特開 2023-74021 レーザ切断装置、レーザ切断方法、及びディスプレイの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023074021

(43)【公開日】2023-05-29

(54)【発明の名称】レーザ切断装置、レーザ切断方法、及びディスプレイの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/38 20140101AFI20230522BHJP

   C03B 33/09 20060101ALI20230522BHJP

【ＦＩ】

B23K26/38 Z

C03B33/09

【審査請求】未請求

【請求項の数】22

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021186715

(22)【出願日】2021-11-17

(71)【出願人】

【識別番号】521476506

【氏名又は名称】ＪＳＷアクティナシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】小田嶋 保

(72)【発明者】

【氏名】下地 輝昭

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 大介

(72)【発明者】

【氏名】小林 直之

【テーマコード（参考）】

4E168

4G015

【Ｆターム（参考）】

4E168AD07

4E168CA06

4E168CB03

4E168CB23

4E168DA02

4E168DA04

4E168DA13

4E168GA01

4E168GA02

4E168HA01

4E168JA14

4E168JB03

4G015FA06

4G015FB01

4G015FB02

4G015FC02

(57)【要約】

【課題】効率的に切断プロセスを行うことができるレーザ切断装置、及びディスプレイの製造方法を提供する。
【解決手段】本実施形態にかかるレーザ切断装置１は、ワークＷを吸着保持するステージ２０と、ワークＷを切断するためのレーザ光をワークに導く光学系３０と、上面視において、第１の方向に光学系３０を移動可能に保持するガイド機構と、ガイド機構に沿って前記光学系を移動させる第１駆動機構と、上面視において、ガイド機構を第１の方向と異なる第２の方向に移動させる第２駆動機構と、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを吸着保持するステージと、
前記ワークを切断するためのレーザ光を前記ワークに導く光学系と、
上面視において、第１の方向に前記光学系を移動可能に保持するガイド機構と、
前記ガイド機構に沿って前記光学系を移動させる第１駆動機構と、
前記上面視において、前記ガイド機構を前記第１の方向と異なる第２の方向に移動させる第２駆動機構と、を備えたレーザ切断装置。

【請求項2】

前記ガイド機構が複数設けられ、
それぞれの前記ガイド機構が１つ以上の前記光学系を保持している請求項１に記載のレーザ切断装置。

【請求項3】

前記ガイド機構が複数の前記光学系を保持している請求項１、又は２に記載のレーザ切断装置。

【請求項4】

前記光学系が、
第１の波長のレーザ光をワークに導く第１光学系と、
前記第１光学系と独立して設けられ、前記第１の波長とは異なる第２の波長のレーザ光を前記ワークに導く第２光学系とを備えている請求項１～３のいずれか１項に記載のレーザ切断装置。

【請求項5】

前記第１の方向に移動可能に設けられた移載機構をさらに備え、
前記移載機構が前記ワークを前記ステージに移載する、又は前記ステージから前記ワークを移載する請求項１～４のいずれか１項に記載のレーザ切断装置。

【請求項6】

前記移載機構が、前記ワークを上側から吸着する吸着部と、
前記吸着部を上下方向に移動させる昇降機構と、を備えている請求項５に記載のレーザ切断装置。

【請求項7】

前記第１の方向において、前記ステージの両端にそれぞれ前記移載機構が配置されている請求項５、又は６に記載のレーザ切断装置。

【請求項8】

レーザ切断装置を用いてワークを切断するレーザ切断方法であって、
前記レーザ切断装置は、
前記ワークを切断するためのレーザ光を前記ワークに導く光学系と、
上面視において、第１の方向に前記光学系を移動可能に保持するガイド機構と、
前記ガイド機構に沿って前記光学系を移動させる第１駆動機構と、
前記上面視において、前記ガイド機構を前記第１の方向と異なる第２の方向に移動させる第２駆動機構と、を備え、
前記レーザ切断方法は、
ステージが前記ワークを吸着保持するステップと、
前記ワークにおける前記レーザ光の照射位置を変えるために、前記光学系を移動させるステップと、備えたレーザ切断方法。

【請求項9】

前記レーザ切断装置には、前記ガイド機構が複数設けられ、
それぞれの前記ガイド機構が１つ以上の前記光学系を保持している請求項８に記載のレーザ切断方法。

【請求項10】

前記ガイド機構が複数の前記光学系を保持している請求項８、又は９に記載のレーザ切断方法。

【請求項11】

前記光学系が、
第１の波長のレーザ光をワークに導く第１光学系と、
前記第１光学系と独立して設けられ、前記第１の波長とは異なる第２の波長のレーザ光を前記ワークに導く第２光学系とを備えている請求項８～１０のいずれか１項に記載のレーザ切断方法。

【請求項12】

前記第１の方向に移動可能に設けられた移載機構が、前記ワークを前記ステージに移載するステップをさらに備えた請求項８～１１のいずれか１項に記載のレーザ切断方法。

【請求項13】

前記移載機構が、前記ワークを上側から吸着する吸着部と、
前記吸着部を上下方向に移動させる昇降機構と、を備えている請求項１２に記載のレーザ切断方法。

【請求項14】

前記第１の方向において、前記移載機構が前記ステージの両端にそれぞれ配置され、
前記第１の方向に移動可能に設けられた移載機構が、前記ステージから前記ワークを移載するステップをさらに備えた請求項１２、又は１３に記載のレーザ切断方法。

【請求項15】

表示パネルとなるワークをレーザ切断装置で切断するディスプレイの製造方法であって、
前記レーザ切断装置は、
前記ワークを切断するためのレーザ光を前記ワークに導く光学系と、
上面視において、第１の方向に前記光学系を移動可能に保持するガイド機構と、
前記ガイド機構に沿って前記光学系を移動させる第１駆動機構と、
前記上面視において、前記ガイド機構を前記第１の方向と異なる第２の方向に移動させる第２駆動機構と、を備え、
前記製造方法は、
ステージが前記ワークを吸着保持するステップと、
前記ワークにおける前記レーザ光の照射位置を変えるために、前記光学系を移動させるステップと、備えたディスプレイの製造方法。

【請求項16】

前記レーザ切断装置には、前記ガイド機構が複数設けられ、
それぞれの前記ガイド機構が１つ以上の前記光学系を保持している請求項１５に記載のディスプレイの製造方法。

【請求項17】

前記ガイド機構が複数の前記光学系を保持している請求項１５、又は１６に記載のディスプレイの製造方法。

【請求項18】

前記光学系が、
第１の波長のレーザ光をワークに導く第１光学系と、
前記第１光学系と独立して設けられ、前記第１の波長とは異なる第２の波長のレーザ光を前記ワークに導く第２光学系とを備えている請求項１５～１７のいずれか１項に記載のディスプレイの製造方法。

【請求項19】

前記第１の方向に移動可能に設けられた移載機構が、前記ワークを前記ステージに移載するステップをさらに備えた請求項１５～１８のいずれか１項に記載のディスプレイの製造方法。

【請求項20】

前記移載機構が、前記ワークを上側から吸着する吸着部と、
前記吸着部を上下方向に移動させる昇降機構と、を備えている請求項１９に記載のディスプレイの製造方法。

【請求項21】

前記第１の方向において、前記移載機構が前記ステージの両端にそれぞれ配置され、
前記第１の方向に移動可能に設けられた移載機構が、前記ステージから前記ワークを移載するステップをさらに備えた請求項１９、又は２０に記載のディスプレイの製造方法。

【請求項22】

第８世代以上のガラス基板を吸着保持するための、固定されたステージと、
前記ガラス基板を切断するためのレーザ光を該ガラス基板に導く光学系と、
前記光学系を移動可能に保持するガイド機構と、
前記ガイド機構に沿って前記光学系を移動させる駆動機構と、
を備えたレーザ切断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はレーザ切断装置、レーザ切断方法、及びディスプレイの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、レーザ切断装置が開示されている。特許文献１のレーザ切断装置は、紫外線レーザ発振装置と赤外線レーザ発振装置とを備えている。ステージに載置されたガラス基板に赤外線レーザと紫外線レーザとが照射されている。基板に対する赤外線レーザと紫外線レーザとの相対位置を移動させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－１７５４８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このようなレーザ切断装置では、より効率的にワークを切断することが望まれる。特に、ディスプレイ用の基板の大型化に伴い、より効率的にプロセスを行うことが望まれる。

【0005】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施の形態によれば、レーザ切断装置は、ワークを吸着保持するステージと、前記ワークを切断するためのレーザ光を前記ワークに導く光学系と、上面視において、第１の方向に前記光学系を移動可能に保持するガイド機構と、前記ガイド機構に沿って前記光学系を移動させる第１駆動機構と、前記上面視において、前記ガイド機構を前記第１の方向と異なる第２の方向に移動させる第２駆動機構と、を備えている。

【0007】

一実施の形態によれば、レーザ切断方法は、レーザ切断装置を用いてワークを切断するレーザ切断方法であって、前記レーザ切断装置は、前記ワークを切断するためのレーザ光を前記ワークに導く光学系と、上面視において、第１の方向に前記光学系を移動可能に保持するガイド機構と、前記ガイド機構に沿って前記光学系を移動させる第１駆動機構と、前記上面視において、前記ガイド機構を前記第１の方向と異なる第２の方向に移動させる第２駆動機構と、を備え、前記レーザ切断方法は、ステージが前記ワークを吸着保持するステップと、前記ワークにおける前記レーザ光の照射位置を変えるために、前記光学系を移動させるステップと、備えている。

【0008】

一実施の形態によれば、製造方法は、表示パネルとなるワークをレーザ切断装置で切断するディスプレイの製造方法であって、前記レーザ切断装置は、前記ワークを切断するためのレーザ光を前記ワークに導く光学系と、上面視において、第１の方向に前記光学系を移動可能に保持するガイド機構と、前記ガイド機構に沿って前記光学系を移動させる第１駆動機構と、前記上面視において、前記ガイド機構を前記第１の方向と異なる第２の方向に移動させる第２駆動機構と、を備え、前記製造方法は、ステージが前記ワークを吸着保持するステップと、前記ワークにおける前記レーザ光の照射位置を変えるために、前記光学系を移動させるステップと、備えている。

【0009】

本実施の形態にかかるレーザ切断装置は、第８世代以上のガラス基板を吸着保持するための、固定されたステージと、前記ガラス基板を切断するためのレーザ光を該ガラス基板に導く光学系と、前記光学系を移動可能に保持するガイド機構と、前記ガイド機構に沿って前記光学系を移動させる駆動機構と、を備えている。

【発明の効果】

【0010】

前記一実施の形態によれば、効率良くワークを切断することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】施の形態にかかるレーザ切断装置を模式的に示す斜視図である。

【図2】実施の形態にかかるレーザ切断装置を模式的に示す上面図である。

【図3】実施の形態にかかるレーザ切断装置を模式的に示す側面図である。

【図4】実施の形態にかかるレーザ切断装置を模式的に示す側面図である。

【図5】レーザ切断装置とその移載システムを模式的に示す上面図である。

【図6】レーザ切断装置とその移載システムを模式的に示す側面図である。

【図7】レーザ切断装置とその移載システムを模式的に示す側面図である。

【図8】移載機構がステージの上方にある状態を模式的に示す側面図である。

【図9】吸着プレートが下降した状態を模式的に示す側面図である。

【図10】変形例にかかる移載システムを示す上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本実施の形態にかかるレーザ切断装置は、例えば、フレキシブルディスプレイのフィルムを切断するフィルムレーザカッティング装置（ＦＬＣ装置）である。具体的には、フレキシブルフィルムを吸着ステージで吸着保持した状態で、レーザ光をフレキシブルフィルムに照射する。そして、フレキシブルフィルムに対するレーザ光の相対的な位置を移動させることで、フィルムを切断することができる。

【0013】

従って、本実施の形態では、ワークとしてはフレキシブルフィルム（単にフィルムともいう）が用いられている。レーザ切断装置がディスプレイのパネルサイズに合わせて、ワークを切断する。そして、１枚のワークから１つ又は複数の表示パネルが切り出される。つまり、ワークは多面取りのマザー基板になっている。以下、図面を参照して本実施の形態にかかる、レーザ切断装置、レーザ切断方法、及びディスプレイの製造方法について説明する。

【0014】

実施の形態１．
図１～図４を用いて、本実施の形態にかかるレーザ切断装置の構成について説明する。図１は、レーザ切断装置１の構成を模式的に示す斜視図ある。図２は、レーザ切断装置１の構成を模式的に示す上面図である。図３は、レーザ切断装置１の構成を模式的に示すＹＺ平面図である。図４は、レーザ切断装置１の構成を模式的に示すＸＺ平面図である。

【0015】

なお、以下に示す図では、説明の簡略化のため、適宜、ＸＹＺ３次元直交座標系を示している。Ｚ方向は鉛直上下方向であり、ワークＷの主面に直交する方向である。Ｘ方向及びＹ方向は、上面視において矩形状のワークＷの端辺と平行な方向である。なお、ワークＷの切断線はＸ方向又はＹ方向と平行な方向であるとする。

【0016】

レーザ切断装置１は、架台１０，ステージ２０、光学系３０、光学系３１、ガントリーステージ４０、ガントリーステージ４１を備えている。架台１０は、ステージ２０等を保持するテーブルである。ステージ２０は、架台１０の上に固定されている。

【0017】

ステージ２０は、ワークＷを吸着保持する吸着ステージである。つまり、ステージ２０は、バキュームチャックを行うためのチャックステージとなっている。ステージ２０の上面が吸着面となっている。吸着面はＸＹ平面と平行な平面になっている。例えば、ステージ２０は図示しない真空ポンプなどの排気手段に接続されている。そして、ステージ２０の吸着面から気体を吸引することで、ステージ２０がワークＷを吸着保持することができる。ワークＷがステージ２０の上に載せられた状態で、ステージ２０がワークＷを吸着する。これにより、フィルムのしわや反りが発生するのを防ぐことができる。

【0018】

具体的には、ステージ２０は、多孔質体を有している。例えば、ステージ２０は、多孔質アルミナや多孔質ＳｉＣ等のセラミック材料で形成されている。ステージ２０をポーラス材料で形成することで、ワークＷを確実に吸着保持することができる。なお、ステージ２０は、アルミニウムやステンレスなどの金属材料などで形成されていてもよい。つまり、ステージ２０は、金属加工により複数の吸引口が形成されたメタルステージであってもよい。また、ステージ２０において、切断線となる箇所には、溝が設けられていても良い。このようにすることで、レーザ照射によるステージ２０に対するダメージを抑制することができる。

【0019】

さらに、架台１０の上面には、測定器１５が設けられている。測定器１５は、ワークＷを撮像するカメラ等を有している。測定器１５は、上面視において、矩形状のステージ２０の角部近傍に配置されている。測定器１５は、ステージ２０上のワークＷを撮像する。ワークＷを撮像した画像により、ワークＷが位置合わせされてもよい。

【0020】

さらに、架台１０の上には、レーザ光をワークＷに照射するための光学系３０，及び光学系３１が設けられている。光学系３０、及び光学系３１は、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能に設けられている。光学系３０、及び光学系３１は、Ｘ方向及びＹ方向に移動することで、ワークＷの任意の位置にレーザ光を照射することができる。具体的には、光学系３０，及び光学系３１を切断線に沿って移動することで、レーザ光が切断線に沿って照射される。切断線は、ワークＷにおけるパネルサイズ及びパネル数により予め設定されている。

【0021】

光学系３０、及び光学系３１はステージ２０よりも上方に配置されている。光学系３０、及び光学系３１は、上側からワークＷにレーザ光を照射する。光学系３０、及び光学系３１がそれぞれガントリーステージ４０、４１に支持されている。よって、光学系３０，３１がそれぞれＸＹ方向に移動する。以下、ガントリーステージ４０，４１による光学系３０，３１のＸＹ駆動について説明する。

【0022】

架台１０の上面には、Ｘガイド溝１１が設けられている。Ｘガイド溝１１は、Ｘ方向と平行に形成されている。図２に示すように、Ｙ方向におけるステージ２０の両側にそれぞれ、Ｘガイド溝１１が形成されている。つまり、架台１０は、ステージ２０の＋Ｙ側に配置されたＸガイド溝１１と－Ｙ側に配置されたＸガイド溝１１とを有している。

【0023】

Ｘガイド溝１１を有する架台１０は、ガントリーステージ４０、４１をＸ方向に移動可能に保持するＸガイド機構となる。なお、Ｘガイド溝１１は架台１０に直接形成されていてもよく、架台１０と別体として形成されていても良い。例えば、架台１０に取り付けられたガイドレールが、Ｘガイド機構となっていてもよい。

【0024】

このように、ガントリーステージ４０とガントリーステージ４１とは、Ｘガイド溝１１にガイドされて、架台１０の上を移動する。Ｘガイド溝１１は、ガントリーステージ４０とガントリーステージ４１とで共通となっている。ガントリーステージ４１ガントリーステージ４０とは同様の構成となっている。ガントリーステージ４０とガントリーステージ４１とは、Ｘ方向に離間して配置されている。具体的には、ガントリーステージ４１は、ガントリーステージ４０の－Ｙ側に配置される。

【0025】

ガントリーステージ４０、及びガントリーステージ４１は、Ｘガイド溝１１に沿って移動する。具体的には、ガントリーステージ４０は、Ｘ駆動機構４０１と、ガントリー軸４０２とを備えている。Ｘ駆動機構４０１は、ガントリー軸４０２をＸ方向に移動可能に支持している。Ｙ方向において、Ｘ駆動機構４０１は、ガントリー軸４０２の両端に配置されている。Ｘ駆動機構４０１は、ガントリー軸４０２をＸ方向に移動するためのアクチュエータを有している。例えば、Ｘ駆動機構４０１のモータなどが動作することで、ガントリー軸４０２がＸ方向に移動する。

【0026】

ガントリー軸４０２はＹ方向に沿って延在している。具体的には、Ｙ方向において、ガントリー軸４０２の一端はステージ２０よりも＋Ｙ側に配置され、ガントリー軸４０２の他端はステージ２０よりも－Ｙ側に配置されている。ガントリー軸４０２の直下には、ステージ２０よりも高い空間が形成されている。ガントリー軸４０２は、ステージ２０の上方で、Ｘ方向に沿って移動する。つまり、ガントリー軸４０２は、ステージ２０の上方を移動する。

【0027】

ガントリー軸４０２にはＹガイド溝４０３が形成されている。Ｙガイド溝４０３はＹ方向と平行に形成されている。ガントリー軸４０２は、Ｙガイド溝４０３を介して、光学系３０を保持している。したがって、ガントリー軸４０２は光学系３０をＹ方向に移動可能に保持している。Ｙ駆動機構３０３が光学系３０を駆動することで、光学系３０がＹガイド溝４０３に沿って移動する。Ｙガイド溝４０３を有するガントリー軸４０２は、光学系３０をＹ方向にガイドするＹガイド機構となる。

【0028】

したがって、光学系３０がＸ方向及びＹ方向に移動する。つまり、ワークＷの上方の空間において、光学系３０が移動する。これにより、ワークＷにおける任意の位置にレーザ光を照射することができる。

【0029】

ガントリーステージ４１は、ガントリーステージ４０と独立して移動する。ガントリーステージ４１は、ガントリーステージ４０と同様の構成となっている。具体的には、ガントリーステージ４１は、Ｘ駆動機構４１１と、ガントリー軸４１２とを備えている。Ｘ駆動機構４１１は、ガントリー軸４１２をＸ方向に移動可能に支持している。Ｙ方向において、Ｘ駆動機構４１１は、ガントリー軸４１２の両端に配置されている。Ｘ駆動機構４１１は、ガントリー軸４１２をＸ方向に移動するためのアクチュエータを有している。例えば、Ｘ駆動機構４１１のモータなどが動作することで、ガントリー軸４１２がＸ方向に移動する。

【0030】

ガントリー軸４１２はＹ方向に沿って延在している。具体的には、Ｙ方向において、ガントリー軸４１２の一端はステージ２０よりも＋Ｙ側に配置され、ガントリー軸４１２の他端はステージ２０よりも－Ｙ側に配置されている。ガントリー軸４１２の直下には、ステージ２０よりも高い空間が形成されている。ガントリー軸４１２は、ステージ２０の上方で、Ｘ方向に沿って移動する。つまり、ガントリー軸４１２は、ステージ２０の上方を移動する。

【0031】

ガントリー軸４１２にはＹガイド溝４１３が形成されている。Ｙガイド溝４１３はＹ方向と平行に形成されている。ガントリー軸４１２は、Ｙガイド溝４１３を介して、光学系３１を保持している。したがって、ガントリー軸４１２は光学系３１をＹ方向に移動可能に保持している。Ｙ駆動機構３１３が光学系３１を駆動することで、光学系３１がＹガイド溝４１３に沿って移動する。Ｙガイド溝４１３を有するガントリー軸４１２は、光学系３１をＹ方向にガイドするＹガイド機構となる。

【0032】

したがって、光学系３１がＸ方向及びＹ方向に移動する。つまり、ワークＷの上方の空間において、光学系３１が移動する。これにより、ワークＷにおける任意の位置にレーザ光を照射することができる。

【0033】

次に、図２、及び図４を参照して、光学系３０の構成について説明する。光学系３０には、レーザ光源３０４、ミラー３０５、及びレンズ３０６が設けられている。レーザ光源３０４は、ガントリー軸４０２の上側に配置されている。レーザ光源３０４は、レーザ光Ｌ１を発生する。ここでは、レーザ光源３０４からのレーザ光Ｌ１はＸ方向に沿って進んでいる。つまり、レーザ光源３０４の光軸はＸ方向と平行になっている。

【0034】

レーザ光源３０４からレーザ光Ｌ１は、ミラー３０５に入射する。ミラー３０５はレーザ光源３０４，及びガントリー軸４０２よりも－Ｘ側に配置されている。ミラー３０５は、レーザ光Ｌ１を下方に反射する。ミラー３０５は、Ｘ軸に対して４５°傾いて配置されている。ミラー３０５で反射したレーザ光Ｌ１は－Ｚ方向に進んでいく。ミラー３０５で反射したレーザ光Ｌ１は、レンズ３０６に入射する。レンズ３０６はレーザ光をワークＷに集光する。つまり、レンズ３０６は、ワークＷに集光スポットが形成されるようにレーザ光Ｌ１を集光する。

【0035】

このように光学系３０は、レーザ光Ｌ１をワークＷに導くことができる。レーザ光Ｌ１が上側からワークＷに照射される。レーザ光源３０４，ミラー３０５、及びレンズ３０６は筐体などに固定されている。よって、レーザ光源３０４、ミラー３０５、及びレンズ３０６が一体となって、Ｘ方向及びＹ方向に移動する。

【0036】

Ｘ方向に沿ってワークＷを切断する場合、Ｘ駆動機構４０１がＸ方向にガントリーステージ４０を駆動する。これにより、ガントリーステージ４０上の光学系３０がＸ方向に移動する。よって、ワークＷにおいて、レーザ照射位置がＸ方向に移動する。

【0037】

Ｙ方向に沿ってワークＷを切断する場合、Ｙ駆動機構３０３がＹ方向に光学系３０を駆動する。これにより、光学系３０がＹ方向に移動する。よって、ワークＷにおいて、レーザ照射位置がＹ方向に移動する。このように、Ｘ方向又はＹ方向の切断線に沿ってワークＷを切断することが可能になる。

【0038】

なお、光学系３１の構成は、光学系３０と同様になっている。光学系３１は、Ｙ駆動機構３１３によって、Ｙ方向に移動する。つまり、光学系３１は、ガントリーステージ４１上をＹガイド溝４１３に沿って移動する。さらに、Ｘ駆動機構４１１がガントリー軸４１２をＸ方向に移動する。これにより、光学系３１は、Ｘ方向及びＹ方向に移動する。

【0039】

光学系３１は、レーザ光源３１４、ミラー３１５、及びレンズ３１６が設けられている。レーザ光源３１４からのレーザ光Ｌ２がミラー３１５、レンズ３１６によりワークＷに導かれる。光学系３１がワークＷの上方において、Ｘ方向及びＹ方向に移動することで、ワークＷの任意の位置にレーザ光Ｌ２を照射することができる。

【0040】

Ｘ方向に沿ってワークＷを切断する場合、Ｘ駆動機構４１１がＸ方向にガントリーステージ４１を駆動する。これにより、ガントリーステージ４１上の光学系３１がＸ方向に移動する。よって、ワークＷにおいて、レーザ照射位置がＸ方向に移動する。

【0041】

Ｙ方向に沿ってワークＷを切断する場合、Ｙ駆動機構３１３がＹ方向に光学系３１を駆動する。これにより、光学系３１がＹ方向に移動する。よって、ワークＷにおいて、レーザ照射位置がＹ方向に移動する。このように、Ｘ方向又はＹ方向の切断線に沿ってワークＷを切断することが可能になる。

【0042】

なお、上記の説明では、光学系３０，３１にレーザ光源３０４，３１４が搭載されていたが、レーザ光源３０４、３１４は光学系３０，３１に搭載されていなくてもよい。つまり、レーザ光源３０４、３１４は光学系３０，３１の外側に搭載されていてもよい。この場合、光ファイバなどを用いて、レーザ光Ｌ１、Ｌ２を光学系３０，光学系３１に導くことができる。従って、光学系３０，３１は、レーザ光をワークＷに導くための光学素子が搭載されていればよい。例えば、光学系３０，３１には、レンズ３０６、３１６やミラー３０５，３１５等が搭載されていればよい。

【0043】

本実施の形態では、ステージ２０に吸着保持されているワークＷにレーザ光が照射されている。ステージ２０を吸着ステージとすることで、ワークＷであるフィルムを平坦な状態で保持することができる。例えば、ワークＷの反りやしわが発生するのを防ぐことができる。レーザ光の焦点位置をワークＷに一致させることができる。よって、適切にワークＷを切断することができる。

【0044】

さらに、ステージ２０を移動させずに、光学系３０、３１を移動させている。つまり、ステージ２０よりも小型で軽量な光学系３０，３１を移動させている。よって、駆動機構などを小型化することができる。さらに、光学系３０，３１を高速に移動させることができるため、高速なプロセスが可能となる。

【0045】

また、ステージ２０が固定されているため、レーザ切断装置１のフットプリントを小さくすることができる。つまり、光学系３０、３１を移動させることで、ワークＷにおけるレーザ照射位置が変化している。このようにすることで、大型のワークＷを移動させる必要がなくなるため、レーザ切断装置１のフットプリントを小さくことができる。

【0046】

また、レーザ切断装置１は２つのガントリーステージ４０，４１を備えている。そして、ガントリーステージ４０、ガントリーステージ４１のそれぞれに光学系３０、光学系３１が取り付けられている。このようにすることで、このようにすることで、効率良くワークＷを切断することができる。例えば、ワークＷの２箇所以上に同時にレーザ光を照射することができる。よって、切断プロセスのタクトタイムを短縮することができる。もちろん、架台１０に保持されているガントリーステージの数は１つでもよく、３つ以上であってもよい。

【0047】

さらに、本実施の形態では、１つのガントリーステージ４０に２つの光学系３０が設けられている。同様に、１つのガントリーステージ４１に２つの光学系３１が設けられている。このようにすることで、効率良くワークＷを切断することができる。例えば、ワークＷの２箇所以上に同時にレーザ光を照射することができる。よって、切断プロセスのタクトタイムを短縮することができる。もちろん、１つのガントリーステージ４０、４１に保持されている光学系３０、３１の数は１つでもよく、３つ以上であってもよい。

【0048】

また、光学系３０，及び光学系３１には、レーザ光をスキャンする光スキャナが設けられていても良い。例えば、ミラー３０５、３１５をそれぞれガルバノミラーにすることができる。ガルバノミラーをＸ方向及びＹ方向に走査可能な２軸の光スキャナとする。光スキャナがレーザ光を切断線に沿ってスキャンする。つまり、光学系３０，３１の移動とともに、光スキャナがレーザ光を往復スキャンする。このようにすることで、レーザ光の照射位置を高速に変化させることができる。よって、レーザ照射による発生する煤の量を低減することができる。

【0049】

また、ガントリーステージ４０又はガントリーステージ４１には、位置合わせ用のカメラが設けられていても良い。ワークＷにおいて、切断線の近傍にアライメントを予め形成しておく。例えば、カメラの画角内に、アライメントマーク及び切断線が含まれるように形成する。光学系３０に設けられたカメラが、ワークＷのアライメントマークを撮像する。そして、撮像したＸＹ位置に基づいて、光学系３０が移動する。このようにすることで、切断位置の精度を向上することができる。

【0050】

実施の形態２．
実施の形態２では、レーザ切断装置１は、異なる波長のレーザ光源を用いている。そして、プロセスに応じて、レーザ波長を切り替えている。つまり、レーザ切断プロセスに応じて、異なる波長のレーザ光を照射する。なお、レーザ切断装置１の基本的な構成については実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

【0051】

２つのレーザ光源３０４，及び２つのレーザ光源３１４のうち、一つ以上を、ＣＯ_２レーザ等の赤外線レーザ光源とし、他を紫外線レーザ光源とする。例えば、レーザ光Ｌ１を赤外線レーザとし、レーザ光Ｌ２を紫外線レーザとすることができる。このようにすることで、切断プロセスに応じて適切な波長のレーザ光を照射することができる。例えば、切断箇所においてフィルム上の積層された膜の構成等に応じて、レーザ波長を切替えて使用すればよい。

【0052】

例えば、実装端子部については紫外線レーザで切断プロセスを行うことで、端子間の短絡を防ぐことができる。実装端子部以外の部分については赤外線レーザで切断プロセスを行うことができる。

【0053】

実施の形態３．
次に、レーザ切断装置１に対するワークＷの移載システムについて図５、図６、及び図７を用いて説明する。図５は、レーザ切断装置１と、その移載システム２を模式的に示す上面図である。図６は、レーザ切断装置１と、その移載システム２を模式的に示すＹＺ平面図である。図７は、レーザ切断装置１と、その移載システム２を模式的に示すＸＺ平面図である。レーザ切断装置１の基本的な構成は、図１～図４で示した構成と同様であるため詳細な説明を省略する。もちろん、レーザ切断装置１は、実施の形態１と異なる構成であってもよい。

【0054】

移載システム２は、可動フレーム３と、ガイドフレーム４と、移載機構７と、移載機構８とを備えている。ガイドフレーム４はＹ方向に沿って設けられている。ガイドフレーム４は、レーザ切断装置１の上方に吊されている。

【0055】

ガイドフレーム４は、可動フレーム３を移動可能に保持している。可動フレーム３は、ガイドフレーム４に沿ってＹ方向に移動する。可動フレーム３はモータなどのアクチュエータを有しており、移載機構７、又は移載機構８とともに、Ｙ方向に移動する。ガイドフレーム４は、移載機構７、及び移載機構８のＹ方向の移動をガイドする。

【0056】

ここでは、図５に示すように、２つの可動フレーム３がガイドフレーム４に取付けられている。一方の可動フレーム３は、レーザ切断装置１の－Ｙ側に配置され、他方の可動フレーム３はレーザ切断装置１の＋Ｙ側に配置されている。一方の可動フレーム３は移載機構７を保持しており、他方の可動フレームは移載機構８を保持している。よって、一方の可動フレーム３の移動により、移載機構７が移動する。他方の可動フレーム３の移動により、移載機構８が移動する。

【0057】

可動フレーム３のモータが動作することで、移載機構７、又は移載機構８のＹ方向位置が変化する。移載機構７が移載ステージ７０の真上にある時の移載機構７のＹ方向位置を退避位置とする。移載機構８が移載ステージ８０の真上にある時の移載機構８のＹ方向位置を退避位置とする。図５，図６は移載機構７、移載機構８が退避位置にある状態を示している。移載機構７又は移載機構８がステージ２０の真上にある時のＹ方向位置を搬入搬出位置とする。図９は、移載機構７が搬入搬出位置にある状態を模式的に示す側面断面図である。

【0058】

図６に示されるように、移載ステージ７０には、切断プロセス前のワークＷが載せられている。移載機構７は、移載ステージ７０上のワークＷをレーザ切断装置１にロードする。切断プロセスが終了すると、移載機構８は、ワークＷを移載ステージ８０にアンロードする。これにより、切断処理済みのワークＷが移載ステージ８０に移載される。つまり、パネルサイズに切り分けられたワークＷが移載ステージ８０に移載される。

【0059】

移載機構７がワークＷをレーザ切断装置１に搬入するローダであり、移載機構８がレーザ切断装置１からワークＷを搬出するアンローダとして説明する。もちろん、移載機構７がアンローダ、移載機構８がローダとなっていても良い。さらには、移載機構７及び移載機構８の少なくとも一方がワークＷの搬入及び搬出を行う移載機（ローダ／アンローダ）であっても良い。例えば、移載機構７がワークＷをレーザ切断装置１に搬入した後、移載機構７がレーザ切断装置１からワークＷを搬出しても良い。

【0060】

移載機構７の構成について説明する。移載機構７は、ホルダ７１２、吸着プレート７１３、昇降機構７１５を備えている。吸着プレート７１３は、ワークＷを吸着する吸着部である。具体的には、吸着プレート７１３の下面が吸着面となっており、吸着プレート７１３は、上側からワークＷを吸着する。吸着プレート７１３はステージ２０と同様にワークＷを真空吸着することができる。あるいは、吸着プレート７１３は吸着パッドなどを有していてもよい。

【0061】

ホルダ７１２は可動フレーム３に固定されている。ホルダ７１２には、昇降機構７１５が取付けられている。昇降機構７１５には、吸着プレート７１３が取り付けられている。つまり、吸着プレート７１３は、昇降機構７１５を介して、ホルダ７１２に取り付けられている。

【0062】

ホルダ７１２は、吸着プレート７１３をＺ方向に移動可能に保持している。具体的には、昇降機構７１５はモータやシリンダなどのアクチュエータを備えており、吸着プレート７１３を昇降させる。すなわち、昇降機構７１５が吸着プレート７１３の高さを変えることができる。図９は、搬入搬出位置において、昇降機構７１５が吸着プレート７１３を下降させた状態を模式的に示す側面断面図である。

【0063】

移載機構８の構成は、移載機構７と同様になっている。移載機構８は、ホルダ８１２、吸着プレート８１３、昇降機構８１５を備えている。ホルダ８１２は、可動フレーム３に固定されている。可動フレーム３のモータが動作することで、移載機構８がＹ方向に移動する。つまり、移載機構８は、図５，図７に示す退避位置からステージ２０上の搬入搬出位置まで移動する。

【0064】

昇降機構８１５が吸着プレート８１３を昇降させる。ホルダ８１２、吸着プレート８１３、昇降機構８１５は、移載機構７のホルダ７１２、吸着プレート７１３、昇降機構７１５と同様であるため、詳細な説明については省略する。

【0065】

移載機構７が、移載ステージ７０にあるワークＷをレーザ切断装置１に搬入する動作について説明する。退避位置において、昇降機構７１５が図７に示す高さから吸着プレート７１３を下降させる。これにより、図９に示す構成となる。吸着プレート７１３がワークＷの上面に接触するまで、昇降機構７１５が吸着プレート７１３を下降させる。

【0066】

吸着プレート７１３がワークＷに接触したら、昇降機構７１５が昇降動作を停止させる。そして、吸着プレート７１３がワークＷを吸着保持する。すなわち、吸着プレート７１３が上側からワークＷを保持する。昇降機構７１５が吸着プレート７１３を上昇させる。これにより、移載ステージ７０上にあったワークＷが移載機構７に受け渡される。

【0067】

可動フレーム３が移載機構７を＋Ｙ方向に移動させる。可動フレーム３が移載機構７をステージ２０の真上まで移動させる。可動フレーム３が搬入搬出位置に到達したら、Ｙ方向の移動が停止する。次に、昇降機構７１５が吸着プレート７１３を下降させる。これにより、図８に示す構成となる。ワークＷがステージ２０の上面に接触したら、昇降機構７１５が動作を停止する。つまり、吸着プレート７１３が受け渡し可能高さまで下降する。そして、吸着プレート７１３の吸着動作を停止するとともに、ステージ２０がワークＷを吸着する。これにより、吸着プレート７１３の吸着が開放され、ステージ２０がワークＷを吸着保持することができる。

【0068】

そして、昇降機構７１５が吸着プレート７１３を上昇させるとともに、可動フレーム３が－Ｙ方向に移載機構７を移動させる。これにより、移載機構７が、退避位置に戻る。このようにすることで、移載機構７からステージ２０上にワークＷを移載することができる。そして、レーザ切断装置１による切断プロセスが実行される。

【0069】

次に、移載機構８が、ステージ２０にあるワークＷを移載ステージ８０に搬出する動作について説明する。可動フレーム３が－Ｙ方向に移動することで、移載機構８が搬入搬出位置まで移動する。搬入搬出位置において、昇降機構８１５が吸着プレート８１３を下降させる。吸着プレート８１３がワークＷの上面に接触するまで、昇降機構８１５が吸着プレート８１３を下降させる。吸着プレート８１３がワークＷに接触したら、昇降機構７１５が昇降動作を停止させる。そして、ステージ２０がワークＷの吸着を解除するとともに、吸着プレート８１３がワークＷを吸着する。

【0070】

吸着プレート８１３が上側からワークＷを吸着保持する。そして、昇降機構８１５が吸着プレート８１３を上昇させる。これにより、ステージ２０上のワークＷが移載機構８に受け渡される。可動フレーム３が移載機構８を＋Ｙ方向に移動させる。

【0071】

可動フレーム３が移載機構７を移載ステージ８０の真上まで移動させる。可動フレーム３が退避位置で停止したら、昇降機構８１５が吸着プレート８１３を下降させる。ワークＷが移載ステージ８０の上面に接触したら、昇降機構８１５が動作を停止する。そして、吸着プレート８１３の吸着動作を停止する。これにより、吸着プレート８１３の吸着が解除され、移載ステージ８０上に処理済みのワークＷが搬出される。

【0072】

このように、吸着プレート７１３又は吸着プレート８１３が上側からワークＷを吸着保持している。移載機構７、及び移載機構８は、ステージ２０の真上の搬入搬出位置まで移動している。そして、ステージ２０の上側から移載機構７、及び移載機構８がワークＷの受け渡しを行っている。このようにすることで、ワークＷとなるフィルムにしわが形成されることを防ぐことができる。

【0073】

Ｙ方向において、レーザ切断装置１の両側に移載機構７、８が設けられている。つまり、レーザ切断装置１の－Ｙ側に移載機構７が設けられ、＋Ｙ側に移載機構８が設けられている。このようにすることで、ワークＷの搬入、搬出を効率的に行うことができる。例えば、移載機構８がワークＷを搬出している間に、移載機構７がワークＷの搬入プロセスを開始することができる。つまり、搬出プロセスと搬入プロセスの少なくとも一部を同時に実行することができる。よって、タクトタイムを短縮することができる。

【0074】

さらに、可動フレーム３が移載機構７、又は移載機構８をＹ方向に移動させている。このようにすることで、移載機構７、移載機構８がガントリーステージ４０、及びガントリーステージ４１と干渉することを防ぐことができる。例えば上面視において、ガントリーステージ４０とガントリーステージ４１とをステージ２０の外側に退避させた状態で、移載機構７及び移載機構８がワークＷを移載する。よって、簡便にワークＷを移載することができる。

【0075】

変形例１．
変形例１にかかる移載システム２について、図１０を用いて説明する。図１０は、レーザ切断装置１とその移載システム２を示す上面図である。変形例１では、移載システム２が１つの移載機構７を有している。換言すると、図５～図９で示された移載機構８が設けられていない構成となっている。

【0076】

移載機構７は、図５～図９で示した移載機構７と同様の構成となっている。そして、移載機構７は、ワークＷの搬入及び搬出を行うローダ／アンローダとなっている。この構成により、移載機構の数を１つとすることができるため、装置コストを削減することができる。さらに、レーザ切断装置１のフットプリントを小さくすることができる。

【0077】

実施の形態１～３で示したレーザ切断装置によるレーザ切断方法は、ステージ２０がワークＷを吸着保持するステップと、レーザ光の照射位置を変えるために光学系３０又は光学系３１を移動するステップを備えている。また、レーザ切断方法は、Ｙ方向に移動可能に設けられた移載機構７が、ワークＷをステージ２０に移載するステップをさらに備えていてもよい。レーザ切断方法は、Ｙ方向に移動可能に設けられた移載機構８が、ステージ２０からワークＷを移載するステップをさらに備えていてもよい。

【0078】

実施の形態１～３で示したレーザ切断装置によるレーザ切断方法は、ディスプレイの製造方法に適用可能である。つまり、レーザ切断方法をディスプレイの製造方法における切断工程に用いることができる。具体的には、ワークＷとして表示パネルとなるフィルムや基板を用いることができる。つまり、レーザ切断装置１は、表示パネルとなるワークＷを切断する。これにより、ワークＷから所定のサイズの表示パネルが切り出される。つまり、ワークＷを複数の表示パネルに分割することができる。上記のレーザ切断方法を、フレキシブルディスプレイの製造方法に適用することで、生産性を向上することができる。もちろん、ワークＷはフレキシブルフィルムに限らず、ガラス基板などであってもよい。

【0079】

上記のレーザ切断装置は、第８世代以上のガラス基板の切断に好適である。ここで、第８世代の基板サイズは、２１６０ｍｍ×２４６０ｍｍである。レーザ切断装置は、２１６０ｍｍ×２４６０ｍｍ以上のサイズのガラス基板を効率良く切断することができる。なお、第６世代の基板サイズは、１５００ｍｍ×１８５０ｍｍである。第８．５世代の基板サイズは、２２５０ｍｍ×２５００ｍｍである。第１０世代は、２９５０ｍｍ×３４００ｍｍである。レーザ切断装置は、上記のサイズ以上のガラス基板の切断に適用することができる。

【0080】

本実施の形態にかかるレーザ切断装置は、第８世代以上のガラス基板を吸着保持するための、固定されたステージと、前記ガラス基板を切断するためのレーザ光を該ガラス基板に導く光学系と、前記光学系を移動可能に保持するガイド機構と、前記ガイド機構に沿って前記光学系を移動させる駆動機構と、を備えている。

【0081】

ガラス基板の面積はその世代とともに増大している。特に第８世代以上の大型基板を扱う場合に吸着ステージを移動させる構成とすると、装置が大型化し設置面積が増大するという問題が顕著になる。これに対し、本実施例のように吸着ステージを固定した構成とすることで設置面積の増大を抑制することができる。

【0082】

実施の形態１～３の一部又は全部は適宜組み合わせて使用することができる。

【0083】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

【符号の説明】

【0084】

１ レーザ切断装置
３ 可動フレーム
４ ガイドフレーム
７ 移載機構
８ 移載機構
１０ 架台
１１ Ｘガイド溝
１５ 測定器
２０ ステージ
３０ 光学系
３０３ Ｙ駆動機構
３０４ レーザ光源
３０５ ミラー
３０６ レンズ
３１ 光学系
３１３ Ｙ駆動機構
３１４ レーザ光源
３１５ ミラー
３１６ レンズ
４０ ガントリーステージ
４０１ Ｘ駆動機構
４０２ ガントリー軸
４０３ Ｙガイド溝
４１ ガントリーステージ
４１１ Ｘ駆動機構
４１２ ガントリー軸
４１３ Ｙガイド溝
７０ 移載ステージ
８０ 移載ステージ
７１２ ホルダ
７１３ 吸着プレート
７１５ 昇降機構
８１２ ホルダ
８１３ 吸着プレート
８１５ 昇降機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】