KR101329477B1 - 단일 방사 빔으로 취성 재료를 스코어링 및 분리하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

단일 레이저 빔을 이용하여 취성 재료, 특히 유리 시트 또는 기판을 스코어링 및 분리하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 유리 기판 상에 입사한 상기 빔에 의하여 방사 영역이 형성되며, 상기 방사 영역은 상기 방사 영역에 입사한 냉각제 제트에 의하여 두 부분으로 효율적으로 형성된다. 상기 방사 영역은 기판의 두께를 통하여 부분적으로 벤트 크랙을 생성시키는 선두 부분과, 기판의 나머지를 통하여 벤트 크랙을 전파하는 후속부분으로 분리되어, 상기 기판을 분리시킨다.

취성재료, 유리 기판, 벤트 크랙, 레이저, 방사

Description

단일 방사 빔으로 취성 재료를 스코어링 및 분리하는 방법 및 장치{Method and Apparatus for Scoring and Separating a Brittle Material with a Single Beam of Radiation}

<관련 출원의 상호 참조>

본 출원은 2007년 5월 15일 출원된 미국 특허출원 제11/803428호(명칭 “단일 방사 빔으로 취성 재료를 스코어링 및 분리하는 방법 및 장치”)와 관련되며, 그 내용은 본 명세서에 병합된다.

<기술 분야>

본 발명은 취성 재료의 분리를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 단일 방사빔 만을 사용하여 유리 기판을 스코어링 및 분리시키는 방법에 관한 것이다.

유리 시트는 일반적으로 기계적 수단에 의하여 절단 또는 분리되며, 이에 따라 유리는 소정의 경로를 따라 스코어링되고, 그 이후에 기계적 결합력이 상기 시트의 일부 또는 양 부분에 인가되어 상기 시트를 분리시킨다. 상기 스코어링 단계 중에, 평균 벤트(median vent) 크랙이 형성되는데, 이는 시트의 두께를 통한 경로 의 일부만으로 이동한다.

또 다른 종래 방법에서, 초기 결함이 시트 내에 위치하면, 그때는 레이저가 상기 결함에 향하도록 하여 유리를 가열하고 상기 결함을 소정의 경로를 따라 확장시킨다. 미국 특허 제5,692,284호에서 Kondratenko는 상기 빔 스팟이, 그 스팟의 최장축이 20mm 이하인 짧은 타원형상을 가지는 공정에 대하여 설명하고 있다. 보고된 스코어링 속도는 낮았으며, 유리 종류에 따라, 약 10∼120mm/sec 사이의 범위에서 변화되었다. 미국 특허 제5,776,220호는 Allaire 등에 의해서, 최장축이 40mm를 초과하는 현저히 더 긴 타원형 스팟에 대하여 교시하고 있다. 미국 특허 제6,211,488호에서, Hoekstra 등은 스코어링 속도를 증가시키기 위해 상기 스코어링 빔 이전에 다수의 레이저 빔을 사용하는 내용을 개시하고 있다. 스코어링 속도를 증가시키기 위해 복수 개의 빔을 사용하는 것에 기초한 유사한 접근은 미국 특허 제6,800,831호에서 교시하고 있다.

분리단계는 상술한 바와 같은 벤트 크랙에 적용되는 휨모멘트를 통해, 또는 인장 응력을 형성하는 레이저로 스코어 라인을 가열함에 의하여 상기 벤트 크랙을 심화(deepening)시키는 단계를 포함한다. 예를 들어 미국 특허 제6,541,730호는 스코어링 빔 뒤쪽으로 이동하는 원형 또는 타원형의 제2 레이저 빔을 사용하는 것으로 개시하고 있다.

선행 기술은 일반적으로 스코어링 및 분리 기능을 모두 달성하기 위한 몇 개의 단계 또는 레이저에 관한 것이다. 그러한 다중 공정, 다중 빔에 의한 방법은 비용을 증가시키고, 스코어링 및 분리 공정의 광학적 이생을 복잡하게 한다. 필요한 것은 단일 공정에서 취성 재료(예를 들어, 유리 기판)를 스코어링 및 분리하는 비접촉 방법으로서, 복수의 방사 광원으로부터의 다중 빔을 더하는 복잡성이 없는 것이다.

<발명의 요약>

본 발명은 방사 빔의 단일 경로(single pass), 및 단일 조사 광원만으로 취성 시트 재료의 스코어링 및 분리를 모두 가능하게 한다.

본 발명의 구체예에 따라, 취성 재료의 분리 방법은 취성 시트 재료를 제공하는 단계, 상기 시트 상에 연장된 방사 영역을 형성하는 단계, 상기 시트 상에, 상기 방사 영역을 가로질러 상기 방사영역의 스코어링 부 및 분리부를 형성하는 냉각영역을 형성하는 단계, 및 상기 시트 및 상기 가로 지르는 방사 및 냉각 영역 사이에서 상대 운동을 제공하여 상기 시트를 스코어링 및 분리하는 단계를 포함하는 것으로 개시된다. 유익하게, 상기 취성 시트 재료는 취성 재료의 표면상에 상기 방사 영역 및 냉각 영역의 단일 경로에서 스코어링 및 분리되며, 상기 방사 영역 및 냉각 영역은 바람직하게 스코어링 및 분리 중에 일정한 공간적 관계(spatial relationship)를 갖는다. 바람직하게는 상기 취성재료는 유리 시트 또는 기판이다.

다른 구체예에서, 취성 재료의 분리방법은 취성 시트 재료를 제공하는 단계, 상기 시트의 표면을 연장된 레이저 빔으로 조사하여, 상기 시트 상에 연장된 방사 영역을 형성시키는 단계, 상기 시트 상에 상기 방사 영역과 중첩하는 냉각영역을 형성하는 단계, 및 상기 취성 시트 재료 및 상기 중첩된 방사 및 냉각 영역 사이에서 상대 운동을 제공하여 상기 시트를 스코어링 및 분리하는 단계를 포함하는 것으로 개시된다.

또 다른 구체예에서, 취성 재료의 스코어링 및 분리 장치는 레이저원, 상기 레이저원에 의하여 방출된 레이저 빔을 연장된 빔으로 변형시키고, 상기 연장된 빔을 상기 취성 재료의 표면상으로 조향(directing)하여 상기 재료상에 방사 영역을 형성하기 위한, 하나 이상의 광학시스템, 상기 취성 재료의 표면상에 냉각제 흐름을 적용시키도록 향하게 하는 노즐, 상기 적용 냉각제는 상기 방사 영역의 이동 방향에 대하여 상기 방사영역의 선두부(leading portion)와 후속부(trailing portion) 사이의 방사영역을 가로지름, 상기 취성 재료 및 상기 가로지른 방사 영역 및 적용 냉각제 사이에서 상대 운동을 산출함으로써, 상기 방사 영역 및 적용 냉각제의 단일 경로 중에 상기 취성 재료를 스코어링 및 분리하기 위한 이송 장치를 포함하는 것으로 개시된다.

본 발명을 실시하는 것은 유리 시트와 같은 취성 재료를 분리하는데 필요한 기구의 복잡성을 감소시킬 수 있으며, 스코어링/ 분리 빔의 단일 경로에서 분리 기능과 스코어링 기능을 조합시킴으로써 취성 재료를 분리시키는데 필요한 시간을 줄일 수 있고, 스코어링 기능과 분리 기능의 정확한 정렬을 제공함으로써 스코어링 및 분리 공정의 효율성을 개선시킬 수 있으며(즉, 빔의 스코어링 부분 및 빔의 분리 영역 간의 정렬), 및 재료의 기계적인 스코어링의 필요성 및 발생하는 고유의 치핑(chipping)을 제거한 분리 재료의 에지 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 구체예는 취성 재료 시트를 단독으로 절단하는 오프-라인, 또는 유리 시트를 만들기 위한 제조 작업과 같은 온-라인에 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 구체예는 다운 드로우 유리 형성 작업, 예를 들어, 퓨전 다운드로우 유리 시트 공정과 같은 공정의 일부에 설치되어 움직이는 유리 리본으로부터 개별 유리 시트를 제거(분리)함으로써, 현재 기계적 스코어링 및 파단 작업을 대체할 수 있다.

본 발명에 대한 전술한 일반적인 설명 및 후술하는 상세한 설명은 본 발명이 청구하는 본질 및 특성을 이해시키기 위한 개괄 내지 개요를 제공하기 위한 것으로 이해하여야 한다. 첨부된 도면은 본 발명의 부연적 이해를 제공하고자 포함되며 본 명세서의 일부로 병합되고 그 구성을 이룬다. 도면은 본 발명의 예시적인 구체예를 도시하는 것이며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리와 작용을 설명하는데 사용된다.

도 1은 본 발명의 구체예에 따른 유리 시트 또는 기판을 분리하기 위한 장치의 개략도이다.

도 2는 레이저에 의하여 방출된 레이저 빔이 기판 표면상에 입사하는 때에 유리 기판 표면상에 레이저가 형성하는 “방사영역”의 하향 조망도(top down view)이다.

도 3은 도 1의 영역에 대한 확대 투시도로서, 상기 레이저 빔은 유리 기판의 표면상에 입사한다.

도 4A 및 4B는 두 개의 구체예를 도시하고 있으며, 여기서 냉각제 분출(jet)은 상기 입사 레이저 빔과 중첩되며: 상기 방사 영역은 일반적으로 이등분되어 있으며, 상기 빔의 선두 에지는 후속 에지보다 더 짧다.

도 5A 및 5B는 레이저 방사 영역의 선두부에 의하여 단지 부분적으로 유리 기판을 통하여 어떻게 벤트 크랙이 전파되는지, 반면에 상기 방사영역의 후속부에 의하여 유리의 두께를 통하여 전체적으로 벤트 크랙이 전파되는 것을 보여주는 유리 기판의 단면도를 도시하고 있다.

도 6은 본 발명의 타 구체예에 대한 하향 조망도이고, 여기서 단일 레이저 빔은 냉각제 적용에 의하여 형성된 냉각 영역에 의하여 분리된 두 개의 연장된 방사영역을 산출하도록 마스킹된다.

후술하는 상세한 설명에서, 설명의 목적을 위하여, 제한됨이 없이, 상세한 설명을 개시하는 예시적인 구체예가 본 발명의 전체적인 이해를 위하여 제공된다. 그러나, 현 개시내용의 이익을 갖는 당업자에게는 본 발명은 여기에 개시되는 상세한 설명으로부터 벗어난 다른 구체예에서 실시될 수 있음이 명백할 것이다. 또한, 주지의 장치, 방법 및 재료의 설명은 본 발명의 설명을 불명확하지 않도록 생략될 수 있다. 결론적으로, 적용가능한 한, 같은 참조 번호는 같은 부재를 지칭한다.

도 1에는, 본 발명의 구체예에 따라 취성 재료를 절단하기 위한 장치(10)가 도시되었다. 취성 재료는 예를 들어, 유리, 세라믹, 또는 유리 세라믹 제품일 수 있다. 추가적인 논의를 위하여, 유리 기판, 특히 액정 디스플레이의 제조에 사용하기에 적합한 유리 시트가 이하에서 가정되어 기술될 것이다. 그러나 본 발명은 기타의 제조 제품의 스코어링 및 분리에 적합성을 갖는다는 것을 주지하여야 한다.

장치(10)는 유리 기판(유리 시트)(14)을 조사하기 이한 광 전달 시스템(optical delivery system, 12), 및 냉각제 노즐(16), 냉각제 원료(18) 및 냉각제를 노즐(16)을 이송하기 위하여 필요한 조합 파이핑(20)을 포함한 냉각 유체 전달 시스템을 포함한다. 광 전달 시스템(12)은 방사원(radiation source, 22), 원형 편광판(circular polarizer, 24), 빔 확장기(beam expander, 26), 및 빔 형성 시스템(beam shaping system, 28)을 포함한다.

광 전달 시스템(12)은 예를 들어 거울(34, 36, 및 38)과 같은 방사 원(22)으로부터의 방사 빔(32)을 재 조향(redirecting)하기 위한 광학 부재를 더 포함할 수 있다. 조사원(Irradiation source)(22)은 바람직하게는 상기 빔이 유리 기판 상에 입사하는 위치에서 유리 기판을 가열시키기 적합한 파장 및 출력을 갖는 레이저 발광 레이저 빔일 수 있다. 일 구체예에서, 레이저(22)는 10.6㎛의 파장 및 100 와트 이상의 출력에서 작동하는 CO₂ 레이저이다.

레이저(22)에 의해 방출된 레이저 빔(32)은 일반적으로 단면(즉, 빔의 길이 축에 대하여 직각에서의 빔의 단면)에서 실질적으로 원형이다. 광 전달 시스템(12)은 상기 빔이 유리 기판(14)에 입사되어, 유리 기판 상에 연장된 접지 면(footprint) 또는 “방사 영역”(40)을 산출하는 실질적으로 연장된 형태를 갖도록 레이저 빔(32)을 변형시키기 위해 작동할 수 있다. 상기 방사영역의 경계는 상기 빔 강도가 피크 값의 1/e²으로 줄어들게 되는 지점에서 결정된다. 빔(32)은 원형 편광기(24)를 통과하고, 그 다음 빔 확장기(26)를 통과함으로써 확장된다. 확장된 레이저 빔은 그 다음 방사영역(40)을 기판의 표면상에서 연장시킨다. 빔 형성 시스템(28)은 예를 들어, 하나 이상의 원통형 렌즈를 포함할 수 있다. 그러나 기판(14)에서 연장된 방사 영역을 생산하는 레이저(22)에서 방출된 빔을 형태화할 수 있는 모든 광학 부재가 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 방사 영역(40)의 개략도는 도 2에서 도시된다. 바람직하게, 방사 영역(40)의 주축(major axis)은 종축(major axis, 44)보다 실질적으로 더 길다. 일부 구체예에서, 예를 들어, 주축(42)은 종축(44)보다 적어도 약 10배 이상(10x ) 더 길다. 특정한 바람직한 구체예에서는, 방사 영역(40)의 주축(42)은 길이에서 적어도 약 100mm이나, 적어도 200 또는 심지어 300mm 이상의 길이일 수 있으며, 이에 비하여 종축(44)은 일반적으로 약 2mm 이하이고, 1.5mm 또는 심지어 1mm이하로 짧을 수 있다. 그러나 방사 영역(40)의 길이 및 폭은 원하는 스코어링/분리 속도(빔 이행 속도), 유리 시트의 두께, 레이저 출력 등에 좌우되며, 상기 방상영역의 길이 및 폭은 필요에 따라 달라질 수 있다.

도 3에 잘 나타나 있는 바와 같이, 냉각제 노즐(16)은 냉각 유체의 분출an물(jet, 46)을 유리 기판(14)의 표면(47)으로 전달한다. 일부 구체예에서, 노 즐(16)은 수백 마이크로 미터에 속하는(예를 들어, 200- 300㎛) 내부 직경을 가지며, 유리의 표면에서 통상 약 300-400㎛의 직경을 가진, 실질적으로 시준된(collimated) 냉각제 분출물을 방사한다. 그러나 방사 영역(40)과 같이, 노즐(16)의 직경, 냉각제 분출물(46)의 다음(subsequent) 직경은 특정한 공정 조건에 요구되는 바에 따라 달라질 수 있다. 일부 구체예에서, 냉각제에 의하여 즉시적으로 적용된 유리 기판의 영역(냉각영역)은 바람직하게 상기 방사 영역의 주축보다 더 짧은 직경을 갖는다. 그러나, 특정 구체예에서, 상기 냉각 영역의 직경은 속도, 유리 두께, 레이저 출력 등과 같은 공정 조건에 기초하여 방사 영역(40)의 종축보다 더 클 수 있다. 실제로, 냉각제 분출물의 (단면)형상은 원형이 아닐 수 있으며, 예를 들어 냉각 영역이 유리 시트의 표면상에서 원형 스팟보다는 선(line)을 형성하도록 부채꼴(fan) 형태를 가질 수 있다. 선-형태의 냉각 영역은 예를 들어, 방사 영역(40)의 주축에 대하여 수직으로 배향될 수 있다. 기타 형태도 이로울 수 있다.

바람직하게, 냉각제 분출물(46)은 물을 포함하나, 유리 기판의 표면(47)을 착색시키거나 손상시키지 않는 적당한 모든 냉각 유체일 수 있다. 본 발명에 따르면, 냉각 유체 분출물(46)은 유리 기판(14)의 표면으로 전달되어 방사 영역(40)을 교차(가로지름) 내지 중첩시키는 냉각 영역(52)을 형성하여, 효과적으로 상기 방사 영역을 두 개의 부분, 즉 상기 냉각 영역에 앞선 선두부(leading portion, 48) 및 상기 냉각 영역 뒤쪽의 후속부(trailing portion, 50)로 나누게 되며, 여기서 상기 선두부와 후속부는 화살표(54)로 지시되는 빔의 이동 방향에 상대적이며, 상기 선 두 및 후속부는 냉각 영역(52)에 의하여 분리된다. “냉각 영역에 앞선(forward)”이라는 용어가 의미하는 바는 도 4A 및 4B에서 점선에 연결된 화살표로 표시되는 바와 같이, 냉각 영역(52)의 왼쪽에 접한(tangent) 점선의 앞쪽을 말한다. 마찬가지로, “냉각 영역의 뒤쪽(behind)”이라는 것은 도 4A 및 4B에서 점선에 연결된 화살표로 표시되는 바와 같이, 냉각 영역(52)의 오른쪽과 접하는 점선의 오른쪽 또는 뒤쪽을 의미한다. 냉각 영역(52)은 도 4A에서 도시된 바와 같이, 방사영역의 중간점에서 또는 그 근처에서 방사 영역(40)과 중첩되거나, 스코어링 및/또는 분리 공정을 최적화하기 위해 필요한 경우에 따라, 상기 냉각 영역(52)은 도 4B에서 도시된 바와 같이, 방사 영역의 타단보다는 방사영역(40)의 일단에 더 가까울 수 있다.

기판(14)을 스코어링 및 분리하기 위해, 기구(10)는 유리 기판(14)과 상기 기판 상에 입사한 빔(32)(즉, 방사영역 40) 사이에 상대 운동(relative motion)을 전개하기 위한 수단을 더욱 포함할 수 있다. 이는 빔(32)에 대하여 기판(14)을 움직임으로써, 또는 상기 기판에 대하여 빔(32)( 및 이에 따라 방사영역 40)을 움직임으로써 달성될 수 있다. 대형 기판, 예를 들어, 수 평방 미터를 초과하는 표면적(47)에 상응하는 치수를 가진 기판에 대하여는, 빔이 움직이는 것이 바람직할 것이다. 이는 특히 대형의 박형 기판의 경우에 특히 타당하다. 예를 들어 광학 디스플레이의 제조에 사용되는 기판은 두께가 1mm 이하일 수 있으며, 종종 0.7mm 이하일 수 있는데, 10 평방 미터 이상의 넓이일 수 있다. 그러한 대형의 매우 얇은 유 리 시트를 움직이는 것은 비실용적일 수 있다. 시트를 움직이는 것이 실용적이지 않은 경우, 광학 시스템(12)이 예를 들어 xy 선형 스테이지나 갠트리(gantry) 시스템과 같은 적당한 스테이지에 설치되어, 빔(32)과 냉각제(46)가 유리 기판(14)을 가로지를 수 있게 할 수 있다. 방사 영역(40) 및 냉각 영역(52)은, 냉각 영역과 상기 방사 영역 사이의 공간적 관계는 실질적으로 일정하게 남도록 일치되게 움직인다는 점을 주지하여야 한다. 만일 광학 시스템(12)이 너무 크면, 심지어 이러한 접근법이 실용적이지 않을 수 있다. 대신에, 다수의 광학 성분, 및 유리 기판(14)은 스코어링 및 분리 공정 중에 정지상태를 유지할 수 있으며, 레이저 빔(32)은 기판 상에 빔을 재조향하기 위하여, 유리 기판(14)에 실질적으로 평행하고, 이에 대하여 병진되는(translated) “부상형 헤드(flying head)”에 대하여 조향된다(directed). 예를 들어, 부상형 헤드(56)는 빔 형성 시스템(28) 및 미러(38)를 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 부상형 헤드만이 빔을 재조향하고 기판을 가로지르는 빔을 가로지르도록 움직일 필요가 있다. 시트, 또는 광학 시스템(12), 또는 부상형 헤드(56)만을 움직이기 위한 방법은 당업계에 잘 알려져 있으며, 더 이상 기술하지는 않는다.

방사 영역(40)이 기판의 표면을 가로지름에 따라, 방사영역은 유리 기판(14)을 가열한다. 방사 영역(40)을 가로지르는 방식으로 표면(47) 상에 냉각 분출물(46)을 적용시키는 것은 중첩하는 냉각 영역(52)을 산출함에 의하여 효과적으로 방사영역(40)을 두 부분(48, 50)으로 분열시킨다. 도 4A에서 도시하는 바와 같이, 방사 영역(40)이 화살표(54)에 의하여 표시된 방향으로 가로지름에 따라, 방사 영역(40)의 선두부(48)는 스코어링 작용을 수행하는 반면, 방사 영역(40)의 후속부(50)는 분리 작용을 수행한다. 방사 영역(40)의 선두부(48)가 스코어링 경로(59)(도 3)를 따라 기판을 가로지르면서, 상기 기판은 가열된다. 냉각제 분출물(46)은 급격히 기판의 가열된 부분을 (냉각 영역(52)을 통하여) 냉각 또는 소입(quenches)시켜서, 도 5A에 도시된 바와 같이, 이에 따라 기판의 입사 표면(47)(레이저 빔(32)이 입사한 표면)에서 유리 시트(14)의 바디 내에 부분 깊이(partial depth)까지 연장하는 벤트 크랙(60)이 형성되게 한다. 즉, 벤트 크랙(60)은 단지 부분적으로 기판의 두께를 통하여 가로지르고 있다. 방사 영역의 선두부의 뒤쪽으로 바로 이어지는 방사 영역의 후속부(50)는 그 다음 기판의 소입된 부분을 재 가열시키고, 이는 도 5B에서 보이는 바와 같이 기판의 두께를 통하여 연장하는 벤트 크랙을 유발시켜서, 선 59를 따라 기판을 분리시킨다(도 3).

분리 속도(예를 들어, 기판의 표면에 대한 빔의 가로지름 속도)는 예를 들어 방사 영역(40)에 대하여 기판(14) 상에 냉각 분출물(46)이 입사하는 지점을 재 위치시킴에 의하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 냉각 영역(52)은 스코어링 및/또는 분리를 최적화하기 위해 방사 영역(40)의 어떠한 특정 단부(즉, 중심으로부터 떨어져 위치됨)로부터 더 가까이 또는 더 멀리 위치시킬 수 있다.

도 6에서 도시된 다른 구체예에는, 본 발명에 따라, 레이저 빔(32)의 일부는 마스크될 수 있고, 이에 따라 단일 빔으로부터 두 개의 공-선형(co-linear)의 연장 된 방사 영역(64, 66)을 형성한다. 공-선형이라는 것은 각 방사 영역의 주(가장 긴)축은 단일 선 상에 놓여있다는 의미이다. 빔(32)의 마스킹은 예를 들어, 빔(32)의 경로에서의 적절히 형성된 장애물(미도시의 마스크)을 위치시킴으로써 달성된다. 냉각 분출물(46)은 다음에 방사 영역(64, 66) 사이에 빔(32)의 마스킹된 부분(68) 내에 냉각 영역(52)을 산출하는 유리 기판(14)으로 조향될 수 있다. 전술한 구체예와 마찬가지로, 마스킹 영역의 위치 및 마스킹된 부분 내의 냉각 영역(52)의 연속적인(subsequent) 위치는 빔 및 냉각제에 의하여 생성된 열 구배 및 연속적으로 초기의 스코어링 벤트 크랙의 깊이를 조절하는데 사용될 수 있다. 전술의 구체예에서와 같이, 빔(32) 및 냉각제 분출물(46)은 상기 방사 영역(들) 및 냉각 영역 사이의 상대 운동이 일어나지 않도록 균일하게 움직인다.

본 발명의 상술한 구체예, 특히 모든 “바람직한” 구체예는 단순히 가능한 실행에 대한 예시이며, 단순히 본 발명의 원리를 명확히 이해시키기 위하여 개시되는 것임이 주지되어야 한다. 본 발명에 대한 상기의 구체예에 대하여 다양한 변형과 변이가 본 발명의 사상 및 원리로부터 실질적으로 벗어남이 없이 이루어질 수 있다. 그러한 모든 변형과 변이는 본 명세서 및 후술하는 청구범위에 의하여 보호되는 사상의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (20)

1. 두께를 포함하는 취성 재료 시트를 제공하는 단계;

   단일 방사 빔으로 상기 취성 재료 시트 상에 연장된 방사 영역(radiation zone)을 형성하는 단계;

   상기 취성 재료 시트 상에 냉각제를 적용하여 상기 취성 재료 시트 상에, 상기 연장된 방사 영역이 스코어링 부 및 분리 부를 동시에 형성하도록, 상기 방사 영역을 가로지르는 냉각 영역을 형성시키는 단계;

   상기 취성 재료 시트의 상기 스코어링 부를 가열하고, 상기 가열된 취성 재료 시트의 상기 냉각영역을 냉각하여, 상기 취성 재료 시트의 두께를 부분적으로만 통과하는 균열을 형성시키도록, 상기 취성 재료 시트와 상기 가로지르는 방사 및 냉각 영역 사이의 상대운동을 제공하는 단계;

   상기 냉각된 취성 재료 시트의 상기 방사 영역의 분리 부를 재가열시키는 단계; 및

   여기서 상기 방사영역의 분리 부를 재가열시키는 단계는 상기 취성 재료 시트를 분리하도록, 상기 취성 재료 시트의 두께를 통하여 완전히 신장되는 균열을 야기시키는 취성 재료 시트의 분리방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 스코어링 부 및 분리 부는 불균등한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 취성 재료 시트의 분리 방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 스코어링 부 및 분리 부는 균등한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 취성 재료 시트의 분리 방법.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 연장된 방사 영역을 형성하는 단계는 상기 취성 재료 시트를 레이저 빔으로 조사(irradiating)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 취성 재료 시트의 분리 방법.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 냉각 영역의 형성단계는 상기 레이저 빔의 일부를 마스킹하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 취성 재료 시트의 분리 방법.
6. 두께를 포함하는 취성 재료 시트를 제공하는 단계;

   상기 취성 재료 시트 상에 연장된 방사영역을 형성하기 위하여, 단일의 연장된 레이저 빔으로 상기 취성 재료 시트의 표면을 조사하는 단계;

   상기 취성 재료 시트 상으로 냉각제를 적용하여 상기 취성 재료 시트 상에, 상기 연장된 방사 영역이 동시에 존재하는 스코어링 부 및 분리 부로 분리되도록 상기 방사 영역과 중첩되는 냉각 영역을 형성시키는 단계;

   상기 취성 재료 시트의 상기 스코어링 부를 가열하고, 상기 가열된 취성 재료 시트의 상기 냉각영역을 냉각하여, 상기 취성 재료 시트의 두께를 부분적으로만 통과하는 균열을 형성시키도록, 상기 취성 재료 시트와 상기 중첩되는 방사 및 냉각 영역 사이에서 상대 운동을 제공하는 단계;

   상기 냉각된 취성 재료 시트의 상기 방사 영역의 분리 부를 재가열시키는 단계; 및

   여기서 상기 방사영역의 분리 부를 재가열시키는 단계는 상기 취성 재료 시트를 분리하도록, 상기 취성 재료 시트의 두께를 통하여 완전히 신장되는 균열을 야기시키는 취성 재료 시트의 분리방법.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 스코어링 부 및 분리 부는 균등한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 취성 재료 시트의 분리 방법.
8. 청구항 6에 있어서, 상기 스코어링 부 및 분리 부는 불균등한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 취성 재료 시트의 분리 방법.
9. 청구항 6에 있어서, 상기 냉각 영역의 형성단계는 상기 레이저 빔의 일부를 마스킹하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 취성 재료 시트의 분리 방법.
10. 레이저원;

    상기 레이저원에 의하여 방출된 레이저 빔을 단일의 연장된 빔으로 변형시키고, 상기 단일의 연장된 빔을 취성 재료 시트의 표면상으로 조향(directing)하여 상기 재료상에 방사 영역을 형성하기 위한, 하나 이상의 광학시스템;

    상기 취성 재료의 표면상에 상기 방사 영역이 스코어링 부 및 분리 부를 동시에 형성하도록 상기 방사 영역의 이동 방향에 대하여 상기 방사 영역의 선두 부 (leading portion)와 후속 부(trailing portion) 사이의 방사영역을 가로지르는 냉각제 흐름이 적용되도록 향하는 노즐; 및

    상기 취성 재료 시트와 상기 가로지르는 방사 영역 및 적용 냉각제 사이에서 상대 운동을 생성하기 위한 이송장치를 포함하며, 이에 의해 상기 방사영역의 단일 패스 동안 및 냉각제를 적용하여, 상기 취성 재료 시트의 상기 방사 영역의 스코어링 부를 스코어링 하고, 상기 취성 재료 시트의 상기 방사 영역의 분리 부를 분리하며, 여기서 상기 취성 재료 시트의 상기 스코어링 부를 가열하고, 상기 가열된 취성 재료 시트를 상기 적용 냉각제로 냉각시켜 상기 취성 재료 시트의 두께를 부분적으로만 통과하는 균열을 형성시키며, 상기 냉각된 취성 재료 시트의 상기 방사영역의 분리 부를 재가열시켜, 상기 취성 재료 시트의 두께를 통하여 완전히 신장 되도록 상기 균열을 야기시키고, 이에 의해 상기 취성 재료 시트를 분리시키는 취성 재료 시트의 스코어링 및 분리 장치.
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