通过激光束一次照射将基片切割成多个单元的方法和装置 技术领域
本发明涉及利用热应力将基片切割成多个单元的技术，且更具体地说，涉及通过激光束一次照射而将基片切割成多个单元的方法和装置，其中由发光单元产生的具有特定波长和功率的光束被分成具有一致功率的多束光束，基片被相应的被分割的光束局部并快速加热，然后被冷却剂快速冷却，从而，基片沿多条切割线被同时切割，以产生多个单元。
背景技术
一般地，玻璃基片被广泛用于工业领域、商业领域、住宅领域等。这些玻璃基片由作为主要成份的硅制成。
这些玻璃基片具有非晶体结构，这是玻璃的固有特性。当微小的槽形成在玻璃基片边缘时，非晶体机构作为一个因素而由轻微冲击或小的外力导致微小裂纹出现。当外部冲击或外力施加到微小裂纹时，裂纹沿不可预测方向扩展，而导致在玻璃基片中出现不期望的分离。
从而，存在的问题是几乎不可能预测所产生裂纹的延伸方向，而结果是不需要切割的部分被切开。
该问题频繁出现在金刚石切割机被用于切割工件玻璃基片时，其中在工件玻璃基片表面形成一精细的槽，并然后施加一定的外力。这是由于由金刚石切割机形成的精细槽非常粗糙。
从而，在工件玻璃基片的切割槽不光滑的情况下，附加地出现不期望的裂纹，且该裂纹沿不期望的方向延伸，这导致致命的失败。
由于这些问题，金刚石切割机只主要用作切割商用玻璃基片、家用玻璃基片等用地切割工具，而在需要精确切割的技术领域存在许多局限。
尽管存在这些局限，由于用作需要玻璃基片精确切割的LCD技术领域的方法和装置还未被开发，不可避免地使用金刚石切割机。
由于金刚石切割机的使用，存在的问题为，产生不可预测的裂纹，并且该裂纹在完整的LCD母片分割成单元板过程中延伸。
发明内容
于是，本发明的目的是提供一种用于多重切割基片的方法，其中，基片由热应力切割，以便裂纹的产生被限制在基片的边缘，且不会发生裂纹沿不期望方向扩展。
本发明的另一目的是提供一种用于多重切割的方法，其中利用用于加热基片的单一光束，基片的多个位置被同时并快速加热，然后快速冷却，从而多个位置被同时分割。
本发明的再一目的是提供一种用于多重切割基片的装置，其中用于加热基片的单一光束被均匀地分割成至少两条光束，被分开的光束同时加热至少一条规定切割线，被加热的规定切割线被同时冷却，从而同时切割基片的多个位置。
为了实现上述目的，提供了一种多重切割基片的方法。在上述方法中，在第一前进方向的入射光的一部分被反射到第二前进方向，而入射光线的剩余部分沿第一前进方向前进，以将入射光线分割成两条光束。被分割的光束在基片的多个选定路径上扫描，以局部加热基片被选定的路径，从而，在被加热路径处产生裂纹。
根据本发明另一方面，提供了一种利用光线一次扫描而将基片多重切割成多个单元的装置。该装置包括：光线分割单元，其用于利用至少两个光反射率/透射率控制板分割从发光单元产生的光线，并用于将被分割的光线扫描到至少两个扫描表面部分上以局部加热扫描表面部分，其中光反射率/透射率控制板的光反射率/透射率根据所产生的光线和该板之间的夹角而变化；以及裂纹产生单元，其用于在局部加热的扫描表面部分处产生裂纹。
附图说明
本发明上述目的和其他优点将通过参照附图其优选实施例的详细描述而变得更清楚。
图1是根据本发明一优选实施例的光分割装置的示意图；
图2是本发明另一优选实施例的光反射率/透射率控制板的透视图；
图3是示出光反射率根据反射率/透射率控制板和光线之间夹角而变化的曲线；
图4是利用根据本发明另一优选实施例的光分割单元的基片切割装置的示意图；
图5是根据另一优选实施例的基片切割装置的透视图；
图6是根据本发明一实施例的基片切割装置的结构和功能的示意图；
图7和8是用于说明根据本发明一实施例沿x轴切割基片的方法的示意图；以及
图9和10是说明根据本发明一实施例沿y轴切割基片的方法的示意图。
具体实施方式
现在，参照附图详细描述本发明优选实施例。
图1到3示出根据本发明一优选实施例的光束多重分割装置的结构；
作为一个整体，光束多重分割装置500包括至少一个光反射率/透射率控制板510、520、530、540，光入射角控制单元555和设置有光反射率/透射率控制板510、520、530、540和光入射角控制单元555的基体(未示出)。
在本实施例中使用四个光反射率/透射率控制板510、520、530、540。
具体地说，光反射率/透射率控制板510、520、530、540被制造成具有如下功能，即，当具有一定波长和强度的光线到达相应的光反射率/透射率控制板510、520、530、540的反射/透射表面时，光反射率/透射率控制板510、520、530、540反射一部分光线而使剩余光线透过。
作为一实施例，光反射率控制板510、520、530、540由ZnSe制造以反射并/或透射光线。
图1中附图标记580为用于产生切割工件基片所需的光线的发光单元。作为必须的光线，可以使用具有预定波长和强度的激光束。
此时，由发光单元580产生的光线和反射/透射表面之间的夹角θ1、θ2、θ3、θ4对光线透射率和反射率影响极大。
图3是示出当由发光单元580产生的光线与反射/透射表面之间的夹角θ1、θ2、θ3、θ4变化时，由光反射率/透射率控制板510、520、530、540反射的光线的反射率的变化的曲线。
为了获得如图3的曲线所示的这种结果，光反射率/透射率控制板510、520、530、540由ZnSe制成，而所需的光线波长为10.6μm。
参照图3的曲线，在光线水平扫描的情况下，当光反射率/透射率控制板510、520、530、540的反射/透射表面在顺时针方向相对水平平面倾斜成70度时，光反射率/透射率控制板510、520、530、540的反射率为0％。
此时，0％的反射率意味着光反射率/透射率控制板510、520、530、540根本不影响光线，而是全部透过光线500。
同时，当光反射率/透射率控制板510、520、530、540顺时针方向相对水平平面的倾角从70度增大到90度时，光反射率/透射率控制板510、520、530、540的反射/透射表面的反射率与光反射率/透射率控制板510、520、530、540的倾角成比例地从0％增大到约100％。
此时，100％的反射率意味着光反射率/透射率控制板510、520、530、540完全反射光线500，因此光线根本不会透过光反射率/透射率控制板510、520、530、540。
结果，图3中曲线示出光线的反射率和透射率仅通过控制光线和如下状态下的光反射率/透射率控制板510、520、530、540之间的夹角可急剧变化，其中，相同类型的至少两个光反射率/透射率控制板定位在光路中。
从而，在夹角变化的情况下，其中反射率和透射率变化的光反射率/透射率控制板510、520、530、540被用于将单一光束分割成多重光束，以便该多重光束可以在多个位置上扫描。此时，优选地是，被分割的光束具有相等的强度。
下面，参照图1到3，更详细地描述利用光反射率/透射率控制板510、520、530、540和光入射角控制单元555将光线500分割成具有一致强度的多重光束的操作机构。
作为一个实施例，描述了利用光反射率/透射率控制板510、520、530、540和板转动单元550将从发光单元580产生的具有400W功率的光线500分割成在指定位置A、B、C和D具有一致的100W功率的四条光束的机构。
为了实现此目的，光反射率/透射率控制板510、520、530、540串联布置成由发光单元580产生的400W光线590透过布置在光前进路线上的光反射率/透射率控制板510、520、530、540的反射/透射表面。
下面，光反射率/透射率控制板540、530、520、510分别被定义为第一光反射率/透射率控制板540、第二光反射率/透射率控制板530、第三光反射率/透射率控制板520和第四光反射率/透射率控制板510。
此时，如本发明一个实施例，发光单元580设置在第一光反射率/透射率控制板540附近，同时其面对第一光反射率/透射率控制板540。
光反射率/透射率控制板510、520、530、540的如此位置允许入射光线590依次穿过第一光反射率/透射率控制板540、第二光反射率/透射率控制板530、第三光反射率/透射率控制板520和第四光反射率/透射率控制板510。
下面，描述其中入射光线590通过第一光反射率/透射率控制板540、第二光反射率/透射率控制板530、第三光反射率/透射率控制板520和第四光反射率/透射率控制板510而被均匀分割的机构。
作为一实施例，发光单元580产生具有400W功率的光线，而光反射率/透射率控制板由第一、第二、第三和第四光反射率/透射率控制板构成。
首先，为了使100W光线从第一光反射率/透射率控制板540照射到D位置，需要100W光线被第一光反射率/透射率控制板540反射，而300W光线透过第一光反射率/透射率控制板540。换句话说，这意味着第一光反射率/透射率控制板540反射具有400W功率的入射光总量的四分之一(25％)，而透射光线590总量的剩余四分之三(75％)。
为了实现这个目的，第一光反射率/透射率控制板540的反射率根据图3中曲线所示的关系控制，从而具有θ1的倾角。θ1的角度是从图3中的曲线获得。换句话说，在图3中，25％的反射率与曲线相交的点对应于θ1。
同时，在从发光单元580产生的400W光线中剩余的300W光线入射到第二光反射率/透射率控制板530中。
此时，第二光反射率/透射率控制板530仅反射300W入射光线590总量的三分之一，而透射剩余200W，因此，100W反射光线在C点扫描。
为实现此目的，需要第二光反射率/透射率控制板530应具有三分之一(约33.3％)的反射率和三分之二(约66.7％)的透射率。
此时，第二光反射率/透射率控制板530应在逆时针方向相对水平平面倾斜成θ2角度，θ2角度由图3的曲线获得。具体地说，在图3的曲线中，约33.3％的反射率与曲线相交的点对应于θ2。
在100W的光线通过第二光反射率/透射率控制板530在C点扫描同时，200W剩余光线入射到第三光反射率/透射率控制板520上。
此时，由于第三光反射率/透射率控制板520在B点扫描200W的总入射光量中100W的光线，其应具有50％的反射率和50％的透射率。
为了实现这点，需要第三光反射率/透射率控制板520在逆时针方向相对水平平面倾斜成θ3角。与θ1和θ2类似，θ3角也由图3的曲线获得。具体地说，在图3中，50％的反射率与曲线相交的点对应于θ3。
在100W光线通过第三光反射率/透射率控制板520而在B点扫描同时，剩余的100W光线入射到第四光反射率/透射率控制板510中。
此时，第四光反射率/透射率控制板510具有100％的反射率。这是由于所有的100W入射光量必须被第四光反射率/透射率控制板510反射，以便100W的光量到达A点。
为了实现这点，需要第四光反射率/透射率控制板510在逆时针方向相对水平平面倾斜成θ4角。如θ1、θ2和θ3角，θ4角也从图3的曲线获得。具体地说，图3的曲线中，100％的反射率与曲线相交的点对应于θ4。
从而，为了使具有相同功率的多条光束通过控制入射到光反射率/透射率控制板510、520、530、540的反射/透射表面内的入射光线590的反射率而在多个位置扫描，作为一个实施例，光反射率/透射率控制板510、520、530、540被构造成包括光多重分割透镜(light multiple division lens)510a、520a、530a、540a和耦合到光多重分割透镜510a、520a、530a、540a上的光入射角控制单元555。
光入射角控制单元555包括固定地连接到光多重分割透镜510a、520a、530a、540a圆周一选定部分上的转轴512、522、532、542和连接到转轴512、522、532、542上的转动电机550，以用于在顺时针或逆时针方向转动所连接的转轴512、522、532、542。
下面，参照附图4到6，描述工件基片多重切割装置的详细结构，具有上述结构和操作机构的光线多重分割装置500应用于该装置中。
参照图4和5，基片多重切割装置900包括发光单元100、第一光线多重分割单元300、裂纹产生单元400、第二光线多重分割单元600和母片传送单元750。
具体地说，母片传送单元750包括传送体754和传送体驱动单元752。
更具体地说，传送体754具有足够平的区域以在其上安装组装好的工件基片700。
在这种传送体754上，传送体驱动装置752被构建成沿x-y-z坐标的x轴传送传送体754。
同时，在沿z轴方向从母片传送单元750向外分隔一定距离的地方设置有发光单元100和用于向裂纹产生单元400提供冷却剂的冷却剂供给单元200。发光单元100和冷却剂供给单元200连接到它们相应的传送单元110和255上。
传送单元110和255功能为以相同的速度平行于x轴使发光单元100和冷却剂供给单元200往复运动。
同时，发光单元100从其两个位置向冷却剂供给单元200发射两束光束810和803，如图6所示。
下面，被发射的两条光束之一被定义为第一光束803，而另一光束被定义为第二光束801。
在第一光束803穿过的路径上，设置有第一光线多重分割单元300，而在第二光束801穿过的路径上，设置有第二光线多重分割单元600。
具体地说，第一光线多重分割单元300包括多个光反射率/透射率控制板310、320、330、340，多个板旋转单元312、322、332、342以及板固定壳体380，如图5所示。
首先，板固定壳体380具有沿其长度方向形成的通孔，其设置在发光单元100和冷却剂供给单元200之间。第一光束801穿过板固定壳体380的通孔。
在板固定壳体380内侧，建立至少两个光反射率/透射率控制板。作为一个实施例，图6示出建立了四个光反射率/透射率控制板310、320、330、340。
光反射率/透射率控制板310、320、330、340与形成在被组装好的工件母片700内形成的LCD单元710的位置具有紧密关系。
具体地说，LCD单元710在x轴方向具有两条边缘，而在y轴方向上具有两条边缘。从而，为了将LCD单元710从被组装好的工件母片700上分离，需要切割两条x向线和两条y向线。
此时，为了利用单一光束同时切割两条x向线和两条y向线，需要利用两个光反射率/透射率控制板。
因而，为了利用单一光束同时从被组装好的母片700中以2×2矩阵结构切割四个LCD单元710的x方向四条规定线和y方向四条规定线，需要利用四个光反射率/透射率控制板。
此时，光反射率/透射率控制板310、320、330、340之间的间隔被精确控制，以便被分割的光束对应于x方向的四条规定线和y方向的四条规定线。
同时，第二光线多重分割单元600包括多个光反射率/透射率控制板610、620、630、640，多个板旋转单元612、622、632、642以及一个板固定壳体680，如图5和6所示。
首先，板固定壳体680具有沿其长度方向形成的通孔，其设置在发光单元100和冷却剂供给单元200之间。第一光束803通过板固定单元680的通孔。
在板固定单元680内侧，建立了至少两个光反射率/透射率控制板。作为一个实施例，图6示出建立了四个光反射率/透射率控制板610、620、630、640。
以与第一光反射率/透射率控制板310、320、330、340相同的方式，第二光反射率/透射率控制板610、620、630、640被构建成具有具有足够数量以切割x方向四条规定线或y方向四条规定线。
同时，在第一光线多重分割单元300和第二光线多重分割单元600之间，设置裂纹产生单元400。
裂纹产生单元400功能为将冷却剂喷射到组装好的工件母片700的局部加热的规定线上。
为实现这点，裂纹产生单元400包括用于从冷却剂供给单元200向冷却剂被喷射的位置传输冷却剂的冷却剂供给管410和用于将由冷却剂供给管传输的冷却剂喷射到局部加热位置上的冷却剂喷嘴412、422、432、442。
下面，参照附图7到10，描述利用根据本发明一个实施例的基片多重分割装置从组装好的工件母片700分割LCD单元的一个方法。
首先，如图7所示，在用于TFT基片的第一较大尺寸玻璃母片720和用于滤色基片的第二较大尺寸玻璃母片730对齐并彼此面对地粘结，并然后完成液晶注入工艺，被粘结的工件母片700通过一母片传送器(未示出)安装在母片传送单元750的传送体754上。
下面，第一光线多重分割单元300、裂纹产生单元400和第二光线多重分割单元600与组装好的工件母片700一侧表面上至少两个位置对齐。
然后，如图7所示，第一光束803被提供到第一光线多重分割单元300中。第一光线多重分割单元300将第一光束803均匀分割成每条具有相同强度的多重光束，并将被分割的光束扫描到被切割的位置上，以便扫描位置被快速加热。
下面，被快速加热的部分由从位于第一光线多重分割单元300后面的裂纹产生单元400喷射的冷却剂802迅速冷却，以便，划线裂纹产生到距被快速加热部分上表面预定深度。
下面，被第二光线多重分割单元600分割的第二光束801照射到划线裂纹上，以快速、局部地热膨胀划线裂纹部分，因此划线裂纹部分由于热膨胀而完全分离。从而，在组装好的工件母片700内的LCD单元710的x方向规定线701被全部切开。
下面，如图9和10所示，在已被分割的工件母片水平转动90度情况下，y方向的规定线702被第一分割光束803、冷却剂802和第二分割光束801切开，由此形成了LCD板。
接着，LCD板被送到LCD板组装制造工序中，从而制造LCD板组件。
如上面详细描述的，根据本发明，形成在单一的较大尺寸玻璃母片内的多个LCD单元通过将单一入射光线分割成多束光束而同时切割，因而，从玻璃母片中分隔LCD单元所需的时间被显著缩短。
此外，单一入射光线被分割成多重光束，以在多个位置进行切割工序，因此，简化了从母片中切割LCD单元的装置。
虽然本发明已经详细加以描述，应理解的是，在不背离由权利要求书所限定的本发明精髓和范围情况下，可以对其作出各种改变、替代和变型。