KR100643186B1

KR100643186B1 - 강화 유리막이 피복된 엘씨디 윈도우 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100643186B1
Application number: KR1020060040097A
Authority: KR
Inventors: 이승욱
Original assignee: 이승욱
Priority date: 2006-05-03
Filing date: 2006-05-03
Publication date: 2006-11-10
Also published as: WO2007126281A1

Abstract

본 발명은 강화 유리막이 피복된 엘씨디 윈도우 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 통상적인 합성수지 기판의 외면에 강화 유리막이 피복되어 있어서 매우 얇은 두께로도 스크래치(scratch)나 프레스(press) 등과 같은 외부의 충격으로부터 엘씨디 패널을 효과적으로 보호할 수 있고, 특히 상기 합성수지 기판과 강화 유리막 사이의 접착층에 미세기포가 전혀 남아 있지 않아서 투명도 및 접착강도가 매우 우수한 엘씨디 윈도우 및 그 제조방법에 관한 것이다.

엘씨디 윈도우, 유리막, UV 접착제

Description

강화 유리막이 피복된 엘씨디 윈도우 및 그 제조방법{A LCD window covered with glass sheet and its preparation}

잘 알려진 바와 같이, 엘씨디(LCD)는 액정표시장치(Liquid Crystal Display)의 약자로서, 2개의 유리판, 즉 엘씨디 패널(LCD panel) 사이에 액정을 주입한 구조로 이루어진다. 그래서 상기 액정 사이에 전기적인 압력을 가하면 각 액정분자의 배열이 변화를 일으키게 되고, 이때 일어나는 광학적 굴절률의 변화에 따라 엘씨디 패널 상에 다양한 문자나 영상을 표시하게 된다. 이러한 엘씨디는 통상 1.5 ~ 2 V 의 전원에서 작동하고, 소비전력이 매우 적어서 휴대폰이나 PDA, MP3, 컴퓨터 모니터, TV 등에 널리 사용되고 있다.

한편, 엘씨디 윈도우(LCD Window)는 상기 엘씨디 패널을 외부의 충격으로부터 보호하기 위하여 엘씨디 패널의 외면에 장착하는 투명한 보호창을 말하며, 주로 아크릴(acryl) 수지나, PC(poly carbonate) 또는 PET(polyethylene terephthalate) 등과 같은 합성수지 기판으로 이루어진다. 최근 디지털 산업의 발달과 함께 각종 디지털 전자기기들이 점점 소형화 및 슬림(slim)화 하면서, 상기 엘씨디 패널 및 엘씨디 윈도우의 두께도 점점 얇아지는 추세에 있다.

이러한 추세에 따라 종래에도 기판의 두께는 가능한 한 얇게 하면서 원하는 강도를 갖는 엘씨디 윈도우를 개발하려는 연구가 다양하게 시도되어 왔다. 예컨대, 소정의 두께를 갖는 합성수지 기판상에 Al, Ni, Cu 및 Ti 등과 같은 비철금속으로 된 피막을 증착하여 기판의 표면 강도를 강화시킨 엘씨디 윈도우가 개발되어 있다. 그러나 이러한 종래의 엘씨디 윈도우들은 스크래치(scratch) 또는 프레스(press) 등과 같은 외부의 충격이 가해지면, 표면이 훼손되거나 상처를 입게 될 우려가 높고, 특히 윈도우 표면에 굴곡이 생기면서 두개 이상의 주기적인 패턴(periodic pattern)이 겹쳐질 때 만들어지는 간섭무늬(interference fringe), 즉 모아레(Moire) 현상이 발생하는 문제가 있었다.

이에 본 발명에서는 통상적인 합성수지 기판의 외면에 강화 유리막을 접착하 므로서, 매우 얇은 두께로도 스크래치(scratch)나 프레스(press) 등과 같은 외부의 충격으로부터 엘씨디 패널을 효과적으로 보호할 수 있고, 모아레 현상이 발생하지 않으며, 특히 상기 합성수지 기판과 강화 유리막 사이의 접착층에 미세기포가 전혀 남아 있지 않아서 투명도 및 접착강도가 매우 우수한 엘씨디 윈도우 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 엘씨디 윈도우는 두께가 20 ~ 500 ㎛ 인 합성수지 기판과, 상기 기판상에 5 ~ 100 ㎛의 두께로 도포된 UV 접착제 코팅층과, 상기 접착제 코팅층 상에 접착된 두께 200 ~ 1000 ㎛의 강화 유리막으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 엘씨디 윈도우의 제조방법은 소정의 크기 및 두께를 갖는 합성수지 기판과 박판 유리를 각각 준비하는 공정과, 상기 합성수지 기판 또는 박판 유리의 적어도 일면에 UV 접착제를 코팅하는 공정과, 상기 UV 접착제 코팅층을 경계로 하여 합성수지 기판과 박판 유리를 압착하고 밀폐된 공간 내에서 내부기압을 0.1 ~ 200 torr로 갑압하여 상기 UV 접착제 코팅층 내부의 미세기포를 제거하는 공정과, 상기 UV 접착제 코팅층에 자외선을 조사하여 UV 접착제를 경화시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 엘씨디 윈도우는 두께가 20 ~ 500 ㎛ 인 합성수지 기판과, 상기 기판상에 5 ~ 100 ㎛의 두께로 도포된 UV 접착제 코팅층과, 상기 UV 접착제 코팅층에 접착된 두께 200 ~ 1000 ㎛의 강화 유리막으로 이루어진다.

본 발명에서 합성수지 기판의 재료는 종래에 엘씨디 윈도우를 제조하는데 사용된 합성수지라면 어느 것을 사용해도 좋으나, 바람직하기로는 아크릴(acryl) 수지나 PC(poly carbonate) 또는 PET(polyethylene terephthalate) 등을 사용할 수 있다. 합성수지 기판의 두께는 LCD 패널의 크기나 그 LCD 패널을 설치할 전자기기의 특성에 따라 다양하게 변경될 수 있으나, 바람직하기로는 두께가 20 ~ 500 ㎛ 인 것을 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서 상기 합성수지 기판과 강화 유리막을 접착시켜 주는 접착제로는 이종소재인 합성수지 기판과 강화 유리막을 효과적으로 부착할 수 있고, 접착층 내부에 기포가 발생하지 않으며, 윈도우 전체의 투명도 및 굴절율을 방해하지 않는 접착제라면 어느 것을 사용해도 좋으나, 바람직하기로는 UV 접착제를 사용하는 것이 좋다.

UV 접착제는 혐기성 접착제( anaerobic adhesives)로서 일명 자외선 경화 접착제라고도 한다. 통상 경화 이전에는 액상을 유지하고 있다가 자외선을 조사하면 접착제 내에 포함되어 있는 광반응 개시제가 반응을 시작하여 단시간 내에 고형화되기 때문에 합성수지 기판과 강화 유리막을 접착하기에 매우 적합하다. 본 발명에서 UV 접착제로는 아크릴계나 에폭시계 UV 접착제를 사용할 수 있다.

UV 접착제 코팅층의 두께는 5 ~ 100 ㎛로 되도록 하는데, 상기 두께가 5 ㎛ 이하이면, 접착력이 약화 될 우려가 있고, 반대로 100 ㎛ 이상이면 접착력의 증가는 별로 없으면서 오히려 접착층이 강화 유리막 밖으로 밀려나오는 오버 플로우(over flow)가 발생하거나, 접착층에 미세기포가 잔류하여 윈도우 전체의 투명도 및 굴절률을 해칠 우려가 있다.

마지막으로 UV 접착제 코팅층의 표면에 피복되는 강화 유리막은 두께가 200 ~ 1000 ㎛인 박판 유리로 형성하는데, 이때 박판 유리의 두께가 200 ㎛ 이하이면 강도가 너무 약해져서 강화막으로서의 기능을 충분히 발휘하지 못할 우려가 있고, 반대로 1000 ㎛ 이상이 되면, 윈도우 전체의 두께가 너무 두꺼워져서 엘씨디의 슬림화 추세에 역행하는 바람직하지 못한 결과를 초래할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 엘씨디 윈도우의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. 먼저 통상적인 방법으로 소정의 크기와 두께를 갖는 합성수지 기판과 박판 유리를 각각 준비한다. 이때, 상기 합성수지 기판과 박판 유리는 서로 동일한 크기로 제조할 수도 있고, 합성수지 기판의 일부에만 박판 유리가 접착되도록 박판 유리를 합성수지 기판보다 작은 크기로 제조할 수도 있다.

다음으로 합성수지 기판이나 박판 유리 중 어느 일면 또는 양면에 UV 접착제를 코팅한다. 이때, 코팅방법은 클린룸(clean room) 내에서 합성수지 기판이나 박판 유리를 지그(jig) 위에 고정하고, 스프레이 코팅이나 실크스크린 코팅, 롤 코팅 등 어느 방법으로 UV 접착제를 코팅해도 좋으나, 바람직하기로 고무 블레이 드(rubber blade)를 이용한 실크스크린 코팅으로 UV 접착제가 5 ~ 100 ㎛의 두께로 균일하게 코팅되도록 하는 것이 좋다. 다만, 코팅과정에서 UV 접착제가 자외선에 노출되지 않도록 주의한다.

이어 합성수지 기판과 박판 유리를 서로 접착하게 되는데, 이때 통상적인 접착방법으로 합성수지 기판상에 박판 유리를 접착하게 되면, 접착제가 일정한 두께로 도포, 경화되지 않기 때문에 굴절율의 변화가 생기게 되고, 빛의 보강간섭 및 상쇄간섭으로 인하여 두 개 이상의 주기적인 물결무늬가 겹쳐져 생기는 소위 모아레(Moire) 현상이 발생하게 된다. 또한, 양쪽 시트지 사이의 접착층에 부분적으로 기포가 발생하여 접착강도가 불량하게 되거나, 외관상 불량품이 발생하는 원인이 되기도 한다.

본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 UV 접착제 코팅층을 경계로 하여 합성수지 기판과 박판 유리를 서로 압착하고, 밀폐된 공간 내에서 내부압력을 0.1 ~ 200 torr로 감압한다. 이렇게 하면, 상기 접착제 코팅층이 균일한 두께로 확산 되면서 코팅층 내부의 미세기포가 완전히 제거되고, 합성수지 기판과 박판 유리가 완전히 밀착된다. 이때, 상기 UV 접착제 코팅층에 부여되는 기압이 200 torr 이상이면, 미세기포가 완전히 제거되지 않고 잔류기포가 발생할 우려가 있다.

마지막으로 미세기포가 완전히 제거된 접착제 코팅층에 자외선을 조사하여 UV 접착제를 경화시킨다. 이때, 자외선의 조도나 에너지의 양은 UV 접착제 코팅층의 두께에 따라 달라지는데, 바람직하기로는 5 ~ 900 mW 의 조도로 1 ~ 5분 동안 조사한다. 이렇게 하면 UV 접착제 코팅층이 완전히 경화되어 본 발명에 따른 엘씨디 윈도우가 완성된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이들 실시예로 제한되는 것은 아니다. 당업자들이 본 발명의 목적과 동일한 범위 내에서 일부 구성요소에 대한 설계 변경을 시도할 수도 있을 것이나, 이러한 설계 변경으로 인하여 본 발명에서 전혀 예견할 수 없었던 새로운 작용 및 효과가 창출되지 않는 한, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 못할 것이다.

본 발명에 따른 엘씨디 윈도우는 통상적인 합성수지 기판의 외면에 강화 유리막이 피복되어 있어서 매우 얇은 두께로도 스크래치(scratch)나 프레스(press) 등과 같은 외부의 충격으로부터 엘씨디 패널을 효과적으로 보호할 수 있어서 휴대폰이나 PDA, MP3, 컴퓨터 모니터, TV 등과 같은 각종 디지털 전자기기를 슬림화하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

또한, 본 발명에 따른 엘씨디 윈도우는 상기 합성수지 기판과 강화 유리막 사이의 접착층이 두께가 균일한 두께로 분포되어 있고, 접착층 내부에 미세기포가 전혀 남아 있지 않아서, 굴절율이나 투명도의 변화가 없고, 특히 모아레 현상이 발생하지 않는 장점이 있다.

Claims

엘씨디 패널을 보호하기 위하여 그 외면에 설치되는 엘씨디 윈도우에 있어서, 두께가 20 ~ 500 ㎛ 인 합성수지 기판과, 상기 기판상에 5 ~ 100 ㎛의 두께로 도포된 UV 접착제 코팅층과, 상기 접착제 코팅층 상에 접착된 두께 200 ~ 1000 ㎛의 강화 유리막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘씨디 윈도우
20 ~ 500 ㎛ 의 두께를 갖는 합성수지 기판과 200 ~ 1000 ㎛ 의 두께를 갖는 박판 유리를 각각 준비하는 공정과; 상기 합성수지 기판 또는 박판 유리의 적어도 일면에 UV 접착제를 코팅하는 공정과; 상기 UV 접착제 코팅층을 경계로 하여 합성수지 기판과 박판 유리를 압착하고 밀폐된 공간 내에서 내부 압력을 0.1 ~ 200 torr로 갑압하여 상기 UV 접착제 코팅층 내부의 미세기포를 제거하는 공정과; 상기 UV 접착제 코팅층에 자외선을 조사하여 UV 접착제를 경화시키는 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘씨디 윈도우의 제조방법.
제2항에 있어서, UV 접착제 코팅층은 5 ~ 100 ㎛의 두께로 도포하는 것을 특징으로 하는 엘씨디 윈도우의 제조방법.
제2항 또는 제3항에 있어서, UV 접착제는 아크릴계 또는 에폭시계 UV 접착제를 사용하는 것을 특징으로 하는 엘씨디 윈도우의 방법.