KR20020064548A

KR20020064548A - A marking method for large glass with laser beam

Info

Publication number: KR20020064548A
Application number: KR1020010005111A
Authority: KR
Inventors: 강형식; 오석창
Original assignee: 엘지전자주식회사
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2002-08-09

Abstract

PURPOSE: A method for marking letters and shapes on the bottom of large-sized glass by using laser beam is provided, which prevents scattering of glass powder, enables marking without turnover of glass and decreases glass breaking. CONSTITUTION: The marking method of large-sized glass is characterized by the following steps: generating high-power ultra violet laser beam; selecting the moving way of laser to focus laser beam on the bottom of a large-sized glass; and radiating the laser beam to form letters and shapes by partial melting and color changing into white colored glass.

Description

A marking method for large glass with laser beam

본 발명은 평판 디스플레이 장치 및 브라운관, 안경, 거울, 광학부품에 사용되는 대형 유리의 바닥부에 특정 글자나 모양을 가공하기 위한 레이저빔을 이용한 대형유리의 마킹방법에 관한 것으로서, 특히 고출력 자외선 레이저빔을 대형유리의 바닥부 초점으로 출력시킴으로써 국부 융용이나 백화 현상으로 인해 대형유리의 턴오버나 가루 분산 없이 간단하게 대형 유리의 뒷면에 마킹할 수 있는 레이저빔을 이용한 대형유리의 마킹방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of marking a large glass using a laser beam for processing a specific letter or shape on the bottom of a large glass used in a flat panel display device and a CRT, glasses, mirrors, optical components, in particular a high power ultraviolet laser beam The method of marking a large glass using a laser beam that can be simply marked on the back of the large glass without the turnover or powder dispersion of the large glass due to local melting or whitening phenomenon by outputting to the bottom focus of the large glass.

종래 기술에 따른 유리의 마킹장치는 Nd-YAG에서 발생되는 기본파 및 제2 고조파, Nd-YLF에서 발생되는 기본파 및 제2 고조파 레이저빔과 광학계를 이용하여유리의 표면 또는 내부에 크랙을 발생시켜 요구되는 글자나 모양을 마킹하게 된다.Glass marking apparatus according to the prior art generates a crack on the surface or inside of the glass using the fundamental and second harmonics generated in Nd-YAG, the fundamental and second harmonics generated in Nd-YLF laser beam and optical system To mark the required letter or shape.

또한, 대한민국 공개특허공보 1999-0083876호, 2000-0017732호에 기재된 기술에 의하면 레이저 광선을 수용할 수 있도록 산화납(PbO)이 22% 이상 함유된 크리스탈이 사격형이나 원형의 외형을 갖도록 가공되고, 서로 직교하는 3개의 운동축을 갖는 레이저 가공기의 작업대에 크리스탈을 고정시킨 상태에서 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저광을 2개로 분할하고, 이 분할된 2 방향의 레이저광이 상기 크리스탈의 내부에서 집속되도록 하여 이들 레이저광의 열적 작용으로 크리스탈에 함유된 산화납과 같은 불순물이 붕괴됨으로써 별 모양과 같은 형상의 도트들이 연속적으로 연결되어 3차원 형상을 만들게 됨을 알 수 있다.In addition, according to the techniques described in Korean Patent Laid-Open Publication Nos. 1999-0083876 and 2000-0017732, crystals containing 22% or more of lead oxide (PbO) are processed to have a shooting or circular shape to accommodate laser beams. In the state in which the crystal is fixed to the workbench of the laser processing machine having three movement axes orthogonal to each other, the laser light emitted from the laser oscillator is divided into two, so that the divided two-direction laser light is focused inside the crystal. It can be seen that the thermal effects of these laser beams cause the impurities such as lead oxide contained in the crystal to disintegrate, thereby forming a three-dimensional shape by successively connecting dots of star shape.

상기와 같은 레이저 가공 방식은 유리나 크리스탈과 같은 투명재료의 표면이나 내부에 별 모양의 크랙으로 된 도트들을 형성시키고, 각 도트들을 연속적으로 연결하여 원하는 모양을 형성하게 되므로 선명도가 낮고, 투명재료 내부에 형성되어 있는 별 모양의 도트에 크랙이 발생하여 진동 및 외부 충격에 의해 크랙이 계속적으로 진행되어 투명재료의 파손 또는 파괴의 잠재성이 항상 내포되어 있는 문제점이 있다.The laser processing method as described above forms dots of star-shaped cracks on the surface or inside of a transparent material such as glass or crystal, and connects the dots successively to form a desired shape. Cracks are generated in the star-shaped dots formed, and the cracks continuously progress due to vibration and external impact, and thus there is a problem that the potential for breakage or destruction of the transparent material is always implied.

그 외에도 1064㎚의 기본 파장을 갖는 YAG 레이저나 YLF 레이저의 제2 고조파(532㎚)를 이용해 얇은 유리의 내부 중심에 초점을 맞추어 레이저빔을 펄스형으로 조사하여 도트로 이은 것으로 내부 마킹을 실시하기도 한다.In addition, using the YAG laser having a fundamental wavelength of 1064 nm or the second harmonic (532 nm) of the YLF laser, it focuses on the inner center of the thin glass and irradiates the laser beam in a pulse to form dots. do.

그런데, 이 경우에 펄스 레이저에 의한 도트를 형성한 것은 유리가 단결정 물질이므로 그 내부 중심에 열이 집중되면 파손이나 크랙이 발생되고, 이런 유리의파손이나 크랙이 외부 충격이나 다음 공정시 외부 압력에 의해 깨질 수 있고, 게다가 연속적으로 파손이나 크랙이 진행되어 결국 깨지게 되는 문제점이 있다.However, in this case, the dot formed by the pulse laser is a single crystal material, so when heat is concentrated in the inner center thereof, breakage or cracking occurs, and such glass breakage or crack is affected by external impact or external pressure during the next process. It may be broken, and furthermore, there is a problem in that breakage or cracking proceeds continuously and eventually breaks.

이렇게, 종래 경우에는 투명유리의 내부에 크랙이나 도트형태로 마킹을 실시하므로 투명유리 내부의 글자나 모양을 채색하는 것이 불가능하다는 문제점이 있다.Thus, in the conventional case, since marking is performed in the form of cracks or dots inside the transparent glass, there is a problem that it is impossible to color letters or shapes inside the transparent glass.

또한, 대형 유리의 마킹시 도트 형태로 인한 크랙 발생뿐만 아니라 유리가루 분산을 방지하기 위해 직접 유리가루를 흡입해야 하는 문제점이 있다.In addition, when marking a large glass, there is a problem of directly inhaling the glass powder to prevent the glass powder dispersion as well as the occurrence of cracks due to the dot shape.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 대형유리의 바닥면에 특정 글자나 모양을 마킹할 때 고출력 자외선 레이저빔을 이용해 초점 거리만 조절하여 국부 용융으로 인해 마킹시 유리가루 분산이 없고, 대형유리의 턴오버(turnover) 없이 간단하게 마킹이 가능한 레이저빔을 이용한 대형유리의 마킹방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, the purpose is to mark only the focal length by using a high power ultraviolet laser beam when marking a specific letter or shape on the bottom surface of large glass due to local melting The present invention provides a method for marking large glass using a laser beam that does not have glass powder dispersion and can be easily marked without turnover of the large glass.

도 1은 본 발명에 따른 레이저빔을 이용한 대형유리의 마킹방법이 도시된 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of marking a large glass using a laser beam according to the present invention.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 레이저빔을 이용한 대형유리의 마킹방법의 특징에 따르면, 고출력 자외선 레이저빔이 조사되면 이를 대형유리의 바닥면에 이송되도록 빔이송경로를 결정하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 이송되는 레이저빔이 대형유리의 바닥면에 조사되어 국부 용융됨으로써 특정 글자나 모양이 형성되는 제2 단계를 포함하여 이루어진다.According to a feature of the marking method of a large glass using a laser beam according to the present invention for solving the above problems, the first step of determining the beam transport path to be transported to the bottom surface of the large glass when a high power ultraviolet laser beam is irradiated And a second step in which the laser beam transferred in the first step is irradiated onto the bottom surface of the large glass to be locally melted to form specific letters or shapes.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명은 고출력 레이저빔을 생성 출력시키는 빔발생부와, 상기 빔발생부의 레이저빔을 전달받아 초점 크기가 변화시키도록 레이저빔을 확대 출력시키는 빔확장부와, 상기 빔확장부를 통해 확대 출력되는 레이저빔이 대형유리의 바닥면으로 조사되도록 빔이송경로를 결정하는 미러부와, 상기 미러부의 방향 및 각도를 조절시키기 위해 미러부를 이동시키는 모터와, 상기 미러부에 의해 이송되는 레이저빔을 대형유리의 바닥면 초점으로 집광시킴으로써 그 집광 부위가 국부 용융 또는 변색됨으로 인해 특정 형상을 형성시키는 집광부로 구성되는 유리의 마킹장치를 사용하게 된다.First, the present invention provides a beam generating unit for generating and outputting a high power laser beam, a beam expanding unit for expanding and outputting a laser beam so that the focal size is changed by receiving the laser beam of the beam generating unit, and expanding output through the beam expanding unit The mirror unit for determining the beam transfer path so that the laser beam is irradiated to the bottom surface of the large glass, the motor for moving the mirror unit to adjust the direction and angle of the mirror portion, and the laser beam transferred by the mirror portion Condensing at the bottom focal point of the glass results in the use of a marking apparatus for glass consisting of a light collecting portion that forms a specific shape due to local melting or discoloration of the light collecting portion.

다음, 상기와 같이 구성된 유리의 마킹장치를 이용해 레이저빔을 이용한 대형유리의 마킹방법을 도 1을 참고하여 살펴보면 다음과 같다.Next, a method of marking a large glass using a laser beam using the marking apparatus of the glass configured as described above will be described with reference to FIG. 1.

제1 단계에서는 빔발생부를 통해 고출력 자외선 레이저빔이 조사되면 이를 빔확장부에서 전달받아 레이저빔이 초점의 크기가 변화되면서 확대 출력되도록 한다. (S1 참조)In the first step, when a high power ultraviolet laser beam is irradiated through the beam generator, it is transmitted from the beam expanding unit so that the laser beam is enlarged and output as the focal size is changed. (See S1)

그리고, 제2 단계에서는 상기 빔확장부에서 출력되는 레이저빔을 대형유리의 바닥면으로 이송되도록 모터로 미러부의 방향 및 각도를 적절히 조절하여 빔이송경로를 결정하게 된다.(S2 참조)In the second step, the beam transfer path is determined by appropriately adjusting the direction and angle of the mirror part by a motor so that the laser beam output from the beam extension part is transferred to the bottom surface of the large glass.

이렇게, 제3 단계에서는 상기 제2 단계에서 이송되는 레이저빔이 집광부를 통해 대형유리의 바닥면 초점을 향해 조사되면 대형유리의 집광 부위가 국부 용융됨으로써 특정 글자나 모양이 형성된다.(S3 참조)Thus, in the third step, when the laser beam transferred in the second step is irradiated toward the bottom focus of the large glass through the condenser, the condensing part of the large glass is locally melted to form a specific letter or shape. (See S3. )

이때, 레이저빔이 대형유리의 바닥면 조사시 그 일부가 증발 또는 승화되어 제거 가공이나 형상 묘사가 되도록 하고, 상기 레이저빔이 유리의 초점 조사시 밀폐된 내부 공간으로 인해 증발이나 승화가 방지되어 국부 용융이나 변색, 백화 현상이 진행되어 투명부분과 차이가 발생되어 특정 글자나 모양이 형성되게 된다.At this time, a part of the laser beam is evaporated or sublimed when irradiating the bottom surface of the large glass to be removed or depicted. Melting, discoloration, and whitening may occur, resulting in a difference with the transparent portion, thereby forming specific letters or shapes.

이렇게 하여, 대형유리의 턴오버 없이 간단하게 그 바닥면에 마킹을 실시할 수 있어 기존에 턴오버시 발생되는 유리의 파손 염려가 제거될 수 있다.In this way, it is possible to simply mark the bottom surface of the glass without the turnover of the large glass can be eliminated the risk of breakage of glass generated during the conventional turnover.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 레이저빔을 이용한 대형유리의 마킹방법은 대형유리의 바닥면에 특정 글자나 모양을 마킹할 때 초점 거리만 대형유리의 바닥면으로 조절하여 고출력 자외선 레이저빔을 초점을 향해 조사 및 집광시키게 되면 그 집광 부위가 국부 용융되어 마킹이 실시되므로 마킹시 유리가루 분산이 없고, 대형유리의 턴오버(turnover) 없이 간단하게 마킹이 가능하여 유리 파손의 염려가 현저히 감소할 수 있는 효과가 있다.The marking method of a large glass using the laser beam of the present invention configured as described above focuses a high power ultraviolet laser beam by adjusting only the focal length to the bottom of the large glass when marking a specific letter or shape on the bottom of the large glass. When it is irradiated and focused, the condensing part is locally melted and the marking is performed. Therefore, there is no glass powder dispersion during marking, and the marking can be easily performed without the turnover of large glass. It works.

Claims

A first step of determining a beam transfer path so that the high power ultraviolet laser beam is irradiated to the bottom surface of the large glass;

And a second step of forming a specific letter or shape by irradiating the bottom surface of the large glass and locally melting the laser beam transferred in the first step.