KR101664360B1 - 강화유리 하이브리드 절단 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강화유리 하이브리드 절단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 강화유리에 드라이 에칭을 수행하기 위하여 보호필름을 부착 또는 제거하는 보호필름 처리 유닛, 강화유리의 절단 예정 라인을 따라 강화유리의 표면으로부터 소정 깊이까지 강화유리를 드라이 에칭하는 드라이 에칭 유닛, 및 드라이 에칭이 완료된 강화유리의 절단 예정 라인을 향해 레이저 빔 조사하여, 강화유리를 커팅하는 레이저 커팅 유닛을 포함하는 강화유리 하이브리드 절단 장치 및 방법이 제공된다.

Description

강화유리 하이브리드 절단 장치 및 방법 {Hybrid cutting apparatus for tempered glass and method for cutting tempered glass using the same}
본 발명은 강화유리 하이브리드 절단 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 드라이 에칭과 레이저 절단을 결합하여, 별도의 가공 공정 없이 강화 유리 에지 영역을 면취하고, 강화 유리 절단면의 품질을 향상시킬 수 있는 하이브리드 절단 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 전자통신기술의 눈부신 발전에 힘입어 이들 각종 모바일 단말기, 모니터, 영상 및 디스플레이 장비의 성능이 급속도로 향상되고 있고, 이를 통한 디스플레이 기술분야뿐만 아니라 각 산업분야에서 유리제품의 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 각 분야의 특성에 맞는 다양한 물성으로 이루어진 유리제품이 제조되어 사용되고 있다. 휴대전화를 일례로 들면 최근 들어 이의 기능은 인터넷 접속은 물론 고화질의 디지털 카메라가 장착되어 사진 및 동영상의 촬영과 이의 무선전송이 가능하며, 초고속 무선 데이터 통신망 구축으로 고해상도의 영상을 어디서나 끊김 없이 실시간으로 시청할 수 있다. 또한 손가락이나 펜과 같은 보조 입력수단을 이용하여 문자 또는 그림을 그려 넣는 등, 각종 데이터 입력 및 특정 명령을 실행할 수 있는 디스플레이 겸 입력장치로서 유리제품의 역할은 확대되고 있다. 한편, 최근 이동통신 단말기의 디스플레이 화면은 고화질에 대한 사용자의 요구 증가로 인해 고화질의 해상도로 디스플레이가 구현되고 있으며 이에 따른 디스플레이의 대형화가 진행되고 있어 디스플레이에 사용되는 유리제품 역시 대형화의 추세를 보이고 있다.
이러한 모바일 단말기(휴대폰, PDA), LCD TV, LCD 모니터, 네비게이션, MP3, PMP, 노트북 등과 같은 대화면 디스플레이의 화면을 외부의 충격과 접촉에 의한 파손 및 변형으로부터 보호하기 위해 보호필름이 널리 사용 되고 있고 있으며, PVC, 폴리에스테르, 아크릴, PET 등의 수지로 된 플라스틱 재질의 투명기판 또는 필름이 보호필름의 용도로 사용되고 있다. 하지만 이러한 플라스틱 재질의 보호필름은 특성상 내열성 및 경도 등의 물성이 취약하고, 또한 최근에는 폴리우레탄 멀티코팅필름 등 더욱 강화된 플라스틱 보호필름이 출시되고 있지만, 이에 의하더라도 취약한 물성으로 인하여 디스플레이의 보호를 원하는 소비자의 요구를 충족하지 못하고 있는 실정이다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 화학 강화법을 통한 강화유리를 사용하게 되었으며, 강화 유리의 박판화와 강도증진이 다각도로 진행되고 있다. 특히 휴대용 디스플레이에서는 휴대성의 목적을 높이기 위해 박판강화유리의 사용을 통해 휴대성을 높이고 있다. 이러한 강화 유리를 생산하는 방식은 물리적 강화와 화학적 강화로 구분될 수 있으며, 화학적 강화법은 이온교환을 통해 유리를 강화하는 것으로 박판유리와 복잡한 형상의 유리에 모두 강화 가능하며, 처리조작 중 변형의 우려가 거의 없고 정밀도가 높다.
그리고, 강도면에서 물리적 강화보다 우수하며, 화학강화처리 후 절단 및 면취가공 등이 가능한 장점이 있다. 유리의 화학강화는 500℃로 가열된 유리를 알칼리를 함유한 용융 염욕에 침지시켜, 유리와 용융염 사이의 이온 교환을 통한 유리 표면의 화학구성을 개변시키고, 이를 통해서 유리 표면의 압축층을 형성시켜 유리의 강도를 향상시킨다.
한편, 도 1은 종래 기술에 따른 레이저 절단 장치의 개략 구성도이다. 도 1에 도시된 레이저 절단 장치는 휠(10), 레이저 유닛(20) 및 냉각 장치(30)로 구성된다. 휠(10)은 기계적으로 마이크로 크랙을 형성하며, 레이저 유닛(20)은 마이크로 크랙을 따라 레이저를 조사하여 가열한다. 그 다음에 냉각 장치(30)를 이용하여 레이저가 조사된 스크라이빙 라인을 따라 냉각 유체를 분사하여 2차 크랙을 유발하여 절단하게 된다.
그러나, 상술한 바와 같은 화학적으로 강화된 유리를 종래 기술에 따른 레이저 절단 장치를 이용하여 절단할 경우, 강화 유리의 에지 부분이 손상되거나 또는 강화 유리가 파열되는 문제로 인하여 레이저를 이용하여 가공이 어려웠다. 따라서, 화학적으로 강화처리 하기 전에 원하는 크기 또는 사용하려는 제품의 크기로 절단한 후에 강화 처리하는 공정을 수행할 수밖에 없으며, 이러한 절단 공정의 한계로 인하여 사각형 등의 단순한 형태로 제작할 수밖에 없어 강화유리의 형태적 제약이 많았다. 또한, 절단 공정에 의해 유리 내에는 기계적 가공 등에 의한 변형 또는 스트레스(stress)가 존재할 수 있으므로 제품의 신뢰성에 나쁜 영향을 줄 수 있고, 절단 불량에 의해 폐기되는 부분이 있으므로 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.
한편, 절단된 강화유리 셀은 에지 영역이 날카롭기 때문에, 에지 영역을 'C'컷 형태(도 2b 참조)로 가공 처리하는 후처리 공정이 필요하다.
도 2a는 종래 기술에 따른 강화유리 에지 영역을 가공하는 방식을 나타낸 개략도이며, 도 2b는 가공된 강화유리 에지 영역의 단면을 나타낸 도이다.
종래 기술에 따르면, CNC(Computerized Numerical Control) 장비를 이용하여 절단된 강화유리 셀의 에지 영역을 면취하는 방식으로 에지 영역을 'C'컷 형태로 처리하였다.
그러나 이러한 방식은 많은 CNC 장비가 필요하고, 그 결과 강화 유리 절단 비용이 크게 증가하는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-0562423호
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 드라이 에칭과 레이저 절단을 결합하여, 별도의 가공 공정 없이 강화 유리 에지 영역을 면취하고, 강화 유리 절단면의 품질을 향상시킬 수 있는 하이브리드 절단 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 강화유리에 드라이 에칭을 수행하기 위하여 보호필름을 부착 또는 제거하는 보호필름 처리 유닛, 강화유리의 절단 예정 라인을 따라 강화유리의 표면으로부터 소정 깊이까지 강화유리를 드라이 에칭하는 드라이 에칭 유닛 및 드라이 에칭이 완료된 강화유리의 절단 예정 라인을 향해 레이저 빔 조사하여, 강화유리를 커팅하는 레이저 커팅 유닛을 포함하는 강화유리 하이브리드 절단 장치가 제공된다.
상기 보호 필름 처리 유닛은 강화 유리의 상부면과 하부면에 보호필름을 부착하는 보호필름 부착부, 드라이 에칭될 영역에 해당되는 보호필름 영역을 커팅하여 제거하는 보호필름 커팅부 및 강화유리의 셀 절단이 완료된 후 강화유리에 잔존하는 보호필름을 제거하는 보호필름 제거부를 포함한다.
상기 드라이 에칭 유닛은 강화유리의 상부 표면 압축층과 하부 표면 압축층을 드라이 에칭을 통하여 제거한다.
상기 레이저 커팅 유닛은 드라이 에칭 유닛의 드라이 에칭 공정을 통하여 표면 압축층이 제거된 강화유리의 내부 신장층에 레이저를 조사하여 강화유리를 커팅한다.
상기 드라이 에칭 유닛으로 샌드 블라스트, 쇼트 블라스트, 그리트 블라스트 또는 커트와이어 블라스트 중 어느 하나를 이용한다.
상기 레이저 커팅 유닛은 레이저 빔을 생성하여 출력하는 레이저 광원부, 상기 레이저 광원부로부터 입사된 레이저 빔을 스테이지 상에 로딩된 강화유리 상의 절단 예정 라인을 따라 조사시키는 스캐너부 및 레이저 빔의 조사방향을 변환시키고, 초점을 조절하는 광학부를 포함한다.
상기 광학부는 상기 레이저 광원부의 후단에 설치되며, 레이저 광원부에서 생성되어 출력되는 레이저 빔을 스캐너부로 반사시키는 반사 미러, 상기 스캐너부의 후단 및 스테이지의 상부에 설치되며, 상기 스캐너부로부터 입사된 레이저 빔을 강화유리의 내부 신장층 상에 초점이 배치되도록 조절하는 초점 렌즈 및 상기 초점 렌즈의 높이를 조절하여, 강화유리 두께에 따른 레이저 빔의 초점 깊이를 조절하는 초점 렌즈 구동부를 포함한다.
상기 스캐너부는 강화유리 상의 절단 예정 라인을 따라 레이저 빔을 나이테 모양의 회전형태로 조사시킨다.
상기 레이저 광원부는 피코초 펄스 레이저 빔을 생성하여 출력한다.
C컷 형태로 절단된 강화유리 셀의 에지 영역을 연마하는 폴리싱 유닛을 더 포함한다.
절단된 강화유리 셀을 세척하고, 세척이 완료된 강화유리 셀을 건조하는 세척 및 건조 유닛을 더 포함한다.
상기 드라이 에칭 유닛과 함께 설치되며, 강화유리의 드라이 에칭되는 영역을 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 강화유리의 표면압축층이 제거되고 내부 신장층이 노출 여부를 판독하는 카메라 유닛을 더 포함한다.
상기 카메라 유닛은 내부 신장층이 노출되면, 분석 결과를 제어 유닛에 전송하며, 상기 제어 유닛은 상기 카메라 유닛의 분석 결과에 따라 상기 드라이 에칭 유닛의 작동을 오프하는 제어신호를 전송한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 강화유리 하이브리드 절단 장치를 이용한 강화유리 하이브리드 절단방법으로서, 강화유리 상에 보호 필름을 부착하는 단계, 보호필름 커팅부를 이용하여 강화유리의 절단 예정 라인에 상응하는 영역에 해당되는 보호필름 영역을 커팅하는 단계, 강화유리 표면에 드라이 에칭을 수행하는 단계 및 레이저 커팅 유닛을 이용하여 레이저 빔을 절단 예정 라인을 따라 강화유리를 커팅하는 단계를 포함하는 강화유리 하이브리드 절단방법이 제공된다.
절단된 강화유리 셀의 에지 부분을 폴리싱하는 단계, 강화유리 셀에 잔존하는 보호 필름을 제거하는 단계 및 강화유리 셀을 세척하고 건조하는 단계를 더 포함한다.
상기 드라이 에칭을 수행하는 단계는 샌드 블라스트를 이용하며, 연마재를 강화유리 표면 압축층에 고압으로 분사하여 강화유리 표면 압축층을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 레이저 빔을 절단 예정 라인을 따라 강화유리를 커팅하는 단계는 레이저 빔을 절단 예정 라인을 따라 강화유리 내부 신장층에 조사하여 강화 유리를 풀 커팅하는 단계를 포함한다.
본 발명에서와 같이, 드라이 에칭과 레이저 절단을 결합하여 강화유리를 절단하면, CNC 장비를 통한 별도의 가공 공정 없이 강화 유리의 에지 영역을 C컷 형태로 형성할 수 있게 되고, 강화 유리 절단면의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.
특히 CNC 장비를 이용한 추가 가공공정을 생략할 수 있게 되므로, 강화유리 절단 공정 시간 및 비용을 크게 절감시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 레이저 절단 장치의 개략 구성도이다.
도 2a는 종래 기술에 따른 강화유리 에지 영역을 가공하는 방식을 나타낸 개략도이며, 도 2b는 가공된 강화유리 에지 영역의 단면을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 강화유리 하이브리드 절단 장치의 기능 블록도이다.
도 4는 보호필름 처리 유닛의 기능 블록도이다.
도 5a는 드라이 에칭 유닛의 개략적인 구성도이며, 도 5b는 강화 유리의 단면도이다.
도 6은 레이저 커팅 유닛의 기능 블록도이다.
도 7은 레이저 커팅 유닛의 개략적인 구성도이다.
도 8a 내지 도 10c는 본 발명의 실시예에 따른 강화유리 하이브리드 절단 장치를 이용한 강화 유리 절단 공정을 나타낸 도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 강화유리 하이브리드 절단방법을 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 강화유리 하이브리드 절단 장치의 기능 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 강화유리 하이브리드 절단 장치의 기능 블록도이며, 도 4는 보호필름 처리 유닛의 기능 블록도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 강화유리 하이브리드 절단 장치는 보호필름 처리 유닛(100), 드라이 에칭 유닛(200), 레이저 커팅 유닛(300), 폴리싱 유닛(400), 세척 및 건조 유닛(500), 이송 유닛(600) 및 제어 유닛(800)을 포함한다.
보호필름 처리 유닛(100)은 강화유리에 드라이 에칭을 수행하기 위하여 보호필름을 부착, 제거하며, 드라이 에칭될 영역을 커팅하는 기능을 수행한다.
이러한 보호 필름 처리 유닛(100)은 보호필름 부착부(110), 보호필름 커팅부(120) 및 보호필름 제거부(130)를 포함한다.
보호필름 부착부(110)는 강화 유리의 상부면과 하부면에 보호필름을 부착하는 기능을 수행한다. 드라이 에칭 공정을 수행하기 전에 강화 유리의 상부면과 하부면이 손상되는 것을 방지하기 위하여, 강화 유리의 상부면과 하부면 각각에 보호필름을 부착한다.
보호필름 커팅부(120)는 드라이 에칭될 영역에 해당되는 보호필름 영역을 커팅하여 제거하는 기능을 수행한다. 이때, 드라이 에칭될 영역은 강화유리의 절단 예정 라인에 상응하는 영역이 된다. 보호필름 커팅부(120)에 의해서 제거될 보호필름 영역은 절단 예정 라인의 폭과 같거나 넓게 형성된다.
보호필름 제거부(130)는 강화유리의 셀 절단이 완료된 후 강화유리에 잔존하는 보호필름을 제거하는 기능을 수행한다.
드라이 에칭 유닛(200)은 절단 예정 라인을 따라 강화유리의 표면으로부터 소정 깊이까지 강화유리를 에칭하는 기능을 수행한다. 본 실시예의 경우, 드라이 에칭 유닛(200)으로 블라스트를 사용한다. 블라스트는 모래 등의 연마재를 피가공면에 강하게 분사시켜 그 충돌에 의하여 표면을 연삭하거나 에칭한다. 블라스트는 연마재의 종류에 따라 샌드 블라스트(sand blast), 쇼트 블라스트(shot blast), 그리트 블라스트(grit blast), 커트와이어 블라스트(cut wire blast) 등이 있으며, 본 실시예의 경우 샌드 블라스트를 이용한다. 드라이 에칭 유닛(200)은 강화유리의 상부면의 표면 압축층과 하부면의 표면 압축층을 에칭을 통하여 제거한다.
레이저 커팅 유닛(300)은 레이저 빔을 강화유리의 절단 예정 라인을 향해 조사하여, 강화유리를 커팅하는 기능을 수행한다. 레이저 커팅 유닛(300)은 드라이 에칭 유닛의 드라이 에칭 공정을 통하여 표면 압축층이 제거된 강화유리의 내부 영역 즉, 내부 신장층에 레이저를 조사하여 강화유리를 커팅하는 기능을 수행한다.
폴리싱 유닛(400)은 절단된 강화유리 셀의 에지 영역을 연마하는 기능을 수행한다.
세척 및 건조 유닛(500)은 절단된 강화유리 셀을 세척하고, 세척이 완료된 강화유리 셀을 건조하는 기능을 수행한다.
이송 유닛(600)은 강화유리를 다음 공정을 처리할 유닛으로 이송하는 기능을 수행한다.
제어 유닛(800)은 보호필름 처리 유닛(100), 드라이 에칭 유닛(200), 레이저 커팅 유닛(300), 폴리싱 유닛(400), 세척 및 건조 유닛(500) 및 이송 유닛(600)의 동작을 제어한다.
도 5a는 드라이 에칭 유닛의 개략적인 구성도이며, 도 5b는 강화 유리의 단면도이다.
강화 유리는 표면 압축층(921, 922)과 내부 신장층(910)을 포함한다. 강화 유리(900)는 내부 영역에 존재하는 내부 신장층(910)과 강화 유리의 표면 즉, 내부 신장층(910)의 상부면에 형성되는 상부표면 압축층(921)과 내부 신장층(910)의 하부면에 형성되는 하부표면 압축층(922)으로 구성된다. 표면압축층(921, 922)은 유리와 용융염 사이의 이온 교환을 통하여 유리 표면의 화학구성이 개변되어 압축 스트레스 상태를 유지한다. 내부 신장층(910)은 힘의 균형을 유지하고 강화 유리가 분열되지 않도록 압축층의 압축 스트레스를 보상하도록 신장 스트레스 상태를 유지한다.
드라이 에칭 유닛(200)은 도면에 도시된 바와 같이 샌드 블라스트가 사용된다. 모래와 같은 연마재를 고압으로 강화유리에 분사시켜서 강화유리의 표면 압축층(921, 922)을 제거한다.
도 6은 레이저 커팅 유닛의 기능 블록도이며, 도 7은 레이저 커팅 유닛의 개략적인 구성도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 레이저 커팅 유닛(300)은 레이저 광원부(310), 광학부(320), 스캐너부(330), 스테이지(340) 및 레이저 커팅 제어부(350)를 포함한다.
레이저 광원부(310)는 레이저 빔을 생성하여 출력한다. 본 실시예에서, 레이저 광원부는 피코초 펄스 레이저 빔을 생성하여 출력한다.
스캐너부(330)는 레이저 광원부(310)로부터 입사된 레이저 빔을 스테이지(340)상에 로딩된 강화유리 상의 절단 예정 라인을 따라 조사시킨다. 본 실시예에서, 스캐너부(330)는 강화유리 상의 절단 예정 라인을 따라 레이저 빔을 나이테 모양의 회전형태로 조사시켜서 강화유리를 절단한다.
스캐너부(330)은 레이저 광원부(310)로부터 입사된 레이저 빔의 수직 변위와 수평 변위를 조절하여 레이저 광을 원하는 패턴 형태로 강화유리 상으로 반사시킨다. 이때, 스캐너부(330)는 레이저 빔 패턴 정보부에 저장된 절단 예정 라인 정보에 기초하여 레이저 커팅 제어부(350)의 제어 신호에 따라 구동된다. 스캐너부(330)는 제1 스캐너(331)와 제2 스캐너(332)의 조합으로 구성되며, 제1 스캐너(331)는 레이저 광원부(310)로부터 입사되는 레이저 빔의 제1축 방향의 변위를 조절하고, 제2 스캐너(332)는 제1축 방향과 수직인 제2축 방향의 변위를 조절하는 기능을 수행한다. 제1 스캐너(331)는 제1 갈바노 미러(331a)와 이를 구동하기 위한 제1 갈바노 미러 구동부(331b)를 포함하며, 제2 스캐너(332)는 제2 갈바노 미러(332a)와 이를 구동하기 위한 제2 갈바노 미러 구동부(332b)를 포함한다.
광학부(320)는 반사 미러(321), 초점 렌즈(322) 및 초점 렌즈 구동부(323)를 포함한다.
반사 미러(321)는 레이저 광원부(310)의 후단에 설치되며, 레이저 광원부(310)에서 생성되어 출력되는 레이저 빔을 스캐너부(330)로 반사시킨다.
초점 렌즈(322)는 스캐너부(330)의 후단 및 스테이지(340)의 상부에 설치되며, 스캐너부(330)로부터 입사된 레이저 빔을 강화유리(900)의 내부 신장층(910) 상에 초점이 배치되도록 조절한다. 초점 렌즈 구동부(323)는 초점 렌즈(322)의 높이를 조절하여, 레이저 빔의 초점 깊이를 조절한다.
도 8a 내지 도 10c는 본 발명의 실시예에 따른 강화유리 하이브리드 절단 장치를 이용한 강화 유리 절단 공정을 나타낸 도이다.
도 8a 내지 도 8c에는 강화유리에 보호필름을 부착하고 절단 예정 라인에 상응하는 영역을 커팅하는 과정이 도시된다.
도 8a를 참조하면, 강화유리(900) 원판이 보호필름 처리 유닛 상에 로딩된다.
도 8b를 참조하면, 보호필름 부착부를 이용하여 보호필름(f)을 강화유리의 상부 표면 압축층(921)과 하부 표면 압축층(922) 상에 각각 부착한다.
도 8c를 참조하면, 보호필름 커팅부를 이용하여 드라이 에칭될 영역에 해당되는 보호필름 영역(h)을 커팅하여 제거한다. 이때, 드라이 에칭될 영역은 강화유리의 절단 예정 라인에 상응하는 영역이 된다.
도 9a 내지 도 9d는 드라이 에칭 유닛을 이용하여 절단 예정 라인을 따라 강화유리의 표면 압축층을 드라이 에칭을 통하여 제거하는 과정이다.
도 9a는 드라이 에칭될 영역이 노출된 강화유리의 상부면에 샌드 블라스트를 이용하여 연마재를 분사하는 과정이다.
도 9b는 드라이 에칭이 완료된 후 강화유리의 상부 표면 압축층(921)이 대략적으로 'V'컷 형태로 제거된 상태이다.
도 9c는 드라이 에칭될 영역이 노출된 강화유리의 하부면에 샌드 블라스트를 이용하여 연마재를 분사하는 과정이다. 본 실시예의 경우 샌드 블라스트를 하부면에 위치시켜 드라이 에칭을 수행하는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 강화유리를 뒤집어서 배치한 후 샌드 블라스트를 상부 상에서 작동시킬 수도 있다.
도 9d는 드라이 에칭이 완료된 후 강화유리의 하부 표면 압축층(922)이 대략적으로 'V'컷 형태로 제거된 상태이다.
도 10a는 레이저 커팅 유닛(300)을 이용하여 절단 예정 라인을 따라 강화유리의 내부 영역 즉, 내부 신장층(910)을 풀 커팅(full cutting)하는 과정이다.
도 10b는 레이저 커팅 유닛(300)을 이용하여 강화유리 셀의 커팅이 완료된 상태이며, 강화유리 셀의 에지 단면은 전체적으로 'C'컷 형태로 형성된다.
따라서, 종래 기술과 같이 강화유리 셀 절단 공정 이후에 CNC 장비를 이용하여 셀의 에지 영역을 면취하는 공정이 필요하지 않게 된다.
도 10c는 커팅된 강화유리 셀에 잔존하는 보호필름을 제거한 상태를 나타낸 도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 강화유리 하이브리드 절단방법을 나타낸 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 우선 강화유리 상에 보호 필름을 부착하는 과정을 수행한다(S100).
보호필름 커팅부를 이용하여 드라이 에칭될 영역 즉, 강화유리의 절단 예정 라인에 상응하는 영역에 해당되는 보호필름 영역을 커팅하여 강화유리 표면 압축층을 노출시킨다(S200).
노출된 강화유리 표면 압축층을 드라이 에칭한다(S300). 이때, 드라이 에칭 유닛으로 샌드 블라스트를 이용하며, 연마재를 강화유리 표면 압축층에 고압으로 분사하여 강화유리 표면 압축층을 제거한다(S400).
레이저 커팅 유닛을 이용하여 레이저 빔을 절단 예정 라인을 따라 강화유리 내부 신장층에 조사하여 강화 유리를 풀 커팅하는 과정을 수행한다(S500).
그 다음, 절단된 강화유리 셀의 에지 부분을 폴리싱하는 과정을 수행한다(S600).
강화유리 셀에 잔존하는 보호 필름을 제거하는 과정을 수행한다(S700).
그리고 나서, 강화유리 셀을 세척하고 건조하는 과정을 수행한다(S800).
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 강화유리 하이브리드 절단 장치의 기능 블록도이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 강화유리 하이브리드 절단 장치는 보호필름 처리 유닛(100), 드라이 에칭 유닛(200), 레이저 커팅 유닛(300), 폴리싱 유닛(400), 세척 및 건조 유닛(500), 이송 유닛(600), 카메라 유닛(700) 및 제어 유닛(800)을 포함한다.
본 실시예는 카메라 유닛(700)을 추가로 구성하는 점이 위의 실시예와 상이하며, 나머지 구성은 유사한 바 이하에서는 상이한 구성을 위주로 상술한다.
카메라 유닛(700)은 드라이 에칭 유닛(200)과 함께 설치되며, 강화유리의 드라이 에칭되는 영역을 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 강화유리의 표면압축층이 제거되고 내부 신장층이 노출 여부를 판독하는 기능을 수행한다. 내부 신장층이 노출되면, 그 결과를 제어 유닛(800)에 전송한다.
제어 유닛(800)은 카메라 유닛(700)의 분석 결과를 수신하면, 드라이 에칭 유닛(200)의 작동을 오프하는 제어신호를 드라이 에칭 유닛(200)에 전송한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 강화유리 하이브리드 절단 장치 및 방법의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100 : 보호필름 처리 유닛
200 : 드라이 에칭 유닛
300 : 레이저 커팅 유닛
400 : 폴리싱 유닛
500 : 세척/건조 유닛
600 : 이송 유닛
700 : 카메라 유닛
800 : 제어 유닛

Claims (17)

  1. 강화유리 하이브리드 절단 장치에 있어서,
    강화유리에 드라이 에칭을 수행하기 위하여 보호필름을 부착 또는 제거하는 보호필름 처리 유닛;
    강화유리의 절단 예정 라인을 따라 강화유리의 표면으로부터 소정 깊이까지 강화유리를 드라이 에칭하는 드라이 에칭 유닛;
    드라이 에칭이 완료된 강화유리의 절단 예정 라인을 향해 레이저 빔 조사하여, 강화유리를 커팅하는 레이저 커팅 유닛; 및
    상기 드라이 에칭 유닛과 함께 설치되며, 강화유리의 드라이 에칭되는 영역을 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 강화유리의 표면압축층이 제거되고 내부 신장층이 노출 여부를 판독하는 카메라 유닛을 포함하며,
    상기 카메라 유닛은 내부 신장층이 노출되면, 분석 결과를 제어 유닛에 전송하며, 상기 제어 유닛은 상기 카메라 유닛의 분석 결과에 따라 상기 드라이 에칭 유닛의 작동을 오프하는 제어신호를 전송하고,
    상기 레이저 커팅 유닛은 레이저 빔을 생성하여 출력하는 레이저 광원부; 상기 레이저 광원부로부터 입사된 레이저 빔을 스테이지 상에 로딩된 강화유리 상의 절단 예정 라인을 따라 조사시키는 스캐너부; 및 레이저 빔의 조사방향을 변환시키고, 초점을 조절하는 광학부를 포함하며, 상기 스캐너부는 강화유리 상의 절단 예정 라인을 따라 레이저 빔을 나이테 모양의 회전형태로 조사시키고,
    상기 드라이 에칭 유닛은 강화유리의 상부 표면 압축층과 하부 표면 압축층을 드라이 에칭을 통하여 제거하고, 상기 레이저 커팅 유닛은 드라이 에칭 유닛의 드라이 에칭 공정을 통하여 표면 압축층이 제거된 강화유리의 내부 신장층에 레이저를 조사하여 강화유리를 커팅하는 것을 특징으로 하는 강화유리 하이브리드 절단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호 필름 처리 유닛은,
    강화 유리의 상부면과 하부면에 보호필름을 부착하는 보호필름 부착부;
    드라이 에칭될 영역에 해당되는 보호필름 영역을 커팅하여 제거하는 보호필름 커팅부; 및
    강화유리의 셀 절단이 완료된 후 강화유리에 잔존하는 보호필름을 제거하는 보호필름 제거부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 하이브리드 절단 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 드라이 에칭 유닛으로 샌드 블라스트, 쇼트 블라스트, 그리트 블라스트 또는 커트와이어 블라스트 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 강화유리 하이브리드 절단 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광학부는,
    상기 레이저 광원부의 후단에 설치되며, 레이저 광원부에서 생성되어 출력되는 레이저 빔을 스캐너부로 반사시키는 반사 미러;
    상기 스캐너부의 후단 및 스테이지의 상부에 설치되며, 상기 스캐너부로부터 입사된 레이저 빔을 강화유리의 내부 신장층 상에 초점이 배치되도록 조절하는 초점 렌즈; 및
    상기 초점 렌즈의 높이를 조절하여, 강화유리 두께에 따른 레이저 빔의 초점 깊이를 조절하는 초점 렌즈 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 하이브리드 절단 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 광원부는 피코초 펄스 레이저 빔을 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 강화유리 하이브리드 절단 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    C컷 형태로 절단된 강화유리 셀의 에지 영역을 연마하는 폴리싱 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 하이브리드 절단 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    절단된 강화유리 셀을 세척하고, 세척이 완료된 강화유리 셀을 건조하는 세척 및 건조 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 하이브리드 절단 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항, 2항, 5항, 8항, 9항, 10항 또는 11항 중 어느 한 항에 따른 강화유리 하이브리드 절단 장치를 이용한 강화유리 하이브리드 절단방법으로서,
    강화유리 상에 보호 필름을 부착하는 단계;
    보호필름 커팅부를 이용하여 강화유리의 절단 예정 라인에 상응하는 영역에 해당되는 보호필름 영역을 커팅하는 단계;
    강화유리 표면에 드라이 에칭을 수행하는 단계; 및
    레이저 커팅 유닛을 이용하여 레이저 빔을 절단 예정 라인을 따라 강화유리를 커팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 하이브리드 절단방법.
  15. 제14항에 있어서,
    절단된 강화유리 셀의 에지 부분을 폴리싱하는 단계;
    강화유리 셀에 잔존하는 보호 필름을 제거하는 단계; 및
    강화유리 셀을 세척하고 건조하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 하이브리드 절단방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 드라이 에칭을 수행하는 단계는,
    샌드 블라스트를 이용하며, 연마재를 강화유리 표면 압축층에 고압으로 분사하여 강화유리 표면 압축층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 하이브리드 절단방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 레이저 빔을 절단 예정 라인을 따라 강화유리를 커팅하는 단계는,
    레이저 빔을 절단 예정 라인을 따라 강화유리 내부 신장층에 조사하여 강화 유리를 풀 커팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강화유리 하이브리드 절단방법.








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