WO2015056927A1 - 윈도우 기판의 절단면 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 윈도우 기판의 절단면 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 윈도우 기판을 지지하는 지지부; 상기 윈도우 기판의 상부와 하부에 각각 위치하며, 상기 절단면의 상부와 하부의 상(像)을 각각 투영하고, 상기 상을 촬영부에서 촬영하도록 하는 상부 및 하부 반사부; 및 윈도우 기판의 절단면과 대향하며, 상기 절단면의 정면, 상부 및 하부를 촬영하는 촬영부;를 포함함으로써, 다수의 촬영 장비 없이 절단면 전체를 검사할 수 있는 윈도우 기판의 절단면 검사 장치에 관한 것이다.

Description

윈도우 기판의 절단면 검사 장치

본 발명은 윈도우 기판의 절단면 검사 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 강화 유리의 절단면을 소규모 장비로 검사할 수 있는 검사 장치이다.

일반적으로, 평판 디스플레이 윈도우 기판의 절단 및 면취 공정은 다음과 같은 방식으로 수행된다.

먼저, 기계적 절단 방식이 있다. 상기 방식은 다이아몬드 또는 카바이드 눈새김 휠이 유리 표면을 가로질러 끌림으로써 유리판에 눈금이 기계적으로 새겨지게 되고, 그 후 상기 눈금을 따라 유리판이 휘어짐으로써 절단되어 절단 가장자리가 생성된다. 통상적으로 상기와 같은 기계적 절단 방식은 약 100 내지 150㎛ 깊이의 측방향 균열을 만들게 되며, 상기 균열은 눈새김 휠의 절삭선으로부터 발생한다. 상기 측방향 균열은 윈도우 기판의 강도를 저하시키기 때문에 윈도우 기판의 절단부를 연마하여 제거해줘야 한다.

다음으로, 레이저를 통한 비접촉 절단 방식이 있다. 상기 방식은 레이저가 윈도우 기판의 가장자리에 새긴 금(check)을 지나 유리 표면상의 소정 경로를 따라 움직임으로써 유리 표면을 팽창시키면, 냉각기가 그 뒤를 따라 움직이면서 상기 표면을 인장시킴으로써, 레이저의 진행 경로를 따라 균열을 열적으로 전파시켜 윈도우 기판을 절단시킨다.

상기와 같은 기계식 또는 레이저로 절단된 윈도우 기판의 절단부는 날카롭고 그 표면이 고르지 못하여 외부 충격에 취약하므로, 면취 공정을 거쳐야 한다.

면취 공정은 일반적으로 상기 절단부의 가공 즉, 면취를 위하여 폴리싱 휠을 회전하여 연마를 수행한 후, 면취부에 미세한 크랙에 의한 모서리부의 깨짐 등의 현상을 방지하기 위해 약액 처리로 모서리부를 매끄럽게 하는 2단계 공정을 거친다.

상기와 같이 절단 및 면취 공정은 윈도우 기판을 물리적 또는 화학적으로 가공하는 공정, 혹은 이들 공정을 일정 순서로 또는 동시에 적용하는 공정으로서, 공정 후 불량이 발생했는지 여부를 확인할 필요가 있다. 윈도우 기판이 사각형태인 경우, 절단면은 4개의 면으로 이루어지며, 면취가공까지 이루어졌으면, 12개의 면을 검사해야할 필요가 있다. 이와 같이 많은 면을 검사하기 위해서는 검사 장치의 규모 및 카메라 대수가 많아지거나 검사 시간이 길어지는 문제점이 있다.

이와 관련하여, 한국공개특허 제2002-6812호는 물체에 광을 조사하여 생기는 그림자를 기준으로 절단면 상태를 판단하는 검사 장치를 제시한 바 있다. 하지만, 한국공개특허 제2002-6812호는 절단면과 소정의 각도를 이루는 면취면을 확인하기에는 어려움이 있으며, 면 내에 존재하는 불량에 대해서는 확인이 어려운 단점이 있다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

특허문헌 1: 한국공개특허 제2002-6812호

본 발명은 윈도우 기판의 절단면을 간단한 설비로 검사할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 식각액의 사용량을 최소화할 수 있는 식각액 분사 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

1. 윈도우 기판을 지지하는 지지부; 상기 윈도우 기판의 상부와 하부에 각각 위치하며, 상기 절단면의 상부와 하부의 상(像)을 각각 투영하고, 상기 상을 촬영부에서 촬영하도록 하는 상부 및 하부 반사부; 및 윈도우 기판의 절단면과 대향하며, 상기 절단면의 정면, 상부 및 하부를 촬영하는 촬영부;를 포함하는 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.

2. 위 1에 있어서, 상기 지지부는 상기 윈도우 기판을 수평 상태에서 회전시키는 회전 수단을 더 구비하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.

3. 위 2에 있어서, 상기 지지부의 회전 각도를 감지하는 회전 감지 수단을 더 구비하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.

4. 위 1에 있어서, 상기 윈도우 기판은 면취 가공된 것인, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.

5. 위 4에 있어서, 상기 상부 반사부와 하부 반사부는 상기 윈도우 기판의 상부와 하부의 면취 가공면을 촬영부에서 시인하도록 하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.

6. 위 1에 있어서, 상기 반사부에서 시인되는 상에 대한 촬영부에서의 초점 조절을 위해 상기 반사부의 수직 이동 수단을 더 구비하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.

7. 위 1에 있어서, 상기 상부 반사부와 하부 반사부 중 적어도 일측의 반사부는 각도 조절 수단을 더 포함하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.

8. 위 1에 있어서, 상기 촬영부는 절단면의 정면, 상부 및 하부를 동시에 촬영하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.

9. 위 1에 있어서, 상기 촬영부는 절단면의 정면, 상부 및 하부를 각각 촬영하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.

10. 위 1에 있어서, 상기 촬영부에서 촬영된 영상으로부터 불량 부위를 검출하는 영상 처리부를 더 구비하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.

11. 위 1에 있어서, 상기 촬영부는 절단면의 두께 방향 모서리를 촬영하는 촬영장치를 더 구비하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.

본 발명의 윈도우 기판의 절단면 검사 장치는 하나의 촬영부만으로 절단면의 정면과 절단면의 상하부를 동시에 확인할 수 있으므로 큰 규모의 장비가 필요하지 않다.

이러한 측면에서, 본 발명의 검사 장치는 면취 가공된 절단면이라도 면취된 면의 검사도 동시에 수행하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 검사 장치는 윈도우 기판을 회전시킴으로써, 카메라장비의 이동 없이 절단면의 검사가 가능하다.

도 1은 윈도우 기판의 절단면과 면취 가공후 절단면의 개략적인 수직단면도이다.

도 2는 본 발명의 윈도우 기판의 절단면 검사 장치의 개략적인 구조를 나타내는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 윈도우 기판의 절단면 검사 장치의 개략적인 구조를 나타내는 수직단면도이다.

본 발명은, 윈도우 기판을 지지하는 지지부; 상기 윈도우 기판의 상부와 하부에 각각 위치하며, 상기 절단면의 상부와 하부의 상태를 각각 촬영부에서 시인되도록 하는 상부 및 하부 반사부; 및 윈도우 기판의 절단면과 대향하며, 상기 절단면의 정면, 상부 및 하부를 촬영하는 촬영부;를 포함함으로써, 다수의 촬영 장비 없이 절단면 전체를 검사할 수 있는 윈도우 기판의 절단면 검사 장치에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 식각액 분사 장치의 실시예를 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 다양한 예들 중 하나의 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 윈도우 기판의 절단면의 옆면과 절단면을 면취 가공한 후의 절단면의 옆면을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 절단면은 그 표면이 완전히 평탄하지는 않고 절단 시 발생한 미세 요철이 존재하게 된다. 따라서, 절단면을 평탄하게 하며, 취급시 안전성 및 용이성을 위해 절단면의 상부와 하부에 소정의 경사각을 갖는 면을 형성하는 면취 가공을 거치게 된다. 본 발명에 있어서, 절단면의 상부 또는 하부란, 절단면을 기준으로 윈도우 기판의 상면 방향 또는 하면 방향을 의미한다.

절단 및 면취 가공을 한 후에는 가공이 적절하게 수행되었는지 검사가 필요한데, 면취 가공 후에는 가공된 면이 다수 발생하므로, 각 면에 대해서 검사를 수행하기 위해서는 여러 개의 카메라를 사용하거나, 또는 전체 검사에 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.

이에 본 발명은 적은 카메라 대수로 윈도우 기판의 절단면의 정면과 그 상부 및 하부를 검사할 수 있는 장치를 제공한다.

도 2에는 본 발명에 따른 윈도우 기판의 절단면 검사 장치의 일 실시예가 개략적으로 도시되어 있다.

본 발명의 검사 장치는 지지부(100), 상부 반사부(210), 하부 반사부(220), 촬영부(300)를 포함한다.

지지부(100)는 윈도우 기판(10)을 고정하고 지지한다. 지지부(100)에 올려진 윈도우 기판(10)은 그 절단면의 상부와 하부도 검사의 대상이 되므로, 지지부(100)의 면적은 윈도우 기판(10)보다는 작으며, 윈도우 기판(10)은 모든 절단면이 지지부(100)의 외부로 노출되도록 위치된다.

바람직하게는, 지지부(100)는 윈도우 기판(10)을 수평 상태에서 회전시키는 회전 수단을 더 구비할 수 있다. 회전 수단을 통해 윈도우 기판(10)을 회전시킴으로써, 후술하는 반사부(210, 200) 또는 촬영부(300)의 이동 없이 절단면을 검사할 수 있다. 이러한 회전 수단으로는 모터 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

필요에 따라, 본 발명의 검사 장치는 지지부(100)의 회전 각도를 감지하는 회전 감지 수단(미도시)을 더 구비할 수 있다. 본 발명은 절단면의 영상을 획득하여 그로부터 불량을 검출하는 장치로서, 절단면을 촬영하는 각도가 항상 균일해야 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있다. 회전 감지 수단은 지지부(100)가 목적하는 절단면의 영상 확보를 위해 회전하는 경우, 그 회전 각도가 항상 동일하도록 또는 절단면의 정면과 촬영부가 지향하는 방향이 항상 서로 수직이 되도록 회전 각도를 조절한다. 예를 들면, 지지부(100)가 회전하게 되면, 회전 감지 수단이 회전하는 각도를 측정하고, 이를 회전 수단에 전달하여 목적하는 각도만큼만 회전하도록 할 수 있다. 회전 감지 수단으로는 당 분야에 알려진 장치가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 레이저, 기어의 비, 각도기 등을 이용한 측정장치가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상부 반사부(210)와 하부 반사부(220)는 윈도우 기판(10)의 상부와 하부에 각각 위치하며, 상기 절단면의 상부와 하부의 상(像)을 각각 투영하고, 반사부(210, 220)에 투영된 상기 상을 촬영부(300)에서 촬영하도록 한다. 이러한 측면에서, 반사부(210, 220)는 광(光)을 반사할 수 있는 장치라면 특별한 제한 없이 적용이 가능하다. 반사부(210, 220)는 절단면의 길이 방향을 모두 비출 수 있는 크기를 갖는다. 따라서, 윈도우 기판(10)의 크기 및 절단면의 길이를 고려하여 반사부(210, 220)의 크기를 결정하는 것이 바람직하다.

절단면의 정면과 대향하고 있는 촬영부에서 절단면의 상부와 하부의 상(像)까지도 촬영할 수 있도록 하기 위해서, 반사부(210, 220)중 적어도 하나는 각도 조절 수단(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이러한 각도 조절 수단은 상부 반사부(210) 및 하부 반사부(220)가 각각 윈도우 기판(10)의 상면 및 하면과 이루는 각도를 조절하고, 그에 따라 촬영부(300)에서 반사부(210, 220)에 투영된 윈도우 기판의 선택된 방향의 상을 촬영할 수 있는 각도를 갖도록 한다.

따라서, 절단면의 상부와 하부에 소정의 경사각을 갖는 면취된 면이 존재하더라도, 반사부(210, 220)를 통해 촬영부에서 면취된 면의 영상까지 획득이 가능하다. 이 경우 필요에 따라 그 영상의 방향(반사각)을 즉시 조절함으로써 윈도우 기판의 이상을 파악하기 용이한 방향의 영상을 취할 수 있어 검사의 정확성과 검사 시간의 단축 효과를 통해 전체 검사 효율을 높일 수 있다.

필요에 따라, 반사부(210, 220)는 수직 이동 수단(미도시)을 더 구비할 수 있다. 윈도우 기판(10)의 크기 등에 따라 반사부(210, 220)에 투영되는 절단면의 상부 및 하부의 상을 명확하게 촬영하기 위해서는 촬영부(300)와의 초점거리를 조절할 필요가 있다. 초점 거리는 렌즈의 교체 등을 통해서도 변화시킬 수도 있으나, 윈도우 기판(10)의 크기가 달라질 때마다 렌즈의 교체는 번거로울 뿐만 아니라, 촬영부(300) 내부가 이물질로 오염될 우려도 있다.

수직 이동 수단은 렌즈 등의 교체 없이, 반사부(210, 220)를 윈도우 기판의 수직 상방 또는 하방으로 이동시킴으로써 최적의 초점 거리를 확보하도록 할 수 있다.

촬영부(300)는 윈도우 기판(10)의 절단면과 대향하며, 상기 절단면의 정면, 상부 및 하부를 촬영한다. 촬영부(300)는 윈도우 기판(10)의 절단면과 대향한다는 것은, 촬영부(300)가 지향하는 방향이 윈도우 기판(10)의 절단면 방향임을 의미하며, 바람직하게는 촬영부(300)가 지향하는 방향은 윈도우 기판(10)의 절단면과 수직을 이룰 수 있다.

본 발명의 일 구현예로서, 촬영부(300)는 절단면의 정면, 상부 및 하부를 동시에 촬영할 수 있다. 절단면의 정면이란 윈도우 기판(10)의 상면과 하면과 수직을 이루는 옆면으로서, 촬영부(300)가 대향하고 있는 면이다. 반사부(210, 220)의 각도 및 위치가 절단면에 대향하고 있는 촬영부(300)에서 반사부(210, 220)에서 투영하고 있는 상도 시인할 수 있는 위치라면, 촬영부(300)는 1회의 촬영으로 절단면의 정면, 상부 및 하부의 영상을 모두 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 일 구현예로서, 촬영부(300)는 절단면의 정면, 상부 및 하부를 각각 촬영할 수 있다. 이 경우, 촬영부(300)는 절단면의 정면을 촬영한 후, 상부 반사부(210)에 투영된 절단면 상부의 상 및 하부 반사부(220)에 투영된 절단면 하부의 상을 각각 촬영하여, 개별적인 영상을 얻을 수 있다.

촬영부(300)는 촬영된 영상을 영상 처리부(미도시)로 송신하고, 영상 처리부는 상기 영상으로부터 불량 부위를 검출한다.

필요에 따라, 촬영부(300)는 절단면의 두께 방향 모서리를 촬영하는 촬영장치를 더 구비할 수도 있다. 절단면의 두께 방향 모서리는 절단면과 절단면이 만나는 모서리로서, 촬영부(300)가 획득하는 절단면 영상의 양 끝단 부분이다. 상기 부분은 절단면과 대향하는 촬영부(300)에서 획득된 영상에서 항상 끝단 부분이 되므로, 이부분에 촬영 장치를 더 구비함으로써, 절단면의 두께 방향 모서리 부분의 보다 정확한 검사를 수행할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 윈도우 기판의 절단면 검사 장치는 윈도우 기판의 절단면, 특히 면취 가공된 절단면의 검사에 유용하게 사용될 수 있으며, 특히 최근 각종 디스플레이, 터치 스크린 등에 사용되는 강화 유리의 검사에 유용하게 사용될 수 있다.

[부호의 설명]

10: 윈도우 기판

100: 지지부

210: 상부 반사부 220: 하부 반사부

300: 촬영부

Claims (11)

1. 윈도우 기판을 지지하는 지지부;

   상기 윈도우 기판의 상부와 하부에 각각 위치하며, 상기 절단면의 상부와 하부의 상(像)을 각각 투영하고, 상기 상을 촬영부에서 촬영하도록 하는 상부 및 하부 반사부; 및

   윈도우 기판의 절단면과 대향하며, 상기 절단면의 정면, 상부 및 하부를 촬영하는 촬영부;

   를 포함하는 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 지지부는 상기 윈도우 기판을 수평 상태에서 회전시키는 회전 수단을 더 구비하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 지지부의 회전 각도를 감지하는 회전 감지 수단을 더 구비하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 윈도우 기판은 면취 가공된 것인, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 상부 반사부와 하부 반사부는 상기 윈도우 기판의 상부와 하부의 면취 가공면을 촬영부에서 시인하도록 하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 반사부에서 시인되는 상에 대한 촬영부에서의 초점 조절을 위해 상기 반사부의 수직 이동 수단을 더 구비하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 반사부와 하부 반사부 중 적어도 일측의 반사부는 각도 조절 수단을 더 포함하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 촬영부는 절단면의 정면, 상부 및 하부를 동시에 촬영하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 촬영부는 절단면의 정면, 상부 및 하부를 각각 촬영하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.
10. 청구항 1에 있어서, 상기 촬영부에서 촬영된 영상으로부터 불량 부위를 검출하는 영상 처리부를 더 구비하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.
11. 청구항 1에 있어서, 상기 촬영부는 절단면의 두께 방향 모서리를 촬영하는 촬영장치를 더 구비하는, 윈도우 기판의 절단면 검사 장치.

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