KR102589865B1 - 유리패널 가공방법 - Google Patents

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박성수
박홍진
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주식회사 중우나라
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Abstract

본 발명의 일실시예는 유리기판 상에 마련되는 다른 구성요소의 파손을 방지하면서 유리기판을 효과적으로 절단하기 위한 유리패널 가공방법을 제공한다. 여기서, 유리패널 가공방법은 유리기판, 유리기판의 일면에 마련되고 유리기판보다 광흡수도가 높은 베이스 층, 및 베이스 층의 일면에 마련되고 화상을 표시하는 복수 개의 발광 소자를 가지는 유리 패널을 가공하기 위한 유리패널 가공방법이며, 유리기판을 가공하기 위해서, 유리기판의 가공예정라인을 따라 레이저빔이 중첩되어 형성되는 베셀 빔(Bessel beam) 영역과, 베셀 빔 영역에 인접한 부분에서 중첩되지 않은 레이저빔에 의해 형성되는 비베셀 빔 영역을 가지는 가공용 레이저빔을 조사하여 유리기판의 내부에 변형부를 생성하는 단계와, 유리기판의 타면에서 유리기판의 일면 방향으로 변형부가 에칭되어 제거되도록 하는 단계를 포함하고, 변형부 생성단계에서 가공용 레이저빔은, 베셀 빔 영역에서 유리기판의 두께 방향을 따라 에너지 강도가 가장 큰 부분이 유리기판의 일면에 일치되도록 조사된다.

Description

유리패널 가공방법{METHOD OF MANUFACTURING GLASS PANEL}
본 발명은 유리패널 가공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유리기판 상에 마련되는 다른 구성요소의 파손을 방지하면서 유리기판을 효과적으로 절단하기 위한 유리패널 가공방법에 관한 것이다.
최근 들어 스마트폰, 태블릿 PC 등의 디스플레이 장치에 사용되는 패널은 유리패널 형태로 제작되고 있다.
일반적으로 유리패널은 캐리어 기판으로 사용되는 유리 재질의 베이스 기판에 폴리머 층이 마련되고 폴리머 층에 OLED 등의 발광 소자가 실장되어 제조되거나, 또는 베이스 기판에 OLED 등의 발광 소자가 바로 실장되어 제조된다.
이러한 유리패널은 모기판 형태로 제조된 후, 절단 공정이 수행됨으로써 다수의 단위 기판 형태의 유리패널들로 절단되어 분리된다. 대부분의 경우 이러한 절단 공정은 레이저 빔을 이용하여 수행된다.
한편, 베이스 기판에 폴리머 층이 마련되고 폴리머 층에 발광 소자가 실장되어 유리패널 형태로 제작되는 유리패널의 절단 공정 중에서, 레이저 빔의 에너지는 베이스 기판에만 가해지게 되는 것이 바람직하다.
그러나, 실제 절단 공정 중에서는, 레이저 빔의 에너지가 폴리머 층에도 전달될 수 있다. 이렇게 되면 폴리머 층의 변형이 발생하게 되는 문제가 있고, 이는 폴리머 층에 실장된 발광 소자에 영향을 미쳐 발광 소자의 단락 등과 같은 손상을 유발할 수 있는 문제가 있다.
이러한 문제는 베이스 기판에 OLED 등의 발광 소자가 바로 적층되어 유리패널 형태로 제작된 유리패널의 절단 공정 중에서도 발생될 수 있다. 즉, 실제 절단 공정 중에 레이저 빔의 에너지가 발광 소자에 전달되어 심한 경우 발광 소자가 파손되기도 하는 문제를 발생할 수 있다.
따라서, 폴리머 층 또는 발광 소자에 영향을 끼치지 않으면서 유리패널의 절단 공정이 이루어질 수 있도록 하기 위한 기술이 요구된다.
대한민국 공개특허공보 제2009-0079342호(2009.07.22. 공개)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유리기판 상에 마련되는 다른 구성요소의 파손을 방지하면서 유리기판을 효과적으로 절단하기 위한 유리패널 가공방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 유리기판, 상기 유리기판의 일면에 마련되고 상기 유리기판보다 광흡수도가 높은 베이스 층, 및 상기 베이스 층의 일면에 마련되고 화상을 표시하는 복수 개의 발광 소자를 가지는 유리 패널을 가공하기 위한 유리패널 가공방법이며, 상기 유리기판을 가공하기 위해서, 상기 유리기판의 가공예정라인을 따라 레이저빔이 중첩되어 형성되는 베셀 빔(Bessel beam) 영역과, 상기 베셀 빔 영역에 인접한 부분에서 중첩되지 않은 레이저빔에 의해 형성되는 비베셀 빔 영역을 가지는 가공용 레이저빔을 조사하여 상기 유리기판의 내부에 변형부를 생성하는 변형부 생성단계; 및 상기 유리기판의 타면에서 상기 유리기판의 일면 방향으로 상기 변형부가 에칭되어 제거되도록 하는 에칭단계를 포함하고, 상기 변형부 생성단계에서 상기 가공용 레이저빔은, 상기 베셀 빔 영역과 상기 비베셀 빔 영역을 포함하여 상기 유리기판의 두께 방향과 교차하는 수평 방향을 따라 형성되는 합산 조사 단면적 중 가장 작은 단면적이 형성되는 부분이 상기 유리기판 및 상기 베이스 층의 계면에 일치되도록 조사되는 것을 특징으로 하는 유리패널 가공방법을 제공한다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 유리기판, 및 상기 유리기판의 일면에 마련되고 화상을 표시하는 복수 개의 발광 소자를 가지는 유리 패널을 가공하기 위한 유리패널 가공방법이며, 상기 유리기판을 가공하기 위해서, 상기 유리기판의 가공예정라인을 따라 레이저빔이 중첩되어 형성되는 베셀 빔(Bessel beam) 영역과, 상기 베셀 빔 영역에 인접한 부분에서 중첩되지 않은 레이저빔에 의해 형성되는 비베셀 빔 영역을 가지는 가공용 레이저빔을 조사하여 상기 유리기판의 내부에 변형부를 생성하는 변형부 생성단계; 및 상기 유리기판의 타면에서 상기 유리기판의 일면 방향으로 상기 변형부가 에칭되어 제거되도록 하는 에칭단계를 포함하고, 상기 변형부 생성단계에서 상기 가공용 레이저빔은, 상기 베셀 빔 영역과 상기 비베셀 빔 영역을 포함하여 상기 유리기판의 두께 방향과 교차하는 수평 방향을 따라 형성되는 합산 조사 단면적 중 가장 작은 단면적이 형성되는 부분이 상기 유리기판의 일면에 일치되도록 조사되는 것을 특징으로 하는 유리패널 가공방법을 제공한다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 유리기판, 상기 유리기판의 일면에 마련되고 상기 유리기판보다 광흡수도가 높은 베이스 층, 및 상기 베이스 층의 일면에 마련되고 화상을 표시하는 복수 개의 발광 소자를 가지는 유리 패널을 가공하기 위한 유리패널 가공방법이며, 상기 유리기판을 가공하기 위해서, 상기 유리기판의 가공예정라인을 따라 레이저빔이 중첩되어 형성되는 베셀 빔(Bessel beam) 영역과, 상기 베셀 빔 영역에 인접한 부분에서 중첩되지 않은 레이저빔에 의해 형성되는 비베셀 빔 영역을 가지는 가공용 레이저빔을 조사하여 상기 유리기판의 내부에 변형부를 생성하는 변형부 생성단계; 및 상기 유리기판의 타면에서 상기 유리기판의 일면 방향으로 상기 변형부가 에칭되어 제거되도록 하는 에칭단계를 포함하고, 상기 변형부 생성단계에서 상기 가공용 레이저빔은, 상기 베셀 빔 영역에서 상기 유리기판의 두께 방향을 따라 에너지 강도가 가장 큰 부분이 상기 유리기판 및 상기 베이스 층의 계면에 일치되도록 조사되는 것을 특징으로 하는 유리패널 가공방법을 제공한다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 유리기판, 및 상기 유리기판의 일면에 마련되고 화상을 표시하는 복수 개의 발광 소자를 가지는 유리 패널을 가공하기 위한 유리패널 가공방법이며, 상기 유리기판을 가공하기 위해서, 상기 유리기판의 가공예정라인을 따라 레이저빔이 중첩되어 형성되는 베셀 빔(Bessel beam) 영역과, 상기 베셀 빔 영역에 인접한 부분에서 중첩되지 않은 레이저빔에 의해 형성되는 비베셀 빔 영역을 가지는 가공용 레이저빔을 조사하여 상기 유리기판의 내부에 변형부를 생성하는 변형부 생성단계; 및 상기 유리기판의 타면에서 상기 유리기판의 일면 방향으로 상기 변형부가 에칭되어 제거되도록 하는 에칭단계를 포함하고, 상기 변형부 생성단계에서 상기 가공용 레이저빔은, 상기 베셀 빔 영역에서 상기 유리기판의 두께 방향을 따라 에너지 강도가 가장 큰 부분이 상기 유리기판의 일면에 일치되도록 조사되는 것을 특징으로 하는 유리패널 가공방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 변형부 생성단계에서 상기 베셀 빔 영역은, 상기 베셀 빔 영역에서 상기 두께 방향의 최대 길이의 1/2이 상기 유리기판의 두께 미만이 되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 변형부 생성단계에서 상기 베셀 빔 영역은, 상기 베셀 빔 영역에서 상기 두께 방향과 교차하는 수평 방향의 최대 폭이 복수 개의 상기 발광 소자 중, 상기 가공예정라인을 기준으로 인접하게 배치되는 한 쌍의 발광 소자 사이의 이격 거리 미만이 되도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유리기판과, 유리기판의 일면에 마련되는 베이스 층 및 베이스 층의 일면에 마련되고 화상을 표시하는 발광 소자를 가지는 모기판 형태의 유리 패널을 단위 기판 형태의 유리패널로 절단할 때, 베이스 층의 변형이나, 발광 소자의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 유리기판과, 유리기판의 일면에 마련되고 화상을 표시하는 발광 소자를 가지는 모기판 형태의 유리 패널을 단위 기판 형태의 유리패널로 절단할 때, 발광 소자의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유리패널 가공방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 도 1의 유리패널 가공방법을 설명하기 위한 평면예시도이다.
도 3은 도 1의 유리패널 가공방법을 설명하기 위한 단면예시도이다.
도 4는 도 1의 유리패널 가공방법의 가공용 레이저빔을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 도 1의 유리패널 가공방법에서 베셀 빔 영역에 따른 변형부의 형성예를 설명하기 위한 단면예시도이다.
도 6은 도 1의 유리패널 가공방법에서 베셀 빔 영역의 조사예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 도 6의 조사예와 비교하기 위한 비교예를 나타낸 예시도이다.
도 8은 제2실시예에 따른 유리패널 가공방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 도 8의 유리패널 가공방법을 설명하기 위한 단면예시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유리패널 가공방법을 나타낸 흐름도이고, 도 2는 도 1의 유리패널 가공방법을 설명하기 위한 평면예시도이고, 도 3은 도 1의 유리패널 가공방법을 설명하기 위한 단면예시도이다.
도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 유리패널 가공방법이 적용되는 유리패널은 유리기판(210)과, 유리기판(210)의 일면에 마련되고 유리기판(210)보다 광흡수도가 높은 베이스 층(220)과, 베이스 층(220)의 일면에 마련되고 화상을 표시하는 복수 개의 발광 소자(230)를 가질 수 있다. 즉, 본 실시예는 유리기판(210), 베이스 층(220) 및 발광 소자(230)를 가지는 형태의 유리패널을 가공하기 위한 것일 수 있다.
발광 소자(230)가 실장되는 베이스 층(220)은 폴리머 층일 수 있다. 일 예로, 베이스 층(220)은 폴리이미드(Polyimide) 층일 수 있다.
디스플레이 장치에 사용되는 유리패널이 모기판 형태의 유리패널에서 단위 기판 형태의 유리패널로 제조되는 일련의 공정 동안, 유리기판(210)은 베이스 기판의 기능을 수행할 수 있다. 일 예로, 유리기판(210)은 캐리어 기판의 기능을 수행할 수 있다.
유리패널 가공방법은 변형부 생성단계(S110) 및 에칭단계(S120)를 포함할 수 있다.
변형부 생성단계(S110)는 유리기판(210)을 가공하기 위해서, 유리기판(210)의 가공예정라인(211)을 따라 베셀 빔 영역(241)과 비베셀 빔 영역을 가지는 가공용 레이저빔(240)을 조사하여 유리기판(210)의 내부에 변형부(260)를 생성하는 단계일 수 있다.
도 4는 도 1의 유리패널 가공방법의 가공용 레이저빔을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4에서 보는 바와 같이, 가공용 레이저빔은 원추형 표면을 가지는 렌즈인 액시콘(Axicon)(10)에 의해 생성될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 액시콘(10)으로 입사되기 전의 레이저 빔(L)을 베셀 빔 영역(241) 및 비베셀 빔 영역(242a,242b)을 가지는 가공용 레이저빔으로 생성하기 위해서 공간 필터(Spatial filter), 링 렌즈 등이 더 사용될 수도 있다.
가공용 레이저빔(240)은 액시콘(10)의 출사부에서 레이저빔이 교차하는 형태로 형성된다. 따라서, 가공용 레이저빔(240)은 레이저빔이 서로 중첩되어 형성되는 베셀 빔(Bessel beam) 영역(241)과, 베셀 빔 영역(241)에 인접한 부분에서 충첩되지 않은 레이저빔에 의해 형성되는 비베셀 빔 영역(242a,242b)을 가진다.
액시콘(10)에서 출사되는 레이저빔은 액시콘(10)의 출사 방향으로 갈수록 외측 지름이 작아지도록 조사되어 어느 지점에서는 서로 중첩되어 최소 외측 지름을 형성하게 되고, 이후에는 다시 외측 지름이 증가하게 된다. 즉, 액시콘(10)에서 출사되는 레이저빔은 중첩되지 않은 레이저빔에 의해 형성되는 비베셀 빔 영역(242a)을 가지다가 레이저빔이 중첩되어 형성되는 베셀 빔 영역(241)을 형성하게 되고, 이후에는 다시 비베셀 빔 영역(242b)를 가지면서 조사된다.
도 4의 (b)를 참조하면, 가공용 레이저빔(240)의 조사 방향을 기준으로 했을 때, 베셀 빔 영역(241)의 에너지 강도(EI)는 베셀 빔 영역(241)이 시작되는 제1지점(P1)에서 크게 증가하고, 베셀 빔 영역(241)이 끝나는 제2지점(P2)에서 크게 감소한다. 그리고, 베셀 빔 영역(241)의 중앙 지점인 제3지점(P3)에서는 에너지 강도(EI)가 최대가 된다.
또한, 도 4의 (c)를 참조하면, 가공용 레이저빔(240)의 조사 방향에 수직한 방향을 기준으로 했을 때, 베셀 빔 영역(241)의 에너지 강도(EI)는 베셀 빔 영역(241)의 중앙에서 최대가 된다.
따라서, 베셀 빔 영역(241)에서는 조사 방향을 따라 라인 형태로 높은 에너지 강도를 가지는 포커스(243)가 형성될 수 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 더 참조하면, 변형부 생성단계(S110)에서 가공용 레이저빔(240)은 유리기판(210)의 두께 방향(A1)으로 조사될 수 있다. 특히, 가공용 레이저빔(240)은 베셀 빔 영역(241)의 포커스(243)가 가공예정라인(211)에 위치되도록 조사될 수 있다.
가공예정라인(211)은 모기판 형태의 유리패널을 단위 기판 형태의 유리패널로 절단하기 위한 라인일 수 있다. 더하여, 가공예정라인(211)은 유리패널에 스피커 홀, 카메라 홀 등을 형성하기 위한 가이드 라인일 수도 있다. 가공예정라인(211)은 가상의 라인일 수 있다.
가공용 레이저빔(240)의 베셀 빔 영역(241)의 포커스(243)에서는 에너지 강도가 크기 때문에, 베셀 빔 영역(241)이 유리기판(210)에 위치되면, 유리기판(210)에서 포커스(243)가 맺힌 영역에서는 융융층이 생성될 수 있다. 그러나 포커스(243)가 맺힌 영역 이외의 영역에서는 소재의 변질이 발생하지 않을 수 있다. 즉, 베셀 빔 영역(241)이 유리기판(210)에 위치되면, 베셀 빔 영역(241)의 포커스(243)가 맺힌 부분에만 열에너지가 효과적으로 가해질 수 있으며, 이를 통해, 유리기판(210)에는 두께 방향(A1)을 따라 변형부(260)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 유리기판(210)에서 베셀 빔 영역(241)의 포커스(243) 영역에 노출된 부분에서는 알파 페이즈(α-phase)에서 베타 페이즈(β-phase)로 페이즈가 바뀔 수 있다. 즉, 변형부(260)는 베타 페이즈의 상태가 될 수 있다.
변형부(260)는 베셀 빔에 의한 비선형 광 이온화 메커니즘에 의해 물리적, 화학적 영구적인 구조변형이 일어난다. 유리기판(210)에서 베셀 빔 영역(241)의 포커스(243)가 맺힌 영역은 Si가 풍부한 영역으로 형성되고 치밀화가 이루어지면서 굴절률의 변화 등이 일어난다.
변형부(260)는 유리기판(210)의 나머지 영역보다 수십 ~ 수백 배 빠르게 알칼리 또는 산성의 화학 용액에 반응하여 에칭될 수 있다. 에칭 속도의 빠르기는 레이저 에너지, 펄스 지속 시간, 반복속도, 파장, 촛점길이, 스캔속도, 화학용액 농도 등 매우 많은 변수로 조절될 수 있다.
도 5는 도 1의 유리패널 가공방법에서 베셀 빔 영역에 따른 변형부의 형성예를 설명하기 위한 단면예시도이다.
도 5를 더 참조하면, 변형부(260)는 유리기판(210)에 맺힌 베셀 빔 영역(241)의 포커스(243)의 길이에 대응되도록 형성될 수 있다.
즉, 도 5의 (a)에서와 같이, 베셀 빔 영역(241)이 유리기판(210)의 내측에 모두 위치되는 경우, 변형부(260)는 베셀 빔 영역(241)의 포커스(243)가 맺힌 전체에 걸쳐 형성될 수 있다.
도 5의 (a)를 기준으로 했을 때, 만일 변형부(260)의 길이를 도시된 것보다 더 길게 형성하고자 하는 경우에는, 가공용 레이저빔(240)을 유리기판(210)의 두께 방향으로 이동시켜서, 베셀 빔 영역(241)의 포커스(243)가 유리기판(210)에 맺히는 길이가 길어지도록 함으로써 변형부(260)의 길이가 증가되도록 할 수 있다.
반면, 변형부(260)의 길이를 도 5의 (a)에 도시된 것보다 짧게 하고자 하는 경우에는, 도 5의 (b)에서와 같이, 베셀 빔 영역(241)의 일부분만 유리기판(210)의 내측으로 위치되도록 하여 유리기판(210)에 맺히는 포커스(243)의 길이를 줄임으로써 변형부(260)의 길이가 짧아지도록 할 수 있다.
도 6은 도 1의 유리패널 가공방법에서 베셀 빔 영역의 조사예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6을 더 포함하여 보는 바와 같이, 특히, 변형부 생성단계(S110)에서 가공용 레이저빔(240)은, 베셀 빔 영역(241)과 비베셀 빔 영역(242a,242b)을 포함하여 유리기판(210)의 두께 방향(A1)과 교차하는 수평 방향(A2)을 따라 형성되는 합산 조사 단면적 중 가장 작은 단면적이 형성되는 부분이 유리기판(210) 및 베이스 층(220)의 계면(250)에 일치되도록 조사될 수 있다.
도 4의 (a)를 참조했을 때, 가공용 레이저빔에서 유리기판(210)의 두께 방향(A1)과 교차하는 수평 방향(A2)을 따라 형성되는 합산 조사 단면적 중 가장 작은 단면적이 형성되는 부분은 비베셀 빔 영역(242a,242b)이 없는 부분이다. 그리고, 이 부분은 베셀 빔 영역(241)의 중앙 부분, 즉 제3지점(P3)일 수 있다.
다시 말하면, 변형부 생성단계(S110)에서는 유리기판(210)의 두께 방향을 따라 에너지 강도가 가장 큰 부분인 베셀 빔 영역(241)의 제3지점(P3)이 유리기판(210) 및 베이스 층(220)의 계면(250)에 일치되도록 조사됨이 바람직하다.
도 7은 도 6의 조사예와 비교하기 위한 비교예를 나타낸 예시도이다.
먼저, 도 7의 (a) 및 (b)에서 보는 바와 같이, 베셀 빔 영역(241)에서 유리기판(210)의 두께 방향(A1)과 교차하는 수평 방향(A2)을 따라 형성되는 합산 조사 단면적 중 가장 작은 단면적이 형성되는 부분이 유리기판(210) 및 베이스 층(220)의 계면(250)보다 상측에 위치되면, 가공용 레이저빔의 조사 방향을 기준으로 했을 때, 베셀 빔 영역(241) 전방의 비베셀 빔 영역(242b)이 베이스 층(220)의 일부분(221,222)에 조사될 수 있다. 그런데, 비베셀 빔 영역(242b)은 베셀 빔 영역(241)보다는 작은 강도이지만 에너지를 가지고 있다. 따라서, 비베셀 빔 영역(242b)이 조사되는 베이스 층(220)의 일부분(221,222)은 에너지를 받아 변형될 수 있다.
그리고 도 7의 (c)에서 보는 바와 같이, 베셀 빔 영역(241)에서 유리기판(210)의 두께 방향(A1)과 교차하는 수평 방향(A2)을 따라 형성되는 합산 조사 단면적 중 가장 작은 단면적이 형성되는 부분이 유리기판(210) 및 베이스 층(220)의 계면(250)보다 하측에 위치되는 경우에도, 베셀 빔 영역(241) 후방의 비베셀 빔 영역(242a)이 베이스 층(220)의 일부분(223)에 조사될 수 있다. 그리고 이러한 비베셀 빔 영역(242a) 또한 베셀 빔 영역(241)보다는 작은 강도이지만 에너지를 가지고 있기 때문에, 비베셀 빔 영역(242a)이 조사되는 베이스 층(220)의 일부분(223)도 에너지를 받아 변형이 될 수 있다.
그러나, 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명에서는, 베셀 빔 영역(241)과 비베셀 빔 영역(242a,242b)을 포함하여 유리기판(210)의 두께 방향(A1)과 교차하는 수평 방향(A2)을 따라 형성되는 합산 조사 단면적 중 가장 작은 단면적이 형성되는 부분, 즉, 유리기판(210)의 두께 방향을 따라 에너지 강도가 가장 큰 부분이 유리기판(210) 및 베이스 층(220)의 계면(250)에 일치되게 조사되도록 한다. 이렇게 되면, 비베셀 빔 영역에 의해서는 베이스 층(220)에 에너지가 전달되지 않을 수 있다. 이를 통해, 도 7에서 설명한 경우와 비교했을 때, 열 에너지에 의한 베이스 층(220)의 변형 발생 확률을 낮출 수 있고, 나아가 베이스 층(220)에 실장된 발광 소자(230)에 미치는 영향도 최소화될 수 있다.
다시 도 3 및 도 6을 참조하면, 변형부 생성단계(S110)에서 가공용 레이저빔(240)의 베셀 빔 영역(241)은, 베셀 빔 영역(241)에서 두께 방향(A1)의 최대 길이의 1/2이 유리기판(210)의 두께 미만이 되도록 형성될 수 있다.
이를 통해, 베셀 빔 영역(241)과 비베셀 빔 영역(242a,242b)을 포함하여 유리기판(210)의 두께 방향(A1)과 교차하는 수평 방향(A2)을 따라 형성되는 합산 조사 단면적 중 가장 작은 단면적이 형성되는 부분, 다시 말하면, 유리기판(210)의 두께 방향을 따라 에너지 강도가 가장 큰 부분이 유리기판(210) 및 베이스 층(220)의 계면(250)에 일치되도록 조사되었을 때, 유리기판(210)에 조사되는 베셀 빔 영역(241)은 유리기판(210)의 내측으로 모두 위치될 수 있다. 그리고, 유리기판(210)에 형성되는 변형부(260)는 유리기판(210)의 두께보다 짧은 길이로 형성될 수 있다.
그리고, 변형부 생성단계(S110)에서 가공용 레이저빔(240)의 베셀 빔 영역(241)은, 베셀 빔 영역(241)에서 두께 방향(A1)과 교차하는 수평 방향(A2)의 최대 폭(W)이 복수 개의 발광 소자 중, 가공예정라인(211)을 기준으로 인접하게 배치되는 한 쌍의 발광 소자(230) 사이의 이격 거리(G) 미만이 되도록 형성될 수 있다.
이렇게 되면, 베셀 빔 영역(241)에서 유리기판(210) 및 베이스 층(220)의 계면(250)의 하측으로 조사되는 부분이 발광 소자(230)에 직접 조사되지 않을 수 있기 때문에, 베셀 빔 영역(241)의 높은 에너지에 의해 발광 소자(230)가 손상되는 것이 방지될 수 있다.
에칭단계(S120)는 유리기판(210)의 타면(212)에서 유리기판(210)의 일면 방향, 즉 유리기판(210)과 베이스 층(220)의 계면(250) 방향으로 변형부(260)가 에칭되어 제거되도록 하는 단계일 수 있다.
에칭단계(S120)에서 유리기판(210)을 에칭하는 방법은 유리기판(210)을 에칭액에 침지하는 방법, 유리기판(210)에 에칭액을 스프레이하는 방법 등 다양하게 존재하며, 본 실시예에서는 유리기판(210)을 에칭액에 침지하는 경우를 예로 들어 설명한다.
도 3의 (b) 및 (c)를 참조하면, 유리기판(210)의 타면(212)이 에칭되어 슬리밍(slimming)되면, 유리기판(210)의 두께는 감소되게 된다. 그러다가 변형부(260)가 유리기판(210)의 타면(212)으로 노출되면 변형부(260)의 에칭이 시작되며, 이후 유리기판(210)의 일면 방향으로 에칭이 진행되어 변형부(260)가 제거될 수 있고, 유리기판(210)은 절단(Break)(261)될 수 있다.
에칭 시간이 늘어날수록, 유리기판(210)의 타면(212)에서도 계속해서 에칭이 진행될 수 있기 때문에, 유리기판(210)의 두께는 감소될 수 있다. 이에 따라, 유리기판(210)은 최초 두께(t1)보다 감소한 최종 두께(t2)로 슬리밍될 수 있다. 에칭 시간은 에칭액의 종류, 유리기판(210)의 최종 두께(t2), 변형부(260)의 길이 등에 맞게 적절하게 설정될 수 있다.
그리고 이후에 베이스 층(220)을 절단함으로써, 모기판 형태의 유리패널로부터 단위 기판 형태의 유리패널을 얻을 수 있다(도 3의 (d) 참조).
도 8은 제2실시예에 따른 유리패널 가공방법을 나타낸 흐름도이고, 도 9는 도 8의 유리패널 가공방법을 설명하기 위한 단면예시도이다.
본 실시예에는 유리패널이 유리기판(410)과, 유리기판(410)의 일면에 마련되고 화상을 표시하는 복수 개의 발광 소자(430)를 가질 수 있다. 즉, 본 실시예는 전술한 제1실시예에서 베이스 층(220)이 생략된 형태의 유리패널을 가공하기 위한 것일 수 있다. 이에 따라, 제1실시예에서 가공용 레이저빔(240)의 베셀 빔 영역(241) 및, 유리기판(210)과 베이스 층(220)의 계면(250)과 관련하여 설명된 내용이 본 실시예에서는 가공용 레이저빔(240)의 베셀 빔 영역(241) 및, 유리기판(410)의 일면(413)과 관련하여 설명된다는 점에서 차이가 있으며, 다른 기본적인 내용은 제1실시예와 동일하므로, 반복되는 내용은 가급적 생략된다.
도 4, 도 8 및 도 9에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 유리패널 가공방법도 변형부 생성단계(S310) 및 에칭단계(S320)를 포함할 수 있다.
그리고, 변형부 생성단계(S310)는 유리기판(410)을 가공하기 위해서, 유리기판(410)의 가공예정라인을 따라 베셀 빔 영역(241)과 비베셀 빔 영역(242a,242b)을 가지는 가공용 레이저빔(240)을 조사하여 유리기판(410)의 내부에 변형부(460)를 생성하는 단계일 수 있다.
다만, 본 실시예에서는, 변형부 생성단계(S310)에서 가공용 레이저빔(240)이 베셀 빔 영역(241)과 비베셀 빔 영역(242a,242b)을 포함하여 유리기판(410)의 두께 방향(A1)과 교차하는 수평 방향(A2)을 따라 형성되는 합산 조사 단면적 중 가장 작은 단면적이 형성되는 부분이 유리기판(410)의 일면(413)에 일치되도록 조사될 수 있다.
다시 말하면, 가공용 레이저빔(240)은 베셀 빔 영역(241)에서 유리기판(410)의 두께 방향(A1)을 따라 에너지 강도가 가장 큰 부분이 유리기판(410)의 일면(413)에 일치되도록 조사될 수 있다.
또한, 변형부 생성단계(S310)에서 가공용 레이저빔(240)의 베셀 빔 영역(241)은 베셀 빔 영역(241)에서 두께 방향(A1)의 최대 길이의 1/2이 유리기판(410)의 두께 미만이 되도록 형성될 수 있다.
그리고, 가공용 레이저빔(240)의 베셀 빔 영역(241)은 베셀 빔 영역(241)에서 두께 방향(A1)과 교차하는 수평 방향(A2)의 최대 폭이 복수 개의 발광 소자 중, 가공예정라인을 기준으로 인접하게 배치되는 한 쌍의 발광 소자(430) 사이의 이격 거리 미만이 되도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 베셀 빔 영역(241)에서 유리기판(410)의 일면(413)의 하측으로 조사되는 부분이 발광 소자(430)에 직접 조사되지 않을 수 있기 때문에, 베셀 빔 영역(241)의 높은 에너지에 의해 발광 소자(430)가 손상되는 것이 방지될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
210,410: 유리기판 211: 가공예정라인
220: 베이스 층 230,430: 발광 소자
240: 가공용 레이저빔 241: 베셀 빔 영역
242a,242b: 비베셀 빔 영역 243: 포커스
250: 계면 260,460: 변형부

Claims (6)

  1. 유리기판, 상기 유리기판의 일면에 마련되고 상기 유리기판보다 광흡수도가 높은 베이스 층, 및 상기 베이스 층의 일면에 마련되고 화상을 표시하는 복수 개의 발광 소자를 가지는 유리 패널을 가공하기 위한 유리패널 가공방법이며,
    상기 유리기판을 가공하기 위해서, 상기 유리기판의 가공예정라인을 따라 레이저빔이 중첩되어 형성되는 베셀 빔(Bessel beam) 영역과, 상기 베셀 빔 영역에 인접한 부분에서 중첩되지 않은 레이저빔에 의해 형성되는 비베셀 빔 영역을 가지는 가공용 레이저빔을 조사하여 상기 유리기판의 내부에 변형부를 생성하는 변형부 생성단계; 및
    상기 유리기판의 타면에서 상기 유리기판의 일면 방향으로 상기 변형부가 에칭되어 제거되도록 하는 에칭단계를 포함하고,
    상기 변형부 생성단계에서는, 상기 비베셀 빔 영역의 열 에너지에 의한 상기 베이스 층의 변형 발생 확률이 낮아지도록 하기 위해, 상기 가공용 레이저빔이, 상기 베셀 빔 영역과 상기 비베셀 빔 영역을 포함하여 상기 유리기판의 두께 방향과 교차하는 수평 방향을 따라 형성되는 합산 조사 단면적 중 가장 작은 단면적이 형성되는 부분이 상기 유리기판 및 상기 베이스 층의 계면에 일치되도록 조사되어, 상기 비베셀 빔 영역이 상기 유리기판 및 상기 베이스 층의 계면에는 조사되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 유리패널 가공방법.
  2. 삭제
  3. 유리기판, 상기 유리기판의 일면에 마련되고 상기 유리기판보다 광흡수도가 높은 베이스 층, 및 상기 베이스 층의 일면에 마련되고 화상을 표시하는 복수 개의 발광 소자를 가지는 유리 패널을 가공하기 위한 유리패널 가공방법이며,
    상기 유리기판을 가공하기 위해서, 상기 유리기판의 가공예정라인을 따라 레이저빔이 중첩되어 형성되는 베셀 빔(Bessel beam) 영역과, 상기 베셀 빔 영역에 인접한 부분에서 중첩되지 않은 레이저빔에 의해 형성되는 비베셀 빔 영역을 가지는 가공용 레이저빔을 조사하여 상기 유리기판의 내부에 변형부를 생성하는 변형부 생성단계; 및
    상기 유리기판의 타면에서 상기 유리기판의 일면 방향으로 상기 변형부가 에칭되어 제거되도록 하는 에칭단계를 포함하고,
    상기 변형부 생성단계에서는, 상기 비베셀 빔 영역의 열 에너지에 의한 상기 베이스 층의 변형 발생 확률이 낮아지도록 하기 위해, 상기 가공용 레이저빔이, 상기 베셀 빔 영역에서 상기 유리기판의 두께 방향을 따라 에너지 강도가 가장 큰 부분이 상기 유리기판 및 상기 베이스 층의 계면에 일치되도록 조사되어, 상기 비베셀 빔 영역이 상기 유리기판 및 상기 베이스 층의 계면에는 조사되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 유리패널 가공방법.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 변형부 생성단계에서 상기 베셀 빔 영역은,
    상기 베셀 빔 영역에서 상기 두께 방향의 최대 길이의 1/2이 상기 유리기판의 두께 미만이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유리패널 가공방법.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 변형부 생성단계에서 상기 베셀 빔 영역은,
    상기 베셀 빔 영역에서 상기 두께 방향과 교차하는 수평 방향의 최대 폭이 복수 개의 상기 발광 소자 중, 상기 가공예정라인을 기준으로 인접하게 배치되는 한 쌍의 발광 소자 사이의 이격 거리 미만이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유리패널 가공방법.
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