(57)【要約】      （修正有）【課題】高速にガラスシート基板コーティングをレーザスクライビングするための方法を提供する。【解決手段】少なくとも１０００ｍｍ／秒の速度でスクライビングするように、コーティングを介してオーバーラッピングアブレーションを提供するために他の表面でコーティングを通過して基板の非コーティング表面に向かって、ＸＹＺガルバノメータ制御ミラーシステム９０によってビームを反射させ、少なくとも８ナノ秒のパルス持続時間と、少なくとも５０キロヘルツの周波数と、近赤外線基本振動数での波長とを備えたパルスレーザビーム８４を提供するレーザソース８３と近接して基板をコンベヤ移送することにより、ガラスシート基板のコーティングをレーザスクライビングするための方法及び装置。【選択図】図６
2010012519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザスクライビングに関する方法であって、
一方がコーティングされておらず、他の一方がコーティングされた対向する表面を有するガラスシート基板を提供し、
少なくとも５０キロヘルツのパルス周波数と少なくとも８ナノ秒のパルス持続時間を有し、近赤外線基本振動数での波長を備えたパルスレーザビームを提供するレーザソースと近接して、コーティングされたガラスシート基板を輸送の方向に沿ってコンベヤ送りさせ、
コーティングを介してオーバーラッピングアブレーションを提供するように別の表面でコーティングを通過してガラスシート基板のコーティングされていない表面に向かって、ＸＹＺガルバノメータ制御ミラーシステムによってレーザソースからパルスレーザビームを反射させ、少なくとも１０００ｍｍ／秒の速度でスクライビングする、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
ガラスシート基板を、垂直方位でコンベヤ移送し、パルスレーザが基板を通る位置からコンベヤ移送の方向に沿って上流及び下流に配置された真空ポジショナとガスプレッシャとによりコンベヤ移送の方向に対して側方に位置決めし、レーザスクライビングの間、前記ボジショナが基板の平面を制御することを特徴とする、請求項１に記載のレーザスクライビングに関する方法。
【請求項３】
ガスプレッシャ及び真空ポジショナが、ガラスシート基板の非被覆表面でそのガラスシート基板を位置決めし、被覆表面の劣化を防止することを特徴とする、請求項２に記載のレーザスクライビングに関する方法。
【請求項４】
ガラスシート基板の位置を、ポジショナに近接した、レーザ検出ビームによって検出し、パルスレーザビームが前記検出された位置に対して焦点合わせされることを特徴とする請求項２に記載のレーザスクライビングに関する方法。
【請求項５】
ガラスシート基板のコンベヤ移送が、そのインデックス付けを提供し、レーザスクライビング中、基板が平静に保持されることを特徴とする、請求項１に記載のレーザスクライビングに関する方法。
【請求項６】
ガラスシート基板がコンベヤ移送されるときに、レーザスクライビングが実施されることを特徴とする、請求項１に記載のレーザスクライビングに関する方法。
【請求項７】
ガラスシート基板が複数の異なるコーティング層を有し、複数のレーザスクライブが異なるパワーレベルで行われ、スクライブが異なる層に延びることを特徴とする、請求項１に記載のレーザスクライビングに関する方法。
【請求項８】
複数のレーザソース及び関連するＸＹＺガルバノメータ制御ミラーが、少なくとも１０００ｍｍ／秒の速度で、８乃至７０ナノ秒のレンジのパルス持続時間と、５０乃至１００キロヘルツのレンジのパルス周波数と、近赤外線の基本振動数での波長を各々備えた、異なるパワーレベルでの異なるスクライブのパルスレーザスクライビングをそれぞれ提供することを特徴とする請求項７に記載のレーザスクライビングに関する方法。
【請求項９】
レーザスクライビングに関する方法であって、
一方はコーティングされておらず、他の一方は異なる層でコーティングがなされた対向する表面を備えたガラスシート基板を提供し、
少なくとも８ナノ秒のパルス持続時間と少なくとも５０キロヘルツのパルス周波数を有し、近赤外線の基本振動数での波長を備えた選択されたパワーのパルスレーザビームを提供するバナジウムレーザソースに隣接してコンベヤ移送の方向に沿って、コーティングされたガラスシート基板を垂直方位でコンベヤ移送し、
ガスプレッシャ及び真空ポジショナによって、垂直方位基板を位置決めし、
コーティングの所定の層を介してオーバラップアブレーションを提供するために、他の表面でコーティングを通して、ガラスシート基板の非コーティング表面に向かって、ＸＹＺガルバノメータ制御ミラーシステムによってバナジウムレーザソースからのパルスレーザビームを反射させ、少なくとも１０００ｍｍ／秒の速度でスクライビングする、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
レーザスクライビングに関する装置であって、
一方がコーティングされておらず、他の一方がコーティングされている対向する表面を備えたガラスシート基板をコンベヤ移送する方向に沿って、当該ガラスシート基板をコンベヤ移送するためのコンベヤと、
少なくとも８ナノ秒のパルス持続時間と少なくとも５０キロヘルツのパルス周波数を有し、近赤外線基本振動数での波長を備えたパルスレーザビームを提供するように、コンベヤ移送の方向に沿って位置決めされたレーザソースと、
コーティングを介してオーバーラップアブレーションを提供するために、他の表面でコーティングを通してガラスシート基板の非コーティング表面に向かって、パルスレーザビームを反射するＸＹＺガルバノメータ制御ミラーシステムと、
を有することを特徴とする装置。
【請求項１１】
パルスレーザビームが基板を通る位置から、コンベヤ移送の方向に沿って上流と下流に配置された真空ポジショナとガスプレッシャとを更に包含し、レーザスクライビング中、前記ポジショナが基板の平面及び位置を制御する、ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
パルスレーザビームを焦点合わせさせるために、ポジショナに近接して、基板の位置を決定させるレーザ検知機を更に含むことを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載のガラスシート基板をレーザスクライビングするための装置であって、
８乃至７０ナノ秒のレンジのパルス持続時間と、５０乃至１００キロヘルツのレンジのパルス周波数と、近赤外線基本振動数での波長を各々備え、異なるパワーレベルで作動する複数のパルスレーザソースと、
少なくとも１０００ｍｍ／秒の速度でスクライビングを提供するレーザソースからパルスレーザビームをそれぞれ反射する、複数のＸＹＺガルバノメータ制御レーザミラーシステムと、
を有することを特徴とする装置。
【請求項１４】
一方がコーティングされておらず、他の一方が複数の層を含むコーティングを有する対向する表面を備えたガラスシート基板をコンベヤ移送する方向に沿って当該ガラスシート基板をコンベヤ移送するコンベヤと、
コンベヤ移送の方向に沿って互いに間隔が隔てられた複数のバナジウムレーザソースとを有し、前記バナジウムレーザソースが、少なくとも８ナノ秒のパルス持続時間と少なくとも５０キロヘルツのパルス周波数と、近赤外線基本振動数での波長とを備えた選択されたパワーのパルスレーザビームを提供し、
１又はそれ以上のコーティング層を介してオーバーラッピングアブレーションを提供するために、他の表面でコーティングを通してガラスシート基板の非コーティング表面に向かって、パルスレーザビームを各々反射する複数のＸＹＺガルバノメータ制御ミラーシステムとを有し、少なくとも１０００ｍｍ／秒の速度でスクライビングする、
ことを特徴とするレーザスクライビングのための装置。
【請求項１５】
パルス周波数が５０乃至１００キロヘルツのレンジであり、パルス持続時間が８乃至７０ナノ秒のレンジであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
パルス周波数が５０乃至１００キロヘルツのレンジであり、パルス持続時間が８乃至７０ナノ秒のレンジであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
パルス周波数が５０乃至１００キロヘルツのレンジであり、パルス持続時間が８乃至７０ナノ秒のレンジであることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１８】
パルス周波数が５０乃至１００キロヘルツのレンジであり、パルス持続時間が８乃至７０ナノ秒のレンジであることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスシート基板上にコーティングされた層のレーザスクライビングのための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスシート基板上にコーティングされた層のレーザスクライビングは、米国特許第4,292,092号によって開示され、何年も前から行われている。大きくは、レーザスクライビングは、基板のコーティングされた側から差し向けられたレーザビームによって実行されるが、スクライビングは、Caplanによる米国特許第4,568,409号、Carlson等による米国特許第4,854,974号、Dickson等による米国特許第4,892,592号、Praschek等による米国特許第5,296,674号、Oswald等による米国特許第5,593,901号によって開示されているようなスクライブされたコーティング層に対してガラスシート基板を介してレーザビームをを差し向けることによって実行されることもある。
【０００３】
伝統的なレーザ処理システムは、２つのタイプがある。一つは、コーティングされたガラスシートがスクライビングのために支持される可動式ＸＹテーブル（２軸）上に取り付けられた固定されたレーザヘッドを含み、他の一方は、一軸可動式テーブル上に取り付けられた一軸可動式レーザスキャンニングヘッドを含むものである。第１のタイプの大きな欠点は、大きなＸＹテーブルの速度制限であり、それは一般的には約３００乃至５００mm／秒のレンジである。かくして、商業的に実用的な出力を達成するためには、複数のレーザノズルを供給する複数のレーザ又はスプリットビームを利用する必要がある。高くつくことに加えて、かかるシステムは、困難な光学アライメントを維持する必要があり、また、各ノズルのパワーを個々に制御する必要がある。更に、スクライブの間の間隔を容易にするためにノズル間の調整及びリアルタイムスペーシングをとらなければならない。レーザヘッドを約７００乃至８００mm／秒より早く移動させることが困難なため、他のシステムもまた同じ問題を有する。
【０００４】
本件出願に関する調査中に気付いた他のレーザスクライビング特許は、ヤマザキによる米国特許第4,603,470号、ニシウラによる米国特許第4,689,874号及びキドグチによる米国特許第5,956,572号を含む。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本件発明の目的は、相対的に高速にガラスシート基板コーティングをレーザスクライビングするための改良された方法を提供することであり、それにより費用対効果の高い製品を提供することができる。
【０００６】
上記目的を達成するために、一方がコーティングされておらず他の一方がコーティングされた対向する表面を備えたガラスシート基板でレーザスクライビングを実行する。コーティングされた基板は、レーザソースと近接して、コンベヤ移送の方向に沿ってコンベヤ移送され、かかるレーザソースは、８乃至７０ナノ秒のれん時のパルス持続時間と、５０乃至１００キロヘルツのレンジのパルス周波数と、近赤外線基本振動数での波長とを備えたパルスレーザビームを提供する。パルスレーザビームは、コーティングを介してオーバーラッピングアブレーションを提供するために、他の表面でコーティングを通して、ガラスシート基板の非コーティング表面に向かって、ＸＹＺガルバノメータ制御ミラーシステムから反射され、少なくとも１０００ｍｍ／秒の速度でスクライビングされる。
【０００７】
ガラスシート基板は、垂直方位でコンベヤ移送され、パルスレーザビームが基板を通る位置からコンベヤ移送の方向に沿って上流及び下流に配置された真空ポジショナとガスプレッシャとによってコンベヤ移送される方向に対して側方に位置決めされ、かかるポジショナが基板の平面を制御する。ガスプレッシャ及び真空ポジショナは、ガラスシート基板の非コーティング表面でそのガラスシート基板を位置決めし、コーティングされた表面の劣化を防止する。
【０００８】
スクライビングレーザビームが適当に焦点合わせされるように、レーザ検知機は、コーティングされた表面の正確な位置を検知する。
【０００９】
本発明にかかる方法のある実施形態では、コーティングされたガラスシート基板のコンベヤ移送が、そのインデックス付けによって提供され、レーザスクライビング中、基板は平静に保持される。
【００１０】
別の実施形態では、レーザスクライビングは、ガラスシート基板がコンベヤ移送されるときに実施される。
【００１１】
レーザスクライビング方法を実施するとき、コーティングされたガラスシート基板は、複数の異なるコーティング層を有するように露出され、複数のレーザスクライブが異なるパワーレベルで行われ、その結果、スクライブは異なる層にまで延びる。特に、最も高速なパフォーマンスのレーザスクライビング方法では、複数のレーザソース及び関連するＸＹＺガルバノメータ制御ミラーシステムはそれぞれ、少なくとも１０００ｍｍ／秒のスクライビング速度で、８乃至７０ナノ秒のレンジのパルス持続時間と、５０乃至１００キロヘルツのレンジのパルス周波数と、近赤外線基本振動数での波長とをそれぞれ備えた、異なるパワーレベルで異なるスクライブのパルスレーザスクライビングを提供する。
【００１２】
本発明の異なる目的は、ガラスシート基板のコーティングをレーザスクライビングするための改良された装置を提供することである。
【００１３】
かかる目的を達成するために、本発明にかかる装置は、一方がコーティングされておらず、他の一方がコーティングされた対向する表面を備えたガラスシート基板をコンベヤ移送する方向に沿ってガラスシート基板をコンベヤ移送するためのコンベヤを包含する。レーザソースは、８乃至７０ナノ秒のレンジのパルス持続時間と、５０乃至１００キロヘルツのレンジのパルス周波数と、近赤外線基本振動数での波長とを備えたパルスレーザビームを提供することである。ＸＹＺガルバノメータ制御ミラーシステムは、コーティングを介してオーバーラッピングアブレーションを提供するために、他の表面でコーティングを介してガラスシート基板のコーティングされていない表面に向かって、レーザソースからのパルスレーザビームを反射し、少なくとも１０００ｍｍ／秒の速度でスクライビングする。
【００１４】
装置は、基板を垂直方位に支持し、レーザスクライビング中、真空ポジショナが基板の平面を制御するように、パルスレーザビームが基板を通る位置からコンベヤ移送の方向に沿って上流及び下流に配置された真空ポジショナとガスプレッシャとを包含する。
【００１５】
装置は、スクライビングレーザビームが適当に焦点合わせされるように、コーティングされた基板の正確な位置を検出するレーザ検知機を包含する。
【００１６】
開示された装置は、８乃至７０ナノ秒のレンジのパルス持続時間と、５０乃至１００キロヘルツのレンジのパルス周波数と、近赤外線基本振動数での波長を各々備えた、異なるパワーレベルで作動する複数のパルスレーザソースを含み、かかる装置の複数のＸＹＺガルバノメータ制御レーザミラーシステムは、少なくとも１０００ｍｍ／秒の速度のスクライビングを提供するために、レーザソースからパルスレーザビームをそれぞれ反射する。
【００１７】
本件発明の１又はそれ以上の実施形態を、添付の図面と図面の説明と併せて詳細に説明する。本件発明の他の特徴、目的、及び利点があることは、詳細な説明、図面及び特許請求の範囲から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明にかかる方法を実施するために本件発明により構築されたレーザスクライビング装置を含む光起電性パネル製造システムの各ステーションの概略図である。
【図２】別々のセルを提供するためにスクライブされた光起電性パネルの平面図である。
【図３】ガラスシート基板上に得られる光起電性パネルを提供するためにスクライブされるコーティング層を含む断面図である。
【図４】第１及び第２のスクライブがなされた後の図３と同様のパネルの断面図である。
【図５】第３のスクライブがなされた後のステージのパネルを示す図４と同様の断面図である。
【図６】スクライビングが実施される仕方を図示した概略図である。
【図７】スクライビング中にガラスシート基板を位置決めするために利用されるポジショナの構成を図示すべく、図６の７−７線から見た図である。
【図８】右ローディングエンドと、中央レーザスクライビングモジュールと、左アンローディングエンドとを各々有するレーザスクライビングステーションを示した断面図である。
【図９】レーザスクライビングモジュールを示すために、図８中の線９−９の方向に沿って拡大して示した平面図である。
【図１０】図８に示したものから拡大したレーザスクライビングモジュールを示した図９中の線１０−１０の方向に沿って示した正面断面図である。
【図１１】基板上のコーティングにおけるオーバーラップアブレーションがレーザスクライビングを実行する仕方を図示した概略図である。
【図１２】コーティングされたガラスシート基板が定常に保持されながら、レーザスクライビングが、実施されるレーザスクライビング・インデックスをコンベヤー送りすることによって進行する方法を示す。
【図１３】コーティングされたガラスシート基板を連続的に移動させ、角度的に運搬の方向に沿ってレーザビームを移動させることによってレーザスクライビングが行われる別の方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１、２及び３を参照すると、システム２０は、光起電性パネル２２の製造に用いられるステーションを含む。パネル２２は、図３に示した酸化錫層２６でコーティングされた一方の表面を備えたガラスシート基板２４を使用して製造される。酸化錫でコーティングされたガラス基板２４の洗浄及び清浄後、第１のステーション３０で硫化カドミウム層２８を約３０００オングストローム厚堆積する。ガラスシート基板が第２のステーション３２に矢印Ｃによって示された輸送の方向に沿って移送され、第２のステーション３２で、処理ステーション３６及び３８に移動される前に、テルル化カドミウム層３２を約３ミクロン厚堆積する。第１のスクライビングステーション４０に基板の移送をした後、酸化錫層２６、硫化カドミウム層２８及びテルル化カドミウム層３４を介して、これより後により詳細に述べる本件発明によって実施される仕方で、パルスレーザスクライビング装置４２aは第１のセットのスクライブ４４のスクライビングを提供する。第１のセットのスクライブ４４のスクライビング後、次いで、基板はステーション４６に移送される。そこでは第１のセットのスクライブ４４は、誘電材料４８に満たされ、その後、基板は第２のスクライビングステーション５０に移送される。そこでは、本件発明によって構築されたパルスレーザスクライビング装置４２bが、酸化錫層２６をスクライビングすることなく、硫化カドミウム層２８及びテルル化カドミウム層３４に対して第２のセットのスクライブ５２のスクライビングを提供するために、第１のスクライビングステーションより低いパワーレベルで作動する。次いで、基板はコーティングステーション５４に移送され、そこでは、処理ステーション５８に移動される前に、導電バック電極層５６（図５）がつけられる。次いで、基板は第３のスクライビングステーション６０に移送され、そこで、本件発明によって構築されたスクライビング装置４２cが、電気的に互いに直列に通電する個々のセル６４を提供するために、バック電極層５６に対して第３のセットのスクライブ６２を提供するために、第２のスクライビングステーションよりも低いパワーレベルで作動する。図２に示すような電気的コネクタ６５を、パネルの電気的接続のために設ける。
【００２０】
図１に示したステーション３０での硫化カドミウムの堆積、及び、ステーション３２でのテルル化カドミウムの堆積は、Foote等による米国特許第5,248,349号、Foote等による米国特許第5,372,646号、Foote等による米国特許第5,470,397号、Foote等による米国特許第5,536,333号、Powell等による米国特許第5,934,163号、及びPowell等による米国特許第6,037,241号の開示に従って実施され、何れの開示もここにリファレンスとして組み入れる。
【００２１】
図２に示した光起電性パネル２２は、その対辺６６が約６０ｃｍ（６００ｍｍ）の幅を持ち、対辺６８が約１２０ｃｍの長さをもつ細長い形状を有する。更に、上述のスクライビングは、関係するスクライブを含む各セルに関する有用なスペースが１ｃｍよりも僅かに大きい１１５個のセル６４を提供する。かくして、１１５個のセルのパネルを提供するために各セットのスクライブは、全長約６９，０００ｍｍを有する。経済的な製造を実施するために、パネルはすぐに作られ、又は、レーザ装置は約１０００mm／秒以上の速度でスクライビングをしなければならない。実際に、後で詳述する本件発明のスクライビング装置は、ステーション間の移送時間のために、２０００乃至３００mm／秒のスクライブ速度を有する。各セットのスクライブを行うために単一のレーザ装置を使用することができる場合は、図１に示した３つのスクライビングステーションの各々でレーザスクライビング装置４２a、４２b及び４２cの供給は、より高速なオペレーションと、その結果としてより費用対効果的に有効な製品を提供する。
【００２２】
コーティングガラスシート基板をレーザスクライビングするための方法は、本発明の全ての態様の理解を容易にするためにレーザスクライビング装置４２と統合した仕方で説明する。このレーザスクライビング装置４２は、図６乃至１０に図示してあり、右ローディングエンド７０、左アンローディングエンド７２及び中央レーザスクライビングモジュール７４を含む図８は特に詳細に図示してある。スクライブされるコーティングガラスシート基板は、レーザスクライビングのために、ローディングエンド７０からレーザスクライビングモジュール７４に向かって左方向に垂直に延びた方位でコンベヤ送りされ、その後、次のステーションに配送するための準備ができ、アンローディングエンド７２に向かって左方向にコンベヤ移送される。ローディングエンド７０からの移送は、ローディングカート７６で提供され、レーザスクライビングオペレーション中の正確に制御された移送のために、図１０に最も良く表されているレーザスクライビングコンベヤ７８によってガラスシートを受ける。後で詳述するレーザスクライビング後、スクライブされたガラスシート基板は、レーザスクライビングコンベヤ７８から、図８に示したアンローディングステーション７２のアンローディングカート８０に移送される。コンベヤ７８は、酸化錫、硫化カドミウム及びテルル化カドミウム層が位置決めされたコーティング表面８２とコーティングされていない表面８１を有する図６に示したガラスシート基板２４を移送し、これは、前述したバック電極層の適用前に、図１に示した第１のスクライビングステーション４０でのスクライビングに対応するものである。スクライビングは、そのコーティングされていない表面８１からそのコーティングされた表面８２までガラスシート基板２４を介してレーザビームを差し向けることによって実行され、スクライビングに関する異なる層に対して、スクライブされる層は、各スクライブに関するレーザのパワーレベルによって制御される。
【００２３】
図９に最も良く表されているように、レーザスクライビング装置４２は、８乃至７０ナノ秒のレンジのパルス持続時間と、５０乃至１００キロヘルツのレンジのパルス周波数を有し、近赤外線基本振動数での波長を備えたパルスレーザビーム８４を提供するレーザソース８３を含む。利用される特定のレーザソース８３は、８乃至７０ナノ秒のレンジのパルス持続時間を有し、５０乃至１００キロヘルツのレンジのパルス周波数で作動し、１０６４ナノメートルのその近赤外線基本周波数での波長を備えたパルスレーザビームを提供する、ダイオードポンプＱスイッチ・ネオジウムドープのバナジン酸イットリウムレーザソースである。パルスレーザビームは、スクライビングを実行するためにレーザビームを差し向ける９０によってまとめて差し向けられる、ＸＹＺガルバノメータ制御ミラーシステムに、ミラー８６及び８８によって反射される。特に、ＸＹＺガルバノメータ制御ミラーシステム９０は、Ｚ方位にビームの焦点距離を制御するためにレンズを水平に移動させるガルバノメータ制御焦点合わせ器９２と、ＸＹ方位にビームを差し向けるガルバノメータ制御デュアルミラーアセンブリ９４とを含み、その結果それによりまとめてＸＹＺ制御をすることができる。
【００２４】
図６に示したようなガラスシート基板２４のコーティングされていない表面８１からのスクライブのレーザスクライビングにより、プルームによって、次のレーザパルスが次の各アブレーションを提供するためにコーティングを通過させなくするように、かかるスクライビングを提供するアブレーションによって形成されるガスプルームはない。更に、図１１に示したスクライビングは、互いにオーバーラップするアブレーション９５で実行される。５０％のオーバーラップは、全体的に均一なスクライブ幅と、早いスクライブ速度を提供する。従って、アブレーション９５は、図１１に示したような第１のスクライブ４４のようなスクライブを提供し、第２及び第３のスクライブはまた、同じ方法で提供される。
【００２５】
引き続き図６を参照し、更に図１０を参照すると、レーザスクライビング装置４２は、ガスプレッシャと、ガラスシート基板平面をその非コーティング表面８１で維持し、輸送方向に対して側方に基板を位置決めする真空ポジショナ９６とを有し、焦合パルスレーザビームが、スクライブされる層でＺ方向において焦点合わせされる。これらのポジショナ９６は、レーザビーム８４がレーザスクライビングを提供するためにガラスシートを通過する位置の上流及び下流の両方に垂直に延びるように配置される。図１０に更に示したように、スクライビング位置の上流に５つのポジショナ９６と、スクライビング位置の下流に５つのポジショナがある。図６及び７に示したように、各ポジショナ９６は、真空がコンジット１０２を介して真空ソース１００から適用される中央位置９８を有する。各ポジショナ９６の環状多孔部材１０４は、中央位置９８の周りに延び、コンジット１０８を介してガスソース１０６から圧縮ガスを受ける。ポジショナ９６は、スクライブされる層でのレーザ焦点合わせ及びアブレーションに関する正確な位置を提供するために、約４乃至６ミクロン以内で非コーティングガラスシート表面８１を位置決めする。
【００２６】
図６，８及び１０に示したとおり、スクライビング位置から上流に配置されたレーザ検出器１０９は、ガラス基板の正確な位置を検出するために非コーティングガラス表面８１から戻るように反射するレーザ検出ビーム１０９a（図６）を提供し、焦点合わせ器との接続を介して、ガルバノメータミラーシステム９０の焦点合わせ器は、スクライビングレーザビームのスクライビングと移動の範囲の隅から隅まで検出した位置に応じてパルススクライビングレーザビーム８４を焦点合わせする。この検出は、ガラスが製造されるときに形成されたローラー波形のようなガラスシート基板のいかなる非平面構造にも適用できる。
【００２７】
レーザスクライビングを実行することができる２つの異なる方法をそれぞれ図１２及び１３に示す。以前に形成された隣接したスクライブの間に適当な間隔を提供するために、第１のものが水平方向に調節された後、レーザビームがスクライビングを実行するために垂直に移動するように、コーティングされた基板が平静に維持されている間、レーザスクライビングステーションコンベヤは、各レーザスクライブ１１２の間、輸送インデックス１１０を提供する。図１３に示したように、コーティングされたガラスシート基板を運搬Ｃの方向に沿って連続的に輸送することも可能であり、その場合、レーザスクライブ１１４のパスは、輸送方向に沿った方向と、本当の垂直方向との間に角度を形成しており、各スクライブの完了後、ガルバノメータ制御ミラーシステムのリセットモーション１１５があり、完全なパスは、一般的には蝶ネクタイのような形状に図示される。
【００２８】
図１０を参照すると、第１のスクライビングステーションに移送する前に、コーティングされたガラスシート基板の２つの上方の角が、一対のカメラ１１６によって検出される各基準位置でレーザマークされ、その結果、それが基準位置の間の間隔とパネルの正確な位置に関する信号を提供し、スクライビングが正確に位置決めされる。これにより、熱膨張又は収縮、及び、異なる基板における基準間の異なる間隔に対して必要な調整をすることができる。
【００２９】
更に、各基板は、図９に示したように、バーコードリーダ１１８によって検知されるバーコードを備えることができ、その結果、スクライブされる各特定の基板を識別することができる。更に、装置は、スクライブされる基板のコーティング側からの排気を受ける排気フード１２０を含む。スクライビングが適当なパワーレベルで実行されることを保証するために、ガルバノメータ制御ミラー９０は、８４aで示したようにレーザビームをパワーメータ１２２に周期的に反射させ、かかるパワーメータ１２２は、パルスレーザソース８３からのパワーレベルの必要な調整を提供するのに利用される。
【００３０】
上述のように、異なる層を介して第１，第２及び第３のセットのスクライブ４４，５２及び６２を提供するために、レーザの平均パワーレベルはそれぞれ、約２０ワット、８乃至９ワット、及び４乃至５ワットである。
【００３１】
本件発明を実施するための最良の形態を詳細に記載したが、本件発明に関連する当業者は、特許請求の範囲によって定義された発明を実施するために種々の変形実施形態を認識できるであろう。
【図１】
2010012519.tif 000003
【図２】
2010012519.tif 000004
【図３】
2010012519.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010012519.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年9月4日(2009.9.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザスクライビング方法であって、
一方がコーティングされておらず、他方がコーティングされた対向する表面を有するガラスシート基板を提供し、
少なくとも５０キロヘルツのパルス周波数と７０ナノ秒以下のパルス持続時間を有し、基本振動数での波長が近赤外線領域にあるパルスレーザビームを提供するレーザソースに近接して、前記ガラスシート基板を所定の移送方向に沿って移送し、
レーザソースからのパルスレーザビームを、ガラスシート基板のコーティングされていない表面に向けて、ＸＹＺガルバノメータ制御ミラーによって反射させ、該コーティングされていない表面を通過させて、ガラスシート基板の他方の表面のコーティングに到達させ、該コーティングに対して、他のアブレーションの少なくとも一部とオーバーラップするオーバーラップアブレーションを提供し、少なくとも１０００ｍｍ／秒の速度でスクライビングする、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
ガラスシート基板を、垂直向きに保持しつつ移送し、パルスレーザビームがガラスシート基板を通る位置に対して前記移送方向に沿って上流及び下流に配置された真空ポジショナにより移送方向に対して側方から位置決めし、スクライビングの間、前記真空ポジショナがガラスシート基板の垂直向きを制御することを特徴とする、請求項１に記載のレーザスクライビング方法。
【請求項３】
真空ポジショナが、ガラスシート基板のコーティングされていない表面でそのガラスシート基板を位置決めし、コーティングされた表面の劣化を防止することを特徴とする、請求項２に記載のレーザスクライビング方法。
【請求項４】
前記真空ポジショナに近接した位置に照射されるレーザ検出ビームによってガラスシート基板の位置を検出し、前記検出した位置に基づきパルスレーザビームの焦点を合わせることを特徴とする請求項２に記載のレーザスクライビング方法。
【請求項５】
コンベアによってガラスシート基板の移送に関する移送位置情報を提供し、ガラスシート基板をスクライビングする間、静止状態に保持することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザスクライビング方法。
【請求項６】
ガラスシート基板を移送しながら、スクライビングが実施されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザスクライビング方法。
【請求項７】
ガラスシート基板のコーティングが複数の層からなり、複数のスクライブが異なるパワーレベルで形成され、複数のスクライブが異なる層に延びることを特徴とする、請求項１に記載のレーザスクライビング方法。
【請求項８】
複数のレーザソース及び各レーザソースに対応するＸＹＺガルバノメータ制御ミラーが、少なくとも１０００ｍｍ／秒の速度で、８乃至７０ナノ秒のレンジのパルス持続時間と、５０乃至１００キロヘルツのレンジのパルス周波数とを持ち、基本振動数での波長が近赤外線領域にある、異なるパワーレベルのパルスレーザビームで、異なるスクライブを形成するスクライビングを行うことを特徴とする請求項７に記載のレーザスクライビング方法。
【請求項９】
レーザスクライビング方法であって、
一方はコーティングされておらず、他方は複数の層からなるコーティングがなされた対向する表面を備えたガラスシート基板を提供し、
７０ナノ秒以下のパルス持続時間と少なくとも５０キロヘルツのパルス周波数を有し、基本振動数での波長が近赤外線領域にあり選択されたパワーのパルスレーザビームを提供するバナジウムレーザソースに近接して、前記ガラスシート基板を垂直向きに保持しながら、所定の移送方向に沿って移送し、
真空ポジショナによって、垂直向きのガラスシート基板を位置決めし、
バナジウムレーザソースからのパルスレーザビームを、ガラスシート基板のコーティングされていない表面に向けて、ＸＹＺガルバノメータ制御ミラーによって反射させ、コーティングされていない表面を通過させて、ガラスシート基板の他方の表面のコーティングに到達させ、該コーティングの所定の層に対して、他のアブレーションの少なくとも一部とオーバーラップするオーバーラップアブレーションを提供し、少なくとも１０００ｍｍ／秒の速度でスクライビングする、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
レーザスクライビング装置であって、
一方がコーティングされておらず、他方がコーティングされている対向する表面を備えたガラスシート基板を所定の移送方向に沿って、移送するためのコンベヤと、
７０ナノ秒以下のパルス持続時間と少なくとも５０キロヘルツのパルス周波数を有し、基本振動数での波長が近赤外線領域にあるパルスレーザビームを提供するように、コンベヤに近接して位置決めされたレーザソースと、
ガラスシート基板のコーティングされていない表面に向けて、パルスレーザビームを反射させるＸＹＺガルバノメータ制御ミラーと、を有し、
パルスレーザビームをガラスシート基板のコーティングされていない表面を通過させて、ガラスシート基板の他方の表面のコーティングに到達させて、該コーティングに対して、他のアブレーションの少なくとも一部とオーバーラップするオーバーラップアブレーションを提供して、少なくとも１０００ｍｍ／秒の速度でのスクライビングを提供することを特徴とする装置。
【請求項１１】
パルスレーザビームがガラスシート基板を通る位置に対して、前記移送方向に沿って上流と下流に配置された真空ポジショナを更に含み、スクライビング中、前記真空ポジショナがガラスシート基板の平面及び位置を制御する、ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
パルスレーザビームを焦点合わせさせるために、真空ポジショナに近接した位置で、ガラスシート基板に対してレーザ検出ビームを送受信することによりガラスシート基板の位置を検出するレーザ検知器を更に含むことを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載のガラスシート基板をレーザスクライビングするための装置であって、
８乃至７０ナノ秒のレンジのパルス持続時間と、５０乃至１００キロヘルツのレンジのパルス周波数を有し、基本振動数での波長が近赤外線領域にあり、異なるパワーレベルのパルスレーザビームを提供する複数のレーザソースと、
少なくとも１０００ｍｍ／秒の速度でのスクライビングを提供するために、レーザソースからのパルスレーザビームをそれぞれ反射する、複数のＸＹＺガルバノメータ制御ミラーと、
を有することを特徴とする装置。
【請求項１４】
一方がコーティングされておらず、他方が複数の層からなるコーティングを有する対向する表面を備えたガラスシート基板を所定の移送方向に沿って移送するコンベヤと、
７０ナノ秒以下のパルス持続時間と少なくとも５０キロヘルツのパルス周波数を有し、基本振動数での波長が近赤外線領域にあり、選択されたパワーのパルスレーザビームを提供し、前記移送方向に沿って互いに間隔が隔てられて配置された複数のバナジウムレーザソースと、
ガラスシート基板のコーティングされていない表面に向けて、パルスレーザビームをそれぞれ反射する複数のＸＹＺガルバノメータ制御ミラーと、を有し、
パルスレーザビームをガラスシート基板のコーティングされていない表面を通過させて、ガラスシート基板の他方の表面のコーティングに到達させて、該コーティングの１又はそれ以上の層に対して、他のアブレーションの少なくとも一部とオーバーラップするオーバーラップアブレーションを提供し、少なくとも１０００ｍｍ／秒の速度でのスクライビングを提供することを特徴とするレーザスクライビングのための装置。
【請求項１５】
パルス周波数が５０乃至１００キロヘルツのレンジであり、パルス持続時間が８乃至７０ナノ秒のレンジであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
パルス周波数が５０乃至１００キロヘルツのレンジであり、パルス持続時間が８乃至７０ナノ秒のレンジであることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
パルスレーザビームの波長が１０６４ナノメートルであることを特徴とする請求項１〜９または請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
パルスレーザビームの波長が５３２ナノメートルであることを特徴とする請求項１〜９または請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
パルスレーザビームが第１レーザビームと第２レーザビームに分割され、第１レーザビームの波長が１０６４ナノメートルであり、第２レーザビームの波長が５３２ナノメートルであることを特徴とする請求項１〜９または請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
第２レーザビームを更に含み、第１レーザビームの波長が１０６４ナノメートルであり、第２レーザビームの波長が５３２ナノメートルであることを特徴とする請求項１〜９または請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
パルスレーザビームの波長が１０６４ナノメートルであることを特徴とする請求項１０〜１４または請求項１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
パルスレーザビームの波長が５３２ナノメートルであることを特徴とする請求項１０〜１４または請求項１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
パルスレーザビームが第１レーザビームと第２レーザビームに分割され、第１レーザビームの波長が１０６４ナノメートルであり、第２レーザビームの波長が５３２ナノメートルであることを特徴とする請求項１０〜１４または請求項１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
第２レーザビームを更に含み、第１レーザビームの波長が１０６４ナノメートルであり、第２レーザビームの波長が５３２ナノメートルであることを特徴とする請求項１０〜１４または請求項１６のいずれか１項に記載の装置。