KR100863962B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치 및 그 제조방법 - Google Patents

플라즈마 디스플레이 패널 제조장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치는, 레이저 빔으로 글라스 기판의 두께 전 범위에 걸쳐 크랙을 형성하고, 이 크랙 부분에 분할력을 가하여 글라스 기판을 절단하므로 절단 품질을 향상시키는 것이다. 이 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치는, 제1 막부분을 구비한 제1 글라스 기판 및 제2 막부분을 구비한 제2 글라스 기판 중 적어도 하나의 글라스 기판을 복수 매의 기판들로 절단하는 절단장치를 포함하며, 상기 절단장치는, 상기 글라스 기판의 평면에 대하여 상방과 하방 중 일방에 배치되어 상기 글라스 기판을 향하여 레이저 빔을 조사하는 레이저 토치, 상기 레이저 토치에 마주하는 상기 글라스 기판의 다른 일방에 배치되어 상기 레이저 빔을 상기 글라스 기판으로 반사시켜, 상기 글라스 기판에서 두께 방향 전 범위에 크랙을 형성하는 제1 리프렉터, 및 상기 막부분의 반대측에서 상기 크랙 주위의 상기 글라스 기판을 가압하여 절단하는 브레이킹 롤을 포함한다.
플라즈마 디스플레이 패널, 레이저 토치, 리프렉터, 브레이킹 롤, 두께

Description

플라즈마 디스플레이 패널 제조장치 및 그 제조방법 {PLASMA DISPLAY PANEL MANUFACTURING APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조장치 및 제조방법에 의하여 제조된 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법의 순서도이다.
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치의 사시도이다.
도4는 글라스 기판의 절단 공정 중, 휠 커터에 의한 시작 스크래치 공정의 측면도이다.
도5는 글라스 기판의 절단 공정 중, 레이저 토치 및 제1, 제2 리프렉터에 의한 크랙 형성 공정의 측면도이다.
도6은 글라스 기판의 절단 공정 중, 브레이킹 롤에 의한 절단 공정의 정면도이다.
도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치의 사시도이다.
도8은 글라스 기판의 절단 공정 중, 에어 노즐에 의한 절단 공정의 정면도이 다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 빔으로 글라스 기판의 두께 전(全) 범위에 걸쳐 크랙을 형성하고(full cutting), 이 크랙 부분에 분할력을 가하여 글라스 기판을 절단하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasm Display Panel)은 가스방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 것으로서, 우수한 표시능력(표시용량, 휘도, 콘트라스트, 잔상, 시야각을 예로 들 수 있다)을 가진다.
교류형 플라즈마 디스플레이 패널을 예로 들어 설명하면, 전면기판에는 표시전극이 구비되어 있고, 배면기판에는 어드레스전극이 구비되어 있다. 이 배면기판과 전면기판은 서로 봉착되어 있다.
또한, 전면기판의 내표면에는 유전체층과 보호막이 차례로 적층되어 표시전극을 덮고 있다. 배면기판의 내표면에는 유전체층과 격벽이 차례로 적층되어 어드레스전극을 덮으면서 방전셀을 형성하고 있다.
각 방전셀을 형성하는 격벽의 내측면 및 유전체층의 표면에는 형광체가 도포되어 형광체층을 형성하고 있다. 방전셀 내에는 네온(Ne) 및 제논(Xe)과 같은 불활성 가스가 채워져 있다.
편의상, 명세서 전체에 걸쳐서, 막부분을 형성한 절단 전의 기판을 "글라스 기판(제1, 제2 글라스 기판 또는 전면, 배면 글라스 기판 포함)"이라 하고, 복수로 절단된 후의 기판을 "기판(제1, 제2 기판 또는 전면, 배면기판 포함)이라 한다.
전면기판 및 배면기판을 제작함에 있어서, 생산성을 향상시키기 위하여, 한 장의 글라스 기판을 이용하여 2매, 4매 또는 그 이상 복수 매의 전면기판들 또는 복수 배면기판을 생산한다.
이 경우, 표시전극, 유전체층 및 보호막을 형성(전면기판의 막부분)한 상태로 글라스 기판을 절단하여 복수의 전면기판들을 제작하고, 어드레스전극, 유전체층, 격벽 및 형광체층을 형성(배면기판의 막부분)한 상태로 글라스 기판을 절단하여 복수의 배면기판들을 제작하므로, 글라스 기판을 절단하는 공정을 거치게 된다.
이때, 전면기판 및 배면기판 각각의 막부분은 커팅으로 인한 글라스 파티클에 의한 오염으로부터 방지되어야 한다. 이를 위하여, 막부분이 형성되지 않는 글라스 기판의 배면에서 절단하는 방법이 사용되고 있다.
먼저, 휠 커터를 이용하는 경우, 막부분이 없는 글라스 기판의 배면에서 휠 커터를 진행시켜 스크라이빙 라인을 형성하는, 즉 글라스 기판의 배면에서 절단 공정이 진행된다.
이 휠 커터에 의한 글라스 기판의 배면 절단 공정시, 글라스 기판에 대한 휠 커터의 접촉에 따른 휠 커터 작동력의 변동으로 글라스 기판의 절단 깊이가 불균일하게 될 수 있고, 이로 인하여 글라스 기판의 절단 품질이 저하될 수 있다.
또한, 레이저 빔을 이용하는 경우, 막부분이 없는 글라스 기판의 배면에 레 이저 빔의 초점을 일치시켜 크랙을 형성하는, 즉 글라스 기판의 배면에서 절단 공정이 진행된다.
이 레이저 빔에 의한 글라스 기판의 배면 절단 공정시, 글라스 기판 두께의 일부인 배면에만 크랙에 의한 스크라빙 라인을 형성하므로 글라스 기판의 절단 품질이 저하될 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 그 목적은 레이저 빔으로 글라스 기판의 두께 전 범위에 걸쳐 크랙을 형성하고, 이 크랙 부분에 분할력을 가하여 글라스 기판을 절단하므로 절단 품질을 향상시키는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 글라스 기판 절단 공정시 발생되는 글라스 파티클로부터 막부분의 오염을 방지하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치는, 제1 막부분을 구비한 제1 글라스 기판 및 제2 막부분을 구비한 제2 글라스 기판 중 적어도 하나의 글라스 기판을 복수 매의 기판들로 절단하는 절단장치를 포함하며, 상기 절단장치는, 상기 글라스 기판의 평면에 대하여 상방과 하방 중 일방에 배치되어 상기 글라스 기판을 향하여 레이저 빔을 조사하는 레이저 토치, 상기 레이저 토치에 마주하는 상기 글라스 기판의 다른 일방에 배치되어 상기 레이 저 빔을 상기 글라스 기판으로 반사시켜, 상기 글라스 기판에서 두께 방향 전 범위에 크랙을 형성하는 제1 리프렉터, 및 상기 막부분의 반대측에서 상기 크랙 주위의 상기 글라스 기판을 가압하여 절단하는 브레이킹 롤을 포함할 수 있다.
상기 레이저 토치는, 상기 글라스 기판의 상방에서 상기 글라스 기판의 절단 방향으로 진행하는 제1 트레이에 장착되고, 상기 제1 트레이는, 상기 글라스 기판의 절단시, 상기 글라스 기판의 시작단과 끝단에 시작 스크래치를 형성하는 휠 커터를 장착할 수 있다.
상기 휠 커터는, 상기 제1 트레이에서 상기 글라스 기판을 향하여 신축 작용하는 실린더를 개재하여 장착될 수 있다.
상기 절단 방향에 대하여, 상기 휠 커터는, 상기 레이저 토치의 전방에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치는, 상기 레이저 토치에서 조사되는 레이저 빔을 통과시키고 상기 제1 리프렉터에서 반사되는 반사 빔을 다시 상기 글라스 기판으로 반사시키도록 상기 레이저 토치에 마주하는 에퍼쳐(aperture)를 형성하여, 상기 레이저 토치와 상기 글라스 기판 사이에 배치되는 제2 리프렉터를 포함할 수 있다.
상기 브레이킹 롤 및 상기 제1 리프렉터는, 상기 글라스 기판의 하방에서 상기 글라스 기판의 절단 방향으로 진행하는 제2 트레이에 장착될 수 있다.
상기 절단 방향에 대하여, 상기 브레이킹 롤은, 상기 레이저 토치의 후방에 배치될 수 있다.
상기 제1 리프렉터는, 상기 브레이킹 롤과의 사이 거리를 가변시키도록 상기 절단 방향으로 길게 형성되는 장홈 가이드에 결합될 수 있다.
상기 브레이킹 롤은, 상기 글라스 기판을 구름 이동하는 롤, 상기 롤을 회전 가능하게 지지하는 브래킷, 상기 브래킷에 연결되는 축, 상기 축을 지지하는 탄성부재, 및 상기 탄성부재와 축을 내장하여 지지하는 하우징을 포함할 수 있다.
상기 롤은, 상기 절단 방향에 수직 하는 방향을 기준으로 그 중앙 부분이 오목하게 형성될 수 있다. 상기 롤은, 상기 글라스 기판의 경도보다 낮은 경도의 재질로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치는, 제1 막부분을 구비한 제1 글라스 기판 및 제2 막부분을 구비한 제2 글라스 기판 중 적어도 하나의 글라스 기판을 복수 매의 기판들로 절단하는 절단장치를 포함하며, 상기 절단장치는, 상기 글라스 기판의 평면에 대하여 상방과 하방 중 일방에 배치되어 상기 글라스 기판을 향하여 레이저 빔을 조사하는 레이저 토치, 상기 레이저 토치에 마주하는 상기 글라스 기판의 다른 일방에 배치되어 상기 레이저 빔을 상기 글라스 기판으로 반사시켜, 상기 글라스 기판에서 두께 방향 전 범위에 크랙을 형성하는 제1 리프렉터, 및 상기 막부분의 반대측에서 상기 크랙 주위의 상기 글라스 기판에 압축 공기를 분사하여 상기 글라스 기판을 냉각 절단하는 에어 노즐을 포함할 수 있다.
상기 에어 노즐 및 상기 제1 리프렉터는, 상기 글라스 기판의 하방에서 상기 글라스 기판의 절단 방향으로 진행하는 제2 트레이에 장착될 수 있다.
상기 절단 방향에 대하여, 상기 에어 노즐은, 상기 레이저 토치의 후방에 배치될 수 있다.
상기 제1 리프렉터는, 상기 에어 노즐과의 사이 거리를 가변시키도록 상기 절단 방향으로 길게 형성되는 장홈 가이드에 결합될 수 있다.
상기 글라스 기판을 사이에 두고 상기 에어 노즐에 마주하여 구비되는 석션을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법은, 제1 막부분을 형성한 제1 글라스 기판 및 제2 막부분을 형성한 제2 글라스 기판 중 적어도 하나의 글라스 기판을 복수 매의 기판들로 절단하는 글라스 기판 절단 공정을 포함하며, 상기 글라스 기판 절단 공정는, 레이저 토치에서 조사되는 레이저 빔을 리프렉터를 통하여 상기 글라스 기판으로 반사시켜 상기 글라스 기판을 팽창 및 냉각시켜, 상기 글라스 기판의 두께 방향 전 범위에 크랙을 형성하는 크랙 형성 공정과, 상기 크랙 주위의 상기 글라스 기판을 가압하여 절단하는 절단 공정을 포함할 수 있다.
상기 글라스 기판 절단 공정는, 상기 크랙 형성 공정 전에, 휠 커터에 의하여 상기 글라스 기판의 시작단에 시작 스크래치를 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 글라스 기판 절단 공정는, 상기 크랙 형성 공정 중에, 휠 커터에 의하여 상기 글라스 기판의 끝단에 시작 스크래치를 형성하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 크랙 형성 공정은, 파장이 1030nm인 야그(YAG) 레이저를 사용할 수 있 다.
상기 절단 공정은, 브레이킹 롤의 가압에 따른 분할력 및 에어 노즐에서 분사되는 에어에 의한 냉각 중 하나를 사용하여 상기 글라스 기판을 가압 또는 냉각할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조장치 및 제조방법에 의하여 제조된 플라즈마 디스플레이 패널의 분해 사시도이다. 이 도면을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널은 제1 기판(1, 이하, "전면 기판"이라 한다)의 내표면에는 표시전극으로 작용하는 유지전극(3)과 주사전극(5)을 형성하고, 제2 기판(7, 이하 "배면 기판"이라 한다)의 내표면에는 어드레스전극(9) 및 격벽(11)을 형성하고 있다.
유지전극(3)과 주사전극(5) 쌍은 복수로 배치되며, 유지전극(3) 및 주사전극(5) 사이에서는 플라즈마 디스플레이 패널 구동시 유지 방전이 일어난다. 예를 들면, 유지전극(3) 및 주사전극(5)은 전면기판(1)의 내표면에 스트라이프 형상으로 형성되고, 어드레스전극(9)은 배면기판(7)의 내표면에 스트라이프 형상으로 형성된다. 전면기판(1)과 배면기판(7)이 상호 조립되면, 유지전극(3) 및 주사전극(5)은 어드레스전극(9)과 직각으로 교차된다. 이 주사전극(5)과 어드레스전극(9) 사이에서는 플라즈마 디스플레이 패널 구동시 어드레스 방전이 일어난다.
이 전면기판(1)의 내표면에는 유지전극(3)과 주사전극(5)을 덮는 유전체층(13)과 보호막(15)이 차례로 적층되어 있다. 한편, 배면기판(7)에는 어드레스전극(9)을 덮는 유전체층(17)과 유전체층(17)의 표면에 형성되는 격벽(11)이 차례로 적층되어 있으며, 이 격벽(11)에 의하여 방전셀들(19)이 형성된다.
이 방전셀(19)을 형성하는 격벽(11)의 내측에는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 하나의 색으로 발광하는 형광체층(21)이 형성되어 있다. 또 방전셀(19) 내에는 네온(Ne) 및 제논(Xe) 같은 불활성 가스가 충전되어 있다.
본 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널에서, 유지전극(3)과 주사전극(5)은 스트라이프 형상으로 형성되어 있으나 이 형상으로 한정되지 않고 방전셀(19)의 중심을 향하여 돌출되는 돌출 형상(미도시)으로 형성될 수 있다. 또한, 방전셀(19)을 형성하는 격벽(11)은 y축 방향으로 폐쇄되고 x축 방향으로 개방된 스트라이프 형상으로 이루어져 있으나, 이에 한정되지 않고 x축과 y축 방향으로 각각 폐쇄된 격자형으로 형성될 수 있다(미도시).
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법의 순서도이고, 도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치의 사시도이다. 설명의 편의를 위하여, 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치에 대하여 먼저 설명한다.
도3을 참조하면, 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치는, 제1 막부분(L1)을 구비한 제1 글라스 기판(100, 이하 "전면 글라스 기판"이라 한다) 및 제2 막부분(L2)을 구비한 제2 글라스 기판(미도시, 이하 "배면 글라스 기판"이라 한다)을 각각 복수 매의 전면기판들(1) 또는 배면기판들(7)로 절단하는 절단장치(200)를 포함한다.
플라즈마 디스플레이 패널 제조장치는 이 절단장치(200) 및 많은 장치들(유지전극과 주사전극 및 어드레스전극 형성 장치, 유전체나 형광체 도포 장치를 예를 들수 있다)을 포함한다. 그러나 여기서는 예시된 장치들 각각에 대한 설명을 생략하고, 본 실시예와 관련된 절단장치(200)에 대해서 설명한다.
제1 막부분(L1)은 전면기판(1)에 형성되는 유지전극(3)과 주사전극(5), 유전체층(13)과 보호막(15)을 포함한다. 제2 막부분(L2)은 배면기판(7)에 형성되는 어드레스전극(9), 유전체층(17), 격벽(11) 및 형광체층(21)을 포함한다(도1 참조).
제1 막부분(L1)과 제2 막부분(L2)의 구조적인 차이에도 불구하고, 절단장치(200)는 동일하게 형성 및 적용될 수 있으므로, 여기에서는, 설명의 편의를 위하여, 1장의 전면 글라스 기판(100)을 2매의 전면기판들(1)로 절단하는 절단장치(200)에 대하여 설명한다.
이 절단장치(200)는 레이저 빔을 조사하는 레이저 토치(30), 레이저 빔을 반사시키는 제1 리프렉터(40) 및 전면 글라스 기판(100)을 가압하는 브레이킹 롤(50)을 포함한다.
전면 글라스 기판(100)은 클램프(미도시)로 클램핑되어 수평 상태로 절단장치(200)에 투입된다. 예를 들면, 레이저 토치(30)는 전면 글라스 기판(100)의 상방 에 배치되고, 제1 리프렉터(40) 및 브레이킹 롤(50)은 전면 글라스 기판(100)의 하방에 배치된다(도3 참조).
이 레이저 토치(30)와 제1 리프렉터(40)는 레이저 빔을 조사 및 반사하므로 전면 글라스 기판(100)을 사이에 두고 서로 반대쪽에 배치되어야 하지만, 브레이킹 롤(50)은 레이저 토치(30) 쪽 또는 제1 리프렉터(40) 쪽에 배치될 수 있다. 따라서 전면 글라스 기판(100)에 대한 브레이킹 롤(50)의 배치는 도3의 배치에 한정되지 않는다.
레이저 토치(30)는 전면 글라스 기판(100)의 평면에 대하여, 상방에 배치되어 상방에서 하방으로, 즉 전면 글라스 기판(100)을 향하여 레이저 빔을 조사한다. 레이저 토치(30)는 전면 글라스 기판(100)의 절단 방향(도3의 y축 방향)으로 진행하는(A) 제1 트레이(31)에 장착된다. 제1 트레이(31)는 전면 글라스 기판(100)의 상방에 배치되어 별도의 구동장치(미도시)에 의하여 절단 방향(y축 방향)으로 왕복 작동한다.
제1 트레이(31)는 휠 커터(32)를 장착하고 있다. 휠 커터(32)는 전면 글라스 기판(100) 절단시, 절단 방향(y축 방향)에 대하여, 전면 글라스 기판(100)의 시작단과 끝단에서 시작 스크래치(SC)를 형성한다(도4 참조).
도4는 전면 글라스 기판(100)의 시작단에 시작 스크래치(SC) 형성 공정을 도시한다. 또한 전면 글라스 기판(100)의 끝단에 시작 스크래치(SC) 형성 공정은 도4와 동일하게 진행되므로 이에 대한 도시 및 설명을 생략한다.
시작 스크래치(SC)의 원활한 형성을 위하여, 휠 커터(32)는 실린더(33)를 개 재하여 제1 트레이(31)에 장착된다. 실린더(33)는 전면 글라스 기판(100)을 향하여 신축 작용하여 휠 커터(32)가 전면 글라스 기판(100)의 시작단과 끝단에 접촉하고, 또는 양단 사이에서 전면 글라스 기판(100)으로부터 이격되게 한다. 실린더(33)는 유압 또는 공압 실린더로 형성될 수 있다.
즉, 실린더(33)는 전면 글라스 기판(100)의 시작단에서 신장되어 휠 커터(32)를 하강시켜 시작단에 휠 커터(32)를 접촉시켜 제1 폭(W1)만큼 시작 스크래치(SC) 형성 후, 전면 글라스 기판(100)으로부터 상승되어 전면 글라스 기판(100)으로부터 이격되어 레이저 빔으로 제2 폭(W2)만큼 크랙(CR) 형성 후, 전면 글라스 기판(100)의 끝단에서 다시 신장되어 휠 커터(32)를 하강시켜 끝단에 휠 커터(32)를 접촉시켜 제3 폭(W3)만큼 시작 스크래치(SC)를 형성한다(도5 참조). 예를 들면, 실린더(33)는 솔레노이드 밸브에 의하여 제어될 수 있으며(미도시), 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
이 시작 스크래치(SC)는 시작단과 끝단에서 1차로 스크래치를 형성하여 2차 크랙(CR) 형성을 용이하게 하고, 또한 크랙(CR) 부분의 절단을 용이하게 한다(도6 참조).
절단 방향(y축 방향)에 대하여, 휠 커터(32)는 레이저 토치(30)의 전방에 배치된다. 따라서 절단 공정의 시작과 끝 공정에서 전면 글라스 기판(100)의 효율적인 절단이 가능하게 된다. 휠 커터(32)는, 1개인 경우 레이저 토치(30)의 전방에 배치되고, 2개인 경우(미도시) 레이저 토치(30)의 전방과 후방에 각각 1개씩 배치되어 시작단과 끝단의 스크래치를 각각 형성할 수 있다.
제1 리프렉터(40)는 레이저 토치(30)에 마주하는 전면 글라스 기판(100)의 하방에 배치되어, 레이저 빔을 전면 글라스 기판(100)으로 반사시켜, 전면 글라스 기판(100)에서 두께 방향(z축 방향) 전(全) 범위에 크랙(CR)을 형성한다(full cutting)(도5 참조).
제1 리프렉터(40)는 오목 거울로 형성되어, 레이저 토치(30)에서 조사되는 레이저 빔을 전면 글라스 기판(100) 쪽에 효율적으로 반사시킨다. 레이저 토치(30)에서 조사되는 레이저 빔은 1차로 전면 글라스 기판(30)에 흡수되고, 또한 투과되어 제1 리프렉터(40)에서 반사되어 2차로 전면 글라스 기판(30)에 흡수된다. 이렇게 흡수되는 레이저 빔은 전면 글라스 기판(30)에서 고열을 발생시키고, 이 고열에 의하여 레이저 빔이 조사된 부분은 팽창되며, 이 팽창된 부분을 냉각시키면 크랙(CR)이 형성된다.
레이저 빔을 보다 효율적으로 사용하기 위하여, 제1 실시예의 제조장치는 제2 리프렉터(41)를 포함한다. 예를 들면, 제2 리프렉터(41)는 레이저 토치(30)에서 조사되는 레이저 빔을 통과시키고 상기 제1 리프렉터(40)에서 반사되는 반사 빔을 다시 전면 글라스 기판(100)으로 반사시키도록 레이저 토치(30)에 마주하는 부분에 애퍼쳐(aperture)(42)를 형성한다. 또한 제2 리프렉터(41)는 레이저 토치(30)와 전면 글라스 기판(100) 사이에 배치된다. 따라서 제1 리프렉터(40)에서 반사되고 전면 글라스 기판(100)을 투과한 레이저 빔은 제2 리프렉터(41)에서 다시 반사되어 전면 글라스 기판(100)에 흡수되어 크랙(CR) 형성에 기여할 수 있다.
제2 리프렉터(41)는 제1 리프렉터(40)와 서로 레이저 빔을 반사시키므로 제1 리프렉터(40)와 마주하는 위치에 배치되어야 하고, 제1 리프렉터(40)는 레이저 토치(30)와 마주하는 위치에 배치되어야 한다. 따라서 제2 리프렉터(41)는 레이저 토치(30)와 함께 제1 트레이(31)에 장착될 수 있다(도면의 간략한 도시를 위하여, 도3 내지 도6에서 제2 리프렉터(41)는 제1 트레이(31)와 분리되어 있다).
크랙(CR)이 형성된 부분은 브레이킹 롤(50)의 가압으로 발생되는 분할력에 의하여 절단된다(BR)(도5, 도6 참조). 따라서 레이저 빔을 조사하여 전면 글라스 기판(30)에서 레이저 빔이 조사되는 부분을 팽창시키고, 냉각시켜 크랙(CR)을 형성하기까지는 소정의 시간이 경과된다. 이를 위하여, 제1 리프렉터(40)와 브레이킹 롤(50)은 소정의 거리(L40)를 유지한다.
제1 리프렉터(40)는 절단 방향(y축 방향)으로 길게 형성되는 장홈 가이드(43)에 결합된다. 따라서 제1 리프렉터(40)와 브레이킹 롤(50) 사이의 거리(L40)는 절단 방향(y축 방향)으로 가변될 수 있다. 장홈 가이드(43)는 제2 트레이(44)에 장착된다.
제1 리프렉터(40)와 브레이킹 롤(50)은 전면 글라스 기판(100)의 하방에서 전면 글라스 기판(100)의 절단 방향(y축 방향)으로 진행하는 제2 트레이(44)에 장착된다.
이 브레이킹 롤(50)은 레이저 빔에 의하여 형성된 크랙(CR) 주위의 전면 글라스 기판(100)을 가압하여 분할력으로 절단한다(BR)(도5, 도6 참조). 이때, 브레이킹 롤(50)은 제1 막부분(L1)의 반대측에서 전면 글라스 기판(100)을 가압하므로 제1 막부분(L1)의 오염을 방지할 수 있다.
브레이킹 롤(50)은 크랙(CR)이 형성된 부분에 분할력을 가하여 최종적으로 전면 글라스 기판(100)을 절단시킨다(BR)(도5, 도6 참조). 따라서 브레이킹 롤(50)은 절단 방향(y축 방향)에 대하여, 레이저 토치(30)의 후방에 배치된다. 크랙(CR)이 형성된 전면 글라스 기판(100)에 분할력을 가할 수 있도록 브레이킹 롤(50)의 상단은 전면 글라스 기판(100)의 하면보다 소정 높이(ΔH)만큼 더 높게 배치된다(도4 참조).
예를 들어 설명하면, 브레이킹 롤(50)은 전면 글라스 기판(100)과 직접 접촉하여 구름 이동하는 롤(51)과, 이 롤(51)을 지지하는 브래킷(52), 축(53), 탄성부재(54) 및 하우징(55)을 포함한다.
롤(51)은 전면 글라스 기판(100)에 직접 접촉되므로 구름 이동시, 전면 글라스 기판(100)을 보호할 수 있도록 전면 글라스 기판(100)의 경도보다 낮은 경도의 재질로 형성된다. 예를 들면, 롤(51)은 구름 이동시 진동 및 충격을 흡수하는 고무 또는 합성수지재로 형성될 수 있다.
또한, 롤(51)은 크랙(CR) 부분의 절단이 발생될 수 있는 글라스 파티클의 비산을 방지하고 이 글라스 파티클을 수용하는 구조로 형성된다. 예를 들면, 롤(51)은 절단 방향(y축 방향)에 수직 하는 방향(x축 방향)을 기준으로 그 중앙 부분이 오목하게 형성될 수 있다(도6 참조).
브래킷(52)은 롤(51)을 장착하여 회전 가능하게 지지하고, 축(53)은 브래킷(52)에 연결되며, 탄성부재(55)는 축(53)을 지지한다. 하우징(54)은 탄성부재(54)와 축(53)의 일부를 내장하므로, 축(53)은 탄성적으로 지지된다. 따라서 축(53)에 브래킷(52)으로 연결되는 롤(51)은 탄성부재(54)에 의하여 탄성적으로 지지되어 상기 높이(ΔH)를 일부 흡수하면서 전면 글라스 기판(100)에 균일한 분할력을 작용시킨다(도4 참조). 즉 브레이킹 롤(50)은 탄성부재(54)의 탄성력에 의하여 균일한 분할력으로 전면 글라스 기판(100)을 절단한다(BR).
도2 내지 도6을 참조하여, 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에 대하여 설명한다. 도2를 참조하면, 본 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법은, 제1 막부분(L1)을 형성하는 전면 글라스 기판(100)을 제작하고(ST11) 절단하여(ST12) 전면기판(1)을 제작하고(ST100), 이와 별도로 제2 막부분(L2)을 형성하는 배면 글라스 기판을 제작하고(ST21) 절단하여(ST22) 배면기판(7)을 제작하며(ST200), 제작된 전면기판(1)과 배면기판(7)을 서로 봉착하여(ST300) 방전셀(19) 내의 가스를 배기한 후, 방전셀(19)에 불활성 가스를 주입하여(ST400), 플라즈마 디스플레이 패널을 완성(ST500)는 공정로 이루어진다.
전면 글라스 기판(100) 제작 공정(ST11)는 전면 글라스 기판(100)의 내표면에 유지전극(3)과 주사전극(5)을 평행하게 배치하여 쌍으로 형성하고, 이 유지전극(3)과 주사전극(5) 쌍을 복수로 형성하며, 이 유지전극(3)과 주사전극(5) 쌍들을 유전체층(13)과 보호막(15)으로 덮는다.
배면 글라스 기판 제작 공정(ST21)는 배면 글라스 기판(미도시)의 내표면에 어드레스전극들(9)을 형성하고, 어드레스전극들(9)을 유전체층(17)으로 덮으며, 이 유전체층(17) 위에 격벽(11)을 형성한 후, 이 격벽(11)의 내표면에 형광체층(21)을 형성한다.
전면 글라스 기판(100)과 배면 글라스 기판의 구조적인 차이에도 불구하고, 상기한 제조장치의 절단장치는 전면 글라스 기판(100)과 배면 글라스 기판(미도시)의 절단에 동일하게 적용된다. 이와 같이, 제작방법 중 절단 공정은 전면 글라스 절단 공정(ST12) 및 배면 글라스 절단 공정(ST22)에 동일하게 적용된다. 여기에서는, 설명의 편의를 위하여, 1장의 전면 글라스 기판(100)을 2매의 전면기판들(1)로 절단하는 전면 글라스 기판 절단 공정(ST12)에 대하여 설명한다.
도4 내지 도6은 일 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에서 전면 글라스 기판 절단 공정(ST12)을 순차적으로 도시하고 있다. 예를 들면, 전면 글라스 기판 절단 공정(ST12)은 시작단의 시작 스크래치(SC) 형성 공정(ST121), 크랙(CR) 형성 공정(ST122), 크랙(CR)을 절단(BR)하는 절단 공정(ST123) 및 끝단의 시작 스크래치 형성 공정(ST124)을 포함할 수 있다.
도4를 참조하며, 시작단의 시작 스크래치(SC) 형성 공정(ST121)은 크랙 형성 공정(ST122)에 앞서, 휠 커터(32)에 의하여 진행되는 공정이다. 이 시작 스크래치(SC) 형성 공정(ST121)은 전면 글라스 기판(100)의 시작단에 시작 스크래치(SC)를 형성하는 공정으로서, 시작 스크래치(SC)는 시작단에서 크랙(CR) 형성 및 절단(BR)을 용이하게 한다.
도5를 참조하면, 크랙(CR) 형성 공정(ST122)은 레이저 토치(30)와 제1, 제2 리프렉터(40, 41)에 의하여 진행되는 공정이다. 이 크랙(CR) 형성 공정(ST122)은 레이저 토치(30)에서 조사되는 레이저 빔을 제1 리프렉터(40)와 제2 리프렉터(41)를 통하여 전면 글라스 기판(100)으로 반사시켜, 전면 글라스 기판(100)에서 레이 저 빔이 조사된 부분을 팽창 및 냉각시켜, 전면 글라스 기판(100)의 두께 방향(z축 방향) 전 범위에 걸쳐 크랙(CR)을 형성한다. 이 크랙(CR) 형성 공정(ST122)은 파장이 1030nm인 야그(YAG) 레이저를 사용하므로, 일반적으로 사용되는 1064nm인 야그(YAG) 레이저를 사용하는 경우에 비하여, 글라스 파티클을 줄일 수 있다.
도6을 참조하면, 절단(BR) 공정(ST123)은 브레이킹 롤(50)에 의하여 진행되는 공정이다. 이 절단 공정(ST123)은 크랙(CR) 주위의 전면 글라스 기판(100)을 가압하여 두께의 전 범위에 형성된 크랙(CR)에 분할력을 가하여 크랙(CR)을 절단(BR)한다. 따라서 전면 글라스 기판(100)은 브레이킹 롤(50)이 진행된 부분에서는 2개의 전면기판들(1)로 분리되어 있다. 이 절단 공정(ST123)은 도4에 도시된 바와 같이, 레이저 빔에 의한 크랙 형성 공정(ST122)와 동시에 진행되며, 크랙 형성 공정(ST122)이 진행된 부분에 대하여 진행된다.
끝단의 시작 스크래치 형성 공정(ST124)는 도4를 참조하여 설명한 시작단의 시작 스크래치(SC) 형성 공정(ST121)과 동일하게 진행되는 공정이다. 즉 끝단의 시작 스크래치 형성 공정(ST124)는 크랙 형성 공정(ST122) 중에, 휠 커터(32)에 의하여 진행되는 공정으로서, 전면 글라스 기판(100)의 끝단에 시작 스크래치(SC)를 형성하는 공정으로서, 시작 스크래치(SC)는 끝단에서 크랙(CR) 형성 및 절단(BR)을 용이하게 한다.
이와 같이, 시작 스크래치(SC) 형성 공정(ST121, ST124), 크랙(CR) 형성 공정(ST122) 및 절단(BR) 공정(ST123)을 순차적으로 진행하므로 전면기판들(1)과 배면기판들(7)이 제작된다. 이 전면기판(1)과 배면기판(7)은 봉착 공정(ST300) 이후 공정을 경유하면서 플라즈마 디스플레이 패널로 완성된다.
도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치의 사시도이고, 도8은 글라스 기판의 절단 공정 중, 에어 노즐에 의한 절단 공정의 정면도이다.
도7을 참조하면, 제2 실시예의 제조장치에서 절단장치(300)는 전면 글라스 기판(100)을 가압하여 절단하는 분할력을 제공하기 위하여, 제1 실시예의 브레이킹 롤(50) 대신에 에어 노즐(60)을 사용한다. 제2 실시예에서 에어 노즐(60)을 제외한 다른 구성은 제1 실시예와 동일하므로 이들에 대한 구체적인 설명을 생략하고, 에어 노즐(60)과 관련된 부분에 대하여 설명한다.
에어 노즐(60)은 제1 막부분(L1)의 반대측에서 크랙(CR) 주위의 전면 글라스 기판(100)에 압축 공기를 분사하여, 레이저 빔에 의하여 형성된 크랙(CR) 부분을 냉각하여 크랙(CR) 형성을 촉진시켜 절단(BR)한다. 또한 에어 노즐(60)은 크랙(CR) 주위의 전면 글라스 기판(100)을 가압하여 절단(BR)을 촉진하기도 한다. 에어 노즐(60)과 제1 리프렉터(40)는 전면 글라스 기판(100)의 하방에서 전면 글라스 기판(100)의 절단 방향(y축 방향)으로 진행하는(A) 제2 트레이(44)에 장착된다. 에어 노즐(60)은 절단 방향(y축 방향)에 대하여, 레이저 토치(30)의 후방에 배치된다. 제1 리프레터(40)에 의하여, 에어 노즐(60)과 제1 리프렉터(40)와의 사이 거리는 가변될 수 있다.
제2 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치는 석션(70)을 포함한다. 석션(70)은 전면 글라스 기판(100)을 사이에 두고 에어 노즐(60)에 마주하여 구비 되어, 에어 노즐(60)에서 분사되는 압축 공기에 의한 크랙(CR)의 냉각 촉진으로 크랙(CR) 절단(BR) 시, 비산되는 글라스 파티클(GP)을 모아서, 비산되는 글라스 파티클(GP)에 의하여 제1 막부분(l1)이 오염되는 것을 방지할 수 있다(도8 참조).
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 토치와 제1 리프렉터를 이용한 레이저 빔으로 글라스 기판을 두께 방향 전체 범위에 걸쳐 크랙을 형성하고(full cutting), 브레이킹 롤을 이용하여 크랙 부분에 분할력을 가하여 글라스 기판을 절단하므로 절단 품질을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 브레이킹 롤 또는 에어 노즐과 석션을 이용하여, 크랙 절단시 발생될 수 있는 글라스 파티클을 수용하므로 비산되는 글라스 파티클에 의한 막부분의 오염을 방지하는 효과가 있다.

Claims (25)

  1. 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치에 있어서,
    제1 막부분을 구비한 제1 글라스 기판 및 제2 막부분을 구비한 제2 글라스 기판 중 적어도 하나의 글라스 기판을 복수 매의 기판들로 절단하는 절단장치를 포함하며,
    상기 절단장치는,
    상기 글라스 기판의 평면에 대하여 상방과 하방 중 일방에 배치되어 상기 글라스 기판을 향하여 레이저 빔을 조사하는 레이저 토치;
    상기 레이저 토치에 마주하는 상기 글라스 기판의 다른 일방에 배치되어 상기 레이저 빔을 상기 글라스 기판으로 반사시켜, 상기 글라스 기판에서 두께 방향 전 범위에 크랙을 형성하는 제1 리프렉터;
    상기 막부분의 반대측에서 상기 크랙 주위의 상기 글라스 기판을 가압하여 절단하는 브레이킹 롤; 및
    상기 글라스 기판의 절단시, 상기 글라스 기판의 시작단과 끝단에 스크래치를 형성하는 휠 커터를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저 토치는,
    상기 글라스 기판의 상방에서 상기 글라스 기판의 절단 방향으로 진행하는 제1 트레이에 장착되고,
    상기 휠 커터는 상기 제1 트레이에 장착되는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 휠 커터는,
    상기 제1 트레이에서 상기 글라스 기판을 향하여 신축 작용하는 실린더를 개재하여 장착되는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 절단 방향에 대하여,
    상기 휠 커터는, 상기 레이저 토치의 전방에 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저 토치에서 조사되는 레이저 빔을 통과시키고 상기 제1 리프렉터에서 반사되는 반사 빔을 다시 상기 글라스 기판으로 반사시키도록 상기 레이저 토치에 마주하는 에퍼쳐(aperture)를 형성하여, 상기 레이저 토치와 상기 글라스 기판 사이에 배치되는 제2 리프렉터를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 브레이킹 롤 및 상기 제1 리프렉터는,
    상기 글라스 기판의 하방에서 상기 글라스 기판의 절단 방향으로 진행하는 제2 트레이에 장착되는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 절단 방향에 대하여,
    상기 브레이킹 롤은, 상기 레이저 토치의 후방에 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 리프렉터는,
    상기 브레이킹 롤과의 사이 거리를 가변시키도록 상기 절단 방향으로 길게 형성되는 장홈 가이드에 결합되는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 브레이킹 롤은,
    상기 글라스 기판을 구름 이동하는 롤,
    상기 롤을 회전 가능하게 지지하는 브래킷,
    상기 브래킷에 연결되는 축,
    상기 축을 지지하는 탄성부재, 및
    상기 탄성부재와 축을 내장하여 지지하는 하우징을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 롤은,
    상기 글라스 기판의 절단 방향에 수직 하는 방향을 기준으로 그 중앙 부분이 오목하게 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 롤은,
    상기 글라스 기판의 경도보다 낮은 경도의 재질로 형성되는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  12. 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치에 있어서,
    제1 막부분을 구비한 제1 글라스 기판 및 제2 막부분을 구비한 제2 글라스 기판 중 적어도 하나의 글라스 기판을 복수 매의 기판들로 절단하는 절단장치를 포함하며,
    상기 절단장치는,
    상기 글라스 기판의 평면에 대하여 상방과 하방 중 일방에 배치되어 상기 글라스 기판을 향하여 레이저 빔을 조사하는 레이저 토치;
    상기 레이저 토치에 마주하는 상기 글라스 기판의 다른 일방에 배치되어 상기 레이저 빔을 상기 글라스 기판으로 반사시켜, 상기 글라스 기판에서 두께 방향 전 범위에 크랙을 형성하는 제1 리프렉터; 및
    상기 막부분의 반대측에서 상기 크랙 주위의 상기 글라스 기판에 압축 공기를 분사하여 상기 글라스 기판을 냉각하여 절단하는 에어 노즐을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 레이저 토치는,
    상기 글라스 기판의 상방에서 상기 글라스 기판의 절단 방향으로 진행하는 제1 트레이에 장착되고,
    상기 제1 트레이는,
    상기 글라스 기판의 절단시, 상기 글라스 기판의 시작단과 끝단에 스크래치를 형성하는 휠 커터를 장착하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 휠 커터는,
    상기 제1 트레이에서 상기 글라스 기판을 향하여 신축 작용하는 실린더를 개재하여 장착되는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 절단 방향에 대하여,
    상기 휠 커터는, 상기 레이저 토치의 전방에 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 레이저 토치에서 조사되는 레이저 빔을 통과시키고 상기 제1 리프렉터에서 반사되는 반사 빔을 다시 상기 글라스 기판으로 반사시키도록 상기 레이저 토치에 마주하는 에퍼쳐(aperture)를 형성하여, 상기 레이저 토치와 상기 글라스 기판 사이에 배치되는 제2 리프렉터를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 에어 노즐 및 상기 제1 리프렉터는,
    상기 글라스 기판의 하방에서 상기 글라스 기판의 절단 방향으로 진행하는 제2 트레이에 장착되는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 절단 방향에 대하여,
    상기 에어 노즐은, 상기 레이저 토치의 후방에 배치되는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 리프렉터는,
    상기 에어 노즐과의 사이 거리를 가변시키도록 상기 절단 방향으로 길게 형성되는 장홈 가이드에 결합되는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  20. 제12 항에 있어서,
    상기 글라스 기판을 사이에 두고 상기 에어 노즐에 마주하여 구비되는 석션을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조장치.
  21. 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법에 있어서,
    제1 막부분을 형성한 제1 글라스 기판 및 제2 막부분을 형성한 제2 글라스 기판 중 적어도 하나의 글라스 기판을 복수 매의 기판들로 절단하는 글라스 기판 절단 공정을 포함하며,
    상기 글라스 기판 절단 공정은,
    레이저 토치에서 조사되는 레이저 빔을 리프렉터를 통하여 상기 글라스 기판으로 반사시켜 상기 글라스 기판을 팽창 및 냉각시켜, 상기 글라스 기판의 두께 방향 전 범위에 크랙을 형성하는 크랙 형성 공정과,
    상기 크랙 주위의 상기 글라스 기판을 가압하여 절단하는 절단 공정을 포함하며,
    상기 글라스 기판 절단 공정은,
    상기 크랙 형성 공정 전에,
    휠 커터에 의하여 상기 글라스 기판의 시작단에 스크래치를 형성하는 공정을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  22. 삭제
  23. 제21 항에 있어서,
    상기 글라스 기판 절단 공정은,
    상기 크랙 형성 공정 중에,
    휠 커터에 의하여 상기 글라스 기판의 끝단에 스크래치를 형성하는 공정을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  24. 제21 항에 있어서,
    상기 크랙 형성 공정은, 파장이 1030nm인 야그(YAG) 레이저를 사용하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
  25. 제21 항에 있어서,
    상기 절단 공정은
    브레이킹 롤의 가압에 따른 분할력 및 에어 노즐에서 분사되는 에어의 냉각 중 하나를 사용하여 상기 글라스 기판을 가압 또는 냉각하는 플라즈마 디스플레이 패널 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200407370Y1 (ko) * 2005-10-28 2006-01-31 케이 이엔지(주) 평판디스플레이글라스판넬 레이저 커팅 장치

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