KR101674236B1 - 유리기판의 평탄면 형성장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

생산성이 향상되고, 저비용으로 고품질의 유리기판을 얻을 수 있도록 한 유리기판의 평탄면 형성장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치는 유리기판 상에 표면층을 형성하는 표면층 형성부 및 상기 표면층을 연마하여 상기 유리기판에 평탄면이 형성되도록 하는 평탄면 형성부를 포함한다.

Description

유리기판의 평탄면 형성장치 및 방법{Apparatus and method for forming flatness of glass substrate}
본 발명은 유리기판의 평탄면 형성장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유리기판에 평탄면을 형성하는 유리기판의 평탄면 형성장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 디스플레이 장치로 각광받고 있는 PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes) 등에는 유리기판이 사용된다.
이 중에서, TFT LCD(Thin film Transistor Liquid Crystal Display)에 사용되는 유리기판은 TFT 어레이와 컬러필터에 부착되는 기판으로, TFT LCD 패널의 핵심소재로 사용된다. 따라서 유리기판은 육안으로는 구분이 불가능할 정도의 평탄한 표면과 열에 의한 변형이 없어야 하는 등의 고품질의 특성이 필요하다.
하지만, 유리기판이 생산되는 과정에서 유리기판 표면에는 용융 결함이 발생되고, 용융 결함은 유리기판이 디스플레이 장치에 사용되기 곤란한 문제점으로 작용한다. 따라서 종래에는 용융 결함을 제거하기 위해 유리기판 표면을 연마하여 유리기판에 일정 수준의 평탄도(waviness)가 확보되도록 한다. 이와 같이 유리기판 표면을 연마하는 장치에 대해서는 이미 "대한민국 등록특허 10-0952324호" 등에 개시된 바 있다. 상기 등록특허와 같이 종래에는 유리기판을 직접 연마하여 유리기판에 평탄면을 형성한다.
하지만, 비교적 경질(硬質) 재료에 속하는 유리기판을 직접 연마하여 요구되는 두께 및 평탄도를 얻기 위해서는, 고가의 연마패드와 슬러리(slurry)가 사용되어야 하므로, 생산비용이 높아지는 문제점이 있다.
또한, 유리기판을 직접 연마되는데 소요되는 시간 또한 지연되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 10-0952324호(2009. 08. 21. 공개)
본 발명의 목적은 생산성이 향상되고, 저비용으로 고품질의 유리기판을 얻을 수 있도록 한 유리기판의 평탄면 형성장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치는 유리기판에 표면층을 형성하는 표면층 형성부 및 상기 표면층의 표면을 연마하여 상기 유리기판에 평탄면이 형성되도록 하는 평탄면 형성부를 포함한다.
상기 유리기판의 평탄면 형성장치는 상기 유리기판을 상기 표면층 형성부로 이송하며, 상기 표면층이 형성된 상기 유리기판을 상기 평탄면 형성부로 이송하는 이송부를 더 포함할 수 있다.
상기 유리기판의 평탄면 형성장치는 상기 표면층 형성부와 상기 평탄면 형성부의 사이에 배치되어 상기 표면층을 경화시키는 경화부를 더 포함할 수 있다.
상기 표면층은 열 경화성 수지로 이루어지며, 상기 경화부는 상기 표면층을 향해 열을 조사하는 열원을 포함할 수 있다.
상기 표면층은 광 경화성 수지로 이루어지며, 상기 경화부는 상기 표면층을 향해 광을 조사하는 광원을 포함할 수 있다.
상기 표면층 형성부는 상기 유리기판 상에 구름 접촉되어 상기 표면층을 가압하는 가압롤러를 포함할 수 있다.
상기 유리기판의 평탄면 형성장치는 상기 가압롤러로 상기 표면층을 형성하는 필름을 공급하는 필름 공급부를 더 포함할 수 있다.
상기 필름 공급부는 상기 필름의 액상원료가 도포되는 도포롤러 및 상기 도포롤러에 맞물려 회전되어 상기 액상원료를 압출시키는 압출롤러를 포함하며, 상기 가압롤러는 상기 압출롤러에 맞물리게 설치되고, 상기 액상원료를 반경화시켜 상기 필름을 형성하며, 반경화된 상기 필름을 상기 유리기판 상으로 공급할 수 있다.
상기 평탄면 형성부는 상기 표면층의 표면을 연마하는 연마유닛 및 상기 연마유닛과 상기 표면층의 사이로 쿨런트(coolant)를 공급하는 쿨런트 공급유닛을 포함할 수 있다.
상기 쿨런트는 물일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치는, 유리기판에 표면층이 형성되는 표면층 형성챔버, 상기 표면층 형성챔버의 일측방에 배치되며 상기 표면층이 경화되는 경화챔버, 상기 경화챔버의 일측방에 배치되며 상기 표면층의 표면이ㅍ 연마되어 상기 유리기판에 평탄면이 형성되는 평탄면 형성챔버 및 상기 표면층 형성챔버의 이전으로부터 상기 평탄면 형성챔버의 이후로 상기 유리기판을 직선 이송하는 이송부를 포함한다.
상기 유리기판의 평탄면 형성장치는 상기 표면층 형성챔버의 타측벽에 배치되어 개폐되는 제 1게이트, 상기 표면층 형성챔버와 상기 경화챔버의 사이에 설치되어 개폐되는 제 2게이트, 상기 경화챔버와 상기 평탄면 형성챔버의 사이에 배치되어 개폐되는 제 3게이트 및 상기 평탄면 형성챔버의 일측벽에 배치되어 개폐되는 제 4게이트를 포함할 수 있다.
상기 제 1게이트가 개방되면 상기 제 2게이트는 폐쇄되며, 상기 유리기판이 상기 표면층 형성챔버 내부로 이송되면 상기 제 1게이트는 폐쇄될 수 있다.
상기 제 2게이트가 개방되면 상기 제 3게이트는 폐쇄되며, 상기 유리기판이 상기 경화챔버 내부로 이송되면 제 2게이트는 폐쇄될 수 있다.
상기 제 3게이트가 개방되면 상기 제 4게이트는 폐쇄되며, 상기 유리기판이 상기 평탄면 형성챔버 내부로 이송되면 제 3게이트는 폐쇄될 수 있다.
상기 이송부는 상기 표면층 형성챔버의 이전부터 상기 평탄면 형성챔버의 이후로 연장되는 이송레일 및 상기 유리기판을 지지하며 상기 이송레일을 따라 이송되는 이송대차를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 유리기판의 평탄면 형성방법은 유리기판에 표면층이 형성되는 표면층 형성단계 및 상기 표면층의 표면이 연마되어 상기 유리기판에 평탄면이 형성되는 평탄면 형성단계를 포함한다.
상기 유리기판의 평탄면 형성방법은 상기 합착단계와 상기 평탄면 형성단계의 사이에 상기 표면층이 경화되는 경화단계를 더 포함할 수 있다.
상기 표면층은 열 경화성 수지로 이루어지며, 상기 경화단계는 상기 표면층에 열이 조사되어 상기 표면층이 경화될 수 있다.
상기 표면층은 광 경화성 수지로 이루어지며, 상기 경화단계는 상기 필름에 광이 조사되어 상기 표면층이 경화될 수 있다.
상기 연마단계는 상기 표면층 위로 쿨런트가 공급되며 상기 표면층이 연마될 수 있다.
상기 연마단계는 상기 쿨런트로 물이 사용될 수 있다.
상기 연마단계는 상기 유리기판이 이송되면서 상기 표면층이 연마될 수 있다.
상기 연마단계는 상기 표면층에 접하는 단수의 연마패드가 상기 유리기판의 폭방향으로 이송되며 상기 표면층이 연마될 수 있다.
상기 연마단계는 상기 표면층에 접하고 상기 유리기판의 폭방향으로 배치되는 복수의 연마패드에 의해 상기 표면층이 연마될 수 있다.
상기 연마단계는 상기 유리기판이 정지된 상태에서 상기 표면층이 연마될 수 있다.
상기 연마단계는 상기 표면층에 접하는 단수의 연마패드가 상기 유리기판의 길이방향 및 폭방향으로 이송되며 상기 표면층이 연마될 수 있다.
상기 연마단계는 상기 표면층에 접하고 상기 유리기판의 폭방향으로 배치되는 복수의 연마패드가 상기 유리기판의 길이방향으로 이송되며 상기 표면층이 연마될 수 있다.
상기 연마단계는 상기 표면층에 접하고 상기 표면층의 전면적에 대응되도록 배치되는 복수의 연마패드에 의해 상기 표면층이 연마될 수 있다.
본 발명에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치 및 방법은 고품질의 유리기판을 생산할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치 및 방법은 생산성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치 및 방법은 생산비용을 절감할 수 있다.
도 1은 제 1실시예에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 제 1실시예에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치 중 평탄면 형성챔버 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 제 2실시예에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치 중 평탄면 형성챔버 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 4는 제 3실시예에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치 중 평탄면 형성챔버 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 유리기판의 평탄면 형성방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 제 4실시예에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치 및 방법의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 제 1실시예에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치의 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 제 1실시예에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치(이하, '평탄면 형성장치' 라 함.)(100)은 표면층 형성부(110), 경화부(130), 평탄면 형성부(150) 및 이송부(190)를 포함한다. 표면층 형성부 (110), 경화부(130) 및 평탄면 형성부(150)는 인-라인(In-line) 방식으로 유리기판(10)에 평탄면을 형성할 수 있도록 선형으로 배치될 수 있다.
즉, 표면층 형성부 (110)는 표면층 형성챔버(111)를 포함하며, 경화부(130)는 경화챔버(131)를 포함하며, 평탄면 형성부(150)는 평탄면 형성챔버(151)를 포함할 수 있다. 경화챔버(131)는 표면층 형성챔버(111)의 일측방에 배치되며, 평탄면 형성챔버(151)는 경화챔버(131)의 일측방에 배치될 수 있다. 경화챔버(131)는 표면층 형성챔버(111)의 일측벽에 접하며, 평탄면 형성챔버(151)는 경화챔버(131)의 일측벽에 접하게 설치될 수 있다.
이에 따라, 경화챔버(131)의 반대방향에 배치되는 표면층 형성챔버 (111)의 타측벽에는 제 1게이트(171)가 설치될 수 있다. 표면층 형성챔버 (111)와 경화챔버(131)의 사이에는 제 2게이트(172)가 설치될 수 있다. 경화챔버(131)와 평탄면 형성챔버(151)의 사이에는 제 3게이트(173)가 설치될 수 있다. 경화챔버(131)의 반대방향에 배치되는 평탄면 형성챔버(151)의 일측벽에는 제 4게이트(174)가 설치될 수 있다. 이러한 제 1, 2, 3, 4게이트(171, 172, 173, 174)는 게이트밸브의 형태로 마련되어, 각 챔버 내부의 개별 개폐가 가능하도록 개별제어될 수 있다.
이송부(190)는 표면층 형성챔버(111), 경화챔버(131) 및 평탄면 형성챔버(151)를 관통하여 유리기판(10)을 직선 이송하도록 설치될 수 있다. 즉, 이송부(190)는 표면층 형성챔버(111)의 이전으로부터 평탄면 형성챔버(151)의 이후로 연장되는 직선형태의 이송레일(191) 및 이송레일(191)을 따라 이송되는 이송대차(193)를 포함할 수 있다. 이송부(190)는 이송레일(191), 이송대차(193), 랙 앤 피니온(Rack & pinion)(미도시) 및 회전모터(미도시)의 조합으로 이루어지는 리니어 액츄에이터(Linear actuator), 또는 이송레일(191), 이송대차(193), 볼 스크류(미도시) 및 회전모터(미도시)의 조합으로 이루어지는 리니어 액츄에이터, 또는 이송레일(191), 이송대차(193) 및 유/공압실린더(미도시)의 조합으로 이루어지는 리니어 액츄에이터의 형태로 이루어 질 수 있다.
도시되지 않았지만, 이송대차(193)에는 유리기판(10)을 견고하게 지지할 수 있는 척칭장치, 예를 들어 정전기력에 의해 유리기판(10)을 지지하는 정전척, 진공흡착력에 의해 유리기판(10)을 지지하는 진공척, 유리기판(10)의 적어도 세측면을 기계적으로 클램핑하는 클램프 등이 설치될 수 있다. 이러한 척킹장치에 대해서는 이미 이 기술 분야에서 널리 알려진 기술이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 표면층 형성챔버 (111)의 내부에는 가압롤러(113)와 필름 공급부(120)가 배치될 수 있다. 가압롤러(113)는 이송대차(193)에 지지되는 유리기판(10)에 구름 접촉되도록 설치된다. 이러한 가압롤러(113)는 이후 설명될 필름 공급부(120)로부터 공급되는 필름(20)을 유리기판(10) 위에 적층시키고, 필름(20)을 구름 접촉 및 가압하여 필름(20)이 유리기판(10)에 합착되도록 한다. 가압롤러(113)의 내부에는 열원, 또는 광원과 같은 필름 반경화모듈(115)이 설치될 수 있다. 필름 반경화모듈(115)이로 광원이 사용되는 경우, 가압롤러(113)의 외벽은 광 투과성 재료로 이루어질 수 있다.
필름 공급부(120)는 원료용기(121), 도포롤러(123) 및 압출롤러(125)를 포함한다. 원료용기(121)의 내부에는 필름(20)의 액상원료가 수용된다. 액상원료는 열 경화성 수지, 또는 광 경화성 수지의 액상원료일 수 있다. 액상원료는 도포롤러(123)에 점착될 수 있는 정도의 점도를 가질 수 있다. 도포롤러(123)는 원료용기(121)의 내부에서 회전됨에 따라 원료용기(121)에 수용된 액상원료가 그 표면에 도포되도록 설치된다. 압출롤러(125)는 도포롤러(123)와 가압롤러(113)의 사이에 배치된다. 압출롤러(125)는 도포롤러(123)와 가압롤러(113)에 맞물리도록 설치된다. 따라서, 도포롤러(123)에 도포된 액상원료는 도포롤러(123)로부터 압출롤러(125)로 전이되며, 압출롤러(125)에 의해 압출되며 가압롤러(113)로 전이될 수 있다. 도시되지 않았지만, 도포롤러(123), 압출롤러(125), 가압롤러(113) 중 어느 하나의 회전축에는 동력을 제공하는 회전모터(미도시)가 연결될 수 있다. 이때, 회전모터(미도시)는 가압롤러(113)의 회전속도가 이송대차(193)의 이송속도에 동기화 될 수 있도록 제어될 수 있다.
이와 같이 합착챔버(111)의 내부에서는 유리기판(10)과 필름(20)이 합착되어 유리기판(10)의 표면을 이루는 표면층(21)이 형성될 수 있다.
상술된 설명에서, 표면층(21)은 필름 공급부(120)에 의해 형성되는 필름(20)을 유리기판(10)에 적층하여 형성되는 것으로 설명하고 있으나, 다른 실시예로 유리기판(10)에 액상원료를 직접 분사하는 방식으로 변형실시될 수 있다.
한편, 경화챔버(131)의 내부에는 표면층(21)을 경화시키기는 경화유닛(133)이 설치될 수 있다. 경화유닛(133)은 이송레일(191)의 상측에 배치될 수 있다. 경화유닛(133)으로는 열 경화장치, 또는 광 경화장치를 사용할 수 있다. 경화유닛(133)이 열 경화장치로 사용될 경우, 열 경화장치는 히팅코일, 또는 열풍기의 형태로 이루어질 수 있다. 경화유닛(133)이 광 경화장치로 사용될 경우, 광 경화장치는 자외선(UV)을 방출하는 광원을 사용할 수 있다.
한편, 평탄면 형성챔버(151)의 내부에는 표면층(21)의 표면을 연마하는 연마유닛(153) 및 쿨런트 공급유닛(155)이 설치될 수 있다.
도 2는 제 1실시예에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치 중 평탄면 형성챔버 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 연마유닛(153)은 연마패드(153a), 회전모듈(153b), 승강모듈(153c) 및 이송모듈(153d)을 포함할 수 있다. 연마패드(153a)는 이송레일(191)의 상측에 배치된다. 연마패드(153a)는 다이아몬드(Diamond), 세리아(CeO2), 플라스틱(Plastic), 샌드페이퍼(Sand Paper) 등의 재질로 이루어질 수 있다. 회전모듈(153b)은 연마패드(153a)를 회전시키는 회전모터를 사용할 수 있다. 승강모듈(153c)은 회전모듈(153b)을 지지하고 회전모듈(153b)을 승강시키는 리니어 액츄에이터로 이루어질 수 있다. 이송모듈(153d)은 회전모듈(153b)을 이송하는 리니어 액츄에이터로 이루어질 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 연마패드(153a), 회전모듈(153b)은 단수로 마련될 수 있다.
상술된 바와 같이, 이송대차(193)는 유리기판(10)을 지지한 상태로 이송레일(191)을 따라 이송될 수 있다. 따라서, 이송모듈(153d)이 유리기판(10)의 폭방향(x)으로 배치되는 레일(153e)을 따라 승강모듈(153c)을 이송한다 하더라도, 연마패드(153a)는 표면층(21)의 전면적에 대한 연마를 수행할 수 있다.
다른 실시예로, 이송대차(193)는 유리기판(10)을 지지한 상태로 평탄면 형성챔버(151)의 내부에서 정지될 수 있다. 이때, 이송모듈(153d)은 승강모듈(153c)을 유리기판(10)의 폭방향(x)으로 배치되는 레일(153e)과, 유리기판(10)의 길이방향(y)으로 배치되는 레일(153f)을 포함할 수 있다. 따라서, 연마패드(153a)는 두 레일(153e, 153f)을 따라 이송되며, 표면층(21)의 전면적에 대한 연마를 수행 할 수 있다.
도 3은 제 2실시예에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치 중 평탄면 형성챔버 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 연마패드(153a)는 복수로 마련되며, 복수의 연마패드(153a)는 유리기판(10)의 폭방향으로 배치될 수 있다.
상술된 바와 같이, 이송대차(193)는 유리기판(10)을 지지한 상태로 유리기판(10)의 길이방향(y)으로 이송될 수 있다. 따라서, 유리기판(10)의 폭방향(x)으로 배치되는 복수의 연마패드(153a)는 승강모듈(153c)에 의한 필름(20)과의 거리 조절만으로도 표면층(21)의 전면적에 대한 연마를 수행할 수 있다. 이때, 이송모듈(153d)의 구성은 생략할 수 있다.
다른 실시예로, 이송대차(193)는 유리기판(10)을 지지한 상태로 평탄면 형성챔버(151)의 내부에서 정지될 수 있다. 따라서, 유리기판(10)의 폭방향(x)으로 배치되는 복수의 연마패드(153a)는 유리기판(10)의 길이방향(y)으로 배치되는 레일(153f)을 따라 이송되며, 표면층(21)의 전면적에 대한 연마를 수행 할 수 있다.
도 4는 제 1실시예에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치 중 평탄면 형성챔버 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 연마패드(153a) 및 회전모듈(153b)은 유리기판(10)의 전면적에 대응되는 개수로 마련될 수 있다.
상술된 바와 같이, 이송대차(193)는 유리기판(10)을 지지한 상태로 유리기판(10)의 길이방향(y)으로 이송될 수 있다. 따라서, 유리기판(10)의 전면적에 대응되는 개수로 마련되는 복수의 연마패드(153a)는 승강모듈(153c)에 의한 표면층(21)과의 거리 조절만으로도 표면층(21)의 전면적에 대한 연마를 수행할 수 있다. 이때, 이송모듈(153d)의 구성은 생략할 수 있다.
한편, 쿨런트 공급유닛(155)은 유리기판(10)에 형성된 표면층(21) 상으로 쿨런트를 분사한다. 상술한 바와 같이, 표면층(21)은 열 경화성 수지, 또는 광 경화성 수지로 이루어지므로, 유리를 연마할 때 사용되는 슬러리와 같은 별도의 연마재를 사용하지 않고도 쿨런트만으로도 연마가 가능하다. 이때 사용되는 쿨런트로는 물을 사용할 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 유리기판의 평탄면 형성방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 실시예에 따른 유리기판의 평탄면 형성방법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 이송대차(193)에 유리기판(10)이 탑재된다. 이송대차(193)에 유리기판(10)이 탑재되면, 제 1게이트(171)는 개방되고, 제 2게이트(172)는 폐쇄된다. 이어, 이송대차(193)는 표면층 형성챔버(111)의 내부로 이송된다. 이송대차(193)가 표면층 형성챔버(111)의 내부에 위치하면, 제 1게이트(171)가 폐쇄된다.
이와 같이 표면층 형성챔버(111)의 내부가 폐쇄된 상태에서, 유리기판(10)과 필름(20)의 합착공정이 진행된다. 즉, 이송대차(193)는 제 2게이트(172)를 향해 일정 속도로 이송된다.
이와 함께, 도포롤러(123)가 회전되고, 원료용기(121)의 액상원료는 도포롤러(123) 표면에 도포된다. 도포롤러(123)에 도포된 액상원료는 압출롤러(125)로 전이된다. 액상원료()는 압출롤러(125)에 의해 0.1~70㎛의 두께로 압출되어 필름(20)의 형태로 가압롤러(113)로 전이된다. 가압롤러(113)의 표면에 위치하는 필름(20)은 필름 반경화모듈(115)에 의해 반경화된다. 그리고 반경화된 필름(20)은 가압롤러(113)의 구름동작에 따라 유리기판(10) 상에 적층되고, 가압롤러(113)에 의해 가압되어 유리기판(10)에 합착된다.
이와 같이 유리기판(10)에는 유리기판(10)의 표면이 되는 표면층(21)이 형성된다. (단계;S11)
이와 같이 유리기판(10)에 표면층(21)이 형성되면, 되면, 제 2게이트(172)는 개방되고, 제 3게이트(173)는 폐쇄된다. 이어, 이송대차(193)는 경화챔버(131)의 내부로 이송된다. 이송대차(193)가 경화챔버(131)의 내부에 위치하면, 제 2게이트(172)가 폐쇄된다.
이와 같이 경화챔버(131)의 내부가 폐쇄된 상태에서, 표면층(21)의 경화공정이 진행된다. 즉, 이송대차(193)는 제 3게이트(173)를 향해 일정 속도로 이송된다.
이와 함께, 경화유닛(133)은 표면층(21)을 향해 열 또는 광을 조사한다. 표면층(21)으로 열 또는 광이 입사됨에 따라 표면층(21)은 가열 또는 노광되어 경화된다. 이와 같이 표면층(21)이 경화유닛(133)에 의해 경화됨에 따라 표면층(21)은 유리기판(10)에 긴밀하게 결합될 수 있다. (단계;S13)
이와 같이 표면층(21)의 경화가 완료되면, 제 3게이트(173)는 개방되고, 제 4게이트(174)는 폐쇄된다. 이어, 이송대차(193)는 평탄면 형성챔버(151)의 내부로 이송된다. 이송대차(193)가 평탄면 형성챔버(151)의 내부에 위치하면, 제 3게이트(173)가 폐쇄된다.
이와 같이 평탄면 형성챔버(151)의 내부가 폐쇄된 상태에서, 유리기판(10)의 평탄면 형성공정이 진행된다.
즉, 쿨런트 공급유닛(155)에 의해 표면층(21) 상으로 쿨런트가 공급된다. 연마패드(153a)는 승강모듈(153c)에 의해 승강되어 표면층(21)에 접촉될 수 있다. 그리고 연마패드(153a)는 회전모듈(153b)에 의해 회전된다.
일 실시예로, 이송대차(193)는 제 4게이트(174)를 향해 간헐적으로 이송될 수 있다.
상술한 바와 같이, 연마패드(153a)가 단수로 마련되는 경우, 연마패드(153a)는 유리기판(10)의 폭방향으로 이송되며, 표면층(21)의 전면적에 대한 연마가 수행될 수 있다. 또한, 복수의 연마패드(153a)가 유리기판(10)의 폭방향으로 배치되는 경우, 이송대차(193)의 이송 동작만으로 표면층(21)의 전면적에 대한 연마가 수행될 수 있다. 이와 마찬가지로, 연마패드(153a)가 유리기판(10)의 전면적에 대응되는 개수로 마련되는 경우, 이송대차(193)의 이송 동작만으로 표면층(21)의 전면적에 대한 연마가 수행될 수 있다.
다른 실시예로, 이송대차(193)는 평탄면 형성챔버(151)의 내부에서 정지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 연마패드(153a)가 단수로 마련되는 경우, 연마패드(153a)는 유리기판(10)의 폭방향(x)으로 배치되는 레일(153e)과 유리기판(10)의 길이방향(y)으로 배치되는 레일(153f)을 따라 이송되며, 표면층(21)의 전면적에 대한 연마가 수행될 수 있다. 또한, 복수의 연마패드(153a)가 유리기판(10)의 폭방향(x)으로 배치되는 경우, 연마패드(153a)는 유리기판(10)의 길이방향(y)으로 배치되는 레일(153f)을 따라 이송되며, 표면층(21)의 전면적에 대한 연마가 수행될 수 있다.
이와 같이, 표면층(21)이 연마되면, 표면층(21)에는 0.01~0.2㎛ 이하의 평탄도를 가지는 평탄면이 형성될 수 있다.(단계;S15)
이와 같이, 표면층(21)에 평탄면이 형성되면, 제 4게이트(174)가 개방된다. 이송대차(193)는 평탄면 형성챔버(151)의 외부로 배출된다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치(100)는 인-라인 방식으로 유리기판(10)에 평탄면을 형성하는 일련의 공정이 수행되므로, 생산성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치(100)는 유리기판(10)을 직접 연마하지 않고 유리기판(10)에 표면층(21)을 형성하고, 이 표면층(21)에 평탄면을 형성하므로, 유리기판(10)을 직접 연마하는 데 사용되는 고가의 패드, 슬러리 등을 사용하지 않아도 되므로, 생산비용을 절감할 수 있다.
상술된 설명에서, 인-라인 방식이 채택된 제 1, 2, 3실시예에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치(100)에 대해서 설명하고 있다.
제 4실시예에 따른 유리기판 평탄면 형성장치(200)는 오프-라인 배치(Off-line batch) 이 방식이 채택될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 4실시예에 따른 유리기판 평탄면 형성장치(200)는 유리기판(10)을 각 챔버로 이송하는 이송로봇(210)을 포함하며, 표면층 형성부(110), 경화부(130) 및 평탄면 형성부(150)는 이송로봇(210)의 주변에 설치될 수 있다.
이러한, 제 4실시예에 따른 유리기판 평탄면 형성장치(200)의 구성 및 동작은 유리기판(10)의 이송동작에서 미차를 가질 뿐, 상술된 제 1, 2, 3실시예에 따른 유리기판의 평탄면 형성장치(100)와 대동소이하므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 될 것이다.
10 : 유리기판 20 : 필름
21 : 표면층 100 : 유리기판의 평탄면 형성장치
110 : 합착부 111 : 합착챔버
113 : 가압롤러 115 : 필름 반경화모듈
120 : 필름 공급부 121 : 원료용기
123 : 도포롤러 124 : 압출롤러
130 : 경화부 131 : 경화챔버
133 : 경화유닛 150 : 평탄면 형성부
151 : 평탄면 형성챔버 153 : 연마유닛
153a : 연마패드 153b : 회전모듈
153c : 승강모듈 153d : 이송모듈
153e, 153f : 레일 171 : 제 1게이트
172 : 제 2게이트 173 : 제 3게이트
174 : 제 4게이트 190 : 이송부
191 : 이송레일 193 : 이송대차

Claims (29)

  1. 유리기판 상에 표면층을 형성하는 표면층 형성챔버로 구성되며, 상기 유리기판 상에 구름 접촉되어 상기 표면층을 가압하는 가압롤러를 포함하는 표면층 형성부;
    소정의 점도를 가지는 액상원료를 수용하며, 수용된 상기 액상원료를 일측 방향으로 회전하는 도포롤러 및 상기 도포롤러에 맞물려 회전하여 상기 액상원료를 압출시키는 압출롤러를 통해 상기 가압롤러로 제공하는 필름 제공부;
    상기 표면층 형성부의 일측방에 위치하며, 상기 표면층을 경화시키는 경화챔버로 구성된 경화부; 및
    상기 경화부의 일측방에 위치하며, 상기 표면층을 연마하여 상기 유리기판에 평탄면이 형성되도록 하는 평탄면 형성챔버로 구성된 평탄면 형성부;를 포함하되,
    상기 평탄면 형성부는,
    상기 표면층의 표면을 연마하는 연마유닛; 및
    상기 연마유닛과 상기 표면층의 사이로 쿨런트(coolant)를 공급하는 쿨런트 공급유닛;을 포함하며,
    상기 연마유닛은 상기 유리기판의 이송과 동시에 유리기판의 폭방향으로 이송되며 상기 표면층을 연마하며,
    상기 가압롤러는 상기 압출롤러를 통해 제공되는 액상원료를 열원 또는 광원을 통해 반경화시킴으로써, 액체 상태의 액상원료를 반고체 상태의 필름으로 변성시킬 수 있는 필름 반경화모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 평탄면 형성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유리기판을 상기 표면층 형성챔버의 이전으로부터 상기 평탄면 형성챔버의 이후로 이송하는 이송부;를 더 포함하며,
    상기 이송부는,
    상기 표면층 형성챔버의 이전으로부터 상기 평탄면 형성챔버의 이후로 연장되는 이송레일; 및
    상기 유리기판을 지지하며 상기 이송레일을 따라 이송되는 이송대차;를 포함하는 것을 특징으로 하는 평탄면 형성장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 표면층은 열 경화성 수지로 이루어지며,
    상기 경화부는 상기 표면층을 향해 열을 조사하는 열원을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 평탄면 형성장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표면층은 광 경화성 수지로 이루어지며,
    상기 경화부는 상기 표면층을 향해 광을 조사하는 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 평탄면 형성장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 상기 쿨런트는
    물인 것을 특징으로 하는 유리기판의 평탄면 형성장치.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 표면층 형성챔버의 타측벽에 배치되어 개폐되는 제1 게이트;
    상기 표면층 형성챔버와 상기 경화챔버의 사이에 설치되어 개폐되는 제2 게이트;
    상기 경화챔버와 상기 평탄면 형성챔버의 사이에 배치되어 개폐되는 제3 게이트; 및
    상기 평탄면 형성챔버의 일측벽에 배치되어 개폐되는 제4 게이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 평탄면 형성장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1게이트가 개방되면 상기 제 2게이트는 폐쇄되며,
    상기 유리기판이 상기 표면층 형성챔버 내부로 이송되면 상기 제 1게이트는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 유리기판의 평탄면 형성장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 2게이트가 개방되면 상기 제 3게이트는 폐쇄되며,
    상기 유리기판이 상기 경화챔버 내부로 이송되면 제 2게이트는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 유리기판의 평탄면 형성장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 제 3게이트가 개방되면 상기 제 4게이트는 폐쇄되며,
    상기 유리기판이 상기 평탄면 형성챔버 내부로 이송되면 제 3게이트는 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 유리기판의 평탄면 형성장치.
  16. 삭제
  17. 필름 공급부로부터 유리기판 상에 공급되는 소정의 점도를 가지는 액상원료를 가압롤러를 통해 구름 접촉 및 가압하여 표면층을 형성하는 표면층 형성단계; 및
    상기 표면층의 표면이 연마되어 상기 유리기판에 평탄면이 형성되는 평탄면 형성단계;를 포함하되,
    상기 표면층 형성단계는,
    상기 필름 공급부 내에 수용된 상기 액상 원료를 일측 방향으로 회전하는 도포롤러와, 상기 도포롤러에 맞물려 회전하여 상기 액상원료를 압출시키는 압출롤러를 통해 상기 가압롤러로 제공하는 단계; 및
    상기 제공되는 액상원료를 열원 또는 광원을 이용하여 반경화시키는 필름 반경화모듈을 통해, 액체 상태의 상기 액상원료를 반고체 상태의 필름으로 변성시키는 단계;를 포함하며,
    상기 평탄면 형성단계는,
    상기 유리기판의 이송과 동시에 상기 표면층에 접하는 하나 이상의 연마패드가 상기 유리기판의 폭방향으로 이송되며 상기 표면층이 연마되는 것을 특징으로 하는 유리기판의 평탄면 형성방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 표면층 형성단계와 상기 평탄면 형성단계의 사이에
    상기 표면층이 경화되는 경화단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평탄면 형성방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 표면층은 열 경화성 수지로 이루어지며,
    상기 경화단계는 상기 표면층에 열이 조사되어 상기 표면층이 경화되는 것을 특징으로 하는 유리기판의 평탄면 형성방법.
  20. 제 18항에 있어서, 상기 표면층은 광 경화성 수지이며,
    상기 경화단계는 상기 표면층에 광이 조사되어 상기 표면층이 경화되는 것을 특징으로 하는 유리기판의 평탄면 형성방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 평탄면 형성단계는
    상기 표면층 위로 쿨런트가 공급되며 상기 표면층이 연마되는 것을 특징으로 하는 평탄면 형성방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 쿨런트로 물이 사용되는 것을 특징으로 하는 유리기판의 평탄면 형성방법.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
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  28. 삭제
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