KR100746946B1 - 고반사율 고내식성 디스플레이용 윈도우 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고반사율 고내식성 디스플레이용 윈도우 및 그 금속박막 제조방법에 관한 것으로, 고반사율로 소비자의 심미감을 충족시킬 수 있을 뿐만 아니라 고내식성으로 산화 및 부식에 강한 금속 박막을 형성시키기 위한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 투명 플라스틱 기판의 한쪽 면에 필요에 따라 시창부 또는 리모콘 수신부를 제외한 부위에 디자인 목적의 금속 박막을 형성한 디스플레이용 윈도우에 있어서, 상기 금속 박막은 알루미늄을 주성분으로 하며, 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr) 중에서 하나 이상의 성분을 첨가하여 형성한 알루미늄 합금 박막으로 구성되는 특징의 고반사율 고내식성 디스플레이용 윈도우 및 그 금속박막 제조방법을 제공하여, 알루미늄 금속 박막의 고반사율 특성을 유지하면서 알루미늄 박막의 단점인 좋지 않은 내부식성을 개선할 수 있는 디스플레이용 윈도우 및 그 금속박막을 제조할 수 있게 한다.

고반사율, 고내식성, 디스플레이, 윈도우, 하프미러, 패널, 금속박막

Description

고반사율 고내식성 디스플레이용 윈도우 및 그 제조방법{Display window having a high reflexibility and high corrosion resistance and Fabricating method thereof}

도 1은 휴대폰의 표시창에 사용되는 디스플레이용 윈도우의 제조방법을 보인 공정 순서도

도 2는 DVD의 전면 하프미러 패널에 사용되는 디스플레이용 윈도우의 제조방법을 보인 공정 순서도

본 발명은 휴대폰이나 DVD 플레이어 등의 디스플레이용 윈도우에 사용되는 금속박막 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휴대폰의 경우 LCD를 보호하며 표시창의 역할을 하는 투명한 플라스틱의 테두리부에 금속 질감을 표현하여 소비자의 심미감을 충족시킬 수 있도록 하고, DVD 플레이어의 전면부 패널의 경우에는 전원이 꺼질 때는 거울의 효과를 가지며 전원이 켜질 때는 동작 상태를 표시해주는 표시창의 역할을 하고 또한 리모트 컨트롤러의 작동빔을 투과시킬 수 있도록 한 고반사율 고내식성 디스플레이용 윈도우 및 그 금속박막 제조방법에 관한 것이 다.

종래에는 아크릴 혹은 폴리카보네이트와 같은 투명한 플라스틱에 알루미늄, 니켈, 크롬, 니크롬, 인코넬, 스텐레스 등의 금속 박막을 진공 증착법 혹은 스퍼터링법으로 코팅하여 디스플레이 윈도우로 사용하여 왔다.

하지만 알루미늄, 니켈의 경우 수분 혹은 땀 등에 의하여 금속막이 산화 및 부식되어 외관적으로 문제가 발생하였고, 크롬, 니크롬, 인코넬, 스텐리스의 경우는 산화 및 부식에 있어서는 알루미늄과 니켈에 비하여 우수한 특성을 가지지만 금속 박막의 가시광선 반사율이 낮아서 특히 알루미늄의 고반사율 박막에 비하여 어두운 색상으로 소비자의 심미안을 충족시키지 못하는 문제가 있었다.

한편, 알루미늄, 니켈의 내부식 문제를 해결하려는 노력으로 금속 박막 위에 투명한 도료에 의한 보호 코팅 혹은 투명한 SiO₂ 막박을 코팅하는 방법도 제시되었지만 투명 도료의 경우 도료와 금속막간의 접착력 문제와 도료 이물, 도료 뭉침, 어른거림 현상 등의 문제가 있고 투명한 SiO₂ 박막을 코팅하는 경우도 여전히 부식에 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 고반사율로 소비자의 심미감을 충족시킬 수 있을 뿐만 아니라 산화 및 부식에 강한 금속 박막을 형성시킬 수 있는 고반사율 고내식성 디스플레이용 윈도우 및 그 금속박막 제조방법을 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 투명 플라스틱 기판의 한쪽면에 필요에 따라 시창부 또는 리모콘 수신부를 제외한 부위에 디자인 목적의 금속 박막을 형성한 디스플레이용 윈도우에 있어서, 상기 금속 박막은 알루미늄을 주성분으로 하며, 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr) 중에서 하나 이상의 성분을 첨가하여 형성한 알루미늄 합금 박막으로 구성되는 특징의 고반사율 고내식성 디스플레이용 윈도우를 제공한다.

또한 본 발명은 투명 플라스틱 기판의 한쪽면에 금속 박막을 형성하고, 상기 금속 박막 위에 원하는 패턴의 보호 및 마스크용 인쇄막을 형성한 후 에칭을 실시하여, 필요에 따라 시창부 또는 리모콘 수신부를 제외한 부위에 디자인 목적의 금속 박막을 형성하는 디스플레이용 윈도우의 금속 박막 제조방법에 있어서, 상기 금속 박막을 형성하는 공정은, 알루미늄을 주성분으로 하고, 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr) 중에서 하나 이상의 성분을 첨가하여 알루미늄 합금 박막을 형성하는 공정을 포함하는 특징의 고반사율 고내식성 디스플레이용 윈도우의 금속 박막 제조방법을 제공한다.

상기 알루미늄 합금 박막은 티타늄, 크롬, 지르코늄의 양을 5중량% 내지 25중량%를 첨가하여 스퍼터링 방법에 의해 형성될 수 있으며, 알루미늄 합금 박막의 두께가 증가함에 따라 알루미늄 성분비를 점차 감소시켜 형성할 수 있을 것이다.

상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 휴대폰의 표시창에 사용되는 디스플레이용 윈도우의 제조방법을 보인 공정 순서도로서, 아크릴 혹은 폴리카보네이트와 같은 투명 플라스틱 기판의 한쪽 면에 금속 박막을 형성하는 공정(S11), 금속 박막이 필요한 부위에 스크린 인쇄를 실시하여 금속 박막을 보호하는 마스크 역할을 하기 위한 인쇄막을 형성하는 공정(S12), 에칭을 실시하여 불필요한 부분의 금속 박막을 제거하는 공정(S13), 필요에 따라서 모델명 또는 로고 등을 홀로그램 스템핑을 형성하는 공정(S14-S16), 제품 장착을 위해 원하는 형태로 절단하기 위하여 CNC 가공하는 공정(S17)을 포함한다.

도 2는 DVD의 전면 하프미러 패널에 사용되는 디스플레이용 윈도우의 제조방법을 보인 공정 순서도로서, 아크릴 혹은 폴리카보네이트와 같은 투명 플라스틱 기판의 한쪽 면에 금속 박막을 형성하는 공정(S21), 시창부 또는 리모콘 수신부를 제외한 부위에 실크스크린 인쇄를 시행하는 공정(S22), 필요에 따라서 시창부에 디스플레이 광원의 색상을 조절하기 위하여 별도의 반투명 박막을 역시 실크스크린으로 인쇄하는 공정(S23), 전면부에 로고 혹은 기타 필요한 인쇄를 실시하는 공정(S24), 제품 장착을 위해 원하는 형태로 절단하기 위하여 CNC 가공하는 공정(S25)을 포함한다. 여기서 상기 하프미러 윈도우는 시창부를 에칭하지 않은 상태로 제작하기 때문에 상기 금속 박막 형성 공정(S21) 이후에 필요에 따라서 보호용 투명 도료로 보호막을 형성하는 공정을 수행하거나, 또는 바로 투명한 SiO₂ 박막을 금속 박막 형성 장비에서 연속으로 코팅하는 공정을 수행할 수도 있다.

본 발명은 상기와 같이 디스플레이용 윈도우 제조 공정 중에서, 특히 금속 박막 형성 공정(S11,S21)에, 알루미늄 합금 박막을 형성하는 공정을 포함하여 구성한다.

상기 알루미늄 합금 박막을 형성하는 공정에서는, 알루미늄을 주성분으로 하여 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr) 중에서 하나 이상의 성분을 첨가하여 TiAl, CrAl, ZrAl 금속으로 이루어지는 알루미늄 합금 박막을 형성하며, 이러한 공정에 형성되는 상기 알루미늄 합금 박막은 티타늄, 크롬, 지르코늄의 양을 5중량% 내지 25중량%를 첨가하여 스퍼터링 방법에 의해 형성되어진다. 또한 상기 알루미늄 합금 박막은 그 두께에 따라 성분비율을 다르게 형성할 수 있는데, 바람직하게는 상기 알루미늄 합금 박막의 두께가 증가함에 따라 알루미늄 성분비를 점차 감소시켜 형성할 수 있게 된다.

이로써, 본 발명에 의하면, 알루미늄을 주성분으로 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr) 중에서 하나 이상의 성분을 첨가한 알루미늄 합금 박막으로 구성된 고반사율 고내식성을 갖는 금속 박막, 즉 알루미늄 금속 박막의 고반사율 특성을 유지하면서 알루미늄 박막의 단점인 좋지 않은 내부식성을 개선할 수 있는 디스플레이용 윈도우 및 그 금속박막을 제조할 수 있게 된다.

상기 알루미늄 합금 박막은 TiAl, CrAl, ZrAl로 이루어진 알루미늄 합금으로서, 고반사율 고내식성을 갖는 디스플레이용 윈도우를 형성할 수 있게 한다.

일반적으로 알루미늄 금속에 티타늄, 크롬, 지르코늄이 일정량 섞여진 금속 박막의 경우, 크롬, 니크롬, 인코넬, 스텐리스 금속 박막보다 높은 반사율을 보이고, 알루미늄이나 니켈 금속 박막보다 현저히 우수한 내부식성을 가지는 금속 박막이 형성될 수 있다. 이 경우 높은 반사율을 보이려면 첨가 금속의 양이 최대 25%를 넘어가지 않아야 하고 현저히 개선된 내부식성을 보이려면 최소한 5%이상 첨가되어야 함을 이하의 각 실시예와 비교예에서 보인다.

<실시예1>

인라인 스퍼터 장비를 이용하여 아크릴(미쯔비시 레이욘 MR200)의 한쪽면에 Ti 25%-Al 75%의 금속을 스퍼터링하여 광투과율 5%가 되도록 금속박막을 형성하였다. 도 1의 과정을 통하여 휴대폰용 디스플레이 윈도우를 제작하고 금속막이 남아있는 부분의 반사율을 측정한 결과 75%의 반사율을 보였고, 90도씨 90% 습도에서 240시간 항온 항습 테스트와 염수 5% 분무시험 72시간 테스트를 실시한 결과 외관에 아무런 변화가 없었다.

<실시예2>

인라인 스퍼터 장비를 이용하여 아크릴(미쯔비시 레이욘 MR200)의 한쪽면에 Ti 5%-Al 95%의 금속을 스퍼터링하여 광투과율 5%가 되도록 금속박막을 형성하였다. 도 1의 과정을 통하여 휴대폰용 디스플레이 윈도우를 제작하고 금속막이 남아있는 부분의 반사율을 측정한 결과 87%의 반사율을 보였고, 90도씨 90% 습도에서 240시간 항온 항습 테스트와 염수 5% 분무시험 72시간 테스트를 실시한 결과 염수분무시험에서는 외관이 양호하였지만 항온항습시험에서는 192시간까지 외관에 아무런 변화가 없다가 차츰 부식되기 시작하였다.

<실시예3>

금속을 크롬과 지르코늄으로 변경하고 실시예 1과 같이 실험한 결과, 크롬의 경우는 반사율이 76%, 지르코늄의 경우도 76%를 보였고, 항온 항습 테스트와 염수 분무시험에서 외관의 변화는 없었다.

<실시예4>

금속을 크롬과 지르코늄으로 변경하고 실시예 2와 같이 실험한 결과, 크롬의 경우는 반사율이 88%, 지르코늄의 경우도 87%를 보였고, 염수 분무시험에서 외관의 변화는 없었다. 항온 항습 테스트 결과는 크롬 사용제품이 144시간까지 외관에 변화가 없었고 지르코늄은 192시간까지 외관에 변화가 없는 결과를 보였다.

<실시예5>

티타늄 3% 그리고 크롬 3% 알루미늄 94%의 금속을 이용하여 실시예2와 같이 시편을 제작한 결과, 85%의 높은 반사율이 얻어졌고, 항온 항습 및 염수분무 시험에서 아무런 외관의 변화가 보이지 않았다.

<실시예6>

인라인 스퍼터 장비를 이용하여 아크릴(미쯔비시 레이욘 MR200)의 한쪽면에 Ti 25%-Al 75%의 금속을 스퍼터링하여 광투과율 20%가 되도록 금속박막을 형성하였다. 도 2의 과정을 통하여 DVD용 디스플레이 윈도우를 제작하고 실크스크린 인쇄부의 금속박막 반사율을 측정한 결과 60%의 반사율을 보였고, 90도씨 90% 습도에서 240시간 항온 항습 테스트와 염수 5% 분무시험 72시간 테스트를 실시한 결과 외관에 아무런 변화가 없었다.

<실시예7>

인라인 스퍼터 장비를 이용하여 아크릴(미쯔비시 레이욘 MR200)의 한쪽면에 Ti 5%-Al 79%의 금속을 스퍼터링하여 광투과율 20%가 되도록 금속박막을 형성하였다. 도 2의 과정을 통하여 DVD용 디스플레이 윈도우를 제작하고 실크스크린 인쇄부의 금속박막 반사율을 측정한 결과 72%의 반사율을 보였고, 90도씨 90% 습도에서 240시간 항온 항습 테스트와 염수 5% 분무시험 72시간 테스트를 실시한 결과 염수분무시험에서는 외관이 양호하였지만, 항온 항습 시험에서는 192시간까지 외관에 아무런 변화가 없다가 차츰 부식되기 시작하였다.

<실시예8>

금속을 크롬과 지르코늄으로 변경하고 실시예 5와 같이 실험한 결과, 크롬의 경우는 반사율이 61%, 지르코늄의 경우도 61%를 보였고, 항온 항습 테스트와 염수 분무시험에서 외관의 변화는 없었다.

<실시예9>

금속을 크롬과 지르코늄으로 변경하고 실시예 7과 같이 실험한 결과, 크롬의 경우는 반사율이 73%, 지르코늄의 경우도 72%를 보였고, 염수 분무시험에서 외관의 변화는 없었다. 항온 항습 테스트 결과는 크롬 사용제품이 144시간까지 외관에 변화가 없었고 지르코늄은 192시간까지 외관에 변화가 없는 결과를 보였다.

<실시예10>

티타늄 3% 그리고 크롬 3% 알루미늄 94%의 금속을 이용하여 실시예7와 같이 시편을 제작한 결과, 70%의 높은 반사율이 얻어졌고, 항온 항습 및 염수분무 시험 에서 아무런 외관의 변화가 보이지 않았다.

<비교예1>

알루미늄 금속을 사용하여 실시예1과 같이 시편을 제작하여 반사율을 측정한 결과 91%의 높은 반사율을 보였지만, 신뢰성 시험 결과는 72시간의 항온항습테스트에서 알루미늄이 산화부식되었고 염수분무 48시간에서 역시 부식되었다.

<비교예2>

니켈 금속을 사용하여 실시예1과 같이 시편을 제작하여 반사율을 측정한 결과 61%의 반사율을 보였고, 신뢰성 시험 결과는 120시간 경과 후 니켈 박막이 산화 부식되었고 염수분무 72시간은 통과되었다.

<비교예3>

스텐레스316 금속을 사용하여 실시예1과 같이 시편을 제작하여 반사율을 측정한 결과 60%의 낮은 반사율을 보였고, 신뢰성 시험 결과는 모두 양호하였다.

<비교예4>

알루미늄 금속을 사용하여 실시예6과 같이 시편을 제작하여 반사율을 측정한 결과 76%의 높은 반사율을 보였지만, 신뢰성 시험 결과는 72시간의 항온항습테스트에서 알루미늄이 산화부식되었고 염수분무 48시간에서 역시 부식되었다.

<비교예5>

니켈 금속과 SiO2 보호막을 사용하여 실시예6과 같이 시편을 제작하여 반사율을 측정한 결과 50%의 낮은 반사율을 보였지만, 신뢰성 시험 결과는 항온항습테스트에서 120시간 경과 니켈 박막이 산화 부식되었고 염수분무 72시간은 통과되었 다.

<비교예6>

스텐레스 316 금속을 사용하여 실시예1과 같이 시편을 제작하여 반사율을 측정한 결과 45%의 낮은 반사율을 보였고 신뢰성 시험 결과는 모두 양호하였다.

본 발명은 상기와 같은 실시예에 예시된 바와 같은 조성 및 공정을 통해 고반사율 고내식성을 갖는 금속 박막, 즉 알루미늄 금속 박막의 고반사율 특성을 유지하면서 알루미늄 박막의 단점인 좋지 않은 내부식성을 개선할 수 있는 디스플레이용 윈도우 및 그 금속박막을 제조할 수 있게 된다.

이상의 본 발명에 의한 고반사율 고내식성 디스플레이용 윈도우 및 그 금속박막 제조방법은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하다. 따라서 상기 실시예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니므로, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 그와 균등한 범위를 포함하여 판단되어야 한다.

이상의 본 발명에 의하면, 반사율이 높으면서 산화나 부식에 강한 일정 조성을 가지는 알루미늄 합금 금속을 이용하여 전자제품의 디스플레이용 윈도우의 금속막을 형성시킴으로써 소비자의 심미감을 충족시키고 또한 시간이 경과함에 따라 수분 혹은 땀 등에 의한 외관적인 문제가 발생되지 않아 소비자의 만족도를 높일 수 있게 된다.

Claims (10)

1. 투명 플라스틱 기판의 한쪽 면에 시창부 또는 리모콘 수신부를 제외한 부위에 금속 박막을 형성한 디스플레이용 윈도우에 있어서,

   상기 금속 박막은,

   알루미늄에 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 및 지르코늄(Zr) 중에서 적어도 하나 이상의 성분을 첨가하여 형성한 알루미늄 합금 박막을 포함하고,

   상기 알루미늄 합금 박막의 두께에 따라 상기 알루미늄 합금 박막에 포함되는 금속들의 성분비를 다르게 형성한 것을 특징으로 하는 디스플레이용 윈도우.
2. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 박막은,

   상기 첨가되는 성분을 5중량% 내지 25중량%으로 형성한 것을 특징으로 하는 디스플레이용 윈도우.
3. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄 합금 박막은,

   상기 알루미늄에 상기 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 및 지르코늄(Zr) 중에서 적어도 하나 이상의 성분이 첨가된 물질을 스퍼터링하는 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 윈도우.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 알루미늄 합금 박막의 두께가 증가함에 따라 알루미늄 성분비가 감소되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 윈도우.
6. 시창부 또는 리모콘 수신부를 제외한 부위에 금속 박막을 형성한 디스플레이용 윈도우의 제조방법에 있어서,

   투명 플라스틱 기판의 한쪽면에 금속 박막을 형성하는 단계;

   상기 금속 박막 위에 마스크용 인쇄막을 형성하는 단계; 및

   상기 마스크용 인쇄막이 형성된 기판을 에칭하여 불필요한 부분을 제거하는 단계를 포함하고,

   상기 금속 박막을 형성하는 단계는,

   알루미늄에 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 및 지르코늄(Zr) 중에서 적어도 하나 이상의 성분을 첨가하여 알루미늄 합금 박막을 형성하는 공정을 포함하고,

   상기 알루미늄 합금 박막의 두께에 따라 상기 알루미늄 합금 박막에 포함되는 금속들의 성분비를 다르게 형성한 것을 특징으로 하는 디스플레이용 윈도우의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 금속 박막을 형성하는 공정은,

   상기 첨가되는 성분을 5중량% 내지 25중량%으로 한 것을 특징으로 하는 디스플레이용 윈도우의 제조방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 금속 박막을 형성하는 공정은,

   상기 알루미늄에 상기 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 및 지르코늄(Zr) 중에서 적어도 하나 이상의 성분이 첨가된 물질을 스퍼터링하는 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 윈도우의 제조방법.
9. 삭제
10. 제6항에 있어서, 상기 금속 박막을 형성하는 공정은,

    상기 알루미늄 합금 박막의 두께가 증가함에 따라 알루미늄 성분비가 감소되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 윈도우의 제조방법.

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