KR101216613B1

KR101216613B1 - 터치 스크린 패널용 글라스 코팅된 플라스틱 윈도우 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101216613B1
Application number: KR1020120075926A
Authority: KR
Inventors: 조영제
Original assignee: (주)씨앤피하이텍
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2012-12-31

Abstract

본 발명은 터치 스크린 패널의 표면에 부착되어 외부와 접촉되는 터치 스크린 패널용 플라스틱 윈도우로서, 플라스틱 기재층; 상기 플라스틱 기재층의 상면에 형성되는 제1 글라스 코팅층; 상기 플라스틱 기재층의 하면에 형성되는 제2 글라스 코팅층; 및 상기 제2 글라스 코팅층의 하면 일부 구간에 형성된 스크린 인쇄층을 포함하며, 상기 윈도우의 외형 절단 단면 전체는 라운드 가공되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널용 플라스틱 윈도우를 제공한다.

Description

터치 스크린 패널용 글라스 코팅된 플라스틱 윈도우 및 그 제조방법{Plastic cover window coated with glass for touch screen panel and its manufacturing method}

본 발명은 투명한 플라스틱 기재층의 상·하면에 글라스 코팅을 하여 내스크래치성을 확보하도록 하면서, 바이트에 의해 절단 가공되는 단면 전체를 라운드 가공함으로써 가공성도 향상되도록 한 터치 스크린 패널용 글라스 코팅된 플라스틱 윈도우 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 터치 스크린 패널은 스마트폰, 태블릿 PC, 네비게이션, 게임기 등의 전자기기 화면에 설치되어 사용자가 화면을 보면서 터치 패널의 센서 필름을 가압하면 해당 좌표에 해당하는 정보가 입력 및 동작되는 장치이다.

도 1은 종래의 터치 스크린 패널의 구조를 도시한 것으로 최상층에 외부와 접촉하는 윈도우(11)가 위치하고 그 하부로 광투명 접착시트(OCA, 12, 14)와 투명 도전막처리된 PET 층(13, 15)이 두 겹으로 형성되어 LCD 모듈(16) 위에 배치된다.

최상층에 위치하는 윈도우(11)는 일반적으로 강화유리 또는 아크릴 수지와 같은 플라스틱 판재로 형성된다. 먼저, 강화유리로 윈도우를 가공하는 방식을 살펴보면, 원판 강화유리를 절단하여 윈도우의 외형을 갖게 하되 외곽 여유를 갖도록 절단 및 분할해 내고, 원판 강화유리의 절단에 의해 분할된 윈도우의 외곽 여유를 그라인딩 연마기를 사용하여 연마 처리함으로써 제거하고 외각 연마가 완료된 윈도우에 키버튼이나 카메라렌즈의 장착에 사용할 홀을 가공하며, 연마 처리된 윈도우의 외곽면을 면취 가공 및 홀 내면을 연마하여 외형을 가공하는 단계를 포함한다. 외형 가공이 완료된 윈도우는 양면을 표면 연마하고 수세단계 및 열처리에 의한 강화단계 등 후공정을 거쳐 제조가 완료되게 된다.

이러한 방식으로 윈도우를 가공하면, 스크래치 등에는 장점을 가지나, 제조 공정이 지나치게 길어지며, 수가공이 많아 작업시간이 길어지고 제품불량이 많아 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한 아크릴 수지 등의 플라스틱 판재를 이용하여 윈도우를 가공하면, 강화유리 윈도우와 같은 복잡한 공정을 거치지 않고 절단 바이트를 이용할 수 있어 가공이 쉬운 장점은 있으나, 열과 스크래치에 취약하고 표시창의 투과율이 유리보다 나쁘다는 단점이 있다.

따라서 강화유리나 아크릴 수지 윈도우가 갖는 단점을 극복할 새로운 형태의 윈도우의 개발이 요청된다.

한국등록특허 제10-1100853호 한국공개특허 제10-2010-0111340호

본 발명은 투명한 플라스틱 기재층의 상·하면에 글라스 코팅을 하여 내스크래치성을 확보하도록 하면서, 바이트에 의해 절단 가공되는 단면 전체를 라운드 가공함으로써 가공성도 향상되도록 한 터치 스크린 패널용 글라스 코팅된 플라스틱 윈도우 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

상기 제1 및 제2 글라스 코팅층은 실리카 또는 무기규소를 포함하는 글라스 코팅액으로 형성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 글라스 코팅층의 절삭량은 상기 플라스틱 기재층의 절삭량보다 많은 것을 특징으로 한다.

상기 스크린 인쇄층은 상호 인쇄 단차를 갖도록 형성된 다수의 인쇄층; 및 상기 다수의 인쇄층 사이에 형성된 일부 구간을 메꾸도록 도포되는 투명잉크층을 포함할 수 있다.

또한 본 발명은 터치 스크린 패널의 표면에 부착되어 외부와 접촉되는 터치 스크린 패널용 플라스틱 윈도우의 제조방법으로서, 플라스틱 기재층을 준비하는 단계; 상기 플라스틱 기재층의 상·하면에 글라스 코팅층을 형성하는 단계; 상기 글라스 코팅층이 형성된 원단의 하면에 스크린 인쇄층을 형성하는 단계; 상기 스크린 인쇄층이 형성된 원단의 상면에 외형 이미지 마킹을 하는 단계; 상기 이미지 마킹이 이루어진 원단의 배면에 라미네이트지를 부착하는 단계; 및 바이트를 이용하여 절단 단면 전체를 라운드 가공하면서 윈도우 형상의 외형으로 절단하여 완성하는 단계를 포함하는 터치 스크린 패널용 플라스틱 윈도우의 제조방법을 제공한다.

여기서 상기 글라스 코팅층은 실리카 또는 무기규소를 포함하는 글라스 코팅액으로 형성될 수 있다.

상기 라미네이트지는 합성수지재질로 형성되며, 다수개가 부착될 수 있다.

본 발명에 따르면, 투명한 플라스틱 기재층의 상·하면에 글라스 코팅을 하여 내스크래치성을 확보하도록 하면서, 바이트에 의해 절단 가공되는 단면 전체를 라운드 가공함으로써 가공성도 향상되도록 한 터치 스크린 패널용 글라스 코팅된 플라스틱 윈도우 및 그 제조방법이 제공된다.

도 1은 종래의 터치 스크린 패널의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 글라스 코팅된 플라스틱 윈도우를 도시한 도면이다.
도 3은 가공 절단장치인 바이트(B)를 이용하여 본 발명에 따른 글라스 코팅된 윈도우 원단(100)을 절단하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 윈도우의 층상 구조를 도시한 것으로, 도 1에 도시된 A-A선을 따른 단면을 확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 터치 스크린 패널용 글라스 코팅된 플라스틱 윈도우 제조 과정을 도시한 흐름도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 글라스 코팅된 플라스틱 윈도우를 도시한 도면이며, 도 2에 도시된 부분 확대도는 A-A선을 따른 외곽 단면의 층상구조를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 본 발명은 플라스틱 기재층(110)과 그 상·하면에 형성된 제1 및 제2 글라스 코팅층(120, 130) 및 제2 글라스 코팅층의 하면 일부 구간에 형성된 스크린 인쇄층(140)을 포함한다.

플라스틱 기재층(110)은 PMMA, PC, PET 등 다양한 종류의 플라스틱 시트가 기재층으로서 이용될 수 있다.

플라스틱 기재층(110)의 상·하면에 형성되는 제1 및 제2 글라스 코팅층(120, 130)은 실리카, 무기규소 등을 주성분으로 하는 글라스 코팅액을 진공증착법, 졸-겔법 등의 다양한 공지의 코팅방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 두께는 윈도우 전체 두께 및 휨 특성을 고려하여 0.05 ~ 0.3mm인 것이 바람직하다. 더 얇게 형성되면 스크래치나 오염 및 외부 충격에 견디기 어려우며, 더 두꺼울 경우 윈도우에 외력이 가해져 휨이 발생할 때, 글라스 코팅층의 크랙 발생이 우려되기 때문이다.

제2 글라스 코팅층(130)의 하면에는 스크린 인쇄층(140)이 형성된다. 스크린 인쇄층(140)이 형성됨으로써 윈도우(W)는 화면이 디스플레이되는 디스플레이부와 제조사의 로고나 각종 버튼이 인쇄되는 도색부로 구분되어 형성될 수 있으며, 이와 같이 스크린 인쇄층(140)이 형성됨으로써 윈도우의 외형이 설정되어 추후 가공 기준 라인을 이루게 된다.

윈도우의 외형 절단 단면(S)은 도시된 바와 같이 상단으로부터 하단까지 수직 절단된 것이 아니라 완만한 라운드 형상을 이루도록 가공되어 있음을 알 수 있다. 다시 말해, 제1 및 제2 글라스 코팅층(120, 130) 및 제2 글라스 코팅층의 일부 구간에 스크린 인쇄층(140)이 형성된 원단을 상단으로부터 하단까지 수직으로 절단하게 되면, 절단시 바이트의 진동이 제1 및 제2 글라스 코팅층(120, 130)에 강하게 전달될 것이고, 글라스 코팅층은 미세한 진동에도 큰 영향을 받아 크랙이 발생할 수 있게 되므로, 절단 단면(S)은 가능한 완만한 라운드 형상으로 가공되어 진동의 정도가 수직 절단 시보다 약하게 전달되도록 함으로써 글라스 코팅층의 크랙 발생을 막을 수 있도록 하기 위한 것이다.

도 3은 가공 절단장치인 바이트(B)를 이용하여 본 발명에 따른 글라스 코팅된 윈도우 원단(100)을 절단하는 상태를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이 플라스틱 기재층(110)의 상·하면에 제1 및 제2 글라스 코팅층(120, 130) 및 제2 글라스 코팅층(130)의 하면 일부 구간에 스크린 인쇄층(140)이 형성된 원단(100)은 바이트(B)에 의해 절삭 가공된다. 이때, 제1 및 제2 글라스 코팅층(120, 130)은 가능한 완만하게 라운드 가공되는데, 그 R값은 0.01~0.1mm 범위로 형성되는 것이 바람직하다.

제1 및 제2 글라스 코팅층(120, 130)이 형성된 원단의 전체 두께는 약 0.3 ~1.0mm 로 형성되며, 제1 및 제2 글라스 코팅층은 0.01~0.3mm인 것이 바람직하다.

바이트(B)는 원단(100)을 스크린 인쇄층(140)에 의해 구분되어진 전자기기 형상에 대응하는 윈도우 외형으로 절단하는데, 그 절단 단면이 가능한 라운드 가공될 수 있도록 최대한 완만하게 라운딩된 절단날을 구비한다. 바이트(B)는 플라스틱 기재층(110) 및 글라스 코팅층(120, 130)의 절삭량을 최대한 줄여 가능한 완만한 라운딩 구조로 원단(100)을 절삭하기 위해 플라스틱 기재층(110)에 맞닿는 절단날 부분(a)은 거의 수직에 가깝게 형성되며, 제1 및 제2 글라스 코팅층(120, 130)에 맞닿는 바이트(B)의 절단날 부분(b, c)은 예각 범위의 비스듬한 사선에 가깝게 형성된다. 이에 따라 제1 및 제2 글라스 코팅층의 절삭량은 플라스틱 기재층(110)의 절삭량보다 많게 되고, 결과적으로 절단된 윈도우의 외형 절단 단면은 완만한 라운드 구조로 형성될 수 있어 절단 단면의 R값이 최소한으로 형성될 수 있게 된다. 도시된 실시예에서는 외형 절단 단면의 R값이 0.05mm로 형성되나, 범위는 0.01 ~ 0.1mm가 바람직하다.

바이트 절단 시 원단(100)의 하면에는 합성수지재 라미네이트지(L1, L2)가 부착된다. 이는 바이트(B)의 셋팅 위치를 적절히 조절하여 거의 수직에 가깝게 형성된 바이트(B)의 절단날 부분(a)이 플라스틱 기재층(110)에 맞닿아 절단되고, 비스듬한 사선에 가깝게 형성된 바이트(B)의 절단날 부분(b, c)이 제1 및 제2 글라스 코팅층(120, 130)에 맞닿아 절단할 수 있도록 바이트(B)를 셋팅하기 위한 것으로, 라미네이트지를 부착하여 원단 두께를 일시적으로 증가시켜 바이트의 셋팅 오류로 인한 글라스 코팅층(120, 130)의 크랙 발생을 방지하기 위한 것이다. 본 실시예의 경우 두개의 라미네이트지(L1, L2)가 부착되나 필요에 따라 증감될 수 있다.

이렇게 하여 윈도우를 가공하면, 플라스틱 윈도우를 가공하는 종래의 방식과 마찬가지로 절단 바이트를 이용하여 윈도우의 외형을 가공할 수 있게 됨으로써 가공생산성도 향상시킬 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 윈도우의 층상 구조를 도시한 것으로, 도 1에 도시된 A-A선을 따른 단면을 확대하여 도시한 것이다. 도 1의 실시예와 다른 점은 스크린 인쇄층(140)이 다수의 인쇄층(141~143)으로 형성된다는 점이다. 일반적으로 검정색 이외의 색으로 스크린 인쇄층(140)을 형성하는 경우에는 도면에 도시된 바와 같이 제2 글라스 코팅층(130)의 하면에 3도 이상의 다수의 인쇄층(20)이 형성되며, 도수가 높아지면서 인쇄오차를 줄이기 위해 인쇄되는 면적이 내측으로부터 외곽쪽으로 셋백(setback)되어 각 인쇄층간 단차지게 형성되게 된다. 이렇게 단차지게 형성된 윈도우를 그대로 터치 패널(도 1의 12~16)에 부착하게 되면 터치 패널이 인쇄층 사이의 함몰 구간으로 밀려들면서 부착면에 기포가 발생하거나 들뜨는 현상이 발생되는 문제점이 생길 수 있다.

따라서 본 실시예에서는 다수의 인쇄층(141-143) 사이의 함몰 구간에 투명잉크층(150)을 더 도포하도록 한 것이다. 스크린 인쇄층(140)이 형성된 윈도우 패널의 하면은 투명잉크층(150)에 의하여 평탄면을 형성하게 되고 이에 따라 투명잉크층 배면으로 터치 패널이 부착됨으로써 터치 패널과 윈도우(W)가 기밀 부착될 수 있게 되어 제품의 상품성을 더욱 증가시킬 수 있을 것이다. 여기서 투명잉크층(150)에 사용되는 투명잉크는 투명의 UV잉크, 실크스크린 잉크 등일 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 터치 스크린 패널용 글라스 코팅된 플라스틱 윈도우 제조 과정을 도시한 흐름도이다.

먼저 플라스틱 기재층을 준비한다(S1). 플라스틱 기재층은 PC, PET, PI, PMMA 등 다양한 종류의 합성수지가 플라스틱 기재층으로서 이용될 수 있다.

플라스틱 기재층의 상·하면에 글라스 코팅층을 형성한다(S2). 글라스 코팅층은 실리카, 무기규소 등으로 형성될 수 있으며, 진공증착, 졸-겔법 등을 이용하여 플라스틱 기재층의 상, 하면에 코팅층이 형성될 수 있다.

다음으로 글라스 코팅층이 형성된 원단의 하면에는 스크린 인쇄층을 형성(S3)하여, 화면이 디스플레이되는 표시부와 기능버튼들 또는 제조사 로고들이 인쇄되는 도색부로 구분되어질 수 있다. 스크린 인쇄층이 형성된 후 상면에는 지문방지코팅층이 추가 형성될 수 있다.

스크린 인쇄층이 형성된 원단의 하면에는 라미네이트지를 부착한다(S4). 라미네이트지는 바이트 셋팅을 용이하게 하기 위하여 원단의 배면으로 합성수지재 라미네이트지를 추가 부착함으로써 원단의 두께를 증가시켜 바이트의 셋팅을 용이하게 하기 위한 것이다. 본 실시예의 경우 2장의 라미네이트지를 원단 배면에 부착할 수 있다.

다음으로 바이트를 이용하여 절단 단면 전체를 라운드 가공하면서 원단을 윈도우 형상으로 절단하여 완성한다(S5). 따라서 글라스 코팅층이 원단의 상하면에 형성되어 내스크래치성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 절단 단면 전체를 라운드 가공함으로써 절단 단면에 크랙 발생을 저지하여 가공이 용이해지는 장점이 있게 된다.

따라서 본 발명에 따르면, 투명한 플라스틱 기재층의 상·하면에 글라스 코팅을 하여 내스크래치성을 확보하도록 하면서, 절단 가공되는 단면 전체를 라운드 가공함으로써 가공성도 향상되도록 한 터치 스크린 패널용 글라스 코팅된 플라스틱 윈도우를 제공할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100 : 원단 110 : 플라스틱 기재층
120 : 제1 글라스 코팅층 130 : 제2 글라스 코팅층
140 : 스크린 인쇄층 150 : 투명잉크층

Claims

터치 스크린 패널의 표면에 부착되어 외부와 접촉되는 터치 스크린 패널용 플라스틱 윈도우로서,
플라스틱 기재층;
상기 플라스틱 기재층의 상면에 형성되는 제1 글라스 코팅층;
상기 플라스틱 기재층의 하면에 형성되는 제2 글라스 코팅층; 및
상기 제2 글라스 코팅층의 하면 일부 구간에 형성된 스크린 인쇄층을 포함하며,
상기 윈도우의 외형 절단 단면 전체는 라운드 가공되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널용 플라스틱 윈도우.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 글라스 코팅층은 실리카 또는 무기규소를 포함하는 글라스 코팅액으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널용 플라스틱 윈도우.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 글라스 코팅층의 절삭량은 상기 플라스틱 기재층의 절삭량보다 많은 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널용 플라스틱 윈도우.
제1항에 있어서,
상기 스크린 인쇄층은 상호 인쇄 단차를 갖도록 형성된 다수의 인쇄층; 및 상기 다수의 인쇄층 사이에 형성된 일부 구간을 메꾸도록 도포되는 투명잉크층을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널용 플라스틱 윈도우.
터치 스크린 패널의 표면에 부착되어 외부와 접촉되는 터치 스크린 패널용 플라스틱 윈도우의 제조방법으로서,
플라스틱 기재층을 준비하는 단계;
상기 플라스틱 기재층의 상·하면에 글라스 코팅층을 형성하는 단계;
상기 글라스 코팅층이 형성된 원단의 하면에 스크린 인쇄층을 형성하는 단계;
상기 스크린 인쇄층이 형성된 원단의 배면에 라미네이트지를 부착하는 단계; 및
바이트를 이용하여 절단 단면 전체를 라운드 가공하면서 상기 스크린 인쇄층에 의하여 구분되어진 윈도우 형상의 외형으로 절단하여 완성하는 단계를 포함하는 터치 스크린 패널용 플라스틱 윈도우의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 글라스 코팅층은 실리카 또는 무기규소를 포함하는 글라스 코팅액으로 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널용 플라스틱 윈도우의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 라미네이트지는 합성수지재질로 형성되며, 다수개가 부착되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널용 플라스틱 윈도우의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 스크린 인쇄층은 상호 인쇄 단차를 갖도록 형성된 다수의 인쇄층; 및 상기 다수의 인쇄층 사이에 형성된 일부 구간을 메꾸도록 도포되는 투명잉크층을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널용 플라스틱 윈도우의 제조방법.