KR20190098768A - 유리 시트들을 마무리하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

유리 시트들을 마무리하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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슈에 헝 푸
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치 쳉 수
추-헨 수
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Abstract

유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 방법들 및 장치가 설명된다. 상기 유리 시트의 상기 엣지는 스핀들의 일단 상에 장착된 그라인딩 휠을 사용하여 마무리되며, 상기 그라인딩 휠은 그라인딩 동안 상기 유리 시트의 상기 엣지에 접촉하는 주변 엣지를 가진다. 상기 유리 시트의 상기 엣지는 스핀들의 일단 상에 장착된 폴리싱 휠로 상기 유리 시트의 상기 엣지를 폴리싱함으로써 추가적으로 마무리되며, 상기 폴리싱 휠은 폴리싱 동안 상기 유리 엣지에 접촉하는 말단면을 가진다.

Description

유리 시트들을 마무리하기 위한 방법 및 장치
본 발명은 유리 시트들을 마무리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
[관련 출원의 상호 참조]
본 출원은 2017년 1월 13일 출원된 미국 가출원 제62/445,782호의 35 U.S.C.§119 하의 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 보증되며 그 전문이 참조에 의해 본 명세서에 결합된다.
다양한 제품들, 예를 들어, 디스플레이 패널에 걸쳐 고르게 빛을 분배하기 위한 엣지-조사 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD) 장치의 백라이트에 사용되는 도광판(light guide plate, LGP)의 제조에서 유리 시트의 엣지를 그라인딩(grinding) 및 폴리싱(polishing)함으로써 유리 시트들은 마무리된다. 이러한 장치들을 위한 사이드 조사 백라이트 유닛들은 대개 고투과율 플라스틱 재료들, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA)로 만들어지는 LGP를 포함한다. 더 얇은 디스플레이들로의 추세는 폴리머 도광판들(LGPs)을 사용하는 것과 관련된 문제점들에 의해 제한되었다. 이러한 플라스틱 재료들은 우수한 성질들, 예컨대 광 투과율을 나타내나, 이러한 재료들은 비교적 불량한 기계적 성질들, 예컨대 강성(rigidity), 열 팽창 계수(coefficient of thermal expansion, CTE), 및 수분 흡수를 가진다. 특히, 폴리머 LGP들은 극히-얇은 디스플레이들에 요구되는 치수 안정성이 부족하다. 폴리머 LGP가 열 및 습기에 노출되는 경우, LGP는 휘고 팽창할 수 있으며, 이는 광-기계적 성능을 떨어뜨린다. 폴리머 LGP들의 불안정성은 설계자들이 이러한 움직임을 보상하기 위하여 더 넓은 베젤 및 더 두꺼운 백라이트 및 에어 갭들을 추가할 것을 요구한다.
유리 시트들은 디스플레이들을 위한 LGP 대안으로 제안되었으나, 투과율, 산란 및 광 결합의 측면에서 충분한 광학적 성능을 달성하기 위하여 상기 유리 시트들은 적절한 특징들을 가져야한다. 도광판들을 위한 유리 시트들은 예컨대 수직도(perpendicularity), 직진도(straightness), 및 편평도(flatness)와 같은 엣지 사양들을 충족시켜야한다. 유리 시트들은 LGP들을 만들기 위해 유리 표면 내로 부분적으로 연장되는 인덴테이션(indentation) 라인인 "벤트(vent)"를 형성하는 기계적 스코어링(scoring)에 의해 일정 크기로 절단된다. 상기 벤트는 상기 벤트 라인에서의 상기 유리에의 기계적 힘의 인가에 의한 두 분리된 조각들로의 상기 유리 시트의 제어된 크랙 전파를 위한 분리 라인으로서 기능한다. 최대 1.78 미터 대각 길이의 유리 LGP들이 현재 +/- 0.5mm의 치수 공차로 0.7mm 내지 2.0mm 범위의 두께들 및 0.2 마이크로미터 미만의 엣지에서의 평균 거칠기(roughness)를 가지는 디스플레이들에의 사용을 위하여 입수가능하다. 코닝 사(Corning Incorporated)는 400 내지 650nm의 파장 범위에서 거의 90% 이상의 고투과율을 나타내는 LGP를 위한 Corning Iris™ 유리를 판매한다.
엣지에서 원하는 거칠기를 달성하기 위한 시도로서, 스코어링 후, 그라인딩 및 폴리싱 휠들로 상기 엣지를 그라인딩 및 폴리싱함으로써 유리 엣지의 마무리가 이루어질 수 있다. 대안적으로, 불산을 사용한 식각 및/또는 슬러리 폴리싱이 사용될 수 있다. 그러나, HF 식각은 안전 및 환경 측면의 고려 사항들을 가지며, 식각된 엣지는 원하는 유리 투과율을 제공하지 못할 수 있다. 슬러리 폴리싱은 폴리싱 휠을 사용하여 폴리싱하는 것보다 상기 유리 엣지 상의 물질을 제거하기위해 더 긴 시간을 필요로하며, 슬러리 폴리싱을 사용하여 유리 엣지 치수를 제어하기 어렵다. 다수의 휠들을 사용한 전통적인 그라인딩 및 폴리싱은 또한 그라인딩 및 폴리싱 휠들을 교체하는데 시간 소모가 클 수 있으며, 폴리싱 휠들은 빨리 닳을 수 있다. 따라서, 유리 시트들, 특히 LGP들에 사용하기 위한 유리 시트들의 엣지들을 마무리하기 위한 방법들 및 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 그라인딩 및 폴리싱에 더하여 예컨대 유리 시트들 내에 홀들을 형성하는 것과 같이 추가적인 기능을 제공하는 장치 및 방법들을 제공하는 것이 또한 바람직할 것이다.
본 발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위한 것이다.
본 개시의 제1 양상은 유리 시트의 엣지를 그라인딩 및 폴리싱함으로써 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 장치에 관한 것이다. 일 실시예에서, 이러한 장치는 상기 엣지들이 그라인딩 및 폴리싱을 거치는 동안 상기 유리 시트를 지지하는 작업 테이블로서, X 축은 상기 작업대 상의 유리 시트의 평면 상의 측방향 이동 방향이고, Y 축은 상기 평면 상의 종방향 이동 방향이며 상기 X 축에 수직하고, Z 축은 상기 평면에 대하여 수직한 이동 방향인, 상기 작업 테이블; 상기 X 축 및 상기 Y 축을 따라 이동가능한 회전 테이블로서, 회전 테이블 회전 축을 가지는, 상기 회전 테이블; 상기 회전 테이블에 장착된 제1 스핀들 및 제2 스핀들로서, 상기 제1 스핀들 및 상기 제2 스핀들이 회전하는 공통 스핀들 회전 축을 가지고, 상기 공통 스핀들 회전 축은 상기 회전 테이블 회전 축에 수직한, 상기 제1 스핀들 및 상기 제2 스핀들; 및 상기 제1 스핀들 상에 장착된 그라인딩 휠 및 상기 제2 스핀들 상에 장착된 폴리싱 휠로서, 상기 그라인딩 휠은 상기 공통 스핀들 회전 축이 상기 Z 축에 평행한 상태에서 상기 유리 시트의 엣지를 그라인딩하도록 구성되고 상기 폴리싱 휠은 상기 공통 스핀들 회전 축이 상기 X 축에 평행한 상태에서 상기 유리 시트의 엣지를 폴리싱하도록 구성되는, 상기 그라인딩 휠 및 상기 폴리싱 휠을 포함한다.
본 개시의 제2 양상은 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 상기 방법은 표면 상에 유리 시트를 지지하는 단계로서, X 축은 상기 표면 상의 유리 시트의 평면 상의 측방향 이동 방향이고, Y 축은 상기 평면 상의 종방향 이동 방향이며 상기 X 축에 수직하고, Z 축은 상기 평면에 수직한 이동 방향인, 상기 지지하는 단계; 제1 스핀들의 일단 상에 장착된 그라인딩 휠로 상기 유리 시트의 상기 엣지를 그라인딩하는 단계로서, 상기 제1 스핀들은 그라인딩 동안 상기 Z 축을 따라 배향되고, 상기 그라인딩 휠은 상기 그라인딩 동안 상기 유리 시트의 상기 엣지에 접촉하는 주변 엣지를 포함하는, 상기 그라인딩하는 단계; 및 제2 스핀들의 일단 상에 장착된 폴리싱 휠의 말단면으로 상기 유리 시트의 상기 엣지를 폴리싱하는 단계로서, 상기 제2 스핀들은 폴리싱 동안 상기 평면에 평행하게 위치되는, 상기 폴리싱하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 결합되어 본 명세서의 일부를 구성하는, 첨부된 도면들은 아래 설명되는 여러 양상들을 도시한다.
도 1은 하나 이상의 실시예들에 따른 유리 시트의 엣지를 그라인딩하도록 위치된 그라인딩 휠을 도시하는 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 상기 장치의 일부의 상세 사시도이다.
도 3은 하나 이상의 실시예들에 따른 유리 시트의 엣지를 폴리싱하도록 위치된 폴리싱 휠을 도시하는 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 장치의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 상기 장치의 일부의 상세 사시도이다.
도 5는 하나 이상의 실시예들에 따른 스핀들 상의 폴리싱 휠의 상세 사시도이다.
도 6은 하나 이상의 실시예들에 따른 도 1에 도시된 상기 장치의 상기 그라인딩 휠의 상세 사시도이다.
도 7a는 유리 시트의 엣지를 그라인딩하는 그라인딩 휠을 도시하는 측면도이다.
도 7b는 유리 시트의 엣지를 폴리싱하는 폴리싱 휠을 도시하는 측면도이다.
도 8은 하나 이상의 실시예들에 따른 드레싱 휠에 의해 드레싱되는 폴리싱 휠을 도시하는 측면도이다.
도 9a는 하나 이상의 실시예들에 따른 폴리싱 휠의 사시도이다.
도 9b는 하나 이상의 실시예들에 따른 폴리싱 휠의 사시도이다.
도 9c는 하나 이상의 실시예들에 따른 그라인딩 휠의 사시도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 홀 드릴링 툴의 사시도이다.
도 11은 도광판의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 12는 유리 LGP의 두 인접한 엣지들에서의 광의 전반사를 도시한다.
이제, 그 예들이 첨부된 예들 및 도면들에 예시되는, 다양한 실시예들에 대한 참조가 상세히 이루어질 것이다.
다음의 설명에서, 도면들에 도시된 여러 뷰들에 걸쳐 동일한 참조 부호들은 동일하거나 대응하는 파트들을 나타낸다. 달리 명시되지 않는한, "상", "하", "밖", "안" 등과 같은 용어들은 편의 상의 단어들이며 제한적인 용어들로 해석되지 않아야 한다는 것이 또한 이해된다. 또한, 그룹이 구성 요소들 및 이들의 조합들의 그룹 중 적어도 하나를 포함하는 것으로 기술될 때마다, 상기 그룹은 개별적으로 또는 서로와의 조합으로 임의의 수의 이러한 언급된 구성 요소들을 포함하거나, 필수적으로 구성되거나, 구성될 수 있다는 것이 이해된다. 유사하게, 그룹이 구성 요소들 또는 이들의 조합들의 그룹 중 적어도 하나로 구성되는 것으로 기술될 때마다, 상기 그룹은 개별적으로 또는 서로와의 조합으로 임의의 수의 이러한 언급된 구성 요소들로 구성될 수 있다는 것이 이해된다. 달리 명시되지 않는한, 값들의 범위는, 언급되는 경우, 그 사이의 임의의 범위들뿐만 아니라 상기 범위의 상한 및 하한을 포함한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 달리 명시되지 않는한, 부정 관사 "a", "an", 및 대응하는 정관사 "the"는 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미한다. 또한 본 명세서 및 도면들에 개시되는 다양한 특징들은 임의의 및 모든 조합들로 사용될 수 있다는 것이 이해된다.
본 명세서에 설명되는 것은 유리 시트들의 엣지들을 마무리하기 위한 방법들 및 장치이다. 특정 실시예들에서, 상기 유리 시트들은 그라인딩 및 폴리싱에 의해 마무리되어 본 개시의 실시예들에 따라 백라이트 유닛들에 사용될 수 있는 도광판들을 제공한다. 특정 실시예들에서, PMMA로 만들어진 도광판들과 유사하거나 보다 우수한 광학 성질들을 가지며 PMMA 도광판들에 비하여 훨씬 나은 기계적 성질들, 예컨대 강성, 열팽창 계수(CTE), 및 높은 습도 조건들에서의 치수 안정성을 가지는 도광판들이 제공된다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 유리 시트(10)의 엣지(12)를 마무리하도록 적합화된 엣지 마무리 장치(100)는 엣지(12)가 그라인딩 및 폴리싱을 거치는 동안 상기 유리 시트(10)를 지지하는 작업 테이블(102)을 포함한다. 상기 장치는 하나 이상의 실시예들에 따라 상기 엣지(12). 및/또는 제2 엣지(14), 제3 엣지(13) 및 제4 엣지(15)를 그라인딩 및/또는 폴리싱하는데 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 작업 테이블(102)이 수평면에 평행한 것으로 도시되나, 본 개시는 상기 작업 테이블(102)이 상기 수평면 내인 것으로 제한되지 않는다. 도 1 내지 도 6과 관련하여 "수평면"이라는 문구는 X-Y 평면이며, 도 1 및 도 3에서, X로 라베링된 X 축은 상기 작업 테이블(102) 상의 상기 유리 시트(10)의 수평면 상의 측방향 이동 방향이고, Y로 라벨링된 Y 축은 상기 수평면 상의 종방향 이동 방향이며 상기 X 축에 수직하고, Z로 라벨링된 Z 축은 상기 수평면(X-Y 평면)에 대하여 수직인 이동 방향이며, 도 1 및 도 3에 도시된 X, Y, 및 Z 좌표들에 의해 표시된다. 그러나, 상기 X-Y 평면은 대안적인 실시예들에 따라 수평면과 다른 평면일 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 엣지 마무리 장치(100)는 상기 X 축 및 상기 Y 축을 따라 이동 가능한 회전 테이블(104)을 더 포함하며, 상기 회전 테이블(104)은 회전 테이블 회전 축(105)을 가진다. 도 1 내지 도 6에 도시된 상기 엣지 마무리 장치(100)는 공통 스핀들 회전 축(107)을 가지는 상기 회전 테이블(104)에 장착된 제1 스핀들(106) 및 제2 스핀들(108)을 더 포함하며, 상기 공통 스핀들 회전 축(107)을 중심으로 상기 제1 스핀들 및 상기 제2 스핀들이 회전하며, 상기 공통 스핀들 회전 축(107)은 상기 회전 테이블 회전 축(105)에 수직하다. 상기 엣지 마무리 장치(100)는 상기 제1 스핀들(106) 상에 제거 가능하게 장착된 그라인딩 휠(110) 및 상기 제2 스핀들(108) 상에 제거 가능하게 장착된 폴리싱 휠(112)을 더 포함하며, 상기 그라인딩 휠(110)은 수직 방향(즉, 상기 Z 축에 평행한)으로 상기 공통 스핀들 회전 축(107)으로 상기 유리 시트(10)의 상기 엣지(12)를 그라인딩하도록 구성되고, 상기 폴리싱 휠(112)은 수평 방향(즉, 상기 X 축 또는 Y 축에 평행하거나, X-Y 평면 또는 상기 유리 시트(10)의 수평면 내)으로 상기 공통 스핀들 회전 축(107)으로 상기 유리 시트(10)의 엣지(12)를 폴리싱하도록 구성된다.
상기 엣지 마무리 장치(100)의 하나 이상의 실시예들은 고리로 배열된 복수의 제1 주변 액체 냉각 노즐들(120)을 더 포함하며, 상기 복수의 제1 주변 액체 냉각 노즐들(120)은 상기 그라인딩 휠(110)에 인접하게 위치되며 상기 그라인딩 휠(110)의 주변 그라인딩 엣지(111)를 향해 냉각 액체를 지향시키도록 위치된다. 하나 이상의 실시예들에 따르면, "인접한"은 제1 주변 액체 냉각 노즐들(120)이 상기 그라인딩 휠(110)의 상기 주변 그라인딩 엣지(111)로부터 약 1-10cm, 약 1-8cm, 약 1-6cm, 약 1-4cm, 또는 약 1-2cm의 범위의 거리인 것을 말한다. 상기 제1 주변 액체 냉각 노즐들(120)을 위한 상기 냉각 액체는 제1 액체 냉각제 라인들(121)을 통해 상기 제1 주변 액체 냉각 노즐들(120)로 흐를 수 있다. 하나 이상의 실시예들에서, 상기 장치는 고리로 배열된 복수의 제2 주변 액체 냉각 노즐들(130)을 더 포함하며, 상기 제2 주변 액체 냉각 노즐들(130)은 상기 그라인딩 휠(110)에 인접하다. 상기 제2 주변 냉각 노즐들을 위한 상기 냉각 액체는 제2 액체 냉각제 라인들(131)에 의해 상기 제2 주변 액체 냉각 노즐들(130)로 흐를 수 있다. 상기 제1 액체 냉각제 라인들(121) 및 제2 액체 냉각제 라인들(131)로 제공되는 상기 냉각 액체는 예컨대 수돗물을 공급하는 수도 꼭지 또는 탈이온수 및/또는 탈염수를 포함하는 탱크(미도시)에 연결된 펌프 같은 냉각제 공급원(미도시)에 연결될 수 있는 제1 공급 라인(127)(도 2 및 도 4에서 가장 잘 보임)에 의해 공급될 수 있다. 상기 제1 주변 액체 냉각 노즐들(120) 및 제2 주변 액체 냉각 노즐들(130)의 상기 고리 형상의 배열은 그라인딩 및 폴리싱 동안 상기 휠들 및 마무리되는 상기 엣지의 효율적인 냉각을 제공하며 상기 유리 시트(10)의 상기 엣지(12)의 엣지 번아웃(burnout) 및 치핑(chipping)을 감소시킨다.
하나 이상의 실시예들에서, 상기 엣지 마무리 장치(100)는 상기 그라인딩 휠(110) 및 상기 폴리싱 휠(112)로부터 멀리 위치된 복수의 원격 액체 냉각 노즐들(140)을 더 포함하고, 상기 원격 액체 냉각 노즐들(140)은 그라인딩 및/또는 폴리싱 동안 상기 유리 시트의 엣지(12)를 향해 냉각 액체를 지향시킨다. 하나 이상의 실시예들에서, "멀리 위치된"은 상기 원격 액체 냉각 노즐들(140)이 상기 유리 시트의 상기 엣지 및/또는 상기 그라인딩 휠(110) 및 상기 폴리싱 휠(112)로부터 약 10-200cm, 약 40-200cm, 약 80-200cm, 약 100-200cm, 또는 약 150-200cm의 범위의 거리에 있는 것을 의미한다. 도 1 내지 도 4에서, 상기 원격 액체 냉각 노즐들(140)은 갠트리(gantry)(152)에 상기 회전 테이블(104)를 고정시키는 하우징(150) 상에 위치되는 것으로 도시된다. 냉각 액체는 제3 액체 냉각제 라인들(141)에 의해 원격 액체 냉각 노즐들(140)로 흐를 수 있다. 상기 제3 액체 냉각제 라인들(141)로 제공되는 상기 냉각 액체는 예컨대 수돗물을 공급하는 수도 꼭지 또는 탈이온화수 및/또는 탈염수를 포함하는 탱크(미도시)에 연결된 펌프와 같은 냉각제 공급원(미도시)에 연결될 수 있는 제2 공급 라인(147)(도 2 및 도 4에서 가장 잘 보임)에 의해 공급될 수 있다.
하나 이상의 실시예들에서, 상기 복수의 제1 주변 액체 냉각 노즐들 및 원격 액체 냉각 노즐들(140)은 상기 유리 시트의 그라인딩 동안 활성화되도록 구성된다. 상기 복수의 제1 주변 액체 냉각 노즐들(120)은 그라인딩 및/또는 폴리싱 동안 충분한 냉각을 제공하기 위하여 임의의 적합한 수의 노즐들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 3, 4, 5, 6,7, 8, 9, 10, 11, 또는 12개의 제1 주변 액체 냉각 노즐들(120)이 제공될 수 있다. 유사하게, 상기 복수의 제2 주변 액체 냉각 노즐들(130)은 그라인딩 및/또는 폴리싱 동안 충분한 냉각을 제공하기 위하여 임의의 적합한 수의 노즐들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 또는 12개의 제2 주변 액체 냉각 노즐들(130)이 제공될 수 있다. 상기 원격 액체 냉각 노즐들(140)과 관련하여, 임의의 수의 노즐들이 제공될 수 있으며 상기 하우징(150)에 고정된다. 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 원격 액체 냉각 노즐들(140)은 상기 하우징(150)의 두 측들에 공급된다. 상기 하우징의 각각의 측은 그라인딩 및/또는 폴리싱 동안 충분한 냉각을 제공하기 위하여 임의의 적합한 수의 노즐들, 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10개의 원격 액체 냉각 노즐들(140)을 가질 수 있다. 상기 원격 액체 냉각 노즐들(140)은 그라인딩 및/또는 폴리싱 동안 상기 유리 시트(10)의 상기 엣지로부터 임의의 적합한 거리로 이격될 수 있다. 상기 원격 액체 냉각 노즐들(140)은 그라인딩 및/또는 폴리싱 작업 동안 상기 유리 시트(10)의 상기 엣지(12)로부터 5cm, 10cm, 15cm, 20cm, 25cm, 30cm, 35cm, 40cm, 50cm, 60cm, 70cm, 80cm, 90cm, 100cm, 125cm, 150cm, 200cm, 또는 500cm까지 이격될 수있다. 상기 제1 주변 액체 냉각 노즐들(120), 제2 주변 액체 냉각 노즐들(130) 및 원격 액체 냉각 노즐들(140) 각각은 원하는 냉각 효과를 얻기 위하여 필요한 바에 따라 크기 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 주변 액체 냉각 노즐들(120), 제2 주변 액체 냉각 노즐들(130) 및 원격 액체 냉각 노즐들(140)의 개구들은 직경이 0.2mm, 0.3mm, 0.4mm, 0.5mm, 0.6mm, 0.8mm, 0.9mm, 1mm, 2mm, 3mm, 4mm, 5mm, 또는 10 mm일 수 있다. 통상적인 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride, PVC) 또는 다른 플라스틱 관 또는 금속 관이 상기 제1 액체 냉각제 라인들(121), 제2 액체 냉각제 라인들(131), 제3 액체 냉각제 라인들(141) 및 상기 제1 공급 라인(127) 및 상기 제2 공급 라인(147) 각각에 사용될 수 있다. 상기 냉각 액체는 물, 냉수, 또는 다른 냉각 액체를 포함할 수 있다.
이제 도 7a 및 도 9c 및 도 7b 및 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 하나 이상의 실시예들에서, 상기 그라인딩 휠(110)은 주변 그라인딩 엣지(111)를 포함하는 원통형 휠을 포함하고, 상기 폴리싱 휠(112)은 주변 폴리싱 엣지(161) 및 폴리싱 말단면(162)을 포함하는 컵 형상의 또는 컵 휠을 포함한다. 도 7b, 도 9a, 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 컵 휠은 움푹한 영역(164)을 포함한다. 도 9a에 도시된 상기 폴리싱 휠(112)은 폴리싱 동안 상기 유리 시트의 상기 엣지(12)에 접촉하는 슬롯이 있는 표면을 제공하는 상기 폴리싱 말단면(162) 상에 위치된 슬롯들(166)을 포함한다. 적합한 컵 휠들은 열을 감소시키기 위하여 부피로 50%까지의 Cu 함량을 가지는, 미세한 폴리싱을 위한, 슬롯들을 가지는 2000메시(mesh)(2000#) 에폭시 수지 컵 휠, 에폭시 수지 휠 5000메시(5000#), 및 에폭시 수지 휠 9000 메시(9000#)를 포함한다.
도 7a 및 도 9c에 도시된 바와 같이, 상기 그라인딩 휠(110)은 상기 유리 시트(10)의 상기 엣지(12) 상에 챔퍼(chamfer)(19)를 형성하는데 사용될 수 있는 챔퍼(125)를 포함한다. 하나 이상의 실시예들에서, 상기 제1 스핀들(106) 및 상기 그라인딩 휠(110)은 그라인딩 동안 상기 주변 그라인딩 엣지(111)가 상기 유리 시트(10)의 엣지(12)에 접촉하도록 구성되며, 상기 제2 스핀들(108) 및 상기 폴리싱 휠(112)은 폴리싱 동안 폴리싱 말단면(162)이 상기 유리 시트의 엣지에 접촉하도록 구성된다.
도 1 내지 도 4를 다시 참조하면, 상기 회전 테이블(104)은 상기 Y 축을 따라 이동 가능한 갠트리(152) 상에 장착되며, 상기 회전 테이블(104)은 상기 X 축을 따라 이동 가능하다. 상기 갠트리(152)는 레일들(182)을 따라 Y 축 캐리지(180) 상에서 이동 가능하다. 도시된 구성은 예시적이며 상기 Y 축을 따른 상기 갠트리(152)의 선형 이동은 다른 방법들, 예컨대 나삿니가 있는 샤프트, 회전 너트, 및 모터 드라이브(미도시)를 포함하는 웜 기어 조립체를 사용하여 달성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 상기 회전 테이블(104)은 레일들(192)을 따라 X 축 캐리지(190) 상에서 이동 가능하다. 도시된 구성은 예시적인 것이며, 상기 X 축을 따른 상기 회전 테이블(104)의 선형 이동은 다른 방식들, 예컨대 나삿니가 있는 샤프트, 회전 너트, 및 모터 드라이브(미도시)를 포함하는 웜 기어 조립체를 사용하여 달성될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
이제 상기 엣지 마무리 장치(100)의 작동이 설명될 것이다. 상기 엣지 마무리 장치(100)는 컴퓨터 수치 제어(computer numerical control, CNC) 기계(200)의 일부일 수 있다. 섕크(shank)(195)를 포함하는 그라인딩 휠(110)은 상기 제1 스핀들(106) 및 상기 그라인딩 휠(110)을 회전 축(107)을 중심으로 회전시키기 위하여 모터(미도시)에 의해 구동될 수 있는 척(chuck) 또는 콜릿(collet)(미도시)에 의해 상기 제1 스핀들(106) 상에 장착될 수 있다. 유사하게 생크(197)를 포함하는 폴리싱 휠(106)이 상기 제1 스핀들(106) 및 상기 그라인딩 휠(110)을 회전 축(107)을 중심으로 회전시키기 위해 모터(미도시)에 의해 구동될 수 있는 척 또는 콜릿(미도시)에 의해 상기 제2 스핀들(108) 상에 장착될 수 있다. 상기 그라인딩 휠(110)은 상기 유리 시트(10)의 상기 엣지(12)로부터 물질을 제거하기 위해 상기 엣지(12)를 따라 상기 Y 축 방향으로 이동되는 동안 회전될 수 있다. 상기 CNC 기계(200)는 상기 그라인딩 휠(110) 및 상기 폴리싱 휠(112)의 회전 및 이동을 제어하는 제어기(210)를 포함한다. 상기 제어기(210)는 유선 또는 무선 연결을 통해 상기 CNC 기계(200)와 통신한다. 상기 제어기(210)는 상기 CNC 기계(200) 및 엣지 마무리 장치(100)의 컴포넌트들의 이동 및 회전을 제어할 수 있는 임의의 적합한 컴포넌트일 수 있다. 예를 들어, 상기 제어기(210)는 중앙 처리 장치, 메모리, 적합한 회로들 및 저장 장치를 포함하는 컴퓨터일 수 있다. 상기 CNC 기계(200)는 상기 그라인딩 휠, 상기 폴리싱 휠, 그라인딩 및 폴리싱되는 상기 유리 시트의 상기 엣지의 위치를 정확하게 추적하기 위하여, 및 상기 그라인딩 휠 및 폴리싱 휠을 정렬시키기 위하여 상기 제어기(210)에 정보를 제공하기 위하여. 예를 들어 카메라들, 예를 들어, 전자 결합 장치(charge coupled device, CCD) 카메라들을 포함하는 기계 시각 시스템을 포함할 수 있는 하나 이상의 위치 센서들(212)을 더 포함할 수 있다. 0.001 마이크로미터의 해상도를 가지는 카메라는 평평한 단일 엣지, 직사각형 부분들 및 원형 부분들을 모니터링할 수 있다.
X-Y 평면 내의 상기 그라인딩 휠(110) 및 폴리싱 휠(112)의 위치는 상기 X 방향 및 상기 Y 방향으로 상기 그라인딩 휠(110) 및 상기 폴리싱 휠(112)의 이동을 달성하기 위한 롤러 타입 또는 슬라이딩 타입 레일 시스템들에 의해 제어될 수 있다. 위에 언급된 바와 같이, 상기 갠트리(152)의 Y 방향 이동은 레일들(182) 상의 상기 Y 축 캐리지(180)를 통해 발생하며, X 축 이동은 레일들(192) 상의 상기 X 축 캐리지(190)를 통해 발생한다. 상기 위치 센서들(212)은 상기 유리 시트의 마무리 동안 그라인딩 휠(110) 및 폴리싱 휠(112) 및 상기 유리 시트(10)의 위치에 대하여 상기 제어기에 피드백을 제공하기 위하여 상기 제어기(210)와 통신한다. 상기 CNC 기계(200)의 상기 제어기(210)는 또한 상기 냉각 액체의 흐름을 제어하는데 사용될 수 있으며, 상기 제1 주변 액체 냉각 노즐들(120), 상기 제2 주변 액체 냉각 노즐들(130) 및 원격 액체 냉각 노즐들(140) 각각을 통한 냉각 액체 흐름의 압력, 유량, 및 지속 시간을 제어하기 위하여 밸브들 및 펌프들(미도시)과 통신할 수 있다.
하나 이상의 실시예들에 따르면, 상기 회전 테이블(104)은 상기 그라인딩 휠(110) 및 폴리싱 휠(112)이 상기 제1 스핀들(106) 및 상기 제2 스핀들(108)의 회전 축(107)에 수직한 회전 축(105)을 중심으로 회전할 수 있게한다. 상기 회전 테이블(104)은 임의의 바람직한 크기의 증분으로, 예를 들어, 1도, 5도, 10도, 15도, 20도, 45도, 90도 및 180도로, 인덱스하거나 회전할 수 있다. 적합한 회전 테이블(104)은 타이완의 Detron Machine Co., Ltd로부터 입수 가능한 Detron GX-170P이다. 일부 실시예들에 따르면, 사용 시, 그라인딩 작업 동안, 상기 제1 스핀들(106)은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 Z 축에 평행하거나 또는 이를 따라 수직 배향이다. 상기 제1 스핀들(106)은 엣지(12)로부터 물질을 제거하기 위해 축(107)을 중심으로 회전하며, 상기 Y 축을 따라 이동한다. 하나 이상의 실시예들에서, 엣지들(13, 15)은 상기 엣지들(13, 15)로부터 물질을 제거하기 위해 상기 X 축을 따라 상기 제1 스핀들을 이동시키는 동안 회전 축(107)을 중심으로 상기 제1 스핀들(106)을 회전시킴으로써 마무리될 수 있다. 상기 그라인딩 작업이 완료되면, 상기 말단면(162)이 폴리싱 작업 동안 상기 유리 시트(10)의 상기 엣지(12)와 접촉할 수 있도록, 상기 제2 스핀들(108)이 이제 상기 작업 테이블(102) 및 상기 유리 시트(10)의 상기 수평면이 상기 X-Y 평면에 평행하게 위치되도록, 면상기 CNC 기계(200)의 상기 제어기(210)는 상기 제1 스핀들(106)을 회전 축(105)을 중심으로 90도 회전시키기 위해 신호를 전송한다. 상기 작업 테이블(102) 및 유리 시트의 배향은 수평이 아닐 수 있으며, 일부 실시예들에서, 상기 작업 테이블(102) 및 상기유리 시트는 상기 수평에 대하여 일정 각도로 기울어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 엣지(12)의 폴리싱 작업 동안, 상기 제2 스핀들(108)은 회전 축(107)을 중심으로 회전하며, 제2 스핀들(108)은 상기 Y 축을 따라 이동한다. 상기 폴리싱 작업은 또한 엣지(14) 상에 유사한 방식으로 수행될 수 있다.
따라서, 상기 회전 테이블(104)이 상기 제1 스핀들(106)이 수직 뱅향(상기 Z 축에 형행)인 상태에서 그라인딩 및 상기 제2 스핀들(108)이 수평 방향(상기 수평면 또는 X-Y 평명에 평행)인 상태에서 폴리싱을 가능하게 한다는 것이 인식될 것이다. 상기 제1 스핀들(106) 상에 장착되는 그라인딩 휠(110) 및 상기 제2 스핀들(108)에 장착되는 폴리싱 휠(112)을 사용하여, 상기 폴리싱 및 그라인딩 작업들은 휠들을 교체하지 않으면서 상기 유리 시트(10)의 엣지들(12, 14) 상에서 신속하고 효율적으로 진행될 수 있다. 상기 제1 주변 액체 냉각 노즐들(120), 제2 주변 액체 냉각 노즐들(130), 및 원격 액체 냉각 노즐들에 의해 제공되는 냉각은 마무리되는 동안 상기 유리 시트의 상기 엣지들을 효율적으로 냉각시키며, 그라인딩 및 폴리싱 공정 동안 상기 그라인딩 휠 및 폴리싱 휠을 냉각시킨다.
일반적으로, 특히 상기 폴리싱 휠(112)이 많은 유리 엣지들을 폴리싱한 후, 상기 폴리싱 휠(112) 상의 평평한 말단면(162)을 유지하는 것이 어렵다. 드레싱 공정은 폴리싱 효율을 향상시키기 위해 상기 휠을 더 평평하게 만들 수 있으며 번아웃 영역을 제거할 수 있다. 이제 도 8을 참조하면, 모터(302) 및 화살표 방향(305)으로 회전하는 드레싱 휠(304)을 포함하는 컨디셔닝 툴(300)이 도시된다. 상기 드레싱 휠(304)은 상기 폴리싱 휠(112)이 회전 축(107)을 중심으로 회전하고 방향(209)을 따라 이동하는 동안 상기 폴리싱 휠(112)의 상기 말단면(162)에 접촉한다. 상기 컨디셔닝 툴(300)은 오프라인, 즉 상기 엣지 마무리 장치(100)로부터 멀리 또는 분리되어 위치할 수 있다. 대안적으로, 상기 컨디셔닝 툴(300)는 상기 엣지 마무리 장치(100)에 장착되거나 인접할 수 있다. 상기 폴리싱 휠이 유리 엣지의 컷의 0.01mm 깊이에서 800mm/분으로 이동하는 동안 상기 폴리싱 휠(112)이 3000rpm으로 회전하는 동안 147rpm으로 작동하는, 75mm의 외직경, 12.7mm의 내부 홀 직경, 및 25mm의 두께를 가지며, 녹색 실리콘 카바이드(GC) 120 메시(120#) 드레싱 휠로 상기 폴리싱 휠(112)을 드레싱하는 것은 드레싱 후 14 마이크로미터 내지 <1 마이크로미터의 향상된 말단면(162) 편평도를 야기했다.
이제 도 10을 참조하면, 유리 시트(10) 내에 홀들을 형성하기 위하여 홀 드릴링 툴(400)이 또한 상기 제1 스핀들(106) 또는 상기 제2 스핀들(108)에 결합될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 실시예들에서, 방법은 상기 제1 스핀들 또는 상기 제2 스핀들에 결합된 홀 드릴링 툴로 상기 유리 시트 내에 홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 유리 시트 내에 상기 홀을 형성하는 단계는 본 명세서에 설명된 상기 그라인딩하는 단계 및 폴리싱하는 단계 전 또는 후에 발생할 수 있다.
하나 이상의 실시예들에 따르면, 상기 엣지 마무리 장치(100)는 유리 시트의 상기 주표면들에 수직한 엣지(12)를 형성할 수 있으며, 불산으로 상기 엣지를 식각하거나 상기 엣지를 슬러리 폴리싱하지 않고서도 Ra<0.5 마이크로미터, Ra<0.4 마이크로미터, Ra<0.3 마이크로미터, 또는 Ra<0.2 마이크로미터의 향상된 엣지 거칠기를 가지는 엣지를 제공할 수 있다. 달리 말하면, Ra<0.5 마이크로미터, Ra<0.4 마이크로미터, Ra<0.3 마이크로미터, 또는 Ra<0.2 마이크로미터의 엣지 거칠기를 가지는 유리 시트가 하나 이상의 실시예들에 따라 본 개시의 상기 엣지 마무리 장치(100)를 사용하여 그라인딩 및 폴리싱함으로써 만들어질 수 있다. 그라인딩 및 폴리싱 후에 유리 시트의 상기 엣지의 평균 거칠기(Ra)는 www.keyence.com에서 Keyence Corporation로부터 입수 가능한 VK-8510/VK-8500 모델의 Keyence 매우-깊은 형상 측정 현미경을 사용하여 ISO 4288:1996에 따라 측정된다. 상기 엣지 마무리 장치(100)는 다양한 유리 시트 크기들, 예를 들어, 10 X 10mm 내지 3600mm X 1725 mm 및 그 이상의 범위의 X-Y 치수들을 가지는 유리 시트들을 가공할 수 있다.
본 개시의 다른 양상은 유리 시트의 엣지를 그라인딩 및 폴리싱하는 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 상기 방법은 도 1-2에 도시된 상기 작업 테이블(102)과 같은 표면 상에 상기 유리 시트를 지지하는 단계를 포함하며, X 축은 상기 표면 상의 유리 시트의 평면 상의 측방향 이동 방향이고, Y 축은 상기 평면 상의 종방향 이동 방향이며 상기 X 축에 수직하고, Z 축은 상기 평면에 수직한 이동 방향이다. 특정 실시예들에서, 상기 X 축은 상기 수평 표면 상의 유리 시트의 수평면 상의 측방향 이동 방향이고, 상기 Y 축은 상기 수평면 상의 종방향 이동 방향이며 상기 X 축에 수직하고, 상기 Z 축은 상기 수평면에 대하여 수직한 이동 방향이다. 상기 방법은 제1 스핀들의 일단 상에 장착된 그라인딩 휠로 상기 유리 시트의 상기 엣지를 그라인딩하는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 스핀들은 상기 그라인딩 동안 상기 Z 축을 따라 배향되고, 상기 그라인딩 휠은 상기 그라인딩하는 단계 동안 상기 유리 시트의 상기 엣지에 접?하는 주변 엣지를 가진다. 상기 방법은 제2 스핀들의 일단 상에 장착된 폴리싱 휠로 상기 유리 시트의 상기 엣지를 폴리싱하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 스핀들은 상기 폴리싱하는 단계 동안 상기 유리 시트의 상기평면에 평행하게 위치되고, 상기 폴리싱 휠은 상기 폴리싱하는 단계 동안 상기 엣지에 접촉하는 말단면을 가진다. 상기 작업 테이블 및 유리 시트가 수평인 특정 실시예들에서, 상기 제2 스핀들은 상기 폴리싱하는 단계 동안 수평적으로(즉, 상기 X-Y 평면에 평행하게) 위치된다.
하나 이상의 실시예들에서, 상기 방법은 고리로 배열된 제1 주변 액체 냉각 노즐들로 상기 그라인딩 휠의 상기 주변 엣지에 냉각 유체를 지향시키는 단계를 포함하며, 상기 제1 주변 냉각 노즐들은 상기 그라인딩 동안 상기 그라인딩 휠의 상기 주변 엣지에 인접한다. 하나 이상의 실시예들에서, 상기 방법은 상기 폴리싱하는 단계 동안 상기 유리 시트의 상기 엣지 및/또는 상기 그라인딩 휠(110) 및 상기 폴리싱 휠(112)로부터 멀리에 위치되는 복수의 원격 액체 냉각 노즐들로 상기 폴리싱하는 단계 동안 상기 유리 시트의 상기 엣지에 냉각 유체를 지향시키는 단계를 포함한다. 하나 이상의 실시예들에서, 상기 방법은 상기 그라인딩 동안 상기 유리 시트의 상기 엣지 및/또는 상기 그라인딩 휠(110) 및 상기 폴리싱 휠(112)로부터 멀리 위치되는 상기 복수의 원격 액체 냉각 노즐들로 상기 그라인딩하는 단계 동안 상기 엣지에 냉각 유체를 지향시키는 단계를 포함한다.
하나 이상의 실시예들에서, 상기 방법은 상기 유리 시트의 상기 엣지의 그라인딩 및 폴리싱 동안 상기 Y 축을 따른 방향으로 상기 유리 시트에 대하여 상기 제1 스핀들 및 상기 제2 스핀들을 이동시키는 단계를 포함한다. 상기 방법의 하나 이상의 실시예들에서, 상기 제1 스핀들 및 상기 제2 스핀들은 상기 제1 스핀들 및 상기 제2 스핀들이 회전하는 공통 스핀들 회전 축(107)을 가진다.
상기 방법의 하나 이상의 실시예들에서, 상기 폴리싱 휠은 컵 휠이다. 상기 방법의 하나 이상의 실시예들에서, 상기 폴리싱 휠은 컵 휠이며, 상기 컵 휠의 말단면 상에 슬롯들을 가진다. 상기 방법의 하나 이상의 실시예들에서, 마무리 후에 상기 유리 시트는 도광판으로 사용될 수 있으며, 상기 엣지는 그라인딩 및 폴리싱 후의 마무리된 엣지이며, 상기 마무리된 엣지는 0.2 마이크로미터 미만의 평균 거칠기를 가진다.
상기 방법의 하나 이상의 실시예들에서, 상기 마무리된 엣지는 상기 엣지의 상기 그라인딩 및 폴리싱 후의 상기 유리 시트가 투과 반치폭(full width half maximum, FWHM) 12.8도 미만의 각도 내로 광을 산란시키는 광 주입 엣지를 가지는 도광판으로 사용될 수 있도록 수직도를 가진다. 상기 방법의 하나 이상의 실시예들에서, 상기 유리 시트의 상기 마무리된 엣지는 450nm의 파장에서 적어도 95%의 광 투과율을 가진다. 이러한 높은 투과율을 가지는 유리 시트는 도광판으로서의 사용에 적합하다.
하나 이상의 실시예들에서, 상기 유리 시트의 상기 엣지는 도광판의 제조에서 제1 광 주입 엣지로 사용될 수 있는 엣지를 제공하게 위해 그라인딩 및 폴리싱을 거치는 제1 엣지이다. 상기 방법은 상기 제1 광 주입 엣지와 인접한 두 엣지들을 그라인딩 및 폴리싱하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법의 하나 이상의 실시예들에서, 상기 유리 시트는 50 몰% 내지 80 몰% 범위의 SiO2, 0 몰% 내지 20 몰% 범위의 Al2O3, 및 0 몰% 내지 25 몰% 범위의 B2O3, 및 중량으로 50ppm 미만의 철(Fe) 농도를 포함한다.
위에 언급된 바와 같이, 본 명세서에 설명된 상기 장치 및 방법들은 유리 도광판들의 제조에 사용될 수 있다. 도 11은 엣지를 그라인딩 및 폴리싱함으로써 유리 시트를 마무리하기 위해 본 개시의 상기 방법들 및 장치에 의해 제조될수 있는 도광판의 예시적인 실시예를 도시한다. 상기 유리 시트는 전면일 수 있는 제1 면(610), 및 상기 제1면에 대향하며 후면일 수 있는 제2 면을 가지는 유리 시트를 포함하는 전형적인 도광판의 형상 및 구조를 가진다. 상기 제1 및 제2 면들은 높이(H) 및 폭(W)을 가진다. 하나 이상의 실시예들에서, 제1 및/또는 제2 면(들)은 0.6nm 미만인 평균 거칠기(Ra)를 가진다.
상기 유리 시트(600)는 상기 전면과 상기 후면 사이의 두께(T)를 가지며, 상기 두께는 4개의 엣지들을 형성한다. 상기 유리 시트의 상기 두께는 전형적으로 상기 전면 및 상기 후면의 상기 높이 및 상기 폭보다 작다. 다양한 실시예들에서, 상기 도광판의 상기 두께는 상기 전면 및/또는 상기 후면의 상기 높이의 1.5% 미만이다. 하나 이상의 실시예들에서, 상기 두께(T)는 약 2mm, 약 1.9mm, 약 1.8mm, 약 1.7mm, 약 1.6mm, 약 1.5mm, 약 1.4mm, 약 1.3mm, 약 1.2mm, 약 1.1mm, 약 1mm, 약 0.9mm, 약 0.8mm, 약 0.7mm, 약 0.6mm, 약 0.5mm, 약 0.4mm, 또는 약 0.3mm일 수 있다. 상기 도광판의 상기 높이, 상기 폭, 및 상기 두께는 LCD 백라이트 응용에서 LGP로 사용하기 위하여 구성되며 치수가 정해진다.
도시된 실시예에서, 제1 엣지(630)는 예를 들어 발광 다이오드(LED)에 의해 제공되는 광을 수신하는 광 주입 엣지이다. 일부 실시예들에서, 상기 광 주입 엣지는 투과율 반치 폭(FWHM) 12.8도 미만의 각도 내로 광을 산란시킨다. 상기 광 주입 엣지는 본 명세서에 설명된 장치 및 방법들에 따라 상기 제1 엣지(630)를 그라인딩 및 폴리싱함으로써 얻어질 수 있다.
상기 유리 시트는 상기 광 주입 엣지(630)에 인접한 제2 엣지(640) 및 상기 제2 엣지(640)에 대향하고 상기 광 주입 엣지(630)에 인접한 제3 엣지(660)를 더 포함하며, 상기 제2 엣지(640) 및/또는 상기 제3 엣지(66)는 반사 반치폭 12.8도 미만의 각도 내로 광을 산란시킨다. 상기 제2 엣지(640) 및/또는 상기 제3 엣지(660)는 6.4도 미만인 반사 확산 각도를 포함할 수 있다. 상기 유리 시트는 상기 제1 엣지(630)에 대향하는 제4 엣지(650)를 포함한다.
하나 이상의 실시예들에 따르면, 상기 LGP의 상기 4개의 엣지들 중 3개는 다음과 같은 2가지 이유들로 인하여 거울 폴리싱된 표면을 가진다: 두 엣지들에서의 LED 결합 및 전반사(total internal reflection, TIR). 하나 이상의 실시예들에 따르면, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 엣지(630) 내로 주입된 광은 상기 주입 엣지에 인접한 제2 엣지(640) 및 상기 주입 엣지에 인접한 제3 엣지(660)에 입사할 수 있으며, 상기 제2 엣지(640)는 상기 제3 엣지(660)와 대향한다. 상기 제2 및 제3 엣지들은 또한 불산으로 식각 및/또는 상기 엣지의 슬러리 폴리싱 없이도 0.5 마이크로미터, 0.4 마이크로미터, 0.3 마이크로미터, 또는 0.2 마이크로미터 미만의 상기 엣지에서의 낮은 평균 거칠기를 포함할 수 있어, 상기 입사 광은 상기 제1 엣지에 인접한 두 엣지들로부터 전반사를 겪는다.
광은 상기 제1 엣지(630)를 따라 위치되는 LED들의 어레이(700)로부터 상기 제1 엣지(630) 내로 주입될 수 있다. 상기 LED들은 상기 제1 엣지(630)로부터 0.5mm 미만의 거리에 위치될 수 있다. 하나 이상의 실시예들에 따르면, 상기 LED들은 상기 도광판(600)으로의 효율적인 광 결합을 제공하기 위하여 상기 유리 시트의 상기 두께보다 작거나 같은 두께 또는 높이를 가질 수 있다. 하나 이상의 실시예들에 따르면, 상기 두 엣지들(640, 660)은 또한 6.4도 미만인 반사 확산 각도를 포함할 수 있다.
예들
상기 엣지 마무리 장치(100) 및 아래 설명되는 바와 같이 상이한 그라인딩 및 폴리싱 휠들을 사용하여 그라인딩 및 폴리싱을 거친 200mm X 200mm X 1.1mm의 X-Y-Z 치수를 가지는 여러 유리 시트들에 대하여 투과율 값들이 측정되었다. 그라인딩 및 폴리싱 후? 투과율은 www.keyence.com에서 Keyence Corporation으로부터 입수가능한 모델 VK-8510/VK-8500의 Keyence 매우-깊은 형상 측정 현미경을 사용하여 측정되었다. 투과율은 상기 그라인딩 및 폴리싱된 엣지에 광원을 지향시키고 상기 현미경으로 상기 대향하는 엣지에서 상기 샘플을 통한 광 투과율을 측정함으로써 400nm 내지 700nm 범위의 파장의 레이저 광원(Energetiq Technology, Inc., Woburn, MA로부터 입수 가능한 EQ-99X LDLS)을 사용하여 Y 치수(200mm)에 걸쳐 상기 200mm X 200mm X 1.1mm 유리 시트 상에서 측정되었다. 측정들은 400nm, 560nm, 및 630nm의 파장들에서 이루어졌다. 그라인딩 및 폴리싱된 엣지들을 가지는 상기 샘플들의 상기 투과율 측정들은 절단 후 그러나 상기 엣지의 그라인딩 및 폴리싱 전에 Y 치수(200mm)에 걸쳐 동일한 X-Y-Z 치수들을 가지는 유리 시트를 통해 측정된 투과율 값들과 비교되어 상기 절단 엣지 샘플에 비교한 백분율 값을 제공한다. 상기 절단된 엣지를 가지는 상기 샘플의 투과율은 상기 절단 엣지에 상기 광원을 지향사키고 대향하는 엣지에서 상기 샘플을 통해 투과된 광을 측정함으로써 측정되었다. 절단된 후 그러나 상기 엣지의 그라인딩 및 폴리싱 전에 측정된 샘플은 절단되자마자의 엣지를 가지며 100.00%의 유리 투과율을 가졌다. 아래 제공된 투과율 값들은 400nm, 560nm, 및 630nm의 파장들에서 이루어진 측정들의 평균이다.
평균 거칠기는 상기 엣지 마무리 장치(100) 및 아래 설명된 바와 같이 상이한 그라인딩 및 폴리싱 휠들을 사용하여 그라인딩 및 폴리싱을 거친 1219mm X 150mm X 1.1mm의 X-Y-Z 치수를 가지는 여러 유리 시트들에 대하여 측정되었다. 그라인딩 및 폴리싱 후의 상기 엣지의 표면 거칠기는 www.keyence.com에서 Keyence Corporation으로부터 입수 가능한 VK-8510/VK-8500 모델의 Keyence 매우-깊은 형상 측정 현미경을 사용하여 ISO 4288:1996에 따라 측정되었다.
예 1
800 메쉬(800#) 챔퍼링된 금속 결합된 다이아몬드 그라인딩 휠이 6000mm/분의 이동 속도로, 상기 엣지의 0.10mm를 제거하며, 상기 엣지를 그라인딩하는데 사용되었다. 이후, 부피비로 최대 50%의 Cu 함량을 가지는 말단면에 슬롯이 형성된 에폭시 수지가 결합된 컵 휠 2000 메쉬(2000#)를 사용하여, 6000mm/분의 이동 속도로 1회의 통과 후에 0.03mm를 제거하는, 제2 엣지 폴리싱 단계가 뒤따랐다. 제3 단계는 부피 비율로 최대 50%의 Cu 함량을 가지는 수지 컵 휠 5000 메쉬(5000#)의 슬롯이 형성되지 않은 말단면으로, 6000mm/분의 이동 속도로 1회의 통과에 의해 0.005mm를 제거하는, 폴리싱을 수반하였다. 위에 설명된 기술을 사용하여 상기 Keyence 현미경을 사용하여 측정된 상기 평균 거칠기(Ra)는 0.04 마이크로미터였다. 상기 광학 투과율은 위에 설명된 바와 같이 측정되었으며 광학 투과율은 99.5%를 초과하였으며, 99.8%로 측정되었다.
예 2
800 메쉬(800#) 곧은(챔퍼링되지 않은) 금속 결합된 다이아몬드 그라인딩 휠이 6000mm/분의 이동 속도로 상기 엣지의 0.10mm를 제거하며, 유리 시트의 엣지를 그라인딩하는데 사용되었다. 이후, 챔퍼링된 금속 결합된 다이아몬드 그라인딩 휠 800 메쉬(800#)를 사용하여, 6000mm/분의 이동 속도로 1회의 통과 후에 0.05mm를 제거하는, 제2 엣지 그라인딩 단계가 뒤따랐다. 제3 단계는 부피 비율로 최대 50%의 Cu 함량을 가지는 에폭시 수직 컵 휠 5000#의 슬롯이 형성되지 않은 말단면으로, 6000mm/분의 이동 속도로 3회의 통과에 의해 0.005mm를 제거하는, 폴리싱을 수반하였다. 위에 설명된 기술을 사용하여 상기 Keyence 현미경을 사용하여 측정된 평균 거칠기(Ra)는 0.035 마이크로미터였다.
광학 투과율은 위에 설명된 기술을 사용하여 측정되었으며 99.5%를초과하였으며, 99.8%로 측정되었다.
다양한 수정들 및 변경들이 본 명세서에 설명된 재료들, 방법들, 및 물품들에 이루어질 수 있다. 본 명세서에 설명된 재료들, 방법들, 및 물품들의 다른 양상들은 본 명세서의 고려 및 본 명세서에 개시된 재료들, 방법들, 및 물품들의 실시로부터 명백할 것이다. 본 명세서 및 예들은 예시적인 것으로 간주되도록 의도된다. 본 개시의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않으면서 다양한 수정들 및 변경들이 만들어질 수 있다는 것이 당업계의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다.

Claims (23)

  1. 유리 시트의 엣지가 그라인딩(grinding) 및 폴리싱(polishing)을 거치는 동안 상기 유리 시트를 지지하는 작업 테이블로서, X 축은 상기 작업 테이블 상의 상기 유리 시트의 평면 상의 측방향 이동 방향이고, Y 축은 상기 평면 상의 종방향 이동 방향이며 상기 X 축에 수직하고, Z 축은 상기 평면에 대하여 수직한 이동 방향인, 상기 작업 테이블;
    상기 X 축 및 상기 Y 축을 따라 이동 가능하며, 회전 테이블 회전 축을 가지는, 회전 테이블;
    상기 회전 테이블에 장착된 제1 스핀들(spindle) 및 제2 스핀들로서, 상기 제1 스핀들 및 상기 제2 스핀들은 상기 제1 스핀들 및 상기 제2 스핀들이 회전하는 공통 스핀들 회전 축을 가지고, 상기 공통 스핀들 회전 축은 상기 회전 테이블 회전 축에 수직한, 상기 제1 스핀들 및 상기 제2 스핀들; 및
    상기 제1 스핀들 상에 장착된 그라인딩 휠(wheel) 및 상기 제2 스핀들 상에 장착된 폴리싱 휠로서, 상기 그라인딩 휠은 상기 공통 스핀들 회전 축이 상기 Z 축에 평행한 상태에서 상기 유리 시트의 상기 엣지를 그라인딩하도록 구성되고, 상기 폴리싱 휠은 상기 공통 스핀들 회전 축이 상기 X 축에 평행한 상태에서 상기 유리 시트의 엣지를 폴리싱하도록 구성되는, 상기 그라인딩 휠 및 상기 폴리싱 휠;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    고리로 배열된 복수의 제1 주변 액체 냉각 노즐들을 더 포함하고, 상기 제1 주변 액체 냉각 노즐들은 상기 제1 스핀들에 인접하고 상기 그라인딩 휠의 주변 엣지를 향해 냉각 액체를 지향시키도록 위치되는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    고리로 배열된 복수의 제2 주변 액체 냉각 노즐들을 더 포함하고, 상기 제2 주변 액체 냉각 노즐들은 상기 제2 스핀들에 인접하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 그라인딩 휠 및 상기 폴리싱 휠로부터 멀리에 위치되고 상기 유리 시트의 엣지를 향해 냉각 액체를 지향시키도록 위치되는 복수의 원격 액체 냉각 노즐들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 주변 액체 냉각 노즐들 및 원격 액체 냉각 노즐들은 상기 유리 시트의 그라인딩 동안 활성화되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 주변 액체 냉각 노즐들은 4개의 냉각 노즐들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 장치.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 주변 액체 냉각 노즐들은 6개의 냉각 노즐들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 그라인딩 휠은 주변 그라인딩 엣지를 포함하는 원통형 휠을 포함하고, 상기 폴리싱 휠은 주변 폴리싱 엣지 및 폴리싱 말단면(end face)을 포함하는 컵 휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 스핀들 및 상기 그라인딩 휠은 그라인딩 동안 상기 주변 그라인딩 엣지에 의해 상기 유리 시트의 상기 엣지에 접촉하도록 구성되고, 상기 제2 스핀들 및 상기 폴리싱 휠은 상기 폴리싱 말단면에 의해 상기 유리 시트의 엣지에 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 컵 휠의 상기 폴리싱 말단면은 슬롯(slot)이 형성된 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 회전 테이블은 상기 Y 축을 따라 이동 가능한 갠트리(gantry) 상에 장착되고, 상기 회전 테이블은 상기 X 축을 따라 이동 가능한 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 갠트리는 y 축 캐리지(carriage)를 따라 이동 가능하고, 상기 회전 테이블은 x 축 캐리지를 따라 이동 가능한 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 마무리하기 위한 장치.
  13. 표면 상에 유리 시트를 지지하는 단계로서, X 축은 상기 표면 상의 상기 유리 시트의 평면 상의 측방향 이동 방향이고, Y 축은 상기 평면 상의 종방향 이동 방향이며 상기 X 축에 수직하고, Z 축은 상기 평면에 수직한 이동 방향인, 상기 지지하는 단계;
    제1 스핀들의 일단 상에 장착된 그라인딩 휠로 상기 유리 시트의 엣지를 그라인딩하는 단계로서, 상기 제1 스핀들은 상기 그라인딩하는 단계 동안 상기 Z 축을 따라 배향되고, 상기 그라인딩 휠은 상기 그라인딩하는 단계 동안 상기 유리 시트의 상기 엣지와 접촉하는 주변 엣지를 포함하는, 상기 그라인딩하는 단계; 및
    제2 스핀들의 일단 상에 장착된 폴리싱 휠의 말단면으로 상기 유리 시트의 상기 엣지를 폴리싱하는 단계로서, 상기 제2 스핀들은 상기 폴리싱하는 단계 동안 상기 평면에 평행하게 위치되는, 상기 폴리싱하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 그라인딩 및 폴리싱하는 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    고리로 배열된 복수의 제1 주변 액체 냉각 노즐들로 상기 그라인딩 휠의 상기 주변 엣지에 냉각 유체를 지향시키는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 주변 액체 냉각 노즐들은 상기 그라인딩 휠의 상기 주변 엣지에 인접하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 그라인딩 및 폴리싱하는 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 유리 시트의 상기 엣지로부터 멀리 위치된 복수의 원격 액체 냉각 노즐들로 상기 폴리싱하는 단계 동안 상기 엣지에 냉각 유체를 지향시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 그라인딩 및 폴리싱하는 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 유리 시트의 상기 엣지로부터 멀리 위치된 상기 복수의 원격 액체 냉각 노즐들로 상기 그라인딩 동안 상기 엣지에 냉각 유체를 지향시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 그라인딩 및 폴리싱하는 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 유리 시트의 상기 엣지를 상기 그라인딩하는 단계 및 상기 폴리싱하는 단계 동안 상기 Y 축을 따른 방향으로 상기 유리 시트에 대하여 상기 제1 스핀들 및 상기 제2 스핀들을 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 그라인딩 및 폴리싱하는 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 스핀들 및 상기 제2 스핀들은 공통 스핀들 회전 축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 그라인딩 및 폴리싱하는 방법.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 폴리싱 휠은 컵 휠인 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 그라인딩 및 폴리싱하는 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 컵 휠은 상기 컵 휠의 상기 말단면 상의 슬롯들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 그라인딩 및 폴리싱하는 방법.
  21. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 스핀들 또는 상기 제2 스핀들에 결합된 홀 드릴링 툴(hole drilling tool)로 상기 유리 시트 내에 홀을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 그라인딩 및 폴리싱하는 방법.
  22. 제13 항에 있어서,
    상기 엣지는 상기 그라인딩하는 단계 및 상기 폴리싱하는 단계 후에 마무리된 엣지가 되고, 상기 마무리된 엣지는 약 0.2 마이크로미터 미만의 평균 거칠기(roughness)를 가지는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 그라인딩 및 폴리싱하는 방법.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 유리 시트는 50 몰% 내지 80 몰% 범위의 SiO2, 0 몰% 내지 20 몰% 범위의 Al2O3, 0 몰% 내지 25 몰% 범위의 B2O3, 및 중량 비율로 50ppm 미만의 Fe를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트의 엣지를 그라인딩 및 폴리싱하는 방법.
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