KR102333456B1

KR102333456B1 - 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의해 제조된 커버 윈도우

Info

Publication number: KR102333456B1
Application number: KR1020210016778A
Authority: KR
Inventors: 황재영; 김학철; 심우탁
Original assignee: (주)유티아이
Priority date: 2021-02-05
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2021-12-03

Abstract

본 발명은 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의해 제조된 커버 윈도우에 관한 것으로서, 원판 글래스를 준비하는 제1단계와, 상기 원판 글래스를 셀 가공하여, 셀 간 또는 셀과 더미 간에 제1요철갭을 형성하는 제2단계와, 상기 셀 가공된 원판 글래스를 챔퍼링 가공하여, 상기 제1요철갭의 적어도 일영역이 변형되어 제2요철갭을 형성하고, 상기 제2요철갭을 중심으로 상기 원판 글래스의 가공된 셀에 챔퍼부를 형성하는 제3단계와, 상기 챔퍼부가 형성된 원판 글래스를 강화시키는 제4단계와, 상기 원판 글래스를 셀 단위로 분리하는 제5단계를 포함하며, 상기 제2단계의 셀 가공하기 전 또는 후에 상기 원판 글래스 일면 또는 양면에 셀 단위로 마스크층을 형성하여 상기 마스크층 영역 외의 노출된 원판 글래스 영역에 상기 챔퍼부를 형성하고, 상기 마스크층을 제거한 후 상기 제4단계의 강화 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의해 제조된 커버 윈도우를 기술적 요지로 한다. 이에 의해 원판 글래스의 셀 가공시 원판 상태를 유지하기 위한 요철갭을 형성하여 공정 중 셀 빠짐 현상이나 셀 분리시 칩핑(Chipping) 발생을 최소화시키는 이점이 있다.

Description

커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의해 제조된 커버 윈도우{Manufacturing Method Cover Window and Cover Window thereby}

본 발명은 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의해 제조된 커버 윈도우에 관한 것으로서, 원판 글래스의 셀 가공시 원판 상태를 유지하기 위한 요철갭을 형성하여 공정 중 셀 빠짐 현상이나 셀 분리시 칩핑(Chipping) 발생을 최소화시키기 위한 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의해 제조된 커버 윈도우에 관한 것이다.

일반적으로 스마트폰, 태블릿 PC, 네비게이션 등과 같은 각종 휴대용 단말기에는 정보 확인을 위한 사용의 편의성뿐만 아니라 직접 조작하고 작동 상태를 확인하기 위해 터치 스크린 방식의 디스플레이가 널리 사용되고 있다.

이러한 휴대용 단말기의 디스플레이는 외부 충격에 의한 파손 방지와 터치로 인한 내부 터치 스크린 패널 등의 보호를 위해, 보통 디스플레이 전면 상에 커버 윈도우가 결합되게 된다.

상기 커버 윈도우는 휴대용 단말기 등의 디스플레이를 보호하기 위해 사용되는 것뿐만 아니라, 각종 전기전자 제품 등의 디스플레이 패널을 보호하기 위해 사용되거나, 휴대용 단말기에 구비되는 카메라 모듈을 보호하기 위해서도 사용되고 있다.

최근 이러한 휴대용 단말기는 다양한 기능의 요구와 더불어 차별화된 디자인에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이에 따라 보다 더 슬림화되면서 경량화, 고스펙이 요구되고 있다.

이와 같이 커버 윈도우는 각종 휴대용 단말기나 가전제품, 카메라

등의 디스플레이를 보호하기 위해 디스플레이 패널에 결합될 뿐만 아니라, 휴대 단

말기에 형성된 카메라 렌즈를 보호하기 위해 카메라 렌즈 모듈에 결합되어 사용되고 있다.

이러한 커버 윈도우의 제조방법은 원판 글래스를 소정의 형태로 절단하고, 이의 상면 또는 하면에 사용목적에 맞도록 기능층, 반사방지층, 습기제거층, 정전기 방지층, 보호층, 인쇄층, 전극층, 금속층 등(이하 편의상 '기능층'이라고 한다)을 형성하여 디스플레이 또는 카메라 렌즈 모듈 등의 최상층에 결합됨으로써 외부의 충격으로부터 터치 스크린 패널, 카메라의 대물렌즈 등을 보호하게 된다.

종래의 커버 윈도우는 원판 글래스를 셀 단위로 가공하고, 가공된 각각의 셀 단위 기판을 화학 강화한 후 기능층을 형성하는데, 이는 셀 단위로 공정이 이루어지기 때문에 불량률이 높으며, 공정 라인 및 공정 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 원판 글래스를 화학 강화하고, 강화한 원판 글래스 상에 기능층을 형성시킨 후 절삭 및 면취하는 원판단위 공정이 사용되고 있다.

그러나, 상기 종래 기술은 원판 글래스의 절삭 및 면취 공정 시 상하부 표면은 강화된 상태를 유지하게 되나, 컷팅 후 측면은 강화되어 있지 않아서 충격강도 저하의 원인이 되고 있어 최종 디스플레이의 내구성을 떨어뜨리며, 외부 충격에 의해 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.

대한민국특허청 등록특허공보 제10-1931322호.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원판 글래스의 셀 가공시 원판 상태를 유지하기 위한 요철갭을 형성하고, 이를 중심으로 챔퍼부를 형성하여 공정 중 셀 빠짐 현상이나 셀 분리시 칩핑(Chipping) 발생을 최소화시키기 위한 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의해 제조된 커버 윈도우의 제공을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 원판 글래스를 준비하는 제1단계와, 상기 원판 글래스를 셀 가공하여, 셀 간 또는 셀과 더미 간에 제1요철갭을 형성하는 제2단계와, 상기 셀 가공된 원판 글래스를 챔퍼링 가공하여, 상기 제1요철갭의 적어도 일영역이 변형되어 제2요철갭을 형성하고, 상기 제2요철갭을 중심으로 상기 원판 글래스의 가공된 셀에 챔퍼부를 형성하는 제3단계와, 상기 챔퍼부가 형성된 원판 글래스를 강화시키는 제4단계와, 상기 원판 글래스를 셀 단위로 분리하는 제5단계를 포함하며, 상기 제2단계의 셀 가공하기 전 또는 후에 상기 원판 글래스 일면 또는 양면에 셀 단위로 마스크층을 형성하여 상기 마스크층 영역 외의 노출된 원판 글래스 영역에 상기 챔퍼부를 형성하고, 상기 마스크층을 제거한 후 상기 제4단계의 강화 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의해 제조된 커버 윈도우를 기술적 요지로 한다.

또한, 상기 제1단계의 원판 글래스는, 화학 강화가 이루어진 것을 사용할 수 있다.

또한, 상기 제2단계의 상기 원판 글래스의 셀 가공은, 레이저 컷팅에 의해 구현될 수 있으며, 상기 제2단계의 제1요철갭의 폭은, 상기 레이저 컷팅 조건에 의해 조절될 수 있다.

또한, 상기 제1요철갭의 폭은, 0.1~5㎛로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제3단계의 챔퍼링 가공은, 습식 식각 공정에 의해 구현될 수 있으며, 상기 습식 식각 공정에 의한 습식 식각액이 상기 제1요철갭으로 침투되어 상기 제2요철갭을 형성할 수 있다.

또한, 상기 챔퍼부는, 상기 원판 글래스의 가공된 셀의 모서리 영역에 형성되는 제1단챔퍼와, 상기 제1단챔퍼에 연속되어 상기 제2요철갭 영역에 형성되는 제2단챔퍼를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1단챔퍼 및 제2단챔퍼는, 상기 습식 식각 공정 조건에 따라 서로 다른 방향과 값을 나타내는 둘 이상의 곡률반경을 갖는 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 제1단챔퍼는 볼록한 형상(R1)에서 오목한 형상(R2)으로 변곡되며, 상기 제2단챔퍼는 상기 제1단챔퍼의 오목한 형상에서 연속되어 볼록한 형상(R3)으로 변곡되어 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2요철갭의 폭은, 0.1~5㎛로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 원판 글래스의 가공된 셀은, 상기 셀의 두께에 대한 상기 셀의 대각선의 길이 비는 5~220인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제4단계는, 화학강화 공정에 의해 이루어지며, 화학 강화액이 상기 제2요철갭으로 침투되어 상기 원판 글래스의 가공된 셀의 측면도 강화시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제5단계는, 레이저 또는 압력을 가하여 상기 원판 글래스를 셀 단위로 분리하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 마스크층은, 마스크 패터닝 공정에 의해 형성되며, 상기 셀의 크기에서 상기 챔퍼부의 폭을 제외하여 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제5단계 이전에 상기 원판 글래스의 일면 또는 양면에 셀 단위로 기능층을 형성하거나, 상기 제5단계 이후에 상기 셀의 일면 또는 양면에 기능층을 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명은 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의해 제조된 커버 윈도우에 관한 것으로서, 원판 글래스의 셀 가공시 원판 상태를 유지하기 위한 요철갭을 형성하여 공정 중 셀 빠짐 현상이나 셀 분리시 칩핑(Chipping) 발생을 최소화시키기 위한 것이다.

또한 본 발명은 셀 간 또는 셀과 더미(Dummy) 사이에 요철갭을 형성하여 원판 상태에서 측면을 포함하는 전면(Total Surface) 강화가 이루어지도록 하여 커버 윈도우의 강도를 향상시킨 것이다.

또한 본 발명은 요철갭을 중심으로 제1단챔퍼부와 제2단챔퍼부를 형성하여, 측면 강화가 용이하도록 하면서 모서리에서 응력을 분산시켜 강도를 더욱 향상시키면서, 셀 분리시 칩핑 발생을 더욱 최소화시킨 것이다.

또한 셀 가공 공정 및 챔퍼링 공정을 제어함으로써, 제1요철갭 및 챔퍼부의 형상을 조절할 수 있으며, 이에 의해 제품 사양이나 작업 환경에 따라 셀 분리 및 셀 칩핑의 발생을 최소화할 수 있는 공정 조건에서 작업을 수행할 수 있어, 불량률을 최소화하고 공정 수율을 개선할 수 있다.

또한 본 발명은 원판 상태에서 셀 단위로의 가공 및 강화 공정 등이 이루어져 양산성 및 수율이 획기적으로 개선되어 가격 경쟁력이 우수하다.

도 1 - 본 발명의 제조방법에 대한 순서도를 나타낸 도.
도 2 - 본 발명의 일실시예에 따라 원판 글래스 상에 셀 단위로 마스크층을 형성한 상태의 모식도.
도 3 - 본 발명의 일실시예에 따라 원판 글래스에 챔퍼부를 형상한 상태의 모식도.
도 4 - 본 발명에 따른 셀의 대각선 및 두께 설명을 위한 모식도.
도 5 -본 발명의 일실시예에 따라 원판 글래스를 전면(Total Surface) 강화시킨 상태의 모식도.
도 6a 내지 도 6d- 본 발명의 일실시예에 따른 습식 식각 조건에 따라 챔퍼부 형상 변화를 나타낸 도.
도 7a 및 도 7b - 본 발명의 일실시예에 따른 챔퍼부 형상의 정의를 나타낸 도.
도 8 - 본 발명의 일실시예에 따른 습식 식각 조건에 따라 챔퍼부의 단면 형상의 변화를 표로 나타낸 도.
도 9a 및 도 9b - 도 8에 따른 제1단챔퍼의 깊이와 제2단챔퍼의 폭의 변화를 각각 그래프로 나타낸 도.
도 10 - 본 발명에 셀의 두께에 대한 셀의 대각선의 길이 비에 따른 셀 빠짐 불량률과 셀 분리시 칩핑 발생률을 표로 나타낸 도.
도 11 및 도 12 - 도 10을 각각 그래프로 나타낸 도.

또한 본 발명은 요철갭을 중심으로 제1단챔퍼와 제2단챔퍼를 형성하여, 측면 강화가 용이하도록 하면서 모서리에서 응력을 분산시켜 강도를 더욱 향상시키면서, 셀 분리시 칩핑 발생을 더욱 최소화시킨 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명의 제조방법에 대한 순서도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 원판 글래스 상에 셀 단위로 마스크층을 형성한 상태의 모식도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 원판 글래스에 챔퍼부를 형상한 상태의 모식도이고, 도 4는 본 발명에 따른 셀의 대각선 및 두께 설명을 위한 모식도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 원판 글래스를 전면(Total Surface) 강화시킨 상태의 모식도이고, 도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일실시예에 따른 습식 식각 조건에 따라 챔퍼부 형상 변화를 나타낸 도이고, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 챔퍼부 형상의 정의를 나타낸 도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 습식 식각 조건에 따라 챔퍼부의 단면 형상의 변화를 표로 나타낸 도이고, 도 9a 및 도 9b는 도 8에 따른 제1단챔퍼의 깊이와 제2단챔퍼의 폭의 변화를 각각 그래프로 나타낸 도이고, 도 10은 본 발명에 셀의 두께에 대한 셀의 대각선의 길이 비에 따른 셀 빠짐 불량률과 셀 분리시 칩핑 발생률을 표로 나타낸 도이며, 도 11 및 도 12는 이를 각각 그래프로 나타낸 도이다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 커버 윈도우의 제조방법은, 원판 글래스(10)를 준비하는 제1단계와, 상기 원판 글래스(10)를 셀(20) 가공하여, 셀 간 또는 셀(20)과 더미(30) 간에 제1요철갭(100)을 형성하는 제2단계와, 상기 셀(20) 가공된 원판 글래스(10)를 챔퍼링 가공하여, 상기 제1요철갭(100)의 적어도 일영역이 변형되어 제2요철갭(200)을 형성하고, 상기 제2요철갭(200)을 중심으로 상기 원판 글래스(10)의 가공된 셀(20)의 모서리에 챔퍼부(300)를 형성하는 제3단계와, 상기 챔퍼부(300)가 형성된 원판 글래스(10)를 강화시키는 제4단계와, 상기 원판 글래스(10)를 셀(20) 단위로 분리하는 제5단계를 포함하며, 상기 제2단계의 셀(20) 가공하기 전 또는 후에 상기 원판 글래스(10) 양면에 셀(20) 단위로 마스크층(400)을 형성하여 상기 마스크층(400) 영역 외의 노출된 원판 글래스(10) 영역에 상기 챔퍼부(300)를 형성하고, 상기 마스크층(400)을 제거한 후 상기 제4단계의 강화 공정이 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 커버 윈도우는 휴대용 단말기 등의 디스플레이를 보호하기 위해 사용되는 것뿐만 아니라, 각종 전기전자 제품 등의 디스플레이 패널을 보호하기 위해 사용되거나, 휴대용 단말기에 구비되는 카메라 모듈을 보호하기 위해서도 사용될 수 있다.

또한 커버 윈도우는 강도 특성 및 폴딩 특성을 만족하는 경우, Foldable, Rollable, Slidable, Stretchable 방식의 플렉시블 디스플레이 패널의 보호용으로도 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 일실시예로 먼저, 원판 글래스(10)를 준비한다(제1단계).

상기 원판 글래스(10)는 강화가 되지 않은 것을 사용할 수도 있으며, 필요에 따라 강화(1차강화)하여 사용할 수 있다.

본 발명의 일실시예로 강화유리용 Alumino-Silicate 원판 글래스(10)를 사용하며, KNO₃를 이용하여 이온교환법에 의한 화학 강화를 수행한다. 경우에 따라 NaNO₃와 KNO₃가 혼합된 강화액을 사용할 수 있다. 또한 조성이 다른 강화액을 사용하여 1회 또는 2회 이상 화학 강화를 수행할 수 있으며, 강화액의 농도, 온도 및 시간 등의 조건을 조절하여 최적의 강도 특성을 갖는 원판 글래스(10)를 제공하도록 한다.

그리고, 상기 원판 글래스(10)를 셀(20) 가공하여, 셀 간 또는 셀(20)과 더미(30) 간에 제1요철갭(100)을 형성한다(제2단계).

상기 원판 글래스(10)의 셀(20) 가공은 필요에 의해 더미(Dummy)(30) 구간이 없이 셀들만 존재할 수도 있으며, 셀 간에 더미(30) 구간이 존재하도록 가공할 수 있다.

본 발명의 일실시예로 셀(20)과 셀 간에 더미(30) 구간을 존재하는 경우를 중심으로 설명하고자 하며, 도 2 내지 도 5는 이를 나타낸 모식도이다.

본 발명의 일실시예에서는 원판 글래스(10)의 셀(20) 가공 전에 원판 글래스(10) 일면 또는 양면에 셀(20) 단위로 마스크층(400)을 형성할 수도 있다. 필요에 의해 상기 마스크층(400) 형성 공정은 원판 글래스(10)의 셀(20) 가공 공정 이후에 수행할 수도 있다. 즉, 후술할 챔퍼부(300) 형성 공정 전에 마스크층(400)을 형성하여야 한다.

본 발명의 일실시예로, 상기 셀(20) 단위로의 마스크층(400)의 형성은 상기 원판 글래스(10)의 양면, 즉 상기 원판 글래스(10)의 상하부에 DFR(Dry Film Photoresist)를 라미네이팅하거나 PR(Photoresist)를 코팅하여 포토리소그래피 공정에 의해 구현될 수 있으며, 그 외에 통상적으로 알려진 마스크 패터닝 공정이나 스크린 인쇄 등의 방법에 의해서도 구현될 수 있다.

도 2에서는 원판 글래스(10) 상에 셀(20) 단위로 마스크층(400)을 형성한 것을 도시하였으며, 셀(20) 사이에 더미(30) 구간이 존재하는 형태로 형성된 것이다. 상기 셀(20) 단위로 형성된 마스크층(400)은 상기 셀(20)의 크기(폭)에서 후술할 챔퍼부(300)의 폭을 제외하여 형성될 수 있다. 이에 의해 상기 마스크층(400)에 의해 마스킹된 영역을 제외하고 원판 글래스(10)가 노출된 영역에 챔퍼부(300)가 형성되며, 이러한 마스크층(400)에 의해 챔퍼부(300)의 형상이 제어되게 된다.

상기 원판 글래스(10)의 셀(20) 가공(도 2의 <정면> 및 <단면> 도면에서 점선을 나타냄)은 레이저 컷팅(Laser Cutting)에 의해 구현되며, 레이저 컷팅 조건에 따라 상기 제1요철갭(100)의 형상 및 폭(= 갭, 크기)이 조절되게 된다.

상기 셀(20) 단위로 마스크층(400)이 형성된 경우, 상기 마스크층(400) 영역 외의 노출된 원판 글래스(10) 영역을 레이저로 컷팅하여 상기 노출된 원판 글래스(10) 영역에 제1요철갭(100)을 형성하거나, 마스크층(400) 없이 셀(20) 가공을 수행하는 경우에는 미리 레이저의 조사 경로를 설정하고 이를 제어하여 원판 글래스(10)의 셀(20)을 따라 가공이 이루어지도록 하여 셀(20) 단위로 제1요철갭(100)을 형성한다.

본 발명의 일실시예에 따른 원판 글래스(10)의 셀(20) 가공은, 레이저를 이용하여 셀(20)의 외곽(마스크층(400)의 노출된 영역)을 따라 가공을 하게 되며, 레이저를 셀(20) 표면에 대하여 수직 방향으로 조사하면 갭이 글래스의 두께 방향으로 진행 형성되어 셀(20)이 가공되면서 셀(20)과 셀(20) 사이에 제1요철갭(100)을 형성하게 된다.

상기 제1요철갭(100)은 레이저에 의해 셀 간 또는 셀(20)과 더미(30) 사이의 갭(Gap)을 형성하되 갭의 표면에 요철이 형성되어 셀(20)이 빠지지 않게 된다. 이에 의해 셀 간 또는 셀(20)과 더미(30) 사이에 갭은 존재하나 셀(20)은 빠지지 않는 원판 상태를 유지하게 된다.

본 발명의 일실시예에서 상기 제1요철갭(100)의 폭은 0.1~5㎛ 정도로 형성되는 것이 바람직하며, 이보다 더 갭이 작으면 셀(20) 분리가 어려워져 칩핑 발생률이 높아지고, 이보다 더 갭이 크면 후속 공정에서 셀(20)이 빠질 수가 있다.

그리고, 상기 셀(20) 가공된 원판 글래스(10)를 챔퍼링(Chamfering) 가공하여, 상기 제1요철갭(100)의 적어도 일영역이 변형되어 제2요철갭(200)을 형성하고, 상기 제2요철갭(200)을 중심으로 상기 원판 글래스(10)의 가공된 셀(20)에 챔퍼부(300)를 형성한다(제3단계).

상기 셀(20) 가공된 원판 글래스(10)의 챔퍼링 가공은 습식 식각 공정에 의해 구현될 수 있으며, 상기 마스크층(400)을 제외한 노출된 원판 글래스(10) 영역에 형성된다. 상기 마스크층(400)의 형상 및 두께 등에 따라 상기 챔퍼부(300)의 형상이 조절되게 된다.

이러한 챔퍼부(300)는 셀(20) 가공된 부분의 마이크로 크랙을 제거하고, 모서리에서의 응력을 분산시켜 강도를 개선시키며, 셀(20) 분리시 칩핑 발생을 줄이는 효과가 있다. 이는 기존의 챔퍼링 공정을 위한 그라인딩 휠(Grinding Wheel)을 사용하는 기계 가공 공법에 비해 칩핑 발생없이 챔퍼부(300)를 형성할 수 있다는 장점이 있다.

또한 챔퍼부(300)의 형성에 의해 제2요철갭(200)을 중심으로 후술할 강화 공정시 측면 강화가 용이하도록 하여 강도의 개선에 더욱 기여하게 된다.

본 발명에 따른 챔퍼부(300)의 형성은 디핑(Dipping) 또는 스프레이(Spray)와 같은 습식 식각 공정에 의해 구현되며, 습식 식각액이 상기 제1요철갭(100)으로 침투되어 제2요철갭(200)을 형성하게 된다.

상기 제2요철갭(200)은 상기 챔퍼링 공정에 의해 상기 제1요철갭(100)의 적어도 일영역이 변형되어 형성되는 것으로, 상기 제1요철갭(100)의 적어도 일영역에서 폭이 확장 또는 축소되거나 표면 요철 변화 등 제1요철갭(100)의 형태(요철 형태, 요철 깊이) 및 폭 등이 변형되어 형성된다. 제2요철갭(200)의 표면은 습식 식각 공정에 의한 미세 요철이 형성되며, 상기 제1요철갭(100)에 비해 표면 거칠기는 낮게 형성된다.

일반적으로 본 발명의 실시예에서는 상기 제2요철갭(200)은 상기 제1요철갭(100)에 대해 폭이 더 확장되고, 습식 식각에 의해 표면 상태가 변형된 영역이 하나 이상 존재한다.

이와 같이 제2요철갭(200)은 레이저 셀(20) 가공에 의해 형성된 제1요철갭(100)의 표면에서의 마이크로 크랙을 제거하면서 상기 제1요철갭(100)의 폭보다 더 큰 폭을 가지는 영역이 적어도 하나 이상 존재하며, 갭 간격이 적절하면서도 안정적으로 유지되도록 하여 후속 공정에서의 셀(20)이 빠지지 않도록 원판 글래스(10) 상태를 유지하도록 한다.

즉, 원판 글래스(10)의 두께 및 크기, 셀(20)의 크기에 따라 상기 제1요철갭(100) 및 제2요철갭(200)의 폭을 조절하여 후속 공정에서의 셀(20)이 빠지지 않도록 한다. 이는 상술한 바와 같이 레이저 컷팅 조건, 습식 식각 공정 조건 등에 의해 조절할 수 있다.

상기 제2요철갭(200)의 폭은 0.1~5㎛ 정도로 형성되는 것이 바람직하며, 이보다 더 갭이 작으면 셀(20) 분리가 어려워져 칩핑 발생률이 높아지고, 이보다 더 갭이 크면 후속 공정에서 셀(20)이 빠질 수가 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예로 원판 글래스(10) 상에 셀(20) 단위로 마스크층(400)이 형성되고, 노출된 원판 글래스(10) 영역에 습식 식각 공정을 진행하여, 셀(20)과 더미(30) 간에 제2요철갭(200)을 중심으로 챔퍼부(300)가 형성된 것을 도시하였다.

본 발명의 일실시예에 따른 챔퍼부(300)는 상기 원판 글래스(10)의 가공된 셀(20)의 모서리 영역에 형성되는 제1단챔퍼(310)와 상기 제1단챔퍼(310)에 연속되어 상기 제2요철갭(200) 영역에 형성되는 제2단챔퍼(320)를 포함하여 형성된다.

본 발명에 따른 챔퍼부(300) 형성을 위한 습식 식각 공정을 진행하게 되면 응력이 집중된 부분에 식각량이 상대적으로 증가하게 되며, 이에 의해 모서리 영역은 라운드지게 형성되면서 소정의 곡률반경을 가지면서 식각이 이루어지게 된다.

또한 제2요철갭(200)이 형성된 영역도 식각이 진행되면서 모서리부가 형성되고 이 부분이 라운드지게 변화되면서 소정의 곡률반경을 가지는 제2단챔퍼(320)를 형성하게 된다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 제1단챔퍼(310) 및 제2단챔퍼(320)는 상기 습식 식각 공정 조건에 따라 서로 다른 방향과 값을 나타내는 둘 이상의 곡률반경을 갖는 형상으로 형성된다.

구체적으로는 상기 제1단챔퍼(310)는 볼록한 형상(R1)에서 오목한 형상(R2)으로 변곡되며, 상기 제2단챔퍼(320)는 상기 제1단챔퍼(310)의 오목한 형상(R2)에서 연속되어 볼록한 형상(R3)으로 변곡되는 형상을 이룬다.

이러한 챔퍼부(300)의 형상은 상술한 바와 같이 레이저 컷팅 조건 및 습식 식각 조건 등을 제어하여 결정될 수 있으며, 변곡되는 부분이 적어도 두 군데 이상 존재하게 형성되어 주변 구조물과의 조립시 맞춤 조립이 가능하며, 마이크로 크랙의 제거 및 측면 강화가 용이 용이하도록 하여 강도를 더욱 향상시키면서, 셀(20) 분리 시 칩핑 발생을 더욱 최소화시키게 된다.

또한 이러한 챔퍼부(300)의 변곡되는 형상은 후술하는 기능층 형성에 따른 인쇄 넘침에 의한 조립 불량을 방지하기 위한 역할도 수행하게 되며, 모서리에서의 반짝임이나 반사 현상을 최소화할 수 있으며, 디스플레이 전면부나 카메라 모듈 상에 결합시 주변 구조물과의 착탈 결합이 용이하며, 견고하게 고정될 수 있게 된다.

한편 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 원판 글래스(10)의 가공된 셀(20)은 상기 셀(20)의 두께에 대한 상기 셀(20)의 대각선의 비가 5~220인 것이 바람직하며, 20~100배인 것이 더욱 바람직하다. 도 4는 본 발명에 따른 셀(20)의 대각선 및 두께 정의를 위한 모식도이다.

제품 사양이나 공정 환경에 따라 상기 조건을 만족하는 적절한 셀(20)의 두께 및 크기를 조절하여, 후속 공정에서 셀(20)이 무단으로 빠지거나 칩핑 발생률이 높아지는 문제를 해소하도록 한다.

즉, 셀(20)이 크기에 비해 너무 두꺼우면 셀(20)의 칩핑 발생률이 높아지거나, 무단으로 빠질 확률이 높아지며, 셀(20)이 크기에 비해 너무 얇으면 셀(20)이 빠질 확률이 높아진다. 또한 셀(20)이 두께에 비해 너무 작으면 셀(20)의 칩핑 발생률이 높아지며, 셀(20)이 두께에 비해 너무 크면 셀(20)이 빠지거나 칩핑 발생률이 높아지게 된다.

이에 본 발명은 상기 셀(20)의 두께에 대한 상기 셀(20)의 대각선의 비가 5~200의 범위 내에 포함되는 경우 후속 공정에서 셀(20) 빠짐 불량 발생률 및 셀(20) 분리시 칩핑 발생률이 최소화되게 된다.

그리고 상기 챔퍼부(300)가 형성된 원판 글래스(10)를 강화시키게 된다(제4단계). 도 5는 원판 글래스(10) 표면에 강화층이 형성된 경우를 도시한 것이다.

상기 마스크층(400)이 형성된 경우에는 마스크층(400)을 제거하고 화학 강화 공정이 이루어지게 된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 챔퍼부(300) 및 제2요철갭(200)이 형성되고 원판 글래스(10) 상태가 유지된 상태에서 화학 강화 공정을 수행하게 되면, 화학 강화액이 상기 제2요철갭(200)으로 침투되어 상기 원판 글래스(10)의 상부면 및 하부면을 포함하여 측면까지 강화가 이루어지게 된다. 원판 글래스(10)를 1차로 강화한 경우에는 본 공정은 2차 강화가 된다.

상기 강화 공정은 KNO₃를 이용하여 이온교환법에 의한 화학 강화를 수행한다. 경우에 따라 NaNO₃와 KNO₃가 혼합된 화학 강화액을 사용할 수 있다. 또한 조성이 다른 화학 강화액을 사용하여 1회 또는 2회이상 화학 강화를 수행할 수 있으며, 강화액의 농도, 온도 및 시간 등의 조건을 조절하여 최적의 강도 특성을 갖는 원판 글래스(10)를 제공하도록 한다.

앞서 공정에서 셀(20)이 빠지지 않고 칩핑이 발생하지 않는 최적의 조건을 만족하는 상태의 제1요철갭(100), 제2요철갭(200) 및 챔퍼부(300), 그리고 셀(20)의 크기 및 두께를 설정하여 공정이 이루어졌으므로, 본 강화 공정에서도 칩이 빠지지 않고 원판 글래스(10) 상태에서의 공정이 완료되게 된다.

이와 같이 본 발명은 측면부를 포함하는 전면 강화를 원판 글래스(10) 상태에서 수행하게 되므로, 수율 향상과 더불어 강도 개선을 도모하게 된다.

그리고, 상기 원판 글래스를 셀 단위로 분리한다(제5단계).

상기 제2요철갭(200)을 따라 레이저를 이용하거나 수직 방향으로 일정 압력을 가하여 상기 원판 글래스를 셀 단위로 분리한다.

상기 셀 단위로의 분리에 필요한 압력 또는 충격의 크기는 셀의

무게, 형상, 요철갭의 폭 등을 고려하여 설정되게 되며, 원판 글래스 상태에서

는 셀의 무게에 의해서는 셀이 무단으로 빠지지 않도록 설계되게 되므로, 셀이 원

판 글래스에 고정되어 있는 힘 이상의 일정 압력 또는 충격이 필요하게 된다.

따라서, 상기 셀에 충격이 가해지지 않도록 하면서 상기 원판 글래스에서 셀을 수동으로 또는 자동으로 분리할 수 있으며, 그 분리 방법에 대해서는 특별히 한정하지는 않는다.

또한, 본 발명은 제품 사양이나 공정 환경에 따라 상기 원판 글래스에서 셀을 분리하기 전 또는 후에 셀 상부에 기능층을 형성할 수 있다.

즉, 상기 원판 글래스에서 셀을 분리하기 전에는 상기 원판 글래스의 일면 또는 양면에 셀 단위로 기능층을 형성하거나, 상기 원판 글래스에서 셀을 분리한 후에는 상기 셀의 일면 또는 양면에 기능층을 형성할 수 있으며, 소정의 지그를 이용하여 원판 글래스 또는 셀을 고정시킨 후 기능층을 형성하게 된다.

상기 기능층은 제품 사양, 적용 부품이나 적용 분야에 따라 반사방지층, 습기제거층, 정전기 방지층, 보호층, 장식층, 인쇄층, 전극층, 금속층, 지문방지층 중 어느 하나 또는 둘 이상의 다층으로 형성할 수 있다.

이에 의해 최종적인 커버 윈도우를 제공하게 되며, 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 커버 윈도우는 원판 글래스의 셀 단위 가공 및 분리 공정에 의해 형성되며, 글래스 기판과, 상기 글래스 기판의 모서리부에 습식 식각 공정에 의해 형성된 챔퍼부(300)를 포함하는 커버 윈도우에 있어서, 상기 챔퍼부(300)는, 상기 글래스 기판의 모서리 영역에 형성되는 제1단챔퍼(310)와, 상기 제1단챔퍼(310)에 연속되어 형성된 제2단챔퍼(320)를 포함하고, 상기 글래스 기판의 측면에는 원판 글래스의 셀 단위 가공시 형성되는 요철갭에 의해 미세 요철 형상이 구현되며, 상기 글래스 기판은 전면(Total Surface)이 강화되어 형성된 것을 특징으로 한다.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일실시예에 따른 습식 식각 조건에 따라 챔퍼부 형상 변화를 나타낸 도이다.

도 6a, 도 6b, 도 6c는 습식 식각 조건으로 HF 35%를 식각액으로 사용하였으며, 각각 50초, 100초, 150동안 식각 공정을 수행하였다. 도 6d는 도 6C를 확대하여 나타낸 것이다.

습식 식각 시간이 길어질수록 제1요철갭의 폭이 점차로 커짐을 확인할 수 있으나, 일반적으로 요철갭은 셀과 더미의 위치에 따라 달라지므로 도 8에 도시한 바와 같이 범위로 나타내었다.

또한 제1단챔퍼의 깊이, 제2단챔퍼의 폭 및 제2단챔퍼의 깊이는 습식 식각이 길어질수록 점차로 커짐을 확인할 수 있었다. 이는 도 8, 도 9a 및 도 9b에서 확인할 수 있다.

즉, 습식 식각 공정을 제어함으로써, 제1요철갭 및 챔퍼부의 형상을 조절할 수 있음을 확인할 수 있으며, 이에 의해 제품 사양이나 작업 환경에 따라 셀 분리 및 셀 칩핑의 발생을 최소화할 수 있는 공정 조건에서 작업을 수행할 수 있어, 불량률을 최소화하고 공정 수율을 개선할 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 챔퍼부 형상의 정의를 나타낸 것으로, 도 7a에서는 제1단챔퍼, 제2단챔퍼, 제1단챔퍼의 깊이, 제2단챔퍼의 깊이, 제2단챔퍼의 폭 및 제1요철갭을 표시하였다.

도 7b에서는 제1단챔퍼 및 제2단챔퍼가 형성되고, 3군데의 변곡 형상을 갖는 챔퍼부를 갖는 커버 윈도우에 대한 일실시예를 나타낸 것으로, 제1단챔퍼는 볼록한 형상(R1)에서 오목한 형상(R2)으로 변곡되며, 상기 제2단챔퍼는 상기 제1단챔퍼의 오목한 형상(R2)에서 연속되어 볼록한 형상(R3)으로 변곡되는 것을 나타내었다.

도 10은 본 발명에 따른 셀의 두께(T)에 대한 셀의 대각선의 길이(L) 비(L/T)에 따라 셀 빠짐 불량률과 셀 분리시 칩핑 발생률을 표로 나타낸 것으로, 셀의 두께에 대한 셀의 대각선의 길이 비가 5~220 범위에 포함되는 경우 공정 중 셀 빠짐 불량률 및 셀 분리시 칩핑 발생률이 최소화되었다.

도 11 및 도 12는 이를 각각 그래프로 나타내었으며, 도 11에 도시한 바와 같이 두께 대비 대각선 길이가 클수록 셀 빠짐 불량률이 증가하며, 최대 셀의 두께에 대한 셀의 대각선의 길이 비 L/T = 220까지 10% 이하의 셀 빠짐 불량률이 발생하여 양산 제조가 가능하다.

도 12에 도시한 바와 같이 두께 대비 대각선 길이가 작을수록 셀 분리시 칩핑 불생률이 증가하며, 최소 셀의 두께에 대한 셀의 대각선의 길이 비 L/T = 5까지 10% 이하의 칩핑 불량률이 발생하여 양산 제조가 가능하다.

10 : 원판 글래스 20 : 셀
30 : 더미
100 : 제1요철갭 200 : 제2요철갭
300 : 챔퍼부 310 : 제1단챔퍼
320 : 제2단챔퍼 400 : 마스크층

Claims

원판 글래스를 준비하는 제1단계;
레이저 컷팅에 의해 상기 원판 글래스를 셀 가공하여, 셀 간 또는 셀과 더미 간에 제1요철갭을 형성하는 제2단계;
상기 셀 가공된 원판 글래스를 습식 식각 공정에 의해 챔퍼링 가공하여, 상기 습식 식각 공정에 의한 습식 식각액이 상기 제1요철갭으로 침투되어 상기 제1요철갭의 적어도 일영역이 변형되어 제2요철갭을 형성하고, 상기 제2요철갭을 중심으로 상기 원판 글래스의 가공된 셀에 챔퍼부를 형성하는 제3단계;
상기 챔퍼부가 형성된 원판 글래스를 강화시키는 제4단계;
상기 원판 글래스를 셀 단위로 분리하는 제5단계;를 포함하며,
상기 제2단계의 셀 가공하기 전 또는 후에 상기 원판 글래스 일면 또는 양면에 셀 단위로 마스크층을 형성하여 상기 마스크층 영역 외의 노출된 원판 글래스 영역에 상기 챔퍼부를 형성하고,
상기 마스크층을 제거한 후 상기 제4단계의 강화 공정이 수행되고,
상기 제2요철갭은 상기 제1요철갭의 폭보다 더 큰 폭을 가지는 영역이 적어도 하나 이상 존재하며,
상기 원판 글래스의 가공된 셀은,
상기 셀의 두께에 대한 상기 셀의 대각선의 길이 비는 5~220인 것을 특징으로 하는 커버 윈도우의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 제1단계의 원판 글래스는,
화학 강화가 이루어진 것을 특징으로 하는 커버 윈도우의 제조방법.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 제2단계의 제1요철갭은,
상기 레이저 컷팅 조건에 의해 갭이 조절되는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우의 제조방법.
제 4항에 있어서, 상기 제1요철갭은,
0.1~5㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우의 제조방법.
삭제
삭제
제 1항에 있어서, 상기 챔퍼부는,
상기 원판 글래스의 가공된 셀의 모서리 영역에 형성되는 제1단챔퍼;
상기 제1단챔퍼에 연속되어 상기 제2요철갭 영역에 형성되는 제2단챔퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우의 제조방법.
제 8항에 있어서, 상기 제1단챔퍼 및 제2단챔퍼는,
상기 습식 식각 공정 조건에 따라 서로 다른 방향과 값을 나타내는 둘 이상의 곡률반경을 갖는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 커버 윈도우의 제조방법.
제 9항에 있어서, 상기 제1단챔퍼는 볼록한 형상(R1)에서 오목한 형상(R2)으로 변곡되며, 상기 제2단챔퍼는 상기 제1단챔퍼의 오목한 형상(R2)에서 연속되어 볼록한 형상(R3)으로 변곡되는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 제2요철갭은,
0.1~5㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우의 제조방법.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 제4단계는,
화학강화 공정에 의해 이루어지며,
화학 강화액이 상기 제2요철갭으로 침투되어 상기 원판 글래스의 가공된 셀의 측면도 강화시키는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 제5단계는,
레이저 또는 압력을 가하여 상기 원판 글래스를 셀 단위로 분리하는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 마스크층은,
마스크 패터닝 공정에 의해 형성되며, 상기 셀의 크기에서 상기 챔퍼부의 폭을 제외하여 형성된 것을 특징으로 하는 커버 윈도우의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 제5단계 이전에 상기 원판 글래스의 일면 또는 양면에 셀 단위로 기능층을 형성하거나,
상기 제5단계 이후에 상기 셀의 일면 또는 양면에 기능층을 형성하는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우의 제조방법.
원판 글래스를 셀 단위 가공 및 분리 공정에 의해 형성되며, 글래스 기판과, 상기 글래스 기판의 모서리부에 습식 식각 공정에 의해 형성된 챔퍼부를 포함하는 커버 윈도우에 있어서,
상기 챔퍼부는,
상기 글래스 기판의 모서리 영역에 형성되는 제1단챔퍼와, 상기 제1단챔퍼에 연속되어 형성된 제2단챔퍼;를 포함하고,
상기 글래스 기판의 측면에는 상기 원판 글래스의 셀 단위 가공시 형성되는 요철갭에 의해 미세 요철 형상이 구현되며,
상기 요철갭은,
레이저 컷팅에 의해 상기 원판 글래스를 셀 가공하여, 셀 간 또는 셀과 더미 간에 형성되는 제1요철갭과, 상기 셀 가공된 원판 글래스를 습식 식각 공정에 의해 챔퍼링 가공하여 상기 습식 식각 공정에 의한 습식 식각액이 상기 제1요철갭으로 침투되어 상기 제1요철갭의 적어도 일영역이 변형되어 형성된 제2요철갭을 포함하며,
상기 제2요철갭은 상기 제1요철갭의 폭보다 더 큰 폭을 가지는 영역이 적어도 하나 이상 존재하며,
상기 제2요철갭을 중심으로 상기 원판 글래스의 가공된 셀에 상기 챔퍼부가 형성되고,
상기 원판 글래스의 가공된 셀은,
상기 셀의 두께에 대한 상기 셀의 대각선의 길이 비는 5~220이고,
상기 글래스 기판은 전면(Total Surface)이 강화되어 형성된 것을 특징으로 하는 커버 윈도우.
제 17항에 있어서, 상기 제1단챔퍼 및 제2단챔퍼는,
상기 습식 식각 공정 조건에 따라 서로 다른 방향과 값을 나타내는 둘 이상의 곡률반경을 갖는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 커버 윈도우.
제 18항에 있어서, 상기 제1단챔퍼는 볼록한 형상(R1)에서 오목한 형상(R2)으로 변곡되며, 상기 제2단챔퍼는 상기 제1단챔퍼의 오목한 형상에서 연속되어 볼록한 형상(R3)으로 변곡되는 것을 특징으로 하는 커버 윈도우.
삭제
제 17항에 있어서, 상기 글래스 기판의 일면 또는 양면에 기능층이 형성된 것을 특징으로 하는 커버 윈도우.