KR20200106755A

KR20200106755A - 유리 라미네이트 기판의 가공 장치, 이를 이용한 가공 방법 및 절단 방법

Info

Publication number: KR20200106755A
Application number: KR1020190025358A
Authority: KR
Inventors: 이우진; 윌리엄 미셸 프라이스; 위인 탕; 신동근; 김주석; 박철희
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2020-09-15
Also published as: US20220161369A1; WO2020181023A1; TW202035135A; CN113613833A; EP3934841A1

Abstract

금속 기판 상에 유리 기판을 포함하는 유리 라미네이트 기판을 처리 위치로 반입하는 단계; 상기 유리 기판을 통과하여 상기 금속 기판 상에 레이저 광을 조사하는 단계; 및 상기 레이저 광이 조사되는 위치의 상기 유리 기판을 절단하도록 상기 레이저 광이 조사되는 위치를 냉각시키는 단계를 포함하는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 유리 라미네이트 기판의 가공 방법, 절단 방법, 및 가공 장치를 사용하면, 절단 후에도 높은 가장자리 강도를 갖는 유리 라미네이트 기판을 생산할 수 있다.

Description

유리 라미네이트 기판의 가공 장치, 이를 이용한 가공 방법 및 절단 방법 {Processing apparatus for glass laminate substrate, method of processing and cutting using the same}

본 발명은 유리 라미네이트 기판의 가공 장치, 이를 이용한 가공 방법 및 절단 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 절단 후에도 높은 가장자리 강도를 갖는 유리 라미네이트 기판의 가공 장치, 이를 이용한 가공 방법 및 절단 방법에 관한 것이다.

유리 라미네이트 기판은 향후 여러 기술 분야에서 널리 활용될 전망이 높지만 이를 가공하는 기술은 더 개발될 여지가 많이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 절단 후에도 높은 가장자리 강도를 갖는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 절단 후에도 높은 가장자리 강도를 갖는 유리 라미네이트 기판의 절단 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 세 번째 기술적 과제는 절단 후에도 높은 가장자리 강도를 갖는 유리 라미네이트 기판의 가공 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 금속 기판 상에 유리 기판을 포함하는 유리 라미네이트 기판을 처리 위치로 반입하는 단계; 상기 유리 기판을 통과하여 상기 금속 기판 상에 레이저 광을 조사하는 단계; 및 상기 레이저 광이 조사되는 위치의 상기 유리 기판을 절단하도록 상기 레이저 광이 조사되는 위치를 냉각시키는 단계를 포함하는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법을 제공한다.

상기 레이저 광의 파장은 약 0.8 ㎛ 내지 약 1.1 ㎛일 수 있다. 또, 상기 레이저 광은 파이버 레이저(fiber laser) 또는 Nd:YAG 레이저일 수 있다. 상기 레이저 광의 파워가 약 3 kW 내지 약 7 kW일 수 있다.

상기 유리 라미네이트 기판의 가공 방법은 상기 레이저 광의 조사 위치를 상기 유리 라미네이트 기판 상에서 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 레이저 광의 조사 위치의 이동 속도는 약 1 m/분 내지 약 20 m/분일 수 있다.

상기 냉각시키는 단계는 상기 유리 기판 상으로 냉각 기체를 분사하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 냉각 기체는 조사되는 상기 레이저 광을 둘러싸는 냉각 기체 슈라우드(shroud)를 포함할 수 있다. 상기 냉각 기체의 분사 압력은 약 2기압 내지 약 15 기압일 수 있다. 또, 상기 레이저 광을 조사하는 단계는 상기 금속 기판을 용융시키는 단계를 포함하고, 상기 냉각시키는 단계는 상기 냉각 기체가 용융된 금속을 불어서 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 유리 기판에 대한 상기 레이저 광의 투과율은 약 85% 이상일 수 있고, 상기 유리 기판은 상기 레이저 광에 의하여 용융되지 않는다. 또, 상기 유리 기판은 상기 냉각시키는 단계에서 상기 유리 기판에 인가되는 인장 응력에 의하여 절단된다.

본 발명은 상기 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 금속 기판 상에 유리 기판을 포함하는 유리 라미네이트 기판을 처리 위치로 반입하는 단계; 상기 금속 기판을 절단 위치에서 국부적으로 가열하는 단계; 상기 절단 위치에서 상기 유리 기판을 냉각시키는 단계; 및 상기 절단 위치에서 국부적으로 용융된 상기 금속 기판을 제거하는 단계를 포함하는 유리 라미네이트 기판의 절단 방법을 제공한다.

상기 유리 기판을 냉각시키는 단계가 수행되는 동안 상기 금속 기판은 지속적으로 가열될 수 있으며, 상기 유리 기판을 냉각시키는 단계는 상기 유리 기판을 냉각시키기 위하여 냉각 기체를 상기 절단 위치에 분사하는 단계를 포함할 수 있다. 또, 상기 금속 기판을 제거하는 단계에서 상기 절단 위치에서 국부적으로 용융된 상기 금속 기판은 상기 냉각 기체의 분사에 의한 역학적 힘(mechanical force)에 의하여 관성적으로 제거될 수 있다.

상기 절단 위치에 대하여 상기 가열하는 단계와 상기 냉각시키는 단계는 실질적으로 동시에 수행될 수 있다.

본 발명은 상기 세 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 금속 기판 상에 유리 기판을 포함하는 유리 라미네이트 기판을 지지할 수 있는 지지대; 상기 지지대 상에 배치되고, 상기 유리 라미네이트 기판을 절단하기 위하여 상기 유리 라미네이트 기판에 레이저 광의 조사 및 냉각 기체 분사를 수행하도록 구성된 커터 모듈; 및 상기 지지대와 상기 커터 모듈의 상대적인 위치를 조정할 수 있는 포지셔너를 포함하는 유리 라미네이트 기판의 가공 장치를 제공한다. 이 때 상기 커터 모듈은 상기 유리 기판을 통과하여 상기 금속 기판 상의 절단 위치에 레이저 광을 조사하도록 구성된 레이저 발진기(laser resonator); 및 상기 절단 위치의 주위에 냉각 기체를 분사하도록 구성된 냉각 기체 노즐을 포함한다.

상기 유리 라미네이트 기판을 절단하는 동안 상기 레이저 광의 초점과 상기 냉각 기체 노즐의 개구부의 상대적인 위치가 유지되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 유리 라미네이트 기판의 가공 방법, 절단 방법, 및 가공 장치를 사용하면, 절단 후에도 높은 가장자리 강도를 갖는 유리 라미네이트 기판을 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 라미네이트 기판의 가공 장치를 개념적으로 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 II 부분을 확대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 유리 라미네이트 기판의 가공 장치를 이용하여 유리 라미네이트 기판을 절단하는 원리를 모식적으로 나타낸 투시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 유리 라미네이트 기판의 가공 장치를 이용하여 유리 라미네이트 기판을 절단하는 원리를 모식적으로 나타낸 투시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 라미네이트 기판의 가공 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 유리 라미네이트 기판을 절단한 후 그라인딩하지 않은 모습을 수직 상부에서 바라본 이미지이다.
도 7은 유리 라미네이트 기판을 절단한 후 그라인딩하기 전과 후의 절단면 가장자리 강도를 비교한 그래프이다.
도 8은 유리 라미네이트 기판을 절단한 단면에 대하여 그라인딩된 양에 따른 가장자리 강도의 변화를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 개념의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명 개념의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명 개념의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명 개념의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 개념을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명 개념은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명 개념의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명 개념을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "갖는다" 등의 표현은 명세서에 기재된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.

첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다. 여기에 사용되는 모든 용어 "및/또는"은 언급된 구성 요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어 "기판"은 기판 그 자체, 또는 기판과 그 표면에 형성된 소정의 층 또는 막 등을 포함하는 적층 구조체를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "기판의 표면"이라 함은 기판 그 자체의 노출 표면, 또는 기판 위에 형성된 소정의 층 또는 막 등의 외측 표면을 의미할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 라미네이트 기판의 가공 장치(1)를 개념적으로 나타낸 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 유리 라미네이트 기판의 가공 장치(1)는, 유리 라미네이트 기판(S)를 지지하는 지지대(3), 상기 유리 라미네이트 기판(S)에 레이저 광(LB)을 조사하여 상기 레이저 광(LB)에 의해 상기 유리 라미네이트 기판(S)을 절단하는 커터 모듈(5)을 구비할 수 있다. 상기 지지대(3)는 상기 커터 모듈(5)에 대해서 상대적으로 X, Y축 방향으로 이동 가능하게 배치되어 있다. 이 지지대(3)를 상대적으로 X, Y축 방향으로 이동시키고 위치 결정하기 위한 서보 모터 등과 같은 수평 포지셔너(7)를 구비하고 있다. 또한, 상기 커터 모듈(5)을 상기 유리 라미네이트 기판(S)에 대해서 상대적으로 접근/이격되는 방향(Z축 방향)으로 이동시키고 위치 결정하기 위한 수직 포지셔너(9)가 구비되어 있다.

또, 상기 유리 라미네이트 기판의 가공 장치(1)는, 소정 파장 영역의 레이저 광, 특히 유리에 대하여 낮은 흡수성을 갖는(바꾸어 말하면, 유리에 대하여 높은 투과성을 갖는) 레이저 광을 발진하는 레이저 발진기(11)를 구비하고 있다. 그리고 상기 커터 모듈(5)에는 상기 레이저 발진기(11)에 의해 발진된 레이저 광(LB)을 상기 유리 라미네이트 기판(S) 방향으로 반사하는 반사 거울(13), 레이저 광(LB)을 집광하는 집광 렌즈(15) 등의 광학 장치(17)를 구비하고 있다. 또, 상기 커터 모듈(5)은, 상기 유리 라미네이트 기판(S)의 레이저 절단 가공 위치로 냉각 기체를 분출하는 냉각 기체 노즐(12)이 구비되어 있다.

상기 레이저 발진기(11)에 의해 발진된 레이저 광(LB)은 유리를 투과할 수 있는 파장의 레이저 광일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 레이저 광(LB)은 약 500 nm 내지 약 2500 nm의 파장, 약 600 nm 내지 약 2000 nm의 파장, 약 700 nm 내지 약 1500 nm의 파장, 또는 약 800 nm 내지 약 1100 nm의 파장을 갖는 레이저 광일 수 있다. 예를 들면, 상기 레이저 광(LB)은 Nd:YAG 레이저 또는 다이오드 파이버(fiber)-레이저일 수 있다. 그러나, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.

레이저 절단 가공 위치로 냉각 기체를 분출하는 구성으로서, 냉각 기체를 레이저 가공부 쪽으로 분출하는 사이드 노즐을 구비한 커터 모듈(5)을 마련할 수도 있다. 상기 유리 라미네이트 기판의 가공 장치(1)는 냉각 기체 공급 장치(21)를 더 구비하고 있다. 또한, 상기 냉각 기체 공급 장치(21)는, 상기 레이저 가공 헤드(5)로 공급될 냉각 기체의 압력을 조절하기 위한 압력 조절 밸브(29)를 구비할 수 있다.

상기 냉각 기체는, 예를 들면, 질소, 산소, 헬륨, 아르곤, 네온, 또는 이들의 혼합 가스일 수 있다.

상기 유리 라미네이트 기판의 가공 장치(1)는 제어 장치(31)를 구비하고 있다. 이 제어 장치(31)는, 유리 라미네이트 기판(S)에 대한 커터 모듈(5)의 상대적인 이동 및 위치 결정의 제어를 행하는 기능, 상기 레이저 발진기(11)에 있어서의 레이저 출력을 제어하는 기능, 및 상기 커터 모듈(5)에 대한 냉각 기체의 공급 압력을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 제어 장치(31)는 상기 제어 장치(31)에 접속된 입력 수단(35)을 통해 각종 가공 조건을 입력받을 수 있다.

상기 구성에 의해, 지지대(3) 상에 유리 라미네이트 기판(S)이 놓이고 위치 결정되며, 그 후, 커터 모듈(5)이 유리 라미네이트 기판(S)에 대해서 X, Y, Z축 방향으로 상대적으로 이동됨으로써 결정된 위치에 유리 라미네이트 기판(S)이 배치된다. 레이저 발진기(11)에서 발진된 레이저 광(LB)은, 유리 라미네이트 기판(S)에 조사되기 위해, 집광 렌즈(15)를 통해 집광된다. 냉각 기체 공급 장치(21)로부터 커터 모듈(5)에 공급된 냉각 기체는, 냉각 기체 노즐(12)로부터 유리 라미네이트 기판(S)의 레이저 가공부로 분출되며, 그에 따라, 유리 라미네이트 기판(S)이 레이저 절단 가공된다.

도 2는 도 1의 II 부분을 확대한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 냉각 기체 노즐(12)은 노즐 팁(19)을 포함할 수 있다. 상기 노즐 팁(19)은 레이저 광(LB)이 통과하여 방출될 수 있는 개구부(14)를 포함할 수 있다. 상기 노즐 팁(19)의 말단은 유리 라미네이트 기판(S)에 가까울수록 수평 방향의 직경이 감소할 수 있다. 상기 개구부(14)의 직경은 상기 냉각 기체 노즐(12)의 내측 직경보다 작되 상기 레이저 광(LB)의 통과를 방해하지 않을 정도로 충분히 커야 한다.

상기 냉각 기체 노즐(12)의 일 측방에는 상기 냉각 기체 공급 장치(21)의 압력 조절 밸브(29)를 통하여 냉각 기체가 공급되는 냉각 기체 공급 통로(16)가 제공될 수 있다. 상기 냉각 기체 공급 통로(16)는 상기 냉각 기체 노즐(12)의 내부 공간과 연통되어 있을 수 있다. 상기 냉각 기체 공급 통로(16)를 통해 공급된 냉각 기체는 상기 내부 공간을 화살표로 표시된 방향을 따라 이동하여 상기 개구부(14)를 통하여 배출될 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 유리 라미네이트 기판(S)이 절단되는 동안 상기 레이저 광의 초점과 상기 냉각 기체 노즐의 개구부(14)의 상대적인 위치가 일정하게 유지될 수 있다. 만일 상기 유리 라미네이트 기판(S)이 절단되는 동안 상기 레이저 광의 초점과 상기 냉각 기체 노즐의 개구부(14)의 상대적인 위치가 변화되면 절단면의 특성이 변화할 수 있기 때문에 일정한 강도의 절단면을 얻기 어려워질 수 있다. 하지만, 상이한 유리 라미네이트 기판(S)을 절단하기 위하여 상기 레이저 광의 초점과 상기 냉각 기체 노즐의 개구부(14)의 상대적인 위치를 변경하는 것은 가능하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 유리 라미네이트 기판의 가공 장치(1)를 이용하여 유리 라미네이트 기판(S)을 절단하는 원리를 모식적으로 나타낸 투시도이다.

도 3을 참조하면, 상기 유리 라미네이트 기판(S)은 금속 기판(M) 상에 유리 기판(G)이 적층되어 있을 수 있다.

상기 금속 기판(M)은, 예를 들면, 철, 강철, 알루미늄, 구리, 은 등일 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 상기 유리 기판(G)은 다양한 조성의 유리 기판일 수 있다. 예를 들면, 상기 유리 기판(G)은 강화된(strengthened) 유리 시트일 수 있다. 상기 유리 기판(G)은 열적으로 강화되거나 화학적으로 강화된 유리 시트일 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 유리 기판(G)은 이온 교환 공정에 의하여 화학적으로 강화된 유리 시트일 수 있다. 상기 이온 교환 공정에서 상기 유리 기판(G)은 유리 시트를 용융염의 배스(bath)에 소정 시간 동안 침지시켜 상기 유리 시트의 표면의 또는 그 근방의 이온들이 용융염의 더 큰 금속 이온들과 교환됨으로써 화학적으로 강화될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 용융염의 배스의 온도는 대략 430℃일 수 있으며, 침지 시간은 대략 8시간일 수 있다.

상기 유리 기판(G)은 상기 더 큰 금속 이온들이 상기 유리 내에 포함됨으로써 표면 영역 근처에 압축 응력이 형성되기 때문에 강화될 수 있다. 이 때 상기 압축 응력에 대응되는 인장 응력이 상기 유리 기판(G)의 중앙 영역 내에 유발되어 균형을 이룰 수 있다. 본 발명이 특정 이론에 구속되는 것이 의도되지 않으나, 여기서 "이온 교환"은 유리 시트의 표면의 또는 그 근방의 양이온들을 동일한 원자가를 갖는 다른 양이온들로 치환하는 과정을 의미할 수 있다.

상기 유리 기판(G)은 예를 들면 SiO₂, B₂O₃ 및 Na₂O를 포함하고, (SiO₂ + B₂O₃) ≥ 약 66 몰%이고 Na₂O ≥ 약 9 몰%일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 유리 기판(G)은 적어도 약 6 중량%의 알루미늄 산화물을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 유리 기판(G)은 1종 이상의 알칼리 토류 산화물들을 더 포함할 수 있다. 이 때 상기 유리 기판(G)은 알칼리 토류 산화물을 약 5 중량% 이상 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 유리 기판(G)은 K₂O, MgO, 및 CaO 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 유리 기판(G)은 약 61 몰% 내지 약 75 몰%의 SiO₂; 약 7 몰% 내지 약 15 몰%의 Al₂O₃; 0 몰% 내지 12 몰%의 B₂O₃; 약 9 몰% 내지 약 21 몰%의 Na₂O; 0 몰% 내지 약 4 몰%의 K₂O; 0 몰% 내지 약 7 몰%의 MgO; 및 0 몰% 내지 약 3 몰%의 CaO를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 유리 기판(G)은 약 60 몰% 내지 약 70 몰%의 SiO₂; 약 6 몰% 내지 약 14 몰%의 Al₂O₃; 0 몰% 내지 약 15 몰%의 B₂O₃; 0 몰% 내지 약 15 몰%의 Li₂O; 0 몰% 내지 약 20 몰%의 Na₂O; 0 몰% 내지 약 10 몰%의 K₂O; 0 몰% 내지 약 8 몰%의 MgO; 0 몰% 내지 약 10 몰%의 CaO; 0 몰% 내지 약 5 몰%의 ZrO₂; 0 몰% 내지 약 1 몰%의 SnO₂; 0 몰% 내지 약 1 몰%의 CeO₂; 약 50 ppm 미만의 As₂O₃; 및 약 50 ppm 미만의 Sb₂O₃를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 약 12 몰% ≤ (Li₂O + Na₂O + K₂O) ≤ 약 20 몰%일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 0 몰% ≤ (MgO + CaO) ≤ 약 10 몰%일 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 유리 기판(G)은 약 63.5 몰% 내지 약 66.5 몰%의 SiO₂; 약 8 몰% 내지 약 12 몰%의 Al₂O₃; 0 몰% 내지 약 3 몰%의 B₂O₃; 0 몰% 내지 약 5 몰%의 Li₂O; 약 8 몰% 내지 약 18 몰%의 Na₂O; 0 몰% 내지 약 5 몰%의 K₂O; 약 1 몰% 내지 약 7 몰%의 MgO; 0 몰% 내지 약 2.5 몰%의 CaO; 0 몰% 내지 약 3 몰%의 ZrO₂; 약 0.05 몰% 내지 약 0.25 몰%의 SnO₂; 약 0.05 몰% 내지 약 0.5 몰%의 CeO₂; 약 50 ppm 미만의 As₂O₃; 및 약 50 ppm 미만의 Sb₂O₃를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 약 14 몰% ≤ (Li₂O + Na₂O + K₂O) ≤ 약 18 몰%일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 약 2 몰% ≤ (MgO + CaO) ≤ 약 7 몰%일 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 유리 기판(G)은 약 58 몰% 내지 약 72 몰%의 SiO₂; 약 9 몰% 내지 약 17 몰%의 Al₂O₃; 약 2 몰% 내지 약 12 몰%의 B₂O₃; 약 8 몰% 내지 약 16 몰%의 Na₂O; 및 0 몰% 내지 약 4 몰%의 K₂O를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 유리 기판(G)은 약 61 몰% 내지 약 75 몰%의 SiO₂; 약 7 몰% 내지 약 15 몰%의 Al₂O₃; 0 몰% 내지 약 12 몰%의 B₂O₃; 약 9 몰% 내지 약 21 몰%의 Na₂O; 0 몰% 내지 약 4 몰%의 K₂O; 0 몰% 내지 약 7 몰%의 MgO; 및 0 몰% 내지 약 3 몰%의 CaO를 포함할 수 있다.

다른 일부 실시예들에 있어서, 상기 유리 기판(G)은 약 60 몰% 내지 약 70 몰%의 SiO₂; 약 6 몰% 내지 약 14 몰%의 Al₂O₃; 0 몰% 내지 약 15 몰%의 B₂O₃; 0 몰% 내지 약 15 몰%의 Li₂O; 0 몰% 내지 약 20 몰%의 Na₂O; 0 몰% 내지 약 10 몰%의 K₂O; 0 몰% 내지 약 8 몰%의 MgO; 0 몰% 내지 약 10 몰%의 CaO; 0 몰% 내지 약 5 몰%의 ZrO₂; 0 몰% 내지 약 1 몰%의 SnO₂; 0 몰% 내지 약 1 몰%의 CeO₂; 50 ppm 미만의 As₂O₃; 및 50 ppm 미만의 Sb₂O₃를 포함하고, 12 몰% ≤ Li₂O + Na₂O + K₂O ≤ 20 몰%이고 0 몰% ≤ MgO + CaO ≤ 10 몰%이다.

다른 일부 실시예들에 있어서, 상기 유리 기판(G)은 약 64 몰% 내지 약 68 몰%의 SiO₂; 약 12 몰% 내지 약 16 몰%의 Na₂O; 약 8 몰% 내지 약 12 몰%의 Al₂O₃; 0 몰% 내지 약 3 몰%의 B₂O₃; 약 2 몰% 내지 약 5 몰%의 K₂O; 약 4 몰% 내지 약 6 몰%의 MgO; 및 0 몰% 내지 약 5 몰%의 CaO를 포함하고, 약 66 몰% ≤ (SiO₂ + B₂O₃ + CaO) ≤ 약 69 몰%; (Na₂O + K₂O + B₂O₃ + MgO + CaO + SrO) > 약 10 몰%; 약 5 몰% ≤ (MgO + CaO + SrO) ≤ 약 8 몰%; (Na₂O + B₂O₃) - Al₂O₃ ≤ 약 2 몰%; 2 몰% ≤ (Na₂O - Al₂O₃) ≤ 약 6 몰%; 및 약 4 몰% ≤ (Na₂O + K₂O) - Al₂O₃ ≤ 약 10 몰%이다.

이상의 수치 범위에서 어떤 성분의 함량 범위의 하한이 0인 것은 그 성분을 포함할 수도 있고 불포함할 수도 있음을 의미한다.

상기 금속 기판(M)은, 예를 들면, 약 0.1 mm 내지 약 10 mm의 두께를 가질 수 있다. 상기 유리 기판(G)은, 예를 들면, 약 0.1 mm 내지 약 5 mm의 두께를 가질 수 있다.

금속 기판(M)과 유리 기판(G)이 적층된 유리 라미네이트 기판(S)에 레이저 광(LB)이 조사될 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 상기 레이저 광(LB)은 유리 기판(G)을 잘 투과하는 파장을 가질 수 있으며, 상기 유리 기판(G)을 통과하여 상기 금속 기판(M)으로 조사될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 유리 기판(G)에 대한 상기 레이저 광(LB)의 투과율은 약 85% 이상, 약 90% 이상, 약 93% 이상, 약 95% 이상, 약 96% 이상, 약 97% 이상, 약 98% 이상, 또는 약 99% 이상일 수 있다.

유리 기판(G)에 대한 투과율이 낮은 레이저 광, 예를 들면, CO₂ 레이저와 같은 레이저 광을 조사하면 레이저 광이 갖는 빛 에너지가 유리 기판(G)에 의하여 흡수되고, 흡수된 빛 에너지가 열 에너지로 변환되어 유리를 녹이기 때문에 절단면이 고르지 못하고 절단면의 기계적 강도가 낮을 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 레이저 광(LB)은 유리 기판(G)의 상부로부터 유리 기판(G)을 통과하여 금속 기판(M) 위로 조사된다. 상기 레이저 광(LB)이 유리 기판(G)의 상부 표면 및 금속 기판(M)의 상부 표면과 교차하는 영역을 원으로 표시하였다. 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 레이저 광(LB)의 초점이 상기 유리 라미네이트 기판(S)의 내부 또는 그의 아래에 위치하기 때문에 상기 레이저 광(LB)이 유리 기판(G)의 상부 표면과 교차하는 영역의 면적이 상기 레이저 광(LB)이 금속 기판(M)의 상부 표면과 교차하는 영역의 면적보다 더 클 수 있다.

도 3에서 상기 레이저 광(LB)이 마치 금속 기판(M)을 통과하여 금속 기판(M)의 하부 표면과도 교차하는 것처럼 도시되었으나, 이는 레이저 광(LB)의 의도된 경로를 편의상 도시한 것일 뿐 실제 현상과 차이가 있을 수 있다.

레이저 광(LB)은 화살표 방향으로 진행하며 상기 유리 라미네이트 기판(S)을 절단한다. 상기 레이저 광(LB)의 대부분은 유리 기판(G)을 통과하고 금속 기판(M)에 의하여 흡수되어 열 에너지로 변환될 수 있다. 따라서 상기 레이저 광(LB)에 의하여 금속 기판(M)의 온도가 상승한다. 상기 금속 기판(M)의 열 에너지는 전도에 의하여 유리 기판(G)으로 전달되며, 그에 의하여 유리 기판(G)의 온도도 상승한다.

상기 레이저 광(LB)의 입사에 의하여 금속 기판(M)과 유리 기판(G)의 온도가 국부적으로 상승하며, 그에 의하여 영향을 받는 영역인 HAZ(heat affected zone)이 형성된다. 도 3에 HAZ가 상기 유리 기판(G)의 상부 표면과 교차하는 영역을 나타내었으며, HAZ는 도 3에 HAZ로 표시된 원의 하부로 연장된다.

상기 레이저 광(LB)이 수평적으로 진행하는 방향(즉, 도 3에 표시된 화살표 방향)의 선단 쪽에 위치하는 영역에서는 금속 기판(M)으로부터 열이 전도되어 유리 기판(G)이 뜨거워지기 시작한다. 구체적으로, 도 3에서 상기 선단 쪽에 위치하는 AM으로 표시된 영역은 레이저 광(LB)이 조사되는 영역에 편입된지 얼마되지 않은 금속 기판(M)의 영역이며, 레이저 광(LB)의 조사에 의하여 급속히 뜨거워지기 시작하는 영역이다. 또한 AM으로 표시된 영역은 유리 기판(G)으로 전달되고 BM으로 표시된 영역의 온도를 상승시키는 데 기여하게 된다.

상기 레이저 광(LB)이 수평적으로 진행하는 방향을 기준으로 AM으로 표시된 영역보다 후방에 위치하는 BM으로 표시된 영역은 레이저 광(LB)이 조사되는 영역에 보다 더 긴 시간 동안 머물렀기 때문에 AM으로 표시된 영역보다 더 온도가 높다. 그렇기 때문에 BM으로 표시된 영역의 금속 기판(M)은 상당한 열팽창을 겪게 되고, 그로 인해 이 영역에 대응되는 유리 기판(G)의 영역인 BG로 표시된 영역은 상당한 인장 응력을 받게 된다. 이러한 인장 응력은 상기 레이저 광(LB)이 수평적으로 진행하는 방향의 후방으로 갈수록 더 커지며(후방으로 갈수록 금속 기판(M)의 온도가 더 높아지므로), 유리 기판(G)은 소정 지점(여기서는 CR로 표시된 지점)에서 결국 균열을 일으키게 된다. 이상에서 설명한 바와 같이, 유리 기판(G)은 상기 레이저 광(LB)의 진행 경로를 따라 절단될 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 유리 기판(G)은 CR로 표시된 지점보다 더 후방에서는 이미 균열을 일으켜 분리되어 있고, 금속 기판(M)은 CR로 표시된 지점보다 더 후방에서도 레이저 광(LB)에 의하여 지속적으로 가열될 수 있다. 이와 같이 지속적으로 가열된 결과, 금속 기판(M)은 부분적으로 융해되고, 융해되어 유동성을 지니는 금속 기판(M)의 부분은 고압으로 분사되는 냉각 가스에 의하여 제거된다. 도 3에서 금속 기판(M)의 MS로 표시된 부분은 온도는 높지만 유동성을 지니지는 않는 부분이다. 또, 금속 기판(M)의 MF1로 표시된 부분은 융해에 의하여 유동성을 다소간 지니는 영역으로서 냉각 가스의 분사에 의하여 제거된 부분을 나타낸다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 냉각 가스는 상기 레이저 광(LB)의 둘레에 슈라우드(shroud)를 형성하면서 분사될 수 있다. 또 상기 냉각 가스는 상기 레이저 광(LB)과 중첩하여 상기 유리 라미네이트 기판(S)을 향하여 분사될 수 있다.

종합하면, 유리 기판(G)은 위에서 설명한 균열에 의하여 서로 분리되고, 금속 기판(M)은 용융된 후 냉각 가스의 분사에 의하여 제거됨으로써 분리될 수 있다. 도 3을 참조한 이상의 설명은 특정 이론에 의하여 한정되는 것이 의도되지 않으며, 이상에서 설명된 바와 다른 원리에 의하여 절단되는 것도 가능하다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 유리 라미네이트 기판의 가공 장치(1)를 이용하여 유리 라미네이트 기판(S)을 절단하는 원리를 모식적으로 나타낸 투시도이다. 도 4에 도시한 실시예는 도 3에 도시한 실시예와 비교하여 금속 기판(M)의 절단이 레이저 광(LB)의 진행 방향을 기준으로 더 후방에서 이루어지는 점에서 차이가 있다. 이하에서는 이러한 차이점을 중심으로 도 4의 실시예를 설명한다.

도 4를 참조하면, 금속 기판(M)이 고온에서 용융되어 유동성을 갖는 데는 도 3에서 도시한 실시예보다 약간 더 긴 시간이 요구될 수 있다. 이 경우 금속 기판(M)이 유동성을 갖도록 더 긴 시간 동안 레이저 광(LB)이 조사되어야 하고, 그에 따라 유동성을 갖는 부분은 도 3에서 도시한 실시예보다 레이저 광(LB)의 진행 방향을 기준으로 더 후방에 위치할 수 있다.

또한, 금속 기판(M)에서 용융되어 제거되는 부분(MF2)의 선단 부분이 유리 기판(G)의 균열이 일어난 부분의 선단(CR)과 반드시 일치하지 않을 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 라미네이트 기판(S)의 가공 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 유리 라미네이트 기판(S)을 처리 위치로 반입할 수 있다(S110). 상기 처리 위치는 유리 라미네이트 기판(S)의 가공 장치(1)의 지지대(3) 위일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 처리 위치는 상기 커터 모듈(5)로부터 방출되는 레이저 광(LB)의 조준 위치일 수 있다.

유리 라미네이트 기판(S)은 도 3을 참조하여 위에서 상세하게 설명하였으므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 절단 위치에 레이저 광(LB)을 조사하여 금속 기판(M)을 국부적으로 가열할 수 있다(S120). 위에서 설명한 바와 같이 상기 레이저 광(LB)은 유리 기판(G)에 대하여 투과성일 수 있다. 그렇기 때문에 레이저 광(LB)의 에너지는 대부분 금속 기판(M)에 의하여 흡수될 수 있으며, 그에 의하여 금속 기판(M)이 가열될 수 있다.

상기 레이저 광(LB)은, 약 3 kW 내지 약 7 kW, 또는 약 4 kW 내지 약 6 kW의 파워를 가질 수 있다. 만일 상기 레이저 광(LB)의 파워가 너무 작으면 상기 유리 라미네이트 기판(S)이 절단되지 않을 수 있다. 반대로 상기 레이저 광(LB)의 파워가 너무 크면 절단면의 강도가 미흡해질 수 있다.

상기 레이저 광(LB)이 집속되는 초점은 상기 유리 라미네이트 기판(S)의 내부로 설정되거나 또는 상기 유리 라미네이트 기판(S)보다 더 하부의 위치로 설정될 수 있다.

이어서, 절단 위치의 유리 기판(G)을 국부적으로 냉각시킬 수 있다(S130). 상기 냉각은 냉각 가스를 분사함으로써 수행될 수 있다. 상기 냉각 가스에 대해서는 도 1을 참조하여 설명하였으므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다. 상기 냉각 가스는, 예를 들면, 약 4 기압 내지 약 20 기압, 약 6 기압 내지 약 18 기압, 또는 약 8 기압 내지 약 15 기압의 압력으로 분사될 수 있다. 만일 상기 냉각 가스의 분사 압력이 너무 높거나 너무 낮으면 상기 유리 라미네이트 기판(S)이 절단되지 않을 수 있다.

도 3의 BM 및 BG로 표시된 부분에서는 상기 냉각 가스에 의하여 절단 위치의 유리 기판(G)이 수축됨과 동시에, 지속적으로 조사되는 레이저 광을 흡수하여 온도가 상승하는 금속 기판(M)에 의하여 유리 기판(G)이 인장 응력을 받는다. 절단 위치의 금속 기판(M)의 온도가 상승함에 따라 유리 기판(G)에 인가되는 인장 응력도 증가한다. 상기 인장 응력이 유리 기판(G)이 견딜 수 있는 범위를 넘어서는 순간 상기 유리 기판(G)은 균열을 일으키며 분리된다(도 3의 CR 위치).

다음으로 상기 절단 위치에서 상기 금속 기판(M)을 국부적으로 용융시키고, 용융된 금속 기판(M)을 상기 절단 위치에서 상기 냉각 가스로 불어서 제거함으로써 금속 기판(M)을 분리시킬 수 있다(S140).

조사되는 레이저 광의 파워가 약 3 kW 내지 약 7 kW이지만 레이저 광의 단면적이 매우 작기 때문에, 레이저 광이 조사되는 위치에서의 레이저 광의 에너지 밀도는 제곱센티미터(cm²) 당 수 내지 수십 MW 정도로 매우 높다. 그렇기 때문에 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 상기 레이저 광이 조사되는 위치에서 금속 기판(M)이 국부적으로 용융될 수 있다.

국부적으로 용융된 금속 기판(M)은 유동성을 지니기 때문에 고압으로 분사되는 냉각 가스의 역학적 힘(mechanical force)에 의하여 관성적으로(inertially) 제거될 수 있다.

이 때, 유리 기판(G)은 레이저 광을 투과하기 때문에 레이저 광으로 인행 유리 기판(G)이 용융되지는 않는다. 다만, 금속 기판(M)의 온도가 매우 높아지기 때문에 금속 기판(M)으로부터 전도된 열에 의하여 유리 기판(G)이 국부적으로 그리고 순간적으로 용융될 수는 있다.

이상에서 설명한 단계들, 즉 레이저 광(LB)을 조사하여 금속 기판(M)을 국부적으로 가열하는 단계(S120), 절단 위치의 유리 기판(G)을 국부적으로 냉각시키는 단계(S130), 및 절단 위치에서 상기 금속 기판(M)을 국부적으로 용융시키고, 용융된 금속 기판(M)을 상기 절단 위치에서 상기 냉각 가스로 불어서 제거함으로써 금속 기판(M)을 분리시키는 단계(S140)는 순차적으로 이루어져 궁극적으로 상기 유리 라미네이트 기판(S)의 절단을 초래한다. 하지만, 이러한 일련의 단계들이 극히 작은 면적의 공간, 즉 레이저 광이 집속되는 위치인 '절단 위치'에서 연속적으로 이루어지기 때문에 실질적으로 동시에 수행된다고 볼 수 있다.

상기 레이저 광의 조사 위치, 즉 절단 위치는 상기 유리 라미네이트 기판(S) 상에서 레이저 광의 진행 방향(도 3의 화살표 방향)을 따라 지속적으로 이동될 수 있다. 절단 위치가 연속적으로 이동됨과 동시에, 위에서 설명한 과정들이 이동되는 절단 위치를 따라 순차적으로 수행됨으로써 상기 유리 라미네이트 기판(S)이 원하는 형태와 크기로 절단될 수 있다.

상기 절단 위치의 이동 속도는 약 1 m/분 내지 약 10 m/분, 약 1.5 m/분 내지 약 9 m/분, 약 2 m/분 내지 약 8 m/분, 또는 약 2.5 m/분 내지 약 7 m/분일 수 있다. 상기 절단 위치의 이동 속도가 너무 느리면 생산성이 미흡하여 경제적으로 불리할 수 있다. 상기 절단 위치의 이동 속도가 너무 빠르면 상기 유리 라미네이트 기판(S)이 절단되지 않거나 절단 위치의 기계적 강도가 미흡할 수 있다.

이어서, 절단면을 그라인딩하여 소정 부분 제거할 수 있다(S150). 도 6은 유리 라미네이트 기판(S)을 절단한 후 그라인딩하지 않은 모습을 수직 상부에서 바라본 이미지이다. 도 6을 참조하면, HAZ(A)이 가장자리로부터 대략 650 ㎛ 내지 700 ㎛의 폭으로 존재한다. HAZ(A)은 금속 기판(M)(도 6에서는 시선 방향으로 유리 기판의 아래 쪽에 위치함)이 절단 과정에서 열적으로 팽창 또는 용융 등의 영향을 받았다가 냉각된 영역이다.

HAZ(A)의 가장자리에는 유리가 균열되어 갈라진 영역(B)(유리 균열 영역(glass fracture area)라고도 함)이 대략 280 ㎛ 내지 320 ㎛의 폭을 가지며 연장되고, HAZ(A)의 가장 가장자리에는 고온의 레이저 광에 의하여 연소되고 구조적으로 취약한 결함 영역(C)(flaw area)이 80 ㎛ 내외의 폭으로 연장될 수 있다. 다만, 여기서 수치범위로 제시된 각 영역의 폭은 특정 시험 조건에 의존하는 값으로서 시험 조건에 따라 달라질 수 있다.

도 6에서 그라인딩에 의하여 유리 균열 영역(B)의 범위 이내에서 절단면의 부분을 제거하고, 특히 적어도 결함 영역(C)이 제거되도록 절단면이 그라인딩될 수 있다.

도 7은 유리 라미네이트 기판(S)을 절단한 후 그라인딩하기 전과 후의 절단면의 가장자리 강도를 비교한 그래프이다.

도 7을 참조하면, 그라인딩 전(BEFORE)에 비하여 그라인딩 후(AFTER)의 강도가 현저히 향상된 것을 확인할 수 있다. 상기 강도의 시험은 4점 프로브(4 point probe, 4PB) 방식으로 수행되었다.

본 발명이 특정 이론에 의하여 한정되는 것이 의도되지 않으나, HAZ(A)은 금속 기판이 팽창되었다가 수축되면서 그 위에 존재하는 유리 기판의 부분의 조직이 치밀화되어 강도가 강화되는 결과를 가져오는 것으로 추정된다. 특히, 절단 직후이면서 그라인딩 이전에는 가장자리에 일부 조직이 취약한 부분이 존재하는데(도 6의 결함 영역(C)) 이를 그라인딩으로 제거하지 않으면 이 부분에서 개시된 크랙이 전파되어 HAZ(A)의 강화된 강도가 제대로 발현되지 못하지만 상기 취약한 부분(도 6의 결함 영역(C))을 그라인딩으로 제거함으로써 HAZ(A)의 강화된 강도가 제대로 발현될 수 있게 된 것으로 해석된다.

도 8은 유리 라미네이트 기판(S)을 절단한 단면에 대하여 그라인딩된 양에 따른 가장자리 강도의 변화를 나타낸 그래프이다.

도 8을 참조하면, 300 ㎛ 그라인딩하여 제거할 때까지 4PB 강도가 증가하였으며, 이는 위에서 설명한 바와 같이, 취약한 부분의 제거에 따라 기계적 강도가 증가한 것으로 해석된다. 또, 500 ㎛ 그라인딩하면 4PB 강도가 오히려 감소하는 것이 관찰되었는데, 이는 강도가 강한 HAZ 부분이 상당히 제거됨으로써 기계적 강도가 감소되는 것으로 해석된다.

기판을 절단하는 다양한 방법들이 존재하나, 유리 라미네이트 기판에 대하여 적용하였을 때 가장자리 강도가 100 MPa 미만으로서 산업적으로 적용하기에는 미흡한 가장자리 강도를 보인다. 예컨대 CO₂ 레이저를 이용하는 경우 47 MPa 내외, 다이싱 쏘(dicing saw)를 사용하는 경우 54 MPa 내외, 샌드 블래스트를 사용하는 경우 78 MPa 내외, 워터젯을 사용하는 경우 47 MPa 내외, CNC 머신을 사용하는 경우 78 MPa 내외, 다이아몬드 휠을 사용하는 경우 53 MPa 내외의 가장자리 강도를 보인다. 하지만 본원 발명에서와 같은 방법으로 유리 라미네이트 기판을 절단하면 150 MPa를 훨씬 상회하는 우수한 가장자리 강도를 얻을 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

Claims

금속 기판 상에 유리 기판을 포함하는 유리 라미네이트 기판을 처리 위치로 반입하는 단계;
상기 유리 기판을 통과하여 상기 금속 기판 상에 레이저 광을 조사하는 단계; 및
상기 레이저 광이 조사되는 위치의 상기 유리 기판을 절단하도록 상기 레이저 광이 조사되는 위치를 냉각시키는 단계;
를 포함하는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 레이저 광의 파장이 약 0.8 ㎛ 내지 약 1.1 ㎛인 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 레이저 광이 파이버 레이저(fiber laser) 또는 Nd:YAG 레이저인 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 레이저 광의 파워가 약 3 kW 내지 약 7 kW인 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 레이저 광의 조사 위치를 상기 유리 라미네이트 기판 상에서 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 레이저 광의 조사 위치를 이동시키는 단계에서 상기 레이저 광의 조사 위치의 이동 속도가 약 1 m/분 내지 약 20 m/분인 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 냉각시키는 단계는 상기 유리 기판 상으로 냉각 기체를 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 냉각 기체는 조사되는 상기 레이저 광을 둘러싸는 냉각 기체 슈라우드(shroud)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 냉각 기체의 분사 압력은 약 2 기압 내지 약 15 기압인 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 레이저 광을 조사하는 단계는 상기 금속 기판을 용융시키는 단계를 포함하고,
상기 냉각시키는 단계는 상기 냉각 기체가 용융된 금속을 불어서 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 유리 기판에 대한 상기 레이저 광의 투과율이 약 85% 이상인 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 유리 기판은 상기 레이저 광에 의하여 용융되지 않는 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 유리 기판은 상기 냉각시키는 단계에서 상기 유리 기판에 인가되는 인장 응력에 의하여 절단되는 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 가공 방법.
금속 기판 상에 유리 기판을 포함하는 유리 라미네이트 기판을 처리 위치로 반입하는 단계;
상기 금속 기판을 절단 위치에서 국부적으로 가열하는 단계;
상기 절단 위치에서 상기 유리 기판을 냉각시키는 단계; 및
상기 절단 위치에서 국부적으로 용융된 상기 금속 기판을 제거하는 단계;
를 포함하는 유리 라미네이트 기판의 절단 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 유리 기판을 냉각시키는 단계가 수행되는 동안 상기 금속 기판은 지속적으로 가열되는 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 절단 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 유리 기판을 냉각시키는 단계는 상기 유리 기판을 냉각시키기 위하여 냉각 기체를 상기 절단 위치에 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 절단 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 금속 기판을 제거하는 단계에서 상기 절단 위치에서 국부적으로 용융된 상기 금속 기판은 상기 냉각 기체의 분사에 의한 역학적 힘(mechanical force)에 의하여 제거되는 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 절단 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 절단 위치에 대하여 상기 가열하는 단계와 상기 냉각시키는 단계가 실질적으로 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 절단 방법.
금속 기판 상에 유리 기판을 포함하는 유리 라미네이트 기판을 지지할 수 있는 지지대;
상기 지지대 상에 배치되고, 상기 유리 라미네이트 기판을 절단하기 위하여 상기 유리 라미네이트 기판에 레이저 광의 조사 및 냉각 기체 분사를 수행하도록 구성된 커터 모듈; 및
상기 지지대와 상기 커터 모듈의 상대적인 위치를 조정할 수 있는 포지셔너;
를 포함하고,
상기 커터 모듈은:
상기 유리 기판을 통과하여 상기 금속 기판 상의 절단 위치에 레이저 광을 조사하도록 구성된 레이저 발진기(laser resonator); 및
상기 절단 위치의 주위에 냉각 기체를 분사하도록 구성된 냉각 기체 노즐;
을 포함하는 유리 라미네이트 기판의 가공 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 유리 라미네이트 기판을 절단하는 동안 상기 레이저 광의 초점과 상기 냉각 기체 노즐의 개구부의 상대적인 위치가 유지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 유리 라미네이트 기판의 가공 장치.