KR101483746B1 - Laser glass cutting system and method for cutting glass using the same - Google Patents

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KR101483746B1 KR20130058844A KR20130058844A KR101483746B1 KR 101483746 B1 KR101483746 B1 KR 101483746B1 KR 20130058844 A KR20130058844 A KR 20130058844A KR 20130058844 A KR20130058844 A KR 20130058844A KR 101483746 B1 KR101483746 B1 KR 101483746B1
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Abstract

본 발명은 레이저 유리 커팅 시스템 및 이를 이용한 유리 커팅 방법에 관한 것으로서, 초단파 레이저 빔을 생성하는 제1 레이저 유닛; 유리 기판 내부에 필라멘트 영역을 형성하기 위하여, 상기 제1 레이지 유닛으로부터 입사된 초단파 레이저 빔을 유리 기판의 커팅 예정 라인을 따라 조사하는 제1 스캐너 유닛; CO2 레이저 빔을 생성하는 제2 레이저 유닛; 상기 제2 레이지 유닛으로부터 입사된 CO2 레이저 빔을 상기 커팅 예정 라인을 따라 조사하는 제2 스캐너 유닛; 및 상기 제2 스캐너 유닛의 후단에 설치되며, CO2 레이저 빔이 조사된 커팅 예정 라인 상에 냉각 유체를 분사하는 냉각 유닛을 포함하는 레이저 유리 커팅 시스템 및 이를 이용한 유리 커팅 방법이 제공된다.The present invention relates to a laser glass cutting system and a glass cutting method using the same, the laser cutting method comprising: a first laser unit for generating a microwave laser beam; A first scanner unit for irradiating the microwave laser beam incident from the first laser unit along a line to be cut of the glass substrate to form a filament area inside the glass substrate; A second laser unit for generating a CO 2 laser beam; A second scanner unit for irradiating a CO 2 laser beam incident from the second laser unit along the line to be cut; And a cooling unit installed at a rear end of the second scanner unit and ejecting a cooling fluid onto a line to be cut irradiated with a CO 2 laser beam, and a glass cutting method using the laser glass cutting system.

Description

레이저 유리 커팅 시스템 및 이를 이용한 유리 커팅 방법 {Laser glass cutting system and method for cutting glass using the same}Technical Field [0001] The present invention relates to a laser glass cutting system and a glass cutting method using the same,

본 발명은 레이저 유리 커팅 시스템 및 이를 이용한 유리 커팅 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초단파 레이저 광원을 이용하여 유리 기판 내부에 필라멘트 영역을 형성하고, 필라멘트 영역이 형성된 유리 기판 상부에 CO2 레이저 광원을 이용하여 CO2 레이저를 조사하고, 냉각 유체를 분사하여 유리를 커팅하는 레이저 유리 커팅 시스템 및 이를 이용한 유리 커팅 방법에 관한 것이다.The present invention is a laser glass cutting machine, and relates to a glass-cutting method using the same, and more particularly, using an ultrashort laser source and forming a filament area inside the glass substrate, CO 2 laser light source to the glass substrate above the filament area is formed used to relate the glass cutting method to investigate, using the laser cutting system and this glass to cut the glass by spraying the cooling fluid to CO 2 laser.

일반적으로 LCD, PDP 및 OLED 등과 같은 평판 표시 장치들을 제조하는 과정에서 셀 공정의 합착 공정 후에 원판의 유리 기판을 각 모듈의 크기에 맞게 절단하거나, 또는 합착 기판에 있어서 선택적으로 상판의 유리 기판만을 절단하는 공정이 수행된다. Generally, in the process of manufacturing flat panel display devices such as LCDs, PDPs, and OLEDs, the glass substrate of the original plate is cut according to the size of each module after the laminating process of the cell process, or only the glass substrate of the top plate is selectively cut Is carried out.

이러한 유리 기판을 절단하는 방법으로서 완전 절단보다는 스크라이빙 라인을 먼저 형성하여 기계적으로 취약한 부분을 만들고 거기에 물리적이나 열적인 충격을 주어 브레이킹하는 공정을 이용하는 것이 일반적이다. 유리 기판을 절단하는 방식에는 다이아몬드 휠과 같은 기계적 수단을 이용하는 절단 방식과, 레이저를 이용한 절단 방식이 있다. As a method of cutting such a glass substrate, it is common to form a scribing line first rather than a complete cutting, to make a mechanically weak portion, and to brike a physical or thermal impact thereon. Examples of the method of cutting the glass substrate include a cutting method using a mechanical means such as a diamond wheel and a cutting method using a laser.

도 1은 종래 기술에 따른 레이저를 이용한 기판 절단 장치의 개략 구성도이다. 도 1에 도시된 기판 절단 장치는 휠(10), 레이저 유닛(20) 및 냉각 장치(30)로 구성된다. 휠(10)은 기계적으로 마이크로 크랙을 형성하며, 레이저 유닛(20)은 마이크로 크랙을 따라 CO2 레이저를 조사하여 가열한다. 그 다음에 냉각 장치(30)를 이용하여 CO2 레이저가 조사된 스크라이빙 라인을 따라 냉각 유체를 분사하여 2차 크랙을 유발하여 절단하게 된다.1 is a schematic configuration diagram of a conventional substrate cutting apparatus using a laser. The substrate cutting apparatus shown in Fig. 1 is composed of a wheel 10, a laser unit 20, and a cooling device 30. The wheel 10 mechanically forms a micro crack, and the laser unit 20 irradiates CO 2 laser along a micro crack to heat it. Then, using the cooling device 30, CO 2 The laser is sprayed with the cooling fluid along the scribing line to induce a secondary crack and cut.

그러나, 이러한 종래 기술에 따르면, 유리 기판의 절단부위 시작점, 끝점, 교차점, 가장자리 부위의 경우 온도분포를 일정하게 조절하기가 어렵기 때문에, 절단목표선이 아닌 다른 방향으로 유리판이 절단될 우려가 있다. 또한, 절단부위의 시작점, 끝점 등에 미리 마이크로 크랙을 형성시키더라도, 마이크로 크랙은 3차원의 모든 방향으로 형성되기 때문에, 유리 기판의 강도를 저하시키는 문제가 있었다.However, according to this conventional technique, it is difficult to adjust the temperature distribution uniformly at the starting point, the end point, the intersection point, and the edge portion of the cut portion of the glass substrate, so that the glass plate may be cut in a direction other than the cut target line . In addition, even if micro cracks are formed in advance at the starting point and end point of the cut portion, micro cracks are formed in all directions in three dimensions, and therefore, there is a problem of lowering the strength of the glass substrate.

한국공개특허 제1020000038520호Korean Patent Publication No. 1020000038520

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유리 기판의 커팅면을 매끄럽게 하고, 커팅 속도를 증가시켜 전체 커팅 공정 시간을 단축시킬 수 있는 레이저 유리 커팅 시스템 및 이를 이용한 유리 커팅 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a laser glass cutting system capable of cutting a cutting surface of a glass substrate and increasing a cutting speed to shorten the entire cutting process time, And to provide a glass cutting method using the same.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 초단파 레이저 빔을 생성하는 제1 레이저 유닛; 유리 기판 내부에 필라멘트 영역을 형성하기 위하여, 상기 제1 레이지 유닛으로부터 입사된 초단파 레이저 빔을 유리 기판의 커팅 예정 라인을 따라 조사하는 제1 스캐너 유닛; CO2 레이저 빔을 생성하는 제2 레이저 유닛; 상기 제2 레이지 유닛으로부터 입사된 CO2 레이저 빔을 상기 커팅 예정 라인을 따라 조사하는 제2 스캐너 유닛; 및 상기 제2 스캐너 유닛의 후단에 설치되며, CO2 레이저 빔이 조사된 커팅 예정 라인 상에 냉각 유체를 분사하는 냉각 유닛;을 포함하는 레이저 유리 커팅 시스템이 제공된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a laser processing apparatus comprising: a first laser unit for generating a microwave laser beam; A first scanner unit for irradiating the microwave laser beam incident from the first laser unit along a line to be cut of the glass substrate to form a filament area inside the glass substrate; A second laser unit for generating a CO 2 laser beam; A second scanner unit for irradiating a CO 2 laser beam incident from the second laser unit along the line to be cut; And a cooling unit installed at a rear end of the second scanner unit, for spraying a cooling fluid on a line to be cut irradiated with a CO 2 laser beam.

상기 유리 기판을 지지하는 기능을 수행하며, 1축 방향으로 이송하거나 또는 2축 방향으로 이송하는 스테이지 유닛을 더 포함한다. And a stage unit for performing the function of supporting the glass substrate and transferring it in the uniaxial direction or in the biaxial direction.

상기 제1 스캐너 유닛, 상기 제2 스캐너 유닛 및 상기 냉각 유닛은 인라인 형태로 상호 이격되게 순차적으로 설치된다. The first scanner unit, the second scanner unit, and the cooling unit are sequentially installed so as to be spaced apart from each other in an inline form.

상기 제1 스캐너 유닛은 상기 초단파 레이저 빔의 제1축 방향의 변위를 조절하는 제1 갈바노 스캐너부; 상기 초단파 레이저 빔의 제2축 방향의 변위를 조절하는 제2 갈바노 스캐너부; 제2 갈바노 스캐너부의 후단에 설치되며, 상기 초단파 레이저 빔을 포커싱하는 기능을 수행하는 제1 초점 렌즈부; 및 상기 초단파 레이저 빔을 유리 기판 내부에 초점이 배치되도록 상기 제1 초점 렌즈부의 높이를 조절하는 제1 초점 렌즈 구동부를 포함한다. The first scanner unit includes a first galvanometer scanner unit for adjusting a displacement of the microwave laser beam in a first axis direction; A second galvanometer scanner unit for adjusting a displacement of the microwave laser beam in a second axial direction; A first focus lens unit installed at a rear end of the second galvano scanner unit and performing a function of focusing the microwave laser beam; And a first focus lens driving unit for adjusting the height of the first focus lens unit so that the microwave laser beam is focused within the glass substrate.

상기 초단파 레이저 빔은 펨토초(Femto Second)(1x10-15) 내지 피코초(Pico Second)(1x10-12) 펄스를 갖는 레이저 빔인 것을 특징으로 한다. The microwave laser beam is a laser beam having a pulse of femtosecond (1x10 -15 ) to pico second (1x10 -12 ).

상기 제2 스캐너 유닛은 상기 CO2 레이저 빔의 제1축 방향의 변위를 조절하는 제3 갈바노 스캐너부; 상기 CO2 레이저 빔 빔의 제2축 방향의 변위를 조절하는 제4 갈바노 스캐너부; 제4 갈바노 스캐너부의 후단에 설치되며, 상기 CO2 레이저 빔을 포커싱하는 기능을 수행하는 제2 초점 렌즈부; 및 상기 CO2 레이저 빔을 유리 기판 상에 초점이 배치되도록 상기 제2 초점 렌즈부의 높이를 조절하는 제2 초점 렌즈 구동부;를 포함한다. The second scanner unit includes a third galvanometer scanner unit for adjusting the displacement of the CO 2 laser beam in the first axial direction; A fourth galvanometer scanner unit for adjusting displacement of the CO 2 laser beam beam in a second axial direction; A second focus lens unit installed at a rear end of the fourth Galvano scanner unit and performing a function of focusing the CO 2 laser beam; And a second focus lens driver for adjusting the height of the second focus lens so that the focus of the CO 2 laser beam is focused on the glass substrate.

상기 냉각 유닛은 냉각 유체를 저장하는 냉각 유체 저장부; 상기 냉각 유체 저장부와 연결되고, 상기 냉각 유체 저장부에 저장된 냉각 유체를 냉각 유닛 노즐로 공급하는 냉각 유닛 바디; 및 상기 냉각 유닛 바디의 단부에 설치되고, 유리 기판 표면 상에 냉각 유체를 분사하는 냉각 유닛 노즐을 포함한다.Wherein the cooling unit comprises: a cooling fluid reservoir for storing a cooling fluid; A cooling unit body connected to the cooling fluid reservoir and supplying cooling fluid stored in the cooling fluid reservoir to a cooling unit nozzle; And a cooling unit nozzle installed at an end of the cooling unit body for ejecting a cooling fluid on the glass substrate surface.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 유리 기판의 커팅 예정 라인 상에 제1 스캐너 유닛, 제2 스캐너 유닛 및 냉각 유닛을 얼라인시키는 단계; 제1 레이저 유닛과 제1 스캐너 유닛을 동작시켜 커팅 예정 라인의 유리 기판 내부에 초점이 조절된 초단파 레이저 빔을 조사하는 단계; 상기 커팅 예정 라인을 따라 상기 유리 기판 내부에 필라멘트 영역을 형성하는 단계; 상기 필라멘트 영역이 형성된 유리 기판의 상부면에 제2 레이저 유닛과 제2 스캐너 유닛을 통하여 CO2 레이저 빔을 조사하는 단계; 상기 CO2 레이저 빔이 조사된 커팅 예정 라인 상에 냉각 유닛을 통하여 냉각 유체를 분사하여 유리 기판을 커팅하는 단계를 포함하는 유리 커팅 방법이 제공된다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of aligning a first scanner unit, a second scanner unit, and a cooling unit on a line to be cut of a glass substrate; Operating a first laser unit and a first scanner unit to irradiate an ultra-short-wave laser beam focused on a glass substrate of a planned line to be cut; Forming a filament region in the glass substrate along the line to be cut; Through the second laser unit and second scanner units on the upper surface of the glass substrate on which the filament area is formed CO 2 Irradiating a laser beam; The CO 2 There is provided a glass cutting method comprising a step of cutting a glass substrate by spraying a cooling fluid through a cooling unit on a line to be cut which is irradiated with a laser beam.

본 발명에서와 같이, 초단파 레이저 광원을 이용하여 유리 기판 내부에 필라멘트 영역을 형성하고, 필라멘트 영역이 형성된 유리 기판 상부에 CO2 레이저 광원을 이용하여 CO2 레이저를 조사하고, 냉각 유체를 분사하여 유리를 커팅함으로써, 유리 기판의 커팅면을 매끄럽게 하고, 커팅 속도를 증가시켜 전체 커팅 공정 시간을 단축시킬 수 있게 된다. As in the present invention, by forming a filament area inside the glass substrate using a very high frequency laser light source, by using a CO 2 laser source to the glass substrate above the filament area it is formed examine the CO 2 laser, and injecting a cooling fluid glass The cutting surface of the glass substrate is smoothed and the cutting speed is increased to shorten the entire cutting process time.

도 1은 종래 기술에 따른 레이저를 이용한 기판 절단 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 유리 커팅 시스템의 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 레이저 유리 커팅 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 4는 제1 레이저 유닛과 제1 스캐너 유닛의 개략적인 구성도이다.
도 5는 제1 레이저 유닛과 제1 스캐너 유닛을 이용하여 커팅 예정 라인의 유리 기판 내부에 필라멘트 영역을 형성하는 과정을 나타낸 도이다.
도 6은 제2 레이저 유닛, 제2 스캐너 유닛 및 냉각 유닛의 구성도이다.
도 7은 스테이지 유닛의 기능 블록도이다.
도 8은 본 발명에 따른 레이저 유리 커팅 시스템을 이용한 유리 커팅 방법을 나타낸 흐름도이다.FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional substrate cutting apparatus using a laser.
2 is a functional block diagram of a laser glass cutting system in accordance with the present invention.
3 is a schematic configuration diagram of a laser glass cutting system according to the present invention.
4 is a schematic configuration diagram of the first laser unit and the first scanner unit.
5 is a diagram illustrating a process of forming a filament area in a glass substrate of a line to be cut using a first laser unit and a first scanner unit.
6 is a configuration diagram of the second laser unit, the second scanner unit, and the cooling unit.
7 is a functional block diagram of the stage unit.
8 is a flowchart illustrating a glass cutting method using the laser glass cutting system according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 레이저 유리 커팅 시스템의 기능 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 레이저 유리 커팅 시스템의 개략적인 구성도이다.FIG. 2 is a functional block diagram of a laser glass cutting system according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a laser glass cutting system according to the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 유리 커팅 시스템은 제1 레이저 유닛(100), 제1 스캐너 유닛(200), 제2 레이저 유닛(300), 제2 스캐너 유닛(400), 냉각 유닛(500), 스테이지 유닛(600) 및 제어 유닛(900)을 포함한다.2 and 3, a laser glass cutting system according to the present invention includes a first laser unit 100, a first scanner unit 200, a second laser unit 300, a second scanner unit 400, A cooling unit 500, a stage unit 600, and a control unit 900.

제1 레이저 유닛(100)은 초단파 레이저 빔을 생성하고, 생성된 초단파 레이저 빔을 제1 스캐너 유닛(200)으로 조사한다. 제1 레이저 유닛(100)은 펨토초(Femto Second)(1x10-15) 내지 피코초(Pico Second)(1x10-12) 펄스를 갖는 초단파 레이저 빔을 생성한다.The first laser unit 100 generates a microwave laser beam and irradiates the generated microwave laser beam to the first scanner unit 200. The first laser unit 100 generates a microwave laser beam having femtosecond (1x10 -15 ) to pico second (1x10 -12 ) pulses.

제1 스캐너 유닛(200)은 제1 레이지 유닛(100)으로부터 입사된 초단파 레이저 빔을 스테이지 유닛(600) 상에 배치된 유리 기판의 커팅 예정 라인을 따라 조사시킨다. 제1 스캐너 유닛(200)은 입사된 초단파 레이저 빔의 수직 변위와 수평 변위를 조절하여 초단파 레이저 빔을 원하는 패턴 형태로 유리 기판 상으로 반사시킨다. 이때, 제1 스캐너 유닛(200)은 초단파 레이저 빔의 초점이 유리 기판 내부에 배치되도록 초점을 조절하여 조사하며, 유리 기판에 조사된 초단파 레이저 빔은 커팅 예정 라인의 유리 기판 내부에 필라멘트 영역을 형성한다. 유리 기판 내부에 초점이 맞추어진 초단파 레이저 빔을 조사하면 유리 기판 내부를 통과하면서 흡수되는 에너지 밀도가 높아져서 플라즈마가 발생되고, 순간적으로 용융되어 유리 기판 내부의 변형(즉, 필라멘트 영역)을 형성하게 된다. 이러한 유리 기판 내부에 형성된 필라멘트 영역은 유리 기판이 커팅 예정 라인을 따라 매끄럽게 브레이킹 되도록 유도한다.The first scanner unit 200 irradiates the microwave laser beam incident from the first laser unit 100 along a line to be cut of the glass substrate disposed on the stage unit 600. The first scanner unit 200 adjusts the vertical displacement and the horizontal displacement of the incident microwave laser beam to reflect the microwave laser beam onto the glass substrate in a desired pattern form. At this time, the first scanner unit 200 adjusts the focus so that the focal point of the microwave laser beam is arranged inside the glass substrate, and the microwave laser beam irradiated on the glass substrate forms a filament area inside the glass substrate of the line to be cut do. When the microwave laser beam focused on the inside of the glass substrate is irradiated, the energy density absorbed while passing through the inside of the glass substrate is increased, plasma is generated and instantly melted to form deformation (i.e., filament area) inside the glass substrate . The filament area formed inside this glass substrate induces the glass substrate to be smoothly broken along the line to be cut.

제2 레이저 유닛(300)은 CO2 레이저 빔을 생성하고, 생성된 CO2 레이저 빔을 제2 스캐너 유닛(400)으로 조사한다. The second laser unit 300 is generated a laser beam and CO 2, CO 2 produced And irradiates the laser beam to the second scanner unit 400.

제2 스캐너 유닛(400)은 제2 레이지 유닛(300)으로부터 입사된 CO2 레이저 빔을 스테이지 유닛(600) 상에 배치된 유리 기판의 커팅 예정 라인을 따라 유리 기판 내부에 형성된 필라멘트 영역의 상부에 조사시킨다. 제2 스캐너 유닛(400)은 입사된 CO2 레이저 빔의 수직 변위와 수평 변위를 조절하여 CO2 레이저 빔을 원하는 패턴 형태로 유리 기판 상으로 반사시킨다. 이때, 제2 스캐너 유닛(400)은 CO2 레이저 빔의 초점이 유리 기판 상부에 배치되도록 초점을 조절하여 조사한다. The second scanner unit 400 moves the CO 2 laser beam incident from the second laser unit 300 along the line to be cut of the glass substrate disposed on the stage unit 600 at the upper portion of the filament area formed in the glass substrate Investigate. The second scanner unit 400 adjusts the vertical displacement and the horizontal displacement of the incident CO 2 laser beam to reflect the CO 2 laser beam onto the glass substrate in a desired pattern form. At this time, the second scanner unit 400 adjusts the focus so that the focus of the CO 2 laser beam is placed on the glass substrate.

냉각 유닛(500)은 제2 스캐너 유닛(400)의 후단에 설치되며, CO2 레이저 빔이 조사된 커팅 예정 라인 상에 냉각 유체를 분사한다. CO2 레이저 빔이 조사된 커팅 예정 라인 상에 냉각 유체를 분사하면 커팅 예정 라인을 따라 크랙이 형성되고, 이러한 크랙은 유리 기판 내부의 필라멘트 영역까지 확장되어 유리 기판을 커팅하게 된다. 그 결과, 커팅 예정 라인 주위에 물리적 외력을 가하는 브레이킹 공정을 별도로 수행하지 않더라도 유리 기판을 커팅할 수 있게 되어 커팅 속도를 증진시킬 수 있다.The cooling unit 500 is installed at the rear end of the second scanner unit 400 and injects the cooling fluid onto the line to be cut irradiated with the CO 2 laser beam. When a cooling fluid is sprayed onto the line to be cut irradiated with the CO 2 laser beam, a crack is formed along the line to be cut, and this crack extends to the filament area inside the glass substrate to cut the glass substrate. As a result, it is possible to cut the glass substrate without separately performing a breaking step of applying a physical external force around the line to be cut, thereby improving the cutting speed.

제1 스캐너 유닛(200), 제2 스캐너 유닛(400) 및 냉각 유닛(500)은 인라인 형태로 상호 이격되게 순차적으로 고정 설치된다. The first scanner unit 200, the second scanner unit 400, and the cooling unit 500 are sequentially fixedly installed so as to be spaced apart from each other in an inline form.

스테이지 유닛(600)은 유리 기판을 지지하는 기능을 수행하며, x축 방향 또는 y축 방향으로 이송 가능하도록 설치된다. 유리 기판을 지지하는 지지 플레이트가 회전가능하도록 구성될 수 있다.The stage unit 600 performs the function of supporting the glass substrate and is provided so as to be movable in the x-axis direction or the y-axis direction. A support plate for supporting the glass substrate can be configured to be rotatable.

제어 유닛(900)은 제1 레이저 유닛(100), 제1 스캐너 유닛(200), 제2 레이저 유닛(300), 제2 스캐너 유닛(400), 냉각 유닛(500) 및 스테이지 유닛(600)의 동작을 제어한다.The control unit 900 controls the operation of the first laser unit 100, the first scanner unit 200, the second laser unit 300, the second scanner unit 400, the cooling unit 500, and the stage unit 600 And controls the operation.

스테이지 유닛(600)이 제1축 방향으로 이송하면, 스테이지 유닛(600) 상에 배치된 유리 기판 역시 제1축 방향으로 이송하면서 제1 스캐너 유닛(200), 제2 스캐너 유닛(400) 및 냉각 유닛(500)을 통과하게 된다. 이때, 제1 스캐너 유닛(200), 제2 스캐너 유닛(400) 및 냉각 유닛(500)이 일정 시간 간격을 두고 순차적으로 작동하면, 제1 스캐너 유닛(200)을 통하여 유리 기판(S) 내부에 초단파 레이저 빔이 조사되어 필라멘트 영역을 형성시키고, 그 다음 필라멘트 영역이 형성된 유리 기판의 상부면에 제2 스캐너 유닛(400)을 통하여 CO2 레이저 빔이 조사되고, 냉각 유닛(500)을 통하여 냉각 유체가 분사되면서 유리 기판이 커팅 예정 라인을 따라 절단된다.
When the stage unit 600 is transported in the first axial direction, the glass substrate disposed on the stage unit 600 is also transported in the first axial direction while the first scanner unit 200, the second scanner unit 400, Unit 500. [0064] At this time, if the first scanner unit 200, the second scanner unit 400 and the cooling unit 500 sequentially operate at a predetermined time interval, the first scanner unit 200, the second scanner unit 400, Wave laser beam is irradiated to form a filament area, and then the upper surface of the glass substrate on which the filament area is formed is irradiated with CO 2 The glass substrate is cut along the line to be cut while the laser beam is irradiated and the cooling fluid is injected through the cooling unit 500. [

도 4는 제1 레이저 유닛과 제1 스캐너 유닛의 개략적인 구성도이며, 도 5는 제1 레이저 유닛과 제1 스캐너 유닛을 이용하여 커팅 예정 라인의 유리 기판 내부에 필라멘트 영역을 형성하는 과정을 나타낸 도이다.FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the first laser unit and the first scanner unit, and FIG. 5 shows a process of forming a filament area in the glass substrate in the line to be cut by using the first laser unit and the first scanner unit .

도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 레이저 유닛(100)은 초단파 레이저 광원(110)과 제1 미러부(130)를 포함한다. 초단파 레이저 광원(110)은 펨토초(Femto Second)(1x10-15) 내지 피코초(Pico Second)(1x10-12) 펄스를 갖는 초단파 레이저 빔을 생성한다. 에너지 밀도가 높고 펄스 폭이 짧은 초단파 레이저 빔은 분가 결합구조의 반응 시간보다 펄스 폭이 짧기 때문에, 초단파 레이저 빔이 조사된 영역에 에너지가 집중되어 플라즈마가 형성된다. 그 결과, 초단파 레이저 빔의 초점을 유리 기판 내부에 조절하여 조사하면, 초단파 레이저 빔이 조사된 부분에 플라즈마가 형성되어, 유리 기판이 순간적으로 용융되어 빈 공간이 형성되면서 필라멘트 영역(F)을 형성하게 된다(도 5 참조).Referring to FIGS. 4 and 5, the first laser unit 100 includes a microwave laser light source 110 and a first mirror unit 130. The microwave laser light source 110 generates microwave laser beams having femtosecond (1x10 -15 ) to pico second (1x10 -12 ) pulses. Since the microwave laser beam having a high energy density and a short pulse width has a shorter pulse width than the reaction time of the minute coupling structure, energy is concentrated in the region irradiated with the microwave laser beam to form plasma. As a result, when the focal point of the microwave laser beam is adjusted and irradiated inside the glass substrate, a plasma is formed at a portion irradiated with the microwave laser beam, and the glass substrate is momentarily melted to form an empty space to form the filament region F (See FIG. 5).

제1 미러부(130)는 초단파 레이저 광원(110)과 제1 스캐너 유닛(200) 사이에 설치되며, 초단파 레이저 광원(110)으로부터 입사된 초단파 레이저 빔을 제1 스캐너 유닛(200)으로 반사시키는 기능을 수행한다.
The first mirror unit 130 is installed between the microwave laser source 110 and the first scanner unit 200 and reflects the microwave laser beam incident from the microwave laser source 110 to the first scanner unit 200 Function.

제1 스캐너 유닛(200)은 제1 갈바노 스캐너부(210), 제2 갈바노 스캐너부(220), 제1 초점 렌즈부(230) 및 제1 초점 조절부(240)를 포함한다.The first scanner unit 200 includes a first galvanometer scanner unit 210, a second galvanometer scanner unit 220, a first focus lens unit 230, and a first focus adjustment unit 240.

제1 스캐너 유닛(200)은 제1 갈바노 스캐너부(210)와 제2 갈바노 스캐너부(220)의 조합으로 구성되며, 제1 갈바노 스캐너부(210)는 초단파 레이저 광원(110)으로부터 입사되는 초단파 레이저 빔의 제1축 방향의 변위를 조절하고, 제2 갈바노 스캐너부(220)는 제1축 방향과 수직인 제2축 방향의 변위를 조절하는 기능을 수행한다. 제1 갈바노 스캐너부(210)는 제1 갈바노 미러(211)와 이를 구동하기 위한 제1 갈바노 미러 구동부(212)를 포함하며, 제2 갈바노 스캐너부(220)는 제2 갈바노 미러(221)와 이를 구동하기 위한 제2 갈바노 미러 구동부(222)를 포함한다.The first scanner unit 200 is configured by a combination of a first galvanometer scanner unit 210 and a second galvanometer scanner unit 220. The first galvanometer scanner unit 210 includes a microwave laser source 110, The second galvanometer scanner unit 220 adjusts the displacement of the incident microwave laser beam in the first axis direction and the second galvanometer scanner unit 220 controls the displacement in the second axis direction perpendicular to the first axis direction. The first galvanometer scanner unit 210 includes a first galvanometer mirror 211 and a first galvanometer mirror driving unit 212 for driving the first galvanometer mirror unit 211. The second galvanometer scanner unit 220 includes a second galvanometer And includes a mirror 221 and a second galvanometer mirror driving unit 222 for driving the mirror 221.

제1 초점 렌즈부(230)는 제2 갈바노 스캐너부(220)의 후단에 설치되며, 제1 스캐너 유닛(200)으로부터 입사된 초단파 레이저 빔을 유리 기판(S) 내부에 초점이 배치되도록 한다. The first focus lens unit 230 is disposed at the rear end of the second galvano scanner unit 220 so that the ultra-high frequency laser beam incident from the first scanner unit 200 is focused on the glass substrate S .

제1 초점 렌즈 구동부(240)는 제1 초점 렌즈부(230)의 높이를 조절하여, 초단파 레이저 빔의 초점 깊이를 조절하는 기능을 수행하며, 본 실시예에서 제1 초점 렌즈 구동부(240)는 초단파 레이저 빔을 유리 기판(S) 내부에 초점이 배치되도록 제1 초점 렌즈부(230)의 높이를 조절한다.
The first focus lens driving unit 240 adjusts the height of the first focus lens unit 230 to adjust the focus depth of the microwave laser beam. In this embodiment, the first focus lens driving unit 240 The height of the first focus lens unit 230 is adjusted so that the ultra-high frequency laser beam is focused within the glass substrate S.

도 6은 제2 레이저 유닛, 제2 스캐너 유닛 및 냉각 유닛의 구성도이고, 도 7은 스테이지 유닛의 기능 블록도이다. Fig. 6 is a configuration diagram of the second laser unit, the second scanner unit, and the cooling unit, and Fig. 7 is a functional block diagram of the stage unit.

도 6을 참조하면, 제2 레이저 유닛(300)은 CO2 레이저 광원(310) 및 제2 미러부(330)를 포함한다. CO2 레이저 광원(310)은 CO2 레이저 빔을 생성하고, 생성된 CO2 레이저 빔을 제2 스캐너 유닛(400)으로 조사한다.Referring to FIG. 6, the second laser unit 300 includes a CO 2 laser light source 310 and a second mirror unit 330. CO 2 laser light source 310 generating a laser beam and CO 2, is irradiated with the generated CO 2 laser beam to a second scanner unit 400.

제2 미러부(130)는 CO2 레이저 광원(310)과 제2 스캐너 유닛(400) 사이에 설치되며, CO2 레이저 광원(310)으로부터 입사된 CO2 레이저 빔을 제2 스캐너 유닛(400)으로 반사시키는 기능을 수행한다.The second mirror unit 130 is installed between the CO 2 laser light source 310 and the second scanner unit 400 and transmits the CO 2 laser beam incident from the CO 2 laser light source 310 to the second scanner unit 400. As shown in FIG.

제2 스캐너 유닛(400)은 제3 갈바노 스캐너부(410), 제4 갈바노 스캐너부(420), 제2 초점 렌즈부(430) 및 제2 초점 조절부(440)를 포함한다.The second scanner unit 400 includes a third galvanometer scanner unit 410, a fourth galvanometer scanner unit 420, a second focus lens unit 430, and a second focus adjustment unit 440.

제2 스캐너 유닛(400)은 제3 갈바노 스캐너부(410)와 제4 갈바노 스캐너부(420)의 조합으로 구성되며, 제3 갈바노 스캐너부(410)는 CO2 레이저 광원(310)으로부터 입사되는 CO2 레이저 빔의 제1축 방향의 변위를 조절하고, 제4 갈바노 스캐너부(420)는 제1축 방향과 수직인 제2축 방향의 변위를 조절하는 기능을 수행한다. 제3 갈바노 스캐너부(410)는 제3 갈바노 미러(411)와 이를 구동하기 위한 제3 갈바노 미러 구동부(412)를 포함하며, 제4 갈바노 스캐너부(420)는 제4 갈바노 미러(421)와 이를 구동하기 위한 제4 갈바노 미러 구동부(422)를 포함한다. 제2 초점 렌즈부(430)는 제4 갈바노 스캐너부(420)의 후단에 설치되며, 제2 스캐너 유닛(400)으로부터 입사된 CO2 레이저 빔을 유리 기판(S) 상에 초점이 배치되도록 한다. The second scanner unit 400 includes a combination of a third galvanometer scanner unit 410 and a fourth galvanometer scanner unit 420. The third galvanometer scanner unit 410 includes a CO 2 laser light source 310, And the fourth galvanometer scanner unit 420 adjusts the displacement of the CO 2 laser beam in the second axial direction perpendicular to the first axial direction. The third galvanometer scanner unit 410 includes a third galvanometer mirror 411 and a third galvanometer mirror driving unit 412 for driving the third galvanometer mirror unit 411. The fourth galvanometer scanner unit 420 includes a fourth galvanometer And includes a mirror 421 and a fourth galvanometer mirror driving unit 422 for driving the same. The second focus lens unit 430 is installed at the rear end of the fourth galvano scanner unit 420 so that the CO 2 laser beam incident from the second scanner unit 400 is focused on the glass substrate S do.

제2 초점 렌즈 구동부(440)는 제2 초점 렌즈부(430)의 높이를 조절하여, 초단파 레이저 빔의 초점 깊이를 조절하는 기능을 수행하며, 본 실시예에서 제2 초점 렌즈 구동부(440)는 CO2 레이저 빔을 유리 기판(S) 상에 초점이 배치되도록 제2 초점 렌즈부(430)의 높이를 조절한다.The second focus lens driving unit 440 adjusts the height of the second focus lens unit 430 to adjust the focus depth of the microwave laser beam. In this embodiment, the second focus lens driving unit 440 The height of the second focus lens unit 430 is adjusted so that the focus of the CO 2 laser beam is placed on the glass substrate S.

냉각 유닛(500)은 냉각 유체 저장부(510), 냉각 유닛 바디(520) 및 냉각 유닛 노즐(530)을 포함한다. 냉각 유체 저장부(510)는 냉각 유체를 저장하는 기능을 수행하며, 냉각 유닛 바디(520)는 냉각 유체 저장부(510)와 연결되고, 냉각 유체 저장부(510)에 저장된 냉각 유체를 냉각 유닛 노즐(530)로 공급하는 기능을 수행한다. 냉각 유닛 노즐(530)은 냉각 유닛 바디(520)의 단부에 설치되고, 유리 기판(S) 표면 상에 냉각 유체를 분사하는 기능을 수행한다. The cooling unit 500 includes a cooling fluid reservoir 510, a cooling unit body 520, and a cooling unit nozzle 530. The cooling unit body 520 is connected to the cooling fluid reservoir 510 and supplies the cooling fluid stored in the cooling fluid reservoir 510 to the cooling unit 500. [ To the nozzle (530). The cooling unit nozzle 530 is installed at the end of the cooling unit body 520 and functions to spray the cooling fluid on the surface of the glass substrate S. [

도 7을 참조하면, 스테이지 유닛(600)은 스테이지(610), 스테이지 구동부(620) 및 스테이지 회전부(630)를 포함한다. 스테이지(610)는 유리 기판을 지지하는 기능을 수행하며, 스테이지 구동부(620)는 스테이지(610)를 1축 방향으로 이송하거나 또는 2축 방향으로 이송한다. 스테이지 회전부(630)는 스테이지(610)를 회전시키는 기능을 수행한다.
Referring to FIG. 7, the stage unit 600 includes a stage 610, a stage driving unit 620, and a stage rotating unit 630. The stage 610 performs the function of supporting the glass substrate, and the stage driving unit 620 transports the stage 610 in the uniaxial direction or in the biaxial direction. The stage rotation unit 630 performs a function of rotating the stage 610.

도 8은 본 발명에 따른 레이저 유리 커팅 시스템을 이용한 유리 커팅 방법을 나타낸 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a glass cutting method using the laser glass cutting system according to the present invention.

도 8을 참조하면, 유리 기판의 커팅 예정 라인 상에 제1 스캐너 유닛, 제2 스캐너 유닛 및 냉각 유닛을 얼라인시킨 후, 제1 레이저 유닛과 제1 스캐너 유닛을 동작시켜 커팅 예정 라인의 유리 기판 내부에 초점이 조절된 초단파 레이저 빔을 조사하는 과정을 수행한다(S100).8, after aligning the first scanner unit, the second scanner unit, and the cooling unit on the line to be cut of the glass substrate, the first laser unit and the first scanner unit are operated to move the glass substrate And irradiating a microwave laser beam whose focus is adjusted to the inside (S100).

유리 기판 내부에 초점이 맞추어진 초단파 레이저 빔을 조사하면 유리 기판 내부를 통과하면서 흡수되는 에너지 밀도가 높아져서 플라즈마가 발생되고, 순간적으로 용융되어 유리 기판 내부에 필라멘트 영역을 형성한다(S200).When the microwave laser beam focused on the glass substrate is irradiated, energy density absorbed through the glass substrate increases, plasma is generated and melted instantaneously to form a filament area inside the glass substrate (S200).

그 다음 필라멘트 영역이 형성된 유리 기판의 상부면에 제2 레이저 유닛과 제2 스캐너 유닛을 통하여 CO2 레이저 빔을 조사하는 과정을 수행한다(S300).Then, on the upper surface of the glass substrate where the filament area was formed, a second laser unit and a second scanner unit were connected to a CO 2 A process of irradiating the laser beam is performed (S300).

그리고 나서, CO2 레이저 빔이 조사된 커팅 예정 라인 상에 냉각 유닛을 통하여 냉각 유체를 분사하여 유리 기판을 커팅한다(S400).
Then, CO 2 The glass substrate is cut by spraying the cooling fluid on the line to be cut irradiated with the laser beam through the cooling unit (S400).

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 레이저 유리 커팅 시스템 및 이를 이용한 유리 커팅 방법의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

100 : 제1 레이저 유닛
200 : 제1 스캐너 유닛
300 : 제2 레이저 유닛
400 : 제2 스캐너 유닛
500 : 냉각 유닛
600 : 스테이지 유닛
900 : 제어 유닛100: first laser unit
200: first scanner unit
300: second laser unit
400: Second scanner unit
500: Cooling unit
600: stage unit
900: control unit

Claims (8)

초단파 레이저 빔을 생성하는 제1 레이저 유닛;
유리 기판 내부에 필라멘트 영역을 형성하기 위하여, 상기 제1 레이지 유닛으로부터 입사된 초단파 레이저 빔을 유리 기판의 커팅 예정 라인을 따라 조사하는 제1 스캐너 유닛;
CO2 레이저 빔을 생성하는 제2 레이저 유닛;
상기 제2 레이지 유닛으로부터 입사된 CO2 레이저 빔을 상기 커팅 예정 라인을 따라 조사하는 제2 스캐너 유닛; 및
상기 제2 스캐너 유닛의 후단에 설치되며, CO2 레이저 빔이 조사된 커팅 예정 라인 상에 냉각 유체를 분사하는 냉각 유닛;을 포함하며,
상기 제1 스캐너 유닛은,
상기 초단파 레이저 빔의 제1축 방향의 변위를 조절하는 제1 갈바노 스캐너부; 상기 초단파 레이저 빔의 제2축 방향의 변위를 조절하는 제2 갈바노 스캐너부; 제2 갈바노 스캐너부의 후단에 설치되며, 상기 초단파 레이저 빔을 포커싱하는 기능을 수행하는 제1 초점 렌즈부; 및 상기 초단파 레이저 빔을 유리 기판 내부에 초점이 배치되도록 상기 제1 초점 렌즈부의 높이를 조절하는 제1 초점 렌즈 구동부;를 포함하고,
상기 제2 스캐너 유닛은,
상기 CO2 레이저 빔의 제1축 방향의 변위를 조절하는 제3 갈바노 스캐너부; 상기 CO2 레이저 빔 빔의 제2축 방향의 변위를 조절하는 제4 갈바노 스캐너부; 제4 갈바노 스캐너부의 후단에 설치되며, 상기 CO2 레이저 빔을 포커싱하는 기능을 수행하는 제2 초점 렌즈부; 및 상기 CO2 레이저 빔을 유리 기판 상에 초점이 배치되도록 상기 제2 초점 렌즈부의 높이를 조절하는 제2 초점 렌즈 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 유리 커팅 시스템.
A first laser unit for generating a microwave laser beam;
A first scanner unit for irradiating the microwave laser beam incident from the first laser unit along a line to be cut of the glass substrate to form a filament area inside the glass substrate;
A second laser unit for generating a CO 2 laser beam;
A second scanner unit for irradiating a CO 2 laser beam incident from the second laser unit along the line to be cut; And
And a cooling unit installed at a rear end of the second scanner unit for ejecting a cooling fluid on a line to be cut irradiated with a CO 2 laser beam,
The first scanner unit includes:
A first galvanometer scanner unit for adjusting a displacement of the microwave laser beam in a first axis direction; A second galvanometer scanner unit for adjusting a displacement of the microwave laser beam in a second axial direction; A first focus lens unit installed at a rear end of the second galvano scanner unit and performing a function of focusing the microwave laser beam; And a first focus lens driving unit for adjusting a height of the first focus lens unit so that the microwave laser beam is focused on a glass substrate,
The second scanner unit includes:
A third galvanometer scanner unit for adjusting displacement of the CO 2 laser beam in a first axis direction; A fourth galvanometer scanner unit for adjusting displacement of the CO 2 laser beam beam in a second axial direction; A second focus lens unit installed at a rear end of the fourth Galvano scanner unit and performing a function of focusing the CO 2 laser beam; And a second focus lens driving unit for adjusting the height of the second focus lens unit so that the focus of the CO 2 laser beam is focused on the glass substrate.
제1항에 있어서,
상기 유리 기판을 지지하는 기능을 수행하며, 1축 방향으로 이송하거나 또는 2축 방향으로 이송하는 스테이지 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 유리 커팅 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a stage unit which performs the function of supporting the glass substrate and which transfers the laser beam in a uniaxial direction or in a biaxial direction.
제1항에 있어서,
상기 제1 스캐너 유닛, 상기 제2 스캐너 유닛 및 상기 냉각 유닛은 인라인 형태로 상호 이격되게 순차적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저 유리 커팅 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the first scanner unit, the second scanner unit, and the cooling unit are sequentially installed so as to be spaced apart from each other in an inline form.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 초단파 레이저 빔은 펨토초(Femto Second)(1x10-15) 내지 피코초(Pico Second)(1x10-12) 펄스를 갖는 레이저 빔인 것을 특징으로 하는 레이저 유리 커팅 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the microwave laser beam is a laser beam having a pulse of femtosecond (1x10 -15 ) to picoecond (1x10 -12 ) pulses.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 냉각 유닛은,
냉각 유체를 저장하는 냉각 유체 저장부;
상기 냉각 유체 저장부와 연결되고, 상기 냉각 유체 저장부에 저장된 냉각 유체를 냉각 유닛 노즐로 공급하는 냉각 유닛 바디; 및
상기 냉각 유닛 바디의 단부에 설치되고, 유리 기판 표면 상에 냉각 유체를 분사하는 냉각 유닛 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 유리 커팅 시스템.
The method according to claim 1,
The cooling unit includes:
A cooling fluid reservoir for storing a cooling fluid;
A cooling unit body connected to the cooling fluid reservoir and supplying cooling fluid stored in the cooling fluid reservoir to a cooling unit nozzle; And
And a cooling unit nozzle installed at an end of the cooling unit body for ejecting a cooling fluid onto the surface of the glass substrate.
제1항, 제2항, 제3항, 제5항 또는 제7항 중 어느 한 항에 따른 레이저 유리 커팅 시스템을 이용한 유리 커팅 방법으로서,
유리 기판의 커팅 예정 라인 상에 제1 스캐너 유닛, 제2 스캐너 유닛 및 냉각 유닛을 얼라인시키는 단계;
제1 레이저 유닛과 제1 스캐너 유닛을 동작시켜 커팅 예정 라인의 유리 기판 내부에 초점이 조절된 초단파 레이저 빔을 조사하는 단계;
상기 커팅 예정 라인을 따라 상기 유리 기판 내부에 필라멘트 영역을 형성하는 단계;
상기 필라멘트 영역이 형성된 유리 기판의 상부면에 제2 레이저 유닛과 제2 스캐너 유닛을 통하여 CO2 레이저 빔을 조사하는 단계;
상기 CO2 레이저 빔이 조사된 커팅 예정 라인 상에 냉각 유닛을 통하여 냉각 유체를 분사하여 유리 기판을 커팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 커팅 방법.

A glass cutting method using a laser glass cutting system according to any one of claims 1, 2, 3, 5, or 7,
Aligning the first scanner unit, the second scanner unit and the cooling unit on the line to be cut of the glass substrate;
Operating a first laser unit and a first scanner unit to irradiate an ultra-short-wave laser beam focused on a glass substrate of a planned line to be cut;
Forming a filament region in the glass substrate along the line to be cut;
Irradiating a CO 2 laser beam onto the upper surface of the glass substrate on which the filament area is formed through the second laser unit and the second scanner unit;
And cutting the glass substrate by spraying a cooling fluid through the cooling unit on the line to be cut irradiated with the CO 2 laser beam.

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