KR20120124113A

KR20120124113A - 레이저 절단장치 및 절단방법

Info

Publication number: KR20120124113A
Application number: KR1020110041783A
Authority: KR
Inventors: 이경민; 고영욱
Original assignee: 주식회사 엠엠테크
Priority date: 2011-05-03
Filing date: 2011-05-03
Publication date: 2012-11-13
Also published as: KR101250225B1

Abstract

본 발명의 레이저 절단장치는 유리기판이 놓여지는 테이블과, 상기 테이블의 상측에 배치되고, 유리기판의 최초 절단부위에 스크래치를 발생시키는 스크래치 발생부, 레이저빔을 조사하여 유리기판의 절단부위를 가열하는 레이저빔 조사부 및 유리기판의 절단부위를 냉각시키는 냉각제 분사부가 일렬로 배열되어 유리기판을 절단하는 절단 헤드와, 상기 테이블에 설치되어 상기 절단 헤드를 가로방향 및 세로방향으로 이동시키는 제1이동기구 및 제2이동기구를 포함하고, 상기 절단 헤드는 유리기판을 가로방향으로 절단한 후 상기 스크래치 발생부, 레이저빔 조사부 및 냉각제 분사부를 회전시켜 유리기판을 세로방향으로 절단하도록 하여 유리기판의 위치 변경없이 가로방향 및 세로방향 절단이 가능토록 하여 사용이 편리하고 정밀한 절단작업이 가능하다.

Description

레이저 절단장치 및 절단방법{CUTTING APPARATUS AND METHOD USING LASER}

본 발명은 레이저를 이용하여 유리기판을 절단하는 레이저 절단장치 및 방법에 관한 것이다.

현재 디스플레이 장치의 기판은 유리 계열의 기판을 베이스 기판으로 사용하고 있고, 이러한 유리기판은 제품 사이즈별로 절단하여 사용된다. 유리기판을 제품의 사이즈에 맞게 절단하기 위해 다이아몬드 톱이나 열충격을 가하여 절단하는 방법이 이용되기도 하지만, 최근에는 레이저를 이용하여 유리기판을 절단하는 장치가 보편적으로 이용되고 있다.

현재 사용되고 있는 레이저를 이용한 절단장치는 유리기판이 놓여지는 테이블과, 테이블 위에 일방향으로 직선 이동 가능하게 배치되고 레이저 빔을 조사하는 레이저 조사장치와 냉각제를 분사하는 냉각제 분사장치가 구비된 절단 헤드를 포함한다.

이러한 절단장치는 유리기판의 절단 부위에 레이저 빔을 조사하면 절단 부위가 가열되고 곧이어 가열된 부위에 냉각제를 분사하여 순간적으로 냉각시켜 유리기판을 절단한다.

하지만, 현재 사용되고 있는 레이저 절단장치는 절단 헤드가 일방향으로만 직선 왕복 운동되는 구조이기 때문에 유리기판의 가로방향으로 절단한 후 세로방향으로 다시 절단해야될 경우 테이블 위에 놓여진 유리기판의 위치를 90도로 변경해야되므로 절단작업이 번거롭고 복잡해지며 유리기판의 위치 변경에 따른 오차로 인하여 정밀한 절단을 어렵게 하는 문제점이 있다.

본 발명은 유리기판의 가로방향 절단 후 유리기판의 위치 변경없이 세로방향 절단이 가능토록 하여 사용이 편리하고 정밀한 절단작업이 가능한 레이저 절단장치및 절단방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 유리기판을 레이저빔을 이용하여 절단시 최초 레이저빔 조사부위에 스크래치를 발생시켜 절단 성능을 향상시킬 수 있는 레이저 절단장치 및 절단방법을 제공하는 것이다.

본 발명 또 다른 목적은 레이저빔을 조사하여 가열된 절단부위에 절단홈을 형성하고, 절단홈에 냉각제가 분사되도록 하여 절단면의 품질을 향상시킬 수 있는 레이저 절단장치 및 절단방법을 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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시예로서, 레이저 절단장치는 유리기판이 놓여지는 테이블과, 상기 테이블의 상측에 배치되고, 유리기판의 최초 절단부위에 스크래치를 발생시키는 스크래치 발생부, 레이저빔을 조사하여 유리기판의 절단부위를 가열하는 레이저빔 조사부 및 유리기판의 절단부위를 냉각시키는 냉각제 분사부가 일렬로 배열되어 유리기판을 절단하는 절단 헤드와, 상기 테이블에 설치되어 상기 절단 헤드를 가로방향 및 세로방향으로 이동시키는 제1이동기구 및 제2이동기구를 포함하고, 상기 절단 헤드는 유리기판을 가로방향으로 절단한 후 상기 스크래치 발생부, 레이저빔 조사부 및 냉각제 분사부를 회전시켜 유리기판을 세로방향으로 절단하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 절단 헤드는 상기 제1이동기구에 연결되는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임에 회전 가능하게 설치되고 상기 스크래치 발생부, 레이저빔 조사부 및 냉각제 분사부가 일렬로 고정되는 회전 프레임과, 상기 회전 프레임을 회전 구동시키는 구동부를 포함한다.

일 실시예에 따른 스크래치 발생부는 상기 회전 프레임에 고정되는 액추에이터와, 상기 엑추에이터에 연결되어 유리기판에 스크래치를 발생시키는 스크래치 공구를 포함하고, 상기 스크래치 발생부는 최초 절단부위를 정해진 범위 내에서 왕복 이동되면서 스크래치를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 레이저빔 조사부는 상기 회전 프레임에 고정되어 입사되는 레이저빔을 복수의 빔으로 분할하여 조사하도록 반사율이 각기 다른 복수의 반사판을 갖는 빔 스플리터와, 상기 빔 스플리터의 하측에 배치되어 빔 스플리터에서 조사되는 레이저 빔을 타원형 또는 일자형으로 만드는 복수의 렌즈를 포함한다.

일 실시예에 따른 레이저 절단방법은 테이블에 유리기판을 정렬시키는 단계와, 절단 헤드를 테이블의 가로방향으로 이동시켜 유리기판을 가로방향으로 절단하는 단계와, 절단 헤드의 스크래치 발생부, 레이저빔 조사부 및 냉각제 분사부를 90도 회전시키는 단계와, 절단 헤드를 테이블의 세로방향으로 이동시켜 유리기판을 세로방향으로 절단하는 단계를 포함한다.

본 발명의 레이저 절단장치 및 절단방법은 절단 헤드에 스크래치 발생부, 레이저빔 조사부 및 냉각제 분사부를 회전 가능하게 설치하여 유리기판의 가로방향 절단 후 스크래치 발생부, 레이저빔 조사부 및 냉각제 분사부를 90도 회전시켜 유리기판의 세로방향 절단을 수행하도록 함으로써, 유리기판의 위치를 변경할 필요가 없어 절단 작업이 편리하고 정밀한 절단이 가능하다.

또한, 본 발명의 레이저 절단장치 및 절단방법은 레이저빔을 조사하는 최소 절단부위에 스크래치를 발생시켜 레이저빔 조사가 정밀하게 이루어질 수 있도록 하여 절단면의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 절단장치의 상면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절단 헤드의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절단 헤드의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저빔 조사부의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 절단 헤드의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절단 헤드가 유리기판을 가로방향으로 절단하는 것을 나타낸 작동 상태도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 절단 헤드가 유리기판을 세로방향으로 절단하는 것을 나타낸 작동 상태도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 절단장치의 절단방법을 나타낸 공정 순서도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 절단장치의 상면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절단 헤드의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절단 헤드의 정면도이다.

일 실시예에 따른 레이저 절단장치는 유리기판(20)이 놓여지는 테이블(10)과, 테이블(10)의 상측에 일정 간격을 배치되어 유리기판(20)을 절단하는 절단 헤드(50)와, 테이블(10)의 일방향으로 배치되어 절단 헤드(50)를 가로방향(A)으로 이동시키는 제1이동기구(30)와, 테이블(10)의 타방향으로 배치되어 절단 헤드(50)를 세로방향(B)으로 이동시키는 제2이동기구(40)를 포함한다.

절단 헤드(50)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 절단 헤드 전체를 지지하고 제1이동기구(30)에 연결되는 베이스 프레임(60)과, 베이스 프레임(60)에 회전 가능하게 지지되는 회전 프레임(70)과, 회전 프레임(70)의 회전시키는 구동부(80)와, 회전 프레임(70)에 설치되어 유리기판(20)의 절단 부위에 레이저 빔을 조사하여 가열하는 레이저 빔 조사부(100)와, 레이저 빔에 의해 가열된 절단부위를 급속 냉각시키는 냉각제 분사부(110)와, 레이저 빔이 최초로 조사되는 절단부위에 스크래치(scratch)를 발생시키는 스크래치 발생부(120)를 포함한다.

베이스 프레임(60)은 수직으로 세워진 평판이고, 상단에는 제1이동기구(30)와 연결되는 연결부재(66)가 고정되고, 일측면에는 상부 지지판(62)과 하부 지지판(64)이 상하 일정 간격을 두고 고정된다.

회전 프레임(70)은 레이버 빔 조사부(100), 냉각제 분사부(110) 및 스크래치 발생부(120)가 설치되고, 상측에는 상부 지지판(62)에 형성된 관통홀을 통과하여 회전 가능하게 지지되는 상부 힌지부(72)와, 하부 지지판(64)에 회전 가능하게 지지되는 하부 힌지부(74)가 구비된다. 물론 상부 힌지부(72)와 하부 힌지부(74)에는 베어링이 구비되어 회전 프레임(70)의 하중을 지지함과 아울러 회전운동 가능하게 한다.

이러한 회전 프레임(70)은 베이스 프레임(60)에 90도 정도 회전될 수 있도록 배치되며, 경우에 따라서는 90도 이상 회전 가능하게 배치될 수 있다.

구동부(80)는 회전 프레임(70)을 회전 구동시키는 역할을 하는 것으로, 상부 지지판(62)에 고정되는 구동모터(82)와, 구동모터(82)의 구동축에 고정되는 구동풀리(84)와, 회전 프레임(70)의 상부 지지부(72)에 연결되고 상부 지지판(62)의 상면에 회전 가능하게 배치되는 피동풀리(86)와, 구동풀리(84)와 피동풀리(86) 사이에 감겨지는 벨트(88)를 포함한다.

여기에서, 구동풀리(84)와 피동풀리(86)는 외주면에 기어치가 구비되고, 벨트(88)는 기어치에 감겨지는 타이밍 벨트가 사용되는 것이 바람직하다. 즉, 타이밍 벨트를 사용하여 구동모터(82)의 구동력을 보다 정확하게 회전 프레임(70)으로 전달할 수 있고, 회전 프레임(70)의 정밀한 회전각도 제어가 가능토록 한다.

상부 힌지부(72)는 중앙이 관통된 통로(90)가 형성되어 추후에 설명하지만, 이 통로(90)를 레이저 빔이 통과한다.

레이저빔 조사부(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 회전 프레임(70)에 고정되어 입사되는 레이저빔을 복수의 빔으로 분할하여 조사하는 빔 스플리터(102,104,106,108)와, 빔 스플리터의 하측에 배치되어 빔 스플리터에서 조사되는 레이저 빔을 타원형 또는 일자형으로 만드는 복수의 렌즈(132,134,136,138)를 포함한다.

빔 스플리터(102,104,106,108)는 반사율이 각기 다른 복수의 반사판으로 구성되어 반사율에 따라서 분할된 레이저 빔의 광 강도는 같거나 다르게 형성할 수 있다. 레이저 빔의 광 강도를 동일하게 하고 반사판의 개수가 4개일 경우 레이저 빔이 조사되는 순서대로 반사율은 25%, 34%, 50%, 100%로 설정하면 4 개의 레이저 빔의 광 강도는 각각 25%가 된다.

이와 같이, 레이저빔 조사부(100)는 유리기판(20)의 절단부위에 일정 간격을 둔 복수의 레이저빔이 순차적으로 조사되고 조사점(112)이 타원형 또는 일자형으로 형성되므로 절단부위의 품질을 놓일 수 있고 보다 정확한 절단이 가능하도록 한다.

그리고, 레이저빔 발생부(미도시)에서 발생된 레이저 빔을 레이저빔 조사부(100)까지 전달하기 위해 복수의 반사판(140,142)이 사용된다. 즉, 반사판(140,142)은 상부 지지판에 고정되어 수평방향으로 입사되는 레이저빔을 하측방향으로 반사시키는 제1반사판(140)과, 회전 프레임(70)에 고정되어 제1반사판(140)에서 반사된 레이저빔을 레이저빔 조사부로 반사시키는 제2반사판을 포함한다.

여기에서, 제1반사판(140)에서 반사된 레이저빔은 위에서 설명한 상부 지지부(72) 및 피동풀리(86)에 형성된 통로(90)의 중앙으로 통과하여 제2반사판(142)으로 전달된다. 즉, 회전 프레임(70)이 회전되기 때문에 레이저빔이 회전축의 중앙을 통과하도록 하여 회전 프레임(70)이 회전된 위치에 상관없이 제1반사판(140)에서 제2반사판(142)으로 레이저빔이 전달될 수 있도록 한다.

좀 더 자세히 설명하면, 제1반사판(140)과 제2반사판(142)은 일직선상에 배치되고 제1반사판(140)에서 반사되는 레이저빔은 회전축의 중앙으로 통과하여 제2반사판(142)에 입사되므로 회전 프레임(70)의 회전된 위치에 상관없이 레이저빔의 반사각도는 동일하게 유지할 수 있다.

냉각제 분사부(110)는 회전 프레임(70)에 고정되고 레이저빔 조사부(100)의 후방측에 일정 간격을 두고 배치되어 레이저빔 조사부(100)에서 레이저빔을 조사하여 가열된 절단부위를 급속하게 냉각시켜 유리기판(20)을 절단한다. 여기에서, 냉각제는 냉각수가 사용될 수 있고, 냉각수 이외에 기체가 사용될 수 있다.

스크래치 발생부(120)는 회전 프레임(70)에 설치되고 레이저빔 조사부(100)의 전방측에 일정 간격을 두고 배치되어 유리기판(20)의 절단부위 중 최초로 레이저빔이 조사되는 부위에 스크래치를 발생시켜 레이저빔이 보다 효율적으로 조사될 수 있도록 한다.

이러한 스크래치 발생부(120)는 회전 프레임(70)에 고정되는 액추에이터(122)와, 이 액추에이터(122)에 장착되어 유리기판(20)의 절단부위에 스크래치를 발생시키는 스크래치 공구(124)를 포함한다. 여기에서, 액추에이터(122)는 공압, 유압실린더 또는 전원이 공급되면 작동되는 솔레노이드 타입 등 다양한 구조가 적용될 수 있다.

이러한 스크래치 발생부(120)의 작용을 살펴보면, 절단 헤드(50)가 가로방향(A) 및 세로방향(B)으로 이동하여 유리기판(20)의 최초 절단부위에 도착하면 액추에이터(122)가 작동되어 스크래치 공구(124)가 하강하여 유리기판(20)의 최초 절단부위에 접촉되고, 이러한 상태에서 절단 헤드(50) 전체가 순간적으로 전후 왕복 운동하여 유리기판(20)의 최초 절단부위에 스크래치를 발생시킨다. 그리고, 스크래치 발생이 완료되면 액추에이터(122)가 작동되어 스크래치 공구(124)가 상승된다.

스크래치 발생부(120), 레이저빔 조사부(100) 및 냉각제 분사부(110)는 일정 간격을 두고 일직선상에 순차적으로 배치된다. 즉, 스크래치 발생부(120), 레이저빔 조사부(100) 및 냉각제 분사부(110)는 회전 프레임에 일렬로 고정되어 있기 때문에 회전 프레임이 위치되면 유리기판(20)을 가로방향(A)으로 절단하도록 정렬되고, 회전 프레임(70)이 회전된 위치가 되면 유리기판(20)을 세로방향(B)으로 절단하도록 정렬된다.

제1이동기구(30)는 도면에서 보아 테이블(20)의 가로방향으로 배치되고 베이스 프레임(60)에 연결된 연결부재(66)가 고정되어 연결부재(66)를 가로방향으로 직선 이동시킨다. 이러한 제1이동기구(30)는 리드 스크류 타입, 벨트 타입 등 다양한 타입이 적용될 수 있다.

그리고, 제2이동기구(40)는 테이블(10)의 세로방향 양쪽 측면에 각각 배치되고 제1이동기구(30) 전체를 세로방향으로 이동시킨다. 이러한 제2이동기구(40)는 테이블(10)의 양쪽 측면에 배치되는 벨트 타입이 적용되는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 절단 헤드의 정면도이다.

다른 실시예에 따른 절단 헤드는 회전 프레임(70)에 설치되어 유리기판(20)의 절단 부위에 레이저 빔을 조사하여 가열하는 레이저빔 조사부(100)와, 레이저 빔 조사부(100)의 후방에 배치되어 레이저빔이 조사되어 가열된 절단부위에 절단홈을 형성하는 절단홈 형성부(150)와, 절단홈 형성부(150)의 후방에 배치되어 절단홈에 냉각제를 분사하여 급속 냉각시키는 냉각제 분사부(110)와, 레이저빔 조사부의 전방에 배치되어 레이저빔이 최초로 조사되는 절단부위에 스크래치(scratch)를 발생시키는 스크래치 발생부(120)를 포함한다.

여기에서, 레이저빔 조사부(100), 냉각제 분사부(110) 및 스크래치 발생부(120)의 구성은 위의 일 실시예에서 설명한 레이저빔 조사부(100), 냉각제 분사부(110) 및 스크래치 발생부(120)의 구성과 동일하므로 그 설명을 생략한다.

절단홈 형성부(150)는 레이저빔이 조사되어 가열된 절단부위에 절단홈을 형성하는 절단홈 형성공구(152)와, 절단홈 형성공구(152)가 연결되고 회전 프레임(70)에 고정되어 절단홈 형성공구(152)를 상하방향으로 구동시키는 액추에이터(154)를 포함한다.

절단홈 형성공구(152)는 절단부위에 홈을 형성할 수 있는 강도가 강한 재질이면 어떠한 공구도 사용이 가능하며, 일 예로 다이아몬드 휠 등이 적용될 수 있다.

이와 같이, 다른 실시예에 따른 절단 헤드는 레이저빔을 조사하여 가열된 절단부위에 절단홈을 형성한 후 이 절단홈에 냉각제가 분사되기 때문에 절단면의 품질을 향상시킬 수 있다.

상기한 바와 같이, 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 절단장치의 작용을 다음에서 설명한다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 절단장치의 작동 상태도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 절단방법을 나타낸 공정 순서도이다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 테이블(10) 위에 유리기판(20)을 정렬시킨 후 제1이동기구(30)와 제2이동기구(40)를 작동시켜 절단 헤드(50)가 유리기판(20)의 절단부위에 배치되도록 한다.(S10)

즉, 유리기판(20)을 가로방향(A)으로 절단하기 위해 유리기판(20)의 가로방향(A)으로 스크래치 발생부(120), 레이저빔 조사부(100) 및 냉각제 분사부(110)를 일렬로 배열시킨다.

이러한 상태에서, 유리기판(20)의 가로방향(A) 최초 절단부위에 스크래치를 발생시킨다.(20) 즉, 액추에이터(122)를 구동시켜 스크래치 공구(124)를 최초 절단부위에 접촉시킨 후 스크래치 공구(124)를 정해진 범위 내에서 직선 왕복 이동시켜 최초 절단부위에 스크래치를 발생시킨다. 이때, 스크래치 공구(124)의 직선 왕복 이동은 제1이동기구(30)와 제2이동기구(40) 중 어느 하나를 구동시켜 절단 헤드(50) 전체를 이동시키면 스크래치 공구(124)가 직선 왕복 이동하면서 최소 절단부위에 스크래치를 발생시킨다. 그리고, 스크래치 공구(124)의 직선 왕복 이동횟수는 한 번 또는 그 이상도 가능하다.

유리기판(20)의 최초 절단부위에 스크래치가 발생되면 이 스크래치 발생부위에 레이저빔을 조사하여 가열한다.(S30) 레이저빔은 위에서 설명한 바와 같이, 빔 스플리터(102,104,106,108)와 복수의 렌즈(132,134,136,138)의 작용에 의해 다수로 분할되어 타원형 또는 일자형태로 유리기판에 조사된다.

그리고, 레이저빔에 의해 가열된 부위에 냉각제를 분사하여 순간적으로 냉각시켜 유리기판을 절단한다.(S40)

이와 같은 작용에 의해 유리기판의 가로방향(A) 절단이 완료되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 절단 헤드(50)의 회전 프레임(70)이 90도로 회전되어 유리기판(20)의 세로방향(B)으로 스크래치 발생부(120), 레이저빔 조사부(100) 및 냉각제 분사부(110)를 일렬로 배열시킨다.(S50)

여기에서, 구동부(80)의 구동모터(82)의 구동을 제어하면 회전 프레임(70)의 회전각도를 제어할 수 있게 되어, 이에 따라 회전 프레임(70)의 회전각도를 다양한 각도로 조절할 수 있어 유리기판(20)을 세로방향뿐만 아니라 45도 대각선 방향 등 다양한 형태로 절단이 가능하다.

그리고, 유리기판(20)이 세로방향(B)으로 절단하는 최초 절단부위에 가로방향 절단할 때와 마찬가지로 스크래치를 형성하고, 스크래치가 형성된 부위에 레이저빔을 조사하여 가열한 후 냉각제를 분사하여 유리기판을 절단한다.(S60,S70,S80)

여기에서, 다른 실시예에 따른 절단 헤드가 적용될 경우 유리기판의 가로방향 및 세로방향 절단시 레이저빔을 조사하여 가열된 절단부위에 절단홈 형성부(150)가 작동되어 절단홈을 형성하고, 이 절단홈에 냉각제가 분사된다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

10: 테이블 20: 유리기판
30: 제1이동기구 40: 제2이동기구
50: 절단헤드 60: 베이스 프레임
62: 상부 지지판 64: 하부 지지판
66: 연결부재 70: 회전 프레임
72: 상부 힌지부 74: 하부 힌지부
80: 구동부 82: 구동모터
84: 구동풀리 86: 피동풀리
88: 벨트 90: 통로
100: 레이저빔 조사부 110: 냉각제 분사부
120: 스크래치 발생부 122: 액추에이터
124: 스크래치 공구 140: 제1반사판
142: 제2반사판 150: 절단홈 형성부

Claims

유리기판이 놓여지는 테이블;
상기 테이블의 상측에 배치되고, 유리기판의 최초 절단부위에 스크래치를 발생시키는 스크래치 발생부, 레이저빔을 조사하여 유리기판의 절단부위를 가열하는 레이저빔 조사부 및 유리기판의 절단부위를 냉각시키는 냉각제 분사부가 일렬로 배열되어 유리기판을 절단하는 절단 헤드; 및
상기 테이블에 설치되어 상기 절단 헤드를 가로방향 및 세로방향으로 이동시키는 제1이동기구 및 제2이동기구를 포함하고,
상기 절단 헤드는 유리기판을 가로방향으로 절단한 후 상기 스크래치 발생부, 레이저빔 조사부 및 냉각제 분사부를 회전시켜 유리기판을 세로방향으로 절단하는 것을 특징으로 하는 레이저 절단장치.
제1항에 있어서,
상기 절단 헤드는 상기 제1이동기구에 연결되는 베이스 프레임과,
상기 베이스 프레임에 회전 가능하게 설치되고 상기 스크래치 발생부, 레이저빔 조사부 및 냉각제 분사부가 일렬로 고정되는 회전 프레임과,
상기 회전 프레임을 회전 구동시키는 구동부를 포함하는 레이저 절단장치.
제2항에 있어서,
상기 베이스 프레임의 상측에는 상부 지지판에 고정되고, 하측에는 하부 지지판이 고정되며,
상기 회전 프레임의 상측에는 상기 상부 지지판에 회전 가능하게 지지되는 상부 힌지부가 고정되고, 하측에는 상기 하부 지지판에 회전 가능하게 지지되는 하부 힌지부가 고정되는 것을 특징으로 하는 레이저 절단장치.
제3항에 있어서,
상기 구동부는 상기 상부 지지판에 고정되는 구동모터와, 상기 구동모터의 구동축에 고정되는 구동풀리와, 상기 상부 힌지부에 연결되고 상기 상부 지지판의 상측에 배치되어 구동풀리와 벨트로 감겨지는 피동풀리를 포함하는 레이저 절단장치.
제4항에 있어서,
상기 피동풀리와 상부 힌지부에는 통로가 형성되고, 상기 상부 지지판에는 레이저빔 발생부에서 발생된 레이저빔을 반사시키는 제1반사판이 고정되고, 상기 회전 프레임에는 제1반사판에서 반사된 레이저빔을 상기 레이저빔 조사부로 전달하는 제2반사판이 고정되며,
상기 제1반사판에서 반사된 레이저빔은 상기 통로를 통과하여 제2반사판으로 입사되는 것을 특징으로 하는 레이저 절단장치.
제2항에 있어서,
상기 스크래치 발생부는 상기 회전 프레임에 고정되는 액추에이터와, 상기 엑추에이터에 연결되어 유리기판에 스크래치를 발생시키는 스크래치 공구를 포함하고,
상기 스크래치 발생부는 최초 절단부위를 정해진 범위 내에서 왕복 이동되면서 스크래치를 발생시키는 것을 특징으로 하는 레이저 절단장치.
제2항에 있어서,
상기 레이저빔 조사부는 상기 회전 프레임에 고정되어 입사되는 레이저빔을 복수의 빔으로 분할하여 조사하도록 반사율이 각기 다른 복수의 반사판을 갖는 빔 스플리터와, 상기 빔 스플리터의 하측에 배치되어 빔 스플리터에서 조사되는 레이저 빔을 타원형 또는 일자형으로 만드는 복수의 렌즈를 포함하는 레이저 절단장치.
제1항에 있어서,
상기 레이저빔 조사부와 냉각제 분사부 사이에 레이저빔을 조사하여 가열된 절단부위에 절단홈을 형성하는 절단홈 형성부가 더 포함되는 레이저 절단장치.
제8항에 있어서,
상기 절단홈 형성부는 상기 회전 프레임에 고정되는 액추에이터와, 상기 액추에이터에 연결되어 액추에이터의 구동에 따라 상하 이동되고 절단부위에 절단홈을 형성하는 절단홈 형성공구를 포함하는 레이저 절단장치.
테이블에 유리기판을 정렬시키는 단계;
절단 헤드를 테이블의 가로방향으로 이동시켜 유리기판을 가로방향으로 절단하는 단계;
절단 헤드의 스크래치 발생부, 레이저빔 조사부 및 냉각제 분사부를 90도 회전시키는 단계;
절단 헤드를 테이블의 세로방향으로 이동시켜 유리기판을 세로방향으로 절단하는 단계를 포함하는 레이저 절단방법.
제10항에 있어서,
상기 유리기판을 절단하는 단계는 스크래치 발생부를 구동시켜 최초 절단부위에 스크래치를 발생시키는 단계;
상기 스크래치 발생부위에 레이저빔을 조사하여 가열하는 단계;
상기 레이저빔에 의해 가열된 부위에 냉각제를 분사하여 냉각시키는 단계를 포함하는 레이저 절단방법.
제11항에 있어서,
상기 스크래치를 발생시키는 단계는 스크래치 공구를 유리기판의 최초 절단부위에 접촉시킨 후 스크래치 공구를 정해진 범위 내에서 직선 왕복운동시켜 스크래치를 발생시키는 것을 특징으로 하는 레이저 절단방법.
제11항에 있어서,
상기 유리기판을 절단하는 단계는 유리기판의 절단부위에 레이저빔을 조사하여 가열한 후 절단홈을 형성하는 단계를 더 포함하는 레이저 절단방법.