KR101447068B1 - 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치 - Google Patents

레이저를 이용한 곡면기판 가공장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치에 관한 것으로서, 기판지지부와, 레이저 헤드부와, 제1이송부와, 제2이송부와, 경사 조정부를 포함한다. 기판지지부는 곡면기판을 지지한다. 레이저 헤드부는 기판지지부에 지지된 곡면기판에 레이저빔을 조사한다. 제1이송부는 곡면기판상의 임의의 위치에 레이저빔을 조사하기 위하여 레이저 헤드부 또는 기판지지부를 수평 방향으로 이송시킨다. 제2이송부는 곡면기판과 레이저 헤드부가 서로 가까워지거나 또는 멀어지도록 기판지지부 또는 레이저 헤드부를 상하 방향으로 이송시킨다. 경사 조정부는 레이저빔이 조사되는 곡면기판상의 위치에 따라 레이저빔이 곡면기판에 수직하게 입사되도록 기판지지부의 일단부의 높이와 기판지지부의 타단부의 높이를 서로 다르게 하면서 기판지지부의 경사각을 조정한다.

Description

레이저를 이용한 곡면기판 가공장치{Apparatus manufacturing curved substrate using laser}
본 발명은 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소정의 곡률을 가지며 휘어진 기판을 포함하는 표시장치에 레이저빔을 조사하여 원하는 공정을 수행할 수 있는 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현하는 영상 표시장치는 정보통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 최근에는 평면형 영상 표시장치와 달리 양쪽 끝이 중앙부분을 향해 굽어져 있는 곡면형 영상 표시장치가 생산되고 있다.
곡면형 영상 표시장치는 평면형 영상 표시장치보다 선명한 화면 감상이 가능하고, 눈에서부터 화면 중심부와 측면까지의 거리가 동일하여 화면 왜곡과 시야각 끝 부분이 흐려지는 외곽부 인지도 감소 현상을 최소화한다. 또한, 곡면형 영상 표시장치는 대면적 광시야각에도 적합하다는 장점이 있다.
도 1은 레이저빔을 이용하여 가공되는 곡면기판의 일례를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 곡면기판(10)은 소정의 곡률을 가지며 휘어져 있으므로 레이저빔(L)이 조사되는 곡면기판(10)상의 위치에 따라 레이저빔(L)의 입사각이 달라질 수 있다. 즉 곡면기판의 중앙부(11)에 레이저빔(L)이 조사되면, 조사된 위치에서의 접선(11a)과 레이저빔(L) 사이의 각도(d1)는 직각을 형성하면서 레이저빔(L)이 곡면기판(10)에 수직으로 입사한다. 그러나, 곡면기판의 가장자리부(12)에 레이저빔(L)이 조사되면, 조사된 위치에서의 접선(12a)과 레이저빔(L) 사이의 각도(d2)는 예각 또는 둔각을 형성하면서 레이저빔(L)이 곡면기판(10)에 경사지게 입사한다.
레이저빔이 기판에 경사지게 조사되면 기판에서 반사되는 양이 증가하면서 입사되는 레이저빔의 파워에 대하여 가공에 이용되는 레이저빔의 파워의 비율로 정의될 수 있는 가공 효율이 현저하게 떨어지는 문제가 있다. 또한, 경사각으로 인해 레이저빔이 기판상의 원하는 위치에 정확하게 조사되지 못하면서 전체적으로 가공 정밀도가 저하되는 문제가 있다.
또한, 곡면기판의 가장자리부에서는 곡면기판의 중앙부와 비교하여 레이저 헤드부와 곡면기판 사이의 거리가 변경된다. 레이저 헤드부에 설치된 광학렌즈에 의해 결정된 레이저빔의 초점거리와, 레이저 헤드부와 곡면기판 사이의 거리가 일치하지 않게 되면서 가공에 필요한 충분한 레이저빔의 파워가 기판에 제대로 전달되지 않아 가공이 제대로 이루어지지 않는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 곡면기판상의 위치에 따라 레이저빔이 곡면기판에 수직하게 입사되도록 레이저빔과 곡면기판을 상대적으로 회전 및 이동시킴으로써, 곡면기판 전체에 걸쳐 레이저빔의 가공 효율 및 가공 품질을 향상시킬 수 있는 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치는, 곡면기판을 지지하는 기판지지부; 상기 기판지지부에 지지된 곡면기판에 레이저빔을 조사하는 레이저 헤드부; 상기 곡면기판상의 임의의 위치에 레이저빔을 조사하기 위하여 상기 레이저 헤드부 또는 상기 기판지지부를 수평 방향으로 이송시키는 제1이송부; 상기 곡면기판과 상기 레이저 헤드부가 서로 가까워지거나 또는 멀어지도록 상기 기판지지부 또는 상기 레이저 헤드부를 상하 방향으로 이송시키는 제2이송부; 및 상기 레이저빔이 조사되는 곡면기판상의 위치에 따라 상기 레이저빔이 상기 곡면기판에 수직하게 입사되도록 상기 기판지지부의 일단부의 높이와 상기 기판지지부의 타단부의 높이를 서로 다르게 하면서 상기 기판지지부의 경사각을 조정하는 경사 조정부;를 포함하며, 상기 경사 조정부는, 상기 기판지지부의 중앙부에 고정되게 설치되며 상기 기판지지부의 회전중심이 되는 시소축과, 상기 기판지지부의 일단부에 연결되어 수평 방향으로 왕복슬라이딩되는 제1슬라이딩부와, 상기 기판지지부의 타단부에 연결되어 수평 방향으로 왕복슬라이딩되는 제2슬라이딩부를 포함하고, 상기 제1슬라이딩부와 상기 제2슬라이딩부가 상기 기판지지부의 타단부 측으로 슬라이딩될 경우 상기 기판지지부의 타단부가 상기 기판지지부의 일단부보다 상대적으로 높아지고, 상기 제1슬라이딩부와 상기 제2슬라이딩부가 상기 기판지지부의 일단부 측으로 슬라이딩될 경우 상기 기판지지부의 일단부가 상기 기판지지부의 타단부보다 상대적으로 높아지는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에 따른 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치에 있어서, 구체적으로는, 상기 제1슬라이딩부는 직선 레일상에서 슬라이딩 운동하는 제1가이드부재와, 상기 기판지지부의 일단부와 상기 제1가이드부재를 연결하며 일단부는 상기 기판지지부의 일단부와 피봇연결되고 타단부는 상기 제1가이드부재와 피봇연결되는 제1링크부재를 포함하고, 상기 제2슬라이딩부는 직선 레일상에서 슬라이딩 운동하는 제2가이드부재와, 상기 기판지지부의 타단부와 상기 제2가이드부재를 연결하며 일단부는 상기 기판지지부의 타단부와 피봇연결되고 타단부는 상기 제2가이드부재와 피봇연결되는 제2링크부재를 포함한다.
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본 발명에 따른 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치에 있어서, 구체적으로는, 상기 레이저 헤드부와 상기 곡면기판 사이의 거리를 상기 레이저빔의 초점거리와 일치시키기 위하여, 상기 레이저 헤드부와 상기 곡면기판 사이의 거리를 측정하는 변위센서; 및 상기 변위센서에서 측정된 거리를 근거하여 상기 제2이송부에 이송명령을 전송하는 제어부;를 더 포함한다.
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본 발명의 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치에 따르면, 곡면기판 전체에 걸쳐 레이저빔의 가공 효율 및 가공 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치에 따르면, 곡면기판의 경사를 조정하는 기구를 간단하게 구성할 수 있으며, 구성의 단순화로 유지보수에 소요되는 비용 및 노력을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치에 따르면, 구동원이 기판지지부 및 레이저 헤드부에 균등하게 분산 배치되어 전체적인 장치 구조를 간단하게 구성할 수 있다.
도 1은 레이저빔을 이용하여 가공되는 곡면기판의 일례를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 3은 도 2의 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치의 경사 조정부의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 도 2의 경사 조정부의 제1변형례를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 5는 도 2의 경사 조정부의 제2변형례를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 7은 도 6의 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치의 회전 조정부의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치의 경사 조정부의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치(100)는, 소정의 곡률을 가지며 휘어진 기판을 포함하는 표시장치에 레이저빔을 조사하여 원하는 공정을 수행하는 것으로서, 기판지지부(110)와, 레이저 헤드부(120)와, 제1이송부와, 제2이송부와, 경사 조정부와, 변위센서(160)와, 제어부를 포함한다.
상기 기판지지부(110)는 곡면기판(10)을 지지한다. 본 실시예의 곡면기판(10)은 소정의 곡률을 가지면서 휘어져 있는데, 곡면기판(10)의 오목한 면은 상측을 향하고, 곡면기판(10)의 볼록한 면은 하측을 향하도록 배치된다. 기판지지부(110)는 곡면기판(10)의 볼록한 면과 마주하면서 곡면기판(10)을 지지한다.
상기 레이저 헤드부(120)는 기판지지부(110)에 지지된 곡면기판(10)에 레이저빔(L)을 조사한다.
본 실시예의 레이저 헤드부(120)는 곡면기판(10)에 레이저빔(L)을 포커싱시킬 수 있는 대물렌즈(Objective lens)(미도시) 또는 대물렌즈군을 포함한다.
한편, 레이저 헤드부(120)는 곡면기판(10)상의 원하는 위치로 레이저빔(L)을 편향시키기 위하여 갈바노미터 스캐너(미도시)를 포함할 수도 있다. 갈바노미터 스캐너는 레이저빔(L)을 반사시키는 미러부와, 미러부를 회전시키는 구동모터로 이루어지는 것이 일반적이다. 갈바노미터 스캐너는 보통 X축 스캐너 및 Y축 스캐너와 같이 한 쌍으로 구성되며, 질량이 작은 미러부를 정역방향으로 회전시키므로 기계적인 관성이 적어 가감속이 거의 없는 방향전환을 하는데 우수한 특성이 있다.
상기 제1이송부(미도시)는 곡면기판(10)상의 임의의 위치에 레이저빔(L)을 조사하기 위하여, 레이저 헤드부(120) 또는 기판지지부(110)를 수평 방향으로 이송시킨다.
정지된 상태의 레이저 헤드부(120)가 커버할 수 있는 작업영역(예를 들어, 200mm x 200mm)에는 한계가 있으므로, 실질적으로 대면적 곡면기판(10)(예를 들어, 1m x 1m 이상)의 전체 면적을 1회의 가공으로 커버할 수 없다. 따라서, 곡면기판(10)의 전체 면적을 레이저 헤드부(120)의 작업영역에 맞춰 복수 개의 영역으로 분할한 후, 레이저 헤드부(120) 또는 기판지지부(110)를 수평 방향으로 이송시키면서 가공 작업을 수행한다.
본 실시예에서는 레이저 헤드부(120)를 수평 방향으로 이송시키면서 가공 작업을 수행하는 것이 바람직하다. 본 실시예의 제1이송부는 레이저 헤드부(120)가 설치된 갠트리 구조물(미도시) 전체를 X축 방향을 따라 이송시키는 제1직선이송유닛(미도시)과, 갠트리 구조물에 설치되어 레이저 헤드부(120)를 Y축 방향을 따라 이송시키는 제2직선이송유닛(미도시)으로 구성될 수 있다. 본 실시예의 제1이송부의 제1직선이송유닛과 제2직선이송유닛은 리니어 모터 등에 의해 구현될 수 있으며, 리니어 모터 구성은 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 제2이송부(미도시)는 곡면기판(10)과 레이저 헤드부(120)가 서로 가까워지거나 또는 멀어지도록, 기판지지부(110) 또는 레이저 헤드부(120)를 상하 방향으로 이송시킨다.
본 실시예에서는 곡면기판(10)의 곡률 때문에 기판지지부(110)에 지지된 곡면기판(10)상의 위치에 따라 곡면기판(10)의 높이 차이가 발생한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 곡면기판(10)의 중앙부보다 곡면기판(10)의 가장자리부가 상대적으로 높게 된다. 만약 레이저 헤드부(120)의 높이가 고정된 상태에서 기판지지부(110)에 레이저빔(L)이 조사되면, 곡면기판(10)의 높이 차이로 인해 곡면기판(10)의 어느 위치에서는 레이저빔(L)이 포커싱(focusing)되지만, 곡면기판(10)의 다른 위치에서는 레이저빔(L)이 포커싱되지 않는 현상이 발생한다.
따라서, 제2이송부는 곡면기판(10)과 레이저 헤드부(120)가 서로 가까워지거나 또는 멀어지도록 기판지지부(110) 또는 레이저 헤드부(120)를 상하 방향으로 이송시킴으로써, 곡면기판(10)과 레이저 헤드부(120) 사이의 거리를 레이저빔(L)의 초점거리와 일치시킨다.
본 실시예에서는 기판지지부(110)를 상하 방향으로 이송시키는 것이 바람직하다. 본 실시예의 제2이송부로는 기판지지부(110)를 상하 방향으로 이송시키는 직선이송유닛이 이용될 수 있으며, 직선이송유닛은 리니어 모터 등에 의해 구현될 수 있다.
상기 경사 조정부는 레이저빔(L)이 조사되는 곡면기판(10)상의 위치에 따라 레이저빔(L)이 곡면기판(10)에 수직하게 입사되도록 기판지지부(110)의 경사각을 조정한다. 본 실시예의 경사 조정부는 기판지지부의 일단부(111)의 높이와 기판지지부의 타단부(112)의 높이를 서로 다르게 하면서 기판지지부(110)의 경사각을 조정한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 경사 조정부는 시소축(131)과, 제1슬라이딩부(132)와, 제2슬라이딩부(133)를 포함한다.
시소축(131)은 기판지지부(110)의 중앙부 하측에 고정되게 설치된다. 기판지지부(110)는 시소축(131)을 회전중심으로 하여 좌우 방향으로 회동된다.
제1슬라이딩부(132)는 기판지지부의 일단부(111)에 연결되어 수평 방향으로 왕복슬라이딩되며, 제1가이드부재(134)와, 제1링크부재(135)를 포함한다.
제1가이드부재(134)는 직선 레일(139)상에서 왕복슬라이딩 운동한다. 리니어 모터 등과 같은 구동원이 제1가이드부재(134)에 연결되어 슬라이딩 운동의 구동력을 제공한다. 제1링크부재(135)는 기판지지부의 일단부(111)와 제1가이드부재(134)를 연결하며, 제1링크부재(135)의 일단부는 기판지지부의 일단부(111)와 피봇연결되고 제1링크부재(135)의 타단부는 제1가이드부재(134)와 피봇연결된다.
제2슬라이딩부(133)는 기판지지부의 타단부(112)에 연결되어 수평 방향으로 왕복슬라이딩되며, 제2가이드부재(136)와, 제2링크부재(137)를 포함한다.
제2가이드부재(136)는 직선 레일(139)상에서 왕복슬라이딩 운동한다. 리니어 모터 등과 같은 구동원이 제2가이드부재(136)에 연결되어 슬라이딩 운동의 구동력을 제공한다. 제2링크부재(137)는 기판지지부의 타단부(112)와 제2가이드부재(136)를 연결하며, 제2링크부재(137)의 일단부는 기판지지부의 타단부(112)와 피봇연결되고 제2링크부재(137)의 타단부는 제2가이드부재(136)와 피봇연결된다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1가이드부재(134)와 제2가이드부재(136)가 우측(A1)으로 슬라이딩될 경우, 기판지지부의 타단부(112)가 기판지지부의 일단부(111)보다 상대적으로 높아지면서 기판지지부의 일단부(112)의 국소적인 위치에서 곡면기판(10)이 수평 상태를 유지할 수 있다. 이때, 레이저빔(L)이 조사되는 위치에서의 접선(10a)과 레이저빔(L)은 직교하고, 레이저빔(L)은 곡면기판(10)에 수직하게 입사될 수 있다.
마찬가지로, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1가이드부재(134)와 제2가이드부재(136)가 좌측(A2)으로 슬라이딩될 경우, 기판지지부의 일단부(111)가 기판지지부의 타단부(112)보다 상대적으로 높아지면서 기판지지부의 타단부(112)의 국소적인 위치에서 곡면기판(10)이 수평 상태를 유지할 수 있다. 이때, 레이저빔(L)이 조사되는 위치에서의 접선(10b)과 레이저빔(L)은 직교하고, 레이저빔(L)은 곡면기판(10)에 수직하게 입사될 수 있다.
이와 같이 제1가이드부재(134)와 제2가이드부재(136)의 슬라이딩 위치를 조정하면서, 곡면기판(10)상의 임의의 위치에서 레이저빔(L)이 곡면기판(10)에 수직하게 입사될 수 있도록 한다.
상기 변위센서(160)는 레이저 헤드부(120)와 곡면기판(10) 사이의 거리를 측정한다. 앞서 설명한 바와 같이, 경사 조정부를 이용하여 기판지지부(110)의 경사각을 조정하는 과정에서 레이저 헤드부(120)와 곡면기판(10) 사이의 거리가 변경된다. 변위센서(160)는 곡면기판(10)상의 임의의 위치에서 레이저 헤드부(120)와 곡면기판(10) 사이의 변경되는 거리를 실제 측정한다
상기 제어부(미도시)는 변위센서(160)에서 측정된 거리를 근거하여 제2이송부에 이송명령을 전송한다. 변위센서(160)에서 측정된 레이저 헤드부(120)와 곡면기판(10) 사이의 거리는 제어부로 전송되고, 제어부에서는 레이저 헤드부(120)와 곡면기판(10) 사이의 측정 거리와 미리 저장된 레이저빔(L)의 초점거리를 비교한다.
측정 거리와 초점거리가 서로 다를 경우, 레이저 헤드부(120)와 곡면기판(10) 사이의 측정 거리와 레이저빔(L)의 초점거리를 일치되는 방향으로 제2이송부를 이용하여 기판지지부(110)를 이송시킨다.
도 4는 도 2의 경사 조정부의 제1변형례를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 변형례의 경사 조정부는 제1직선이동부(141)와, 제2직선이동부(142)를 포함한다.
상기 제1직선이동부(141)는 기판지지부의 일단부(111)에 설치되며, 기판지지부의 일단부(111)를 상하 방향으로 직선이동시킨다. 제1직선이동부(141)로는 볼스크류와 모터의 조합, 리니어 모터, 공압 실린더 등의 구성이 이용될 수 있다.
상기 제2직선이동부(142)는 기판지지부의 타단부(112)에 설치되며, 기판지지부의 타단부(112)를 상하 방향으로 직선이동시킨다. 마찬가지로, 제2직선이동부(142)로는 볼스크류와 모터의 조합, 리니어 모터, 공압 실린더 등의 구성이 이용될 수 있다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 제2직선이동부(142)에 의해 기판지지부의 타단부(112)가 기판지지부의 일단부(111)보다 상대적으로 높아지면서, 기판지지부의 일단부(111)의 국소적인 위치에서 곡면기판(10)이 수평 상태를 유지할 수 있다. 이때, 기판지지부의 일단부(111)에서 레이저빔(L)은 곡면기판(10)에 수직하게 입사될 수 있다.
마찬가지로, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1직선이동부(141)에 의해 기판지지부의 일단부(111)가 기판지지부의 타단부(112)보다 상대적으로 높아지면서, 기판지지부의 타단부(112)의 국소적인 위치에서 곡면기판(10)이 수평 상태를 유지할 수 있다. 이때, 기판지지부의 타단부(112)에서 레이저빔(L)은 곡면기판(10)에 수직하게 입사될 수 있다.
이와 같이 제1직선이동부(141)와, 제2직선이동부(142)를 이용하여 기판지지부의 일단부(111)의 높이와 기판지지부의 타단부(112)의 높이를 조정하면서, 곡면기판(10)상의 임의의 위치에서 레이저빔(L)이 곡면기판(10)에 수직하게 입사될 수 있도록 한다.
도 5는 도 2의 경사 조정부의 제2변형례를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 변형례의 경사 조정부는 제1웨지부(151)와, 제2웨지부(152)를 포함한다.
상기 제1웨지부(151)는 제1상부웨지(152)와, 제1하부웨지(153)을 구비한다. 제1상부웨지(152)는 기판지지부의 일단부(111)에 장착되며, 경사면이 하측을 향하도록 설치된다. 제1하부웨지(153)는 그 경사면이 제1상부웨지(152)의 경사면과 마주보도록 배치되며, 수평 방향으로 왕복슬라이딩된다. 리니어 모터 등과 같은 구동원이 제1하부웨지(153)에 연결되어 슬라이딩 운동의 구동력을 제공한다.
상기 제2웨지부(152)는 제2상부웨지(157)와, 제2하부웨지(158)을 구비한다. 제2상부웨지(157)는 기판지지부의 타단부(112)에 장착되며, 경사면이 하측을 향하도록 설치된다. 제2하부웨지(158)는 그 경사면이 제2상부웨지(157)의 경사면과 마주보도록 배치되며, 수평 방향으로 왕복슬라이딩된다. 리니어 모터 등과 같은 구동원이 제2하부웨지(158)에 연결되어 슬라이딩 운동의 구동력을 제공한다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1하부웨지(153)와 제2하부웨지(158)가 동시에 또는 제1하부웨지(153)와 제2하부웨지(158) 중 어느 하나가 좌측(A1)으로 슬라이딩될 경우, 기판지지부의 타단부(112)가 기판지지부의 일단부(111)보다 상대적으로 높아지면서 기판지지부의 일단부(111)의 국소적인 위치에서 곡면기판(10)이 수평 상태를 유지할 수 있다. 이때, 기판지지부의 일단부(111)에서 레이저빔(L)은 곡면기판(10)에 수직하게 입사될 수 있다.
마찬가지로, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1하부웨지(153)와 제2하부웨지(158)가 동시에 또는 제1하부웨지(153)와 제2하부웨지(158) 중 어느 하나가 우측(A2)으로 슬라이딩될 경우, 기판지지부의 일단부(111)가 기판지지부의 타단부(112)보다 상대적으로 높아지면서 기판지지부의 타단부(112)의 국소적인 위치에서 곡면기판(10)이 수평 상태를 유지할 수 있다. 이때, 기판지지부의 타단부(112)에서 레이저빔(L)은 곡면기판(10)에 수직하게 입사될 수 있다.
이와 같이 제1웨지부(151)와, 제2웨지부(152)를 이용하여 기판지지부의 일단부(111)의 높이와 기판지지부의 타단부(112)의 높이를 조정하면서, 곡면기판(10)상의 임의의 위치에서 레이저빔(L)이 곡면기판(10)에 수직하게 입사될 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치는, 곡면기판상의 위치에 따라 레이저빔이 곡면기판에 수직하게 입사되도록 레이저빔과 곡면기판을 상대적으로 회전 및 이동시킴으로써, 곡면기판 전체에 걸쳐 레이저빔의 가공 효율 및 가공 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치는, 링크부재를 이용한 좌우 슬라이딩 구조, 직선이동부재를 이용한 상하 이동 구조 또는 웨지 형상을 이용한 좌우 슬라이딩 구조 등을 통해 곡면기판의 경사를 조정함으로써, 곡면기판의 경사를 조정하는 기구를 간단하게 구성할 수 있으며, 구성의 단순화로 유지보수에 소요되는 비용 및 노력을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 도 6의 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치의 회전 조정부의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치(200)는, 기판지지부(110)와, 레이저 헤드부(120)와, 제1이송부와, 제2이송부와, 회전 조정부와, 변위센서(160)와, 제어부를 포함한다.
기판지지부(110), 레이저 헤드부(120), 제1이송부, 제2이송부, 변위센서(160)와, 제어부는 도 2에 도시된 실시예의 구성과 실질적으로 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.
상기 회전 조정부(미도시)는 레이저빔(L)이 조사되는 곡면기판(10)상의 위치에 따라 레이저빔(L)이 곡면기판(10)에 수직하게 입사되도록 레이저 헤드부(120)의 회전각을 조정한다. 본 실시예의 회전 조정부는 곡면기판(10)과 평행하게 배치되고 곡면기판(10)으로부터 일정 거리 이격되게 배치되는 회전축(221)을 회전중심으로 하여 레이저 헤드부(120)를 회전시킨다.
회전 조정부는 다이렉트 드라이브 모터(미도시)를 포함한다. 다이렉트 드라이브 모터(Direct Drive Motor, DD Motor)는 레이저 헤드부(120)에 설치되며, 모터의 회전력을 기어박스 등을 통하지 않고 레이저 헤드부(120)에 직접 전달할 수 있다. 마찰 손실을 최소화할 수 있고, 높은 토크를 얻을 수 있으므로, 고하중의 레이저 헤드부(120)를 회전시키는 데에 바람직하다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1이송부를 이용하여 레이저 헤드부(120)를 기판지지부의 일단부(111) 측으로 이송시키고, 회전축(221)을 회전중심으로 하여 레이저빔(L)이 곡면기판(10)에 수직하게 입사될 수 있는 회전각만큼 레이저 헤드부(120)를 시계 방향으로 회전시킨다. 이때 제2이송부를 이용하여 레이저 헤드부(120)와 곡면기판(10) 사이의 거리를 레이저빔(L)의 초점거리와 일치시킨 상태에서 곡면기판(10)에 레이저빔을 조사하면, 레이저빔(L)은 곡면기판(10)에 수직하게 입사될 수 있다.
마찬가지로, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1이송부를 이용하여 레이저 헤드부(120)를 기판지지부의 타단부(112) 측으로 이송시키고, 회전축(221)을 회전중심으로 하여 레이저빔(L)이 곡면기판(10)에 수직하게 입사될 수 있는 회전각만큼 레이저 헤드부(120)를 반시계 방향으로 회전시킨다. 이때 제2이송부를 이용하여 레이저 헤드부(120)와 곡면기판(10) 사이의 거리를 레이저빔(L)의 초점거리와 일치시킨 상태에서 곡면기판(10)에 레이저빔(L)을 조사하면, 레이저빔(L)은 곡면기판(10)에 수직하게 입사될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치는, 레이저 헤드부를 회전시켜 레이저빔이 곡면기판에 수직으로 입사하도록 함으로써, 구동원이 기판지지부 및 레이저 헤드부에 균등하게 분산 배치되어 전체적인 장치 구조를 간단하게 구성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10 : 곡면기판
100 : 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치
110 : 기판지지부
120 : 레이저 헤드부

Claims (9)

  1. 곡면기판을 지지하는 기판지지부;
    상기 기판지지부에 지지된 곡면기판에 레이저빔을 조사하는 레이저 헤드부;
    상기 곡면기판상의 임의의 위치에 레이저빔을 조사하기 위하여 상기 레이저 헤드부 또는 상기 기판지지부를 수평 방향으로 이송시키는 제1이송부;
    상기 곡면기판과 상기 레이저 헤드부가 서로 가까워지거나 또는 멀어지도록 상기 기판지지부 또는 상기 레이저 헤드부를 상하 방향으로 이송시키는 제2이송부; 및
    상기 레이저빔이 조사되는 곡면기판상의 위치에 따라 상기 레이저빔이 상기 곡면기판에 수직하게 입사되도록 상기 기판지지부의 일단부의 높이와 상기 기판지지부의 타단부의 높이를 서로 다르게 하면서 상기 기판지지부의 경사각을 조정하는 경사 조정부;를 포함하며,
    상기 경사 조정부는, 상기 기판지지부의 중앙부에 고정되게 설치되며 상기 기판지지부의 회전중심이 되는 시소축과, 상기 기판지지부의 일단부에 연결되어 수평 방향으로 왕복슬라이딩되는 제1슬라이딩부와, 상기 기판지지부의 타단부에 연결되어 수평 방향으로 왕복슬라이딩되는 제2슬라이딩부를 포함하고,
    상기 제1슬라이딩부와 상기 제2슬라이딩부가 상기 기판지지부의 타단부 측으로 슬라이딩될 경우 상기 기판지지부의 타단부가 상기 기판지지부의 일단부보다 상대적으로 높아지고, 상기 제1슬라이딩부와 상기 제2슬라이딩부가 상기 기판지지부의 일단부 측으로 슬라이딩될 경우 상기 기판지지부의 일단부가 상기 기판지지부의 타단부보다 상대적으로 높아지는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1슬라이딩부는 직선 레일상에서 슬라이딩 운동하는 제1가이드부재와, 상기 기판지지부의 일단부와 상기 제1가이드부재를 연결하며 일단부는 상기 기판지지부의 일단부와 피봇연결되고 타단부는 상기 제1가이드부재와 피봇연결되는 제1링크부재를 포함하고,
    상기 제2슬라이딩부는 직선 레일상에서 슬라이딩 운동하는 제2가이드부재와, 상기 기판지지부의 타단부와 상기 제2가이드부재를 연결하며 일단부는 상기 기판지지부의 타단부와 피봇연결되고 타단부는 상기 제2가이드부재와 피봇연결되는 제2링크부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 헤드부와 상기 곡면기판 사이의 거리를 상기 레이저빔의 초점거리와 일치시키기 위하여, 상기 레이저 헤드부와 상기 곡면기판 사이의 거리를 측정하는 변위센서; 및
    상기 변위센서에서 측정된 거리를 근거하여 상기 제2이송부에 이송명령을 전송하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 곡면기판 가공장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105118385A (zh) * 2015-10-14 2015-12-02 京东方科技集团股份有限公司 一种用于曲面显示装置组装的治具
CN109848572A (zh) * 2019-03-07 2019-06-07 浙江云景精密设备有限公司 一种医疗托架用激光打标机
CN111571019A (zh) * 2020-04-20 2020-08-25 江苏大学 一种针对曲面零件的激光冲击加工的装置及方法
KR102168706B1 (ko) * 2020-07-10 2020-10-21 김성관 용접용 턴테이블
CN113983961A (zh) * 2021-10-14 2022-01-28 中国长江动力集团有限公司 激光辐射线检查装置
KR102364049B1 (ko) * 2020-11-03 2022-02-17 한국광기술원 레이저 마킹기를 이용한 식자재 마킹 시스템 및 식자재 운반 컨베이어 벨트
KR20230093675A (ko) * 2021-12-20 2023-06-27 한국광기술원 레이저 마킹기를 이용한 식자재 마킹 시스템, 가변형 지지부 및 식자재 마킹 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114850655A (zh) * 2022-03-22 2022-08-05 中国人民解放军海军潜艇学院 一种利用脉冲激光刻蚀降低船用螺旋桨噪音的装置及方法
CN115255653B (zh) * 2022-09-27 2022-12-09 张家港九霞激光设备有限公司 一种自动化双面激光打标机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003025091A (ja) * 2001-04-26 2003-01-28 Honda Canada Inc 物品移送装置
KR20100038839A (ko) * 2008-10-07 2010-04-15 인하대학교 산학협력단 레이저가공용 경사장치
KR20100135718A (ko) * 2008-03-10 2010-12-27 후지필름 가부시키가이샤 금형의 가공방법 및 제조방법
KR20130002133A (ko) * 2011-06-28 2013-01-07 주식회사 디지아이 입체적인 레이저 패턴의 제조장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4795886B2 (ja) * 2006-07-27 2011-10-19 株式会社キーエンス レーザ加工装置、レーザ加工条件設定装置、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラム
CN101786200B (zh) * 2010-02-26 2012-01-25 华中科技大学 一种自由曲面上的投影式激光刻蚀方法
CN102166685B (zh) * 2011-04-27 2013-12-25 华中科技大学 一种三坐标振镜扫描式激光加工头
CN202607079U (zh) * 2012-05-03 2012-12-19 深圳大学 多维激光加工数控系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003025091A (ja) * 2001-04-26 2003-01-28 Honda Canada Inc 物品移送装置
KR20100135718A (ko) * 2008-03-10 2010-12-27 후지필름 가부시키가이샤 금형의 가공방법 및 제조방법
KR20100038839A (ko) * 2008-10-07 2010-04-15 인하대학교 산학협력단 레이저가공용 경사장치
KR20130002133A (ko) * 2011-06-28 2013-01-07 주식회사 디지아이 입체적인 레이저 패턴의 제조장치

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105118385A (zh) * 2015-10-14 2015-12-02 京东方科技集团股份有限公司 一种用于曲面显示装置组装的治具
CN105118385B (zh) * 2015-10-14 2018-09-11 京东方科技集团股份有限公司 一种用于曲面显示装置组装的治具
US10259105B2 (en) 2015-10-14 2019-04-16 Boe Technology Group Co., Ltd. Jig for assembling curved-surface display device
CN109848572A (zh) * 2019-03-07 2019-06-07 浙江云景精密设备有限公司 一种医疗托架用激光打标机
CN111571019A (zh) * 2020-04-20 2020-08-25 江苏大学 一种针对曲面零件的激光冲击加工的装置及方法
KR102168706B1 (ko) * 2020-07-10 2020-10-21 김성관 용접용 턴테이블
KR102364049B1 (ko) * 2020-11-03 2022-02-17 한국광기술원 레이저 마킹기를 이용한 식자재 마킹 시스템 및 식자재 운반 컨베이어 벨트
CN113983961A (zh) * 2021-10-14 2022-01-28 中国长江动力集团有限公司 激光辐射线检查装置
KR20230093675A (ko) * 2021-12-20 2023-06-27 한국광기술원 레이저 마킹기를 이용한 식자재 마킹 시스템, 가변형 지지부 및 식자재 마킹 방법
KR102645689B1 (ko) * 2021-12-20 2024-03-11 한국광기술원 레이저 마킹기를 이용한 식자재 마킹 시스템, 가변형 지지부 및 식자재 마킹 방법

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