KR101056812B1 - 장식 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기용 디스플레이 윈도 글라스의 양산 방법 - Google Patents

장식 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기용 디스플레이 윈도 글라스의 양산 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 장식 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기용 디스플레이 윈도 글라스의 양산방법으로서, 원판 유리의 일 측면 또는 양 측면에 복수의 단위 윈도 글라스의 장식 패턴을 인쇄하는 패턴인쇄 단계; 상기 패턴인쇄 단계에서 형성된 장식 패턴을 덮도록 원판 유리에 마스킹 필름을 부착하는 마스킹 단계; 상기 마스킹 단계에서 부착된 마스킹 필름 위에 상기 단위 윈도 글라스의 형상에 대응하는 부분을 제외한 부위에 광차폐 필름을 부착하는 광차폐 필름 부착단계; 상기 광차폐 필름 부착단계를 거친 원판 유리를 광원에 노출시키는 노광 단계; 상기 노광 단계를 거친 원판 유리를 현상하여 상기 광원에 노출되지 않은 부위의 마스킹 필름을 제거하는 현상 단계; 상기 현상 단계를 거친 원판 유리를 단위 글라스로 절단하는 절단 단계; 및 상기 절단 단계에서 형성된 복수의 단위 글라스로부터 마스킹 필름을 제거하는 탈막 단계;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

장식 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기용 디스플레이 윈도 글라스의 양산 방법{Mass manufacturing method of decorated pattern printed display window glass for a mobile electronic apparatus}
본 발명은 강화 유리에 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기용 디스플레이 윈도 글라스를 대량으로 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 휴대형 전자기기는 휴대폰, 엠피쓰리 플레이어(MP3P), 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP), 개인용 휴대 단말기(PDA), 차량용 네비게이션(navigation) 등과 같은 것들을 통칭한다.
이러한 휴대형 전자기기는 필수적으로 디스플레이 윈도를 구비하고 있다. 종래에는 이러한 디스플레이 윈도로서 투명한 아크릴, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 등의 합성수지 소재를 사용하였다. 그런데, 합성수지로 이루어진 디스플레이 윈도는 경도가 낮아 표면에 스크래치(scratch)가 쉽게 발생하고, 광 투과율이 낮아 백라이트를 밝게 하여야 하므로 소비전력이 많이 소요되며, 변색이 수반되는 등의 문제점이 있다. 또한, 합성수지로 이루어진 디스플레이 윈도는 경도가 변형을 고려하여 두께를 두껍게 하여야 하고, 디자인 측면에서도 제한이 있다. 또한, 합성수지로 이루어진 디스플레이 윈도는 터치 스크린과 같이 사용자에 의해 빈번하게 눌려지는 경우에는 그 표면이 더욱 손상되기 쉬우며, 터치 센서에 의한 센싱(sensing) 측면에서도 유리에 비해 바람직하지 않다.
따라서, 이러한 문제점을 해소하기 위하여 강화유리가 합성수지를 대신하는 소재로서 디스플레이 윈도에 채용되고 있다. 그러나, 강화유리로 된 디스플레이 윈도는 가공성이 합성수지로 이루어진 것에 비하여 현저하게 나쁜 문제점이 있다.
종래에 알려진 강화유리로 이루어진 디스플레이 윈도를 가공하는 방법은, 도 1에 도시된 바와 같이 원판 유리(1)를 단위 디스플레이 윈도(2)에 근사한 크기로 절단한다. 그리고, 도 2와 같이 절단된 유리를 디스플레이 윈도(2) 형상으로 연마하여 정밀하게 가공한다. 그리고 나서 최종적으로 도 3에 도시된 바와 같이 디스플레이 윈도(2)에 패턴(3)을 인쇄하여 패턴이 인쇄된 디스플레이용 윈도 글라스를 완성한다. 이와 같이 완성된 디스플레이용 윈도 글라스를 휴대폰과 같은 휴대형 전자기기에 결합한다.
그런데, 이와 같은 종래의 공정을 사용하는 경우에는 원판 유리를 복수개의 단위 유리로 절단한 다음, 각각의 단위 유리를 가공하고, 또한 각각의 유리에 패턴을 인쇄하여야 하므로 작업시간이 합성수지로 만든 디스플레용 윈도에 비하여 현저하게 오래 소요되는 문제점이 있다. 또한, 단위 유리의 테두리를 곡선으로 가공하는 공정에서는 컴퓨터수치제어(CNC) 선반을 사용하는데, 이러한 절단 및 연마 공정에서 단위 유리가 깨지거나 손상되는 경우가 매우 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.
즉, 이와 같은 문제점으로 인하여, 유리를 사용하여 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기용 디스플레이 윈도를 대량으로 생산하는 방법에 대한 개발의 필요성이 요구 되었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 강화유리 원판에 복수의 디스플레이 윈도 글라스 패턴을 미리 인쇄한 후에 그 패턴이 포함된 단위 디스플레이 윈도 글라스를 양산하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 장식 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기의 디스플레용 윈도 글라스의 양산방법은, 원판 유리의 일 측면 또는 양 측면에 복수의 단위 윈도 글라스의 장식 패턴을 인쇄하는 패턴인쇄 단계;
상기 패턴인쇄 단계에서 형성된 장식 패턴을 덮도록 원판 유리에 마스킹 필름을 부착하는 마스킹 단계;
상기 마스킹 단계에서 부착된 마스킹 필름 위에 상기 단위 윈도 글라스의 형상에 대응하는 부분을 제외한 부위에 광차폐 필름을 부착하는 광차폐 필름 부착단계;
상기 광차폐 필름 부착단계를 거친 원판 유리를 광원에 노출시키는 노광 단계;
상기 노광 단계를 거친 원판 유리를 현상하여 상기 광원에 노출되지 않은 부위의 마스킹 필름을 제거하는 현상 단계;
상기 현상 단계를 거친 원판 유리를 단위 글라스로 절단하는 절단 단계; 및
상기 절단 단계에서 형성된 복수의 단위 글라스로부터 마스킹 필름을 제거하 는 탈막 단계;를 포함한 점에 특징이 있다.
상기 패턴인쇄 단계 전에 원판 유리를 강화시키는 유리강화 단계;를 더 포함하며,
상기 패턴인쇄 단계에서의 장식 패턴은 실크인쇄, 증착, 도금, 핫 스템핑, 자외선 잉크 인쇄 중 어느 하나의 방법에 의해 수행하는 것을 특징으로 하며,
상기 절단 단계에서 샌드 블라스팅 가공법에 의하여 상기 현상 단계를 거친 원판 유리를 단위 글라스로 절단하는 것이 바람직하다.
상기 절단 단계는,
상기 장식 패턴이 인쇄된 측에서 샌드 블라스팅을 수행하여 원판 유리 두께의 일부를 절단하는 제1블라스팅 단계; 및
상기 장식 패턴이 인쇄된 측의 반대측에서 샌드 블라스팅을 수행하여 원판 유리 두께의 나머지를 절단하는 제2블라스팅 단계;를 포함한 것이 바람직하다.
상기 마스킹 단계에서 부착되는 마스킹 필름은 라미네이팅 공법에 의해 원판 유리의 양측면에 부착되는 것이 바람직하다.
본 발명은 강화 유리에 디스플레 윈도 글라스의 장식패턴을 미리 형성하고, 그 장식패턴이 인쇄된 단위 윈도 글라스를 한꺼번에 샌드 블라스팅에 의해 절단 형성함으로써 장식 패턴이 인쇄된 디스플레이용 윈도 글라스를 대량으로 생산할 수 있는 방법을 제공하는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 장식 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기의 디스플레이용 윈도 글라스의 양산방법의 공정도이다. 도 5는 도 4에 도시된 패턴인쇄 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 도 4에 도시된 Ⅵ-Ⅵ 선에 따른 개략적 단면도이다. 도 7은 도 6에 도시된 단면으로서 마스킹 단계 후의 구조를 보여주는 도면이다. 도 8은 도 7에 도시된 단면으로서 광차폐 필름 부착단계 후의 구조를 보여주는 도면이다. 도 9는 도 8에 도시된 단면으로서 노광 단계를 보여주는 도면이다. 도 10은 도 9에 도시된 단면으로서 현상 단계 후의 구조를 보여주는 도면이다. 도 11은 도 10에 도시된 단면으로서 절단 단계를 보여주는 도면이다. 도 12는 도 4에 도시된 공정에 의해 완성된 장식 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기의 디스플레이용 윈도 글라스를 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장식 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기의 디스플레이 윈도 글라스(10, 이하 "단위 윈도 글라스"라 함)의 양산방법은 유리강화 단계(S1)와, 패턴인쇄 단계(S2)와, 마스킹 단계(S3)와, 광차폐 필름 부착단계(S4)와, 노광 단계(S5)와, 현상 단계(S6)와, 절단 단계(S7)와, 탈막 단계(S8)를 포함하고 있다.
상기 유리강화 단계(S1)는 일반 판유리를 화학적인 방법에 의하여 강화하는 단계이다. 일반적으로 상기 유리강화 단계(S1)에서는 370℃ 내지 450℃의 온도로 가열한 질산칼륨(KNO3) 용액이 담긴 용기에 원판 유리(15)를 담근 상태로 4 내지 6시간 동안 이온교환 시킴으로써 원판 유리(15)의 표면이 강화되도록 한다. 더 구체적으로, 원판 유리(15)를 질산칼륨 용액에 담그게 되면, 원판 유리(15)에 내재된 나트륨 이온(Na+)과 질산칼륨 용액의 칼륨 이온(K+)이 이온 교환이 이루어지는 바, 유리 표면에 분포하는 작은 이온(나트륨 이온)은 빠져나오고, 그 자리에 질산칼륨 용액의 큰 이온이 들어가게 됨으로써 표면의 밀도가 높아져 표면이 압축됨으로써 원판 유리(15)의 표면이 강화되는 것이다.
상기 패턴인쇄 단계(S2)는 본 발명의 양산성을 담보하는 핵심 공정이다. 즉 강화된 원판 유리에 휴대용 전자기기의 디스플레이용으로 사용되는 단위 윈도 글라스(10)의 장식 패턴(20)을 인쇄한다. 즉, 원판 유리(15)에 복수의 단위 윈도 글라스(10)에 인쇄되는 장식 패턴(20)을 한 공정에서 인쇄하는 것이다. 즉, 상기 패턴인쇄 단계(S2)에서는 원판 유리(15)의 일 측면에 복수의 단위 윈도 글라스(10)의 장식 패턴(20)을 인쇄한다. 상기 패턴인쇄 단계(S2)에서의 장식 패턴(20)은 실크인쇄, 증착, 도금, 핫 스템핑, 자외선 잉크 인쇄 중 어느 하나의 방법에 의해 수행될 수 있다. 상기 실크인쇄, 증착, 도금, 핫 스템핑, 자외선 잉크 인쇄 등의 방법은 공지된 기술이므로 그 구체적인 인쇄 방법에 대한 서술은 생략하기로 한다.
상기 패턴인쇄 단계(S2)에서는 원판 유리(15)의 양 측면에 복수의 단위 윈도 글라스(10)의 장식 패턴(20)을 인쇄할 수도 있다.
상기 마스킹 단계(S3)에서는 상기 패턴인쇄 단계(S2)에서 형성된 장식 패 턴(20)을 덮도록 원판 유리(15)의 양면에 마스킹 필름(30)을 부착한다. 상기 마스킹 필름(30)은 라미네이팅 공법에 의해 부착하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 마스킹 단계(S3)에서 부착된 마스킹 필름(30)은 상기 장식 패턴(20)이 인쇄된 원판 유리(15)의 양면 전부를 덮게 된다.
상기 광차폐 필름 부착단계(S4)에서는 상기 마스킹 단계(S3)에서 부착된 마스킹 필름(30) 위에 상기 단위 윈도 글라스(10)의 형상에 대응하는 부위를 제외한 부위에 광차폐 필름(40)을 부착한다. 상기 광차폐 필름(40)은 미리 단위 윈도 글라스(10)의 형상에 대응하는 부위에만 후술하는 광원 투과되고 나머지 부위에는 광원이 투과되지 않도록 필름을 준비하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 광차폐 필름(40)은 상기 단위 윈도 글라스(10)의 형상에 대응하지 않는 부위 마다 개별적으로 광차폐 필름(40)을 부착할 수도 있다. 상기 광차폐 필름(40)이 부착된 부위의 마스킹 필름(30)은 후술하는 노광 단계(S5)에서 반응이 일어나지 않아 후술하는 현상 단계(S6)와 절단 단계(S7)를 거치면서 원판 유리(15)가 가공되도록 한다.
상기 노광 단계(S5)에서는 상기 광차폐 필름 부착단계(S4)를 거친 원판 유리(15)를 광원(50)에 노출시킨다. 상기 노광 단계(S5)에서 사용되는 광원(50)으로는 자외선(UV)을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 노광 단계(S5)에서 광차폐 필름(40)이 부착되지 않는 부위의 마스킹 필름은 자외선에 의해 화학적인 변화가 일어나서 경화된다. 이와 같이 광원(50)의 빛에 의해 화학적인 변성이 일어난 마스킹 필름은 후술하는 현상 단계(S6)에서 제거되지 않고 남아 있게 된다.
상기 현상 단계(S6)에서는 상기 노광 단계(S5)를 거친 원판 유리(15)를 현상 하여 자외선 광원에 노출되지 않은 부위의 마스킹 필름을 제거한다. 상기 현상 단계(S6)에서는 자외선 광원에 의해 노출되지 않은 부위의 마스킹 필름을 웨트 에칭(wet etching)법에 의해 제거한다.
상기 절단 단계(S7)에서는 상기 현상 단계(S6)를 거친 원판 유리(15)를 샌드 블라스팅 가공법에 의하여 단위 글라스(10)로 절단한다. 상기 절단 단계(S7)는 제1블라스팅 단계(S71)와 제2블라스팅 단계(S72)를 포함한다. 상기 제1블라스팅 단계(S71)에서는 샌드를 고압으로 원판 유리(15)의 일측면 즉, 상기 장식 패턴(20)이 인쇄된 쪽에 분사시킨다. 그래서 상기 제1블라스팅 단계(S71)에서 원판 유리(15)의 전체 두께 중 1/2 정도의 일부분을 마모시켜 제거한다. 그리고, 상기 제2블라스팅 단계(S72)에서 원판 유리(15)의 타측면 즉, 상기 장식 패턴(20)이 인쇄된 쪽의 반대쪽에 샌드를 고압으로 분사기켜 원판 유리(15)의 전체 두께 중 나머지 부분을 마모시켜 제거한다. 이와 같이 상기 절단 단계(S7)에 의해 원판 유리(15)는 복수의 단위 윈도 글라스(10)로 분리된다. 상기 단위 윈도 글라스(10)는 상기 패턴인쇄 단계(S2)에서 인쇄된 장식 패턴(20)을 포함하고 있다. 상기 절단 단계(S7)에서 절단되어 분리된 단위 윈도 글라스(10)는 그 테두리 부위가 최종적인 디스플레이용 단위 윈도 글라스(10)와 동일하기 때문에 추가적인 연마공정이 필요하지 않다.
한편 상기 절단 단계(S7)에서는 상술한 샌드 블라스팅 방법이 아니라도 예컨대 에칭, 수치제어선반에 의한 절삭 방법 등을 사용할 수 있다.
상기 탈막 단계(S8)에서는 상기 절단 단계(S7)에서 형성된 복수의 단위 윈도 글라스(10)로부터 마스킹 필름(30)을 제거한다. 상기 탈막 단계(S8)에서 제거되는 마스킹 필름(30)은 알칼리 성분의 용액에서 50℃ 내지 60℃로 유지하면서 일정시간 유지시키면 쉽게 제거될 수 있다.
이와 같이 제조된 디스플레이용 단위 윈도 글라스(10)는 종래의 합성수지 소재로 이루어진 것에 비하여 경도가 강하여 내스크래치성이 우수하고, 변색이 되지 않으며, 디스플레이 장치의 전력소모가 작은 장점이 있다. 또한, 합성수지에 비하여 유리는 변형이 쉽게 일어나지 않으므로 두께를 합성수지로 제조하는 경우보다 얇게 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의해 제조된 디스플레이용 단위 윈도 글라스(10)는 종래의 방식으로 강화 유리를 가공하여 제조되는 방식에 의한 경우보다 장식 패턴(20)을 미리 원판 유리에 인쇄한 후에 단위 글라스로 절단 가공을 행하며, 후속적인 연마 공정이 필요하지 않으므로 대량의 윈도 글라스를 제공할 수 있는 효과가 있다. 즉, 장식 패턴(20)을 원판 유리에 한 공정에서 형성함으로써 종래에 단위 글라스(10)를 생성한 후에 장식 패턴을 형성하는 방식에 비하여 양산성이 혁신적으로 개선되는 효과를 제공하는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 패턴인쇄 단계 이전에 원판 유리를 강화시키는 유리강화 단계를 포함한 것으로 서술하였으나, 원판 유리로서 강화유리를 사용하는 경우에는 상기 유리강화 단계를 포함하지 않더라도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 절단 단계는 제1블라스팅 단계와 제2블라스팅 단계를 포함하는 것으로 서술하였으나, 하나의 샌드 블라스팅 공정에 의 해 상기 절단 단계를 구성하더라도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
도 1 내지 도 3은 종래의 휴대형 전자기기의 디스플레용 윈도 글라스의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 장식 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기의 디스플레이용 윈도 글라스의 양산방법의 공정도이다.
도 5는 도 4에 도시된 패턴인쇄 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 Ⅵ-Ⅵ 선에 따른 개략적 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 단면으로서 마스킹 단계 후의 구조를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 단면으로서 광차폐 필름 부착단계 후의 구조를 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 단면으로서 노광 단계를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 단면으로서 현상 단계 후의 구조를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 단면으로서 절단 단계를 보여주는 도면이다.
도 12는 도 4에 도시된 공정에 의해 완성된 장식 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기의 디스플레이용 윈도 글라스를 보여주는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 단위 윈도 글라스 15 : 원판 유리
20 : 장식 패턴 30 : 마스킹 필름
40 : 광차폐 필름 50 : 광원
S1 : 유리강화 단계 S2 : 패턴인쇄 단계
S3 : 마스킹 단계 S4 : 광차폐 필름 부착단계
S5 : 노광 단계 S6 : 현상 단계
S7 : 절단 단계 S8 : 탈막 단계
S71 : 제1블라스팅 단계 S72 : 제2블라스팅 단계

Claims (4)

  1. 원판 유리의 일 측면 또는 양 측면에 복수의 단위 윈도 글라스의 장식 패턴을 인쇄하는 패턴인쇄 단계;
    상기 패턴인쇄 단계에서 형성된 장식 패턴을 덮도록 원판 유리에 마스킹 필름을 부착하는 마스킹 단계;
    상기 마스킹 단계에서 부착된 마스킹 필름 위에 상기 단위 윈도 글라스의 형상에 대응하는 부분을 제외한 부위에 광차폐 필름을 부착하는 광차폐 필름 부착단계;
    상기 광차폐 필름 부착단계를 거친 원판 유리를 광원에 노출시키는 노광 단계;
    상기 노광 단계를 거친 원판 유리를 현상하여 상기 광원에 노출되지 않은 부위의 마스킹 필름을 제거하는 현상 단계;
    상기 현상 단계를 거친 원판 유리를 단위 글라스로 절단하는 절단 단계; 및
    상기 절단 단계에서 형성된 복수의 단위 글라스로부터 마스킹 필름을 제거하는 탈막 단계;를 포함한 것을 특징으로 하는 장식 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기의 디스플레이용 윈도 글라스의 양산방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패턴인쇄 단계 전에 원판 유리를 강화시키는 유리강화 단계;를 더 포함 하며,
    상기 패턴인쇄 단계에서의 장식 패턴은 실크인쇄, 증착, 도금, 핫 스템핑, 자외선 잉크 인쇄 중 어느 하나의 방법에 의해 수행하는 것을 특징으로 하며,
    상기 절단 단계에서 샌드 블라스팅 가공법에 의하여 상기 현상 단계를 거친 원판 유리를 단위 글라스로 절단하는 것을 특징으로 하는 장식 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기의 디스플레이용 윈도 글라스의 양산방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절단 단계는,
    상기 장식 패턴이 인쇄된 측에서 샌드 블라스팅을 수행하여 원판 유리 두께의 일부를 절단하는 제1블라스팅 단계; 및
    상기 장식 패턴이 인쇄된 측의 반대측에서 샌드 블라스팅을 수행하여 원판 유리 두께의 나머지를 절단하는 제2블라스팅 단계;를 포함한 것을 특징으로 하는 장식 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기의 디스플레이용 윈도 글라스의 양산방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마스킹 단계에서 부착되는 마스킹 필름은 라미네이팅 공법에 의해 원판 유리의 양측면에 부착되는 것을 특징으로 하는 장식 패턴이 인쇄된 휴대형 전자기기의 디스플레이용 윈도 글라스의 양산방법.
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