KR102276476B1 - 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치 에 관한 것으로, 초박막유리(Ultra Thin Glass)원판을 제작하는 단계와, 제작된 초박막유리 원판에서 초박막유리를 분리하는 단계와, 지그를 통해 초박막유리를 제작하는 단계와, 제작된 초박막유리를 강화시키는 단계 및 강화 완료된 초박막유리를 세척하는 단계; 를 포함하는 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치를 제공한다.

Description

초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치{Ultra thin glass manufacturing method and manufacturing apparatus}
본 발명은 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 출시된 단순히 휘어진 형태의 커브드 디스플레이는 향후 벤더블(구부릴 수 있는), 폴더블(접을 수 있는), 롤러블(말 수 있는), 스트레처블(크기를 조절할 수 있는) 형태로 지속 발전할 것으로 보인다.
디스플레이는 화면에 아무런 손상없이 앞뒤로 자유자재로 접을 수 있으며, 절반(5:5)이나 3:7 비율로 구부리는 것이 가능하며 접히는 각도도 90도에서 완전히 두면이 맞닿아 접혀진 형태까지 구현할 수 있는 등의 폴더블 디스플레이를 적용한 스마트폰의 활용 방안과 구현 방법 등을 구체적으로 소개하였다.
이러한 벤더블, 폴더블, 롤러블, 스트레처블 형태의 디스플레이를 보호할 수 있는 윈도우 글라스는 더 높은 표면 압축 응력을 요구하게 되었다.
일반적으로, 디스플레이 사용 시의 윈도우 글라스의 유리 표면 스크래치 발생 가능성과 사용 중 떨어트림에 대 한 파손 가능성을 줄이기 위하여 모바일 디스플레이에 사용되는 윈도우 글라스의 경우 이온 치환 화학 강화를 이용하여 강도를 향상시킨다.
상기의 방법은 동일 화학 강화의 조건에서 유리의 물적 특성과 두께에 따라 표면 압축응력의 변위가 결정 된다. 또한 이온 치환 화학 강화의 강화 깊이(Depth of Layer)와 표면 압축 응력은 반대적인 성향을 가지므로 유리제조 시에 결정되는 유리 물성에 의하여 결정되는 표면 압축 응력을 초과한 결과를 가질 수 없다.
현재 사용하는 윈도우 글라스의 이온 치환 강화로 달성할 수 있는 표면 압축 응력으로는 벤더블, 폴더블, 롤러 블, 스트레처블 형태의 디스플레이에 사용하기는 응력이 낮은 문제점이 있어, 표면 압축 응력 더 높일 수 있는 방법만 요구되었다.
한국공개특허 10-2013-0048061 '초박막 기판 제조용 캐리어 구조'
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 초박막유리를 전용 지그에 접합시켜, 초박막유리의 접힘이 용이한 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치는 초박막유리(Ultra Thin Glass)원판을 제작하는 단계; 제작된 초박막유리 원판에서 초박막유리를 분리하는 단계; 지그를 통해 초박막유리를 제작하는 단계; 제작된 초박막유리를 강화시키는 단계; 및 강화 완료된 초박막유리를 세척하는 단계; 를 포함한다.
또한, 상기 초박막유리 원판을 제작하는 단계는, 초박막유리를 원판에 삽입하는 단계; 왁스로 초박막유리 원판을 적층하는 단계; 적층된 초박막유리 원판을 연삭기로 일정 크기로 재단하는 단계; CNC를 이용해 재단된 초박막유리 원판을 가공하는 단계; 초박막유리 원판의 테두리를 분쇄하는 단계; 및 초박막유리 원판의 테두리를 식각처리하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 제작된 초박막유리 원판에서 초박막유리를 분리하는 단계는, 초박막유리 원판을 고온가열 분리판에 올리는 단계; 원판에 접착된 왁스가 고온가열 분리판에 의해 녹여지면서 초박막유리가 분리되는 단계를 포함할 수 있다.
지그를 통해 초박막유리를 제작하는 단계는, 초박막유리를 지그에 접합시키는 단계; 지그에 접합된 초박막유리 상면부를 연마하는 단계; 연마가 완료된 초박막유리를 지그에서 분리시키는 단계; 및 초박막유리 하면부에 불산을 가하여 두께를 조절하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 지그는, 지그의 중앙부가 볼록하도록, 일면의 높이가 가운데로 갈수록 높아질 수 있다.
상기 지그는, 상기 초박막유리가 지그 상면부에 접합되었을 때, 상기 지그에서 벗어나는 것을 방지하는 방지부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 초박막유리를 전용 지그에 접합시켜, 초박막유리의 접힘이 용이할 수 있는 효과가 있다.
왁스 적층 단계에서 자체 개발한 왁스를 사용하여 초박막유리의 접합 및 분리가 용이할 수 있는 효과가 있다.
식각처리에서의 면취라인 형성으로 조도값을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
즉, 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치에 의해, 초박막유리의 완성도가 높아질 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치의 초박막유리 원판을 제작하는 단계를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치의 제작된 초박막유리 원판에서 초박막유리를 분리시키는 단계를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치의 지그를 통해 초박막유리를 제작하는 단계를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4의 지그와 초박막유리의 결합이 비틀어지는 것을 방지하는 방지부를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 방지부에 고정부를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고 "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치의 초박막유리 원판을 제작하는 단계를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치의 제작된 초박막유리 원판에서 초박막유리를 분리시키는 단계를 나타낸 도면이며, 도 4는 및 도 5는 도 1의 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치의 지그를 통해 초박막유리를 제작하는 단계를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치는, 초박막유리(UTG) 원판을 제작하는 단계(S1); 제작된 초박막유리 원판에서 초박막유리를 분리하는 단계(S2); 지그를 통해 초박막유리를 제작하는 단계(S3); 제작된 초박막유리를 강화시키는 단계(S4); 강화 완료된 초박막유리를 세척하는 단계(S5)로 구성된다.
초박막유리(100)는 UTG(Ultra thin glass)이며, 초박형강화유리, 초박막 강화유리 등으로 불릴 수 있다.
초박막유리 원판을 제작하는 단계(S1)는, 순서대로 초박막유리를 원판에 삽입하는 단계(S10); 왁스로 초박막유리 원판을 적층하는 단계(S11); 적층된 초박막유리 원판을 연삭기로 일정 크기로 재단하는 단계(S12); CNC를 이용해 재단된 초박막유리 원판을 가공하는 단계(S13); 초박막유리 원판의 테두리를 분쇄하는 단계(S14); 및 초박막유리 원판의 테두리를 식각처리하는 단계(S15)를 포함할 수 있다.
여기서 왁스로 초박막유리 원판을 적층하는 단계(S11)는, 전용왁스를 이용해 초박막유리 원판을 적층시킨다. 이는 전용왁스를 이용해 초박막유리 원판을 적층시키면, 여러 원판을 한번에 가공할 수 있으므로 작업 효율성을 높일 수 있다.
또한, 초박막유리(100)는 0.1mm 이하의 초박막유리(100)이므로 한 판을 작업 시 초박막유리(100)에 데미지를 쉽게 받지만 여러장의 초박막유리 원판을 접합하여 적층시키면 작업 진행시에 상하면을 왁스와 원판이 잡아주기 때문에 초박막유리에 데미지를 줄일 수 있어, 모든 공정이 끝날때까지 초박막유리(100)를 보호할 수 있는 효과가 있다.
적층된 초박막유리 원판을 연삭기로 일정 크기로 재단하는 단계(S12)는, 적층 완료된 초박막유리 원판을 멀티 연삭기를 이용하여 원하는 크기로 재단할 수 있다. 이 때, 멀티 연삭기의 복수개의 날을 장착해서 한번에 초박막유리 원판을 재단할 수 있어, 작업 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
CNC를 이용해 재단된 초박막유리 원판을 가공하는 단계(S13)는, 전용 기기에서 #350 ㅡ> #800 ㅡ> #1200(다이아몬드 툴) 인 3단계로 가공할 수 있다. 이 때, 적층된 초박막유리 원판을 한번에 가공하여 각각 가공하지 않아 작업효율성을 높일 수 있다. 또한 CNC의 3단계로 가공함으로, CNC 가공 성능 조도값에 의해 이후단계에 발생하는 불량률을 낮출 수 있는 효과가 있다.
초박막유리 원판의 테두리를 분쇄하는 단계(S14)는, 특수패드를 이용해 테두리(block edge)부분을 분쇄(grinding)할 수 있다. 즉, 분쇄를 통해 미세 크랙 및 칩핑을 제거해주므로 최대강도를 실현시킬 수 있는 효과가 있다.
초박막유리 원판의 테두리를 식각처리하는 단계(S15)는, 테두리(block edge)부분을 불산베이스케이칼로 식각처리 할 수 있다. 테두리 부분을 식각처리 함으로 보다 단단하고 적층 시 전용왁스를 사용함으로서, 왁스가 케미칼에 먼저 반응하여 면취라인까지 형성되서 차후 파손 확률을 낮출 수 있는 효과가 있다.
제작된 초박막유리 원판에서 초박막유리를 분리하는 단계(S2)는, 순서대로 초박막유리 원판을 고온가열 분리판에 올리는 단계(S20); 원판에 접착된 왁스가 고온가열 분리판에 의해 녹여지면서 초박막유리(100)가 원판으로부터 분리되는 단계(S21)를 포함할 수 있다.
지그를 통해 초박막유리를 제작하는 단계(S3)는, 순서대로 초박막유리를 지그에 접합시키는 단계(S30); 지그에 접합된 초박막유리 상면부를 연마하는 단계(S31); 연마가 완료된 초박막유리를 지그에서 분리시키는 단계(S32); 및 초박막유리 하면부에 불산을 가하여 두께를 조절하는 단계(S33)를 포함할 수 있다.
여기서 초박막유리를 제작하는 단계(S3)를 설명하면, 초박막유리 원판에서 분리판에 의해 분리된 초박막유리(100)를 전용 지그(200)에 접합시킨다. 그리고 지그(200)에 접합된 초박막유리(100)를 단면 연마기를 이용해 상면부를 연마한다. 그리고 연마가 완료된 초박막유리(100)에 열을 가해 지그(200)에서 분리시킨다. 지그(200)에서 분리된 초박막유리(100)의 하면부를 불산을 통해 원하는 두께로 맞춘다.
이때 전용 지그(200)는, 지그(200)의 중앙부가 볼록하도록, 일면의 높이가 가운데로 갈수록 높아지는 형상을 갖는다.
제작된 초박막유리를 강화시키는 단계(S4)는, 초박막유리에 최적화된 강화 지그를 사용하여 작업진행할 수 있다.
한편, 초박막유리(100) 성분 특성에 따라 온도 시간차이 데이터를 관리하는데, 안정적인 강화로 인한 강화성질이 초박막유리(100) 표면을 전체적으로 균일하게 만들 수 있다. 이는 CS : 동서_목표값±20MPa / 타사_±30~100MPa ,
DOL : 동서_목표값±0.5㎛(range_1㎛) / 타사_±3~5㎛(range_10㎛) 이 적합할 수 있다.
강화 완료된 초박막유리를 세척하는 단계(S5)는, 강화 완료된 초박막유리(100)를 세척 지그에 장착해서 초음파 세척기로 세척을 진행할 수 있다.
도 6은 도 4의 지그와 초박막유리의 결합이 비틀어지는 것을 방지하는 방지부를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 방지부에 고정부를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 초박막유리를 제작하는 단계에서 사용되는 지그(200)는, 초박막유리(100)가 지그(200) 상면부에 접합되었을 때, 지그(200)에서 비틀어지거나, 벗어나거나 탈락되는 것을 방지하는 방지부(210)를 포함할 수 있다.
이를 위해 방지부(210)는 방지부케이스(211)와, 방지필름(212)과, 고정부(213)를 포함할 수 있다. 여기서 방지부케이스(211)는 지그(200)의 외측면 둘레를 따라 부착되고, 방지필름(212)이 삽입되도록 삽입홈(미도시)이 형성될 수 있다.
이때 방지필름(212)은, 초박막유리(100)와 동일할 수 있고, 필름지일 수 있다. 다만 이는 예시일 뿐, 초박막유리(100)의 힘을 견딜 수 있는 재질이면 그 재질로 대체 가능할 수 있다.
고정부(213)는, 지그(200)에 초박막유리(100)가 접합 시, 방지부케이스(211)에서 방지필름(212)이 일부(초박막유리의 두께 또는 두께보다 높이)가 나오고, 나온 일부가 방지부케이스(211)에 삽입되는 것을 방지하도록 나온 일부를 고정시킬 수 있다.
또한 고정부(213)는 지그(200)에 초박막유리(100)가 접합하지 않을 시에는 방지필름(212)이 방지부케이스(211)에서 돌출되는 것을 방지하도록 방지필름(212)을 고정시킬 수 있다.
이때 방지부(210)는, 실리콘일 수 있다. 다만 이는 예시일 뿐, 방지필름(212)을 마찰로 고정시킬 수 있는 재질이면 그 재질로 대체 가능하다.
한편, 방지부케이스(211)는, 지그(200)로부터 탈부착 가능할 수 있다.
이처럼 본 발명의 실시예에 따르면, 초박막유리를 전용 지그에 접합시켜, 초박막유리의 접힘이 용이할 수 있다.
왁스 적층 단계에서 자체 개발한 왁스를 사용하여 초박막유리의 접합 및 분리가 용이할 수 있다.
식각처리에서의 면취라인 형성으로 조도값을 향상시킬 수 있다.
즉, 초박막유리 제조 방법 및 초박막유리 제조장치에 의해, 초박막유리의 완성도가 높아질 수 있다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.
100 : 초박막유리
200 : 지그
210 : 방지부
211 : 방지부케이스
212 : 방지필름
213 : 고정부

Claims (3)

  1. 초박막유리(Ultra Thin Glass)원판을 제작하는 단계;
    제작된 초박막유리 원판에서 초박막유리를 분리하는 단계;
    지그를 통해 초박막유리를 제작하는 단계;
    제작된 초박막유리를 강화시키는 단계; 및
    강화 완료된 초박막유리를 세척하는 단계; 를 포함하고,
    상기 초박막유리 원판을 제작하는 단계는,
    초박막유리를 원판에 삽입하는 단계;
    왁스로 초박막유리 원판을 적층하는 단계;
    적층된 초박막유리 원판을 연삭기로 일정 크기로 재단하는 단계;
    CNC를 이용해 재단된 초박막유리 원판을 가공하는 단계;
    초박막유리 원판의 테두리를 분쇄하는 단계; 및
    초박막유리 원판의 테두리를 식각처리하는 단계; 를 포함하고,
    상기 제작된 초박막유리 원판에서 초박막유리를 분리하는 단계는,
    초박막유리 원판을 가열된 분리판에 올리는 단계;
    초박막유리 원판에 접착된 왁스가 가열된 분리판에 의해 왁스가 녹여지면서 초박막유리가 분리되는 단계를 포함하고,
    지그를 통해 초박막유리를 제작하는 단계는,
    초박막유리를 지그에 접합시키는 단계;
    지그에 접합된 초박막유리 상면부를 연마하는 단계;
    연마가 완료된 초박막유리를 지그에서 분리시키는 단계; 및
    초박막유리 하면부에 불산을 가하여 두께를 조절하는 단계; 를 포함하고,
    상기 지그는,
    중앙부가 볼록하도록, 일면의 높이가 가운데로 갈수록 높아지고,
    상기 지그는,
    초박막유리가 상기 지그 상면부에 접합되었을 때, 상기 지그에서 벗어나는 것을 방지하는 방지부를 포함하고,
    상기 방지부는,
    상기 지그의 외측면 둘레를 따라 부착되는 방지부케이스와,
    상기 방지부케이스에 형성되는 삽입홈에 삽입되고, 상기 초박막유리와 동일한 재질인 방지필름과,
    상기 지그에 초박막유리가 접합 시, 상기 방지부케이스에서 방지필름의 초박막유리의 두께 또는 두께보다 높이 일부가 나오고, 나온 일부가 상기 방지부케이스에 삽입되는 것을 방지하도록 나온 일부를 고정시키는 고정부를 포함하며,
    상기 고정부는, 상기 지그에 초박막유리가 접합하지 않을 시에는 상기 방지필름이 방지부케이스에서 돌출되는 것을 방지할 수 있고,
    상기 고정부는,
    실리콘 재질로, 상기 방지필름을 마찰로 고정시킬 수 있는
    초박막유리 제조 방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130048061A (ko) 2011-11-01 2013-05-09 (주) 화인테크놀리지 초박막 기판 제조용 캐리어 구조
KR101620367B1 (ko) * 2016-01-27 2016-05-12 지에프 주식회사 두께 편차를 줄인 플렉시블 초박형 유리 제조방법
KR101661278B1 (ko) * 2015-07-14 2016-09-29 에스피텍 주식회사 초박형 유리의 가공방법

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