JP2014506228A - 強化ガラス基板切断方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】機械的なブレイキング工程とクーリング工程を全く使用せずレーザースクライビング工程のみで強化ガラス基板を切断することのできる強化ガラス基板切断方法を提供する。
【解決手段】前記強化ガラス基板切断方法は強化ガラス基板の切断の始まる部分に初期クラックを形成する段階と、前記強化ガラス基板の初期クラックの形成されていない部分に初期クラックを形成する段階と、前記強化ガラス基板の初期クラックの形成されていない部分から前記初期クラック方向に順次に加熱光学機具を通じてレーザービームを照射して前記強化ガラス基板に加熱線を予め形成する段階と、前記レーザービームが初期クラック位置まで照射されると前記初期クラックを始めとして前記レーザービームによって既形成された加熱線に沿って前記強化ガラス基板の切断される段階と、を含む。
【選択図】図２
【解決手段】前記強化ガラス基板切断方法は強化ガラス基板の切断の始まる部分に初期クラックを形成する段階と、前記強化ガラス基板の初期クラックの形成されていない部分に初期クラックを形成する段階と、前記強化ガラス基板の初期クラックの形成されていない部分から前記初期クラック方向に順次に加熱光学機具を通じてレーザービームを照射して前記強化ガラス基板に加熱線を予め形成する段階と、前記レーザービームが初期クラック位置まで照射されると前記初期クラックを始めとして前記レーザービームによって既形成された加熱線に沿って前記強化ガラス基板の切断される段階と、を含む。
【選択図】図２
Description
本発明は強化ガラス基板切断方法に関わり、より詳細にはレーザービームを用いて強化ガラスを切断する方法に関する。
一般的に、強化ガラス基板は機具的な切断方法、化学的な切断方法、レーザーを使用して切断する方法などが使用されている。機具的な切断方法はダイヤモンドホイールやサンドブラストなどを使用し、化学的な切断方法としてはウェットエッチング（ｗｅｔ ｅｔｃｈｉｎｇ）方法を使用している。前記機具的な切断方法は強化ガラス切断の際切断面に微細クラックとパーティクルが発生し、化学的切断方法は化学薬品を使用するので環境問題と加工時間において相対的に長く掛かるので製品数率が低下するという問題点があった。また、初期クラックを形成してレーザービームをスクライビングしてクラックを伝播した後機具的な切断装備即ち、ブレイキング装置を使用してスクライビング処理部に物理的な衝撃を加えて切断する既存のレーザー切断方法は、強化ガラス基板の自体ストレス（ｓｔｒｅｓｓ）によって切断方向の曲がるという問題によって製品数率が低下するという問題点があった。
従って、最近には前記において提示した機具的、化学的な切断方法とレーザーを用いた切断方法の問題点を解決するために、強化ガラス基板をレーザーを使用して切断する方法が開発されて使用されているのである。
図１は従来のレーザーを用いたガラスまたは、強化ガラスの切断方法を説明するための概略図である。
図１を参照すると、従来の一般的なレーザーを用いたガラスまたは強化ガラス基板を切断するために、まず、切断しようとする前記ガラスまたは強化ガラス基板２０の切断が始まる部分に初期クラック発生器１０を使用して初期クラック２００を形成する。
前記のように強化ガラス基板２０の切断の始まる部分に初期クラック２００を形成した後、加熱光学機具（図示せず）を使用して←Ａで示されるように前記強化ガラス基板２０の切断の始まる前記初期クラック２００部分から強化ガラス基板２０の切断が終了される部分までレーザービーム１１を順次に照射して前記強化ガラス基板２０の切断の始まる初期クラック２００部分から強化ガラス基板２０の切断の終了される部分までスクライビングライン１３を順次に形成する。
前記のように強化ガラス基板２０の切断の始まる初期クラック２００部分から強化ガラス基板２０の切断の終了される部分までスクライビングライン１３が順次に形成されると同時に、前記初期クラック２００部分から強化ガラス基板２０の切断が終了される部分までクエンチングノズル１２を使用して前記レーザービーム１１によって加熱された前記スクライビングライン１３に沿って順次に冷却物質が噴射されてレーザービーム１１が照射されてスクライビングライン１３の形成された部分を冷却して前記スクライビングライン１３に沿って強化ガラス基板２０にクラックが形成されて前記強化ガラス基板２０を切断する。
しかし、前記のような従来の一般的な強化ガラス基板の切断方法は前記強化ガラス基板２０の初期クラック２００から切断の終了される部分まで順次にスクライビングライン１３を形成すると同時に前記スクライビングライン１３を冷却してクラックを伝播させるのであったが、前記の方法は強化ガラスを切断する場合にはクラックを所望する長さ分だけ伝播することが難しく、また、クラック伝播方向を所望する方向に保持することが難しいという問題点があった。
従って、本発明の目的は機械的なブレイキング工程、及びクエンチング（ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）ノズルを用いた工程を全く使用せずレーザースクライビング工程のみで強化ガラス基板を非常に早く切断すると同時に切断面にマイクロクラックが発生しなくて、しかも、強化ガラス基板の切断の際チッピング（ｃｈｉｐｐｉｎｇ）やパーティクルが発生しない強化ガラス基板切断方法を提供することにある
本発明による強化ガラス基板の切断方法は、強化ガラス基板の切断が始まる部分に初期クラックを形成する段階と、前記強化ガラス基板の初期クラックの形成されていない部分から前記初期クラック方向に順次に加熱光学機具を通じてレーザービームを照射して前記強化ガラス基板に加熱線を予め形成する段階と、前記レーザービームが初期クラック位置まで照射されると前記初期クラックを始点として前記レーザービームによって予め形成された加熱線に沿って前記強化ガラス基板が切断される段階と、を含む。
一方、本発明の一実施例による強化ガラス切断方法は、前記レーザービームが初期クラック位置まで照射された後前記強化ガラス基板の初期クラック位置から切断の終了される部分まで前記レーザービームがもう一度照射される段階をさらに含む。
一例として、前記レーザービームは、前記加熱光学機具が移動しながら前記強化ガラス基板に照射されてもよい。
また、前記レーザービームは前記強化ガラス基板が移動されながら前記強化ガラス基板に照射されてもよい。
さらにまた、前記レーザービームは、前記強化ガラス基板と加熱光学機具が互いに反対方向に移動しながら前記強化ガラス基板に照射されてもよい。
一方、前記レーザービームは、前記強化ガラス基板の切断の終了される部分から初期クラック方向に順序に照射されてもよい。
また、前記レーザービームは、前記強化ガラス基板の初期クラックと切断が終了される間の一定地点から前記初期クラック方向に照射されてもよい。
上述したように、本発明の一実施例による強化ガラス基板切断方法は、初期クラックの形成されていない部分から初期クラック方向にレーザービームを強化ガラス基板に照射することによって、前記レーザービームが初期クラックの近所に照射された状態では強化ガラス基板に加熱線が既形成された状態となる。
よって、前記レーザービームが初期クラックに照射されて前記初期クラック部分から切断し始めると前記既形成された加熱線に沿って前記強化ガラス基板が一直線で綺麗に切断されることで前記強化ガラス基板が直進性を失って任意の方向に曲がって切断される現状が発生しないという長所がある。
従って、強化ガラス基板を切断面にマイクロクラック発生しなくて、チッピングやパーティクル発生なしに綺麗に切断することができて強化ガラス基板の切断作業の信頼性を大幅に向上させることのできる効果がある。
また、本発明の一実施例による強化ガラス基板切断方法は機械的なブレイキング工程とクインチングノズルを使用したクーリング工程を全く使用しないで、レーザースクライビング工程のみで強化ガラス基板を切断することができるようにして、前記強化ガラス基板の切断工程を短縮させて前記強化ガラス基板の高速切断が可能であり、強化ガラス基板を切断するための装備の製作及び保持補修費用を節減することができるという効果がある。
本発明は多様な変更を加えることができ、多様な形態を有することできる。ここでは、特定の実施形態を図面に例示し本文に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むこととして理解されるべきである。
第１、第２などの用語は多用な構成要素を説明するのに使用されることがあるが、前記構成要素は前記用語によって限定解釈されない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみとして使用される。例えば、本発明の権利範囲を外れることなく第１構成要素を第２構成要素ということができ、類似に第２構成要素も第１構成要素ということができる。
本出願において使用した用語は単なる特定の実施形態を説明するために使用されたもので、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に示さない限り、複数の表現を含む。本出願において、「含む」または「有する」などの用語は明細書に記載された特徴、数字、ステップ、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを意味し、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないこととして理解されるべきである。
特別に定義しない限り、技術的、科学的用語を含んでここで使用される全ての用語は本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるのと同一の意味を有する。
一般的に使用される辞書に定義されている用語と同じ用語は関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的またも過度に形式的な意味に解釈されない。
説明の便宜のために従来の強化ガラス基板切断装置と同一／類似した部分に対しては同一の図面符号を付与した。
以下、図面を参照して本発明の好適な一実施形態をより詳細に説明する。
図２は本発明の一実施例による強化ガラス基板の切断装置及び方法を説明するための概略図であり、図３は強化ガラス基板の切断方向を説明するための図面である。
図２及び図３を参照すると、本発明の一実施例による強化ガラス基板の切断装置は初期クラック発生器１０、加熱光学機具（図示せず）及びテーブル（図示せず）を含んで構成される。
前記テーブルの上部には切断される強化ガラス基板２０が搭載される。ここで、前記テーブルは上部に搭載された前記強化ガラス基板２０を左右に移動させることができるように製作される。
前記初期クラック発生器１０は前記テーブル上部に搭載された前記強化ガラス基板２０の上部に位置するように設置されて前記強化ガラス基板２０の切断の始まる部分に初期クラック２００を形成させることができるようにする。
前記加熱光学機具は前記テーブル上部に搭載された前記強化ガラス基板２０の上部に位置するように設置される。また、前記加熱光学機具は前記強化ガラス基板２０に沿って左右に移動できるように前記テーブル上部に搭載された前記強化ガラス基板２０の上部に位置するように設置されてもよい。
前記のように構成される本発明の一実施例による強化ガラス基板切断装置は前記初期クラック発生器１０を使用して前記強化ガラス基板２０の切断が始まる部分に初期クラック２００を形成する。
前記のように前記強化ガラス基板２０の切断の始まる部分に初期クラック発生器１０を使用して初期クラック２００を形成した後、図２に示すように前記加熱光学機具を通じて加熱ビーム、即ち、レーザービーム１１を前記テーブルに搭載された切断される強化ガラス基板２０の初期クラック２００が形成されていない部分から前記初期クラック２００（←Ｂ方向）まで順次に照射して前記強化ガラス基板２０に加熱線１３を予め形成する。
ここで、前記加熱線１３は前記加熱光学機具が固定された状態で前記テーブルを作動させて前記テーブルに搭載された強化ガラス基板２０を移動させることで形成されてもよい。
これとは異なり、前記加熱線１３は前記強化ガラス基板２０が固定された状態で前記加熱光学機具を移動させることで形成されてもよい。
一方、前記加熱線１３を形成する時間を大幅に短縮させるためには前記加熱光学機具と前記テーブルを全部作動させて前記加熱光学機具と強化ガラス基板２０とを互いに反対方向に移動させながら前記加熱線１３を形成することもできる。
前記のように加熱光学機具またはテーブルが作動されるか前記加熱光学機具とテーブルとが同時に作動されて前記強化ガラス基板２０に形成された初期クラック２００部分までレーザービーム１１が照射されると図３に示すように前記強化ガラス基板２０が初期クラック２００部分から前記加熱線１３に沿って順次に前記強化ガラス基板２０の切断の終了される部分まで一直線で←Ｃの方向に切断されて強化ガラス基板２０の切断作業が完了される。
再度、図２及び図３を参照して本発明の一実施例による強化ガラス基板切断方法について説明すると次のようである。
図２及び図３を参照すると、本発明の一実施例による強化ガラス基板切断方法は前記強化ガラス基板２０に初期クラック２００を形成する段階、前記強化ガラス基板２０に加熱線１３を予め形成する段階、前記強化ガラス基板１３が加熱線１３に沿って切断される段階を含んでいてもよい。
前記初期クラック２００は前記初期クラック発生器１０を使用してテーブルに搭載されている前記強化ガラス基板２０の切断が始まる部分、即ち、前記強化ガラス基板２０の一側または他側の端部に形成される。
前記加熱線１３は前記強化ガラス基板２０の初期クラック２００が形成されていない部分から前記初期クラック２００方向（←Ｂ方向：図２参照）に順次に前記加熱光学機具を使用して加熱線１３を予め形成する。
ここで、前記加熱ビーム、即ち、レーザービーム１１は前記強化ガラス基板２０が固定された状態で前記加熱光学機具が前記強化ガラス基板２０の初期クラック２００が形成されていない部分まで前記強化ガラス基板２０の一側または他側の端部に形成された初期クラック２００まで移動しながら前記強化ガラス基板２０に照射されて前記加熱線１３を形成することができる。
これとは異なり、前記加熱ビーム、即ち、レーザービーム１１は前記加熱光学機具は固定された状態で前記テーブルが移動して前記強化ガラス基板２０の初期クラック２００が形成されていない部分から前記強化ガラス基板２０の一側または他側の端部に形成された初期クラック２００まで前記強化ガラス基板２０に照射されて前記加熱線１３を形成することができる。
一方、前記加熱線１３を形成する時間を大幅に短縮させるためには前記加熱光学機具と前記テーブルを全部作動させて前記加熱光学機具と強化ガラス基板２０とを互いに反対方向に移動させて前記加熱光学機具からレーザービーム２０を互いに反対方向に移動させて前記加熱光学機具からレーザービーム１１が前記強化ガラス基板２０の初期クラック２００の形成されていない部分から前記強化ガラス基板２０の一側または他側の端部に形成された初期クラック２００まで照射されるようにして加熱線１３を形成する時間を短縮させることができる。
前記のような過程を通じてレーザービーム１１が初期クラック２００位置まで前記強化ガラス基板２０に照射されると前記初期クラック２００を始点として前記レーザービーム１１によって既形成された加熱線１３に沿って前記強化ガラス基板２０が切断される。
一方、本発明による他の実施例による強化ガラス基板切断方法によると、前記レーザービーム１１が初期クラック２００位置まで照射された後前記強化ガラス基板２０の初期クラック２００位置から切断の終了される部分まで前記レーザービーム１１がもう一度照射される段階をさらに含んでいてもよい。
特に、従来技術で、綺麗な切断面を有するように切断し難しくて、機具による切断によって発生されるチッピングやパーティクルなどが多く発生する強化ガラス基板２０の切断の際には、上述したように前記強化ガラス基板２０の初期クラック２００位置から切断の終了される部分まで前記レーザービーム１１をもう一度照射する段階を経ることで強化ガラス基板２０は非常に綺麗な切断面を有し、チッピングやパーティクルなどが発生しないし、しかも、迅速に切断することもできる。
一方、前記レーザービーム１１は前記強化ガラス基板２０の切断の終了される部分から初期クラック２００方向に順次に照射される。例えば、前記初期クラック２００が強化ガラス基板２０の一側の端部に形成される場合前記レーザービーム１１は強化ガラス基板２０の他側の端部から初期クラック２００の方向に順次に照射されて前記加熱線１３を形成することができる。例えば、前記レーザービーム１１は前記強化ガラス基板２０の初期クラックと切断が終了される間の一定地点から前記初期クラック２００方向に照射されて前記加熱線１３を形成してもよい。
上述したように本発明の一実施例による強化ガラス基板切断方法は、初期クラック２００が形成されていない部分から初期クラック２００方向にレーザービーム１１を強化ガラス基板２０に照射することで、前記レーザービーム１１が初期クラック２００の近所に照射された状態では強化ガラス基板２０に加熱線１３が既形成された状態となる。
よって、前記レーザービーム１１が初期クラック２００に照射されて前記初期クラック２００部分から切断し始めると前記既形成された加熱線１３に沿って←Ｃ方向にクラックが発生されて前記強化ガラス基板２０が一直線で綺麗に切断されることによって前記強化ガラス基板２０が直進性を失って任意の方向に曲がって切断される現状が発生しないという長所がある。
従って、本発明による一実施例による強化ガラス基板切断方法は機械的なブレイキング工程を使用せず単純にレーザービーム１１を通じたスクライビング工程のみを使用して、強化ガラス基板２０を切断面にマイクロクラックの発生なしに、また、チッピングやパーティクル発生なしに綺麗に切断することのできるという長所がある。
一方、本発明の一実施例による強化ガラス基板切断方法は機械的なブレイキング工程、クインチングノズルを使用するクーリング工程などを全く使用せずレーザースクライビング工程のみで強化ガラス基板２０を切断できるようにして、前記強化ガラス基板２０の切断工程を短縮させて前記強化ガラス基板２０の高速切断が可能であり、強化ガラス基板２０を切断するための装備の製作及び保持補修費用を節減することのできるという長所がある。
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
Claims (7)
- 強化ガラス基板の切断が始まる部分に初期クラックを形成する段階と、
前記強化ガラス基板の初期クラックの形成されていない部分から前記初期クラック方向に順次に加熱光学機具を通じてレーザービームを照射して前記強化ガラス基板に加熱線を予め形成する段階と、
前記レーザービームが初期クラック位置まで照射されると前記初期クラックを始点として前記レーザービームによって予め形成された加熱線に沿って前記強化ガラス基板が切断される段階と、
を含むことを特徴とする強化ガラス基板の切断方法。 - 前記レーザービームが初期クラック位置まで照射された後前記強化ガラス基板の初期クラック位置から切断の終了される部分まで前記レーザービームがもう一度照射される段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の強化ガラス基板の切断方法。
- 前記レーザービームは、
前記加熱光学機具が移動されながら前記強化ガラス基板に照射されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の強化ガラス基板の切断方法。 - 前記レーザービームは前記強化ガラス基板が移動しながら前記強化ガラス基板に照射されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の強化ガラス基板の切断方法。
- 前記レーザービームは、前記強化ガラス基板と加熱光学機具とが互いに反対方向に移動しながら前記強化ガラス基板に照射されることを特徴とする請求項１または請求項２に基板の強化ガラス基板の切断方法。
- 前記レーザービームは、
前記強化ガラス基板の切断が終了される部分から初期クラック方向に順序に照射されることを特徴とする請求項１記載の強化ガラス基板切断方法。 - 前記レーザービームは、
前記強化ガラス基板の初期クラックと切断が終了される間の一定地点から前記初期クラック方向に照射されることを特徴とする請求項１に記載の強化ガラス基板の切断方法。
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