KR20090079342A - Glass cutting method utilizing a laser beam - Google Patents

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Abstract

A method for cutting a glass substrate using a laser beam is provided to make an initial crack and to irradiate a laser beam at some distance from the initial crack, thereby preventing the cross section of the glass substrate from being bent or curved. A method for cutting a glass substrate using a laser beam comprises: a first step of making an initial crack(110) on a glass substrate(100); and a second step of irradiating a laser beam at some distance from the initial crack in order to cut the glass. The initial crack is formed at the starting edge or the ending edge of the glass substrate. More particularly, the initial crack is formed at the starting edge or the ending edge of the glass substrate and the laser beam is irradiated to between the starting edge and the ending edge so as to cut the glass.

Description

레이져빔을 이용한 유리기판 절단 방법 {Glass cutting method utilizing a laser beam }Glass cutting method using laser beam {Glass cutting method utilizing a laser beam}

본 발명은 유리기판 절단 방법에 관한 것으로서, 특히 레이져빔을 이용하여 유리를 반듯하게 절단하는 레이져빔을 이용한 유리기판 절단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for cutting a glass substrate, and more particularly, to a method for cutting a glass substrate using a laser beam that cuts the glass smoothly using a laser beam.

화상표시장치의 기판은 비금속 물질인 유리 또는 세라믹 등이 이용된다. 이러한 기판으로 사용되는 유리는 다이아몬드 소오(saw)나 열충격을 가하여 절단하는 방법이 이용되어 왔다.As the substrate of the image display apparatus, glass or ceramic, which is a nonmetallic material, is used. The glass used as such a substrate has been used a method of cutting by applying a diamond saw or thermal shock.

상기 열충격에 의해 절단하는 방법이 미국특허인 US 5,609,284호에 개시되어있다. The method of cutting by the thermal shock is disclosed in US Pat. No. 5,609,284.

이 방법은 절단부위를 가열하고 절단부위를 급냉각시킴으로써 마이크로 크랙을 발생시켜 절단하는 것이다.In this method, microcracks are generated and cut by heating the cut portion and quenching the cut portion.

그러나 상술한 바와 같이 열충격을 이용하여 유리를 절단하는 방법은 열전도 율이 좋지 않은 유리의 특성을 이용한 것으로, 유리의 절단되는 부위를 짧은 시간내에 가열하고 가열된 부위를 급냉시킴으로써 이들 부위의 열팽창량 차이에 의한 마이크로 크랙을 형성하여 절단하는 방법이다. However, as described above, the method of cutting the glass using thermal shock utilizes the characteristics of the glass having poor thermal conductivity. The difference in thermal expansion between these areas is achieved by heating the cut portion of the glass within a short time and quenching the heated portion. It is a method of forming and cutting micro cracks.

상술한 미세한 크랙의 성장은 재료에 존재하는 응력에 의하여 결정된다.The growth of the fine cracks described above is determined by the stresses present in the material.

이러한 응력은 레이저빔과 냉각에 의해 절단되는 유리의 내부에 생성되는 열적인 인장응력과 절단하려는 유리의 크기, 절단되는 유리의 밴딩여부, 재료의 구속등과 관련된 외부적인 응력의 복합적인 힘의 조합에 의해 결정된다.These stresses are a combination of thermal stresses generated inside the glass to be cut by the laser beam and cooling and the external forces related to the size of the glass to be cut, the bending of the glass to be cut and the restraint of the material. Determined by

상기 열적인 인장응력은 유리를 절단하는 주요 응력이 된다. The thermal tensile stress is the main stress to cut the glass.

이 열적인 인장응력은 레이저빔의 파워, 레이저빔의 초점형상, 초점부위에서의 에너지 밀도 분포, 절단속도, 냉각조건등에 의하여 그 값이 결정된다. The thermal tensile stress is determined by the power of the laser beam, the focus shape of the laser beam, the energy density distribution at the focusing point, the cutting speed, and the cooling conditions.

상기 변수중 열응력 유발을 위한 온도구배 형성에 가장 중요한 영향을 주는 인자로는 열응력인데, 이 열응력을 감안하여 종래에는 레이저 빔 초점의 단면을 변화시키는 방안이 제시되었다.Among the variables, thermal stress is the most important factor in forming a temperature gradient for inducing thermal stress. In view of this thermal stress, a method of changing the cross section of the laser beam focus has been proposed in the related art.

한편, 상기와 같이 레이저빔을 이용한 열충격에 의한 유리 기판의 절단시 절단방향 한정과 초기 절단의 원활한 시작을 위하여 초기 크랙(initial)을 만들어 주어야 하는데, 이 초기 크랙은 절단 시작 부위의 표면에 미세한 마이크로 크랙(micro-crack)으로 이루어져야 한다. On the other hand, when cutting the glass substrate by the thermal shock using a laser beam as described above, in order to limit the cutting direction and to start the initial cut smoothly (initial) should be made, the initial crack is a minute micro It must be micro-cracked.

상기 마이크로 크랙으로 이루어지지 않고 두께 방향으로 절단((full-cutting)되는 경우 열충격에 의한 절단시 에러가 발생되는 문제점이 있다. In the case of being cut in the thickness direction (full-cutting) without being made of the micro crack, there is a problem that an error occurs when cutting due to thermal shock.

특히 유리 기판을 교차하여 절단하는 경우 절단패턴에 대한 유연성 등에 큰 영향을 미치게 되며, 코너부에서 절단품질이 떨어져 기판의 가장자리에서 30mm 이격된 안쪽 영역에서만 열충격에 의한 절단품질을 높일 수 있었다. In particular, when cutting the glass substrate cross, it has a great influence on the flexibility of the cutting pattern, and the cutting quality is reduced at the corner portion, it was possible to increase the cutting quality due to thermal shock only in the inner region spaced 30mm away from the edge of the substrate.

이러한 문제점은 절단 끝단부에서도 동일하게 발생한다.This problem occurs equally at the cutting end.

상술한 바와 같은 절단 품질의 저하는 기판 소재의 손실을 발생시키며 생산성의 향상을 도모하기 어렵다.The reduction in cutting quality as described above causes loss of substrate material and is difficult to improve productivity.

위와 같은 문제점을 해결하기 위해, 공개특허공보 제10-2004-0021295호에 레이저빔을 이용한 유리 절단방법이 제시되었다.In order to solve the above problems, a glass cutting method using a laser beam has been proposed in Publication No. 10-2004-0021295.

도 1은 공개특허공보 제10-2004-0021295호에 게재된 레이저빔을 이용한 유리기판 절단 방법을 도시한 블록도이고, 도 2는 절단되는 유리 기판의 사시도이다.1 is a block diagram illustrating a method of cutting a glass substrate using a laser beam disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-2004-0021295, and FIG. 2 is a perspective view of a glass substrate to be cut.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 공개특허공보 제10-2004-0021295호에 게재된 레이저빔을 이용한 유리기판 절단 방법은, 절단하고자하는 유리기판(10)을 준비하는 제1단계와, 유리기판(10)의 가장자리로부터 소정거리(L) 이격된 유리기판(10) 상면 내에 초기 크랙(20)을 형성하는 제2단계와, 상기 초기 크랙(20)이 형성된 부위로부터 절단방향으로 가열 및 냉각하여 열충격을 가하는 제3단계를 포함하여 이루어진다.As shown in FIGS. 1 and 2, the method of cutting a glass substrate using a laser beam disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 10-2004-0021295 includes a first step of preparing a glass substrate 10 to be cut; A second step of forming an initial crack 20 in the upper surface of the glass substrate 10 spaced apart from the edge of the glass substrate 10 by a predetermined distance (L), and heating and cutting in a cutting direction from a portion where the initial crack 20 is formed; And a third step of cooling and applying a thermal shock.

제2단계에 있어서, 초기 크랙(20) 형성부위는 기판(10)의 가장자리로부터 5mm 이상 떨어지도록 하고, 제 3단계에 있어서 절단 끝단부가 기판(10)의 가장자리로부터 소정간격 이격된 위치에 위치되도록 유리 기판(10)의 가열 및 냉각을 제어한다.In the second step, the initial crack 20 forming portion is 5 mm or more away from the edge of the substrate 10, and in the third step, the cutting end is positioned at a position spaced a predetermined distance from the edge of the substrate 10 Heating and cooling of the glass substrate 10 are controlled.

즉, 유리기판(10)의 첫단 또는 끝단으로부터 소정거리를 이격된 위치에 초기크랙(20)을 형성하고, 상기 초기크랙(20)부터 레이저빔을 조사하여 유리기판(10)을 절단하였다.That is, the initial crack 20 was formed at a position spaced a predetermined distance from the first end or the end of the glass substrate 10, and the glass substrate 10 was cut by irradiating a laser beam from the initial crack 20.

그러나, 초기크랙(20)부분은 유리기판(20)의 표면에 스크래치를 내는 것으로 써, 이러한 부위에 레이저빔을 조사하면 초기크랙(20)이 있는 부분과 없는 부분의 굴절률이 달라 절단되는 유리기판(20)의 직진도 즉, 곧게 일직선으로 절단되는 절단정도가 저하되는 문제점이 있다.However, the initial crack 20 portion is scratched on the surface of the glass substrate 20, when the laser beam is irradiated to such a portion of the glass substrate is cut because the refractive index of the portion with and without the initial crack 20 is different There is a problem that the straightness of (20), that is, the degree of cutting straight cut straight.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 레이져빔의 조사에 의해 절단되는 유리기판이 올바르게 절단되도록 하는 유리기판의 직진도를 높이기 위한 레이져빔을 이용한 유리기판 절단 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, to provide a method for cutting a glass substrate using a laser beam to increase the straightness of the glass substrate so that the glass substrate is cut correctly by the irradiation of the laser beam. There is this.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이져빔을 이용한 유리기판 절단 방법은, 유리기판에 초기크랙을 형성하고, 상기 초기크랙과 이격된 지점에서 레이져를 조사하기 시작하여 유리를 절단하는 것을 특징으로 한다.Glass substrate cutting method using the laser beam of the present invention to achieve the above object, characterized in that to form an initial crack on the glass substrate, and to start the laser irradiation at the point spaced from the initial crack to cut the glass. .

상기 초기크랙은 유리기판의 첫단 또는 끝단의 가장자리에 형성한다.The initial crack is formed at the edge of the first end or the end of the glass substrate.

상기 유리기판의 첫단 및 끝단의 가장자리에 초기크랙을 형성하고, 상기 첫단과 끝단에 형성된 초기크랙 사이에서 레이져를 조사하여 유리를 절단한다.An initial crack is formed at the edges of the first end and the end of the glass substrate, and the glass is cut by irradiating a laser between the initial crack formed at the first end and the end.

상기 레이져는 야그레이져이다.The laser is a yag laser.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 레이져빔을 이용한 유리기판 절단 방법에 따르면, 초기크랙을 형성하고 레이져빔을 초기크랙에서 이격되게 조사함으로써, 유리기판의 절단면이 휘어짐이 없이 곧게 즉 높은 직진도를 가지며 절단되게 할 수 있다.According to the glass substrate cutting method using the laser beam of the present invention as described above, by forming the initial crack and irradiating the laser beam spaced apart from the initial crack, the cutting surface of the glass substrate has a straight, that is high straightness without bending Can be cut.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유리 기판의 사시도이다.3 is a perspective view of a glass substrate according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 레이져빔을 이용한 유리기판 절단 방법은, 초기크랙(110) 형성단계와, 절단단계로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the glass substrate cutting method using the laser beam of the present invention includes an initial crack 110 forming step and a cutting step.

초기크랙(110) 형성단계는 유리기판(100)의 표면 자세하게는 상면에 크랙(110)을 발생시키는 것이다.The initial crack 110 forming step is to generate a crack 110 on the upper surface of the glass substrate 100 in detail.

상기 초기크랙(110)은 다이아몬트 휠 또는 레이져빔을 이용하여 형성한다.The initial crack 110 is formed using a diamond wheel or a laser beam.

상기 초기크랙(110)은 유리기판(100)의 첫단 및/또는 끝단의 가장자리에 형성한다.The initial crack 110 is formed at the edge of the first end and / or end of the glass substrate 100.

즉, 상기 초기크랙(110)은 유리기판(100)의 가장자리에서 시작하여 안쪽방향으로 약간 형성한다.That is, the initial crack 110 is formed slightly inwardly starting from the edge of the glass substrate 100.

이때 상기 초기크랙(110)은 유리기판(100)의 첫단 또는 끝단에만 형성할 수도 있으나, 바람직하게는 절단하고자 하는 유리기판(100)의 첫단과 끝단 모두에 형성하도록 한다.At this time, the initial crack 110 may be formed only at the first end or the end of the glass substrate 100, but preferably formed at both the first end and the end of the glass substrate 100 to be cut.

상기 절단단계는 유리기판(100)에 레이져빔을 조사하여 유리를 절단하는 단계이다.The cutting step is a step of cutting the glass by irradiating a laser beam on the glass substrate (100).

이때, 사용하는 레이져는 야그(YAG)레이져를 사용함이 바람직하다.At this time, the laser to be used is preferably using a yag (YAG) laser.

상기 절단단계에서는 상기 초기크랙(110)과 일정거리(S) 이격된 지점에서 레이져빔을 조사하기 시작하여 유리를 절단한다.In the cutting step, the glass is cut by starting to irradiate a laser beam at a point spaced apart from the initial crack 110 by a predetermined distance (S).

즉, 레이져빔을 상기 초기크랙(110)과 접하지 않게 조사하도록 한다.That is, the laser beam is irradiated so as not to contact the initial crack 110.

바람직하게는 상기 초기크랙(110)과 상기 레이져빔이 조사되는 최초 지점과의 이격거리는 5mm이하로 한다.Preferably, the separation distance between the initial crack 110 and the first point at which the laser beam is irradiated is 5 mm or less.

상기 초기크랙(110)이 유리기판(100)의 첫단과 끝단 모두에 형성된 경우, 레이져빔은 상기 유리기판(100)의 첫단과 끝단에 형성된 초기크랙(110) 사이에서 조사되도록 하다.When the initial crack 110 is formed at both the first end and the end of the glass substrate 100, the laser beam is irradiated between the initial crack 110 formed at the first end and the end of the glass substrate 100.

이때, 상기 레이져빔은 상기 유리기판(100)의 첫단과 끝단에 형성된 초기크랙(110)에 조사되지 않도록 일정한 거리(약 5mm정도)를 유지한다.At this time, the laser beam maintains a constant distance (about 5mm) so as not to be irradiated to the initial crack 110 formed on the first end and the end of the glass substrate 100.

즉, 레이져빔의 조사거리(L)은, 상기 유리기판(100)의 첫단에 형성된 초기크랙(110)과 이격된 지점에서 레이져빔을 조사하기 시작하여 상기 유리기판(100)의 끝단에 형성된 초기크랙(110)과 이격된 지점까지 레이져빔을 조사한다.That is, the irradiation distance (L) of the laser beam, the initial formed at the end of the glass substrate 100 by starting to irradiate the laser beam at a point spaced from the initial crack 110 formed on the first end of the glass substrate 100 The laser beam is irradiated to a point spaced apart from the crack 110.

레이져빔의 조사에 의해 유리는 가열되기 시작한다.The glass starts to be heated by the irradiation of the laser beam.

이때, 상기 초기크랙(110)으로부터 일정거리 이격된 위치에서 레이져빔을 조사하면 열은 초기크랙(110)까지 이동하고, 이로 인해 다른 곳보다 응력이 약한 초기크랙(110)이 형성된 유리기판(100)의 첫단과 끝단은 높은 직진도를 가지면 절단된다.At this time, when the laser beam is irradiated at a position spaced from the initial crack 110 by a predetermined distance, the heat moves to the initial crack 110, and thus the glass substrate 100 having the initial crack 110 having a weaker stress than other places. The first and the end of) are cut off with high straightness.

또한, 레이져빔이 초기크랙(110)부위에 조사되지 않기 때문에 레이져빔이 직접적으로 조사되는 유리기판(100)의 첫단과 끝단 사이는 동일한 굴절률을 가지고 있는바, 굴절률의 차이에 따른 휘어짐 없이 유리기판(100)이 높은 직진도를 가지면 절단된다.In addition, since the laser beam is not irradiated to the initial crack 110, the first and end portions of the glass substrate 100 to which the laser beam is directly irradiated have the same refractive index, and the glass substrate is not bent due to the difference in refractive index. If 100 has a high straightness, it is cut.

유리기판(100)을 절단함에 있어서 레이져빔을 이용하는 것뿐만 아니라, 종래기술에서 언급한 바와 같이 가열 후 냉각장치(미도시)를 이용하여 급속냉각시켜 유리기판(100)을 절단할 수도 있다. In addition to using a laser beam in cutting the glass substrate 100, as described in the prior art, the glass substrate 100 may be cut by rapid cooling using a cooling apparatus (not shown) after heating.

본 발명인 레이져빔을 이용한 유리기판 절단 방법은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.Glass substrate cutting method using the laser beam of the present invention is not limited to the above-described embodiment, it can be carried out in a variety of modifications within the scope of the technical idea of the present invention.

도 1은 종래의 레이저빔을 이용한 유리기판 절단 방법을 도시한 블록도,1 is a block diagram showing a glass substrate cutting method using a conventional laser beam,

도 2는 종래의 절단되는 유리 기판의 사시도,2 is a perspective view of a conventional glass substrate being cut;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유리 기판의 사시도,3 is a perspective view of a glass substrate according to an embodiment of the present invention,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 유리기판, 110 : 초기크랙, L : 레이져빔의 조사거리, S : 초기크랙과 레이져빔의 이격거리.100: glass substrate, 110: initial crack, L: laser beam irradiation distance, S: initial crack and laser beam separation distance.

Claims (4)

유리기판에 초기크랙을 형성하고, 상기 초기크랙과 이격된 지점에서 레이져를 조사하기 시작하여 유리를 절단하는 것을 특징으로 하는 레이져빔을 이용한 유리기판 절단 방법.Forming an initial crack on the glass substrate, the glass substrate cutting method using a laser beam, characterized in that to cut the glass by starting to irradiate the laser at a point away from the initial crack. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초기크랙은 유리기판의 첫단 또는 끝단의 가장자리에 형성하는 것을 특징으로 하는 레이져빔을 이용한 유리기판 절단 방법. The initial crack is a glass substrate cutting method using a laser beam, characterized in that formed on the edge of the first end or the end of the glass substrate. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 유리기판의 첫단 및 끝단의 가장자리에 초기크랙을 형성하고, Initial cracks are formed at the edges of the first end and the end of the glass substrate, 상기 첫단과 끝단에 형성된 초기크랙 사이에서 레이져를 조사하여 유리를 절단하는 것을 특징으로 하는 레이져빔을 이용한 유리기판 절단 방법.Glass substrate cutting method using a laser beam, characterized in that for cutting the glass by irradiating the laser between the initial crack formed on the first end and the end. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 레이져는 야그레이져인 것을 특징으로 하는 레이져빔을 이용한 유리기판 절단 방법.The laser is a glass substrate cutting method using a laser beam, characterized in that the laser.
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