切割基板的位置固定，通过驱动机构驱动激光源沿第一切割线切割所述待切割基板。

本发明的技术方案可以同时打开所述至少两个激光源，以沿第一切割线同时切割待切割基板的不同层结构，可以完全切割开待切割基板。也可以仅打开其中一个激光源，关闭其他激光源，实现沿第二切割线独立切割待切割基板的部分层结构，具有较高的灵活性。具体的切割路径均可以为：固定设置所述至少两个激光源，通过驱动装置驱动所述待切割基板移动，来实现激光源沿第一切割线或第二切割线切割所述待切割基板。

相应地，利用上述激光切割***进行切割的方法包括：

打开至少两个激光源，控制所述至少两个激光源发出的激光同时沿第一切割线切割待切割基板，所述至少两个激光源发出的激光在所述待切割基板所在平面的投射光斑完全不重合，且所述至少两个激光源发出的激光在所述待切割基板所在平面的投射光斑的几何中心的连线与所述第一切割线平行。

上述切割方法中至少两个激光源的位置相对固定设置，在切割过程中通过一次定位对位至同一切割线，克服了分别将激光源对位至同一切割线造成的偏移量问题，提高切割质量，提升了产品的品质。还可以节省切割时间，简化工艺流程。另外，在切割过程中，所有激光源沿同一条切割线同时对显示屏进行切割，激光能量的累积有利于减小激光的能量，甚至可以减少切割产生的烟尘，颗粒及减小热影响区。

优选的，所述切割方法还包括：

对所述至少两个激光源进行调焦，调节激光聚焦在待切割基板的不同层结构。

上述步骤中通过对激光源进行调焦，能够实现对不同层结构同时切割，可以完全切割断所述待切割基板。还可实现同一激光聚焦在不同层结构，实现对不同层结构的切割。

为了提高灵活性，所述切割方法还包括：

关闭部分激光源，仅保留一个激光源为开态，控制所述一个激光源发出的激光沿第二切割线切割所述待切割基板。

上述步骤通过仅打开某一激光源，实现一个激光源的独立切割待切割基板的部分层结构。通过对激光源进行调焦，还可以确保激光实时聚焦在对应切割的层结构上，对层结构的切割深度一致，提高切割质量，提升产品的品质。

具体的，所述至少两个激光源固定设置，具体通过驱动所述待切割基板移动以使得至少一个激光源切割所述待切割基板。可以为：

打开所述至少两个激光源，驱动所述待切割基板沿第一方向移动，所述至少两个激光源发出的激光同时沿第一切割线切割待切割基板，沿第一切割线完全切断待切割基板；

打开一个激光源，关闭其他激光源，驱动所述待切割基板沿第二方向移动，所述一个激光源发出的激光沿第二切割线切割待切割基板，沿第二切割线部分切割待切割基板。

上述技术方案中激光源的位置固定，通过移动所述待切割基板来实现切割。激光源的位置固定，对应的光学元件光学***的位置也固定，能够确保光路的稳定性，提高切割质量。

下面将结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

下面以OLED显示基板为例，来具体介绍本发明的激光切割***的结构合工作过程。

结合图1-图5所示，OLED显示基板100包括基底101、设置在所述基底101上的显示膜层102以及覆盖所述显示膜层102的保护膜103。所述显示膜层包括OLED的各膜层、驱动薄膜晶体管等。对OLED显示基板100进行切割的激光切割***包括CO₂激光源10和飞秒激光源20。

其中，CO₂激光源10和飞秒激光源20的位置相对固定设置，CO₂激光源10和飞秒激光源20发出的激光在OLED显示基板100所在平面的投射光斑完全不重合，且CO₂激光源10和飞秒激光源20发出的激光在OLED显示基板100所在平面的投射光斑的几何中心的连线与所述第一切割线平行。当沿第一切割线对OLED显示基板100进行切割时，CO₂激光源10沿第一切割线切割所述保护膜103，飞秒激光源20沿第一切割线切割所述基底101，结合图1、图2和图5所示。

优选的，所述激光切割***包括两个调焦元件1，CO₂激光源10和飞秒激光源20发出的激光经过对应的调焦元件1进行调焦，使CO₂激光源10发出的激光聚焦在所述保护膜103上，飞秒激光源20发出的激光聚焦在基底101上。当对OLED显示基板100进行切割时，调焦元件1可以对CO₂激光源10或飞秒激光源20进行调焦，完成对对应的层结构的切割，提高能量利用率，提高切割效率。

为了方便激光源的固定，简化***结构，本发明实施例中设置激光切割***还包括一反射棱镜2，具体将CO₂激光源10和飞秒激光源20位于OLED显示基板100所在平面的同一侧，并相对设置在反射棱镜2的两侧，CO₂激光源10和飞秒激光源20经过反射棱镜2的相对两个反射面的反射作用后，投射至OLED显示基板100。进一步地，当激光切割***包括上述调焦元件1时，可以将调焦元件1设置在激光源和反射棱镜2之间，具体的，一调焦元件1设置在CO₂激光源10和反射棱镜2之间，CO₂激光源10发出的激光经过所述一调焦元件1的调焦后，投射至反射棱镜2的反射面。另一调焦元件1设置在飞秒激光源20和反射棱镜2之间，飞秒激光源20发出的激光经过所述一调焦元件1的调焦后，投射至反射棱镜2的反射面。

当然，也可以在反射棱镜2和OLED显示基板100之间设置调焦元件1，激光源发出的激光经过反射面的反射作用入射至调焦元件1进行调焦，然后再投射至OLED显示基板100上。

OLED显示基板100的制作是在一张大尺寸基底101上制作多个OLED显示基板100的各层结构，最后再进行切割。其中，切割工艺包括：通过切割得到多个独立的OLED显示基板100，切割线如图5中的虚线200所示；对每一OLED显示基板100的边框进行切割，得到所需的形状，切割线如图中5的虚线201所示；对每一OLED显示基板100的PAD(接口)区域的保护膜103进行切割，露出PAD，切割线如图5中的虚线202所示。

对于上述前两种切割工艺，设置CO₂激光源10和飞秒激光源20的位置固定，将OLED显示基板100固定在机台上。打开CO₂激光源10和飞秒激光源20，驱动机台沿第一方向移动，CO₂激光源10沿第一切割线切割保护膜103，飞秒激光源20沿第一切割线切割基底，所述第一方向与所述第一切割线的延伸方向平行。由图5可以看出，在第一种切割工艺中，切割得到某一OLED显示基板100的工艺包括四条第一切割线，四条第一切割线围成一封闭的矩形，需要说明的是，为了便于描述仅定义了第一方向，当沿矩形的长边切割时，第一方向与长边的延伸方向平行，当沿矩形的宽边切割时，第一方向与宽边的延伸方向平行。在第二种切割工艺中，对某一OLED显示基板100的切割包括两条第一切割线。

而对于最后一种切割工艺，由于只切割保护膜103，因此，只需打开CO₂激光源10即可。本发明实施例中，结合图3、图4和图5所示，驱动机台沿第二方向移动，CO₂激光源10沿第二切割线(如图5中的虚线202所示)切割待切割基板，实现独立切割，从而可以沿着第二切割线仅对待切割基板的保护膜103进行切割。通过设置上述调焦元件1，还可以确保激光实时聚焦在保护膜103上，对保护膜103的切割深度一致，提高切割质量。由附图可以看出，在最后一种切割工艺中，对某一OLED显示基板100的切割包括一条第二切割线。

通过上述三种切割工艺完成OLED显示基板100制作工艺后段的切割工艺。

上述仅是以OLED基板的切割为例来具体介绍本发明的技术方案，本发明的技术方案还可以适用于其他类型显示基板的切割，如：薄膜晶体管阵列基板，当然也可以适用于其他具有多个层结构的基板的切割，如：PCB电路板。具体的切割原理与上述类似，仅需选择合适的激光源即可。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种激光切割***，包括至少两个激光源，所述至少两个激光源用于切割待切割基板的不同层结构，所述至少两个激光源发出的激光沿第一切割线切割所述待切割基板，其特征在于，所述至少两个激光源的位置相对固定设置，所述至少两个激光源发出的激光投射至所述待切割基板，所述至少两个激光源发出的激光在所述待切割基板所在平面的投射光斑完全不重合，且所述至少两个激光源发出的激光在所述待切割基板所在平面的投射光斑的几何中心的连线与所述第一切割线平行。

2.根据权利要求1所述的激光切割***，其特征在于，还包括至少两个调焦元件，每一所述激光源发出的激光经过对应的调焦元件进行调焦，用于调节激光聚焦在待切割基板的不同层结构。

3.根据权利要求2所述的激光切割***，其特征在于，所述激光切割***还包括光学元件，所述至少两个激光源发出的激光经过所述光学元件后投射至所述待切割基板。

4.根据权利要求3所述的激光切割***，其特征在于，所述激光切割***包括两个激光源，所述光学元件为一反射棱镜；所述两个激光源位于待切割基板所在平面的同一侧，并设置在所述反射棱镜的相对两侧。

5.根据权利要求4所述的激光切割***，其特征在于，还包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述待切割基板沿第一方向移动，所述第一方向与所述第一切割线的延伸方向平行，所述至少两个激光源固定设置。

6.根据权利要求4所述的激光切割***，其特征在于，所述两个激光源分别为CO₂激光源和飞秒激光源。

7.根据权利要求1所述的激光切割***，其特征在于，所述至少两个激光源发出的激光投射至所述待切割基板的方向与所述待切割基板所在的平面垂直。

8.一种利用权利要求1-7任一项所述的激光切割***进行切割的方法，包括：

打开至少两个激光源，控制所述至少两个激光源发出的激光同时沿第一切割线切割待切割基板，所述至少两个激光源发出的激光在所述待切割基板所在平面的投射光斑完全不重合，且所述至少两个激光源发出的激光在所述待切割基板所在平面的投射光斑的几何中心的连线与所述第一切割线平行。

9.根据权利要求8所述的切割方法，其特征在于，所述切割方法还包括：

对所述至少两个激光源进行调焦，调节激光聚焦在待切割基板的不同层结构。

10.根据权利要求8所述的切割方法，其特征在于，所述切割方法还包括：

关闭部分激光源，仅保留一个激光源为开态，控制所述一个激光源发出的激光沿第二切割线切割所述待切割基板。

11.根据权利要求10所述的切割方法，其特征在于，所述至少两个激光源固定设置，具体通过驱动所述待切割基板移动以使得至少一个激光源切割所述待切割基板。

12.根据权利要求8所述的切割方法，其特征在于，所述待切割基板包括基底、设置在所述基底上的显示膜层以及覆盖所述显示膜层的保护膜；

所述激光切割***包括固定设置在所述待切割基板所在平面的同一侧的CO₂激光源和飞秒激光源，在第一方向上，所述飞秒激光源在所述待切割基板所在平面上的投射光斑位于所述CO₂激光源在所述待切割基板所在平面上的投射光斑的前方；

所述切割方法具体为：

打开CO₂激光源和飞秒激光源，驱动所述待切割基板沿第一方向移动，CO₂激光源沿第一切割线切割所述保护膜，飞秒激光源沿第一切割线切割所述基底，所述第一方向与所述第一切割线的延伸方向平行。