WO2020022551A1 - 로이 유리 어닐링 장치 - Google Patents

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WO2020022551A1
WO2020022551A1 PCT/KR2018/010407 KR2018010407W WO2020022551A1 WO 2020022551 A1 WO2020022551 A1 WO 2020022551A1 KR 2018010407 W KR2018010407 W KR 2018010407W WO 2020022551 A1 WO2020022551 A1 WO 2020022551A1
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WO
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glass substrate
laser beam
glass
laser
roy
Prior art date
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PCT/KR2018/010407
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김선주
하재균
박재웅
노준형
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주식회사 코윈디에스티
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B25/00—Annealing glass products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
    • C03C23/0025—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by a laser beam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
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    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/32—After-treatment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the present invention relates to a Roy glass annealing device, and more particularly to a Roy glass annealing device that can reduce the thermal shock while increasing the thermal efficiency.
  • LOW-Emissivity Glass is widely used to reduce heat loss in windows and doors.
  • Roy glass has a structure in which a metal film having a high infrared reflectance (hereinafter, broadly thought to include a metal compound film having a high reflectance) is coated on one surface of general glass, and may be formed in a single layer or a multilayer structure.
  • Roy's metal film transmits visible light to enhance indoor light and reflects infrared rays to reduce heat transfer in and out of the room, reducing indoor temperature changes, especially in hospitals and hotels with 24-hour heating and cooling systems. If used, it can have a noticeable effect on the reduction of heating and cooling costs.
  • Roy glass may be classified into hard low-E by a pyrolytic process and soft low-E by a sputtering process according to a coating manufacturing method.
  • a metal solution or a metal powder is sprayed onto the plate glass during the plate glass manufacturing process to form a coating film through heat treatment.
  • the coating material is usually a single material of a metal oxide (eg SnO 2).
  • Conventional hard iron manufacturing method has the advantage that the heat treatment, such as reinforcement processing is possible due to the strong coating hardness and durability by thermal coating.
  • the use of various metals is limited and the color is simple and the coating is cloudy.
  • the soft manufacturing method is produced by installing a multi-layer thin film of silver (Ag), titanium (Titanium), stainless steel (Stainless Steel) by installing the already produced plot plate glass as a metal target plate of a separate vacuum chamber .
  • the existing soft manufacturing method has high transparency, various colors can be realized through the use of various metals, and optical and thermal performances are excellent.
  • the coating hardness and durability is weak, there is a disadvantage that a separate edge stripping treatment equipment is required when manufacturing the laminated glass.
  • one of various object heating methods includes a laser heating method.
  • Lasers are usually obtained by expensive equipment, and have been widely used in the past for heating bulk quantities, but are known to be widely used for annealing processes of semiconductor substrates and liquid crystal substrates in recent years.
  • an amorphous silicon film may be formed on the liquid crystal substrate, and the laser surface may be laser annealed to convert it into polysilicon, or laser annealing may be used to inject impurities into the semiconductor substrate, homogeneously distribute them, and mitigate crystal defects.
  • the laser can rapidly supply energy to a relatively limited narrow position and thin thickness to create a high temperature in a short time, and can be rapidly cooled by cutting off the energy supply.
  • the thermal efficiency is low.
  • the present invention solves the problem of thermal shock and energy efficiency, which is a general problem of conventional laser annealing, while using a laser in the annealing for forming a low emissivity (low emissivity) coating film in the above-described conventional Roy glass manufacturing method. It is an object to provide a Roy glass annealing apparatus that can be.
  • An object of the present invention is to provide a Roy glass annealing apparatus capable of forming a Roy coating film while advancing a glass plate.
  • a transfer device for transferring a glass substrate with a coating film the glass substrate is installed at a position on the path of the transfer device and the glass substrate Laser module formed to irradiate at a constant angle with the laser beam, and installed so that the laser beam reflected light or the laser beam transmitted light can be reflected on the upper and lower positions of the glass substrate in front of the point where the glass substrate contacts the laser beam in the laser beam irradiation direction. It is provided with a pair of reflecting mirrors installed so that the slopes face each other.
  • the glass substrate may be horizontally transferred.
  • the traveling direction of the laser beam irradiated with the glass substrate at a predetermined inclination angle may have a component opposite to the glass substrate transfer direction and a component opposite to a normal perpendicular to the glass substrate surface.
  • the line appearing on the surface of the glass substrate when the laser beam touches the glass substrate as a line beam may be a line perpendicular to the direction in which the glass substrate travels.
  • the reflecting mirror may be parallel to the glass substrate, or may have an angle with the glass substrate, or may form a certain inclination with the glass substrate, and the inclination direction is reflected from the pair of reflecting mirrors so that the position where the reflecting mirror meets the glass substrate is reflected. It is preferable to be at the rear side with respect to the glass substrate traveling direction compared with the position previously met with the glass substrate.
  • the degree of inclination or the magnitude of the angle is originated from the laser beam that first meets the glass substrate, and the number of times the laser beam reflected from the reflective mirror pair meets the glass substrate again is sufficiently large and the energy density of the laser beam deviating from the reflective mirror pair Is sufficiently lowered, and the area or section where the laser beam meets the glass substrate in the glass substrate conveying direction should be adjusted and determined so as not to be too narrow or wide.
  • the up and down reflection mirror may be the same inclination with the glass substrate to be symmetrical with respect to the glass substrate, but may also achieve different inclination angles.
  • the laser module may combine a plurality of laser light sources to form a line beam, and arrange the laser light sources so that adjacent laser light overlaps at a point where the energy density is half.
  • the upper and lower reflective mirrors constituting the pair of reflecting mirrors may be provided with cooling means on opposite surfaces of the surfaces facing each other, and a coating for increasing the reflectance on the surface thereof.
  • the glass substrate may be heated through a laser module, while manufacturing a Roy coating layer, thereby preventing damage due to thermal shock and increasing energy efficiency.
  • FIG. 1 is a schematic conceptual view of a Roy glass annealing system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration conceptual diagram showing a configuration for line beam irradiation of a laser module that can be used in the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing light intensity change according to positions of unit line beams irradiated onto a glass substrate in individual laser heads constituting the laser module of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a view showing a change in output density according to the incident angle of the laser beam to the glass substrate in the present invention.
  • 5 to 7 are conceptual views illustrating a pair of reflective glass pairs for explaining the energy efficiency of the laser beam according to the change in the incident angle of the laser beam and the reflective glass pair for the laser beam reflection in the present invention.
  • FIG. 1 conceptually illustrates a configuration of a Roy glass annealing system for heating and annealing a coating film already formed on a glass surface in a previous step while transporting a glass substrate horizontally for manufacturing Roy glass.
  • the Roy glass annealing system basically includes a transfer device 20, a laser module 30, and a reflection mirror pair 40.
  • the Roy glass annealing system irradiates a metal film on the glass substrate 10 with a laser beam to anneal as the light energy of the laser is converted into thermal energy on the surface, thereby effectively crystallizing the metal film, thereby providing a Roy glass including a metal coating film. It should have a low radiation characteristic of.
  • the glass substrate 10 has a Roy coating layer formed in the previous step
  • the conveying device 20 is a horizontal state of the glass substrate 10 from the right to the left, that is, the first through the rollers (21, 23), etc. Transfer in direction D1.
  • the laser module 30 is installed at a position on the path of the transfer device 20 and is formed to irradiate the glass substrate 10 with a laser beam at a predetermined angle with the glass substrate.
  • Reflecting mirrors 41 and 43 so that the laser beam reflected light or the laser beam transmitted light can be mostly reflected above and below the glass substrate 10 where the glass substrate 10 is in contact with the laser beam in the laser beam irradiation direction. ) Are installed in pairs.
  • the reflecting mirror pair 40 is provided so that the reflecting surfaces face each other.
  • Each pair of reflecting mirrors 41 and 43 is provided with cooling means 45 and 47 for preventing overheating by the laser beam, and a coating for enhancing the reflectance may be formed on the surface.
  • the cooling means may be maintained at a constant temperature by dissipating heat to the outside through a large area or by dissipating heat to the outside through the circulation of the refrigerant.
  • Laser protection covers 51 and 53 are provided above and below the reflective mirror pair, and a camera (not shown) for inspecting the processing state or the laser beam state in real time may be installed to monitor the processed portion of the glass substrate. have.
  • the laser module 30 may be operated such that the annealing temperature in the metal film is, for example, 500 ° C to 650 ° C.
  • the change in the laser output, the angle of incidence of the laser beam to the glass substrate, the inclination angle of the reflection mirror and the glass substrate constituting the reflecting mirror pair, and the change in the conveying speed of the glass substrate may all affect the temperature.
  • the laser module 30 irradiates the laser beam inclined in the direction opposite to the conveying direction of the glass substrate 10. More precisely, the advancing direction of the laser beam irradiated with the glass substrate at a constant inclination angle has a component opposite to the glass substrate 10 conveying direction and a component opposite to a normal perpendicular to the glass substrate surface.
  • the line (line segment) appearing on the surface of the glass substrate may be a line perpendicular to the advancing direction of the glass substrate.
  • the camera not shown here is for monitoring the crystallized metal film (coating film) on the glass substrate 10 passing through the cooling zone.
  • the camera may be connected via a wired or wireless network to the monitor of the monitoring system as part of the monitoring system.
  • the camera and the monitor are means for checking the state of the crystallized metal film or the heat treatment state of the glass substrate 10 as an example of the monitoring system, and may be replaced by other monitoring means for performing a corresponding function.
  • FIG. 2 shows the unit line beams 31 and 32 and the laser module, which are cut in a plane perpendicular to the advancing direction of the glass substrate 10 at the position of the pair of reflecting mirrors, and form a cutting section and a laser beam from right to left.
  • FIG. 3 is a view schematically showing a form in which the individual laser heads 31 and 32 are formed together, and FIG. 3 is a unit line irradiated onto the glass substrate 10 in the individual laser heads 31 and 32 constituting the laser module of FIG. 2. It is a light intensity change graph according to the positions of the beams 61 and 62.
  • the laser module is composed of a plurality of individual laser heads (31, 32) are arranged horizontally and vertically perpendicular to the glass substrate traveling direction, the individual laser heads (31, 32) adjacent to each other almost close to the separation distance.
  • the unit line beam 61 which is arranged not to have and is irradiated by the individual laser heads 31 is slightly opened in the width direction (individual laser head arrangement direction) as the laser beam progresses and is irradiated from adjacent individual laser heads 32. It can be seen that the unit line beam 62 slightly overlaps.
  • the individual laser heads 31 and 32 themselves can also be made to combine several elementary lasers to combine the laser beams from these elementary lasers to produce unit line beams 61 and 62.
  • the unit line beams When the unit line beams are continuously coupled to each other, the unit line beams form an entire line beam parallel to the upper surface of the glass substrate 10 and extending in a direction orthogonal to the transport direction of the glass substrate 10.
  • a high output large line beam laser beam
  • a large area glass plate can be effectively and uniformly heat treated.
  • the integrated intensity of the laser at the position where the unit line beam touches the glass substrate is maintained at a constant level in most width sections, and at both ends in the width direction having a slightly open shape.
  • the light intensity of the laser decays almost linearly.
  • the unit laser head and line beam diffusion patterns are designed so that the light intensity or energy distribution at both outer sides of the unit laser head is 50% at the center (where the light intensity is the highest point).
  • the middle large dotted box area B1 represents the size or width of the individual laser head
  • the small dotted box area B2 at both ends represents an area at least partially overlapping the unit line beams from the adjacent individual laser heads. .
  • the area between both ends of the unit line beam width direction or adjacent individual laser heads can maintain a constant level of light intensity, similar to the center of the unit line beams, and the coating film of the glass substrate.
  • the (metal film) may be treated at the same annealing temperature to have the same Roy coating film state.
  • the reflecting mirror may be parallel to the glass substrate, have a certain angle with the glass substrate, or may form a predetermined inclination with the glass substrate.
  • the inclination direction is reflected by the pair of reflecting mirrors so that the position where the glass substrate meets the glass substrate is in the rear side with respect to the glass substrate traveling direction as compared with the position where the glass substrate is before the reflection.
  • the degree of inclination or the magnitude of the angle is originated from a laser beam that first meets the glass substrate at a predetermined angle ⁇ 1, and the laser beam reflected from the pair of reflection mirrors is again glassed at a predetermined angle ⁇ 2.
  • the section should be adjusted and determined so that it is not too narrow or too wide.
  • the up and down reflection mirrors may have the same inclination with the glass substrate by symmetry with respect to the glass substrate, but may also achieve different inclination angles.
  • the energy density of the laser beam may correspond to the angle at which the normal of the glass substrate and the initial laser beam are incident to the energy density of the initial laser beam, that is, the cosine angle cos ⁇ .
  • the power density of the laser beam according to the incident angle is shown in Table 1 below.
  • 5 to 7 are diagrams showing the shape of laser reflection by such a pair of reflecting mirrors.
  • each reflecting mirror of the pair of reflecting mirrors is made to adjust the inclination or angle with the glass substrate.
  • the incident angle to the glass substrate of the laser beam irradiated from the laser module is also made to be adjustable.
  • the reflecting mirror pair is made parallel to the glass substrate, and the incident angle of the first laser beam from the laser module to the glass substrate is 10 degrees.
  • the upper and lower reflection mirrors are provided so that the inner surfaces of the upper and lower reflection mirrors are separated from each other by the same distance as the upper surface of the glass substrate.
  • Reflective mirrors have a very high reflectance, for example 99%, so it can simply be assumed that almost all laser beams that hit it are reflected.
  • the laser beam is irradiated from the slightly upper left side of the glass substrate toward the lower right side, and touches the glass substrate, which is converted into heat to heat (anneal) the coating film to form a stable Roy glass coating film, part of which is reflected, and part of which is transmitted.
  • the transmitted laser beam is reflected by the lower reflection glass 43 and touches the glass substrate again, part of which becomes heat, part of which is reflected, and part of which is transmitted.
  • all the laser beams facing upward are reflected by the upper reflection glass 41 and then downward again, and in the process, the glass substrate is met, some are converted into heat, some are reflected, and some are transmitted.
  • the glass substrate in the space inside the reflecting mirror pair is gradually heated as it is transported, thereby reducing the thermal shock due to rapid heating by suddenly hitting a strong laser beam at low temperature, and the laser beam encounters the glass substrate many times in the interior space. All are converted to heat and used for coating annealing.
  • the incidence angle of the laser beam is maintained at 10 degrees as in FIG. 5, but the position is adjusted so that the angle and the inclination of the reflective mirror with the glass substrate are not 0 but about 5 degrees.
  • the laser beam moves to the right little by little while repeating the transmission reflection as shown in FIG. 5, but the moving distance is shortened and heating is performed at a short distance.
  • the angle and the inclination between the glass substrate and the reflecting mirror are equal to zero, and only the laser beam incident angle is greater than 20 degrees as compared with the case of FIG. 5.
  • the transfer speed of the glass substrate, the angle between the reflection mirror and the glass substrate, the interval distance (length) covered by the reflection mirror, and the incident angle of the laser beam are determined. You need to design.
  • the laser module may be disposed at a distance from the glass substrate, and the distance may be about 100 mm to about 300 mm.
  • the laser beam may have a form in which the beam width is generally increased in the longitudinal direction of the line beam while going from the laser module to the glass plate, and the beam width of the line beam may be 1 mm.
  • the conveying speed on the conveying apparatus of the large glass substrate may be 50 mm / s to 200 mm / s.
  • the annealing temperature in the metal film may be about 500 ° C. to about 650 ° C.
  • the power density of the laser beam applied directly on the glass substrate is determined by considering the thickness of the conventional Roy glass metal coating film or metal oxide coating film. It is preferable to make it 50 W / mm ⁇ 2> or more in a site
  • the power density of the laser beam on the substrate is the value obtained by multiplying the vertical cross-sectional power density of the initial laser beam by the cosine of the incidence angle.
  • the power densities at 30 degrees are 98.5%, 93.97%, and 86.6% of the vertical section power densities of the initial laser beam.
  • the metal film can be surface-selectively heated at high temperature while controlling the heat treatment temperature of the metal film by combining one or more unit laser heads, thereby enabling effective crystallization of the metal film.
  • the Roy glass annealing device may include a control device.
  • the control device may include a microcomputer or a computing device, and the computing device may include a processor and a memory.
  • the control device may be connected to the laser module and the transfer device to control the operation of the laser module. Further, depending on the implementation, the control device may be connected to a drive or actuator of the reflection mirror pair to control the reflection angle of the reflection mirror pair.
  • control device operates to preheat the metal film of Roy glass through mirrors disposed on both sides, so that light energy reflected or transmitted from the metal film surface is diffused without focusing on the metal film surface.
  • control device is configured such that the laser beam is focused on the surface of the preheated metal film so that the laser energy affects only the metal film through the operation control of the transfer device and the laser module.
  • the main purpose of the present embodiment is to laser-treat the amorphous metal film to make it crystalline, and in the process, it is made to focus on the metal film surface so that the laser energy affects only the metal film.
  • the light energy reflected or transmitted from the surface of the metal film is diffused without focusing, and preheats the metal film of Roy glass through mirrors disposed on both sides.
  • the Roy metal film is freed using the reflected light by the mirror having a relatively low light density.
  • the heating process is followed by heating by direct focused light. According to such a structure of this embodiment, the surface of single-role glass can be crystallized and the performance can be improved effectively.
  • the Roy metal film heating method using a laser heats only the metal layer on the glass surface without heating the entire glass at a wavelength that transmits the glass, and thus does not cause modification to tempered glass by glass heating. There is no advantage.
  • the temperature rise step by direct light in the state of undergoing pre-heating (pre-heating) process as in this embodiment It is configured to be rough.
  • pre-heating pre-heating
  • the present invention is basically for improving the performance of the soft Roy glass.
  • the present invention is not limited thereto, and may be applied to hard Roy production.
  • the hard Roy glass is a production structure in which the Roy layer is heat treated while undergoing a separate strengthening process, when the hard Roy is used as the non-reinforced Roy glass, the Roy glass annealing device of the present embodiment can be applied.

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Abstract

로이 유리 어닐링 장치가 개시된다. 이 장치는 코팅막이 형성된 유리 기판을 이송하는 이송장치, 이송장치의 경로상의 한 위치에 설치되며 유리 기판에 레이저빔을 일정한 각도로 조사하여 코팅막을 안정적인 코팅막으로 형성할 수 있도록 형성된 레이저 모듈, 레이저빔 조사방향으로 유리 기판이 레이저빔과 닿는 지점의 앞쪽 유리 기판 상, 하 위치에 레이저빔 반사광이나 레이저빔 투과광이 반사될 수 있도록 설치되며 반사면이 서로 마주보도록 설치되는 반사 거울 쌍을 구비한다. 본 발명에 따르면 레이저 모듈을 통한 유리 기판 가열을 통해 로이 코팅막을 제조하면서도 열충격에 따른 손상을 억제하고 에너지 효율을 높일 수 있다.

Description

로이 유리 어닐링 장치
본 발명은 로이 유리 어닐링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열효율을 높이면서 열충격을 줄일 수 있는 로이 유리 어닐링 장치에 관한 것이다.
산업 현장이나 건축물 등 주요 에너지 사용 부문에서 에너지 손실을 줄여 높은 에너지 효율을 거둘 수 있는 기술의 개발은 항상 중요한 관건이 되고 있다.
건축물에서, 창호(windows and doors)는 벽체에 비해 약 8배 내지 약 10배 이상의 낮은 단열 특성이 있기 때문에 창호를 통한 열손실은 건물 전체의 열손실의 약 25% 내지 약 45%를 차지할 정도로 심각하다.
따라서 창호에서의 열손실을 줄이기 위해 로이 유리(LOW-Emissivity Glass)가 많이 사용되고 있다. 로이 유리는 일반 유리의 일면에 적외선 반사율이 높은 금속막(이하 반사율 높은 금속화합물막을 포함하는 광의로 생각하기로 함)을 코팅한 구조를 가지며, 단층 또는 복층 구조로 형성할 수 있다.
로이 유리의 금속막은 가시광선을 투과시켜 실내의 채광성을 높여주고, 적외선을 반사하여 실내외에서의 열 이동을 감소시켜 실내의 온도 변화를 적게 만들며, 특히 24시간 냉난방 시스템이 가동되는 병원이나 호텔 등에 사용될 경우 냉난방 비용의 절감에 있어 두드러진 효과를 나타낸 수 있다.
로이 유리는 코팅 제조방법에 따라 파이롤리틱 방법(pyrolytic process)에 의한 하드로이(hard low-E)와 스퍼터링 공법(sputtering process)에 의한 소프트로이(soft low-E)로 구분할 수 있다.
하드로이 제조방법은 판유리 제조 공정 시 금속용액이나 금속분말을 판유리 상에 분사하고 열처리를 통해 코팅막을 형성한다. 코팅 물질은 보통 금속산화물(예컨대, SnO2)의 단일물질이다. 기존의 하드로이 제조방법은 열적 코팅으로 코팅 경도 및 내구성이 강하여 강화 가공 등의 열처리가 가능하다는 장점이 있다. 그러나 여러 금속 사용이 제한되어 색상이 단순하고, 코팅막이 탁하다는 단점도 있다.
한편, 소프트로이 제조방법은 이미 생산된 플롯 판유리를 별도의 진공 챔버의 금속 타켓판으로 설치하여 은(Ag), 티타늄(Titanium), 스테인리스 스틸(Stainless Steel) 등의 금속을 다층 박막 코팅하여 생산된다. 기존의 소프트로이 제조방법은 투명도가 높고, 여러 가지 금속 사용을 통해 다양한 색상 구현이 가능하며, 광학 성능 및 열적 성능이 우수한 장점이 있다. 그러나 하드로이와 대비할 때 코팅 경도 및 내구성이 약하고, 복층 유리 제작 시 별도의 에지 스트립핑 처리 설비가 필요한 단점이 있다.
한편, 다양한 대상물 가열 방법 가운데 하나로 레이저 가열방법이 있다. 레이저는 통상 고가 장비에 의해 얻어지며, 벌크한 양을 가열하기 위해 종래에 많이 사용되었지만 근래에 반도체 기판이나 액정 기판의 어닐링 공정에 많이 사용되는 것으로 알려져 있다. 가령, 액정 기판에 아몰퍼스 실리콘막을 형성하고, 이를 폴리실리콘으로 바꾸기 위해 기판 표면을 레이저 어닐링 처리하거나, 반도체 기판에 불순물을 주입하고 이를 균질 분포시키고 결정 결함을 완화시키기 위해 레이저 어닐링을 이용할 수 있다.
레이저는 비교적 한정된 좁은 위치, 얇은 두께에 급격히 에너지를 공급하여 단시간에 높은 온도를 만들고, 에너지 공급을 끊어 급속한 냉각이 이루어지게 할 수 있다.
그런데 기존의 레이저를 이용한 유리 기판 표면 조사는 짧은 시간 동안 높은 에너지를 집중시키는 것이므로 유리의 급격한 온도변화를 초래하여 열충격에 의해 유리판 자체가 손상될 수도 있었고, 레이저가 유리판을 그냥 통과하거나 반사되는 비율이 커서 전체 레이저 출력의 10% 정도만 코팅막 형성을 위한 가열에 사용되어 열효율이 낮다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래의 로이 유리 제조방법에서 로이(low emissivity, 저방사) 코팅막 형성을 위한 어닐링에 있어서, 레이저를 이용하면서도 기존 레이저 어닐링의 일반적 문제점인 열충격의 문제와 에너지 효율의 문제를 동시에 해결할 수 있는 로이 유리 어닐링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 유리판을 진행시키면서 로이 코팅막을 형성할 수 있는 로이 유리 어닐링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 로이 유리 어닐링 장치는, 코팅막이 형성된 유리 기판을 이송하는 이송장치, 이송장치의 경로 상의 한 위치에 설치되며 유리 기판에 레이저빔을 유리 기판과 일정한 각도로 조사할 수 있도록 형성된 레이저 모듈, 레이저빔 조사방향으로 유리 기판이 레이저빔과 닿는 지점의 앞쪽 유리 기판의 상, 하 위치에 레이저빔 반사광이나 레이저빔 투과광이 반사될 수 있도록 설치되며 반사면이 서로 마주보도록 설치되는 반사 거울 쌍을 구비하여 이루어진다.
본 실시예에 따른 이송장치는 유리 기판은 수평으로 이송하도록 이루어질 수 있다.
일 실시예에서 유리 기판과 일정한 경사각도로 조사되는 레이저빔의 진행방향은 유리 기판 이송방향과 반대방향의 성분과 유리 기판 표면에 수직한 법선과 반대방향 성분을 가질 수 있다.
일 실시예에서 레이저빔은 라인빔으로 유리 기판에 닿을 때 유리 기판 표면에 나타나는 라인은 유리 기판 진행방향과 수직한 라인이 될 수 있다.
일 실시예에서 반사 거울은 유리 기판과 평행하거나, 유리 기판과 일정 각도를 가지는 것 혹은 유리 기판과 일정 경사를 형성하는 것일 수 있고, 경사 방향은 반사 거울쌍에서 반사되어 유리 기판과 만나는 위치가 반사 전에 유리 기판과 만나는 위치에 비해 유리 기판 진행 방향을 기준으로 후방에 있도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 경사의 정도 혹은 각도의 크기는 일단 처음 유리 기판과 만나는 레이저빔에서 기원하여 반사 거울 쌍에서 반사된 레이저빔이 다시 유리 기판과 만나는 횟수가 충분히 많고, 반사 거울 쌍에서 벗어나는 레이저빔의 에너지 밀도가 충분히 낮아진 상태가 되고, 유리 기판 이송방향으로 레이저빔이 유리 기판과 만나는 영역 혹은 구간이 지나치게 좁거나 넓지 않도록 조절되고 결정되어야 한다.
이때, 상하 반사거울은 유리 기판을 기준으로 대칭을 이루어 유리 기판과 이루는 경사가 같은 것일 수 있으나 서로 다른 경사 각도를 이룰 수도 있다.
본 실시예에서 레이저 모듈은 라인 빔을 형성하기 위해 다수 레이저 광원을 조합하고, 에너지 밀도가 절반이 되는 지점에서 인접한 레이저광끼리 겹치도록 레이저 광원을 배열시킨 것일 수 있다.
본 실시예에서 반사 거울 쌍을 이루는 상하의 반사거울은 서로 마주보는 면의 반대면에 냉각수단이 구비되고, 표면에 반사율을 높이는 코팅이 형성된 것일 수 있다.
본 실시예에 따르면 레이저 모듈을 통한 유리 기판 가열을 통해 로이 코팅막을 제조하면서도 열충격에 따른 손상을 억제하고 에너지 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로이 유리 어닐링 시스템을 정면에서 본 구성 개념도이다.
도 2는 본 발명에 사용될 수 있는 레이저 모듈의 라인 빔 조사를 위한 구성을 나타내는 구성 개념도이다.
도 3은 도 2의 레이저 모듈을 구성하는 개별 레이저 헤드에서 유리 기판에 조사되는 단위 라인빔의 위치에 따른 광세기 변화 그래프이다.
도 4는 본 발명에서 유리 기판에 대한 레이저빔의 입사각에 따른 출력 밀도 변화를 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에서 레이저빔 반사를 위한 반사 유리쌍과 레이저빔의 입사각도 변화에 따른 레이저빔의 에너지 효율을 설명하기 위한 반사 유리쌍 설치 개념도들이다.
이하 도면을 참조하면서 구체적 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 로이 유리 제조를 위해 유리 기판을 수평으로 이송하면서 전단계에서 이미 유리 표면에 형성된 코팅막을 레이저로 가열하여 어닐링하는 로이 유리 어닐링 시스템의 구성이 개념적으로 간단히 나타나 있다.
본 실시예에 따른 로이 유리 어닐링 시스템은, 이송 장치(20), 레이저 모듈(30), 반사 미러 쌍(40)을 기본적으로 포함한다. 로이 유리 어닐링 시스템은 유리 기판(10) 상의 금속막을 레이저빔으로 조사하여 표면에서 레이저의 광에너지가 열에너지로 변환되면서 어닐링이 이루어지고 이를 통해 금속막을 효과적으로 결정화하고, 이를 통해 금속 코팅막을 포함하는 로이 유리의 저방사 특성을 가지도록 한다.
여기서 유리 기판(10)에는 전 단계에서 로이 코팅막 층이 형성되어 있고, 이송 장치(20)는 롤러(21, 23) 등을 통해 유리 기판(10)을 수평상태로 우측에서 좌측으로 즉, 제1 방향(D1)으로 이송한다. 레이저 모듈(30)은 이송 장치(20)의 경로 상의 한 위치에 설치되며 유리 기판(10)에 레이저빔을 유리 기판과 일정한 각도로 조사할 수 있도록 형성된다.
레이저빔 조사방향으로 유리 기판(10)이 레이저빔과 닿는 지점의 앞쪽(우측) 유리 기판(10) 상, 하 위치에 레이저빔 반사광이나 레이저빔 투과광이 대부분 반사될 수 있도록 반사 거울(41, 43)이 쌍을 이루도록 설치된다. 반사 거울 쌍(40)은 반사면이 서로 마주보도록 설치된다. 쌍을 이루는 각 반사 거울(41, 43)에는 레이저빔에 의한 과열을 방지하기 위한 냉각수단(45, 47)이 구비되고, 표면에 반사율을 높이는 코팅이 형성될 수 있다. 냉각수단은 넓은 면적을 통해 외부로 열을 발산하거나 냉매의 순환을 통해 외부로 열을 방출하여 일정한 온도로 유지될 수 있다.
반사 거울 쌍의 상, 하에는 레이저 보호 커버(51, 53)가 설치되며, 가공 상태나 레이저빔 상태를 실시간으로 검사하기 위한 카메라(미도시)가 유리 기판의 가공되는 부분을 감시하도록 설치될 수 있다.
여기서 레이저 모듈(30)은 금속막에서의 어닐링 온도가 필요에 따라 가령 500℃ 내지 650℃가 되도록 작동할 수 있다. 이때, 레이저 출력 변화, 레이저빔의 유리 기판에 대한 입사 각도, 반사 거울 쌍을 이루는 반사 거울과 유리 기판이 이루는 경사 각도, 유리 기판의 이송 속도의 변화 모두가 온도에 영향을 끼칠 수 있다.
여기서 레이저 모듈(30)은 유리 기판(10)의 이송 방향의 반대 방향으로 경사지게 레이저빔을 조사한다. 좀 더 정확히 설명하면, 유리 기판과 일정한 경사각도로 조사되는 레이저빔의 진행방향은 유리 기판(10) 이송방향과 반대방향의 성분과 유리 기판 표면에 수직한 법선과 반대방향 성분을 가진다.
한편, 레이저빔은 일종의 라인빔으로 유리 기판(10)에 닿을 때 유리 기판 표면에 나타나는 라인(선분)은 유리 기판 진행방향과 수직한 라인이 될 수 있다.
여기서 미도시된 카메라는 냉각영역을 통과하여 나오는 유리 기판(10) 상의 결정화된 금속막(코팅막)을 모니터링하기 위한 것이다. 카메라는 모니터링 시스템의 일부 구성으로서 모니터링 시스템의 모니터에 유선 또는 무선 네트워크를 통해 연결될 수 있다.
카메라와 모니터는 모니터링 시스템의 일례로 결정화된 금속막의 상태나 유리 기판(10)의 열처리 상태를 확인할 수 있는 수단이며, 상응하는 기능을 수행하는 다른 모니터링 수단으로 대체될 수 있다.
도 2는 반사 거울 쌍(40)의 위치에서 유리 기판(10) 진행방향과 수직한 평면으로 자른 뒤 우측에서 좌측으로 그 절단 단면과 레이저빔을 이루는 단위 라인빔(31, 32) 및 레이저 모듈을 이루는 개별 레이저 헤드(31, 32)를 함께 본 형태를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 도 2의 레이저 모듈을 구성하는 개별 레이저 헤드(31, 32)에서 유리 기판(10)에 조사되는 단위 라인빔(61, 62)의 위치에 따른 광 세기 변화 그래프이다.
이들 도면을 참조하면, 레이저 모듈은 복수의 개별 레이저 헤드(31, 32))가 유리 기판 진행 방향과 수직하면서 수평하게 배열되어 이루어지며, 서로 인접한 개별 레이저 헤드(31, 32)는 이격 거리를 거의 가지지 않도록 배열되고, 개별 레이저 헤드(31)에 의하여 조사되는 단위 라인빔(61)은 레이저빔이 진행할수록 폭방향(개별 레이저 헤드 배열 방향)으로 약간씩 벌어져 인접한 개별 레이저 헤드(32)에서 조사되는 단위 라인빔(62)과 약간씩 겹치는 것을 확인할 수 있다. 개별 레이저 헤드(31, 32) 자체도 몇 개의 기초레이저가 결합되어 이들 기초레이저에서 나온 레이저빔을 결합 처리하여 단위 라인빔(61, 62)을 만들도록 이루어질 수 있다.
이런 단위 라인빔이 연속적으로 결합되면 유리 기판(10)의 상부면과 평행하고 유리 기판(10)의 이송 방향과 직교하는 방향으로 연장하는 전체 라인빔을 이루게 된다. 고출력 대형 라인빔(레이저빔)을 사용하면, 대면적 유리 플레이트를 효과적으로 균일하게 열처리할 수 있다.
도 3의 그래프를 참조하면, 단위 라인빔이 유리 기판에 닿는 위치에서의 레이저의 광 세기(integrated intensity)는 대부분의 폭구간에서 일정한 수준을 유지하고, 약간씩 벌어지는 형태를 가지는 폭방향 양측 단부에서는 레이저의 광 세기는 거의 선형적으로 감쇄한다. 이런 형태를 이루기 위해 단위 레이저 헤드 양측 외각에서 광세기 혹은 에너지 분포가 중앙부(광세기가 최고점인 위치)에서의 50%가 되도록 단위 레이저 헤드 및 라인빔 확산 형태를 설계한다. 여기서, 중간의 큰 점선 박스 영역(B1)은 개별 레이저 헤드의 크기 혹은 폭을 나타내고, 양쪽 단부의 작은 점선 박스 영역(B2)은 인접한 개별 레이저 헤드에서 나온 단위 라인빔과 적어도 일부가 겹치는 영역을 나타낸다.
결과적으로 이러한 단위 라인빔 사이의 양단부에서의 겹침에 의해 단위 라인빔 폭방향 양 단부나 인접한 개별 레이저 헤드 사이의 영역도 단위 라인빔 중앙과 마찬가지로 일정 수준의 광 세기를 유지할 수 있고, 유리 기판의 코팅막(금속막)은 같은 어닐링 온도로 처리되어 같은 로이 코팅막 상태를 가질 수 있다. 도 3의 (a)와 (b)의 그래프 두 개를 단일 가로선 상에 기재된 순서대로 놓고 폭 방향으로 서로 인접하게 배치하면, 상기 영역들(B2)의 적어도 일부에서는 레이저의 겹침의 효과를 쉽게 나타내게 된다.
한편, 반사 거울은 유리 기판과 평행하거나, 유리 기판과 일정 각도를 가지는 것 혹은 유리 기판과 일정 경사를 형성하는 것일 수 있다. 이때, 경사 방향은 반사 거울 쌍에서 반사되어 유리 기판과 만나는 위치가 반사 전에 유리 기판과 만나는 위치에 비해 유리 기판 진행 방향을 기준으로 후방측에 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 4에 도시한 바와 같이, 경사의 정도 혹은 각도의 크기는 일단 처음 유리 기판과 소정 각도(θ1)로 만나는 레이저빔에서 기원하여 반사 거울쌍에서 반사된 레이저빔이 다시 소정 각도(θ2)로 유리 기판과 만나는 횟수가 충분히 많고, 반사 거울쌍에서 벗어나는 레이저빔의 에너지 밀도(laser power density)가 충분히 낮아진 상태가 되고, 유리 기판 이송방향(도 1 의 D1 참조)으로 레이저빔이 유리 기판과 만나는 영역 혹은 구간이 지나치게 좁거나 넓지 않도록 조절되고 결정되어야 한다. 이때 상하 반사거울은 유리 기판을 기준으로 대칭을 이루어 유리 기판과 이루는 경사가 같은 것일 수 있으나 서로 다른 경사 각도를 이룰 수도 있다.
레이저빔의 에너지 밀도는 초기 레이저빔의 에너지 밀도에 유리 기판의 법선과 초기 레이저빔이 입사하는 각도 즉 코사인 각도(cosθ)에 대응될 수 있다. 입사 각도(angle)에 따른 레이저빔의 에너지 밀도(power density)를 나타내면 다음의 표 1과 같다.
Figure PCTKR2018010407-appb-T000001
도 5 내지 도 7은 이러한 반사 거울 쌍에 의한 레이저 반사 형태를 나타내는 도면이다.
여기서 반사 거울 쌍의 각 반사 거울은 유리 기판과의 경사 혹은 각도를 조절할 수 있도록 이루어진다. 또한, 레이저 모듈에서 조사되는 레이저빔의 유리 기판에 대한 입사각도도 조절 가능하도록 이루어진다.
도 5를 참조하면, 반사 거울 쌍은 유리 기판과 평행하게 이루어지고, 레이저 모듈에서 유리 기판으로의 최초 레이저빔의 입사각은 10도가 된다. 유리 기판의 상면에 저방사를 위한 금속막이 형성된다고 할 때 상, 하 반사 거울의 내측면이 유리 기판의 상면과 같은 거리 이격되도록 상, 하 반사 거울을 설치한다.
반사 거울은 가령 99%와 같은 매우 높은 반사율을 가져 여기에 닿는 거의 모든 레이저빔이 반사된다고 간단히 생각할 수 있다.
도면상 레이저빔은 유리 기판의 위쪽 약간 좌측에서 아래쪽 약간 우측을 향하여 조사되고, 유리 기판에 닿아 일부는 열로 변환되어 코팅막을 가열(어닐링)하여 안정된 로이 유리 코팅막을 만들고, 일부는 반사, 일부는 투과되고, 투과된 레이저빔은 하부 반사 유리(43)에서 반사되어 다시 유리 기판에 닿아 일부는 열로 되고, 일부는 반사, 일부는 투과된다. 또한, 이런 과정에서 위로 향하는 모든 레이저빔은 상부 반사 유리(41)에서 반사되어 다시 아래를 향하고 그 과정에서 유리 기판을 만나 일부는 열로 변화되고, 일부는 반사, 일부는 투과된다.
모든 반사, 투과가 가능한 면에서 이런 현상이 이루어지며, 두 반사 유리 사이에서 반사, 투과, 열적 변환을 하면서 레이저빔은 결과적으로 위 아래로 지그재그 형태로 반사(반사 거울 표면과 유리 기판 표면에서의 반사), 투과(유리 기판 투과)를 거듭하면서 우측으로 조금씩 이동하여 반사 유리 쌍 사이의 공간에서 모든 에너지를 소모하게 된다.
유리 기판의 이동과 레이저빔 조사가 계속되는 연속공정을 가정하면, 유리 기판의 특정 부위는 먼저 반사 거울 쌍 내부 공간에 진입하여 여러 번 반사, 투과된 약한 레이저빔을 맞게 되어 가열되고, 점차 우측으로 진행되면서 더 강한 레이저빔을 맞게 되며, 레이저빔이 처음 유리 기판과 만나는 위치에서는 가장 강한 레이저빔을 맞아 가장 높은 온도로 어닐링이 이루어지게 된다.
따라서, 반사 거울 쌍 내부 공간에서 유리 기판은 이송에 따라 점진적으로 가열되므로 낮은 온도에서 갑자기 강한 레이저빔을 맞아 급속히 가열됨으로 인한 열충격을 줄일 수 있고, 레이저빔은 그 내부 공간에서 다수회 유리 기판과 만나면서 모두 열로 변환되어 코팅막 어닐링에 사용된다.
도 6에서는 레이저빔의 입사각이 도 5와 같이 10도를 유지하지만, 반사 거울이 유리 기판과 만드는 각도, 경사도는 0이 아니고 5도 정도가 되도록 위치가 조절되어 있다.
이런 경우, 반사 거울들의 경사도가 크기 않아 레이저빔은 도 5에서와 같이 투과 반사를 거듭하면서 그때마다 조금씩 우측으로 이동하지만 이동하는 거리는 짧아져 짧은 거리에서 가열이 이루어지게 된다.
도 7을 참조하면, 도 5의 경우와 비교할 때 유리 기판과 반사 거울 사이의 각도, 경사도는 동일하게 0이 되고, 레이저빔 입사각만 20도로 더 크게 된다.
이런 경우, 상, 하 반사 거울 사이를 레이저빔이 지그재그 형태로 오가면서 유리 기판과 만나는 횟수는 줄어들고 반사 거울 쌍 사이의 내부 공간을 벗어나는 레이저빔의 잔여 에너지도 커져 열효율 혹은 레이저빔의 열전환율은 감소하게 된다.
이상의 예들에서 볼 때 레이저빔의 반사 투과 횟수는 매우 많지만 반사 투과를 반복하는 구간(이송 경로 상의 거리)이 너무 작으면 반사 거울 쌍을 두어 레이저빔이 유리 기판을 점진적으로 가열하는 효과는 떨어지고, 열충격 완화의 효과도 떨어지게 된다.
반대로 반사 투과 횟수 자체가 적으면 레이저빔의 광에너지가 유리 기판 표면 코팅막에서 열로 전환될 기회도 줄어들어 에너지 효율이 떨어지게 된다.
따라서, 이러한 점들과 로이 유리 코팅막 어닐링에 필요한 온도와 유지시간을 고려하여, 유리 기판의 이송 속도, 반사 거울과 유리 기판과의 각도, 반사 거울이 커버하는 구간 거리(길이), 레이저빔의 입사각을 설계할 필요가 있다.
가령, 레이저 모듈은 유리 기판에서 일정 거리 이격 배치되고, 이격 거리는 약 100㎜ 내지 약 300㎜일 수 있다. 레이저빔은 레이저 모듈에서 유리 플레이트로 가면서 라인빔의 길이 방향에서 전체적으로 빔 폭이 증가되는 형태를 가지며, 라인빔의 빔폭은 1㎜일 수 있다. 대형 유리 기판의 이송 장치 상에서 이송 속도는 50㎜/s 내지 200㎜/s일 수 있다. 금속막에서의 어닐링 온도는 약 500℃ 내지 약 650℃가 되도록 할 수 있고, 통상의 로이 유리 금속 코팅막 혹은 금속 산화막 코팅막의 두께 제질을 고려할 때 유리 기판 상에 직접 가해지는 레이저빔의 파워밀도는 코팅막 부위에서 50W/mm2 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
기하학적으로 당연한 것이지만 기판 상에서의 레이저빔의 파워밀도는 초기 레이저빔의 수직단면 파워밀도에 입사각의 코사인값을 곱한 수치가 되며, 입사각이 클수로 기판 상에서의 레이저빔 파워밀도는 줄어들어 입사각 10도, 20도, 30도에서의 파워밀도는 초기 레이저빔의 수직단면 파워밀도의 98.5%, 93.97%, 86.6%가 된다.
이와 같은 실시예에 의하면, 하나 이상의 단위 레이저 헤드를 조합하여 금속막의 열처리 온도를 제어하면서 금속막을 표면 선택적으로 고온 열처리할 수 있어 금속막의 효과적인 결정화가 가능하다.
도면에 도시하지는 않았지만, 본 실시예에 따른 로이 유리 어닐링 장치는 제어장치를 포함할 수 있다. 제어장치는 마이컴이나 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있고, 컴퓨팅 장치는 프로세서와 메모리를 포함할 수 있다. 이 경우, 제어장치는 레이저 모듈과 이송장치에 연결되어 레이저 모듈의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 구현에 따라서 제어장치는 반사 거울 쌍의 구동장치나 엑츄에이터에 연결되어 반사 거울 쌍의 반사 각도를 제어하도록 이루어질 수 있다.
전술한 제어장치는 금속막 표면에서 반사되거나 투과된 광 에너지가 금속막 표면에 포커싱이 되지 않고 확산된 형태가 되어 양면에 배치된 미러를 통해 로이 유리의 금속막을 사전 가열하도록 동작한다. 이와 함께, 제어장치는 이송장치와 레이저 모듈의 동작 제어를 통해 금속막에만 레이저 에너지가 영향을 주도록, 레이저빔이 사전 가열된 금속막 표면에 포커싱되도록 이루어진다.
비정질 금속막에 레이저 열처리를 해서 결정질로 만드는 것이 본 실시예의 주된 목적이고, 그 과정에서 금속막에만 레이저 에너지가 영향을 주도록 금속막 표면에 포커싱을 하도록 이루어진다. 전술한 실시예에서와 같이, 금속막 표면에서 반사되거나 투과된 광 에너지는 포커싱이 되지 않고 확산된 형태가 되어 양면에 배치한 미러를 통해 로이 유리의 금속막을 사전 가열하게 된다. 즉, 레이저의 반사 방향과 유리의 진입 방향을 보면, 로이 금속막 층에 포커싱되어 직접 조사되는 직접 광이 조사되기 이전에, 광 밀도가 상대적으로 낮은, 미러에 의한 반사광을 사용하여 로이 금속막을 프리 히팅하는 과정을 거치고 그 이후에 포커싱된 직접 광에 의한 가열이 이루어진다. 이러한 본 실시예의 구성에 의하면, 싱글 로이 유리의 표면을 결정질화하여 그 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 구성에 의하면, 레이저에 의한 로이 금속막 가열 방식은 유리를 투과하는 파장으로 유리 전체를 가열하지 않고 유리 표면의 금속 층만 가열하기 때문에 유리 가열에 의한 강화 유리로의 변성을 발생시키지 않는 장점이 있다.
한편, 로이 금속막이 가열되면서 금속막 주변의 유리만 급격하게 온도 상승하면 유리가 파손될 수 있기 때문에, 본 실시예에서와 같이 사전 가열(프리 히팅) 과정을 거친 상태에서 직접 광에 의한 급격한 온도 상승 단계를 거칠 수 있도록 구성된다. 이와 같이, 본 실시예에 의하면, 유리 업체에서 로이 유리를 생산하는 과정에서 안정적으로 비강화 로이 유리의 성능을 향상시킬 수 있다.
또 한편으로, 본 발명은 기본적으로 소프트 로이 유리의 성능을 향상시키기 위한 것이다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 하드 로이 생산에도 적용할 수 있다. 그 경우, 하드 로이 유리는 별도의 강화 과정을 거치면서 로이 층의 열처리가 되는 생산 구조이므로 하드로이를 비강화 로이 유리로 사용하는 경우에, 본 실시예의 로이 유리 어닐링 장치를 적용할 수 있다.
이상에서는 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐 본원 발명은 이들 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 토대로 다양한 변경이나 응용예를 실시할 수 있을 것이며 이러한 변형례나 응용예는 첨부된 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

  1. 코팅막이 형성된 유리 기판을 이송하는 이송장치,
    상기 이송장치의 경로 상의 한 위치에 설치되며 상기 유리 기판에 레이저빔을 상기 유리 기판과 일정한 각도로 조사하여 상기 코팅막을 안정된 코팅막으로 변환시키는 레이저 모듈, 및
    레이저빔 조사방향으로 상기 유리 기판이 레이저빔과 닿는 지점의 앞쪽 유리 기판 상, 하 위치에 레이저빔 반사광이나 레이저빔 투과광이 반사될 수 있도록 설치되며 적어도 일부의 반사면이 서로 마주보도록 설치되는 반사 거울 쌍을 포함하는 로이 유리 어닐링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 모듈은, 상기 유리 기판과 일정한 각도로 조사되는 레이저빔의 진행방향이 상기 유리 기판 이송 방향과 반대방향의 성분과 상기 유리 기판 표면에 수직한 법선과 반대방향 성분을 가지도록 이루어지고,
    상기 반사 거울은 상기 유리 기판과 평행하거나, 상기 유리 기판과 일정 경사를 형성하는 것이고, 경사 방향은 상기 반사 거울 쌍에서 반사되어 상기 유리 기판과 만나는 위치가 반사 전에 상기 유리 기판과 만나는 위치에 비해 상기 유리 기판 진행 방향을 기준으로 후방에 있도록 이루어져 후방에서 상기 유리 기판이 예열될 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 로이 유리 어닐링 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 레이저빔은 상기 유리 기판에 닿은 상태에서 상기 유리 기판 표면에 평행하고, 상기 유리 기판 진행방향과 수직한 라인빔이며,
    상기 라인빔은 상기 레이저 모듈을 형성하기 위해 상기 라인빔과 평행한 폭방향으로 배열된 복수의 개별 레이저 헤드 각각에서 조사하는 단위 라인빔들 가운데 서로 인접된 단위 라인빔의 상기 폭방향 단부에서 서로 겹쳐진 부분의 광세기 혹은 에너지 밀도가 단위 라인빔의 중앙부의 광세기 혹은 에너지 밀도와 동일 수준을 이루어 라인빔 전체에 걸쳐 균일한 광세기 혹은 에너지 밀도를 유지하도록 형성된 것을 특징으로 하는 로이 유리 어닐링 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 개별 레이저 헤드의 상기 폭방향 외각 위치에 대응하는 상기 단위 라인빔 위치에서의 광세기 혹은 에너지 밀도가 상기 개별 레이저 헤드에 의한 상기 단위 라인빔 중앙부 위치에서의 광세기 혹은 에너지 밀도의 절반 수준(50%)이 되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 로이 유리 어닐링 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서
    상기 레이저 모듈은 레이저빔이 조사되는 상기 일정 각도 가변하여 조절할 수 있고,
    상기 반사 유리 쌍을 이루는 반사 유리가 상기 유리 기판과 이루는 각도를 가변하여 조절할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 로이 유리 어닐링 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유리 기판에 가해지는 레이저빔의 파워밀도는 50W/mm2 이상이 되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 로이 유리 어닐링 장치.
PCT/KR2018/010407 2018-07-27 2018-09-06 로이 유리 어닐링 장치 WO2020022551A1 (ko)

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