KR101757927B1 - 윈도우 패널 및 그 제조방법과, 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

윈도우 패널 및 그 제조방법과, 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 셀 단위 윈도우 패널 제조방법 및 원장 단위 윈도우 패널 제조방법의 문제점을 해소하여 작업성을 향상시키고 생산성을 높일 수 있는 디스플레이장치용 윈도우 패널로서, 전체 상하면과 상기 상하면으로부터 내부로 일정 깊이까지 형성되는 제 1 강화층; 상기 상면의 가장자리와 상기 하면의 가장자리를 연결하는 측면과 상기 측면으로부터 내부로 일정 깊이까지 형성되는 제 2 강화층; 및 상기 측면의 적어도 일부분에 형성되는 비강화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

윈도우 패널 및 그 제조방법과, 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 및 그 제조방법{WINDOW PANEL AND METHOD OF FABRICATING OF THE SAME, TOUCH SCREEN PANEL AND METHOD OF FABRICATING OF THE SAME}
본 발명은 디스플레이 장치에 사용되는 윈도우 패널 및 그 제조방법과, 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 디스플레이장치(Field Emission Display, FED), 전계발광 디스플레이(Electroluminescent Display) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 등의 디스플레이 장치는 응답속도가 빠르고, 소비전력이 낮으며, 색재현율이 뛰어나 주목받아 왔다. 이러한 디스플레이 장치들은 TV, 컴퓨터용 모니터, 노트북 컴퓨터, 휴대폰(mobile phone), 냉장고의 표시부, 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant), 현금 자동 입출금기(Automated Teller Machine) 등 다양한 전자제품에 사용되어 왔다. 일반적으로, 이러한 디스플레이장치들은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 사용자와의 인터페이스를 구성한다. 그러나, 키보드, 마우스 등과 같은 별도의 입력장치를 사용하는 것은 사용법을 익혀야 하고 공간을 차지하는 등의 불편을 야기하여 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있었다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다. 이와 같은 요구에 따라 사용자가 손이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel)이 제안되었다.
터치 스크린 패널은 간단하고, 오작동이 적으며, 별도의 입력기기를 사용하지 않고도 입력이 가능할 뿐아니라 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성 때문에 다양한 디스플레이 장치에 적용되고 있다.
이와 같이 광범위하게 적용가능한 터치 스크린 패널에서는 손가락이나 펜 등을 이용해 터치 스크린 패널에 정보를 입력할 때 터치 스크린 패널이 휘거나 스크래치가 발생하는 문제 등이 있기 때문에 강도 향상을 위해 상면에 윈도우 패널을 추가로 구비하여야 된다. 그러나 터치 스크린 패널에 윈도우 패널을 추가하게 되면 터치 스크린 패널의 두께가 증가되어 터치 스크린 패널의 박형화 추세에 역행하게 된다는 문제점이 있다.
따라서, 터치 스크린 패널을 형성함에 있어 윈도우 패널을 강화처리하고 그 일면상에 터치 전극 등을 형성함으로써 터치 스크린 패널을 위한 별도의 기판이 필요치 않아 그 두께를 줄일 수 있는 방안이 강구되었다.
이와 같은 윈도우 패널 제조방법으로서는 원장상태의 유리기판을 셀 단위로 절단한 후 이를 개별적으로 강화처리하여 윈도우 패널을 형성하는 셀 단위 윈도우 패널 제조방법과, 원장상태의 유리기판을 먼저 강화처리한 후 이를 셀 단위로 절단하여 윈도우 패널을 형성하는 원장 단위 윈도우 패널 제조방법이 있었다.
그러나, 셀 단위 윈도우 패널 제조방법에서는 원장상태의 유리기판을 셀 단위로 절단한 후, 셀 단위 기판 각각에 대해 강화처리를 하여야 하기 때문에 양산성을 확보할 수 없다는 문제점이 있었다. 게다가 셀 단위로 절단된 윈도우 패널에 터치 전극 등을 형성하여 터치 스크린 패널을 제조하는 경우에는 통상적으로 지그(jig)를 이용하여야 하는데, 셀 단위 윈도우 패널이 안착되는 지그 내의 안착부와 셀 단위 윈도우 패널 각각의 x, y, z축 방향 사이의 공차와, 셀 단위 윈도우 패널 각각의 편차로 인해 작업이 곤란하여 제조 수율이 저하되는 문제점이 있었다.
반면, 원장 단위 윈도우 패널 제조방법은 원장 상태의 유리기판을 한번에 강화처리하기 때문에 강화처리에 소요되는 시간을 절약할 수 있고, 원장 단위 윈도우 패널에 터치 전극 등을 형성하여 터치 스크린 패널을 형성하는 경우에도 셀 단위로 일일이 터치 전극들을 형성하지 않아도 되기 때문에 제조 수율을 높일 수 있다는 점에서는 이점이 있다.
그러나, 원장 상태의 유리기판을 강화처리한 후 셀 단위로 잘라 낼 때, 절단면 부분에서는 강화층이 손실되고 절단면에 도 1에 도시된 바와 같이 미세한 크랙이 존재하게 된다. 도 1은 강화처리된 원장기판을 절단했을 경우의 절단면을 촬영한 현미경 사진으로서 절단면에 미세한 크랙이 형성되어 있는 상태를 보여주고 있다.
이와 같이 원장 단위 윈도우 패널 제조방법에 의해 제조된 윈도우 패널은 절단면에 형성된 크랙을 제거하기 위해 연마기를 이용하여 절단면을 연마하지 않으면 안된다. 또한, 절단면은 강화층이 손실된 상태로 있으므로 내구성 유지를 위해서는 절단면 부분에 재차 강화처리를 하지 않으면 안된다. 따라서, 원장 단위 윈도우 제조방법에 의해 제조된 윈도우 패널 또한 절단면의 강화처리를 위한 연마공정 및 강화처리 공정 등 추가적인 공정이 필요하다는 점에서 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 셀 단위 윈도우 패널 제조방법 및 원장 단위 윈도우 패널 제조방법의 문제점을 해소하여 작업성을 향상시키고 생산성을 높일 수 있는 윈도우 패널 및 그 제조방법과 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적달성을 위한 본 발명의 윈도우 패널은 전체 상하면과 상기 상하면으로부터 내부로 일정 깊이까지 형성되는 제 1 강화층; 상기 상면의 가장자리와 상기 하면의 가장자리를 연결하는 측면과 상기 측면으로부터 내부로 일정 깊이까지 형성되는 제 2 강화층; 및 상기 측면의 적어도 일부분에 형성되는 비강화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서 제 1 및 제 2 강화층은 상기 비강화부를 제외한 모든 영역에 형성된다.
또한, 윈도우 패널의 측면은 전면, 후면, 좌면 및 우면으로 구성되며, 상기 제 1 강화층은 상기 윈도의 패널의 상면 및 하면의 표면에 각각 형성되는 상부 강화층 및 하부 강화층을 포함하고, 상기 제 2 강화층은 상기 전면, 후면, 좌면 및 우면에 각각 형성되는 전면 강화층, 후면 강화층, 좌면 강화층 및 우면 강화층을 포함하며, 상기 비강화부는 상기 전면, 후면, 좌면 및 우면의 적어도 하나의 일부분에 형성된다.
또한, 상기 비강화부는 상기 윈도우 패널의 상기 전면 강화층과 상기 좌면 및 우면 강화층을 분리시키고, 상기 윈도우 패널의 후면 강화층과 상기 좌면 및 우면 강화층을 분리시키도록 상기 윈도우 패널의 코너에 형성된다.
또한, 윈도우 패널은 윈도우 영역과 테두리 영역으로 구성되며, 상기 기판의 테두리 영역에 대응하여 형성되는 장식층을 더 구비한다.
상기 목적달성을 위한 본 발명의 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널은 전체 상하면과 상기 상하면으로부터 내부로 일정 깊이까지 형성되는 제 1 강화층; 상기 상면의 가장자리와 상기 하면의 가장자리를 연결하는 측면과 상기 측면으로부터 내부로 일정 깊이까지 형성되는 제 2 강화층; 및 상기 측면의 적어도 일부분에 형성되는 비강화부를 포함하는 윈도우 패널; 및 상기 윈도우 패널의 일면 상에 형성되는 터치 전극층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적달성을 위한 본 발명의 윈도우 패널 제조방법은 (가) 일정 크기의 투명기판을 준비하는 단계; (나) 상기 투명기판의 일부 영역을 제거하여 적어도 하나의 연결부에 의해 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 단계; (다) 상기 연결부에 의해 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널 전체에 대해 강화처리를 하는 단계; (라) 상기 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 연결하는 연결부를 제거하여 상기 복수의 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적달성을 위한 본 발명의 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 제조방법은 (가) 일정 크기의 투명기판을 준비하는 단계; (나) 상기 투명기판의 일부 영역을 제거하여 적어도 하나의 연결부에 의해 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 단계; (다) 상기 연결부에 의해 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널 전체에 대해 강화처리를 하는 단계; (라) 상기 복수의 셀 단위 윈도우 패널의 일면 상에 터치 전극들을 형성하여 복수의 터치 스크린 패널을 형성하는 단계; (마) 상기 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 연결하는 연결부를 제거하여 상기 복수의 터치 스크린 패널을 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 윈도우 패널 및 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 제조방법에서 연결부에 의해 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 단계는 상기 투명기판 상에 성형하고자 하는 상기 셀 단위 윈도우 패널들의 형상을 갖는 성형층을 형성하는 단계; 및 상기 성형층이 형성된 상기 투명기판의 일부 영역을 제거하여 상기 연결부에 의해 연결된 복수의 셀단위 윈도우 패널을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 투명기판의 일부 영역을 제거하는 단계는 에칭공정, 레이저 공정 및 기계적 가공의 어느 하나를 이용하여 수행된다.
또한, 상기 강화처리단계는 상기 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널 전체를 질산칼륨이 함유된 강화용액을 수용한 용기에 침지시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면 복수의 셀 단위 윈도우 패널이 연결부에 의해 서로 연결된 상태에서 한꺼번에 강화처리가 되기 때문에 종래의 셀 단위 윈도우 패널 제조방법에 비해 작업성과 제조수율을 현저히 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 복수의 셀 단위 윈도우 패널에 공통으로 터치 전극 등을 형성하여 복수의 터치 스크린 패널을 제조할 수 있기 때문에 셀 단위로 터치 스크린 패널을 제조하는 경우에 사용되는 지그를 이용할 필요가 없다. 따라서, 지그 사용에 따른 지그 내의 안착부와 셀 단위 윈도우 패널 각각의 x, y, z축 방향 사이의 공차와, 셀 단위 윈도우 패널 각각의 편차를 고려할 필요가 없게 되므로 작업성이 용이하고 제조수율이 그 만큼 높아지는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 연결하기 위한 연결부를 일부분만 형성하고 있기 때문에 이들 연결부를 제거하더라도 일부분에만 비강화부가 존재하여 크랙에 의해 전체 제품이 손상될 가능성을 현저히 낮출 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 원장 단위 윈도우 패널 제조시 절단면에 생성되는 크랙을 촬영한 현미경 사진,
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 패널의 사시도,
도 2b는 도 2a에 도시된 윈도우 패널의 평면도,
도 2c는 도 2a에 도시된 윈도우 패널의 좌측면도,
도 2d는 도 2b에 도시된 윈도우 패널의 I-I'선을 따라 취한 단면도,
도 2e는 도 2b에 도시된 윈도우 패널의 II-II'선을 따라 취한 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 패널을 구비한 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널을 도시한 단면도,
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 윈도우 패널의 제조방법을 도시한 흐름도,
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우 패널의 제조방법을 도시한 흐름도,
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널의 제조방법을 도시한 흐름도,
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널의 제조방법을 도시한 흐름도,
도 6a 내지 도 6c는 복수의 셀 단위 윈도우 패널의 연결형태를 보여주는 다양한 예의 평면도,
도 7은 윈도우 패널의 테두리부에 장식층을 형성하는 공정을 도시한 단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 나타낸다.
우선, 도 2a 내지 도 2e를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 패널에 대해 설명하기로 한다. 도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 패널의 사시도, 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 패널의 평면도, 도 2c는 도 2b에 도시된 윈도우 패널의 좌측면도, 도 2d는 도 2b에 도시된 윈도우 패널의 I-I'선을 따라 취한 단면도, 도 2e는 도 2b에 도시된 윈도우 패널의 II-II'선을 따라 취한 단면도이다.
도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 패널(WP)은 투명기판(100)으로서, 화상이 보이는 영역인 윈도우 영역(W)과, 윈도우 영역(W)을 둘러싼 테두리 영역(D)으로 구성된다. 상술한 실시예의 설명에서는 윈도우 패널(WP)이 윈도우 영역(W)과 테두리 영역(D)으로 구성되는 것으로 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 윈도우 패널(WP)은 투명기판(100)의 테두리 영역(D)에 대응하여 형성되는 장식층을 구비하도록 구성되어도 좋다.
투명기판(100)의 윈도우 영역(W)은 디스플레이장치를 통해 출력되는 화상이 표시되는 영역이면서 터치입력을 받아들이는 영역이기도 하다. 투명기판(100)의 테두리 영역(D)은 디스플레이장치 메이커나 통신사 등의 상표나 로고를 인쇄하거나 또는 장식층을 형성하기 위한 영역이며, 윈도우 패널(WP)이 터치 스크린 패널에 적용될 때 윈도우 패널(WP) 하부의 터치 스크린 패널용 배선을 은폐하는 기능을 하는 영역이다.
윈도우 패널(WP)은 상면, 하면, 전면, 후면, 좌면, 우면을 구비하는 장방형의 투명기판(100)이다. 투명기판(100)의 전체 상하면과 그로부터 일정 깊이까지 상부 강화층(110a) 및 하부 강화층(110b)이 형성된다. 또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 투명기판(100)의 전면, 후면, 좌면, 및 우면과 그로부터 일정 깊이까지 전면 강화층(110c), 후면 강화층(110d), 좌면 강화층(110e) 및 우면 강화층(110f)이 각각 형성된다. 다만, 전면 강화층(110c), 후면 강화층(110d), 좌면 강화층(110e) 및 우면 강화층(110f)은 투명기판(100)의 전면, 후면, 좌면, 및 우면의 일부 영역을 제외한 부분에 형성되며, 상기 강화층들(110c, 110d, 110e, 110f)이 형성되지 않은 부분은 비강화부(120)를 구성한다.
본 발명의 실시예에서는 투명기판(100)의 코너 부분, 즉 투명기판(100)의 전면과 좌우면이 접하는 부분 및 후면과 좌우면이 접하는 부분에 각각 비강화부(120)를 갖는다. 이와 같은 구성에 따라 윈도우 패널(WP)의 비강화부(120)는 투명기판(100)의 전면 강화층(110c)과 좌면 및 우면 강화층(110e, 110f)을 분리시키고, 투명기판(100)의 후면 강화층(110d)과 좌면 및 우면 강화층(110e, 110f)을 분리시킨다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 실시예에서는 비강화부(120)가 투명기판(100) 전면과 좌면 및 우면이 만나는 부분과, 투명기판(100) 후면과 좌면 및 우면이 만나는 부분 상에 구성되는 것으로 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 비강화부(120)는 투명기판(100) 전면과 좌면 및 우면이 만나는 부분과, 기판 후면과 좌면 및 우면이 만나는 부분 중의 어느 하나에만 구성되는 것도 가능하고, 2이상에 형성되는 것도 가능하다. 또한, 비강화부(120)는 투명기판(100) 전면, 후면, 좌면, 우면 중 적어도 1면의 일부분에 구성되는 것도 가능하다.
상술한 실시예의 설명에서는 윈도우 패널(WP)이 장방형인 경우를 예로 들어 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 원형, 타원형, 다각형 또는 이들 형상이 혼합된 형태도 가능하다. 이 경우 비강화부(120)는 투명기판(100)의 상면 가장자리와 하면 가장자리를 연결하는 측면의 적어도 일부분에 구성된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 패널을 구비한 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널을 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널(TSP)은 윈도우 패널(WP)과, 윈도우 패널(WP)의 일면 상에 형성되는 터치 전극층(TS)을 포함한다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널에 의하면 윈도우 패널을 터치 스크린 패널의 기판으로 겸용할 수 있으므로 전체 장치의 두께를 얇게할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로 도 4a를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 윈도우 패널의 제조방법에 대해 설명하기로 한다. 도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 윈도우 패널의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 패널 제조방법은 일정 크기의 원장 투명기판을 준비하는 단계(S100), 원장 투명기판 상에 성형하고자 하는 복수의 셀 단위 윈도우 패널의 형상을 포함하는 성형층을 형성하는 단계(S110), 상기 성형층의 형상에 따라 투명기판의 일정 영역을 제거하여 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 단계(S120), 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 강화처리하는 단계(S130), 복수의 셀 단위 윈도우 패널 각각을 분리시키는 단계(S140)를 포함한다.
이하, 각 공정에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
원장 투명기판 준비단계(S100)에서는 적당한 크기의 투명기판을 준비한다.
성형층 형성단계(S110)에서는 원장 투명기판 상에 성형층을 형성한다. 이 성형층은 성형하고자 하는 셀 단위 윈도우 패널들의 형상을 형성한 것으로, 이들 셀 단위 윈도우 패널들은 서로 분리되지 않도록 적어도 하나의 연결부에 의해 서로 연결되는 형상을 갖는다.
복수의 셀 단위 윈도우 패널 형성 단계(S120)에서는 성형층이 형성된 원장 투명기판 상에 에칭액을 분사하여 성형층이 형성되지 않은 투명기판의 부분들을 식각함으로써 연결부에 의해 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성한다.
성형층을 형성한 후 성형층의 형상에 따라 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 방법으로는 포토리소그래피 방법, CNC 기계적 방법, 레이저 절삭방법 등이 있다.
포토리소그래피 방법은 원장 투명기판 상에 성형하고자 하는 셀 단위 윈도우 패널들의 형상이 얻어지도록 감광성 수지를 코팅한 후 UV자외선을 조사하여 경화부와 비경화부를 형성한 후 에칭액을 이용하여 비경화부분을 제거함으로써 적어도 하나의 연결부에 의해 서로 연결되는 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 방법이다.
CNC 기계적 방법은 원장 투명기판 상에 감광성 수지를 코팅한 후 UV자외선을 조사하여 경화부와 비경화부를 형성하고, 비경화 부분에 초미립자 샌드파우더가 혼합된 공기압을 CNC가공 프로그램에 따라 X, Y방향으로 이동하면서 감광성 수지의 비경화 부분을 마찰 충격하여 제거하는 방법이다. 이와 같은 방법에 의하면 적어도 하나의 연결부에 의해 서로 연결되는 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성할 수 있다.
다른 기계적 방법으로, 투명기판의 경도보다 높은 경도를 갖는 다이아몬드 재질의 펜(pen)을 이용하여 기판 표면에 절단선을 형성하는 스크라이빙 공정(scribing process)과, 절단선에 힘을 가하여 절단하는 파단공정(breaking process)을 포함하는 방법이 사용될 수도 있다.
레이저를 이용한 레이저 절삭방법은 성형층이 형성된 원장 투명기판 상에 레이저를 조사하여 성형층의 형상에 따라 투명기판의 일부분을 잘라냄으로써 적어도 하나의 연결부에 의해 서로 연결되는 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 방법이다.
강화처리 단계(S130)는 복수의 셀 단위 윈도우 패널 형성 단계(S120)에서 형성된 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 열처리 방식 또는 화학처리 방식으로 강화시키는 단계이다.
화학처리 방식에서는 윈도의 패널의 재료로 유리가 사용될 경우, 질산칼륨 및 세라믹 안료 용액이 함유된 강화용액을 사용하고, 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 상기 강화용액 내에 400~500℃의 온도 범위에서 4~5시간 동안 침지시킨다. 이와 같이 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 강화용액에 침지시키면 유리에 함유된 나트륨 이온과 질산칼륨 용액의 칼륨이온이 서로 치환되어 유리표면에 분포하는 작은 이온(나트륨 이온)은 빠져나오고 그 자리에 질산칼륨 용액 내의 큰 이온(칼륨이온)이 들어가게 됨으로써 유리의 표면밀도가 높아져 표면강화가 이루어지게 된다. 따라서, 원장 투명기판의 잘려져 나간 부분에는 도 2a 내지 도 2e에 도시된 바와 같이 두께의 변화없이 강화층들(110a~110f)이 형성된다. 한편, 세라믹 안료용액은 유리를 강화시키면서 색상을 좋게 하는 역할을 한다.
본 발명의 실시예에서는 질산칼륨 및 세라믹 안료 용액이 함유된 강화용액을 예로 들어 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 강화용액은 윈도우 패널로 사용되는 재료에 따라 달라질 수 있으며, 이온교환에 의해 표면을 강화시킬 수 있다면 다른 물질을 사용하는 것도 가능한 것으로 이해 되어야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 연결부(105)(도 6a 내지 도 6c 참조)에 의해 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널(WP)을 강화용액 내에 한꺼번에 침지시켜 강화처리하고 있으므로 셀 단위 윈도우 패널(WP) 하나 하나에 대해 강화처리하는 것 보다 강화처리에 소요되는 시간을 현저히 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
셀 단위 윈도우 패널 분리 단계 S140은 도 6a 내지 도 6c에 도시된 연결부(105)를 제거하여 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널(WP)을 독립적으로 분리하는 단계이다. 단계 S140에서 연결부(105)가 제거되면 독립된 윈도우 패널들이 얻어지게 된다.
다음으로 도 4b를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우 패널의 제조방법에 대해 설명하기로 한다. 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우 패널의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 4b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우 패널 제조방법은 일정 크기의 원장 투명기판을 준비하는 단계(S200), 투명기판의 일정 영역을 제거하여 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 단계(S210), 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 강화처리하는 단계(S220), 복수의 셀 단위 윈도우 패널 각각을 분리시키는 단계(S230)를 포함한다.
도 4b의 실시예에 따른 윈도우 패널의 제조방법은 성형층을 형성하지 않고, 레이저 절삭 방법 또는 기계적 가공방법을 통해 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 점을 제외하면 도 4a의 실시예에 사용된 방법과 동일하다. 따라서, 중복설명을 피하기 위해 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 단계(S210)에 대해서만 설명하기로 한다.
도 4b의 실시예에 따른 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 단계(S210)는 기계적 방법 또는 레이저 절삭방법을 이용하여 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성한다.
기계적 방법은 성형하고자 하는 셀 단위 윈도우 패널들의 형상을 입력한 프로그램에 따라 기판 표면을 절단하여 적어도 하나의 연결부에 의해 서로 연결되는 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 방법이다.
레이저를 이용한 레이저 절삭방법은 성형하고자 하는 셀 단위 윈도우 패널들의 형상을 입력한 프로그램에 따라 원장 투명기판 상에 레이저를 조사하여 투명기판의 일부분을 잘라냄으로써 적어도 하나의 연결부에 의해 서로 연결되는 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 방법이다.
다음으로 도 5a를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널의 제조방법에 대해 설명하기로 한다. 도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 윈도우 패널의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 5a를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 제조방법은 일정 크기의 원장 투명기판을 준비하는 단계(S300), 원장 투명기판 상에 성형하고자 하는 복수의 셀 단위 윈도우 패널의 형상을 포함하는 성형층을 형성하는 단계(S310), 상기 성형층의 형상에 따라 투명기판의 일정 영역을 제거하여 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 단계(S320), 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 강화처리하는 단계(S330), 복수의 셀 단위 윈도우 패널의 각각의 일면에 터치 전극층을 형성하여 터치 스크린 패널을 형성하는 단계(S340), 복수의 셀 단위 윈도우 패널 각각을 분리시키는 단계(S350) 및 후처리 단계(S360)를 포함한다.
도 5a의 실시예에 따른 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 제조방법 중 단계 S300~ 단계 330은 도 4a의 실시예에 따른 윈도우 패널 제조방법에 기재된 단계 S100~S130과 동일하고, 단계 S350은 단계 S140과 실질적으로 동일하므로 중복설명을 피하기 위해 여기에서는 그에 대한 설명을 생략하고, 단계 S340과 단계 S360에 대해서만 설명하기로 한다.
터치 전극층 형성단계(S340)는 단계 S320에서 형성되고 단계 S330에서 강화처리된 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 기판으로 하여, 이들 복수의 셀 단위 윈도우 패널 상에 공통으로 터치 전극층을 형성함으로써 복수의 셀 단위 터치 스크린 패널을 형성하는 단계이다. 터치 스크린 패널의 구조 및 그 제조방법은 본 발명의 본질적인 내용을 구성하는 것은 아니기 때문에 발명의 설명을 간략하게 하기 위해 여기에서는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
후 처리 단계 S360은 독립된 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널의 이상유무를 검사하는 검사단계 등을 포함한다.
다음으로 도 5b를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널의 제조방법에 대해 설명하기로 한다. 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우 패널의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 5b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 제조방법은 일정 크기의 원장 투명기판을 준비하는 단계(S400), 투명기판의 일정 영역을 제거하여 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 단계(S410), 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 강화처리하는 단계(S420), 복수의 셀 단위 윈도우 패널의 각각의 일면에 터치 전극층을 형성하여 터치 스크린 패널을 형성하는 단계(S430), 복수의 셀 단위 윈도우 패널 각각을 분리시키는 단계(S440), 및 후처리 단계(S450)를 포함한다.
도 5b의 실시예에 따른 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 제조방법 중 단계 S400~ 단계 420은 도 4b의 실시예에 따른 윈도우 패널 제조방법에 기재된 단계 S200~S220과 동일하고, 단계 S430~단계 S450은 도 5a의 단계 S340~단계 S360과 실질적으로 동일하므로 중복설명을 피하기 위해 여기에서는 그에 대한 설명을 생략하기로 한다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4a의 단계 S120, 도 4b의 단계 S210, 도 5a의 단계 S320, 도 5b의 단계 S410에 의해 형성된 복수의 셀 단위 윈도우 패널의 다양한 형상을 도시한 평면도로서, 도 6a는 연결부(105)가 도면에서 보았을 때 셀 단위 윈도우 패널(WP)의 전면과 후면의 일부분에 형성되는 예를 도시한 평면도이고, 도 6b는 연결부(105)가 도면에서 보아 각 셀 단위 윈도우 패널(WP)의 좌면과 우면의 일부분에 형성되는 예를 도시한 평면도이며, 도 6c는 연결부(105)가 도면에서 보았을 때 셀 단위 윈도우 패널(WP)의 각 코너에 형성되는 예를 도시한 평면도이다. 각 도면에서 도면부호 100은 원장 투명기판을, 103은 복수의 셀 단위 윈도우 패널 형성 단계에서 원장 투명기판(100)의 일부분이 제거되어 형성되는 개구부를 각각 나타낸다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 복수의 셀 단위 윈도우 패널(WP)을 서로 연결하는 연결부(105)가 셀 단위 윈도우 패널(WP) 하나 당 2개(도 6a 및 도 6b 참고) 또는 4개(도 6c 참고) 구비하는 것에 대해서만 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 단지 예시적인 것에 지나지 않는다. 예컨대, 연결부(105)는 복수의 셀 단위 윈도우 패널(WP) 들이 분리되어 독립되지 않도록 다양한 형상 및 개수로 형성될 수 있으며, 이러한 기능을 달성하는 한 연결부의 형성위치 및 개수는 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
도 7은 윈도우 패널(WP)의 상면에 장식층을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 셀 단위 윈도우 패널(WP)의 일면에 비도전성 막(200)을 코팅한다. 비도전성 막(200)은 비도전성 금속 또는 비도전성 산화물이나 질화물을 진공 분위기에서 증착하여 형성한다.
다음으로, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 비도전성 막(200)의 장식부(D) 상에 비도전성 잉크를 실크스크린 인쇄기를 이용하여 인쇄한 다음, 열풍 건조기 등을 이용하여 건조시킨다. 인쇄된 장식부(D)의 건조가 끝나면 에칭 용액을 이용하여 장식부(D)는 남기고 윈도우 영역에 증착된 비도전성 막은 제거하여 장식부(D)와 윈도우(W)를 구비하는 장식층(DL)을 형성한다.
본 발명의 실시예에 따르면 복수의 셀 단위 윈도우 패널이 연결부에 의해 서로 연결된 상태에서 한꺼번에 강화처리가 되기 때문에 종래의 셀 단위 윈도우 패널 제조방법에 비해 작업성과 제조수율을 현저히 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 복수의 셀 단위 윈도우 패널에 공통으로 터치 전극층을 형성하여 복수의 터치 스크린 패널을 제조할 수 있기 때문에 셀 단위로 터치 스크린 패널을 제조하는 경우에 사용되는 지그를 이용할 필요가 없다. 따라서, 지그 사용에 따른 지그 내의 안착부와 셀 단위 윈도우 패널 각각의 x, y, z축 방향 사이의 공차와, 셀 단위 윈도우 패널 각각의 편차를 고려할 필요가 없게 되므로 작업성이 용이하고 제조수율이 그 만큼 높아지는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 연결하기 위한 연결부를 일부분만 형성하고 있기 때문에 이들 연결부를 제거하더라도 연결부가 연결되어 있었던 일부분에만 비강화부가 존재하여 크랙에 의해 전체 제품이 손상될 가능성을 현저히 낮출 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100 : 투명기판 103 : 개구부
105 : 연결부 110a : 상부 강화층
110b : 하부 강화층 110c : 전면 강화층
110d : 후면 강화층 110e : 좌면 강화층
110f : 우면 강화층 120 : 비강화부
200 : 비도전성 막 DL : 장식층
WP : 윈도우 패널 TSP : 터치 스크린 패널

Claims (14)

  1. 디스플레이장치용 윈도우 패널에 있어서,
    전체 상면 및 하면으로부터 각각 내부로 제 1 깊이까지 형성되는 상부 강화층 및 하부 강화층을 포함하는 제 1 강화층;
    상기 상면의 가장자리와 상기 하면의 가장자리를 연결하는 전면, 후면, 좌면, 및 우면으로부터 각각 내부로 제 2 깊이까지 형성되어 상기 상부 강화층과 상기 하부 강화층을 연결하는 전면 강화층, 후면 강화층, 좌면 강화층 및 우면 강화층을 포함하는 제 2 강화층; 및
    상기 전면 강화층, 후면 강화층, 좌면 강화층 및 우면 강화층의 적어도 하나의 일부분에 형성되는 비강화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 강화층은 상기 비강화부를 제외한 모든 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 윈도우 패널.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 비강화부는 상기 윈도우 패널의 상기 전면 강화층과 상기 좌면 및 우면 강화층을 분리시키고, 상기 윈도우 패널의 후면 강화층과 상기 좌면 및 우면 강화층을 분리시키도록 상기 윈도우 패널의 코너에 형성되는 것을 특징으로 하는 윈도우 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 윈도우 패널은 윈도우 영역과 테두리 영역으로 구성되며,
    상기 테두리 영역에 대응하여 형성되는 장식층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 윈도우 패널.
  6. 청구항 1-2, 4-5 중 어느 한 항 기재의 윈도우 패널; 및
    상기 윈도우 패널의 일면 상에 형성되는 터치 전극층을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 패널.
  7. (가) 일정 크기의 투명기판을 준비하는 단계;
    (나) 개구부가 형성되도록 상기 투명기판의 일부 영역을 완전히 제거하여 적어도 하나의 연결부에 의해 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 단계;
    (다) 상기 연결부에 의해 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널 전체에 대해 강화처리를 하는 단계;
    (라) 상기 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 연결하는 연결부를 제거하여 상기 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 패널 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 단계 (나)는,
    상기 투명기판 상에 성형하고자 하는 상기 셀 단위 윈도우 패널들의 형상을 갖는 성형층을 형성하는 단계; 및
    상기 성형층이 형성된 상기 투명기판의 일부 영역을 제거하여 상기 연결부에 의해 연결된 복수의 셀단위 윈도우 패널을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 패널 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 투명기판의 일부 영역을 제거하는 단계는 에칭공정, 레이저 공정 및 기계적 가공의 어느 하나를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 윈도우 패널 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 단계 (다)는 상기 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널 전체를 강화용액을 수용한 용기에 침지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 패널 제조방법.
  11. (가) 일정 크기의 투명기판을 준비하는 단계;
    (나) 개구부가 형성되도록 상기 투명기판의 일부 영역을 완전히 제거하여 적어도 하나의 연결부에 의해 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 형성하는 단계;
    (다) 상기 연결부에 의해 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널 전체에 대해 강화처리를 하는 단계;
    (라) 상기 복수의 셀 단위 윈도우 패널의 일면 상에 터치 전극들을 형성하여 복수의 터치 스크린 패널을 형성하는 단계;
    (마) 상기 복수의 셀 단위 윈도우 패널을 연결하는 연결부를 제거하여 상기 복수의 터치 스크린 패널을 분리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 단계 (나)는,
    상기 투명기판 상에 성형하고자 하는 상기 셀 단위 윈도우 패널들의 형상을 갖는 성형층을 형성하는 단계; 및
    상기 성형층이 형성된 상기 투명기판의 일부 영역을 제거하여 상기 연결부에 의해 연결된 복수의 셀단위 윈도우 패널을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 투명기판의 일부 영역을 제거하는 단계는 에칭공정, 레이저 공정 및 기계적 가공의 어느 하나를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 제조방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 단계 (다)는 상기 서로 연결된 복수의 셀 단위 윈도우 패널 전체를 강화용액을 수용한 용기에 침지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 제조방법.
KR1020100123829A 2010-12-06 2010-12-06 윈도우 패널 및 그 제조방법과, 윈도우 패널 일체형 터치 스크린 패널 및 그 제조방법 KR101757927B1 (ko)

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