KR20090078742A

KR20090078742A - 적층체 절단 방법 및 절단 커터

Info

Publication number: KR20090078742A
Application number: KR1020090001441A
Authority: KR
Inventors: 토모아키 나카가키; 카즈야 마에카와
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2009-07-20
Also published as: TWI482693B; TW200930532A; CN102672741B; CN102672741A; KR101089284B1

Abstract

본 발명은, 취성 재료기판과 수지필름이 적층된 적층체 절단 방법 및 절단 커터에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 취성 재료기판과 수지필름이 적층된 적층체 절단 처리에 있어서 박리조각이나 절단조각 등의 폐기물이 생성되지 아니하며 또한 취성 재료기판의 표면을 손상시키지 않으며 사용수명이 길고, 사용 중에 있어서 회전 등의 움직임을 방지할 수 있는 취성 재료기판과 수지필름이 적층된 적층체 절단 방법 및 절단 커터에 관한 것이다.

본 발명의 구성은, 취성 재료기판의 한쪽 면 측에 1매 또는 2매 이상의 수지필름이 적층된 적층체 절단방법에 있어서, 상기 취성 재료기판의 상기 수지필름의 면 측과 반대면 측으로부터 상기 취성 재료기판 면에 대해서 대략 수직 방향으로 동시에 상기 취성 재료기판의 두께의 10%이상 100%미만의 범위의 크랙을 형성한 후, 상기 수지필름 가운데 가장 외측의 수지필름의 표면의 상기 크랙을 연장한 위치 또는 그 근처에 커터를 압접시켜, 상기 커터를 상기 적층체에 대해서 상대적으로 이동시킴으로써 특히 취성 재료기판 측의 수지필름의 두께에 대해서 90%이상으로 하는 한편 상기 취성 재료기판에 이르지 않는 범위까지 절삭 깊이를 넣는 것을 특징으로 한다.

취성, 커터, 재료기판

Description

적층체 절단 방법 및 절단 커터{LAMINATES CUTTING METHOD AND CUTTER}

일반적으로, 유리, 세라믹 등의 취성 재료기판은 기계적으로 부서지기 쉬운 성질을 가지고 있으므로, 취성 재료기판의 절단은 예를 들면 커터 휠(cutter wheel)을 기판상에 압접 전동시켜서 기판 표면에 스크라이브 라인(scribe line)을 형성하여, 이것에 의해 기판표면으로부터 수직 방향의 크랙(crack)을 일으키게 하고(스크라이브 공정), 그 다음에 기판에 응력을 가해 그 수직 크랙을 기판의 이면까지 성장시켜(브레이크 공정) 기판을 절단한다.

한편, 수지필름은 일반적으로, 가요성(可撓性: flexibility) 또는 연성(ductility)이 있기 때문에, 수지필름의 절단은 예를 들면 칼끝이 날카로운 2매의 경질 금속칼날을 서로 대면시키는 전단(剪斷: 물체 내부의 면에 따라 면의 양측으로 같은 크기의 반대방향의 힘이 더해져 물체 내부에서 차이가 생기는 것)작용에 의하거나 또는 매우 날카로운 절단 나이프 혹은 절단 휠을 이용한 전단력(剪斷力)에 의해 절단한다.

이와 같이, 취성 재료(brittle materials) 기판과 수지필름과는 물성이 크게 차이가 나기 때문에 취성 재료기판과 수지필름을 적층한 적층체 절단방법으로서는, 예를 들면 취성 재료기판과 수지필름과의 사이에 스크레이퍼(scraper)를 삽입함과 동시에 수지필름의 표면에 커터를 소정의 압력으로 서로 접합하여 스크레이퍼와 커터를 적층체에 대해서 상대적으로 이동시켜, 취성 재료기판으로부터 수지필름을 띠 모양으로 박리하여 노출된 취성 재료기판의 표면에 커터 휠을 서로 접합시켜 스크라이브 라인을 형성한 후, 외부 응력을 더하여 적층체를 절단하는 방법 등이 일본 특허공개 2003-335536호, 일본 특허공개 2007-45656호에 의에 제안된바 있다.

그러나, 상기 제안의 절단방법에서는 불가피하게 수지필름의 박리조각이 발생하며, 또한, 취성 재료기판과 수지필름과의 사이에 스크레이퍼(Scraper)를 삽입하여 상대 이동시키면, 스크레이퍼에 의해 취성 재료기판의 표면을 손상시킬 우려가 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적으로 하는 것은 취성 재료기판과 수지필름이 적층된 적층체 절단 처리에 있어서 박리조각이나 절단조각 등의 폐기물이 생성되지 아니하고 또한 취성 재료기판의 표면을 손상시키지 않도록 하며 사용수명이 길고 사용 중에 있어서의 회전 등의 움직임을 방지할 수 있는 적층체 절단 방법 및 절단 커터를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 취성 재료기판의 한쪽 면 측에 1매 또는 2매 이상의 수지필름이 적층된 적층체 절단 방법에 있어서, 상기 취성 재료기판의 상기 수지필름 면 측과 반대면 측으로부터, 상기 취성 재료기판 면에 대해서 대략 수직 방향으로 동시에 상기 취성 재료기판의 두께의 10%이상 100%미만의 범위의 크랙을 형성한 후, 상기 수지필름 가운데 가장 외측의 수지필름의 표면의 상기 크랙을 연장한 위치 또는 그 근처에 커터를 압접시켜서, 상기 커터를 상기 적층체에 대해 상대적으로 이동시킴으로써 특히 취성 재료기판측의 수지필름의 두께에 대해서 90%이상으로 하는 한편 상기 취성 재료기판에 이르지 않는 범위까지 절삭 깊이를 넣는 것을 특징으로 하는 적층체 절단 방법이 제공된다.

여기서, 상기 적층체 절단을 확실히 한다는 관점에서 상기 크랙 및 절삭 깊이를 형성한 후에 상기 적층체에 외부로부터 응력을 가하는 공정을 더 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 취성 재료기판과 상기 1매 또는 2매 이상의 수지필름의 접착제 층을 개입시켜 적층되는 경우에는 상기 커터에 의해 상기 수지필름의 모든 것을 완전하게 절단하는 동시에 상기 접착제 층의 두께의 10%이상 100%미만까지 절삭 깊이를 넣는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 취성 재료기판의 상기 수지필름 면 측과 반대면 측에 보호필름이 적층되는 경우에는 보호필름 및 상기 취성 재료기판에 상기 크랙을 형성하는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 취성 재료기판에 크랙을 형성하려면 커터 휠로 스크라이브를 행하거나 또는 레이저 빛을 조사하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 커터의 압 접력이 0.01~0.4MPa의 범위인 것이 바람직하다.

또한, 상기 취성 재료기판 측의 수지필름에 절삭 깊이를 넣음으로 인하여, 상기 크랙이 상기 취성 재료기판의 상기 수지필름 면 측까지 진전하여 상기 취성 재료기판이 절단 또는 거의 절단 되는 상태가 되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 커터로서 외주 둘레에 칼끝이 형성된 원반의 칼끝을 포함한 외주의 일부가 제거되어 복수의 평면이 외주에 형성된 커터를 이용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절단방법에 이용되는 홀더에 착탈 가능하게 지지되는 커터에 있어서, 외주 둘레에 칼끝이 형성된 원반의 칼끝을 포함하는 외주의 일부가 제거되어, 복수의 평면이 외주에 형성되고 상기 복수의 평면 중에서 어느 쪽이든 2개의 평면이 상기 홀더에 형성된 2개의 해당 접면에 접함에 따라 홀더에 지지되고, 상기 해당 접면에 접하는 커터의 2개의 평면을 바꾸어 수지필름에 압접하는 커터의 칼끝의 위치를 바꿀 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 외주 둘레에 형성된 칼끝 전체를 효율적으로 사용하기 위한 관점으로부터 한쪽 측의 반원에 복수의 평면을 형성하고 다른 쪽 측의 반원에 칼끝을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀더에 형성되는 해당 접면의 1개를 수평면이 되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수지필름과의 마찰을 작게 하여, 작은 압접력(壓接力)으로 절단 한다는 관점으로부터 칼끝의 각도를 20°~ 80°의 범위로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 재질은 초경합금 또는 소결 다이아몬드로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 절단 방법에서는 취성 재료기판에 소정 깊이의 크랙을 형성한 후, 수지필름의 상기 크랙을 연장한 위치 또는 그 근처에 커터를 압접시켜 소정의 깊이까지 절삭 깊이를 넣음으로써 적층체를 절단하므로 절단처리에 있어서 폐기물이 발생하지 않으며, 또한, 취성 재료기판의 수지필름과의 접촉면에 절단용 부재가 접촉되지 않아 기판 표면을 손상시키지 않게 되고, 커터는 마모될 때마다 수지필름과 압접되는 칼끝의 위치를 바꾸어 사용할 수 있으므로 종래에 비해 사용수명이 길며 또한 사용 중에 회전 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명과 관련되는 절단방법의 일례를 나타내는 공정도이고, 도 2는 유리기판에 보호필름이 적층되어 있는 적층체 절단 예를 나타내는 개략도이며, 도 3은 2매의 수지필름이 유리기판의 한쪽 면에 적층되어 있는 적층체 절단 예를 나타내는 개략도이고, 도 4는 유리기판과 수지필름이 접착제 층에서 접합되어 있는 적층체 절단 예를 나타내는 개략도이며, 도 5는 유리기판과 수지필름이 외주 부를 접착제 층에 접합되어 있는 적층체 절단 예를 나타내는 개략도이고, 도 5은 본 발명의 절단방법으로 적합하게 사용할 수 있는 커터의 일례를 나타내는 정면도 및 측면도이며, 도 7은 도 6의 홀더에 커터의 부착을 나타내는 사시도이고, 도 8은 베이스 플레이트의 정면도 및 측면도이며, 도 9는 커버 플레이트의 정면도 및 측면도이고, 도 10은 커터 장치의 일례를 나타내는 개략도이며, 도 11은 본 발명으로 적합하게 사용할 수 있는 커터의 다른 예를 나타내는 정면도이다.

특히, 도 1은 본 발명과 관련되는 절단방법의 일 실시형태를 나타내는 공정도를 나타내고, 도 1은 취성 재료기판인 유리기판(3)의 한쪽 면에 수지필름(41)이 적층된 적층체(S1)를 절단하는 경우의 공정도이다.

또한, 도 1 (a), (b)에 있어서의 좌측의 도면은 크랙(31)에 대한 수직방향 의 단면도이며, 우측의 도면은 크랙 면에 있어서의 크랙(31)에 평행한 단면도이고 도 1(a)에서는 우선 소정의 하중이 걸린 커터 휠(1)을 유리기판(3)에 대해서 상대적으로 이동시켜 유리기판(3)에 스크라이브(Scribe) 라인을 형성한다.

이때, 유리기판(3)의 표면에 대해 수직방향의 크랙(31)이 형성된다. 여기서 중요한 것은 형성되는 크랙(31)의 깊이(D)가 유리기판(3)의 두께의 10%이상 100%미만의 범위에 있다는 것이다. 크랙(31)의 깊이(D)가 상기 범위보다 얕으면 적층체(S1)를 절단할 수가 없다. 한편 크랙(31)의 깊이(D)가 상기 범위보다 깊으면 유리기판(3)의 수지필름 면 측의 표면에 상처를 낼 우려가 있다.

또한, 상기 크랙(31)의 깊이(D)를 상기 범위에서 제어하려면 커터 휠(1)의 재질이나 칼끝의 형상, 커터 휠(1)에 걸리는 하중 등을 조정하면 된다. 예를 들어 크랙(31)의 깊이(D)를 깊게 하려면 커터 휠(1)로 원반상의 휠의 원주 부의 단면에 V자형 모양의 칼날이 형성되고, 상기 칼날의 능선이 되는 칼끝에 소정간격으로 복수의 골이 형성되는 것을 이용하면 된다. 상기 커터 휠의 외경은 1mm~10mm의 범위, 상기 골의 깊이는 25μm이상, 상기 구간의 능선의 길이는 25μm이상의 것이 바람직하다.

또한, 유리기판(3)에 소정 깊이의 크랙(31)을 형성하는 방법으로는 커터 휠(1)을 이용하는 스크라이브 이외에 레이저 빛을 조사하여 크랙(31)을 형성하는 방법을 이용하여도 된다. 레이저 빛으로는 예를 들면 CO₂가스 레이저, YAG 레이저나 티탄 사파이어 레이저 등을 들 수 있다.

다음으로, 상기 도 1 (b)에서 나타내는 것처럼 수지필름(41)의 외 표면의 상기 크랙을 연장한 위치 또는 그 근처에 소정의 하중을 가하여 커터(2)를 압접시키고, 커터(2)를 수지필름(41)에 대해서 상대적으로 이동시켜 수지필름(41)에 절삭 깊이(43)를 넣는다. 여기서 중요한 것 중 하나는 수지필름(41)에 커터(2)를 압접 함으로써 수지필름(41)에 절삭 깊이(43)를 넣는 것이다. 따라서 앞의 공정에 있어서 유리기판(3)에 형성된 크랙(31)이 유리기판(3)의 수지필름 면 측까지 진전하고(도 1(b)의 D＇로 도시) 유리기판(3)이 절단 또는 거의 절단된 상태가 된다. 커터(2)에 걸리는 하중은 수지필름(41)이나 유리기판(3)의 재질, 커터(2)의 형상 등에 의해 적절하게 결정하면 되지만 통상적으로 0.1~0.8MPa의 범위의 하중이 바람직하다.

또 다른 중요한 점은 절삭 깊이(43)의 깊이(d)를 수지필름(41)의 두께의 90%이상으로 하되 유리기판(3)에 이르지 않는 범위(이 경우는 100%미만)로 해야 한다. 이렇게 함으로써 유리기판(3)에 형성된 크랙(31)의 수지필름 면 측까지 진전을 확실히 하는 한편 유리기판(3)의 수지필름 면 측에 상처를 입히는 일 없이 수지필름(41)을 절단 할 수 있게 된다.

더욱이, 도 1의 실시형태에서는 커터(2)로 고정식 칼날을 사용하고 있지만 이에 한정되는 것은 아니고, 회전식의 커터를 이용해도 무방하다.

다만 수지필름의 재질에 따라서는 칼끝이 회전하면 하중이 분산하여 절삭 깊이(43)를 원활히 형성할 수 없는 경우가 있으므로 통상적으로 커터(2)로서는 칼끝이 고정된 것이 바람직하다. 본 발명에 적합하게 사용할 수 있는 커터에 대해서는 하기에 설명하기로 한다.

다음으로, 도 1(c)에서와 같이 유리기판 측으로부터 스크라이브 라인에 따라 적층체(S1)에 압 압력(押壓力)을 가함에 따라 유리기판(3) 및 수지필름(41)이 크랙(31) 및 절삭 깊이(43)의 부분에서 절단된다. (도 1(d)). 상기 공정(b)에 있어서 유리기판(3)의 크랙(31)이 수지필름 면 측에 도달하지 않은 경우에는 상기 압 압력이 걸림에 따라 크랙(31)은 수지필름 면 측에 도달한다. 또한 수지필름(41)은 그 두께의 90%이상으로 절삭 깊이(43)가 형성되므로 상기 압 압력으로 용이하게 절단된다.

상기 적층체(S1)에 대해서 외부로부터 응력을 가하는 방법으로 상기의 압 압력을 가하는 방법 이외에, 예를 들면 스크라이브 라인에 따라 상기 적층체(S1)에 온도 차를 가하여 열 응력을 발생시키는 방법을 이용하여도 좋다. 특히 상기 적층체(S1)의 두께가 얇은 경우에는 스크라이브 라인에 따라 자연스럽게 갈라지기도 하므로 그러한 경우에는 외부응력을 더하는 공정은 필요 없다.

상기 실시 형태에서는 유리기판 측으로부터 압 압력을 가하고 있지만, 수지필름 측으로부터 압 압력을 가해도 좋고, 또는 유리기판 측 및 수지필름 측의 양측으로부터 압 압력을 가해도 상관없다. 특히 수지필름(41)의 재질에 따라서는 수지필름 측으로부터 압 압력을 가했을 경우 수지필름(41)의 절단면에 섬유질이 생성될 수 있으므로 통상 유리기판 측으로부터 압 압력을 가하는 것이 바람직하다.

본 발명의 절단방법의 대상이 되는 취성 재료기판으로는 예를 들면 유리, 세라믹, 실리콘, 사파이어 등의 취성 재료기판을 들 수 있다. 취성 재료기판의 두께에 특히 한정하지는 않지만 통상 500~1000μm의 범위로 한다.

또한, 수지필름(41)으로는 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), TAC(Triacetyl cellulose)등의 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate)계 수지, 아크릴 계 수지, 테라플로이드(tetrafluoride) 에틸렌/ 테라플로이드 프로필렌 계 공중합체(共重合體)와 같은 불소계 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)등의 폴리에스텔계 수지, 폴리이미드계 수지, 포리술폰(polysulphone)계 수지, 폴리에텔술폰(polyether sulfone)계 수지, 폴리스티렌(polystyrene)계 수지, 폴리비닐 알코올계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리오레핀(polyolefin) 수지 혹은 폴리아미드계 수지 등의 수지를 필름상에 성형 가공한 것을 들 수 있다. 수지필름의 두께에 특히 한정하지는 않지만 통상적으로 500μm이하의 범위로 한다.

또한, 도 2에 있어서의 절단대상이 되는 적층체(S2)는 유리기판(3)의 수지필름 면 측과 반대면 측에 보호필름(13)을 적층 한 것이다. 이 경우 소정의 하중을 가한 커터 휠(1)을 보호필름(13)의 표면에 압접하여 상대적으로 이동시켜 보호필름(13)을 스크라이브 하고, 보호필름(13) 및 유리기판(3)에 크랙(31)을 형성한다. 여기서 사용하는 보호필름(13)으로는 예를 들면 PET 필름이나 TAC 필름 등을 들 수 있다.

또한, 도 3에 있어서 절단대상이 되는 적층체(S3)는 유리기판(3)의 한쪽 면 에 2매의 수지필름(41, 42)이 적층된 것이다. 이 경우 커터(2)에 의한 절삭 깊이(43)는 외 측의 수지필름(42)을 완전하게 분단하고, 유리기판 측의 수지필름(41)은 수지필름(41)의 두께에 대해서 90%이상으로 하는 한편 유리기판(3)에 이르지 않는 범위의 깊이로 한다. 이로써 전술한 바와 같이 유리기판(3)에 형성된 크랙(31)이 수지필름 측까지 진전함과 동시에 유리기판(3)의 수지필름 면 측에 상처를 입히는 일 없이 수지필름(41, 42)을 절단할 수 있게 된다. 수지필름(41)과 수지필름(42)의 재질은 동일하여도 좋고 상이하여도 상관없다. 또한, 유리기판(3)의 한쪽 면에 적층되는 수지필름의 매수에 한정은 하지않는데, 3매 이상이어도 무방하다.

또한, 도 4에 있어서의 절단대상이 되는 적층체(S4)는 유리기판(3)과 수지필름(41)과의 사이에 접착제 층(11)이 적층된 것이다. 이러한 구조의 적층체(S4)를 절단하는 경우 커터(2)에 의한 절삭 깊이(43)는 수지필름(41)을 완전하게 분단하고, 접착제 층(11)을 그 두께에 대해서 90%이상으로 하는데 유리기판(3)에 이르지 않는 범위로 한다. 이로써 전술한 바와 같이 유리기판(3)에 형성된 크랙(31)이 수지필름 측까지 진전함과 동시에 유리기판(3)의 수지필름 면 측에 상처를 입히는 일 없이 접착제 층(11)을 절단할 수 있게 되며, 상기 접착제 층(11)의 재질로는, 예를 들면 자외선 경화타입의 수지나 열 경화타입의 수지, 또는 양쪽 모두의 작용으로 경화되는 수지 등을 들 수 있다. 구체적으로는 에틸렌·산무수물 공중합체(酸無水物共重合體: 에폭시 수지계 접착제, 우레탄 수지계 접착제, 페놀 수지계 접착제 등의 열강화성 접착제, 실리콘 수지, 시아노 아크레이트(cyanoacrylate), 아크릴 수지 등의 자외선 경화성 접착제 등)를 들 수 있다. 또한 접착제 층(11)의 두께는 특 히 한정하지는 않지만 통상 0.1μm~50μm의 범위로 한다.

또한, 도 5에 있어서의 절단대상이 되는 적층체(S5)는 유리기판(3)에 수지필름(41)이 외주 부에 설치된 접착제층(12)으로 적층되어 양자의 중앙부에 공간이 형성된다. 이러한 구조의 적층체(S5)를 절단하는 경우 커터(2)에 의한 절삭 깊이(43)는 수지필름(41)을 완전하게 분단하도록 하여도 괜찮다. 다만 커터(2)가 유리기판(3)에 이르지 않도록 할 필요가 있다. 한편 커터(2)에 의한 절삭 깊이(43)로 수지필름(41)을 완전하게 분단하지 않는 경우의 절삭 깊이(43)의 깊이는 수지필름(41)의 두께에 대해서 90%이상으로 할 필요가 있다. 또한 접착제층(12)으로 바꾸어 미립자 등의 스페이서 부재를 사용하여 유리기판(3)으로 수지필름(41)과의 사이에 공간을 형성한 적층체 경우에도 이 도면에 나타내는 방법과 같이 동일하게 절단할 수 있다.

본 발명의 절단방법은 예를 들면 액정 패널의 유리기판의 절단 등에 매우 적합하게 사용할 수 있다. 구체적으로는 유리기판에 편광 판이 적층된 것 등의 절단에 매우 적합하게 사용할 수 있다. 편광 판으로서는 통상적으로 편광자(偏光子)의 양면에 지지필름을 붙여 맞춘 것이 사용된다. 편광자로서는 예를 들면 폴리비닐 알코올계의 수지, 폴리초산비닐수지, 에틸렌/초산비닐(EVA) 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스텔 수지 등의 편광자 기판에 이색성(二色性) 염료 또는 요오드(iodine)를 흡착 배향시킨 것, 분자적으로 배향한 폴리비닐 알코올 필름 중에 폴리비닐 알코올의 이색성 탈수 생성물(폴리 비닐렌)을 배향한 만큼 분자쇄(molecular chain)를 함 유하는 폴리비닐 알코올/폴리비닐렌코폴리머 등을 들 수 있다. 편광자의 두께에 특히 한정은 하지 않지만 일반적으로 편광판의 박형화 등을 목적으로 50μm이하의 범위로 한다. 한편 편광자를 지지·보호하는 지지필름으로는 예를 들면, TAC 필름이나 노보르넨(norbornene)계 필름 등을 들 수 있다. 지지필름의 두께에 특히 한정은 하지 않지만 일반적으로는 300μm이하의 범위로 한다.

도 6(a)는 커터(21)의 정면도이고 도 6(b)는 우측면도이고, 상기 커터(21)는 초경합금 또는 소결 다이아몬드로 형성되어 외주 둘레에 칼끝(21b)이 형성된다. 또한 커터(21)의 중심에는 관통홀(21a)이 형성되어 여기에 지축이 되는 핀(77: 도 7에 도시)이 삽입된다. 커터(21)의 외주 둘레에는 칼끝이 제거되어 평면(21c)과 평면(21d)이 형성된다. 평면(21c)과 평면(21d)은 예를 들면 원반형상의 커터를 와이어 컷이나 레이저 컷, 연삭 가공에 의해 형성된다.

도 7은 커터(21)을 지지하는 홀더(22)의 조립 사시도이고 상기 홀더(22)는 베이스 플레이트(71)로 커버 플레이트(72)를 갖는다. 도 8에 베이스 플레이트(71)의 정면도와 우측면도, 도 9에 커버 플레이트((72))의 정면도와 우측면도를 각각 나타낸다. 이하, 도 7 내지 도 9에 근거하여 커터(2)를 지지하는 홀더(22)에 대하여 설명한다.

도 7 및 도 8에 있어서, 베이스 플레이트(71)의 하측 변 근처에는 커터(21)를 달기 위한 노치 부분(73)이 형성되어 있다. 노치 부분(73)은 측면(74), 제1 접면(75), 제2 접면(76)의 3개의 평면으로 둘러싸인다. 측면(74)에는 커터(21)의 지축이 되는 핀(77)이 장착되는 홀(78)이 형성되어 있다. 이 홀(78)에 핀(77)을 삽입 하여 커터(21)를 달면 칼끝의 일부가 베이스 플레이트(71)의 하측 변으로부터 외측으로 돌출하게 된다.

또한 베이스 플레이트(71)에 커터(21)를 달면 커터(21)의 평면(21c) 및 평면(21d)이 베이스 플레이트(71)의 제1 접면(75) 및 제2 접면(76)에 각각 접하여 커터(21)는 회전 불능의 상태로 베이스 플레이트(71)에 장착된다. 더욱이 커터(21)를 반전시켜 달면 커터(21)의 평면(21d)이 베이스 플레이트(71)의 제1 접면(75)에 접하고, 평면(21c)이 제2 접면(76)에 접하여 베이스 플레이트(71)의 하측 변으로부터 외측으로 돌출하는 칼끝 부분이 교체된다.

도 8에 나타낸 것처럼 베이스 플레이트(71)의 중앙에는 커버 플레이트(72)를 고정하기 위한 나사 홀(80, 81)이 형성되어 있다. 베이스 플레이트(71)의 외관 근처에는 승강기구(23)에 고정하기 위한 홀(82)이 형성되어 있다. 베이스 플레이트(71)의 좌측 변에는 커버 플레이트(72)가 접하여 위치 결정되는 볼록부(83)가 형성되어 있다.

도 9에 나타낸 것처럼 커버 플레이트(72)의 중앙에는 베이스 플레이트(71)에 나사를 고정하는 홀(85, 86)이 형성되어 상측 변 근처에 승강기구(23: 도 7에 도시)에 고정하기 위한 홀(87)이 형성되어 있다.

도 10에 나타낸 것처럼 커터(21)가 회전 불능의 상태로 장착된 홀더(22)는 커터장치(CM)의 승강기구(23)에 장착된다. 도 10의 커터장치는 가대(架台)(51)상에 지면에 대해서 수직 방향(Y방향)으로 이동 자재의 슬라이드 테이블(52)과 슬라이드 테이블 상에 도면의 좌우 방향(X방향)으로 이동 자재의 대좌(台座: 물건을 얹는 대)(59)와 대좌(59)상에 설치된 회전기구(65)를 구비하고 이 회전기구(65)상에 설치된 회전 테이블(66)에 고정된 수지필름이 표면에 적층된 유리기판(3: 취성 재료기판)은 이러한 이동수단에 의해 수평면 내를 자유로이 이동한다.

슬라이드 테이블(52)은 가대(51)의 표면에 소정 거리 이격되어 평행으로 배치된 한 쌍의 가이드 레일(54, 55)상에 자유롭게 이동할 수 있도록 장착되어 있다. 그리고 한 쌍의 가이드 레일(54, 55)의 사이에는 가이드 레일(54, 55)에 평행으로 볼 나사(53)가 모터(미도시)에 의해 자유로이 정ㆍ역회전 가능하도록 설치되어 있다. 또한 슬라이드 테이블(52)의 저측 면에는 볼 너트(56)가 설치되어 있다. 이 볼 너트(56)는 볼 나사(53)에 의해 체결된다. 볼 나사(53)가 정 회전 또는 역 회전함에 따라 볼 너트(56)는 Y방향으로 이동하고 이에 의해 볼 너트(56)가 장착된 슬라이드 테이블(52)이 가이드 레일(54, 55)상을 Y방향으로 이동한다.

또한, 대좌(59)는 슬라이드 테이블(52)상에 소정거리 이격되어 평행으로 배치된 한 쌍의 가이드 부재(61)에 이동 가능하도록 지지되어 있다. 그리고 한 쌍의 가이드 부재(61)의 사이에는 가이드 부재(61)와 평행으로 볼 나사(62)가 모터(63)에 의해 자유로이 정ㆍ역회전할 수 있도록 설치되어 있다. 또한 대좌(59)의 저측 면에는 볼 너트(64)가 설치되어 볼 나사(62)로 체결된다. 볼 나사(62)가 정 회전 또는 역 회전함으로써 볼 너트(64)는 X방향으로 이동하고, 이에 따라 볼 너트(64)와 함께 대좌(59)가 한 쌍의 가이드 부재(61)에 따라 X방향으로 이동하고 상기 대좌(59) 상에는 회전기구(65)가 설치되어 있고, 이 회전기구(65) 상에 회전 테이블(66)이 설치되어 있다. 수지필름이 표면에 적층된 유리기판(3)은 회전 테이 블(66) 상에 진공 흡착에 의해 고정된다. 회전기구(65)는 회전 테이블(66)을 수직 방향의 중심축의 주위로 회전된다.

그리고, 상기 회전 테이블(66)의 위쪽에는 홀더(22)에 회전하지 못하도록 유지된 커터(21)가 배치되어 있다. 가대(51)에 프레임(25)을 수직으로 설치하고, 이 프레임(25)의 상단부에서 수평방향으로 연장되도록 암(24)에 장착되어 있다. 암(24)의 단부에는 승강기구(23)가 장착되어 이 승강기구(23)에 홀더(22)가 장착되어 있다. 홀더(22)가 승강기구(23)에 의해 Z방향으로 이동함에 따라 커터(21)는 유리기판(3)에 압접하는 위치와 비 접촉되는 위치로 이동한다.

다음으로는, 커터장치(CM)의 동작에 대해 설명한다. 홀더(22)에 커터(21)을 달아 회전 테이블(65) 위에 수지필름(도시되어 있지 않음)이 표면에 적층된 유리기판(3)을 적재한다. 커터(21)의 평면(21c) 및 평면(21d)이 베이스 플레이트의 제1 접면(75) 및 제2 접면(76)으로 각각 접하므로 커터(21)는 회전 불가능하도록 홀더(22)에 장착되어 있다. 그리고 슬라이드 테이블(52)의 위치를 조정하여 Y방향의 위치를 정하고 대좌(59)의 위치를 조정하여 Ⅹ방향의 위치를 정한다. 이어서 승강기구(23)을 작동시켜 커터(21)를 유리기판(3)에 압접시킨다. 대좌(59)를 Ⅹ방향으로 주사(走査)함에 따라 유리기판(3) 표면의 수지필름에 절삭 깊이가 형성된다. 이러한 절삭 깊이를 형성하는 동작을 반복하는 동안 커터(21)의 칼끝이 마모하여 무뎌지면 칼끝의 교환작업에 들어간다.

또한, 상기 커터(21)의 수지필름에 압접되는 칼끝의 교환작업은 구체적으로 우선 홀더(22)의 커버 플레이트(72)를 떼어내어 베이스 플레이트(71)상의 커터(21) 를 꺼낸다. 그리고 커터(21)를 반전시켜 다시 베이스 플레이트(71)에 부착한다. 이에 따라 칼끝의 위치가 교체되어 베이스 플레이트(71)의 하부 외측에는 미 사용의 칼끝 부분이 나타나게 된다. 이 상태로 커버 플레이트(72)를 베이스 플레이트(71)에 고정한다. 베이스 플레이트(71)에 장착된 커터(21)는 그 평면(21c) 및 평면(21d)이 베이스 플레이트의 제2 접면(76) 및 제1 접면(75)에 각각 접하여 회전이 저지된다. 이와 같이 커터(21)를 부착하는 방향을 바꿈으로써 1개의 커터(21)를 2번 사용할 수 있게 되어 커터의 사용수명을 늘릴 수 있게 된다.

상기 실시 형태에서는 2번 사용할 수 있는 커터(21)로 홀더(22)를 이용하였지만, 홀더(22)의 베이스 플레이트(71)에 형성되는 2개의 접면의 각도를 바꿈과 동시에 커터(21)의 외주에 형성하는 평면의 수와 각도를 바꿈으로써 사용 회수를 더 늘릴 수도 있다.

예를 들면 도 11에 나타난 바와 같이, 상기 홀더(22)의 베이스 플레이트(91)에 커터(92)를 부착한 상태를 나타내는 도면이다. 베이스 플레이트(91)에는 서로 120°의 각도를 이루는 2개의 접면(93, 94)이 형성되어 있다. 한편 커터(92)에는 서로 120°의 각도를 이루는 3개의 평면(95, 96, 97)이 형성되어 있다.

또한, 상기 베이스 플레이트(91)에 설치되는 커터(92)의 형태에 있어서는 우선 베이스 플레이트(91)의 접면(93) 및 접면(94)에 커터(92)의 평면(95) 및 평 면(96)을 각각 접합시키는 형태와 접면(96) 및 접면(97)을 접합시키는 형태의 2가지가 있다. 더욱이 커터(92)를 반전시켜 베이스 플레이트(91)의 접면(93) 및 접면(94)에 커터(92)의 평면(96) 및 평면(95)을 접합시키는 형태와 접면(97) 및 접면(96)을 접합시키는 형태의 2가지가 있다. 따라서 1개의 커터로 4번 사용할 수 있게 된다.

이와 같이, 커터에 형성하는 평면의 수를 더 늘리면 1개의 커터로 여러번 사용이 가능해진다.

이하, 본 발명의 실시 예에 의해 자세하게 설명하면 다음과 같다.

실시예 1

소다 라임(Soda lime)으로부터 이루어지는 두께 1.1mm의 유리기판의 한쪽 면에 유리기판으로부터 순서대로 두께 0.3mm의 제1의 PET(폴리에틸렌 테레프텔레이트: polyethylene terephthalate) 필름, 두께 0.2mm의 제2의 PET 필름을 적층한 적층체에 대해서 우선 유리기판에 커터 홀을 0.14MPa의 하중을 걸어 압접하고, 스크라이브 속도 300mm/sec로 유리기판에 대해서 상대 이동시켜, 유리기판에 스크라이브 라인을 형성한다. 이때 형성된 수직 크랙의 깊이는 유리기판 두께의 50%였다. 특히 사용한 커터 휠의 사양은 다음과 같다.

< 커터 휠의 사양 >

* 외경 ：2mm

* 두께 ：0.65mm

* 내경 ：0.8mm

* 칼끝 각도 ：115°

* 골의 깊이 ：25μm

* 구간의 능선 길이：25μm

다음으로 제2의 PET 필름에 칼끝 각도(45°)의 커터를 0.8MPa의 하중을 걸어 압접하고, 적층체에 대해서 커터를 상대 이동시켜 제2의 PET 필름을 완전하게 절단하여 제1의 PET 필름에 절삭깊이를 넣는다. 절삭 깊이의 깊이는 제1의 PET 필름의 두께의 90%였다. 그리고 유리기판 측으로부터 스크라이브 라인에 따라 적층체에 압 압력을 더하면 적층체는 크랙 및 절삭 깊이의 부분에서 절단된다.

실시예 2

유리기판의 두께를 0.55mm, 제1의 PET 필름의 두께를 0.2mm, 제2의 PET 필름의 두께를 0.05mm로 한 이외에는 같은 구조의 적층체에 대해서 아래와 같은 사양의 커터 휠을 유리기판에 대해서 0.1MPa의 하중을 걸어 압접하고, 스크라이브 속도를 300mm/sec로 유리기판에 대해 상대 이동시켜 유리기판에 스크라이브 라인을 형성하였다. 이때 형성된 수직 크랙의 깊이는 유리기판 두께의 10%였다.

< 커터 휠의 사양 >

* 외경 ：3mm

* 두께 ：0.65mm

* 내경 ：0.8mm

* 칼끝 각도 ：130°

* 골의 깊이 ：3μm

* 구간의 능선 길이：15μm

다음으로 제2의 PET 필름에 칼끝 각도 30°의 커터를 0.4MPa의 하중을 걸어 압접하고, 적층체에 대해서 커터를 상대 이동시켜 제2의 PET 필름을 완전하게 절단 하고, 제1의 PET 필름에 절삭깊이를 넣는다. 절삭 깊이의 깊이는 제1의 PET 필름의 두께의 90%였다. 그리고 유리기판 측으로부터 스크라이브 라인에 따라 적층체에 압 압력을 더하면 적층체는 크랙 및 절삭 깊이의 부분에서 절단된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정하지 아니하며, 특허 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명과 관련되는 절단방법의 일례를 나타내는 공정도,

도 2는 유리기판에 보호필름이 적층되어 있는 적층체 절단 예를 나타내는 개략도,

도 3은 2매의 수지필름이 유리기판의 한쪽 면에 적층되어 있는 적층체 절단 예를 나타내는 개략도,

도 4는 유리기판과 수지필름이 접착제 층에서 접합되어 있는 적층체 절단 예를 나타내는 개략도,

도 5는 유리기판과 수지필름이 외주 부를 접착제 층에 접합되어 있는 적층체 절단 예를 나타내는 개략도,

도 6은 본 발명의 절단방법으로 적합하게 사용할 수 있는 커터의 일례를 나타내는 정면도 및 측면도,

도 7은 도 6의 홀더에 커터의 부착을 나타내는 사시도,

도 8은 베이스 플레이트의 정면도 및 측면도,

도 9는 커버 플레이트의 정면도 및 측면도,

도 10은 커터장치의 일례를 나타내는 개략도,

도 11은 본 발명으로 적합하게 사용할 수 있는 커터의 다른 예를 나타내는 정면도.

< 도면의 주요 부호에 대한 설명 >

1 : 커터 휠

2 : 커터

3 : 유리기판(취성 재료기판)

11, 12 : 접착제 층

13 : 보호필름

21 : 커터

21c, 21d : 평면

31 : 크랙

41, 42 : 수지필름

43 : 절삭 깊이

75 : 제1 접면

76 : 제2 접면

S1, S2, S3, S4, S5 : 적층체

Claims

취성 재료기판의 한쪽 면 측에 1매 또는 2매 이상의 수지필름이 적층된 적층체 절단방법에 있어서,

상기 취성 재료기판의 상기 수지필름의 면 측과 반대면 측으로부터 상기 취성 재료기판 면에 대해서 대략 수직 방향으로 동시에 상기 취성 재료기판의 두께의 10%이상 100%미만의 범위의 크랙을 형성한 후, 상기 수지필름 가운데 가장 외측의 수지필름의 표면의 상기 크랙을 연장한 위치 또는 그 근처에 커터를 압접시켜, 상기 커터를 상기 적층체에 대해서 상대적으로 이동시킴으로써 특히 취성 재료기판 측의 수지필름의 두께에 대해서 90%이상으로 하는 한편 상기 취성 재료기판에 이르지 않는 범위까지 절삭 깊이를 넣는 것을 특징으로 하는 적층체 절단 방법.
제1항에 있어서,

상기 크랙 및 절삭 깊이를 형성한 후에 상기 적층체에 외부로부터 응력을 더하는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 적층체 절단방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 취성 재료기판과 상기 1매 또는 2매 이상의 수지필름에 접착제 층을 개 입시켜 적층되어 상기 커터에 의해 상기 수지필름 모두를 완전하게 절단하는 동시에 상기 접착제 층의 두께의 10%이상 100%미만까지 절삭 깊이를 넣는 것을 특징으로 하는 적층체 절단 방법.
제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서,

상기 취성 재료기판의 상기 수지필름 면 측과 반대면 측에 보호필름이 적층되어 보호필름 및 상기 취성 재료기판에 상기 크랙을 형성하는 것을 특징으로 하는 적층체 절단 방법.
제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서,

상기 커터 휠로 스크라이브를 실시하여 상기 취성 재료기판에 크랙을 형성하는 것을 특징으로 하는 적층체 절단 방법.
제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서,

레이저 빛을 조사하여 상기 취성 재료기판에 크랙을 형성하는 것을 특징으로 하는 적층체 절단 방법.
제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서,

상기 커터의 압 접력이 0.01~0.4MPa의 범위인 것을 특징으로 하는 적층체 절단 방법.
제1항 내지 제7항의 어느 한 항에 있어서,

상기 취성 재료기판 측의 수지필름에 절삭 깊이를 넣는 것에 의해 상기 크랙이 상기 취성 재료기판의 상기 수지필름 면 측까지 진전하여 상기 취성 재료기판이 절단 또는 거의 절단 된 상태가 되는 것을 특징으로 하는 적층체 절단 방법.
제1항 내지 제8항의 어느 한 항에 있어서,

상기 커터로서 외주 둘레에 칼끝이 형성된 원반의 칼끝을 포함한 외주의 일부가 제거되어 복수의 평면이 외주에 형성된 커터를 이용하는 것을 특징으로 하는 적층체 절단 방법.
제1항 내지 제9항의 어느 한 항에 기재의 절단 방법으로 이용하는 홀더에 착탈 가능하게 지지를 받는 커터에 있어서,

외주 둘레에 칼끝이 형성된 원반의 칼끝을 포함한 외주의 일부가 제거되어 복수의 평면이 외주에 형성되고, 상기 복수의 평면 중에서 어느 쪽이든 2개의 평면이 상기 홀더에 형성된 2개의 접합 면에 서로 접합 됨에 따라 홀더에 지지를 받아 상기 접합 면에 서로 접합시키는 커터의 2개의 평면을 바꾸는 것으로 수지필름에 압접하는 커터의 칼끝 위치를 바꿀 수 있는 것을 특징으로 하는 커터.
제10항에 있어서,

한쪽 측 반원에 복수의 평면이 형성되고 다른 쪽의 반원에 칼끝이 형성되는 것을 특징으로 하는 커터.
제10항 또는 제11항의 기재에 있어서,

상기 홀더에 형성되는 접면의 1개가 수평면이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 커터.
제10항 내지 제12항의 어느 한 항에 있어서,

칼끝의 각도가 20 °~ 80°의 범위인 것을 특징으로 하는 커터.
제10항 내지 제13항의 어느 한 항에 있어서,

재질은 초경합금 또는 소결 다이아몬드인 것을 특징으로 하는 커터.