KR20150056399A - 글래스 절단 장치 - Google Patents

Abstract

글래스 절단 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 절단 장치는, 상판글래스; 상판글래스의 하측에 합착되는 하판글래스; 상판글래스의 상측에 배치되며, 상판글래스에 초점이 맺히도록 레이저를 조사하는 레이저조사유닛; 및 하판글래스의 하측에 배치되며, 레이저조사유닛으로부터 조사된 레이저를 반사하여 하판글래스에 초점이 맺히도록 조절하는 전반사미러를 포함한다.

Description

글래스 절단 장치{DEVICE FOR GLASS CUTTING}

본 발명은, 글래스 절단 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전반사미러를 사용하여 하나의 레이저조사유닛을 통해 상판글래스와 하판글래스의 상호 위치 변경없이 상판글래스와 하판글래스 모두의 스크라이빙 공정의 진행이 가능한 글래스 절단 장치에 관한 것이다.

최근 들어 반도체 산업 중 전자 디스플레이 산업이 급속도로 발전하면서 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD)가 등장하기 시작하였는데, 평면디스플레이는 TV나 컴퓨터의 모니터, 혹은 핸드폰(mobile phone), PDA, 디지털 카메라 등과 같은 기기의 표시장치로 사용되고 있다.

여기서, 평면디스플레이의 종류에는 LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 또는 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 등이 있다.

한편, 평면디스플레이 중 LCD 기판을 예를 들어 설명하면, LCD 기판은, 내부에 액정이 주입된 상태에서 상호 부분적으로 접면하여 합착되는 유리재질의 상판 및 하판을 포함하며, 상판 및 하판의 노출면에 각각 결합되어 해당 위치에서 광학적인 특성을 부여하는 편광 판을 구비한다.

여기서, LCD 기판의 칼라 화상을 형성하는 상판은 하판에 비해 그 면적이 작게 형성될 수 있다. 따라서 상판과 하판이 합착되고 나면, 하판의 상면에는 상판이 중첩되지 않는 부분인 패드 부분이 마련된다.

이러한 패드 부분에는 단위기판을 제어하는 IC 드라이버와, IC 드라이버를 인쇄회로기판에 연결하는 연성회로기판(Flexable Printed Circuit,FPC) 등이 결합된다.

여기서, LCD 기판은, 상판 및 하판이 합착된 상태로 형성되고, 절단 공정을 통해 대면적 기판을 수 내지 수십 등분으로 절단하여 단위기판으로 제작한 후, 모듈 공정에서 단위기판들의 패드 부분에 IC 드라이버 등을 실장함으로써 각각 하나의 완제품으로 출시된다.

그리고, 기판의 절단은 통상 기판의 상부면 및 하부면에 크랙을 형성하는 스크라이브 공정과, 스크라이브 공정으로 형성된 크랙을 이용하여 기판을 완전히 절단하는 브레이킹 공정으로 이루어진다.

여기서, 기판은 각종 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD)에 사용되는 기판을 포함하며, 특히, 기판은 글래스(Glass)로 마련될 수 있다.

한편, 종래의 스크라이브 공정은, 다이아몬드 블레이드를 구비하는 스크라이브 휠(wheel)의 압력(scribing pressure)을 통해 기판의 상부면 및 하부면에 크랙을 형성하였다.

그러나, 종래의 스크라이브 휠의 경우 스크라이브 라인을 형성할 때에 기판의 회전이나 스크라이브 휠의 방향 전환 등으로 오류 요소가 많이 존재하여 불량 위험이 높으며, 스크라이브 휠에 구비된 다이아몬드 블레이드의 마모가 심하게 발생하는 문제점이 발생하게 된다.

이러한 스크라이브 휠을 이용하는 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 스크라이브 휠 대신에 레이저를 사용하여 스크라이브 공정을 진행하고 있다.

여기서, 도 1을 참조하면, 종래, 하나의 레이저유닛(10)을 사용하여 글래스(40)에 스크라이브 공정을 진행하는 경우, 글래스(40)의 상판(20)과 하판(30) 모두에 대해 각각 초점을 맞추지 못하므로, 먼저, 상판(20)에 대해 스크라이브 공정 후(도 1(a) 참조), 상판(20)과 하판(30)의 위치를 서로 변경하여 하판(30)에 대해 스크라이브 공정을 진행하였었다(도 1(b) 참조).

하지만, 글래스(40)의 상판(20)과 하판(30)의 위치를 서로 변경하면서 교대로 스크라이브 공정을 진행하는 경우 공정시간이 증가하게 되는 문제점이 있었고, 또한, 상판(20)과 하판(30)의 위치 변경시 글래스(40)가 파손될 수 있는 문제점이 있었다.

대한민국공개특허 공개번호:제10-2010-0059204호(공개일자:2010.06.04)

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전반사미러를 사용하여 하나의 레이저조사유닛을 통해 상판글래스와 하판글래스의 상호 위치 변경없이 상판글래스와 하판글래스 모두의 스크라이빙 공정의 진행이 가능하며, 이에 의해, 공정시간을 감소시킬 수 있고 글래스의 파손 위험을 방지할 수 있는 글래스 절단 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상판글래스; 상기 상판글래스의 하측에 합착되는 하판글래스; 상기 상판글래스의 상측에 배치되며, 상기 상판글래스에 초점이 맺히도록 레이저를 조사하는 레이저조사유닛; 및 상기 하판글래스의 하측에 배치되며, 상기 레이저조사유닛으로부터 조사된 레이저를 반사하여 상기 하판글래스에 초점이 맺히도록 조절하는 전반사미러를 포함하는 글래스 절단 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 레이저조사유닛과 상기 상판글래스 사이에 배치되어 상기 레이저조사유닛으로부터 조사된 레이저의 초점을 조절하는 상측볼록렌즈를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 전반사미러와 상기 하판글래스 사이에 배치되어 상기 전반사미러로부터 반사된 레이저의 초점을 조절하는 하측볼록렌즈를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 상측볼록렌즈 및 상기 하측볼록렌즈 중 적어도 하나는, 상하방향에 대한 초점위치 조절을 위해 상하방향으로 이동가능하도록 마련될 수 있다.

그리고, 상기 전반사미러는 회전축에 결합되며, 좌우방향에 대한 초점위치 조절을 위해 상기 회전축을 중심으로 회동가능하게 마련될 수 있다.

또한, 상기 상판글래스는 표면이 강화된 강화글래스로 마련되고, 상기 레이저조사유닛은 상기 상판글래스 내측의 비강화층에 적어도 한 번의 레이저를 조사할 수 있다.

그리고, 상기 상판글래스 내측의 상기 비강화층의 일측에 초점을 맞추어 레이저를 조사 후, 상기 상판글래스 내측의 상기 비강화층의 일측보다 상대적으로 상측에 위치하는 타측에 초점을 맞추어 레이저를 조사하도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 하판글래스는 표면이 강화된 강화글래스로 마련되고, 상기 레이저조사유닛은 상기 하판글래스 내측의 비강화층에 적어도 한 번의 레이저를 조사하도록 마련될 수 있다.

그리고, 상기 하판글래스 내측의 상기 비강화층의 일측에 초점을 맞추어 레이저를 조사 후, 상기 하판글래스 내측의 상기 비강화층의 일측보다 상대적으로 하측에 위치하는 타측에 초점을 맞추어 레이저를 조사하도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 레이저조사유닛은 자외선 레이저(UltraViolet Laser)를 조사하도록 마련될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상판글래스; 상기 상판글래스의 하측에 합착되는 하판글래스; 상기 하판글래스의 하측에 배치되며, 상기 하판글래스에 초점이 맺히도록 레이저를 조사하는 레이저조사유닛; 및 상기 상판글래스의 상측에 배치되며, 상기 레이저조사유닛으로부터 조사된 레이저를 반사하여 상기 상판글래스에 초점이 맺히도록 조절하는 전반사미러를 포함하는 글래스 절단 장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 전반사미러를 사용하여 하나의 레이저조사유닛을 통해 상판글래스와 하판글래스의 상호 위치 변경없이 상판글래스와 하판글래스 모두의 스크라이빙 공정의 진행이 가능하며, 이에 의해, 공정시간을 감소시킬 수 있고 글래스의 파손 위험을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 글래스 절단 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 글래스 절단 장치를 도시한 도면이다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 글래스 절단 장치에서 전반사미러의 회동을 통해 좌우방향의 초점위치 조절을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 글래스 절단 장치를 통해 강화글래스를 절단하는 과정을 도시한 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

본 명세서에서 사용되는 '일측'과 '타측'의 용어는 특정된 측면을 의미하는 것은 아니며, 복수의 측면 중 임의의 측면을 일측이라 지칭하면, 이에 대응되는 다른 측면이 타측을 지칭하는 것으로 이해되어져야 함을 밝혀 둔다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재를 직접 연결하는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 연결되는 경우도 포함됨을 밝혀 둔다.

그리고, 본 명세서에서 사용되는 기판은 TV나 컴퓨터의 모니터, 혹은 핸드폰(mobile phone), PDA, 디지털 카메라 등 각종 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD)에 사용되는 기판을 포함한다. 특히, 기판은 글래스(Glass)로 마련될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 절단 장치는 비강화글래스와 화학적 강화글래스 모두의 경우에도 적용 가능하다.

다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 기판 중에서 글래스를 중심으로 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 글래스 절단 장치를 도시한 도면이고, 도 3(a) 및 도 3(b)는 본 발명의 제1실시예에 따른 글래스 절단 장치에서 전반사미러의 회동을 통해 좌우방향의 초점위치 조절을 도시한 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 글래스 절단 장치는, 상판글래스(100a)와, 상판글래스(100a)의 하측에 합착되는 하판글래스(100b)와, 상판글래스(100a)의 상측에 배치되며, 상판글래스(100a)에 초점이 맺히도록 레이저를 조사하는 레이저조사유닛과, 하판글래스(100b)의 하측에 배치되며, 레이저조사유닛으로부터 조사된 레이저를 반사하여 하판글래스(100b)에 초점이 맺히도록 조절하는 전반사미러(300)를 포함한다.

전술한 바와 같이, 다양한 용도로 사용되는 글래스(100)는, 내부에 액정이 주입된 상태에서 상호 부분적으로 접면하여 합착되도록 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b)를 포함할 수 있다.

즉, 도 2를 참조하면, 상판글래스(100a)는 하판글래스(100b)의 상측에서 하판글래스(100b)에 합착되고, 또한, 하판글래스(100b)는 상판글래스(100a)의 하측에서 상판글래스(100a)에 합착된다.

여기서, 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b)는 레이저조사유닛(200)을 사용하여 각각 절단할 수 있다. 즉, 글래스(100)의 절단예정라인을 따라 레이저조사유닛(200)이 레이저를 조사하여 스크라이브 라인을 형성하며, 이후, 글래스(100) 절단 공정인 브레이킹 공정을 수행하게 된다.

전술한 바와 같이, 종래에는 글래스의 상판에 대해 먼저 레이저를 조사 후 상판과 하판의 위치를 변경하여 하판에 대해 레이저를 조사하는 방식으로 상판과 하판 모두에 대해 스크라이브 라인을 형성하였었다.

다만, 이와 같은 종래 기술은 상판과 하판의 위치 변경시 글래스가 파손될 우려가 있었다.

따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 글래스 절단 장치는 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b)의 위치 변경없이 전반사미러(300)를 사용하여 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b) 모두에 대해 스크라이브 라인을 형성할 수 있도록 마련되는데, 이하, 이에 대해 상세히 설명한다.

도 2를 참조하면, 레이저조사유닛(200)는 상판글래스(100a)의 상측에 배치되며, 상판글래스(100a)에 초점이 맺히도록 레이저를 조사한다.

다만, 레이저조사유닛(200)의 위치가 이에 한정되는 것은 아니고, 레이저조사유닛(200)은 하판글래스(100b)의 하측에 배치되어 하판글래스(100b)에 초점이 맺히도록 레이저를 조사할 수도 있는데, 이 경우, 후술하는 전반사미러(300)는 상판글래스(100a)의 상측에 배치될 수 있으며, 전반사미러(300)에서 반사된 레이저가 상판글래스(100a)에 초점이 맺히도록 마련될 수 있다.

여기서, 레이저조사유닛(200)은 레이저스캐너(미도시)와, 레이저헤드(미도시)와, 레이저전원공급유닛(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 레이저스캐너(미도시)에는 레이저스캐너구동유닛(미도시)이 연결될 수 있는데, 레이저스캐너구동유닛(미도시)은 레이저스캐너(미도시)가 상하로 구동가능하도록 구동력을 제공할 수 있다.

이를 설명하면, 스크라이브 공정시, 초점의 위치 조절을 위해 레이저조사유닛(200)이 상하로 구동되어야 할 경우가 있다.

또는, 글래스(100)에 복수의 횟수로 레이저가 조사될 수 있는데, 이때, 글래스(100)에서의 레이저 초점 위치가 각각 다를 수 있다. 이를 위해, 레이저스캐너(미도시)가 상하로 구동하면서 글래스(100)에 대한 초점 위치를 조절할 수 있게 된다.

그리고, 레이저헤드(미도시)는 레이저스캐너(미도시)에 연결되어 레이저를 생성하며, 레이저헤드(미도시)로부터 생성된 레이저가 레이저스캐너(미도시)를 통해 글래스(100)로 조사되도록 마련될 수 있다.

또한, 레이저전원공급유닛(미도시)은 레이저헤드(미도시)에 연결되어 레이저헤드(미도시)에 전원을 공급하도록 마련된다.

여기서, 레이저조사유닛(200)을 통해 상판글래스(100a)에 초점이 맞추어지면 글래스(100)가 안착되어지는 스테이지유닛(미도시)이 가로방향 또는 세로방향으로 이동하면서 절단예정라인을 따라 스크라이브 라인을 형성할 수 있다.

즉, 글래스(100)를 절단하기 위해서는 글래스(100)의 절단예정라인을 따라 레이저가 연속적으로 조사될 필요가 있으므로, 레이저조사유닛(200)에서 조사되는 레이저의 초점이 글래스(100)에 맞추어지면, 스테이지유닛이 절단예정라인을 따라 이동하게 되며, 초점 위치에서 레이저에 의한 스크라이브 라인이 형성된다.

여기서, 스테이지유닛은 다양한 방향으로 이동가능하게 마련될 수 있다. 즉, 스테이지유닛 상측에 글래스(100)가 안착된 채 스테이지유닛이 레이저조사유닛(200)측으로 이동할 수 있다.

이를 위해, 스테이지유닛은 가로방향으로 이동가능하도록 가로방향으로의 구동력을 제공하는 가로방향구동유닛(미도시)과, 세로방향으로 이동가능하도록 세로방향으로의 구동력을 제공하는 세로방향구동유닛(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 가로방향구동유닛(미도시)은 스테이지유닛이 가로방향에 대해 직선 형태로 구동하도록 마련되며, 세로방향구동유닛(미도시)은 스테이지유닛이 세로방향에 대해 직선 형태로 구동하도록 마련될 수 있다.

이를 다시 상세히 설명하면, 스테이지유닛 상측에 글래스(100)가 올려지면, 스테이지유닛은 가로방향구동유닛(미도시)과 세로방향구동유닛(미도시)의 작동에 의해 레이저조사유닛(200)의 하측으로 이동하게 된다.

그리고, 레이저조사유닛(200)에서 레이저를 조사하게 되면, 스테이지유닛이 세로방향과 가로방향의 조합된 방향으로 구동하게 되며, 이에 의해, 글래스(100)에 스크라이브 라인이 형성될 수 있게 된다.

한편, 반드시 스테이지유닛이 이동하도록 마련될 필요는 없으며, 필요에 따라, 스테이지유닛이 고정된 채 레이저조사유닛(200)이 스테이지유닛측으로 이동 후 스테이지유닛에 안착된 글래스(100)를 향해 레이저를 조사하여 스크라이브 라인이 형성되도록 마련될 수도 있다.

도 2를 참조하면, 상측볼록렌즈(400)는 레이저조사유닛(200)과 상판글래스(100a) 사이에 배치되며, 레이저조사유닛(200)으로부터 조사된 레이저의 초점을 조절하도록 마련된다.

즉, 상판글래스(100a)에서 스크라이브 라인을 형성하는 경우를 고려하면, 상판글래스(100a)의 일측에 초점을 맞추며, 그 초점을 따라 스테이지유닛이 이동하면서 상판글래스(100a)에 스크라이브 라인을 형성하게 된다.

여기서, 스크라이브 라인이 형성되는 초점의 위치는 다양할 수 있다. 즉, 필요에 따라 초점의 상하방향 위치가 다를 수 있고, 초점 개수가 복수로 마련되는 경우 역시 각각의 초점 위치는 다르게 된다.

이러한 다양한 초점의 위치를 맞추기 위해, 레이저조사유닛(200)에서 레이저스캐너(미도시)는 레이저스캐너구동유닛(미도시)에 연결되어 상하로 구동되며, 이에 의해, 상판글래스(100a)의 초점을 맞출 수 있게 된다.

또는, 레이저스캐너(미도시)의 구동을 정지시키고 레이저스캐너(미도시)와 상판글래스(100a) 사이에 배치되어 있는 상측볼록렌즈(400)를 상하로 이동하면서 상판글래스(100a)에 맺히는 레이저의 초점을 조절할 수 있다.

따라서, 상측볼록렌즈(400)는 상하로 이동가능하도록 마련되어 레이저조사유닛(200)으로부터 조사된 레이저의 초점이 상판글래스(100a)에 맺히도록 조절된다.

도 2를 참조하면, 전반사미러(300)는 하판글래스(100b)의 하측에 배치되어 레이저조사유닛(200)으로부터 조사된 레이저를 하판글래스(100b)측으로 반사시킨다.

즉, 상판글래스(100a)의 상측에 배치된 레이저조사유닛(200)으로부터 상판글래스(100a)측을 향해 조사된 레이저는 상판글래스(100a)에 초점이 맺힌 후 하판글래스(100b)측으로 직진하게 된다.

그런데, 하판글래스(100b)의 하측에는 전반사미러(300)가 배치되어 있으므로, 상판글래스(100a)를 통과하여 하판글래스(100b)측으로 직진하는 레이저가 하판글래스(100b)를 통과 후 전반사미러(300)에서 반사되어 다시 하판글래스(100b)측으로 진행하게 된다.

그리고, 하판글래스(100b)와 전반사미러(300) 사이에는 하측볼록렌즈(500)가 배치될 수 있으며, 전반사미러(300)로부터 반사되어 하판글래스(100b)측으로 진행하는 레이저가 하측볼록렌즈(500)를 통과하게 된다.

여기서, 하측볼록렌즈(500)는 상하로 이동가능하게 마련될 수 있으며, 전반사미러(300)로부터 반사되어 진행하는 레이저가 하판글래스(100b)에 초점이 맺히도록 하측볼록렌즈(500)를 상하로 이동하면서 레이저의 초점을 조절할 수 있다.

다시 설명하면, 상판글래스(100a)의 상측에 배치되는 레이저조사유닛(200)으로부터 조사된 레이저는 상측볼록렌즈(400)의 상하 이동이 조절되는 것에 의해 상판글래스(100a)에 초점이 맺히게 된다.

여기서, 상판글래스(100a)를 통과해서 직진하는 레이저는 하판글래스(100b) 통과 후 하판글래스(100b) 하측에 배치되는 전반사미러(300)에서 반사된다.

그리고, 전반사미러(300)에서 반사된 레이저는 다시 하판글래스(100b)로 진행하면서 하측볼록렌즈(500)를 통과하게 되는데, 하측볼록렌즈(500)의 상하 이동이 조절되어 하판글래스(100b)의 소정 위치에 초점이 맺히게 된다.

즉, 상판글래스(100a) 상측에 레이저조사유닛(200)이 배치되고 하판글래스(100b) 하측에 전반사미러(300)가 배치되며, 상측볼록렌즈(400)와 하측볼록렌즈(500)의 상하 이동을 조절하게 되면, 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b)의 위치를 변경하지 않더라도, 하나의 레이저조사유닛(200)에서 레이저의 조사를 통해 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b) 모두에 스크라이브 라인을 형성하여 스크라이브 공정을 진행할 수 있으며, 이에 의해, 공정시간을 감소시킬 수 있고 글래스(100)의 파손 위험을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 전반사미러(300)는 회전축(310)을 중심으로 회동가능하게 마련될 수 있다.

전술한 바와 마찬가지로, LCD 기판의 글래스(100)를 예를 들어 설명하면, 칼라 화상을 형성하는 상판글래스(100a)는 하판글래스(100b)에 비해 그 면적이 작게 형성될 수 있는데, 이는, 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b)의 합착 후, 하판글래스(100b)와 상판글래스(100a)의 중첩되지 않는 부분에 단위기판을 제어하는 IC 드라이버와, IC 드라이버를 인쇄회로기판에 연결하는 연성회로기판(Flexable Printed Circuit,FPC) 등을 결합하기 위해서이다.

즉, 상판글래스(100a)는 하판글래스(100b)의 면적이 다르게 형성되어 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b)의 합착 부분에 단차가 형성될 수 있는데, 이러한 단차의 형성을 위해 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b)의 각각 다른 위상의 지점에 스크라이브 라인을 형성해야할 때가 있다.

예를 들어, 도 3(a)에서와 같이, 하나의 가상의 수직선(A) 상에 상판글래스(100a)의 초점과 하판글래스(100b)의 초점이 모두 형성될 수도 있으며, 또는, 도 3(b)에서와 같이, 서로 다른 가상의 수직선(B,C) 상에 상판글래스(100a)의 초점과 하판글래스(100b)의 초점 각각이 형성될 수도 있다.

이를 위해, 전반사미러(300)는 회전축(310)을 중심으로 회동가능하게 마련되며, 도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면, 전반사미러(300)가 좌우회동되는 것을 통해 하판글래스(100b)의 좌우방향에 대한 초점위치가 조절될 수 있다.

여기서, 도 3(a) 및 도 3(b)는 전반사미러(300)에 반사되어 하판글래스(100b)에 초점이 맺히는 모습만을 도시한 것이며, 도 2에 도시되어 있는, 레이저조사유닛(200)으로부터 조사된 레이저가 상판글래스(100a)를 통과하면서 상판글래스(100a)에 초점이 맺히는 모습은 생략되어 있음을 밝혀 둔다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 글래스 절단 장치에서 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b)의 상호 위치 변경없이 스크라이빙 공정을 진행하는 것에 대한 작용 및 효과에 대해 설명한다.

도 2를 참조하면, 상판글래스(100a) 상측에 레이저조사유닛(200)이 배치되고, 상판글래스(100a)와 레이저조사유닛(200) 사이에 상측볼록렌즈(400)가 배치될 수 있다.

그리고, 하판글래스(100b) 하측에 전반사미러(300)가 배치되고, 하판글래스(100b)와 전반사미러(300) 사이에 하측볼록렌즈(500)가 배치될 수 있다.

여기서, 레이저조사유닛(200)으로부터 레이저가 조사되어 상측볼록렌즈(400)를 통해 상판글래스(100a)에 초점이 맺히게 되며, 상판글래스(100a)에 초점을 형성한 레이저는 계속 직진하여 하판글래스(100b) 하측에 배치된 전반사미러(300)에서 반사된다.

그리고, 전반사미러(300)에서 반사된 레이저는 하측볼록렌즈(500)를 통해 하판글래스(100b)에 초점이 맺히게 되며, 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b) 각각에 초점이 형성되면, 스테이지유닛이 가로방향 또는 세로방향으로 이동하면서 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b) 모두에 스크라이브 라인을 형성하게 된다.

이후, 다양한 방식의 브레이킹 공정을 통해 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b)를 절단하게 된다.

이를 통해, 전반사미러(300)를 사용하여 하나의 레이저조사유닛(200)을 통해 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b)의 상호 위치 변경없이 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b) 모두의 스크라이빙 공정의 진행이 가능하며, 이에 의해, 공정시간을 감소시킬 수 있고 글래스(100)의 파손 위험을 방지할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 상판글래스(100a)와 하판글래스(100b)의 초점이 도 3(b)에서와 같이, 서로 다른 가상의 수직선(B,C) 상에 형성될 수도 있는데, 이 경우, 전반사미러(300)에 결합된 회전축(310)을 중심으로 전반사미러(300)가 회동하는 것을 통해 하판글래스(100b)에 대한 좌우방향의 초점위치를 조절할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 글래스 절단 장치를 통해 강화글래스를 절단하는 과정을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 글래스 절단 장치에 관한 작용 및 효과에 대해 설명하되, 본 발명의 제1실시예에 따른 글래스 절단 장치에서 설명한 내용과 공통되는 부분은 전술한 설명으로 대체한다.

제2실시예는 제1실시예와 대비시, 상판글래스(600a) 또는 하판글래스(600b)가 강화글래스(600)로 마련되고 레이저조사유닛(200)을 통해 강화글래스(600)의 비강화층(620)에 레이저를 조사하여 브레이킹 공정없이 자발적으로 강화글래스(600)의 절단이 발생된다는 점에서 제1실시예와 차이가 있다.

도 4를 참조하면, 상판글래스(600a)는 표면이 강화된 강화글래스(600)로 마련될 수 있고, 레이저조사유닛(200)은 상판글래스(600a) 내측의 비강화층(620)에 레이저를 조사하게 된다. 그리고, 하판글래스(600b)도 표면이 강화된 강화글래스(600)로 마련될 수 있고, 레이저조사유닛(200)은 하판글래스(600b) 내측의 비강화층(620)에 레이저를 조사하게 된다. 이하, 강화글래스(600)는 상판글래스(600a)와 하판글래스(600b) 중 적어도 하나를 포함하는 개념임을 전제로 설명한다.

도 4를 참조하여 예를 들어 설명하면, 도 4의 경우, 상판글래스(600a)와 하판글래스(600b)에 대해 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)에 3번의 레이저를 조사하고 있다. 다만, 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)으로의 레이저 조사 횟수는 이에 한정되는 것은 아니며, 강화글래스(600)의 두께, 표면 강화 정도 등의 다양한 요소에 따라 달라질 수 있다.

여기서, 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)에 레이저를 조사하기 위해서는 레이저의 초점(도 4(a)의 ①②③ 및 도 4(a)의 ⑪⑫⑬ 참조)을 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)에 맞추어야 한다.

즉, 상측볼록렌즈(400)와 하측볼록렌즈(500)가 상하방향으로 이동하면서 레이저의 초점을 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)에 맞추게 된다.

그리고, 레이저조사유닛(200)과 전반사미러(300)를 통해 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)에 초점이 맞추어지면, 스테이지유닛은 레이저조사유닛(200)의 하측에서 절단예정라인을 따라 이동하게 된다.

즉, 강화글래스(600)를 절단하기 위해서는 강화글래스(600)의 절단예정라인을 따라 레이저가 연속적으로 조사될 필요가 있으므로, 레이저조사유닛(200)에서 조사되거나, 전반사미러(300)에서 반사되는 레이저의 초점이 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)에 맞추어지면, 스테이지유닛이 절단예정라인을 따라 이동하며, 초점 위치에서 레이저에 의한 스크라이브 라인이 형성된다.

여기서, 상판글래스(600a)의 경우, 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620) 중에서 소정의 초점 위치, 즉, 일측에 초점을 맞추어 레이저를 조사하여 레이저에 의한 스크라이브 라인이 형성되면, 일측에 형성된 스크라이브 라인보다 상대적으로 상측의 위치, 즉, 타측에 초점을 맞추게 된다.

그리고, 타측에 초점이 맞추어지면, 타측의 절단예정라인을 따라 스테이지유닛을 이동하여 타측에 스크라이브 라인을 형성하게 된다.

이후, 타측에 형성된 스크라이브 라인보다 상대적으로 상측에 위치하는 지점에 초점을 맞추며, 그 지점에서 스테이지유닛이 이동하여 스크라이브 라인을 형성하게 된다.

즉, 상판글래스(600a)에서 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)에 대해 복수의 횟수로 레이저를 조사하는 경우, 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)의 하측에서부터 초점을 맞추어 스크라이브 라인을 형성 후, 상측으로 초점을 이동하여 스크라이브 라인을 형성하게 된다.

여기서, 상판글래스(600a)의 경우, 만약, 상측에서부터 초점을 맞추어 강화글래스(600)에 대해 레이저를 조사하게 되면 강화글래스(600)의 상측에 크랙이 발생하게 되는데, 이후, 상대적 하측에 레이저의 초점을 맞추게 되는 경우 상측에 발생된 크랙으로 인해 레이저가 하측까지 진행할 때 직진성에 방해를 받게 된다.

이로 인해, 정확한 가공이 어려워지므로, 상판글래스(600a)의 경우, 레이저는 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620) 하측에서부터 상측으로 초점을 이동하면서 스크라이브 라인을 형성하는 것이 유리하다.

그리고, 하판글래스(600b)의 경우, 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620) 중에서 소정의 초점 위치, 즉, 일측에 초점을 맞추어 전반사미러(300)에 의해 레이저가 반사되어 레이저에 의한 스크라이브 라인이 형성되면, 일측에 형성된 스크라이브 라인보다 상대적으로 하측의 위치, 즉, 타측에 초점을 맞추게 된다.

그리고, 타측에 초점이 맞추어지면, 타측의 절단예정라인을 따라 스테이지유닛을 이동하여 타측에 스크라이브 라인을 형성하게 된다.

이후, 타측에 형성된 스크라이브 라인보다 상대적으로 하측에 위치하는 지점에 초점을 맞추며, 그 지점에서 스테이지유닛이 이동하여 스크라이브 라인을 형성하게 된다.

즉, 하판글래스(600b)에서 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)에 대해 복수의 횟수로 전반사미러(300)에 의해 레이저를 반사하는 경우, 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)의 상측에서부터 초점을 맞추어 스크라이브 라인을 형성 후, 하측으로 초점을 이동하여 스크라이브 라인을 형성하게 된다.

여기서, 하판글래스(600b)의 경우, 만약, 하측에서부터 초점을 맞추어 강화글래스(600)에 대해 전반사미러(300)로부터 레이저가 반사되면 강화글래스(600)의 하측에 크랙이 발생하게 되는데, 이후, 상대적 상측에 레이저의 초점을 맞추게 되는 경우 하측에 발생된 크랙으로 인해 전반사미러(300)로부터 반사되는 레이저가 상측까지 진행할 때 직진성에 방해를 받게 된다.

이로 인해, 정확한 가공이 어려워지므로, 하판글래스(600b)의 경우, 전반사미러(300)로부터 반사되는 레이저는 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620) 상측에서부터 하측으로 초점을 이동하면서 스크라이브 라인을 형성하는 것이 유리하다.

도 4를 참조하여 상세히 설명하면, 우선, 레이저조사유닛(200)과 상판글래스(600a) 사이에 배치되는 상측볼록렌즈(400)를 상측과 하측으로 이동하여 상판글래스(600a)에서 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620) 일측, 즉, 가장 하측에 초점을 맞추게 된다(도 4(a) ① 참조). 그리고, 전반사미러(300)와 하판글래스(600b) 사이에 배치되는 하측볼록렌즈(500)를 상측과 하측으로 이동하여 하판글래스(600b)에서 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620) 일측, 즉, 가장 상측에 초점을 맞추게 된다(도 4(a) ⑪ 참조).

다음, 상판글래스(600a)에서 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620) 가장 하측과, 하판글래스(600b)에서 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620) 가장 상측에 초점을 맞춘 후, 스테이지유닛이 가로방향 또는 세로방향으로 이동하여 스크라이브 라인을 형성하게 된다.

다음, 상판글래스(600a)에서 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)에서 가장 하측(도 4(a)의 ① 참조)과, 하판글래스(600b)에서 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)에서 가장 상측(도 4(a)의 ⑪ 참조)의 스크라이브 공정이 완료되면, 상측볼록렌즈(400)와 하측볼록렌즈(500)를 각각 상하 방향으로 이동하여 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)의 다른 위치에 초점을 맞추게 된다(도 4(a)의 ② 및 도 4(a)의 ⑫ 참조). 그리고, 스테이지유닛이 이동하여 도 4(a)의 ② 및 도 4(a)의 ⑫ 위치에 해당하는 스크라이브 라인을 형성하게 된다.

다음, 상측볼록렌즈(400)와 하측볼록렌즈(500)를 각각 상하 방향으로 이동하여 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)의 다른 위치에 초점을 맞추게 된다(도 4(a)의 ③ 및 도 4(a)의 ⑬ 참조). 그리고, 전술한 바와 마찬가지로, 스테이지유닛이 이동하여 도 4(a)의 ③ 및 도 4(a)의 ⑬ 위치에 해당하는 스크라이브 라인을 형성하게 된다.

여기서, 도 4에는 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)에 레이저조사를 위한 초점이 3개 형성되어 있지만, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 강화글래스(600)의 두께, 표면 강화 정도 등의 다양한 요소에 따라 초점의 개수, 레이저 조사 횟수는 달라질 수 있다.

다음, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 레이저 조사 및 반사를 통해 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)에 크랙이 발생되면, 강화글래스(600) 표면의 강화층(610)에서는 압축력(Compressive Force,CF)이 작용하게 되고, 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)에서는 인장력(Tensile Force,TF)이 작용하게 된다.

여기서, 강화글래스(600) 표면과 내측에서 서로 다른 방향으로 힘이 작용하게 되므로, 강화글래스(600), 즉, 상판글래스(600a)와 하판글래스(600b)는 자발적으로 절단된다(도 4(c) 참조).

즉, 스테이지유닛에 안착된 강화글래스(600) 대해 소정 횟수로 레이저를 조사하게 되면, 별도의 브레이킹 공정없이도 강화글래스(600)가 자발적으로 절단된다.

이를 통해, 대략 3~4번 정도의 레이저 조사만으로도 강화글래스(600)의 절단이 가능한데, 이러한 과정에 의해, 레이저조사 횟수가 획기적으로 감소하고, 또한, 브레이킹 공정을 수행하지 않으므로, 강화글래스(600) 절단의 전체 공정에서 하나의 공정이 제거되어 설비 비용이 감소하며, 공정 시간을 줄이고 생산 노동력을 감소시켜 생산성이 향상될 수 있는 효과가 있다.

한편, 레이저조사유닛(200)은 상판글래스(600a) 또는 하판글래스(600b)의 강화글래스(600)를 향해 자외선 레이저(UltraViolet Laser)를 조사하도록 마련될 수 잇다.

여기서, 레이저조사유닛(200)이 자외선 레이저를 조사하도록 마련되는 이유는, 자외선 레이저의 일부가 강화글래스(600) 내측의 비강화층(620)에 흡수되어 레이저의 초점이 맺히는 부분에 크랙이 용이하게 발생될 수 있기 때문이다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100 : 글래스 100a : 상판글래스
100b : 하판글래스 200 : 레이저조사유닛
300 : 전반사미러 310 : 회전축
400 : 상측볼록렌즈 500 : 하측볼록렌즈
600 : 강화글래스 600a : 상판글래스
600b : 하판글래스 610 : 강화층
620 : 비강화층

Claims (11)

1. 상판글래스;
   상기 상판글래스의 하측에 합착되는 하판글래스;
   상기 상판글래스의 상측에 배치되며, 상기 상판글래스에 초점이 맺히도록 레이저를 조사하는 레이저조사유닛; 및
   상기 하판글래스의 하측에 배치되며, 상기 레이저조사유닛으로부터 조사된 레이저를 반사하여 상기 하판글래스에 초점이 맺히도록 조절하는 전반사미러를 포함하는 글래스 절단 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 레이저조사유닛과 상기 상판글래스 사이에 배치되어 상기 레이저조사유닛으로부터 조사된 레이저의 초점을 조절하는 상측볼록렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 절단 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 전반사미러와 상기 하판글래스 사이에 배치되어 상기 전반사미러로부터 반사된 레이저의 초점을 조절하는 하측볼록렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 절단 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 상측볼록렌즈 및 상기 하측볼록렌즈 중 적어도 하나는, 상하방향에 대한 초점위치 조절을 위해 상하방향으로 이동가능하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 글래스 절단 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 전반사미러는 회전축에 결합되며, 좌우방향에 대한 초점위치 조절을 위해 상기 회전축을 중심으로 회동가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 글래스 절단 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 상판글래스는 표면이 강화된 강화글래스로 마련되고,
   상기 레이저조사유닛은 상기 상판글래스 내측의 비강화층에 적어도 한 번의 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 글래스 절단 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 상판글래스 내측의 상기 비강화층의 일측에 초점을 맞추어 레이저를 조사 후, 상기 상판글래스 내측의 상기 비강화층의 일측보다 상대적으로 상측에 위치하는 타측에 초점을 맞추어 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 글래스 절단 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 하판글래스는 표면이 강화된 강화글래스로 마련되고,
   상기 레이저조사유닛은 상기 하판글래스 내측의 비강화층에 적어도 한 번의 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 글래스 절단 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 하판글래스 내측의 상기 비강화층의 일측에 초점을 맞추어 레이저를 조사 후, 상기 하판글래스 내측의 상기 비강화층의 일측보다 상대적으로 하측에 위치하는 타측에 초점을 맞추어 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 글래스 절단 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저조사유닛은 자외선 레이저(UltraViolet Laser)를 조사하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 글래스 절단 장치.
11. 상판글래스;
    상기 상판글래스의 하측에 합착되는 하판글래스;
    상기 하판글래스의 하측에 배치되며, 상기 하판글래스에 초점이 맺히도록 레이저를 조사하는 레이저조사유닛; 및
    상기 상판글래스의 상측에 배치되며, 상기 레이저조사유닛으로부터 조사된 레이저를 반사하여 상기 상판글래스에 초점이 맺히도록 조절하는 전반사미러를 포함하는 글래스 절단 장치.
    
    

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