KR100559948B1

KR100559948B1 - 레이저 절단 설비

Info

Publication number: KR100559948B1
Application number: KR1019990012584A
Authority: KR
Inventors: 추대호; 정성욱; 김병일
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2006-03-13
Also published as: KR20000065863A

Abstract

작업 스테이지 및 턴 오버 지그에 적어도 2개 이상의 진공라인들을 연통시켜 각각의 진공발생 홈들에 개별적으로 진공을 유도시키거나 또는 복수개의 진공발생 홈들이 하나로 묶여진 진공발생 그룹들 각각에 독립적으로 진공을 유도시킨다.

따라서, 몇 개의 진공발생 홈들로부터 진공리크가 발생될 경우 진공리크가 각각의 진공라인들로 분산되어 유리 모 기판을 고정시키는 흡착력에는 크게 영향을 미치지 않기 때문에 커팅라인의 직진성을 향상시킬 수 있다.

또한, 흡착력의 약화로 인해 유리 모 기판과 절단된 소정의 기판이 부딪혀 발생되던 칩핑 및 크랙을 방지할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

레이저 절단 설비{Laser cutting equipment}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 레이저 절단 설비의 구조를 나타낸 사시도이고,

도 2는 도 1에 도시된 턴 오브 장치 및 턴 오브 장치의 내부에 도시된 유리 모 기판들을 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 작업 스테이지의 진공발생 홈들과 진공배관들의 연결 구조를 도시한 사시도이고,

도 4a는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 작업 스테이지의 진공발생 홈들과 진공배관들의 연결 구조를 도시한 사시도이며,

도 4b는 도 4a를 Ⅱ-Ⅱ선으로 절단한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 작업 스테이지의 진공발생 홈들과 진공배관들의 연결 구조를 도시한 사시도이며,

도 6은 도 5를 Ⅲ-Ⅲ선으로 절단한 단면도이다.

도 7은 본 발명에 의한 턴 오브 지그의 구조를 도시한 사시도이며,

도 8a는 도 7의 A부분을 확대한 요부 확대도이고,

도 8b는 도 8a를 Ⅳ-Ⅳ선으로 절단한 단면도이다.

본 발명은 레이저 절단 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 부착된 두장의 유리 모 기판들을 흡착시켜 주는 진공배관의 구조를 개선하여 두장의 유리 모 기판 중 어느 한장의 유리 모 기판에서 소정크기를 갖는 기판을 절단한 후 두장의 유리 모 기판을 뒤집을 때 진공리크 발생으로 인해 흡착력이 약화되어 커팅불량이 발생되는 것을 최소화한 레이저 절단 설비에 관한 것이다.

최근 소형, 경량화 및 저소비전력 등의 장점을 가지고 있어 CRT(Cathode Ray Tube)의 대체품으로 각광을 받고 있는 LCD 모듈(Liquid Crystal Display module)은 LCD 패널 내부에 주입된 액정 물질의 전기 광학적 성질을 이용한 평판 표시 장치이다.

정보를 표시하는 LCD 패널은 크게 TFT 기판과, TFT 기판과 마주보도록 부착되는 칼라필터 기판과, TFT 기판과 칼라필터 기판 사이에 주입되는 액정으로 구성되는데, LCD 패널을 구성하는 TFT 기판과 칼라필터 기판은 예를 들어, 4 장의 LCD 단위 셀이 동시에 형성되는 두 장의 대형 유리 모 기판에 형성된다.

두 장의 유리 모 기판 중 TFT 기판들이 형성되는 유리 모 기판에는 복수개의 데이터 라인들과 데이터 라인들이 서로 교차되도록 형성되고, 게이트 라인 및 데이터 라인들의 각 교점에는 TFT(Thin Film Transistor) 소자들이 형성되며, 교차영역에는 TFT 소자에서 인가된 전기적 신호에 따라 온/오프(on/off)되는 화소전극들이 형성된다.

또한, 칼라필터 기판들이 형성되는 유리 모 기판에는 게이트 라인과 데이터 라인 및 박막트랜지스터 소자들을 가리기 위한 블랙매트릭스, TFT 기판의 화소전극과 대응되는 위치에 형성된 칼라필터 패턴 및 상부 전극인 공통전극이 형성된다.

이와 같이 두장의 유리 모 기판에 TFT 기판 및 칼라필터 기판들이 각각 형성되면, TFT 기판들이 형성된 유리 모 기판과, 칼라필터 기판들이 형성된 유리 모 기판을 얼라인시켜 부착한 후 두 장의 유리 모 기판에 각각 형성된 커팅키들로 인해 나타나는 절단 예정선을 따라 TFT 기판들 및 칼라필터 기판들을 절단함으로써, 두장의 유리 모 기판으로부터 LCD 단위 셀을 개별화시킨다.

여기서, 두장의 유리 모 기판들로부터 LCD 단위 셀을 절단하는 방법에는 크게 두가지 방법이 있는데, 하나는 물리적인 힘을 이용하여 LCD 단위 셀을 절단하는 접촉식 절단 방법이고, 다른 하나는 레이저 절단 설비를 이용하여 유리 모 기판에 열응력을 발생시킴으로 LCD 단위 셀을 절단하는 비접촉식 절단 방법이다.

다이아몬드 커터 설비를 이용하여 절단공정을 진행하는 접촉식 절단 방법은 TFT 기판들이 형성된 유리 모 기판의 절단 예정선을 따라 다이아몬드 커터로 소정 깊이의 예비 절단 홈을 형성한 다음에 유리 모 기판을 뒤집어 칼라필터 기판들이 형성된 유리 모 기판의 절단 예정선을 따라 다이아몬드 커터로 소정 깊이의 예비 절단 홈을 형성한다.

이후, 각각의 유리 모 기판들에 충격을 가하여 유리 모 기판으로부터 LCD 단위 셀들을 완전히 분리시킨다.

한편, 출원번호 제 98-053538호에 제안된 비접촉식 절단 방법은 TFT 기판들이 형성된 유리 모 기판의 절단 예정선을 따라 고온의 레이저 빔을 조사한 다음 냉 각유체를 분사함으로 유리 모 기판에 크랙을 발생시켜 TFT 기판들을 완전히 절단하고, 유리 모 기판을 뒤집어 앞에서 설명한 것과 동일한 방식으로 칼라필터 기판들을 절단함으로써 두장의 유리 모 기판으로부터 LCD 단위 셀을 분리시킨다.

이러한, 비접촉식 절단 방법은 접촉식 절단 방법에 비해 칩핑(chipping)과 절단 예정선 이외의 영역에는 크랙이 발생되지 않는다는 장점이 있어 에지 그라인딩 공정이 삭제되고, 작업시간이 절감되며, 커팅불량률이 최소화된다.

그러나, 비접촉 절단 방법에서 TFT 기판들을 절단한 후에 칼라필터 기판을 절단하기 위해서 턴 오버(turn over)장치를 이용하여 유리 모 기판들을 반대로 뒤집을 때 몇가지 문제점이 발생된다.

이는, 비접촉식 절단 방법으로 유리 모 기판을 절단하는 경우, 유리 모 기판에서 TFT 기판들이 한번에 절단되기 때문에 절단 예정선을 따라 유리 모 기판과 TFT 기판들 사이에 미세한 틈이 생성되며, 미세한 틈이 생성된 부분에 턴 오버 장치에 형성된 다수개의 진공홀들 중 몇 개의 진공발생 홀들이 위치할 경우에 진공 리크가 발생되어 유리 모 기판과 TFT 기판들을 흡착하는 진공압이 약화되기 때문이다.

여기서, 턴 오버 장치에 형성된 다수개의 진공발생 홀들은 하나의 진공라인에 연결되어 있어 진공홀들 중 몇개의 진공발생 홈에서 리크가 발생되면 전체 진공압은 크게 저하된다.

앞에서 설명한 바와 같이 턴 오버 장치의 진공압이 약화되면, 유리 모 기판을 뒤집을 때 유리 모 기판과 절단된 TFT 기판들이 서로 부딪혀 TFT 기판들에 칩핑 및 크랙이 발생되며, 칩핑 또는 크랙이 심하게 발생된 경우 TFT 기판의 절단면을 연마하는 그라인딩 공정이 추가됨으로써, 비접촉식 절단 방법의 효과가 반감되는 문제점이 있다.

또한, 유리 모 기판을 뒤집어 유리 모 기판으로부터 칼라필터 기판을 절단할 때 진공압의 약화로 인해 유리 모 기판과 TFT 기판들이 유동되기 때문에 앞에서 설명한 칼라필터 기판의 커팅의 직진성이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 절단공정으로 인해 유리 모 기판과 소정의 기판 사이에 생성된 미세한 틈으로 진공 리크가 발생되어도 유리 모 기판을 흡입하는 진공압력은 저하되지 않도록 턴 오버 장치와 작업 스테이지를 제작하여, 유리 모 기판을 뒤집을 때 절단된 소정의 기판에 칩핑 및 크랙이 발생되는 것을 방지하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 절단 공정을 진행할 때 유리 모 기판이 유동하는 것을 방지하여 커팅의 직진성을 향상시키는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다음에 설명되는 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해 질 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 유리 모 기판들 놓여져 커팅공정이 진행되는 작업 플레이트의 상부에 상부 플레이트와 하부 플레이트로 구성된 턴 오버 지그를 설치하고, 작업 플레이트와 턴 오버 지그의 서로 대응되는 위치에 유리 모 기판을 흡착하는 복수개의 진공발생 홈들 및 홀들을 형성하고, 턴 오버 지그에서 진공발생 홀들 진공발생 홈들을 형성하며, 작업 플레이트에 형성된 진공발생 홈들과 턴 오버 지그에 형성된 진공발생 홈들과 연결되는 진공라인들을 적어도 2개이상 작업 플레이트 및 턴 오버 지그에 연통시킨다.

일예로, 작업 플레이트에 형성된 진공발생 홈들과 턴 오버 지그에 형성된 진공발생 홈들 각각에 진공라인들이 하나씩 연결된다.

다른 예로, 작업 플레이트에 형성된 진공발생 홈들과 턴 오버 지그에 형성된 진공발생 홈들 소정 개수로 묶어 복수개의 진공발생 그룹을 형성하고, 각각의 진공발생 그룹에 하나씩의 진공라인을 연결시킨다.

이하, 본 발명에 의한 레이저 절단 장치의 구조에 대해 첨부된 도면 도 1내지 도 8을 참조하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

비접촉식 절단 방법에 의해 두장의 유리 모 유리들(1; 도 5 참조)로부터 LCD 단위 셀을 절단하는 레이저 절단 설비(100)는 크게 레이저 빔을 발생시켜 유리 모 기판들(1)을 급속도로 가열하는 가열장치(110), 가열된 유리 모 기판(1)을 급속 냉각하여 절단 예정선(30)을 따라 크랙을 유도하는 냉각장치, 절단 공정이 진행될 유리 모 기판들(1)이 놓여지는 작업 스테이지(150) 및 두장의 유리 모 기판들(1)의 위치를 전환시켜 주기 위해서 유리 모 기판들(1)을 뒤집어 주는 턴 오버 장치(200)로 구성된다.

가열장치(110)는 고온의 레이저 빔을 발진시키는 레이저 발진 유닛(112)과, 레이저 발진 유닛(112)의 전면에 설치되어 레이저 빔의 주사 방향을 굴절시키는 굴 절 렌즈부(114)와, 굴절 렌즈부(114)의 하부에 포커싱 렌즈들이 설치되어 굴절된 레이저 빔의 초점을 조정하는 포커싱 렌즈부(116)로 구성된다.

냉각 장치는, 유리 모 기판들(1) 상에 크랙이 진행되는 방향으로 포커싱 렌즈부(116)의 후단에 설치되고 유리 모 기판들(1)에 냉각 유체를 분사하는 분사노즐(125)과, 냉각 유체가 저장되어 있어 분사노즐(125) 쪽으로 냉각 유체를 공급하는 냉각 유체 저장용기(도시 안됨)로 구성된다.

한편, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 작업 스테이지(150)는 두장의 유리 모 기판(1)과 대응되는 직사각형 형상으로 형성되고, 가열장치(116) 및 분사노즐(125)과 소정간격 이격되어 이들의 하부에 설치되며, 작업 스테이지(150)의 상부면에는 턴 오브 장치(200) 중 지그(210,220)와 유리 모 기판(1)을 작업 스테이지(150)에 흡착 고정시키기 위한 복수개의 진공발생 홈들(160,165)이 형성된다.

또한, 진공발생 홈들(160,165) 각각에 진공을 발생시키기 위해서 작업 스테이지(150)에는 적어도 2개 이상의 진공라인들(170)이 설치되며, 진공라인들(170)은 복수개의 진공발생 홈들(160)과 연통되어 있어 절단공정이 진행될 두장의 유리 모 기판들(1)이 작업 스테이지(150)의 상부면에 흡착되도록 각각의 진공발생 홈들(160)을 통해 작업 플레이트(150)의 상부면에 진공압을 유도시킨다.

이와 같이 작업 스테이지(150)에 적어도 2개 이상의 진공 라인들(170)을 연통시키면, 작업 스테이지(150) 상의 서로 다른 영역에서 독립적으로 진공이 유도하기 때문에 유리 모 기판(1)과 절단된 소정의 기판(15) 사이에 발생된 미세한 틈(35; 도 2 참조)에 몇 개의 진공발생 홈(160)들이 위치하여 진공 리크가 발생되어도 진공발생 홈들(160,165)이 2개 이상의 진공라인들(170)에 나누어져 연결됨으로써, 하나의 진공라인(170)에 진공발생 홈들(160)이 전부 연결되어 있는 것보다는 유리 모 기판들(1)을 흡착시키는 압력이 월등하게 향상된다.

제 1 실시예에 따르면, 작업 스테이지(150)에 형성된 진공발생 홈들(161) 각각에 하나씩의 진공라인(170)이 독립적으로 연결되는데, 작업 스테이지(150) 상에 형성된 진공발생 홈들(161)은 도 1에 도시된 바와 같이 가늘고 긴 슬릿(slit)형상이다.

여기서, 슬릿 형상의 진공발생 홀들(161)은 서로 소정간격 이격되고 작업 스테이지(150)의 장변 일측에서부터 이웃하는 단변 일측까지 작업 스테이지(150)의 테두리를 따라 길게 연장된 "ㄱ"자 형상으로 형성되어 있으며, 작업 스테이지(150)의 타측장변과 타측단변 쪽으로 갈수록 진공발생 홈(161)의 길이는 줄어든다.

또한, 제 2, 제 3 실시예는 작업 스테이지(150) 상에 형성된 진공발생 홈들(160)을 소정 개수로 묶어 2개 또는 3개 이상의 진공발생 그룹(166)(167,168)을 형성하고, 각각의 진공발생 그룹(166)(167,168)과 진공라인들(170)을 하나씩 연결시킨다. 따라서, 하나의 진공라인(170)에는 각각의 진공발생 그룹(166)(167,168)을 이루는 복수개의 진공발생 홈들(160)이 연결된다.

바람직하게, 제 2 및 제 3 실시예에서 진공발생 홈들(160)은 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 소정의 직경을 갖는 원형이다.

제 2 실시예에서는 작업 스테이지(150)의 소정영역에 대해 독립적으로 진공 을 유도하는 진공발생 그룹(166)이 적어도 3개 이상 형성되며, 각각의 진공발생 그룹(166)을 이루는 원형의 진공발생 홈(162)의 개수는 서로 다르다.

도 3에 도시된 바와 같이 원형의 작은 진공발생 홈들(162)은 서로 소정간격 이격되도록 형성되어 제 1 실시예와 동일한 "ㄱ"자 형상을 이루는데, 이와 같이 하나의 "ㄱ"자 형상을 이루는 복수개의 진공발생 홈들(162)이 하나의 진공발생 그룹(166)이 된다.

또한, 제 3 실시예에 따르면, 작업 스테이지(1) 상에 원형의 진공발생 홈들(163,163a)이 다수의 열과 행으로 형성되고, 진공발생 홈들(163,163a)을 소정 규칙에 따라 2개의 진공발생 그룹(167,168)으로 나누어진다.

예를 들어 작업 스테이지(150)의 가로방향으로 형성되는 진공발생 홈들(167,168)을 행이라고 했을 때, 도 4a에 도시된 바와 같이 작업 스테이지(150)의 홀수번째 행에서 홀수번째 형성된 진공발생 홈들(163)과 짝수번째 행에서 짝수번째 형성된 진공발생 홈들(163)을 묶어 하나의 진공발생 그룹(167; 이하, 제 1 진공발생 그룹이라함)을 형성하며, 나머지의 진공발생 홈들(163a) 묶어 다른 하나의 진공발생 그룹(168; 이하, 제 2 진공발생 그룹이라 함) 을 형성한다.

여기서, 제 1 진공발생 그룹(167)을 이루는 복수개의 진공발생 홀들(163)은 도 4a에서 얇은 선으로 표시되어 있고, 제 2 진공발생 그룹(168)을 이루는 복수개의 진공발생 홀들(163a)은 굵은 선으로 표시되어 있다.

한편, 제 1 진공발생 그룹(167)과 제 2 진공발생 그룹(168)이 서로 간섭을 받지 않고 독립적으로 진공을 유도할 수 있도록, 도 4b에 도시된 바와 같이 제 1 진공발생 그룹(167)과 진공라인(173)을 상호 연결시켜주는 연결라인(177)과, 제 2 진공발생 그룹(168)과 진공라인(175)을 연결시켜 주는 연결라인(178)을 서로 다른 층에 형성한다.

즉, 제 1 진공발생 그룹(167)을 이루는 진공발생 홈들(163)의 깊이보다 제 2 진공발생 그룹(168)을 이루는 진공발생 홈들(163a)의 깊이의 깊이가 더 깊다.

제 1 내지 제 3 실시예에서와 같이 하나의 진공발생 홈(160)에 하나씩의 진공라인(170)을 연결시키거나 복수개의 진공발생 홈들(160)이 모여 형성된 진공발생 그룹들(166)(167,168)에 하나씩 진공라인(170)을 연결된 경우에는 진공리크가 발생되어도 여러개의 진공라인(166)(167,168)으로 분산되기 때문에 앞에서 설명한 바와 같이 유리 모 기판(1)의 흡착력이 종래에 비해 좋아진다.

한편, 제 4 실시예는 제 1 내지 제 3 실시예의 개념과 조금 다른 것으로, 유리 모 기판(1) 상에 나타나는 절단 예정선들(30)이 진공발생 홈(164,164a))들 위에 놓이지 않도록 유리 모 기판(1)이 크기와 유리 모 기판(10,20)에 형성되는 소정의 기판(15,25)들 사이즈에 맞추어 진공발생 홈들(164,164a)을 형성함으로써, 근본적으로 진공리크가 발생되는 것을 방지한다.

도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 4장의 소정 기판(15,25)이 형성된 유리 모 기판들(1)이 놓여지는 작업 스테이지(150)를 예로 들어 이를 좀더 상세히 설명하면, 소정의 기판들(15)과 대응되는 부분에 복수개의 진공발생 홈들(164)이 형성되어 유리 모 기판(10)으로부터 절단된 소정의 기판들(15)을 진공 흡착한다.

또한, 소정의 기판들(15)이 절단된 유리 모 기판(10)을 작업 스테이지에 흡 착시키기 위해서 작업 스테이지(150)의 중앙부분에 진공발생 홈들(164a)을 "＋"형태로 배열시키고, 작업 스테이지(150)의 가장자리를 따라 또 다른 진공발생 홈들(164a)을 형성한다.

소정의 기판(15)을 진공으로 흡착하는 진공발생 홀들(164)과, 소정의 기판들(15)이 절단된 유리 모 기판(10)의 테두리를 흡착시키는 진공발생 홀들(164a)은 서로 다른 진공라인(170)에 연결된다.

한편, 서로 부착된 두 장의 유리 모 기판(1)의 위치를 전화시켜 주기 위해 유리 모 기판들(1)을 뒤집는 턴 오버 장치(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 유리 모 기판들(1)을 감싸는 턴 오버 지그(210,220)와, 턴 오버 지그(210,220)의 양단을 잡아주는 홀더(250)와, 홀더(250)가 일단에 회동가능 하도록 고정되고 턴 오버 지그(210,220)를 작업 플레이트(150)로부터 소정높이까지 상승시키는 실린더(260)와, 회전축(275)에 의해 홀더(250)와 결합되어 홀더(250)와 함께 턴 오버 지그(210,220)를 소정방향으로 회전시켜주는 모터(270)로 구성된다.

여기서, 턴 오버 지그(210,220)는 유리 모 기판들(1)을 뒤집을 때 서로 결합되어 유리 모 기판들(1)을 감싸는 상부 지그 및 하부 지그(210,220)로 구성된다.

본 발명에 따르면, 상부 지그(210)와 하부 지그(220)에는 도 1과 도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이 진공발생 홀(230)들이 작업 스테이지(150)에 형성된 진공발생 홈들(160)과 대응되는 위치에 진공발생 홈들(160)과 대응되는 형상으로 형성되고, 진공발생 홀들(230) 사이에 진공발생 홈들(240)이 형성된다.

여기서, 진공발생 홀들(230)은 커팅 공정이 진행될 때 진공발생 홈들(160)과 함께 상부지그(210) 또는 하부 지그(220)에 놓인 유리 모 기판(1)이 유동되지 못하도록 유리 모 기판(1)을 상부 지그(210) 또는 하부 지그(220)에 고정시키는 역할을 하는 것으로, 작업 스테이지(150)에 설치된 진공라인(170)에 의해 진공발생 홀들(230)에 진공이 유도되기 때문에 진공발생 홀들(230)에는 별도의 진공라인이 설치되 않는다.

그러나, 진공발생 홈들(240)은 유리 모 기판(1)을 뒤집을 때 유리 모 기판(1)을 상부 및 하부 지그(210,220)에 흡착시키기 때문에 진공발생 홈들(240)은 적어도 2개 이상의 진공라인들(245)과 연결된다.

진공발생 홈들(240)과 진공라인들(245)은 앞에서 설명한 제 1 내지 제 4 실시예와 동일한 방법으로 연결됨으로써, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

바람직하게, 작업 스테이지(150)에 형성된 진공발생 홈(160)과 상부 및 하부 지그(210,220)에 형성된 진공발생 홀(230) 및 진공발생 홈들(240)의 폭은 2㎜이하로 형성한다.

그 이유는, 진공발생 홈 및 홀들(160,230,240)의 폭을 2㎜보다 크게 형성할 경우 진공발생 홈 및 홀들(160,230,240)이 형성된 부분과 진공발생 홈 및 홀들(160,230,240)이 형성되지 않은 부분의 열전도율이 서로 다르기 때문에 절단 라인의 직진성이 저하되기 때문이다.

이와 같이 구성된 레이저 커팅 설비를 이용하여 유리 모 기판으로부터 LCD 단위 셀을 절단하는 과정에 대해 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

예를 들어, TFT 기판(15)이 4개 형성된 유리 모 기판(10)과 칼라필터 기판(25)이 4개 형성된 유리 모 기판(20)이 부착된 두장의 유리 모 기판(1)을 하부 지그(220)의 기저면에 올려놓는다.

이후, 절단 공정이 진행되는 동안 하부 지그(220) 및 유리 모 기판들(1)이 움직이는 것을 방지하기 위해서 진공장치(도시 안됨)를 구동시켜 작업 스테이지(150)의 상부면과 하부 지그(220)를 진공으로 흡착시키고 하부 지그(220)의 기저면에 공정이 진행될 두장의 유리 모 기판들(1)을 흡착 고정시킨다.

여기서, 진공장치를 발생시켜 키면, 진공장치와 연결된 진공라인들(170)과 진공라인(170)에 연통된 진공발생 홈 및 홀(160,230,240)들을 통해서 작업 스테이지(150)의 상부면과 하부 지그(220)의 기저면에 진공이 발생된다.

이와 같이 유리 모 기판(1)이 하부 지그(220)에 고정되면, 가열장치(110)에서 예를 들어, TFT 기판들(150)이 형성된 유리 모 기판(10) 쪽으로 고온의 레이저 빔이 출력시켜 유리 모 기판(10)에 나타나는 절단 예정선(30)을 따라 유리 모 기판(10)을 높은 온도로 급속하게 가열한다.

이어, 가열장치(110)의 후단에 설치된 분사노즐(125)로부터 냉각 유체가 분사되어 높은 온도로 가열된 유리 모 기판(10)을 급속도로 냉각시킨다.

이와 같이, 유리 모 기판(10)의 절단 예정선(30) 부분이 급속도로 가열되고 냉각되면 유리 모 기판(10)의 열 팽창과 수축으로 인해 발생된 열응력에 의해 비정질 유리 분자 구조가 깨짐으로써, TFT 기판들(15)이 절단 예정선(30)을 따라 유리 모 기판(10)에서 매끄럽게 절단된다.

유리 모 기판(10)에서 TFT 기판들(150)이 절단되면, 칼라필터 기판들(25)이 형성된 유리 모 기판(20)과 TFT 기판들(10)이 절단된 유리 모 기판(10)의 위치를 전환시키기 위해서 하부 지그(220)에 상부 지그(210)가 덮여져 결합되고, 결합된 상부 지그(210)와 하부 지그(220)의 양단에 홀더(250)가 끼워져 실린더(260)에 의해 상부 및 하부 지그(210,220)가 작업 플레이트(150)로부터 소정높이까지 상승된다.

이후, 모터(270)를 구동시켜 칼라필터 기판들(25)이 형성된 유리 모 기판(20)이 가열장치(110)와 마주보는 위치에 놓여질 수 있도록 상부 지그(210)와 하부 지그(220)를 턴 오버시킨다.

이때, 상부 지그(210)와 하부 지그(220)에 형성된 진공발생 홈 및 홀(160,230)에 진공압을 유도시켜 상부 및 하부지그(210,220)에 유리 모 기판(1)을 흡착시킨다.

여기서, 본 발명에 따르면 각각의 진공발생 홈들(240)에 진공라인이 하나씩 연결되거나, 또는 복수개의 진공발생 홈들(240)이 모여 형성된 복수개의 진공발생 그룹들 각각에 진공라인(170)이 하나씩 연결되기 때문에 TFT 기판(15)과 유리 모 기판(10) 사이에 발생된 틈(35)으로 진공리크가 발생되어도 진공리크가 여러개의 진공라인(245)으로 분산되기 때문에 흡착력은 크게 저하되지 않는다.

따라서, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)에 절단된 TFT 기판(15)과 유리 모 기판(10)이 완전히 흡착 고정되기 때문에 상부 및 하부 지그(210,220)가 턴 오버되는 도중에 절단된 TFT 기판(15)과 유리 모 기판(10)이 부딪히지 않으므로 TFT 기판(15)의 절면단에 칩핑 또는 크랙이 발생되지 않는다.

상부 지그(210)와 하부 지그(220)의 턴 오버로 유리 모 기판들() 위치가 바뀌어 칼라필터 기판들(25)이 형성된 유리 모 기판(20)이 가열장치(110)와 마주보도록 위치하면 TFT 기판(15)을 절단하는 과정과 동일한 과정을 거쳐 유리 모 기판(20)으로부터 칼라필터 기판(25)을 절단한다.

이때, 진공발생 홀들(230)과 함께 유리 모 기판(1)을 상부 지그(210)에 흡착시킴과 동시에 상부 지그(210)를 작업 스테이지(150)에 고정시키는 진공발생 홈들(160)이 적어도 2개이 상의 진공라인들(170)과 연결되어 상부 지그(210) 상의 서로 다른 영역에서 독립적으로 진공이 유도한다.

그러므로, 유리 모 기판(10)과 TFT 기판(15) 사이에 발생된 미세한 틈(35)에 몇 개의 진공발생 홈 및 홀들(160,230)이 위치하여 진공 리크가 발생되어도 진공 리크가 복수개의 진공라인들(170)로 분사되기 때문에 유리 모 기판(1) 및 상부 지그(210)의 흡착력은 크게 약화되지 않아 칼라필터 기판들(25)을 절단할 경우 상부 지그(210) 및 유리 모 기판(1)이 유동되지 않으므로 종래에 비해 커팅 라인의 직진성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 작업 스테이지 및 턴 오버 장치에 적어도 2개 이상의 진공라인들을 연통시킴으로써, 각각의 진공발생 홈들에 개별적으로 진공을 유도시키거나 또는 복수개의 진공발생 홈들이 하나로 묶여진 진공발생 그룹들 각각에 독립적으로 진공을 유도시킨다.

따라서, 몇 개의 진공발생 홈 또는 홀들로부터 진공리크가 발생될 경우 진공 리크가 각각의 진공라인들로 분산되어 유리 모 기판을 고정시키는 흡착력에는 크게 영향을 미치지 않기 때문에 커팅라인의 직진성을 향상시킬 수 있다.

Claims

레이저 빔을 발진시켜 상기 유리 기판을 가열하는 가열장치와, 가열된 상기 유리 기판을 냉각시켜 크랙을 유도하는 냉각장치와, 상기 가열장치와 소정간격 이격되어 상기 가열장치의 하부에 설치되고 상부면에 상기 유리 기판이 놓여지는 작업 스테이지 및 작업 스테이지의 상부면에 놓인 상기 유리 기판을 턴 오버시켜 주는 턴 오버 지그를 포함하는 레이저 절단 설비에 있어서,

상기 작업 스테이지의 상부면에는 복수개의 진공발생 홈들이 형성되고, 상기 진공발생 홈들과 연결되어 상기 진공발생 홈들 각각에 진공압을 발생시키는 진공라인들이 상기 작업 스테이지 적어도 2개 이상 연통되며,

상기 턴 오버 지그는

상기 유리 기판이 수용되는 수납공간이 형성되고, 상기 수납공간의 기저면 중 상기 진공발생 홈들과 대응되는 부분에 진공발생 홀들이 형성되며, 상기 진공발생 홀들 사이에 진공발생 홈들이 형성되는 상부 지그;

상기 상부 지그와 결합되어 상기 유리 모 기판을 감싸며, 수납공간의 기저면 중 상기 진공발생 홈들과 대응되는 부분에는 진공발생 홀들이 형성되고, 상기 진공발생 홀들 사이에 진공발생 홈들이 형성되는 하부 지그; 및

상기 상부 지그와 상기 하부 지그에 적어도 2개 이상 연통되어 상기 진공발생 홈들에 진공압을 발생시키는 진공라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 설비.
제 1 항에 있어서, 상기 작업 스테이지와 상기 상부 및 하부 지그에 형성된 상기 진공발생 홈들은 가늘고 긴 슬릿 형상으로 형성되며, 상기 슬릿 형상의 진공발생 홈들 각각에는 상기 진공라인이 하나씩 연결되는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 설비.
제 1 항에 있어서, 상기 작업 스테이지와 상기 상부 및 하부 지그에 형성된 상기 진공발생 홈들은 소정 직경을 갖는 원형상으로 형성되고, 상기 원형의 진공발생 홈들은 소정개수로 묶여 복수개의 진공발생 그룹들을 형성하며, 상기 진공발생 그룹들 각각에는 상기 진공라인이 하나씩 연결되는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 설비.
제 1 항에 있어서, 상기 작업 스테이지와 상기 상부 및 하부 지그에 형성된 상기 진공발생 홈들 및 상기 진공발생 홀들은 상기 커팅키로 인해 상기 유리 기판 상에 나타나는 절단 예정선들과 대응되는 부분을 제외한 나머지 부분에 서로 소정간격 이격되어 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 설비.
제 4 항에 있어서, 상기 진공발생 홈들 중 절단 예정선의 안쪽에 형성되는 소정크기의 기판을 흡착하는 진공발생 홈들은 하나의 진공라인과 연결되고, 상기 절단 예정선의 바깥쪽에 형성되는 상기 유리 기판의 테두리 부분을 흡착하는 진공 발생 홈들은 다른 하나의 진공라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 설비.
제 2 항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공발생 홈의 폭 및 직경은 2㎜이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 설비.
제 1 항에 있어서, 상기 진공발생 홀들의 직경 및 폭은 2㎜이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 설비.
제 1 항에 있어서, 상기 턴 오버 지그와 결합되어 상기 턴 오버 지그를 회전시켜 주는 턴 오버 장치가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 설비.
제 8 항에 있어서, 상기 턴 오버 장치는

상기 턴 오버 지그의 서로 대향되는 양단을 잡아주는 홀더;

일단에 상기 홀더가 회동 가능하도록 설치되고 상기 턴 오버 지그를 회전시키기 위해서 상기 작업 플레이트에서 소정높이까지 상승시키는 실린더들;

상기 홀더와 회전축에 의해 결합되어 상기 홀더와 함께 상기 턴 오버 지그를 소정방향으로 회전시켜주는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단 설비.