KR101078347B1 - 휴대 단말기용 유리창 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 휴대 단말기용 유리창 제조방법은 유리원판의 양면에 박리가능한 보호필름을 라미네이팅하는 단계와, 상기 박리가능한 보호필름이 라미네이팅된 유리원판에 소정의 휴대 단말기용 유리창 패턴을 패터닝하는 단계와, 상기 레이저 빔의 초점을 조절하여 상기 유리원판의 상하부면의 박리가능한 보호필름을 동시에 유리창 패턴을 따라 인그라이빙하는 단계와, 상기 인그라이빙 후 샌드 브라스팅 방법으로 유리원판을 복수개의 유리창패턴부재로 절단하는 단계를 포함한다.

이러한 본 발명의 구성에 의하면, 휴대 단말기용 유리창의 수율 및 가공효율을 높일 수 있고, 가공 시간을 줄일 수 있으며, 유리창패턴부재를 절단하는 과정에서 유리원판이 샌드 가루 또는 유리 부스러기 등에 의해서 오염되는 것을 방지할 수 있다.

휴대단말기, 유리, 테이프, 레이저

Description

휴대 단말기용 유리창 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING A WINDOW GLASS FOR A MOBILE TERMINAL}

본 발명은 휴대 단말기용 유리창 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휴대 단말기의 평판 디스플레이에 사용되는 유리창을 유리원판 상하부면에 보호필름을 라미네이팅한 채 레이저를 이용하여 절단, 가공하는 휴대 단말기용 유리창 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대폰이나 개인휴대단말(PDA: Personal Digital Assitant)등과 같은 이동통신단말기가 널리 보급되고 있다. 이러한 이동통신단말기에는 다양한 종류의 평판 디스플레이가 사용되고 있다.

최근에는 이러한 평판 디스플레이를 이용한 입력장치로서 터치스크린 등을 통해 촉각과 힘 운동감 등을 느끼게 하는 햅틱(Habtic) 이동통신단말기 등이 개발되고 있다.

햅틱이란, 그리스어로 '만지는'이라는 뜻의 형용사 'haptesthai'에서 유래한 말로, 간단히 표현해서 컴퓨터 촉각기술이라고도 한다. 기존의 이동통신단말기에서는 인간과 컴퓨터가 정보를 주고받는 데 시청각 정보를 주로 이용하였다. 그러나, 점차 사용자가 가상 현실을 통해 더욱 구체적이고 실감나는 정보를 원하게 되면서, 촉각과 힘까지 전달하는 햅틱 기술(Habtic technology)이 개발되고 있다.

한편, 이동통신단말기의 평판 디스플레이는 휴대가 간편하도록 대부분 사이즈가 작은 평판 디스플레이 패널을 사용하는데, 정밀가공이 어렵기 때문에 대부분 광이 투과될 수 있는 플라스틱 재를 사출 성형하여 이용하였다.

그런데, 이와 같이 사출 성형된 평판 디스플레이 패널은 촉각을 통해 충분한 힘, 운동감 등을 느끼게 하지 못할 뿐만 아니라, 오랫동안 사용하면 출렁거리거나 하여 더 이상 사용할 수 없다는 문제점이 있다.

따라서, 이를 대체하기 위하여 최근에 유리원판에 일정 생산 공정을 거친 후 절단하여 형성한 유리창을 사용하고 있다.

그런데, 유리원판을 소형 유리창으로 절단하기 위해서 다이아몬드나 초경 휠에 의한 기계적인 마찰에 의해 유리 표면에 기계적인 충격을 주어 스크라이빙, 또는 커팅하는 방법이 있으나, 이 경우 스크라이빙면 또는 절단면이 날카롭게 되고 또한 절단된 단면에 미세 균열 등이 존재하여 이 미세 균열을 없애기 위한 후공정으로 연마와 세정이 장시간 수반되었다.

또한 이러한 일련의 기계적인 충격을 이용하여 유리원판을 스크라이빙 또는절단할 경우 공구와 유리 표면 사이에 마찰에 의해서 유리원판이 전체적으로 균열하여 못쓰게 되거나, 유리 파편이나 부스러기 등이 발생하게 되어 유리원판 자체를 손상시키는 문제점이 있었다.

최근에는, 고 열량의 레이저를 조사하여 절단선을 따라 유리를 녹여서 분리 시키는 방법이 이용되고 있다.

그러나, 이러한 방법은 유리 자체가 레이저 빔을 용이하게 흡수하지 못할 뿐만 아니라 유리를 녹여 절단하기 때문에 절단면이 매끄럽지 못하고 절단 과정 중에 고열에 의해서 유리 내부에 상당량의 잔류 응력이 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 휴대 단말기용 유리창의 수율을 향상시킬 수 있으며, 세정, 연마, 절단 가공 시간을 줄 일 수 있는 휴대 단말기용 유리창 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 휴대 단말기용 유리창의 절단 과정 중에 보호필름에 의하여 유리창을 보호하기 내부에 유리창 내부가 손상 오염되는 것을 줄일 수 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대 단말기용 유리창 제조방법은 유리원판의 양면에 박리가능한 보호필름을 라미네이팅하는 단계와, 상기 박리가능한 보호필름이 라미네이팅된 유리원판에 소정의 휴대 단말기용 유리창 패턴을 패터닝하는 단계와, 상기 레이저 빔의 초점을 조절하여 상기 유리원판의 상하부면의 박리가능한 보호필름을 동시에 유리창 패턴을 따라 인그라이빙하는 단계와, 상기 인그라이빙 후 샌드 브라스팅 방법으로 유리원판을 복수개의 유리창패턴부재로 절단하는 단계를 포함하며, 상기 유리창 패턴부재는 소망 사이즈의 유리창에 대응하는 유효부와 상기 유효부 가장자리에 연마에 의해서 제거될 더미부를 더 포함하는 것으 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휴대 단말기용 유리창의 가공 수율을 향상시킬 수 있으며, 세정, 연마, 절단 가공 시간을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 휴대 단말기용 유리창의 양면에 보호필름이 라미네이팅되고, 라미네이팅된 양면의 보호필름이 동시에 인그라이빙되기 때문에 이때 유리창의 표면에도 노치가 형성되어 이후 샌드브라스트방법에 의하여 쉽게 절단될 수 있으며, 또한, 모래 부스러기 등에 의하여 유리창 내부가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 양면의 보호필름을 잡고 연마 세정하더라도 상기 유리창 내부에 응력을 적게 줄 수 있으며, 세정, 연마 절단 가공이 용이하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기용 유리창 제조방법에 사용되는보호필름이 양면에 라미네이팅된 유리원판의 평면도이며, 도 2a는 도 1의 보호필름이 양면에 라미네이팅된 유리원판으로부터 분리된 유리창 패턴부재의 평면도이며, 도 2b는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말기용 유리창 제조방법에 따라 완성된 휴대단말기용 유리창의 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말기용 유리창 제조방법의 플로 우챠트이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 휴대 단말기용 유리창(10')는 투명한 유리 재질로 이루어지며, 대략 직사각형을 이루며, 4 모서리가 둥글려져 있을 수 있다.

이러한 휴대 단말기용 유리창(10')은 직사각형이 아닌 휴대 단말기의 창(window) 모양에 따라 다양한 모양을 취할 수 있다.

상기 휴대 단말기용 유리창(10')은 상단 또는 하단에 적어도 하나 이상의 개구부를 포함할 수 있으며, 이러한 개구부는 디자인에 따라 다양한 모양을 가질 수 있으며, 개수 또한 조절될 수 있다.

또한, 상기 휴대 단말기용 유리창(10') 표면에는 스크라이빙이 되어 있을 수 있다.

상기 휴대 단말기용 유리창(10')은 TFT-LCD, OLED 등의 평판 디스플레이용 컬러필터 또는 터치스크린으로 기능을 할 수 있도록 알루미나실리케이트(Aluminasilicate)와 소다임(Sodalim)을 이용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말기용 유리창의 제조 방법에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수개의 유리창(10')을 만들 수 있는 대형 유리원판(1a)이 제공되고(S10), 유리원판(1a)에 크랙 등이 없는 지 검사된다(S20)

검사 완료된 유리원판(1a)의 양면에 보호필름(1b)을 라미네이팅하여 유리창패턴용 기재(1)를 제공할 수 있다(S20).

상기 라미네이팅은 상기 유리원판(1a)을 따라 양면에 보호필름(1b)을 공급하고, 상기 보호필름(1b)을 따라 열 가압함으로써 이루어질 수 있다.

상기 보호필름(1b)은 상기 유리원판(1b)에 대해서 손으로 박리할 수 있는 정도의 박리강도를 가질 수 있다.

특히 상기 보호필름(1b)은 자착식 PET 필름을 이용하는 것이 바람직하며, 아크릴 접착제층과, 프라이머, 블랙 PVC 120um, 이형지층을 갖도록 구성될 수 있다.

상기 보호필름(1b)은 쉽게 박리되면서도, 유리원판(1a)을 보호해야 하며, 박리 후에 상기 유리원판(1a)에 대해 접착제층을 남기지 않을 수 있도록 표 1과 같은 물리적 특성을 갖는다. 이를 위하여 기재는 PVC로 내구성이 좋으며, 두께는 대략 140um 전후이고, 약 gf/25mm의 박리강도를 갖는 것이 바람직하다.

상기 정도의 두께를 가질 때 향후 유리원판(1a)을 유리창패턴부재(10)로 샌드브라스트방법에 의하여 절단할 때 유리창패턴부재(10) 내부를 보호할 수 있다.

표 1

상기 보호필름(1b)이 유리원판(1a) 양면에 라미네이팅된 유리창 기재(1)에대하여 레이저 빔을 1차적으로 조사하여 상기 유리원판(1a) 양면에 부착된 보호필름(1b)에 대하여 노치(1c)를 형성할 수 있도록 인그라이빙한다(S30).

이 때, 레이저 빔은 10 내지 30WATT 열을 이용하는 것이 상기 유리원판(1a)을 투과하여 하부면의 보호필름(1b)에 대해서도 효과적으로 노치(1c)를 형성할 수 있다.

이를 위하여 저렴하면서도 파장이 긴 IR 파장대의 Nd-Yag 레이저를 이용하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 레이저 빔은 초점이 유리원판(1a) 상부면에 형성된 보호필름(1b) 상에 1차 형성되고, 상기 유리원판(1a)을 투과하면서 서로 굴절율이 다른 상기 유리원판(1a) 하부면의 보호필름(1b)을 통과하기 때문에 2차적으로 상기 보호필름(1b)의 상단에 형성될 수 있다.

이를 위하여 특수하게 설계된 광학렌즈를 이용할 수 있다.

이어서, 샌드브라스팅 방법으로 레이저 빔에 의하여 인그라이빙된 유리창 패턴을 따라 모래 가루들이 충격을 가하면, 상기 보호필름(1b)에 의하여 상기 유리원판(1a)의 다른 부분은 보호되고 상기 노치(1c)를 따라서 복수개의 유리창패턴부재(10)가 절단된다.

상기 샌드브라스팅시 1차에서 5차까지 다른 사이즈의 모래를 일렬로 배열된 샌드 노즐을 통해서 분사할 수 있다.

한편, 상기 유리창패턴부재(10)에는 유리창(10')의 원래 모양에 대응하는 유효 부(11)와 상기 유효부(11) 이외에 연마 가공 등에 의해서 제거될 더미부(12)를 갖는다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 유효부(11)는 유리원판 유효부(11a)와 보호필름 유효부(11b)를 더 가질 수 있으며, 상기 더미부(12)는 유리원판 더미부(12a)와 보호필름더미부(12b)를 더 가질 수 있다.

상기 유효부(11)의 가장자리를 매끈하고 소망 유리창의 사이즈에 정합되게 연마 가공할 수 있도록 상기 더미부(12)중 보호필름 더미부(12b)를 박리 제거할 수 있도록 2차적으로 레이저 빔을 조사하여 인크라이빙하고 상기 유효부(11)의 가장자리를 따라 상기 보호필름 더미부(12b)를 박리 제거한다(S50).

상기 보호필름 더미부(12b)를 제거한 후 상기 유리원판 더미부(12a)를 용이하게 기계적 연마할 수 있으며, 상기 2차 레이저 조사에 의하여 상기 유효부(11)의 가장자리에 노치가 형성되어 있기 때문에 종래에 비하여 단시간에 가공될 수 있다.

한편, 상기 유리원판 유효부(11a)가 상기 보호필름 유효부(11b)로 커버링되어 있으며, 상기 보호필름 유효부(11b)는 소정의 강도를 가지기 때문에 기계적 연마에 의하여 모래 또는 유리원판 부스러기 등에 의해서 유리층 내부가 손상되지 않을 수 있으며, 잡고 연마하는데 용이하다(S60).

상기 유리창패턴부재(10)로부터 연마 가공된 유리원판유효부(11a)로부터 보호필름 유효부(11b)를 제거하여 유리창부재(10')를 형성하고(S70), 이를 간단히 세정 건조한다(S71).

이렇게 세정 건조된 유리창부재(10')를 소정의 강도로 강화하고(S70), 크랙 등 이 있는지 치수가 정합하는 지 여부를 검사한다(S80).

이제 도 5a 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말기용유리창 제조방법에 대해서 자세히 설명한다.

도 5a 및 5b는 각각 종래 기계적 방법에 의해서 절단한 유리원판 단면 사진 및 본 발명의 일 실시예에 따라 절단한 유리원판 단면 사진이며, 도 6a 및 도 6b는 각각 레이저 빔 길이 및 레이저 빔 폭에 따라 유리 원판 내부에 미치는 인장응력을 나타내는 그래프이며, 도 7은 레이저 빔의 형상을 나타내는 도면이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 종래의 방법에 따라 기계적으로 절단할 때보다 본 발명에 따르면 단면이 보다 매끄럽고 크랙이 적게 형성된 것을 알 수 있다.

상기 도 5a 및 도 5b는 각각 종래의 방법에 따라 다이아몬드 휠로 유리를 절단한 단면의 SEM 사진과 본 발명의 일 실시예에 따른 양면 보호필름을 이용한 샌드블라스팅법에 의해 절단된 유리 단면의 SEM 사진이다.

한편, 레이저 빔을 이용하여 유리원판(1a) 양면에 인그라이빙한 보호필름(1b)을 절단할 때 레이저의 입사 면적, 즉 레이저 빔의 형상에 따라서 상기 유리원판(1a)에도 인장응력이 발생하므로 인장응력과 레이저 빔의 형상과의 관계를 실험하였다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 레이저 빔의 길이가 증가할수록 인장응력이 증가하는 것을 알 수 있으므로, 레이저 빔은 길이 또는 폭이 좁은 TEMoo 모드인 것이 바람직하다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 레이저 빔의 형상을 (a)이격된 트라이앵클, (b) 연결된 트라이앵글. (c) 올챙이 모양, (d) 이격 도트모양 등으로 나누어 유리 표면에 미치는 영향을 조사하였다.

[표 1]

	빔 형상	인장응력(단위;kg/mm2)
1	이격된 트라이앵클	5.13E+/-07
2	연결된 트라이앵글	3.75E+/-07
3	올챙이 모양	2.45E+/-07
4	이격 동일 도트모양	1.73E+/-07

결과적으로, 이격 도트 모양일 때 초점이 상하부면의 보호필름(1b)에 형성되어 상하부면의 보호필름(1b)을 동시에 제거할 수 있음을 알 수 있다.

상기 샌드 블라스팅 방법 이외에, 냉각제를 부여하는 방법 또는 다른 화학적 연마 방법이 유리 원판을 가공하여 휴대 단말기용 유리창을 제공하는 데 이용될 수 있다.

상기 보호필름은 유리원판 양면에 쉽게 박리가능하면서도 유리원판을 부스러기 등에 의해서 보호할 수 있으며, 소정의 강도를 제공하여 잡고 가공하기 편리하게 할 수 있으며, 균열이 진행하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기용 유리창 제조방법에 사용되는보호필름이 양면에 라미네이팅된 유리원판의 평면도이며,

도 2a는 도 1의 보호필름이 양면에 라미네이팅된 유리원판으로부터 분리된 유리창 패턴부재의 평면도이며,

도 2b는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이고,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말기용 유리창 제조방법에 따라 완성된 휴대단말기용 유리창의 평면도이며,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말기용 유리창 제조방법의 플로우챠트이며,

도 5a 및 5b는 각각 종래 기계적 방법에 의해서 절단한 유리원판 단면 사진 및 본 발명의 일 실시예에 따라 절단한 유리원판 단면 사진이며,

도 6a 및 도 6b는 각각 레이저 빔 길이 및 레이저 빔 폭에 따라 유리 원판 내부에 미치는 인장응력을 나타내는 그래프이며,

도 7은 레이저 빔의 형상을 나타내는 도면이다.

Claims (11)

1. 유리원판의 양면에 박리가능한 보호필름을 라미네이팅하는 단계;

   상기 박리가능한 보호필름이 라미네이팅된 유리원판에 소정의 휴대 단말기용 유리창 패턴을 패터닝하는 단계;

   레이저 빔의 초점을 조절하여 상기 유리원판의 상하부면의 박리가능한 보호필름을 동시에 유리창 패턴을 따라 인그라이빙하는 단계;

   상기 인그라이빙 후 샌드 블라스트 방법으로 유리원판을 복수개의 유리창 패턴부재로 절단하는 단계를 포함하며,

   상기 유리창 패턴부재는 소망 사이즈의 유리창에 대응하는 유효부와 상기 유효부 가장자리에 연마에 의해서 제거될 더미부를 더 포함하는 휴대 단말기용 유리창 제조방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 유리창 패턴부재의 유효부의 윤곽선을 따라 2차 조사하여 상기 유리원판과 상기 유리원판 양면에 라미네이팅된 보호필름에 2차 인그라이빙하는 단계를 더 포함하는 휴대 단말기용 유리창 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 2차 인그라이빙 후, 상기 유리창 패턴부재의 더미부 양면에 라미네이팅된 보호필름을 박리 제거하는 단계와,

   상기 보호필름이 제거된 유리원판으로 된 더미부를 소정 형상으로 연마하는 단계를 포함하는 휴대 단말기용 유리창 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 보호필름은 손으로 박리가능한 정도로 PVC 기재에 두께는 140um 이며, gf/25mm의 박리강도를 가지며, 상기 유리원판에 대해서 점착제를 남기지 않는 휴대 단말기용 유리창 제조방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 보호필름은 양면 테이프이며, PET인 휴대 단말기용 유리창 제조방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 레이저 빔은 20 와트의 출력을 갖는 휴대 단말기용 유리창 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 레이저 빔은 펄스파이며, 상기 레이저 비임 모드는 TEM₀₀인 휴대 단말 기용 유리창 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 레이저 빔의 길이와 폭은 상기 상하부면의 보호필름을 동시에 인그라이빙하면서 상기 유리원판에 발생하는 인장 응력을 감소시키도록 레이저 빔 길이가 20mm이하, 폭도 1.5mm이하인 휴대 단말기용 유리창 제조방법.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 레이저 빔의 형상은 이격 배치되는 복수개의 도트 형상인 휴대 단말기용 유리창 제조방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 레이저 빔은 파장이 긴 IR 파장대의 Nd-Yag 레이저를 이용하는 휴대 단말기용 유리창 제조방법.

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