KR20010014665A - 유리기판 절단방법 및 절단장치 - Google Patents

Abstract

유리기판을 가열하거나 냉각하여 그 유리기판에 열응력을 발생시켜 유리기판에 균열이 생기게 하는 유리기판을 절단하는 장치는, 유리기판의 절단라인을 따라 유리기판을 가열하는 히터, 유리기판에서 진전되는 균열의 선단을 검출하는 센서, 균열의 선단 주변의 유리기판을 부분적으로 냉각하는 냉각기, 및 라인을 따라 센서 및 냉각기를 이동시키는 유닛을 포함한다. 본 발명의 장치는 유리기판이 두껍더라도, 유리칩들을 발생시키지 않고 유리기판을 정확하게 절단할 수 있다.

Description

유리기판 절단방법 및 절단장치{Method of cutting glass substrate and apparatus for doing the same}

본 발명은 액정디스플레이장치 또는 플라즈마디스플레이장치등의 표시화면으로 사용되는 유리기판을 절단하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 유리기판을 가열하거나 냉각하여 유리기판에 열응력을 발생시켜 유리기판에 균열이 생기게 하는 유리기판을 절단하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

유리 등의 취성재료를 절단하는 종래의 방법은, 다이아몬드와 같은 경질재료를 사용하여 취성재료의 표면상에 연속적으로 균열 또는 홈을 형성하며, 그 균열 또는 홈을 따라 취성재료에 충격 또는 하중을 가하여 취성재료에 흠을 내는 것이다. 이를테면, 액정디스플레이장치 또는 플라즈마디스플레이장치를 제조하는 방법은 일반적으로 유리기판을 절단하기 위해 전술한 단계들을 포함한다.

그러나, 취성재료를 절단하는 전술한 종래의 방법은 취성재료가 절단될 때 칩(chip)들이 발생하는 문제점을 수반한다.

액정디스플레이장치와 플라즈마디스플레이장치의 제조시에, 고밀도의 회로패턴이 유리기판상에 형성된다. 그러므로, 유리기판이 전술한 종래 방법으로 절단될 때, 유리기판이 절단될 때 발생된 칩들은 회로패턴상에 남아 있거나 부착되며, 그 칩들로 인하여 단락등의 회로패턴에서의 결함을 초래한다.

따라서, 액정디스플레이장치 또는 플라즈마디스플레이장치의 제조방법은 유리기판이 절단된 후에 칩들을 세정하는 단계를 부가적으로 포함한다.

그러므로, 액정디스플레이장치 또는 플라즈마디스플레이장치의 제조시에 칩들을 발생시키지 않고 유리기판을 절단하는 방법이 요구된다. 그러한 요구에 부합하여, 유리기판을 가열하거나 냉각하여 유리기판에 열응력을 발생시킴으로써 유리기판을 절단하는 방법이 제시되었다.

이를테면, 그러한 방법들중의 하나가 일본특개평 제 5-221673 호에 제안되었다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 일본특개평 제 5-221673 호에 제시된 방법을 설명한다.

도 1은 제시된 방법으로 절단되는 취성판을 나타내는 사시도이고, 도 2는 취성판의 평면도이다.

도 1을 참조하여, 취성판(1)은 목표라인(2)을 따라 절단된다. 히터(3)는 목표라인(2)의 바로 아래에 배치된다. 히터(3)는 전열선을 구비한다. 전력이 전원(미도시됨)에서 전열선으로 공급될 때, 히터(3)는 취성판(1)의 목표라인(2)을 가열한다.

취성판(1)의 단면(4)에는 취성판(1)의 절단을 매끄럽게 시작하기 위한 수직홈(5)이 형성된다. 수직홈(5)은 이를테면 다이아몬드유리커터에 의해 형성된다.

취성판(1)의 상면(6)에는 목표라인(2)을 따라 미세한 홈(7)이 형성된다. 미세한 홈(7)의 형성으로 인하여, 목표라인(2)을 따라 취성판(1)을 정확하게 절단할 수 있다.

예비히터부(8)는 조작자에 의해 작동되며, 수직홈(5)으로부터 목표라인(2)을 따라 취성판(1)의 상면(6)상에 이동가능하게 설계된다. 설명하지는 않지만, 예비히터부(8)는 취성판(1)을 국부적으로 가열하는 히터를 구비한다.

취성판(1)은 다음과 같이 절단된다.

우선, 취성판(1)의 하면은 목표라인(2)을 따라 히터(3)에 의해 가열된다. 취성판(1)을 히터(3)로 가열함으로 인해, 목표라인(2)에 열응력이 발생된다. 특히, 도 2에서 나타낸 바와 같이, 목표라인(2)으로부터 외측방향으로 취성판(1)을 끌어당기는 인장력 A가 목표라인(2)의 반대쪽에 발생한다. 도 1에서 나타낸 바와 같이, 취성판(1)의 단면(4)에도 인장력 A가 발생한다.

그런 다음, 예비히터부(8)는 수직홈(5)으로부터 목표라인(2)을 따라 이동된다. 도 2에서 나타낸 바와 같이, 열응력장이 예비히터부(8)에 의해 국부적으로 발생한다. 예비히터부(8)에 의해 가열되는 취성판(1)의 부분 둘레에 방사상으로 열응력이 발생한다.

예비히터부(8)가 취성판(1)을 가열함으로써 발생되는 인장력이 취성판(1)의 임계장력강도를 초과하는 경우에, 취성판(1)은 목표라인(2)을 따라 균열되기 시작한다.

취성판(1)의 단면(4)으로부터 목표라인(2)을 따라 예비히터부(8)를 이동함으로써, 취성판(1)의 균열이 진전되고, 마지막으로 취성판(1)은 목표라인(2)을 따라 절단된다.

여기서, 취성판(1)이 균열되는 균열속도는 히터(3)의 가열온도와 가열면적 및 예비히터부(8)의 가열온도 및 가열면적의 결합에 좌우된다.

그러나, 취성판을 가열하거나 냉각하여 취성판에 열응력을 발생시킴으로써 취성판을 절단하는 전술한 종래의 방법은 다음의 문제점들을 수반한다.

전술한 종래의 방법에서는, 목표라인(2)을 따라 취성판(1)을 정확하게 절단하기 위하여, 취성판(1)을 절단하기 전에 목표라인(2)을 따라 미세한 홈(7)을 형성하는 것이 절대적으로 요구되었다.

특히, 취성판(1)이 두꺼울 때, 취성판(1)이 절단된 편평한 절단면들을 얻기 위하여 홈(7)을 깊게 형성할 필요가 있었다.

그 결과, 전술한 종래의 방법에서는, 취성판(1)을 정확하게 절단하여 취성판(1)이 절단된 편평한 절단면들을 얻기 위해서는, 일정량의 칩들이 발생하는 것을 피할 수 없었다. 그렇게 발생된 칩들은 잠재적으로 취성판(1)상에 형성된 회로불량의 원인이 되었다.

전술한 종래의 방법에서, 취성판(1)의 절단속도는 취성판(1)을 가열하는 조건으로만 제어된다. 그러나, 그러한 조건으로만 속도를 제어하는 것은 상당히 어렵거나 거의 불가능하며, 특히, 속도를 향상시키는 것은 불가능하다. 다시 말하면, 전술한 종래의 방법에서는, 일단 취성판(1)이 균열되기 시작하면, 그 속도를 향상시킬 수 없고, 그리하여 속도를 제어하여 정확하게 향상시킬 수 없다.

더욱이, 전술한 종래의 방법에서는, 조작자가 취성판(1)이 균열되는 진전상황을 관찰함에 의해 예비히터부(8)가 이동된다. 그러므로, 취성판(1)을 가열하는 소정의 조건에 따라 예측되는 속도와 다른 속도로 취성판(1)의 균열이 진전된다면, 조작자는 목시하여 취성판(1)에서의 균열의 진전상황을 추적해야 하고, 조작자에게는 상당히 번거로운 것이다.

전술한 선행기술의 문제점들에 비추어, 본 발명의 목적은 유리기판이 두껍더라도, 유리칩들을 발생시키지 않고 유리기판을 정확하게 절단하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 유리기판의 절단속도를 향상시키고 그 속도를 제어할 수 있는 유리기판을 절단하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 조작자가 유리기판에서의 균열 진전상황을 더 이상 관찰하지 않고, 생산성과 제조수율을 향상시키는 유리기판을 절단하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 방법으로 절단되는 취성판(brittle plate)을 나타내는 사시도이며;

도 2는 도 1에서 나타낸 취성판의 평면도이며;

도 3은 본 발명이 실시예에 의해 유리기판를 절단하는 장치를 설명하는 정면도이며;

도 4는 도 3에서 나타낸 장치의 평면도이며;

도 5는 유리기판의 단면에서 유리기판의 초기균열을 생성하는 유닛을 나타내는 측면도이며;

도 6은 외력인가장치를 나타내는 측면도이며;

도 7은 도 3 및 도 4에서 나타낸 장치에 의해 균열되는 유리기판의 평면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 유리기판 13 : 목표라인

14 : 히터 17 : 센서

18, 38 ; 냉각기 19 : 이송부

21 : 히터이송부 25 : 광원

26 : 광검출기 27, 28, 39 : 에어노즐

29 : 휠커터 30 : 유닛

31 : 구동축 32 : 실린더

33 : 구동부 34 : 외력인가장치

35 : 패드 36, 37 : 롤러

40 : 균열

본 발명의 한 양태에서, 유리기판을 가열하거나 냉각하여 유리기판에 열응력을 발생시켜 유리기판에 균열이 생기게 하는 유리기판을 절단하는 방법에 있어서,

(a) 유리기판에 균열이 진전되기 전에 유리기판의 절단라인을 가열하는 단계, 및 (b) 진전되는 균열의 선단 주변의 유리기판을 부분적으로 냉각시키는 단계를 포함하는 유리기판을 절단하는 방법을 제공하는 것이다.

단계(a)는 단계(b) 이전에 수행될 수 있거나 단계(b)와 동시에 수행될 수 있다

그 방법에 의해, 유리기판에서의 균열이 진전되기 전에 유리기판의 절단목표라인이 미리 가열되므로, 유리기판은 더 정밀하게 절단될 수 있다. 특히, 유리기판이 절단되는 목표라인이 직선이라면, 유리기판을 더 일직선으로 절단할 수 있다.

더욱이, 진전하는 균열의 선단 주변의 유리기판이 부분적으로 냉각되므로, 균열의 선단주변의 유리기판의 온도기울기(temperature gradient)를 용이하게 제어할 수 있다

그 결과, 유리기판이 두껍더라도, 유리칩들을 발생시키지 않고 유리기판을 정확하게 절단할 수 있다. 또한, 유리기판의 절단속도를 향상시킬 수 있다.

라인은, 라인과 접촉하여 유리기판을 가열하는 히터에 의해 단계(a)에서 가열되고, 유리기판은 그 라인을 따라 이동가능하게 설계된 냉각기에 의해 부분적으로 냉각되는 것이 바람직하다.

이 실시예에 따라, 균열이 유리기판에서 진전되기 전에, 히터에 의해 유리기판의 목표라인이 미리 가열되므로, 유리기판은 더 정확하게 절단될 수 있다. 특히, 유리기판의 절단목표라인이 직선인 경우에, 유리기판을 더 똑바로 절단할 수 있다. 더욱이, 히터가 유리기판과 접촉하므로, 히터는 높은 열전도성으로 유리기판을 가열할 수 있다.

더우기, 유리기판은 라인을 따라 이동가능한 냉각기에 의해 라인을 따라 진전하는 균열의 선단 주변에서 부분적으로 냉각되므로, 라인을 따라 유리기판을 효과적으로 냉각하고, 균열의 선단주변에서의 유리기판의 온도기울기를 용이하게 제어할 수 있다.

그 결과, 유리기판이 두껍더라도, 유리칩들을 발생시키지 않고 유리기판을 정확하게 절단할 수 있다. 더욱이, 유리기판의 절단속도를 향상할 수 있다.

유리기판을 국부적으로 가열하거나 냉각하는 히터 또는 냉각기에 의해 유리기판에 열응력을 발생시켜 유리기판에 균열이 생기게 하는 유리기판을 절단하는 방법에 있어서, (a) 센서에 의해, 유리기판에 발생된 균열의 선단의 위치를 감지하는 단계, 및 (b) 센서로부터 전송된 신호에 의해 냉각기의 위치를 제어하는 단계를 포함하는 유리기판의 절단방법을 제공한다.

그 방법에 의해, 균열의 선단의 위치는 센서에 의해 감지되고, 냉각기의 위치 또는 이동속도는 센서에 의해 수행된 검출결과에 의해 제어된다. 그러므로, 균열의 선단주변에서의 유리기판의 온도기울기를 용이하게 제어할 수 있다. 따라서, 유리기판이 두껍더라도, 유리칩들을 발생시키지 않고 유리기판을 정확하게 절단할 수 있다. 더욱이, 조작자가 진전하는 균열을 감시하지 않으면서 유리기판의 절단속도를 향상시킬 수 있다.

유리기판을 국부적으로 가열하거나 냉각하는 히터 또는 냉각기에 의해 유리기판에 열응력을 발생시켜 유리기판에 균열이 생기게 하는 유리기판을 절단하는 방법에 있어서, 유리기판이 용이하게 절단되도록 유리기판의 절단라인의 단부에 힘(force)을 인가하는 단계를 포함하는 유리기판의 절단방법을 더 제공한다.

일반적으로, 라인을 따라 유리기판을 분할시키는 열응력은 유리기판의 라인의 종단부에서 감소한다. 그 방법에 의해, 유리기판을 분할하는 외력이 유리기판의 라인의 종단부에 인가되어, 유리기판의 절단속도를 향상시킨다.

유리기판의 종단부의 온도상승이 라인의 다른 부분들의 온도상승보다 작게 되도록, 유리기판의 종단부의 라인을 가열하는 단계를 더 포함하는 방법을 제공하는 것이 바람직하다.

그 방법에 의해, 라인의 종단부에 인접하게 위치한 유리기판의 단면에서의 온도기울기를 감소시킬 수 있다. 따라서, 유리기판의 단면에 미세한 발생하는 경우에라도, 라인의 종단부에서 균열이 잘못 진전되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에서는, 유리기판을 가열하거나 냉각하여 유리기판에 열응력을 발생시켜 유리기판에 균열이 생기게 하는 유리기판을 절단하는 장치에 있어서, 유리기판의 절단라인을 따라 유리기판을 가열하는 히터, 유리기판에서 진전하는 균열의 선단을 검출하는 센서, 균열의 선단 주변의 유리기판을 부분적으로 냉각하는 냉각기, 라인을 따라 상기 센서를 이동시키는 제 1 유닛, 및 라인을 따라 냉각기를 이동시키는 제 2 유닛을 포함하는 유리기판 절단장치를 제공하는 것이다.

그 장치에 의해, 유리기판에서 균열이 진전되기 전에 유리기판의 목표라인이 미리 가열되므로, 유리기판은 더 정확하게 절단될 수 있다. 또한, 유리기판이 진전하는 균열의 선단 주변에서 부분적으로 냉각되므로, 균열의 선단 주변에서 유리기판의 온도기울기를 용이하게 제어할 수 있다.

그 결과, 유리기판이 두껍더라도, 유리칩들을 발생시키지 않고 유리기판을 정확하게 절단할 수 있다. 더욱이, 유리기판의 절단속도를 향상시킬 수 있다.

이를테면, 제 1 유닛은 제 2 유닛처럼 작동하여 라인을 따라 센서와 냉각기를 이동시키도록 설계될 수 있다.

이를테면, 센서는 유리기판에 빔을 사출하고, 그 유리기판 아래에 위치하는 광원, 및 유리기판을 통과하고 유리기판의 표면에서 반사되는 빔을 수광하기 위해 배치되어, 그 빔을 수광하는 광검출기를 포함할 수 있다.

전술한 구조의 센서는 유리기판에서의 균열의 진전상황을 정확하게 검출할 수 있다. 또한, 광검출기가 유리기판의 표면에서 반사되는 빔을 수광하도록 설계되었기 때문에, 광원 및 광검출기를 유리기판에 대해 동일측에 배치할 수 있다. 그러므로, 광원과 광검출기를 이동시키는 유닛이 유리기판 아래에서 용이하게 이동될 수 있다.

대안으로서, 센서는, 유리기판에 빔을 사출하고 유리기판 아래에 위치하는 광원, 유리기판을 통과하고 유리기판의 상면에서 반사되는 빔을 수광하기 위해 배치되는 제 1 광검출기, 및 유리기판의 하면에서 반사되는 빔을 수광하기 위해 배치되는 제 2 광검출기를 포함하고, 여기서, 제 1 및 제 2 광검출기들의 출력의 비에 근거하여 균열의 선단이 검출된다.

두 개의 광검출기를 사용하여, 유리기판에서의 균열의 진전상황을 정확하게 검출할 수 있다.

냉각기는, 압축공기를 공급하는 공기원, 유리기판으로 상기 압축공기를 내뿜는 제 1 에어노즐, 및 라인에 대해 제 1 에어노즐의 반대쪽에 배치되어 유리기판으로 압축공기를 내뿜는 제 2 에어노즐을 포함하는 하는 것이 바람직하다.

두 개의 에어노즐을 사용하여, 유리기판의 절단라인에 대한 유리기판의 온도분포(temperature profile)를 거의 대칭으로 하여 유리기판을 냉각할 수 있다. 그러므로, 유리기판을 더 정확하게 절단할 수 있다.

제 2 에어노즐은 상기 제 1 에어노즐과 대칭으로 배치되는 것이 바람직하다.

히터는 유리기판의 라인과 라인접촉하는 히터인 것이 바람직하다.

히터가 유리기판과 라인접촉하므로, 히터는 높은 열전도성으로 유리기판을 가열할 수 있고, 유리기판을 효율적으로 절단할 수 있다

히터는 유리기판의 하면에 있는 유리기판을 가열하도록 유리기판의 바로 아래에 배치되는 것이 바람직하다. 이 때문에, 장치는 유리기판의 아래에서 히터를 상/하방으로 이동시키는 히터이송부를 바람직하게 포함한다.

히터이송부는 히터가 유리기판과 접촉하도록 하여, 차례로 유리기판으로의 히터의 열전도성을 확실하게 한다.

장치는 히터를 상기 히터이송부에 개재시키는 탄성체를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이를테면, 탄성체는 판스프링(leaf spring)을 구비한다.

탄성체는, 유리기판이 편평한 면을 갖지 않더라도, 히터가 유리기판과 밀접하게 접촉하게 한다. 그러므로, 히터는 높은 열전도성으로 유리기판을 가열하여, 유리기판을 효과적으로 절단할 수 있다.

장치는, 라인의 선단을 향해 유리기판의 라인이 종단부에 외력을 인가하는 외력인가장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이를테면, 외력인가장치는, 유리기판을 흡착하여 이를 보지하는 패드, 및 유리기판에 외력을 인가하는 롤러를 구비하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 라인을 따라 유리기판을 분할하는 열응력은 유리기판에서의 라인의 종단부에서 감소된다. 외력인가장치는 유리기판을 분할하는 외력을 유리기판의 라인의 종단부에 인가하여, 유리기판의 절단속도를 향상시킬 수 있다.

장치는, 라인이 시작하는 유리기판의 단면에서 초기 균열이 생기게 하는 유닛을 더 포함한다.

이를테면, 유닛은 휠커터를 구비한다.

유닛에 의해 유리기판은 유리기판의 소정의 단면에서 절단될 수 있다.

장치는 라인의 종단부나 그 주변에서 유리기판을 냉각시키는 제 2 냉각기는 더 포함하는 것이 바람직하다.

이를테면, 제 2 냉각기는, 압축공기를 공급하는 공기원, 및 유리기판 위에 배치되고, 유리기판으로 공기원으로부터 공급되는 압축공기를 내뿜는 에어노즐을 구비한다.

제 2 냉각기는 라인의 종단부에 인접한 유리기판의 단면에서 유리기판의 온도기울기를 감소시킨다.

따라서, 유리기판의 종단부에 미세한 균열이 발생되었더라도, 라인의 종단부으로부터 균열이 잘못 진전되는 것을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 유리기판를 절단하는 장치에 대한 정면도이고, 도 4는 장치의 평면도이다. 유리기판(11)이 설명의 편의상 도 4에서 파선으로 설명되지만, 유리기판(11)과 장치간의 위치관계를 나타내는 것은 아니다.

도 3 및 도 4에서 나타낸 바와 같이, 유리기판을 절단하는 장치는, 유리기판(11)의 절단라인(이하, 목표라인(13)이라 칭함)을 따라 하면의 유리기판(11)을 균일하게 가열하는 히터(14), 유리기판의 균열이 시작되는 제 1 단면(15)에서 유리기판(11)의 균열이 종료되는 제 2 단면(16)까지 목표라인(13)을 따라 진전하는 균열(40)의 선단을 검출하는 센서(17), 각각은 균열(40)의 선단 주변에서의 유리기판(11)을 부분적으로 냉각시키는 한 쌍의 냉각기들(18), 및 각각은 목표라인(13)에 평행하고 이동가능하게 설계되고, 목표라인(13)을 따라 센서(17)와 냉각기(18)를 이동시키는 한쌍의 이송부(19)를 구비한다.

설명되지는 않았지만, 절단되는 유리기판(11)에는 그의 상면(20)에 회로패턴이 형성된다. 유리기판(11)이 절단될 때, 유리기판(11)은, 도 3에서 나타낸 바와 같이, 표면(20)이 위를 향하도록 배치된다.

히터(14)는 목표라인(13)에서의 유리기판(11)과 라인접촉되도록 설계된다. 실시예에서 히터(14)는 내열성 파이프와 그 파이프내에 수납되는 니크롬선등의 발열선을 구비하는, 봉 형태의 시스히터(sheath heater)이다. 히터(14)는 목표라인(13) 바로 아래에 위치하여 이와 평행하도록 배치된다.

도 3에서 나타낸 바와 같이, 히터이송부(21)는 히터(14) 바로 아래에 배치된다. 히터(14)는 판스프링(22)에 의해 히터이송부(21)상에 지지된다.

실시예에서, 판스프링(22)이 탄성체로서 사용되지만, 판스프링(22) 대신에, 예컨데 고무 또는 코일스프링등의 다른 탄성부분을 사용할 수 있다.

히터이송부(21)에는 히터지지부(23)가 구비된다. 그러므로, 히터(14)는 판스프링(22)에 의해 상방으로 바이어스되지만, 히터(14)는 히터지지부(23)와 당접하여, 히터이송부(21)내에 수납된다.

히터이송부(21)는, 베이스(24)에 대해 히터이송부(21)가 화살표 A로 표시된 방향으로 상/하방으로 이동가능하도록 베이스(2)상에 지지된다. 따라서, 히터(14)도 베이스(24)에 대해 상/하방으로 이동할 수 있다.

도 3에서 나타낸 바와 같이, 센서(17)는 유리기판(11) 아래에 위치되어 목표라인에 비스듬히 빔을 사출하는 광원(25), 및 유리기판(11)을 통과하고 유리기판의 상면(20)에서 반사되며, 광원(25)으로부터 전송되는 빔을 수광하는 광검출기(26)를 구비한다. 광원(25) 및 광검출기(26)는 히터(14)에 대해 서로 대칭으로 위치하게 된다.

광검출기(26)는, 유리기판(11)의 목표라인(13)에서 균열이 생기지 않는 경우에는, 유리기판(11)의 상면(20)에서 반사되는 빔을 수광한다. 빔의 통과경로에 균열(40)이 생기는 경우에는, 빔은 균열(40)에서 전반사되고, 따라서 유리기판(11)에 균열(40)이 생기지 않는 경우에는 빔이 반사되는 방향과 반대방향으로 반사된다. 그 결과, 광검출기(26)는 반사광을 수광할 수 없거나, 더 적은 강도의 반사광을 수광한다. 따라서, 광검출기(26)에 의해 수광된 빔의 강도에 따라 목표라인(13)에서 균열(40)이 발생되는지 여부를 검출할 수 있다.

센서(17)는 단지 하나의 광검출기(26)를 구비하도록 설계되었지만, 광검출기들의 수가 하나로만 한정되지는 않는다. 센서(17)는 두 개의 광검출기를 구비하도록 설계되었으며, 그 중 하나는 유리기판(11)을 통과하고 유리기판(11)의 상면(20)에서 반사되는 빔을 수광하도록 배치되며, 다른 하나는 유리기판(11)의 하면(12)에서 반사되는 빔을 수광하도록 배치된다. 목표라인(13)에서 균열(40)이 발생되는 지 여부는 이 광검출기들의 출력간의 비에 근거하여 검출될 수 있다. 두 개의 광검출기를 사용하여, 유리기판(11)에서의 균열(40)의 진전상황을 더 정확하게 검출할 수 있다.

도 3에서 나타낸 바와 같이, 냉각기는 압축공기를 공급하는 공기원(미도시됨), 및 목표라인(13)의 근방에서 비스듬히 유리기판(11)의 하면(12)으로 압축공기를 내뿜는 두 개의 에어노즐(27)들을 구비한다. 이 두 개의 에어노즐(27)들은 목표라인(13)에 대해 서로 대칭으로 배치된다.

냉각기(18)의 에어노즐(27)들은, 목표라인(13)을 따라, 히터(14)에 의해 가열되는 유리기판(11)으로 압축공기를 내뿜는 것에 의해, 유리기판(11)의 온도기울기를 증가시킨다. 이는 유리기판(11)의 절단속도를 향상시킨다.

더욱이, 에어노즐(27)들은 히터(14)에 서로 대칭으로 배치되므로, 유리기판(11)은, 목표라인(13)에 대해 유리기판(11)의 온도분포를 대칭으로 하여 냉각될 수 있고, 유리기판(11)의 절단 정밀도를 확보할 수 있다.

도 3 및 도 4에서 나타낸 바와 같이, 센서(17) 및 냉각기(18)는 이송부(19)들에 고정된다. 센서(17)는 이송부(19)들 각각의 선단에 배치되고, 냉각기(18)는 이송부(19)들 각각의 후방에 배치된다.

도 3 및 도 4에서 나타낸 바와 같이, 이송부(19)들은 베이스(24)에 서로 대칭으로 배치된다. 이송부(19)들은 베이스(24)에 서로 대칭으로 베이스(24)에 평행하게 배치된 레일(28)들을 따라 미끄러지게 설계된다. 이송부(19)들의 동작은 제어기(미도시됨)에 의해 제어된다.

도 4에서 나타낸 바와 같이, 유닛(30)은 유리기판(11)의 목표라인(13)이 시작하는 제 1 단면(15) 근방에 배치된다. 유닛(30)은 유리기판(11)의 제 1 단면(15)에 초기균열이 생기게 하고, 휠커터(29)를 구비한다.

도 5는 유닛(30)을 나타내는 측면도이다. 이하, 유닛(30)의 구조를 도 5를 참조하여 설명한다.

유닛(30)은 유리기판(11)의 제 1 단면(15)에 초기균열이 생기게 하는 휠커터(29), 휠커터(29)를 구동하는 구동축(31), 유리기판(11)을 향해 휠커터(29)를 작동시키는 실린더(32), 및 실린더(32)와 구동축(31)을 구동시키는 구동부(33)를 구비한다.

구동부(33)는 휠커터(29), 구동축(31) 및 실린더(32)를 함께 화살표 B로 표시한 방향으로 상하방으로 이동한다. 상세히 후술한 바와 같이, 유리기판(11)을 히터로 가열하기 전에, 유리기판(11)의 제 1 단면(15)에 휠커터(29)에 의해 초기균열이 생기거나 긁히게 되어, 목표라인(13)을 따라 균열(40)이 매끄럽게 생기게 한다.

도 4에서 설명한 바와 같이, 균열(40)이 종료되는 유리기판(11)의 제 2 단면(16)의 전방에 외력인가장치(34)가 배치된다. 외력인가장치(34)는 목표라인(13)의 선단을 향해 유리기판(11)의 제 2 단면(16)의 목표라인(13)의 종단부에 외력을 인가한다.

도 6은 외력인가장치(34)의 측면도이다. 이하, 외력인가장치(34)를 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

외력인가장치(34)는 유리기판(11)을 흡착하여 이를 보지하는 패드(35), 목표라인(13)을 따라 균열(40)이 진전하는 방향의 반대방항으로 목표라인(13)의 종단부에서 유리기판(11)의 제 2 단면(16)에 외력을 인가하는 제 1 롤러(36), 및 유리기판(11)의 목표라인(13)의 종단부에 하방으로 압력을 가하는 제 2 롤러(37)를 구비한다.

패드(35)와 제 2 롤러(37)는 외력인가장치(34)에 수납된 구동부(미도시됨)에 의해 구동되어, 화살표 C로 나타낸 바와 같이, 유리기판(11)에 대해 상하방으로 이동한다. 제 1 롤러(36)는 구동부에 의해 구동되어 화살표 D로 나타낸 바와 같이, 유리기판(11)에 대해 수평으로 이동한다.

도 4에서 나타낸 바와 같이, 외력인가장치(34)는 유리기판(11)의 목표라인(13)의 종단부나 그 근방을 냉각시키는 제 2 냉각기(38)를 구비하도록 설계된다. 제 2 냉각기(38)는 압축공기를 공급하는 공기원(미도시됨), 및 공기원으로부터 공급된 압축공기가 유리기판(11)으로 비스듬히 내뿜어지도록 유리기판(11)위에 배치되는 에어노즐(39)을 구비한다.

이하, 전술한 유리기판(11)의 절단장치의 동작을 설명한다.

우선, 유리기판(11)이 도 3 및 도 4에서 나타낸 위치로 이동된다. 즉, 히터(14)의 바로 위에 목표라인(13)이 위치되고, 유리기판(11)은 에어노즐(27)들 과 접촉하지 않는다.

그런 다음, 패드(35)는 유리기판(11)상에 하강하여 유리기판(11)을 흡착하는 것에 의해, 유리기판(11)을 전술한 위치에 수평으로 고정한다.

다음, 도 5에서 나타낸 바와 같이, 유닛(30)의 휠커터(29)에 의해 유리기판(11)의 제 1 단면(15)에 초기균열이 생기게 된다. 상세하게는, 회전하는 휠커터(29)는 목표라인(13)과 제 1 단면(15) 사이의 교점에서 제 1 단면(15)으로 압착된 다음에, 휠커터(29)는 하방으로 이동하여 유리기판(11)의 제 1 단면(15)에 직선상의 긁힘을 형성한다. 제 1 단면(15)의 초기 균열이나 긁힘으로 인해, 제 1 단면(15)에 미세한 흠이나 금이 많더라도, 균열(40)을 매끄럽고 정확하게 진전시킬 수 있다.

다음, 도 6에서 나타낸 바와 같이, 외력인가장치(34)는 유리기판(11)의 목표라인(13)의 종단부에서 제 2 단면(16)에 힘을 인가한다. 상세하게는, 제 1 롤러(36)는 고정된 유리기판(11)의 제 2 단면(16)상에 가압되고, 제 2 롤러(37)는 유리기판(11)의 상면(20)상에 가압된다.

목표라인(13)의 종단부에 제 1 롤러(36)로 힘을 가하는 이유는, 목표라인(13)의 종단부에 균열(40)이 진전될 때, 균열(40)을 진전시키는 열응력이 감소되므로, 이로 인해 유리기판(11)의 분할면들을 더 열기 위해 목표라인(13)의 종단부에 힘을 인가할 필요가 있기 때문이다.

유리기판(11)의 상면(20)에 제 2 롤러(37)로 힘을 가하는 이유는, 회로패턴이 형성되는 유리기판(11)의 제 2 단면(16)의 근방이 위로 휘어지는 것을 방지하기 위한 것이다. 유리기판(11)의 제 2 단면(16)이 위로 휘어지면, 히터(14)는 유리기판(11)을 균일하게 가열할 수 없다.

그런 다음, 목표라인(13)은 히터(14)에 의해 가열되고, 동시에 목표라인(13)의 종단부가 가열되지 않도록 목표라인(13)의 종단부 근방은 제 2 냉각기(38)에 의해 냉각된다. 상세하게는, 히터이송부(21)가 상방으로 이동된 후에, 히터(14)는 목표라인(13)과 접촉하게 되고, 동시에 에어노즐(39)에 의해 유리기판(11)의 하방으로 압축공기를 내뿜는다. 히터(14)가 판스프링(22)에 의해 항상 상방으로 밀어올려지므로, 하면(12)이 편평하지 않더라도, 히터(14)는 유리기판(11)의 하면(12)과 밀착할 수 있다. 그러므로, 히터(14)는 유리기판(11)을 효과적으로 균일하게 가열할 수 있다.

전술한 방식에서 히터(14)로 목표라인(13)을 가열함으로써, 열응력이 목표라인(13)에서 발생된다. 도 7에서 나타낸 바와 같이, 그렇게 발생한 열응력은 목표라인(13)의 반대쪽에 외측방향으로 인장력 C를 차례로 발생시킨다. 그 결과, 초기균열 또는 긁힘이 제 1 단면(15)에 형성되므로, 그렇게 얻어진 인장력 C는 목표라인(13)을 따라 유리기판(11)에서의 균열(40)을 진전시킨다.

더욱이, 목표라인(13)이 목표라인(13)의 종단부의 근방에서 제 2 냉각기(38)에 의해 냉각되므로, 유리기판(11)의 제 2 단면(16)에 미세한 균열이 발생되어도, 목표라인(13)의 종단부, 즉 유리기판(11)의 제 2 단면(16)에 인접한 단부에는 균열(40)이 결코 진전되지 않는다.

그런 다음, 센서(17)는 목표라인(13)을 따라 진전하는 균열(40)의 선단을 검출한다. 냉각기(18)는 센서(17)에 의해 수행된 검출결과에 의해 유리기판(11)을 부분적으로 냉각시킨다. 이송부(19)과 센서(17)는, 센서(17)의 광원(25)으로부터 사출되는 빔이 유리기판(11)의 제 1 단면(15)으로부터 떨어진 위치, 이를테면 약 10㎜ 정도에서 반사되도록 초기에 배치된다. 광원(25)은, 히터(14)가 유리기판(11)과 처음 접촉할 때 빔을 사출하기 시작하여, 유리기판(11)이 완전히 절단될 때까지 빔을 계속하여 사출한다.

그런 다음, 전술한 방식에서 목표라인(13)을 따라 유리기판(11)에서 균열(40)이 진전하기 시작할 때, 초기위치에 배치된 센서(17)는 균열(40)의 선단을 검출한다. 도 7에서는 센서(17)가 균열(40)의 선단을 검출한 상태를 나타낸다. 센서(17)가 균열(40)의 선단을 검출할 때, 냉각기(18)는 에어노즐(27)을 통해 압축공기를 도 7에서 나타낸 포인트 D로 내뿜는다.

냉각기(18)에 의해 영역 D에서 유리기판(11)을 부분적으로 냉각함으로써, 포인트 D 근방에서의 유리기판(11)의 온도기울기를 크게 할 수 있어서, 균열(40)의 진전을 촉진할 수 있다.

그런 다음, 균열(40)의 진전과 함께 라인에서 포인트 D를 이동하기 위하여, 이송부(19)는 제 2 단면(16)으로 이동된다. 상세하게는, 센서(17)가 균열(40)의 선단을 검출할 때, 이송부(19)는 센서(17)가 더 이상 균열(40)의 선단을 검출하지 않는 위치로 전진하여, 그 위치에서 정지한다. 그런 다음, 센서(17)가 전진하는 균열(40)의 선단을 다시 검출할 때, 이송부(19)는 다시 전진한다. 상술한 바와 같이, 이송부(19)는 균열(40)의 진전에 따라 정지와 전진을 반복한다. 따라서, 센서(17)와 함께 이동하는 냉각기(18)는, 진전하는 균열(40)의 선단 주변에서 유리기판(11)을 항상 냉각시키므로, 균열(40)의 진전을 촉진시킬 수 있다.

유리기판(11)의 두께 및 유리기판(11)이 히터(14)에 의해 가열되는 정도에 따라, 균열(40)은 예측된 속도와 다른 속도로 진전될 수 있거나, 때때로 일정시간, 이를테면 10초 동안 정지할 수 있다. 이러한 경우에, 냉각기(18)로부터 사출되는 압축공기의 양은 균열(40)의 전전에 따라 조절될 수 있다.

센서(17)가 목표라인(13)의 종단부까지 균열(40)이 진전되는 것을 검출할 때, 센서(17)는 그의 센싱동작을 멈추고, 냉각기(18)도 냉각동작을 멈춘다. 이송부(19)는 그의 초기위치로 이동하고, 이에 의해 유리기판(11)의 절단동작이 종료된다.

전술한 실시예에서, 목표라인(13)이 히터(14)에 의해 가열될 때, 제 2 냉각기(38)는, 목표라인(13)의 종단부의 온도를 상승시키지 않도록 목표라인(13)의 종단부를 냉각시킨다. 대안으로서, 히터(14)는 목표라인(13)의 다른 부분들보다 더 적게 목표라인(13)의 종단부를 가열하도록 설계될 수 있으며, 이 경우에 제 2 냉각기(38)는 더 이상 필요하지 않다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 유리기판의 절단방법은 균열이 진전되기 전에 유리기판의 목표라인을 미리 가열하므로, 절단정밀도의 향상을 도모할 수 있다. 특히, 유리기판이 절단되는 절단선이 직선이라면, 유리기판을 더 일직선으로 절단할 수 있다. 더욱이, 진전하는 균열의 선단 주변의 유리기판이 부분적으로 냉각되므로, 균열의 선단주변의 유리기판의 온도기울기를 용이하게 제어할 수 있다. 결과적으로, 유리기판이 두껍더라도, 유리칩들을 발생시키지 않으면서 유리기판을 정확하게 절단할 수 있고, 유리기판의 절단속도를 향상시킬 수 있다.

Claims (25)

1. 유리기판을 가열하거나 냉각하여 유리기판에 열응력을 발생시켜 유리기판에 균열이 생기게 하는 유리기판을 절단하는 방법에 있어서,

   (a) 상기 유리기판에 균열이 진전되기 전에 상기 유리기판이 절단되는 라인을 가열하는 단계; 및

   (b) 진전되는 균열의 선단 주변의 상기 유리기판을 부분적으로 냉각시키는 단계를 포함하는 유리기판의 절단방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 라인은, 상기 라인과 접촉하여 유리기판을 가열하는 히터에 의해 상기 단계(a)에서 가열되고, 상기 유리기판은 상기 라인을 따라 이동가능하게 설계된 냉각기에 의해 부분적으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (a) 및 (b)가 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   (c) 균열의 선단 위치를 감지하는 단계; 및

   (d) 상기 단계 (a)의 결과에 따라, 상기 유리기판이 부분적으로 냉각되는 위치를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   (e) 상기 유리기판이 용이하게 절단되는 상기 유리기판의 상기 라인의 단부에 힘을 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단방법.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 라인은, 상기 단계(a)에서 상기 라인의 단부가 가열되어, 상기 단부의 온도상승이 상기 라인의 다른 부분의 온도상승보다 작게 하는 것을 특징으로 하는 유리기판 절단방법.
7. 유리기판을 국부적으로 가열하거나 냉각시키는 히터 또는 냉각기에 의해 유리기판에 열응력을 발생시켜 유리기판에 균열이 생기게 하는 유리기판을 절단하는 방법에 있어서,

   (a) 센서에 의해, 상기 유리기판에 발생된 균열의 선단의 위치를 감지하는 단계; 및

   (b) 상기 센서로부터 전송된 신호에 의해 상기 냉각기의 위치를 제어하는 단계를 포함하는 유리기판의 절단장치
8. 유리기판을 국부적으로 가열하거나 냉각시키는 히터 또는 냉각기에 의해 유리기판에 열응력을 발생시켜 유리기판에 균열이 생기게 하는 유리기판을 절단하는 방법에 있어서,

   상기 유리기판이 용이하게 절단되도록 상기 유리기판의 상기 절단라인의 단부에 힘을 인가하는 단계를 포함하는 유리기판의 절단방법.
9. 제 7 항 또는 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 라인의 단부의 온도상승이 상기 라인의 다른 부분들의 온도상승보다 작게 되도록, 절단되는 유리기판의 라인의 단부를 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단방법.
10. 유리기판을 가열하거나 냉각하여 유리기판에 열응력을 발생시켜 유리기판에 균열이 생기게 하는 유리기판을 절단하는 장치에 있어서,

    유리기판의 절단라인을 따라 상기 유리기판을 가열하는 히터;

    상기 유리기판에서 진전하는 균열의 선단을 검출하는 센서;

    균열의 선단 주변의 상기 유리기판을 부분적으로 냉각하는 냉각기;

    상기 라인을 따라 상기 센서를 이동시키는 제 1 유닛; 및

    상기 라인을 따라 상기 냉각기를 이동시키는 제 2 유닛을 포함하는 유리기판 절단장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 유닛이 또한 상기 제 2 유닛으로 작용하여 상기 라인을 따라 상기 센서와 상기 냉각기를 이동시키는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단장치.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 센서는,

    상기 유리기판에 빔을 사출하고, 상기 유리기판 아래에 위치하는 광원; 및

    상기 유리기판을 통과하고 상기 유리기판의 표면에서 반사되는 빔을 수광하기 위해 배치되어, 상기 빔을 수광하는 광검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단장치.
13. 제 10 항에 있어서, 상기 센서는,

    상기 유리기판에 빔을 사출하고 상기 유리기판 아래에 위치하는 광원;

    상기 유리기판을 통과하고 상기 유리기판의 상면에서 반사되는 빔을 수광하기 위해 배치되는 제 1 광검출기; 및

    상기 유리기판의 하면에서 반사되는 빔을 수광하기 위해 배치되는 제 2 광검출기를 포함하고,

    여기서, 상기 제 1 및 제 2 광검출기들의 출력의 비에 근거하여 균열의 선단이 검출되는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단장치.
14. 제 10 항에 있어서, 상기 냉각기는,

    압축공기를 공급하는 공기원;

    상기 유리기판으로 상기 압축공기를 내뿜는 제 1 에어노즐; 및

    상기 라인에 상기 제 1 에어노즐의 반대쪽에 배치되고, 상기 유리기판으로 상기 압축공기를 내뿜는 제 2 에어노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 2 에어노즐은 상기 제 1 에어노즐과 대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단장치.
16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히터는 상기 유리기판의 상기 라인과 라인접촉하는 히터인 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단장치.
17. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히터는, 상기 유리기판의 하면에서의 상기 유리기판을 가열하도록, 상기 유리기판의 바로 아래에 배치되는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단장치.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 유리기판의 아래에서 상기 히터를 상/하방으로 이동시키는 히터이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단장치.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 히터를 상기 히터이송부에 개재시키는 탄성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단장치.
20. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 라인의 선단을 향해 상기 유리기판의 상기 라인의 종단부에 외력을 인가하는 외력인가장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단장치.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 외력인가장치가,

    상기 유리기판을 흡착하여 이를 보지하는 패드; 및

    상기 유리기판에 상기 외력을 인가하는 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단장치.
22. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 라인이 시작하는 상기 유리기판의 단부에서 초기균열이 생기게 하는 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단장치.
23. 제 22항에 있어서, 상기 유닛은 휠커터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단장치.
24. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 라인의 종단부나 그 주변에서 상기 유리기판을 냉각시키는 제 2 냉각기는 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단장치.
25. 제 24 항에 있어서, 상기 제 2 냉각기가,

    압축공기를 인가하는 공기원; 및

    상기 유리기판 위에 배치되어, 상기 유리기판으로 상기 공기원으로부터 공급되는 압축공기를 내뿜는 에어노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리기판의 절단장치.