[发明专利]采用弯曲轨迹的激光划线

说明书

优先权

本申请要求以下优先权：2008年4月30日提交的美国专利申请第61/125,956号，以及2008年11月26日提交的题为“采用弯曲轨迹的激光划线(Laser Scoring With Curved Trajectory)”的美国专利申请第12/324,541号。

技术领域

本发明涉及沿着弯曲的轨迹对玻璃片划线和分离的系统和方法。更具体来说，本发明提供了一些系统和方法，用来使用激光器和光学装置产生弯曲的激光束轮廓，将其投射在玻璃片上，在玻璃片上形成的弯曲的划线，沿着所述划线可以对该玻璃片进行划线和分离。

背景技术

在过去，人们采用一些不同的方法和技术来切割玻璃片。最广泛使用的方法是机械划线法，该方法使用硬质材料制成的滚轮划线，并且沿着划线折断玻璃。该机械划线和折断工艺会产生碎屑，碎屑会聚集在玻璃表面上，需要进行充分的清洁。因此，需要高玻璃质量的玻璃技术领域(例如LCD工业)无法可靠地使用机械划线技术形成玻璃片。

其它的广泛采用的方法包括用激光对玻璃片划线和/或分离。在一种技术中，使用激光束划玻璃；然后通过机械分离技术来分离玻璃。当激光束在玻璃片上移动时，它在玻璃片的表面上产生温度梯度，在激光束之后一段距离处跟随的冷却剂(例如气体或液体)提高了所述温度梯度。具体来说，激光对玻璃片的加热以及冷却剂对玻璃片的快速冷却在玻璃片中产生了拉应力。该拉应力会在玻璃表面中形成裂纹(或划痕裂口)。通过这种方式，沿着玻璃片产生了划线。然后可以通过沿着划线分离所述玻璃片，将玻璃片分成两个较小的片材。另一种技术使用第一激光束来划玻璃。使用具有不同构型的第二激光束完成激光分离。

常规的技术通常使用细长的激光束提供加快的划线速度。由于需要实现较快的划线速度而使得激光束拉长，这些技术仅限于划直线轨迹。

因此，本领域需要用来沿着弯曲轨迹切割玻璃片的系统和方法。

发明概述

本发明提供了用来沿着弯曲的轨迹对玻璃片划线和分离的系统和方法。更具体来说，本发明提供了用来分离玻璃片的方法，该方法包括提供聚焦透镜，将所述聚焦透镜设置在基本上平行于玻璃片的平面内。该方法还可以包括提供锥形透镜，将所述锥形透镜设置在聚焦透镜和玻璃片之间。可以产生激光束，使其投射通过所述聚焦透镜和锥形透镜，在玻璃片上产生形成的弯曲的激光束轮廓，由此在玻璃片上产生弯曲的划线。根据另一个方面，所述方法可以包括沿着所述弯曲的划线分离玻璃片。

本发明还提供了用来沿着至少部分弯曲的线条分离玻璃片的系统。在一个方面，一种示例性的系统可以包括构造成产生激光束的激光器、聚焦透镜和锥形透镜。所述聚焦透镜可以设置在激光器和玻璃片之间，位于基本平行于玻璃片的平面之内。所述锥形透镜可以具有平底面，以及相对的限定顶点的锥形面，可以设置在所述聚焦透镜和玻璃片之间。在一个方面，所述锥形透镜以其平底面对着聚焦透镜，其顶点对着玻璃的方式设置。所述激光器可以使激光束投射通过聚焦透镜和锥形透镜，产生形成的弯曲的激光束轮廓。可以将所述弯曲的激光束轮廓投射在玻璃片上，在玻璃片上产生弯曲的划线。

根据另一个方面，提供了一种示例性的系统，其包括构造成产生激光束的激光器，聚焦透镜，以及锥形反射镜。所述聚焦透镜可以设置在激光器和锥形反射镜之间。所述激光器可以构造成使激光束投射通过聚焦透镜，射向锥形反射镜，使得激光束从锥形镜反射到玻璃片，在玻璃片上形成弯曲的划线。

在以下详细描述、和任一权利要求中部分地提出了本发明的另外一些方面，它们部分源自详细描述，或可以通过实施本发明来了解。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是示例和说明性的，不构成对所揭示和/或要求保护的本发明的限制。

附图简要说明

附图被结合在本说明书中，并构成说明书的部分，附图说明了本发明的一些方面，并与描述部分一起用来说明本发明的原理。

图1显示一种示例性的系统，其使用锥形透镜，沿着弯曲的轨迹对玻璃片划线和分离。

图2显示使用图1的系统在玻璃片上形成的示例性的环形光束划线。

图3显示另一种示例性的系统，其使用锥形透镜，沿着弯曲的轨迹对玻璃片划线和分离。

图4显示使用图3的系统在玻璃片上形成的示例性的弓形划线。

图5显示另一种示例性的系统，其使用锥形镜，沿着弯曲的轨迹对玻璃片划线和分离。

图6显示使用图5的系统在玻璃片上形成的示例性的弓形划线。