KR20110038422A

KR20110038422A - 유리판 연마 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20110038422A
Application number: KR1020090095706A
Authority: KR
Inventors: 문원재; 오형영; 나상업
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2009-10-08
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2011-04-14
Also published as: US8602848B2; CN102049712A; TWI482683B; TW201116368A; KR101342952B1; US20110086753A1; CN102049712B; JP2011079131A; JP5382732B2

Abstract

본 발명에 따른 유리판 연마 시스템은 위치 고정된 가공 대상 유리판을 회전시킬 수 있는 하부 유니트; 유리판에 접촉되어 회전될 수 있는 헤드 조립체; 및 헤드 조립체를 수평 방향으로 이동시키기 위한 이동 유니트를 구비하는 유리판 연마 시스템에 있어서, 헤드 조립체는 독립적으로 회전 될 수 있는 적어도 두 개 이상의 헤드들을 구비한다.

또한, 본 발명은 유리판 연마 방법 및 그에 따른 유리판을 개시한다.

유리판, 연마, 듀얼, 헤드, 이중

Description

유리판 연마 시스템 및 방법{method and system for polishing glass}

본 발명은 유리판 연마 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정 디스플레이에 사용되는 유리판의 단면을 연마하기 위한 유리판 연마 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 디스플레이에 적용되는 유리판(유리기판)은 화상을 정확히 구현하기 위해 그 평탄도를 일정 수준으로 유지하는 것이 매우 중요하다. 따라서, 유리판의 표면에 존재하는 미세한 요철 또는 기복은 연마 공정에 의해 제거되어야 한다.

이러한 유리판의 연마 공정은 개별 유리판을 하나씩 연마하는 소위, '오스카' 방식과 일련의 유리판들을 연속적으로 연마하는 소위, '인라인' 방식으로 나눌 수 있고, 유리판의 일면만을 연마하는 '단면 연마'와 유리판의 양면을 모두 연마하는 '양면 연마'로 구분된다.

도 1은 종래기술에 따른 유리판 연마 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 유리판 연마 장치(10)는 하정반을 포함하는 연마 스테이지(2)와, 연마 패드(6)가 설치된 상정반을 포함하는 연마 플레이트(8), 캐리 어(4)를 구비한다. 유리판(G)은 캐리어(4)에 의해 연마 스테이지(2) 위로 공급된다. 유리판(G)은 연마 플레이트(8)와 연마 스테이지(2) 사이 즉, 상정반과 하정반 사이에서 캐리어(4)에 의해 위치가 고정된다. 연마 플레이트(8)의 연마 패드(6)를 유리판(G)에 접촉시킴과 동시에 연마 플레이트(8)를 수평 방향으로 이동시키는 과정에서 연마 플레이트(8)와 유리판(G) 사이에 연마액을 공급하면서 유리판(G)을 연마한다. 종래의 연마 장치(10)는 연마 플레이트(8)에 형성된 다수의 슬롯 구멍들(8a)과, 연마 플레이트(8)와 떨어져 그 상부에 설치된 호스(3)를 이용하여 자연 낙하에 의해 연마액을 공급한다.

액정 디스플레이의 대형화 추세에 부응하기 위해 연마 대상 유리판(G)의 크기가 점점 커지고 당연히 연마 플레이트(8)의 상정반과 연마 스테이지(2)의 하정반의 크기 또한 대형화되고 있다. 이러한 관점에서, 종래의 유리판 연마 장치(10)는 유리판(G)과 접촉되어 스핀들(5)을 중심으로 피동되는 상정반의 반경 방향의 선속도의 차이가 발생되어 상정반의 반경 방향으로 연마량의 차이를 발생시켜서 전체적인 연마 평탄도를 유지할 수 없는 문제점이 있다. 특히, 대형 연마 장치의 경우, 연마 플레이트(8)의 상정반의 이동 범위가 제한되기 때문에, 직사각 형태의 연마 대상 유리판(G)의 모서리 부분(예를 들어, 약 20-30cm)에서 연마의 평탄도를 유지하는 것이 상대적으로 어렵다. 또한, 유리판(G)의 모서리 부분의 연마를 위해 연마 플레이트(8)의 이동 범위를 넓히게 되면, 연마 플레이트(8)의 반경 방향의 밸런싱 유지가 곤란하게 되고, 유리판(G)의 코너 부분 이외의 다른 부분이 불필요하게 더 연마되는 결과를 초래하게 된다.

한편, 종래기술에 따른 유리판 연마 장치(10)는, 상정반 즉, 연마 플레이트(8)의 자체 하중에 의해 유리판(G)에 힘을 가하는 방식이므로 연마 플레이트(8)의 전체 면적에 걸쳐 균일한 힘을 유리판(G)에 가할 수 없으므로 최종적으로 연마된 유리판(G)의 평탄도가 유리판(G)의 각각의 부위마다 서로 균일하지 않아 불량을 발생키는 빈도가 많은 문제점이 있다. 특히, 액정 디스플레이가 대형화됨에 따라 연마 플레이트(8)의 크기가 대형화(약 1000mm 직경)되면서 이러한 문제는 더 심각해 진다. 부연 설명하면, 종래 기술에 따르면, 유리판(G)에 접촉되는 연마 플레이트(8)의 모든 부위가 실질적으로 동일한 힘으로 유리판(G)을 가압하지 않고 연마 플레이트(8)가 설치되는 스핀들(5)로부터 멀어질수록 유리판(G)에 미치는 힘이 감소함으로써 균일한 연마를 곤란하게 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서 다음과 같은 목적들을 가진다.

본 발명은 상정반의 크기가 대형화됨으로써, 회전 선속도 차이로 인한 상정반의 반경 방향의 위치에 따른 연마량의 차이를 최소화함으로써 전체적인 연마 평탄도를 개선시킬 수 있는 유리판 연마 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

즉, 본 발명은 종래의 상정반(소위, '단일 헤드 시스템')의 헤드의 직경(이하, '가상의 헤드 영역'이라 함)의 범위 안에서 들 수 있는 보다 작은 직경을 가진 다수의 헤드들이 조합된 헤드 조립체를 통해 유리판을 연마함으로써 연마 평탄도를 향상시킬 수 있는 유리판 연마 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템은, 위치 고정된 가공 대상 유리판을 회전시킬 수 있는 하부 유니트; 상기 유리판에 접촉되어 회전될 수 있는 헤드 조립체; 및 상기 헤드 조립체를 수평 방향으로 이동시키기 위한 이동 유니트를 구비하는 유리판 연마 시스템에 있어서, 상기 헤드 조립체는 독립적으로 회전 될 수 있는 적어도 두 개 이상의 헤드를 구비한다.

바람직하게, 상기 적어도 두 개 이상의 헤드는 가상의 헤드 영역의 직경의 대략 1/2의 직경을 가지며 서로 인접하게 배치된 두 개의 원형 헤드를 구비한다.

바람직하게, 상기 적어도 두 개 이상의 헤드는 가상의 헤드 영역의 직경에 실질적으로 내접하게 배치된 다수의 원형 헤드를 구비한다.

바람직하게, 상기 적어도 두 개 이상의 헤드를 동시에 왕복 이동시키기 위한 왕복 메커니즘을 더 구비한다.

바람직하게, 상기 왕복 메커니즘은: 프레임에 설치된 액츄에이터; 상기 액츄에이터의 축에 연결된 연결 부재; 상기 각각의 헤드에 상응하는 위치에 배치되도록 상기 프레임에 설치된 적어도 두 개 이상의 지지 블록; 상기 연결 부재에 연결되어 상기 지지 블록을 따라 이동 가능하도록 각각 설치된 적어도 두 개 이상의 이동 블록; 및 상기 헤드의 스핀들과 상기 이동 블록 사이에 설치된 제2 연결 부재를 구비 한다.

바람직하게, 상기 각각의 헤드를 개별적으로 회전시키기 위한 적어도 두 개 이상의 회전 메커니즘을 더 구비한다.

바람직하게, 상기 각각의 회전 메커니즘은: 프레임에 설치된 구동원; 상기 구동원의 회전축에 설치된 구동 풀리; 상기 헤드의 스핀들에 설치된 스플라인; 상기 스플라인에 결합된 종동 풀리; 및 상기 구동 풀리와 상기 종동 풀리를 연결하는 벨트를 구비한다.

바람직하게, 상기 각각의 헤드는: 스핀들에 고정된 고정 플래터(platter); 상기 고정 플래터 대해 움직임 가능하게 설치된 연마 플래터; 및 상기 유리판에 가해지는 상기 연마 플래터의 압력의 균일도를 유지하기 위해, 상기 고정 플래터와 상기 연마 플래터 사이에 개재된 가압부재를 구비한다.

바람직하게, 상기 가압부재는 상기 고정 플래터와 상기 연마 플래터 사이에 설치된 다수의 에어 스프링을 구비한다.

바람직하게, 상기 에어 스프링은 상기 스핀들을 중심으로 원형으로 배치된 적어도 두 개 이상의 에어 스프링 그룹을 포함한다.

바람직하게, 상기 유리판에 연마액을 공급시키기 위한 연마액 공급 유니트를 더 구비한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마방법은, 하정반에 의해 위치가 고정되어 회전되는 가공 대상 유리판에 상정반을 접촉시키고, 상기 상정반을 회전 및 수평 방향으로 이동시키면서 상기 상정반과 상기 유리판 사이에 공급되는 연마액에 의해 상기 유리판을 연마하는 유리판 연마 방법에 있어서, 상기 상정반은 구조가 동일한 적어도 두 개 이상의 헤드로 구성된다.

바람직하게, 상기 적어도 두 개 이상의 헤드의 각각을 독립적으로 회전시키는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 적어도 두 개 이상의 헤드를 동시에 수평 방향으로 이동시키는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 유리판이 고정된 상기 하정반을 회전 구동시키지 않은 상태에서 상기 헤드들의 회전 및 이동에 의해 상기 유리판을 연마하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 유리판이 고정된 상기 하정반을 회전시킴과 동시에 상기 헤드들의 회전 및 이동에 의해 상기 유리판을 연마하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 유리판 연마 시스템 및 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 상정반(헤드 조립체)의 크기를 단일 헤드 시스템의 가상의 헤드 영역(지름)의 1/2로 축소시키거나 복수의 헤드의 직경들이 그러한 헤드 영역에 내접하도록 구성함으로써 상정반의 접촉 부위별 선속도 차이로 인한 연마량의 차이를 최소화하여 전체적인 연마 평탄도를 상대적으로 개선시킬 수 있다.

둘째, 하정반과 별도로 상정반을 회전시킴으로써, 하정반의 회전 운동과 연계되거나 그와 관계없이 유리판의 필요한 연마도를 얻을 수 있다. 특히, 종래에 연마가 어렵거나 부족한 유리판의 모서리 부위의 연마의 평탄도를 더욱 더 향상시킬 수 있다.

셋째, 각각의 헤드 조립체에 있어서, 복수의 에어 스프링을 통해 고정 플래터에 대해 연마 플래터의 여러 부위에 동일한 힘을 가할 수 있고 연마 작업 중의 진동을 흡수할 수 있으므로 생산되는 유리판의 평탄도를 증가시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템 및 방법을 상세히 설명한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 좌측면도이고, 도 4는 도 2의 정면도이고, 도 5는 도 2 내지 도 4의 헤드 조립체 부위를 발췌 도시한 사시도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 유리판 연마 시스템(100)은 예를 들어, 한 변이 1000mm를 넘고, 두께가 약 0.3mm~1.1mm인 대형 유리판(G)의 일 면을 액정 디스플레이가 필요로 하는 평탄도를 가지도록 연마하기 위한 것이다. 또한, 연마 시스템(100)은 예를 들어, 흡착 방식에 의해 연마 대상물인 유리판(G)을 그 위에 위치 고정시킨 상태에서 유리판(G)을 소정 회전수로 회전시킬 수도 있고, 유리판(G)을 위치 고정한 상태로 지지할 수도 있는 하부 유니트(110)와, 하부 유니트(110)의 상측에 설치되고 하부 유니트(110)에 유지된 유리판(G)의 상면 즉, 피연마면에 접촉 가능한 연마 패드(122)가 각각 부착된 헤드(H)를 가진 한 쌍의 헤드 조립체(120)와, 헤드 조립체(120)를 수평 방향으로 이동시키기 위한 이동 유니트(130), 및 연마액 공급부(142)로부터 연마액을 공급받아 헤드 조립체(120)의 헤드(H)를 관통하여 유리판(G)의 피연마면에 연마액을 공급하기 위한 연마액 공급 유니트(140)를 구비한다.

도 2를 내지 도 5를 참조하면, 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템(100)에 있어서, 헤드 조립체(120)의 각각의 헤드(H)는, 이동 유니트(130)에 의해 수평 방향으로 일정한 궤적으로 이동되는 과정에서, 독립적으로 회전되도록 구성된다. 또한, 헤드 조립체(120)의 헤드(H)를 관통하여 연마액 공급 유니트(140)로부터 연마액이 공급되어, 유리판(G)의 피연마면 전체가 균일하게 연마된다.

상기 이동 유니트(130)는 헤드 조립체(120)를 수평 방향으로 이동시키기 위한 설비로서, 업계에서 통상적으로 사용되는 스테이지, 가이드 등이 이용된다. 이동 유니트(130)의 일측에는 헤드 조립체(120)의 헤드 프레임(201)이 분리 가능하게 설치된다. 하부 유니트(110)는 프레임(102)에 설치된 모터(103)에 의해 회전될 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 연마 공정은 첫째, 헤드 조립체(120)의 헤드(H)가 회전 구동됨과 동시에 헤드 조립체(120)가 이동 유니트(130)에 의해 수평(궤적) 이동되는 과정에서 하부 유니트(110)의 회전에 의해 유리판(G)이 회전되는 모드, 둘째, 모터(103)를 작동시키지 않고 하부 유니트(110)가 유리판(G)을 위치 고정한 상태에서 헤드들(H)만 회전 및 수평 이동하는 모드, 셋째, 모터(103)에 의해 하부 유니트(110)가 회전되고 그 위에 위치된 유리판(G)이 회전됨에 따라 그에 접촉된 헤드(H)가 피동되면서 헤드 조립체(120)가 수평으로 이동하는 모드로 구분될 수 있다. 한편, 유리판(G)이 회전되지 않고 위치 고정된 경우, 헤드 조립체(120)의 헤드(H)가 유리판(G)에 체류하는 시간을 조정하여 유리판(G)의 연마량 및 그 정도를 조절할 수 있으며, 특히, 연마가 어려운 유리판(G)의 모서리 부위의 연마량을 향상시킬 수 있다.

도 6은 도 5의 헤드 조립체 부위의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템(100)은, 헤드 조립체(120)의 헤드들(H)을 동시에 왕복 이동시키기 위한 왕복 메커니즘(200)을 구비한다. 왕복 메커니즘(200)은 하부 유니트(110) 위에 유리판(G)이 고정된 상태에서 각각의 헤드(H)의 연마패드(122)가 유리판(G)의 피가공면에 접촉시켜 연마할 수 있도록 헤드 조립체(120)의 헤드(H)를 하강시킨 상태에서 연마 작업을 진행하고, 연마 작업이 완료되거나 중간에 작업을 중단할 필요가 있는 경우 다시 헤드들(H)을 원위치로 복귀시키기 위한 것이다.

바람직한 실시예에 있어서, 왕복 메커니즘(200)은 헤드 프레임(201)에 설치 된 하나의 액츄에이터(210)와, 액츄에이터(210)의 축(212)에 연결된 연결 부재(220)와, 각각의 헤드 조립체(120)에 상응하는 위치에 배치되도록 헤드 프레임(201)에 설치된 한 쌍의 지지 블록(230)과, 연결 부재(220)에 연결되어 지지 블록(230)를 따라 이동 가능하도록 설치된 한 쌍의 이동 블록(240), 및 헤드 조립체(120)의 스핀들(124)과 이동 블록(240) 사이에 설치된 한 쌍의 제2 연결 부재(250)를 구비한다.

상기 액츄에이터(210)는 예를 들어, 공압 또는 유압에 의해 왕복 이동하는 봉 형태의 축(212)을 구비하는 실린더를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 연결 부재(220)는 액츄에이터(210)의 축(212)에 연결 고정된 연결 플레이트(222), 및 연결 플레이트(222)를 중심으로 양 측면으로 각각 돌출 설치된 한 쌍의 사이드 플레이트(224)를 구비한다. 상기 각각의 지지 블록(230)은 헤드 프레임(201)에 각각 설치된 지지 봉(232) 및 지지 슬리브(234)를 구비한다. 상기 각각의 이동 블록(240)은 지지 봉(232)의 외주면에 결합되어 지지 봉(232)을 따라 이동할 수 있는 이동 슬리브(242) 및 지지 슬리브(234)을 관통하도록 배치된 이동 봉(244)을 구비한다. 상기 제2 연결 부재(250)는 스핀들(124)의 상단과 이동 슬리브(242)의 끝단을 연결하는 상부 연결판(252), 및 스핀들(124)의 하부와 이동 슬리브(242)를 연결하는 하부 연결판(254)을 구비한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템(100)은, 각각의 헤드 조립체(120)의 헤드(H)를 개별적으로 회전시키기 위한, 동일한 구조를 가진 한 쌍의 회전 메커니즘(300)을 구비한다.

각각의 회전 메커니즘(300)은, 헤드 프레임(201)에 설치된 구동원(310)과, 구동원의 회전축(312)에 설치된 구동 풀리(320)와, 헤드 조립체(120)의 스핀들(124)에 설치된 스플라인(330)과, 스플라인(330)에 결합된 종동 풀리(340), 구동 풀리(320)와 종동 풀리(340)를 연결하는 벨트(미도시)를 구비한다.

상기 구동원(310)은 각각의 헤드 조립체(120)의 스핀들(124)을 회전시킴으로써 스핀들(124)의 하부에 배치된 헤드(H)를 소정 회전수로 회전시키기 위한 것으로서, 업계에 알려진 구조의 전기 모터가 사용되는 것이 바람직하다.

상기 구동 풀리(320)와 종동 풀리(340)는 각각 그 외주면에 벨트가 설치될 수 있는 통상의 풀리 구조를 가진다. 구동 풀리(320)와 종동 풀리(340)는 동일 평면에 위치되어 각각 회전된다. 상기 종동 풀리(340)의 내경에는 스플라인(330)의 외부 스플라인부와 치합되는 내부 스플라인부가 형성된다.

상기 스플라인(330)은 헤드 조립체(120)의 스핀들(124)의 길이 방향으로 소정 길이 마련되는 것으로서, 전술한 왕복 메커니즘(200)에 의해 헤드 조립체(120)의 헤드(H)를 이동시키기 위해 스핀들(124)이 이동할 때 회전 메커니즘(300)과 간섭되는 것을 방지함과 동시에 구동원(310)의 회전력을 벨트를 통해 스핀들(124)에 전달하기 위한 것이다. 부연 설명하면, 왕복 메커니즘(200)에 의한 헤드(H)의 상,하 왕복 이동은, 액츄에이터(210)의 작동에 의해 스핀들(124)이 상,하 이동하게 되면 스핀들(124)의 외주면에 설치된 스플라인(330)이 같이 이동하게 되고, 그 과정에서 스플라인(330)의 외부 스플라인부는 종동 풀리(340)의 내부 스플라인부에 접촉되어 슬라이딩됨으로써 종동 풀리(340)의 위치에 될 수 있는 구조이며, 구동 원(310)에 의해 구동 풀리(320)가 회전되어 그 회전력이 종동 풀리(340)에 전달되면 그러한 회전력을 내부 스플라인부와 결합된 외부 스플라인부를 통해 스플라인(330)에 전달하여 최종적으로 스핀들(124)을 회전시켜 동일 축의 하단에 설치된 헤드(H)를 회전시키는 구조이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 헤드 조립체를 더욱 상세히 설명한다. 헤드 조립체의 구성 요소들 및 그 작동 원리는 본 출원인이 2009년 3월 6일자로 각각 출원한 한국특허출원 번호 제10-2009-0019290호, 제10-2009-0019292호 및 제 10-2009-0019293호의 '유리판 연마 시스템 및 그 방법' 에 기술되어 있으며, 그 전체 내용은 인용에 의해 본 명세서에 합체된다.

상기 헤드 조립체(120)의 헤드(H)는 전체적으로 원반 형상으로 각각 구성된 고정 플래터(121)와 연마 플래터(123)을 포함하고, 연마 플래터(123)는 미들 플래터(125)와 분리 플래터(127)로 구분된다. 고정 플래터(121)는 스핀들(124)의 하단에 고정되며, 연마 플래터(123)는 고정 플래터(121)에 대해 움직임 가능하도록 고정 플래터(121)로부터 이격되어 배치된다. 분리 플래터(127)는 미들 플래터(125)에 대해 흡착 방식으로 선택적으로 분리 가능하도록 설치된다.

연마액 공급 유니트(140)는 연마액 공급부(142)로부터 공급되는 예를 들어, 실리카 입자를 포함한 액상의 슬러리 형태의 연마액을 공급하기 위해 고정 플래터(121), 미들 플래터(125) 및 분리 플래터(127)를 관통하도록 형성된 다수의 연마액 공급 경로(144)를 구비한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 유리판 연마 시스템(100)은 회전되거나 고 정된 유리판(G)에 접촉되는 헤드 조립체(120)의 헤드(H)의 각 부위의 압력을 균일하게 유지하는 가압부재(150)를 구비한다. 가압부재(150)는 연마 패드(122)가 설치된 연마 플래터(123)가 실질적으로 균일한 압력으로 유리판(G)을 가압시키기 위한 것으로서, 고정 플래터(121)와 연마 플래터(123)의 미들 플래터(125) 사이에 설치되고 소정 패턴으로 배치된 다수의 에어 스프링(151)을 구비한다. 에어 스프링(151)의 배치 패턴은 스핀들(124)을 중심으로 하여 내측으로부터 외측으로 소정 간격을 유지하도록 동심원상으로 각각 배치된 제1 에어 스프링 그룹 및 제2 에어 스프링 그룹을 포함한다. 상기 에어 스프링의 구조 및 기능은 본 출원인이 2009년 3월 6일자로 각각 출원한 한국특허출원 번호 제10-2009-0019290호, 제10-2009-0019292호 및 제 10-2009-0019293호의 '유리판 연마 시스템 및 그 방법'에 기술되어 있으며, 그 전체 내용은 인용에 의해 본 명세서에 합체된다.

이러한 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 하부 유니트(110)의 상면에 연마 대상인 유리판(G)을 알려진 방법(예, 흡착)에 의해 부착시킨 후, 모터(103)를 구동시켜 테이블(106)을 회전시킨다. 한편, 헤드 조립체(120)의 각각의 헤드(H)의 연마 패드(122)의 하면을 유리판(G)의 피연마면에 압착시키기 위해 왕복 메커니즘(200)을 작동킨다. 그러면, 액츄에이터(210)가 작동되어 연결 부재(220)를 이동시키게 되고, 그러한 연결 부재(220)의 이동에 의해 이동 블록(240)이 지지 블록(230)을 따라 이동하게 된다. 또한, 이동 블록(240)의 이동은 스핀들(124)을 움직이게 하여 스핀들(124)의 외주면에 설치된 스플라인(33)은 종동 풀리(340)의 내부 스플라인부를 따라 슬라이딩되어 헤드(H)가 하강하면서 연마 패드(122)가 유리판(G)에 접촉하게 된다.

그러면, 헤드 조립체(120)의 헤드(H)는 하부 유니트(110)의 회전에 의해 스핀들(124)을 중심으로 회전하면서, 동시에 이동 유니트(130)에 의해 수평 방향의 궤적 운동을 하게 된다.

한편, 회전 메커니즘(300)을 작동시키게 되면, 헤드 조립체(120)의 각각의 헤드(H)는 구동원(310)의 회전력이 구동 풀리(320), 벨트, 종동 풀리(340), 및 스플라인(330)을 통해 스핀들(124)에 전달되어 헤드(H)를 각각 회전시킬 수 있다. 이 경우, 하부 유니트(110)는 회전될 수도 있고 그렇지 않을 수 있다. 하부 유니트(110)가 회전되는 경우, 헤드(H)의 회전 방향은 유리판(G)의 회전방향과 반대 방향인 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 유리판(G)에 연마패드(122)가 접촉된 상태에서, 연마액 공급 유니트(140)를 작동시키게 되면, 연마액 공급부(142)에 저장된 연마액은 고정 플래터(121), 미들 플래터(125) 및 분리 플래터(127)를 관통하도록 설치된 연마액 공급 경로(144)를 통해 공급되어 유리판(G)의 피연마면에 균일하게 도포된다. 이러한 연마액 공급 유니트(140)에 의한 연마액의 공급은 연마 공정의 전체 연마 시간 동안 계속적으로 공급되도록 설정될 수 있으며, 사용된 연마액은 필터링되어 다시 연마액 저장부(142)로 회수되어 순환 사용되는 것이 바람직하다.

또한, 이러한 연마 과정에서, 헤드 조립체(120)의 각각의 헤드(H)의 전체 영역이 유리판(G)에 가하는 압력을 균일하게 유지시키기 위해 가압부재(150)를 작동 시킨다. 가압부재(150)를 작동시키게 되면, 공기 공급원(미도시)의 공기는 로터리 조인트와 스핀들(124) 내부를 거쳐 공급되며, 그러한 공기는 각각의 에어 공급관을 통해 각각의 에어 스프링(151)을 팽창시키게 된다. 그러면, 고정 플래터(121)에 대해 연마 플래터(123)의 위치가 이동하게 되고 각각의 에어 스프링(151) 부위의 압력이 균일하게 되어 헤드 조립체(120)가 이동 유니트(130)에 의해 수평면 상에서 이동하더라도 유리판(G)의 피연마면에 항상 균일한 압력을 유지할 수 있다. 여기서, 가압부재(150)의 작동은 헤드(H)의 연마 패드(122)가 유리판(G)의 피연마면에 접촉되기 전에 미리 이루어져도 무방하고, 연마 패드(122)가 유리판(G)에 접촉된 후 연마 공정이 개시될 때 진행해도 무방하다. 한편, 연마 공정 중에 가압부재(150)의 가압 동작은 셋팅 압력에 추종하도록 제어될 수도 있다.

전술한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템(100)에 있어서, 각각의 헤드 조립체(120)의 헤드(H)의 치수(원반 형태인 경우 직경)는, 직사각 형태의 연마 대상 유리판(G)의 치수(가로 및 세로 길이)보다 작은, 단일의 헤드의 직경보다 1/2만큼 줄어든 직경을 가진다. 즉, 본 실시예에 따른 소위, 듀얼 헤드(H)의 각각의 직경은 단일(single) 헤드의 직경의 대략 1/2이다.

다른 대안적 실시예들에 있어서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 헤드 조립체(420)(520)는 3개의 헤드(H') 또는 4개의 헤드(H")로 구성될 수도 있다. 본 실시예에 있어서, 각각의 헤드들(H')(H")은 가상의 단일의 헤드 영역(IA)의 직경에 내접하고, 서로 외접할 정도로 가깝게(그러나 접촉되지는 않음) 배치된다. 따라서, 도 7a에 도시된 바와 같이, 헤드 조립체(420)가 3개의 헤드들(H')로 구성되는 경 우, 3개의 헤드들(H')의 중심은 정삼각형으로 배치되고, 도 7b에 도시된 바와 같이, 헤드 조립체(520)가 4개의 헤드들(H")로 구성되는 경우, 4개의 헤드들(H")의 중심은 정사각형으로 배치된다.

전술한 실시예들에 있어서, 헤드들(H)(H')(H")의 수가 많아 질수록 각각의 헤드의 직경은 그만큼 작아지게 되고, 헤드들(H)(H')(H")이 서로 조합된 하나의 헤드 조립체(120)(420)(520)의 영역은 가상의 단일 헤드 영역(IA)과 실질적으로 동일하다. 이와 같이, 헤드 조립체(120)(420)(520)의 헤드들(H)(H')(H")이 상대적으로 직경이 축소된 다수의 헤드들(H)(H')(H")로 구성되는 경우, 종래의 유리판 연마 장치들과 달리 유리판(G)의 가장 자리 영역을 연마하기 위해 헤드 조립체(120)(420(530)의 수평 방향 이동 거리를 더욱 더 넓힐 수 있으며, 그렇게 하더라도, 헤드 조립체(120)(420)(520)의 여러 개의 헤드들 중 적어도 어느 하나의 헤드(H)(H')(H") 만을 이용하여 유리판(G)의 가장 자리 영역을 연마할 수 있게 되고, 따라서, 종래의 단일 헤드의 경우에 발생되었던 언밸런싱 문제를 극복할 수 있다.

이상에서, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유리판 연마 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 3은 도 2의 좌측면도이다.

도 4는 도 2의 정면도이다.

도 5는 도 2 내지 도 4의 헤드 조립체 부위를 발췌 도시한 사시도이다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 헤드 조립체의 헤드의 구성을 개략적으로 각각 도시한 개념도이다.

Claims

위치 고정된 가공 대상 유리판을 회전시킬 수 있는 하부 유니트; 상기 유리판에 접촉되어 회전될 수 있는 헤드 조립체; 및 상기 헤드 조립체를 수평 방향으로 이동시키기 위한 이동 유니트를 구비하는 유리판 연마 시스템에 있어서,

상기 헤드 조립체는 독립적으로 회전 될 수 있는 적어도 두 개 이상의 헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템.
제1항에 있어서,

상기 적어도 두 개 이상의 헤드는 가상의 헤드 영역의 직경의 대략 1/2의 직경을 가지며 서로 인접하게 배치된 두 개의 원형 헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템.
제1항에 있어서,

상기 적어도 두 개 이상의 헤드는 가상의 헤드 영역의 직경에 실질적으로 내접하게 배치된 다수의 원형 헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 적어도 두 개 이상의 헤드를 동시에 왕복 이동시키기 위한 왕복 메커니 즘을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템.
제1항에 있어서,

상기 왕복 메커니즘은:

프레임에 설치된 액츄에이터;

상기 액츄에이터의 축에 연결된 연결 부재;

상기 각각의 헤드에 상응하는 위치에 배치되도록 상기 프레임에 설치된 적어도 두 개 이상의 지지 블록;

상기 연결 부재에 연결되어 상기 지지 블록을 따라 이동 가능하도록 각각 설치된 적어도 두 개 이상의 이동 블록; 및

상기 헤드의 스핀들과 상기 이동 블록 사이에 설치된 제2 연결 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템.
제1항에 있어서,

상기 각각의 헤드를 개별적으로 회전시키기 위한 적어도 두 개 이상의 회전 메커니즘을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템.
제6항에 있어서,

상기 각각의 회전 메커니즘은:

프레임에 설치된 구동원;

상기 구동원의 회전축에 설치된 구동 풀리;

상기 헤드의 스핀들에 설치된 스플라인;

상기 스플라인에 결합된 종동 풀리; 및

상기 구동 풀리와 상기 종동 풀리를 연결하는 벨트를 구비하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템.
제1항에 있어서,

상기 각각의 헤드는:

스핀들에 고정된 고정 플래터(platter);

상기 고정 플래터 대해 움직임 가능하게 설치된 연마 플래터; 및

상기 유리판에 가해지는 상기 연마 플래터의 압력의 균일도를 유지하기 위해, 상기 고정 플래터와 상기 연마 플래터 사이에 개재된 가압부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템.
제8항에 있어서,

상기 가압부재는 상기 고정 플래터와 상기 연마 플래터 사이에 설치된 다수의 에어 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템.
제9항에 있어서,

상기 에어 스프링은 상기 스핀들을 중심으로 원형으로 배치된 적어도 두 개이 상의 에어 스프링 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템.
제1항에 있어서,

상기 유리판에 연마액을 공급시키기 위한 연마액 공급 유니트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 시스템.
하정반에 의해 위치가 고정되어 회전되는 가공 대상 유리판에 상정반을 접촉시키고, 상기 상정반을 회전 및 수평 방향으로 이동시키면서 상기 상정반과 상기 유리판 사이에 공급되는 연마액에 의해 상기 유리판을 연마하는 유리판 연마 방법에 있어서,

구조가 실질적으로 동일한 적어도 두 개 이상의 헤드들을 포함하는 상정반을 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 방법.
제12항에 있어서,

상기 적어도 두 개 이상의 헤드의 각각을 독립적으로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 방법.
제12항에 있어서,

상기 적어도 두 개 이상의 헤드를 동시에 수평 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 방법.
제12항에 있어서,

상기 유리판이 고정된 상기 하정반을 회전 구동시키지 않은 상태에서 상기 헤드들의 회전 및 이동에 의해 상기 유리판을 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 방법.
제12항에 있어서,

상기 유리판이 고정된 상기 하정반을 회전시킴과 동시에 상기 헤드들의 회전 및 이동에 의해 상기 유리판을 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리판 연마 방법.
제12항 내지 제16항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 유리판.