KR20000051013A - 투명도전막이 형성된 유리의 절단장치 - Google Patents

Abstract

유리의 절단부에 형성된 투명도전막을 제거하는 제1레이저 조사수단과, 상기 투명도전막이 제거된 절단부를 가열하기 위한 제2레이저 조사수단과, 상기 제2레이저 조사수단에 의해 가열된 절단부를 급냉시켜 마이크로 크랙를 형성하는 냉각수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

투명도전막이 형성된 유리의 절단장치{Splitting apparatus of glass having ITO layer}

본 발명은 비금속물질의 절단장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 투명도전막이 형성된 유리의 절단방법에 관한 것이다.

액정 표시장치(liquid crystal display device), 플라즈마 디스프레이 장치, EL, 형광표시관과 같은 평판형 화상표시장치의 기판은 일반적으로 비금속물질로 이루어진 투명한 유리가 이용된다.

상기와 평판형 화상 표시장치의 기판으로 이용되는 유리는 다이아 몬드 소오(saw)나 CO2레이저 및 급냉기구를 이용하여 절단한다.

상기 CO2레이저 및 급냉기구를 이용한 절단은 유리의 절단부위를 CO2레이저를 이용하여 순간 가열하고, 상기 급냉기구를 이용하여 CO2레이저에 의해 가열된 부위를 급냉시킴으로써 유리의 절단부위에 열충격을 가하여 마이크로 크랙을 발생시킨다. 상기 마이크로 크랙으로 유리를 재료의 손실 즉, 칩의 발생없이 유리가 절단된다.

그러나 상기 평판형 화상표시장치에 이용되는 유리기판의 절단은 대량생산을 위해 단일의 유리기판 일면에 복수개의 전극패턴 즉, ITO를 이용한 소정의 패턴 또는 절연막등을 형성한 후에 이루어지게 된다. 상기와 같이 ITO등에 의한 패턴이 형성된 유리기판을 CO2레이저 및 급냉기구를 이용한 열충격에 의해 절단하는 경우 ITO의 전극 패턴이 CO2레이저의 에너지를 흡수못하고 반사시키게 되므로 충격에 의해 유리기판의 절단을 기대할 수 없다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 유리기판을 절단하기 위해서는 유리기판(100)을 뒤집어 ITO 패턴(101)이 하면에 위치되도록 하고, ITO 패턴(101)이 형성되지 않은 유리기판(100)의 상면의 절단부에 CO2레이저 발생장치(10)을 이용하여 레이저빔(11)을 조사하여 가열한다. 그리고 노즐(12)로부터 분사되는 냉각수를 이용하여 절단부(110)을 급냉시킨다.

그러나 상기와 같이 유리기판(100)을 뒤집어 ITO 패턴(101)을 하면에 위치 시킨 상태에서 유리기판을 절단하는 것은 대량생산 체체에서 유리기판의 취급이 어렵고, 유리기판(100)에 형성된 ITO패턴(101)이 손상되는 문제점을 가지고 있다. 또한 상기와 같이 유리기판을 180도 뒤집기 위해서는 이를 위한 부대 당비가 필요하게 되므로 절단장치가 상대적으로 복잡하여지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 투명도전막이 형성된 유리기판의 절단이 용이하고, 유리기판의 손실없이 절단이 가능한 투명도전막이 형성된 유리의 절단장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 절단시 투명도전막 패턴의 손실을 방지할 수 있으며, 대량생산의 적용이 가능한 투명도전막이 형성된 유리 절단장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 유리의 절단장치를 개략적으로 나타내 보인 도면,

도 2는 투명도전막이 형성된 유리기판이 절단되는 상태를 나타내 보인 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 유리의 절단장치를 개략적으로 나타내 보인 도면,

도 4는 도 3에 도시된 절단장치에 의해 투명도전막이 형성된 유리기판이 절단되는 상태를 나타내 보인 사시도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 투명도전막이 형성된 유리의 절단장치는 유리의 절단부에 형성된 투명도전막을 제거하는 제1레이저 조사수단과, 상기 투명도전막이 제거된 절단부를 가열하기 위한 제2레이저 조사수단과, 상기 제2레이저 조사수단에 의해 가열된 절단부를 급냉시켜 마이크로 크랙를 형성하는 냉각수단을 구비하는 것을 그 특징으로 한다.

상기 제1레이저 조사수단은 Nd;YAG 레이저로 이루어진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3 및 도 4에는 본 발명에 다른 유리 절단장치의 일 실시예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 투명도전막이 형성된 기판의 절단장치는 X,Y축 상으로 이동되는 테이블(21)과, 상기 테이블의 상면에 설치되는 것으로 유리(100)의 절단부의 투명도전막을 제거하는 제1레이저 발생부(22)와, 상기 제1레이저 발생부(22)와 소정간격 이격되도록 설치되어 투명도전막(110)이 제거된 유리의 절단부를 순간 가열하는 제2레이저 발생부(23)를 포함한다.

상기 테이블(21)의 유리의 절단부를 통과한 에너지에 의해 가열되어 테이블에 장착된 유리가 재 가열되는 것을 방지하기 위하여 유리(100)의 절단부(110)와 대응되는 테이블의 상면에는 소정의 깊이로 그루브(21a)가 형성된다. 그리고 상기 테이블(21)의 X,Y 축의 이동은 공지의 액튜에이터에 의해 이루어질 수 있다. 즉, 테이블의 X,Y축 방향으로의 이동은 테이블의 하면에 테이블을 X축 방향으로 이동시키기 위한 리니어 모우터 또는 볼스크류를 설치하고, 테이블 하부의 테이프 프레임에 상기 테이블을 X축 방향으로 이동시키기 위한 리니어 모우터 또는 볼스크류와 더블어 테이블을 Y방향으로 이동시키기 위한 리니어 모우터와 볼스크류가 설치되어 이루어진다. 여기에서 상기 테이블(21)의 X,Y축 방향으로의 이동을 위한 수단은 상훌한 실시예에 의해 한정되지 않고 테이블(21)을 X,Y축 방향으로 이동시킬 수 있는 구조이면 어느것이나 가능하다.

상기 제1레이버 발생부(22)는 유리의 절단부(110)에 형성된 투명도전막(120)을 제거(식각)하는 것으로, 고체 레이저(22a)와 이 고체 레이저(22a)로부터 조사되는 광을 집속하여 초점을 소정의 형상으로 형성하기 위한 광학계(22b)를 포함한다. 상기 고체 레이저로는 Nd:야그 레이저(Nd yttrium alminum garnet laser)가 이용된다. 상기 Nd:야그 레이저는 네오다이늄이라는 란탄계열 원소를 이트륨, 알루미늄, 가네트의 결정에 넣고 1.06 마이크로미터 파장을 가지고 발진하는 레이저로서, 상온에서 연속으로 발진가능하다. 그리고 상기 Nd:야그 레이저로부터 발진되는 레이저의 초점의 크기는 10 내지 500㎛ 로 가변될 수 있으며, 상기 레이저의 파워는 제거되는 절단부의 투명도전막 예컨데 ITO의 두께와 제거속도에 따라 가변될 수 있음은 물론이다.

상기 제2레이저 발생부(23)는 투명도전막(120)이 제거된 절단부(110)를 순간적으로 가열하기 위한 것으로, CO2 레이저와, 상기 CO2 레이저로부터 조사되는 광을 집속함과 아울러 초점을 소정의 형상으로 형성하기 위한 광학계(미도시)로 이루어진다. 상기 제2레이저 발생부(23)로 이용되는 레이저는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 절단부(110)를 따라 가열할 수 있는 레이저이면 어느것이나 가능하다. 그리고 도면에는 도시되어 있지 않으나 상기 제1,2레이저 발생부(22)(23)는 가이드 레일과 볼스크류등에 의해 Z축 방향으로 이동시킬 수 있다.

상기 유리 절단장치는 상기 제2레이저 발생부(23)에 의해 가열된 절단부(110)를 순간적으로 냉각시켜 열충격을 가하여 마이크로 크랙을 유발시키기 위한 냉각장치를 더 구비한다. 이 냉각장치는 유리의 절단부(110)에 냉각수를 분사하기 위한 노즐(31)과, 상기 노즐(31)과 연결관(32)에 의해 연결되어 냉각수를 공급하는 펌프(미도시)를 포함할 수 있다. 여기에서 상기 냉각수는 빙점 이상의 온도에서 가능한한 차갑게 냉각함이 바람직하다. 그리고 상기 냉각장치의 다른 실시예로서는 상기 노즐에 낮은 온도의 가스를 공급하여 절단부(110)를 냉각할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 투명도전막이 형성된 유리를 절단하는 절단장치를 이용하여 유리 즉, 투명도전막(110)이 형성된 유리기판(100)을 절단하기 위해서는 먼저 유리기판(100)을 테이블(21) 상에 올려 놓는다. 이 과정에서 상기 절단부(110)은 테이블(21)에 형성된 그루브(21a)와 대응되도록 위치시킨다.

이 상태에서 상기 제1레이저 발생부(22)의 Nd:야그 레이저에 의해 조사된 레이저빔을 광학계(22b)를 통하여 유리판(100)의 상면에 형성된 절단부(110)의 투명도전막(120)에 조사하여 절단부(110)의 투명도전막을 제거한다. 아울러 제2레이저 발생부(23)의 CO2레이저를 이용하여 투명도전막(110)이 제거된 절단부(110)을 가열한다. 상술한 바와 같은 과정에서 Nd:야그 레이저로부터 발생된 레이저빔의 에너지는 투명도전막(120)에서 일부 흡수되고 일부는 유리기판을 투과하게 되는데, 테이블(21)의 상면에는 그루브(21a)가 형성되어 있으므로 테이블의 상면에 투과된 에너지에 의해 직접적으로 가열되는 것이 방지된다.

상기 CO2레이저에 의해 가열된 절단부는 냉가장치(30)의 노즐(31)로부터 분사되는 냉각수에 의해 순간적으로 냉각됨으로써 유리기판에 열충격이 가하여져 마이크로 크랙이 발생됨으로써 절단된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 투명도전막이 형성된 유리의 절단장치는 유리의 절단부위의 투명도전막을 Nd:야그 레이저에 의해 레이저빔을 이용하여 식가한 후 열충격을 가하여 절단하게 되므로 종래와 같이 유리판을 뒤집어 투명도전막이 하면에 위치되도록 하여 절단하는 불편함을 제거할 수 있다. 또한 절단시 소정의 패턴으로 형성된 투명도전막 즉, ITO 막이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 상기 기판의 제조에 있어서, 단일의 유리기판을 뒤집지 않고 연속하여 절단할 수 있으므로 대량생산에 적용이 가능하여 절단에 따른 생산성의 향상을 도모할 수 있는 이점을 가진다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 유리의 절단부에 형성된 투명도전막을 제거하는 제1레이저 조사수단과, 상기 투명도전막이 제거된 절단부를 가열하기 위한 제2레이저 조사수단과, 상기 제2레이저 조사수단에 의해 가열된 절단부를 급냉시켜 마이크로 크랙를 형성하는 냉각수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 투명도전막이 형성된 유리의 절단장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1레이저 조사수단은 Nd;YAG 레이저와, 이 Nd;YAG 레이저로부터 조사되는 레이저빔을 집속시키기 위한 광하계를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 투명도전막이 형성된 유리의 절단장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 투명도전막이 형성된 유리를 지지하는 테이블 더 구비하며, 상기 테이블의 상면에는 상기 절단부와 대응되는 부위에 그루브가 형성된 것을 특징으로 하는 투명도전막이 형성된 유리 절단장치.