KR102480130B1

KR102480130B1 - 표시 장치용 윈도우, 이의 제조 방법, 및 표시 장치 제조 방법

Info

Publication number: KR102480130B1
Application number: KR1020160022094A
Authority: KR
Inventors: 이회관; 김승; 권재중; 연은경; 박철민; 김민수; 김승호; 염종훈
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2022-12-23
Also published as: US11897086B2; US20170239771A1; KR20170100104A; US20200346314A1; US10722995B2

Abstract

본 발명에 따른 표시 장치용 윈도우 제조 방법은 제1 방향을 기준으로 벤딩하는 폴딩부를 포함하는 기판을 스테이지 상부에 제공하는 단계, 상기 폴딩부에 그루브를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 그루브를 형성하는 단계는 제1 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계, 제2 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계, 폴리싱 휠을 사용하여 가공하는 단계를 포함한다. 상기 그루브는 적어도 하나의 곡률반경을 갖는다. 상기 제1 가공 휠은 제1 연삭 입자들을 포함하고, 상기 제2 가공 휠은 상기 제1 연삭 입자들보다 작은 제2 연삭 입자들을 포함한다.

Description

표시 장치용 윈도우, 이의 제조 방법, 및 표시 장치 제조 방법{WINDOW FOR DISPLAY APPARATUS, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND MANUFACTURING METHOD FOR DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 표시 장치용 윈도우, 이의 제조 방법, 및 표시 장치 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 표시 장치의 폴딩시 윈도우의 파손을 억제하는 표시 장치용 윈도우, 이의 제조 방법, 및 표시 장치 제조 방법에 관한 것이다.

평판 형태의 디스플레이 장치로는 액정 표시장치(LCD: Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel), 전계 방출 표시장치(FED: Field Emission Display Device), 발광 다이오드 표시장치(Light Emitting Diode Display Device), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device) 등이 개발되고 있다.

이와 같은 디스플레이 장치는 스마트 폰, 디지털 카메라, 캠코더, 휴대 정보 단말기, 초슬림 랩 탑, 및 태블릿 퍼스널 컴퓨터 등의 모바일 기기용 디스플레이 장치나, 초박형 텔레비전 등의 전자 전기 제품에 이용할 수 있다.

최근에는, 휴대가 용이하고, 다양한 형상의 장치에 적용 가능한 플렉서블 디스플레이 장치(Flexible display device)가 차세대 디스플레이 장치로 각광받고 있다.

본 발명은 표시 장치를 굽히는 경우 윈도우의 파손을 방지하는 표시 장치용 윈도우, 이의 제조 방법, 및 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치용 윈도우 제조 방법은 기판을 스테이지 상부에 제공하는 단계 및 그루브를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 표시 장치용 윈도우 제조 방법은 상기 기판을 에칭하여 상기 기판의 두께를 감소시키는 단계, 및 화학 강화 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법은 상기 표시 장치용 윈도우 제조 방법에 표시 패널을 부착하는 단계를 더 포함한다.

상기 기판은 제1 방향을 기준으로 벤딩하는 폴딩부 및 상기 폴딩부에 인접한 평탄부를 포함한다. 상기 기판은 상기 제1 방향을 기준으로 휘어진 형상을 가질 수 있다. 상기 기판의 제1 면은 상기 스테이지와 접촉하고, 상기 제2 면은 상기 제1 면에 대향한다.

상기 그루브를 형성하는 단계는 제1 연삭 입자들을 포함하는 제1 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계, 상기 제1 연삭 입자들보다 작은 제2 연삭 입자들을 포함하는 제2 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계, 및 상기 폴딩부에 형성된 모서리를 폴리싱 휠을 사용하여 가공하는 단계를 포함한다. 상기 그루브를 형성하는 단계는 상기 폴딩부를 가공 휠로 연삭하여 적어도 하나의 곡률반경을 갖는 단계이다.

상기 제1 가공 휠 및 상기 제2 가공 휠 각각은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 회전축으로 회전할 수 있다. 또는, 상기 제1 가공 휠 및 상기 제2 가공 휠 각각은 상기 제1 방향을 회전축으로 회전할 수 있다.

상기 제1 가공 휠은 상기 제1 방향에 수직한 평면 내에 정의된 제1 곡률반경을 가질 수 있다. 상기 제1 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계는 상기 폴딩부에 상기 제1 곡률반경을 갖는 제1 연삭면을 형성하고, 상기 제1 연삭면의 일단에 제1 모서리를 형성하고, 상기 제1 연삭면의 타단에 제2 모서리를 형성하는 단계일 수 있다. 상기 제1 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계는 상기 폴딩부의 최소 두께를 결정한다.

상기 제2 가공 휠은 상기 제1 곡률반경보다 큰 제2 곡률반경을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 제2 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계는 상기 제1 모서리 및 상기 제2 모서리를 상기 제2 가공 휠로 연삭하여 상기 제2 곡률반경을 갖는 제2 연삭면 및 제3 연삭면을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제2 가공 휠을 상기 제1 곡률반경보다 작은 제3 곡률반경을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 제2 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계는 상기 제1 모서리를 제2 가공 휠로 연삭하여 상기 제3 곡률반경을 갖는 제2 연삭면을 형성하는 단계, 및 상기 제2 모서리를 상기 제2 가공 휠로 연삭하여 상기 제3 곡률반경을 갖는 제3 연삭면을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1 가공 휠 및 제2 가공 휠 각각은 복수의 곡률반경들을 가질 수 있다. 상기 제1 가공 휠과 상기 제2 가공 휠 각각은 동일한 형상을 가질 수 있다.

상기 표시 패널을 부착하는 단계는 상기 제2 면을 상기 제1 면에 비해 상기 표시 패널에 더 인접하게 부착할 수 있다. 이 경우, 상기 표시 장치 제조 방법은 상기 그루브에 완충 부재를 충진하는 단게를 더 포함할 수 있다.

상기 표시 패널을 부착하는 단계는 상기 제1 면을 상기 제2 면에 비해 상기 표시 패널에 더 인접하게 부착할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 면은 상기 그루브를 형성하는 그루브면을 포함하고, 상기 그루브면은 복수의 곡률반경들을 가질 수 있다. 상기 그루브면의 일단 및 타단은 각각 최소 곡률반경을 가질 수 있다. 상기 그루브면은 상기 일단 및 상기 타단 사이에 적어도 하나의 상기 최소 곡률반경을 갖도록 형성할 수 있다.

본 발명의 표시 장치용 윈도우, 이의 제조 방법, 및 표시 장치의 제조 방법은 폴딩부의 두께를 얇게 가공하여 윈도우 굽힘시 파손을 방지한다. 또한, 가공된 윈도우는 표시 패널이 제공하는 영상을 왜곡하지 않도록 설계된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2 및 도 3은 기판에 그루브를 형성하는 단계를 도시한 사시도이다.
도 4A는 도 2의 제1 가공 휠을 도시한 사시도이다.
도 4B는 도 2의 제2 가공 휠을 도시한 사시도이다.
도 5 내지 도 10은 도 2의 I-I’선을 따라 절단한 기판에 그루브를 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 11은 표시 패널을 부착하는 단계의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 12는 도 11의 II-II’선을 따라 절단한 표시 패널을 부착하는 단계의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 13은 표시 패널을 부착하는 단계의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 14는 도 13의 III-III’선을 따라 절단한 표시 장치의 단면도이다.
도 15 내지 17은 영상 왜곡이 시인되지 않기 위한 그루브의 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)의 제조 방법을 도시한 순서도이다.

도 1을 참조하면, 표시 장치(1000)의 제조 방법은 플렉서블 기판(100)을 제공하는 단계(S100), 기판(100)에 그루브(110)를 형성하는 단계(S200), 기판(100)의 두께를 줄이는 에칭하는 단계(S300), 화학 강화 단계(S400), 및 기판 (100) 과 표시 패널(500)을 부착하는 단계(S500)를 포함한다. 그루브(110)를 형성하는 단계(S200)는 제1 가공 휠(310)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S210), 제2 가공 휠(320)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S220), 및 폴리싱 휠(330)을 사용하여 폴딩부(FA)에 형성된 모서리를 가공하는 단계(S230)를 포함한다.

플렉서블 기판(100)을 제공하는 단계(S100)는 기판(100)을 스테이지(200) 상부에 제공하는 단계이다. 스테이지(200)는 기판(100)을 고정하여 기판(100)의 가공을 용이하게 한다. 기판(100)은 터치에 의한 지문, 스크래치, 수분, 먼지, 또는 외부 충격 등의 요인들에 의한 표시 패널(500)의 손상을 방지하는 역할을 한다. 기판(100)이 너무 얇으면, 작은 충격에 의해서도 파손되기 쉽고, 충격을 표시 패널(500)에 전달하기도 쉽다. 따라서, 기판(100)은 일정한 두께 이상일 필요가 있다.

기판(100)은 유연성을 갖는 절연성 소재를 포함할 수 있다. 기판(100)은 투명하거나 반투명할 수 있다. 기판(100)은 글래스 기판을 포함할 수 있다. 또한, 기판(100)은 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리 카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리 에테르 설폰(Polyethersulphone, PES), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리아릴레이트(Polyarylate, PAR), 유리섬유 강화플라스틱(Fiber glass reinforced plastic, FRP) 등의 고분자 소재를 포함할 수 있다.

기판(100)에 그루브(110)를 형성하는 단계(S200)는 기판(100)의 폴딩 특성을 확보하기 위하여 폴딩부(FA)의 두께를 줄이는 단계이다. 구체적인 내용은 후술된다.

에칭하는 단계(S300)는 에칭액 등을 이용하여 기판(100)의 두께를 줄이는 단계이다. 에칭하는 단계(S300)는 기판(100) 전체를 에칭하는 단계이다. 즉, 에칭하는 단계(S300)는 폴딩부(FA) 뿐만 아니라, 평탄부(NFA)도 에칭하여 기판(100) 전체의 두께를 줄인다.

기판(100)의 에칭은 제한이 없으며, 딥(dip) 방식, 스프레이(spray) 방식, 다운 플로어(down-flow) 방식 등의 습식 에칭으로 형성할 수 있다.

화학 강화 단계(S400)는 기판(100)의 이온을 다른 이온으로 대체하는 단계를 포함한다. 예컨대, 글라스를 포함하는 기판(100)을 고온의 용융 알칼리염에 담그면, 기판(100) 표면의 나트륨 이온(Na⁺)의 일부는 칼륨 이온(K⁺)과 교환한다. 칼륨 이온(K⁺)은 나트륨 이온(Na⁺)보다 크고, 냉각시 압축 응력층을 형성하여 기판(100)의 강도를 증가시킨다.

도 2 및 도 3은 기판(100)에 그루브(110)를 형성하는 단계(S200)를 도시한 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 기판(100)은 제1 방향(DR1)을 기준으로 벤딩하는 폴딩부(FA) 및 폴딩부(FA)에 인접한 평탄부(NFA)를 포함하고, 스테이지(200)와 접촉하는 제1 면(120) 및 제1 면(120)에 대향하고 가공 휠(300,400)에 의해 연삭되는 제2 면(130)을 포함한다.

폴딩부(FA)는 제1 방향(DR1)을 기준으로 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)에 대하여 벤딩한다. 폴딩부(FA)는 제1 면(120)이 제2 면(130)보다 서로 가깝게 마주하도록 벤딩할 수 있고, 제2 면(130)이 제1 면(120)보다 서로 가깝게 마주하도록 벤딩할 수 있다.

기판(100)의 폴딩 특성은 기판(100)의 두께 및 벤딩에 의한 곡률반경에 영향을 받는다. 구체적으로, 기판(100)의 두께가 클수록 인장 응력의 크기가 커지고, 기판(100)이 더 많이 휘게 되어 더 작은 곡률반경을 가질수록 인장 응력의 크기가 커진다. 즉, 폴딩 특성을 우수하게 하기 위해서는 기판(100)의 두께가 감소할 필요가 있다.

기판(100)의 폴딩 특성을 우수하게 하기 위하여, 폴딩부(FA)에 그루브(110)를 형성하여 기판(100)의 두께가 얇아지게 할 수 있다. 이 경우, 폴딩부(FA)에 응력이 집중되고 평탄부(NFA)에 응력이 최대한 미치지 않도록 유도할 수 있다. 따라서, 기판(100)의 벤딩에 의한 기판(100)의 손상이 방지된다. 또한, 평탄부(NFA)의 두께는 폴딩부(FA)의 두께보다 크게 형성하여 기판(100)의 충격에 대한 저항력을 확보할 수 있다.

그루브(110)를 형성하는 단계(S200)는 폴딩부(FA)를 가공 휠(300,400)로 연삭하여 제1 방향(DR1)에 수직한 평면 내에 정의된 적어도 하나의 곡률반경을 갖는 그루브(110)를 형성한다.

도 2의 가공 휠(300)은 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)을 회전축으로 회전하고, 제1 방향(DR1)을 따라 이동하여 그루브(110)를 형성한다. 도 3의 가공 휠(400)은 제1 방향(DR1)을 회전축으로 회전하여 그루브(110)를 형성한다.

도 2의 가공 휠(300)과 도 3의 가공 휠(400) 모두 하나의 곡률반경을 갖는 그루브(110)를 형성할 수 있다. 그러나, 도 3의 가공 휠(400)은 제1 방향(DR1)을 회전축으로 회전하여 그루브(110)를 형성하므로, 타원형과 같은 복수의 곡률반경을 갖는 그루브(110)를 형성할 수 없다. 따라서, 타원형과 같은 복수의 곡률반경을 갖는 그루브(110)를 형성하기 위해서는 도 2의 가공 휠(300)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 것이 바람직하다.

도 4A는 도 2의 제1 가공 휠(310)을 도시한 사시도이고, 도 4B는 도 2의 제2 가공 휠(320)을 도시한 사시도이다.

도 2의 가공 휠(300)은 제1 가공 휠(310) 및 제2 가공 휠(320)을 포함한다. 제1 가공 휠(310)은 제1 연삭 입자(311) 및 접촉면(312)을 포함한다. 제2 가공 휠(320)은 제2 연삭 입자(321) 및 접촉면(322)을 포함한다

제1 연삭 입자(311) 및 제2 연삭 입자(321)는 기판(100)을 연삭하기 위한 연마재를 포함한다. 연마재는 기판(100)보다 경도가 큰 물질을 포함하고, 알루미나, 강옥, 및 다이아 몬드를 포함한다.

도 4A 및 도 4B를 비교하면, 제1 연삭 입자(311)는 제2 연삭 입자(321)보다 크다. 제1 연삭 입자(311)는 제2 연삭 입자(321)보다 크므로, 제1 가공 휠(310)은 제2 가공 휠(320)보다 절삭력이 뛰어나다. 제2 연삭 입자(321)는 제1 연삭 입자(311)보다 작으므로, 제2 가공 휠(320)은 제1 가공 휠(310)보다 정교한 연삭이 가능하다. 따라서, 절삭력이 뛰어난 제1 가공 휠(310)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S210) 이후에, 정교한 연삭이 가능한 제2 가공 휠(320)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S220)를 거치는 것이 바람직하다.

제1 가공 휠(310) 및 제2 가공 휠(320)의 접촉면(312,322)은 기판(100)과 접촉하여 기판(100)을 연삭한다. 접촉면(312,322)의 형상은 제한이 없고, 제1 방향(DR1)에 수직한 평면 내에 정의된 적어도 하나의 곡률반경을 갖는다. 접촉면(312,322)이 갖는 곡률반경에 의하여 그루브(110)가 갖는 곡률반경이 결정된다. 제1 가공 휠(310) 및 제2 가공 휠(320)은 동일한 크기 및 곡률반경을 가질 수 있고, 서로 다른 크기 및 곡률반경을 가질 수 있다.

도 5는 도 2의 I-I’선을 따라 절단한 제1 가공 휠(310)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S210)의 일 실시예를 도시한 단면도이다.

제1 가공 휠(310)의 접촉면(312)은 제1 방향에 수직한 평면 내에 정의된 제1 곡률반경(R1)을 갖는다. 제1 가공 휠(310)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S210)는 폴딩부(FA)에 제1 곡률반경(R1)을 갖는 제1 연삭면(131)을 형성한다. 제1 가공 휠(310)은 제1 연삭면(131)의 일단에 제1 모서리(132)를 형성하고, 타단에 제2 모서리(133)를 형성한다.

제1 가공 휠(310)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S210)는 폴딩부(FA)의 최소 두께(h2)를 결정한다. 평탄부(NFA)의 두께(h1)와 폴딩부(FA)의 최소 두께의 차이는 그루브(110)의 최대 깊이(d1)로 정의된다.

도 6은 도 2의 I-I’선을 따라 절단한 제2 가공 휠(320)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S220)의 일 실시예를 도시한 단면도이다.

제2 가공 휠(320)의 접촉면(322)은 제1 방향(DR1)에 수직한 평면 내에 정의된 제1 곡률반경(R1)보다 큰 제2 곡률반경(R2)을 갖는다. 제2 가공 휠(320)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S220)는 제1 모서리(132) 및 제2 모서리(133)를 연삭하여 각각 폴딩부(FA)에 제2 곡률반경(R2)을 갖는 제2 연삭면(134) 및 제3 연삭면(135)을 형성한다.

제2 가공 휠(320)은 제1 곡률반경(R1)보다 큰 제2 곡률반경(R2)을 가지므로 한번의 연삭으로 동시에 제2 연삭면(134) 및 제3 연삭면(135)을 형성할 수 있다. 즉, 제2 연삭면(134)과 제3 연삭면(135)은 동일한 곡률중심을 갖는다.

제2 가공 휠(320)은 제1 모서리(132) 및 제2 모서리(133)를 연삭하여 제2 연삭면(134) 및 제3 연삭면(135)을 형성함으로써, 후술될 폴리싱 휠을 사용하여 가공하는 단계(S230)를 통해 그루브(110)를 곡선으로 가공하기 쉬워진다.

도 7은 도 2의 I-I’선을 따라 절단한 제2 가공 휠(320)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S220)의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.

제2 가공 휠(320)의 접촉면(322)은 제1 방향(DR1)에 수직한 평면 내에 정의된 제1 곡률반경(R1)보다 작은 제3 곡률반경(R3)을 갖는다. 제2 가공 휠(320)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S220)는 제1 모서리(132)를 연삭하여 제3 곡률반경(R3)을 갖는 제2 연삭면(134)을 형성하고, 제2 모서리(133)를 연삭하여 제3 곡률반경(R3)을 갖는 제3 연삭면(135)을 형성한다.

제2 가공 휠(320)은 제1 곡률반경(R1)보다 작은 제3 곡률반경(R3)을 가지므로 각각 다른 연삭 단계를 거쳐 제2 연삭면(134) 및 제3 연삭면(135)을 형성할 수 있다. 즉, 제2 연삭면(134)과 제3 연삭면(135)은 서로 다른 곡률중심을 갖는다.

도 8은 도 2의 I-I’선을 따라 절단한 제1 가공 휠(310) 및/또는 제2 가공 휠(320)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S210, S220)의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.

제1 가공 휠(310) 및/또는 제2 가공 휠(320) 각각의 접촉면(312,322)은 제1 방향(DR1)에 수직한 평면 내에 정의된 복수의 곡률반경을 가질 수 있다. 도 8은 복수의 곡률반경으로서 타원형을 일례로 도시하였다.

복수의 곡률반경을 갖는 경우, 폴딩부(FA)는 원하는 그루브(110) 형상을 용이하게 가질 수 있다. 또한, 폴리싱 휠을 사용하여 가공하는 단계(S230)를 통해 그루브(110)를 곡선으로 가공하기 쉬워진다.

제1 가공 휠(310)과 제2 가공 휠(320)은 동일한 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 가공 휠(310)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S210)는 그루브(110)를 거칠게 연삭하는 단계이고, 제2 가공 휠(320)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S220)는 그루브(110)를 정교하게 다듬는 단계일 수 있다.

도 9는 도 2의 I-I’선을 따라 절단한 제1 가공 휠(310) 및/또는 제2 가공 휠(320)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S210, S220)의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.

도 5 내지 도 8은 기판(100)이 플랫한 경우를 도시하였으나, 도 9와 같이 기판(100)은 휘어진 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 기판(100)은 제1 방향(DR1)을 기준으로 휘어진 형상을 가질 수 있다. 기판(100)은 제1 면(120)이 제2 면(130)보다 서로 가깝게 마주하도록 휘어진 형상을 가질 수 있고, 제2 면(130)이 제1 면(120)보다 서로 가깝게 마주하도록 휘어진 형상을 가질 수 있다.

기판(100)이 휘어진 형상에 대응하여, 스테이지(200)는 제1 면(120)의 휘어진 형상에 대응하도록 제1 면(120)과의 접촉면에 곡선을 가질 수 있다.

도 10은 도 2의 I-I’선을 따라 절단한 폴리싱 휠(330)을 사용하여 가공하는 단계(S230)의 일 실시예를 도시한 단면도이다.

제1 가공 휠(310)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S210) 및 제2 가공 휠(320)을 사용하여 폴딩부(FA)를 연삭하는 단계(S220)는 폴딩부(FA)에 모서리를 형성한다. 기판(100)에 모서리가 형성되는 경우, 모서리로 입사하는 빛이 불규칙하게 출사할 수 있다. 폴리싱 휠(330)을 사용하여 가공하는 단계(S230)는 빛이 규칙적으로 출사할 수 있도록 폴딩부(FA)의 모서리를 가공하여 부드러운 곡선면(136)을 갖도록 한다.

폴리싱 휠(330)의 소재는 제한이 없으나, 부드러운 곡선을 갖도록 가공하기 위하여 연신율이 높은 소재를 연마 입자로 이용하는 것이 바람직하다. 폴리싱 휠(330)은 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)을 회전축으로 회전할 수 있고, 제1 방향(DR1)을 회전축으로 회전할 수 있다. 부드러운 곡선면(136)은 제1 방향(DR1)에 수직한 평면 내에 정의된 적어도 하나의 곡률반경을 가질 수 있다.

도 11은 표시 패널(500)을 부착하는 단계(S500)의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11의 II-II’선을 따라 절단한 표시 패널(500)을 부착하는 단계(S500)의 일 실시예를 도시한 단면도이다.

표시 패널(500)는 영상을 표시할 수 있다. 표시 패널(500)은 스스로 광을 발광하는 표시 패널(예를 들어, 유기 발광 표시 패널(organic light emitting display panel))일 수 있다. 또는, 표시 패널(500)은 광을 발광하지 않고 주위의 광을 이용하여 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(500)은 액정 표시 패널(liquid crystal display panel), 전기영동 표시 패널(electrophoretic display panel), 및 일렉트로웨팅 표시 패널(electrowetting display panel) 중 어느 하나일 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 표시 패널(500)을 부착하는 단계(S500)는 제2 면(130)을 제1 면(120)에 비해 표시 패널(500)에 더 인접하게 부착할 수 있다. 즉, 그루브(110)는 표시 패널(500)과 기판(100) 사이에 제공될 수 있다.

제2 면(130)이 제1 면(120)에 비해 표시 패널(500)에 더 인접하게 부착되는 경우, 표시 장치(1000) 제조 방법은 그루브(110)에 완충 부재(600)를 충진하는 단계를 더 포함할 수 있다. 완충 부재(600)를 충진하는 단계는 기판(100)과 표시 패널(500) 사이에 완충 부재(600)를 충진하여 기판(100)과 표시 패널(500)을 접착할 수 있다. 완충 부재(600)는 접착성을 갖는 PSA(Pressure Sensitive Adhesive) 또는 OCA(Opticlally Clear Adhesive)를 포함할 수 있다. 완충 부재(600)는 투명할 수 있다.

빛은 굴절률이 다른 두 물질을 지나게 되면, 굴절률 차이에 의하여 빛의 굴절 현상이 발생할 수 있다. 기판(100)과 완충 부재(600)는 동일한 굴절률을 가질 수 있다. 이 경우, 표시 패널(500)에 의한 영상은 기판(100)과 완충 부재(600)에 의하여 왜곡되지 않는다.

제1 면(120)은 표시 장치(1000)의 외표면을 형성할 수 있다. 제1 면(120)은 평탄하고, 제2 면(130)과 표시 패널(500) 사이에 제공되는 그루브(110) 내부에 완충 부재(600)가 충진되어 빛의 굴절을 방지하므로, 기판(100)은 광학 특성에 영향을 미치지 않을 수 있다.

도 13은 표시 패널(500)을 부착하는 단계(S500)의 다른 실시예를 도시한 사시도이다. 도 13을 참조하면, 표시 패널(500)을 부착하는 단계(S500)는 제1 면(120)을 제2 면(130)에 비해 표시 패널(500)에 더 인접하게 부착할 수 있다. 즉, 그루브(110)는 기판(100) 상에 제공될 수 있다.

도시하지 않았으나, 제1 면(120)이 제2 면(130)에 비해 표시 패널(500)에 더 인접하게 부착되는 경우, 표시 장치(2000) 제조 방법은 제1 면(120)과 표시 패널(500) 사이에 완충 부재(600)를 충진하는 단계를 더 포함할 수 있다. 완충 부재(600)는 접착성을 갖는 PSA(Pressure Sensitive Adhesive) 또는 OCA(Opticlally Clear Adhesive)를 포함할 수 있다. 완충 부재(600)는 투명할 수 있다.

제2 면(130)은 표시 장치(1000)의 외표면을 형성할 수 있다. 도 11의 표시 장치(1000)와 달리, 도 13의 표시 장치(2000)는 표시 장치(2000)의 외부에 그루브(110)가 제공되므로, 표시 패널(500)에 의한 영상이 왜곡될 수 있다. 구체적으로 그루브(110)에 의해 빛이 굴절될 수 있다.

도 14는 도 13의 III-III’선을 따라 절단한 표시 장치(2000)의 단면도이다.

도 14를 참조하면, 기판(100)의 제2 면(130)은 그루브(110)를 형성하는 그루브면(137)을 포함한다. 그루브면(137)은 제1 방향(DR1)에 수직한 평면 내에 정의된 복수의 곡률반경들을 갖는다. 그루브면(137)은 일단(138), 일단(138)에 마주하는 타단(139), 및 일단(138)과 타단(139) 사이의 내부 지점(137a)을 포함한다. 일단(138) 및 타단(139)은 제1 방향(DR1)에 복수의 곡률반경들 중 최소 곡률반경(RR)을 갖도록 형성한다. 일단(138) 및 타단(139) 사이의 내부 지점(137a)은 최소 곡률반경(RR)을 갖도록 형성할 수 있다. 도 14는 일단(138)과 타단(139) 사이에 두개의 최소 곡률반경(RR)을 갖도록 형성되어 있으나, 하나의 최소 곡률반경(RR)을 가질 수 있다. 즉, 내부 지점(137a)은 복수로 형성할 수 있다.

그루브면(137)은 제1 방향(DR1)에 수직한 평면 내에 정의된 최소 곡률반경(RR)보다 작은 곡률반경을 가질 수 없다. 일단(138)과 타단(139)에서 최소 곡률반경(RR)을 가지므로, 그루브면(137)은 완만한 경사를 갖는 그루브(110)를 형성하게 된다. 완만한 경사를 가질수록, 입사광과 그루브면(137) 사이의 각도가 90˚에 가까워 지므로 빛의 굴절이 거의 발생하지 않아 영상 왜곡이 시인되지 않는다. 도 14와 같이, 일단(138)과 타단(139) 사이에 두 개의 지점에서 최소 곡률반경(RR)을 형성하는 경우, 그루브면(137)의 가운데면은 평탄한 것이 바람직하다. 가운데면이 평탄한 경우, 빛의 굴절을 최소화하여 영상 왜곡을 방지할 수 있다.

기판(100)은 폴딩 특성을 확보하고, 충격에 대한 신뢰성도 확보하여야 한다. 또한, 영상 왜곡이 시인되지 않도록 그루브(110)의 가공을 고려하여야 한다. 일반적으로, 글라스를 포함하는 기판(100)의 경우, 3㎜의 곡률반경을 갖도록 폴딩하기 위하여 필요한 기판(100) 두께는 50㎛이고, 5㎜의 곡률반경을 갖도록 폴딩하기 위하여 필요한 기판(100) 두께는 75㎛일 수 있다. 슬림화된 기판(100)은 그루브(110)의 너비 및 깊이 등의 최적화를 요구한다.

도 15 내지 17은 영상 왜곡이 시인되지 않기 위한 그루브(110)의 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다.

그루브면(137)의 제2 방향(DR2) 폭은 L1, 그루브(110)의 최대 깊이는 d1, 평탄부(NFA)의 두께는 h1, 최소 곡률반경은 RR로 정의한다.

도 15는 그루브(110)의 최대 깊이(d1)에 대하여, 영상 왜곡이 시인되지 않기 위한 최적화된 최소 곡률반경(RR)을 도시한 그래프이다. 최소 곡률반경(RR)이 작으면 그루브(110)의 경사가 급격하게 변하기 때문에, 영상의 왜곡 가능성이 증가한다. 최대 깊이(d1)가 커지게 되면, 그루브(110)의 경사가 급격하게 변하기 때문에, 영상의 왜곡 가능성이 증가한다.

도 15의 값을 연결하여 함수로 나타낸 경우, 최소 곡률반경(RR)은 1×107d12-735625d1+15222로 나타난다. 구체적으로, 최대 깊이(d1)가 0.02㎜인 경우, 약 4500㎜의 최소 곡률반경(RR)을 갖는 경우까지 영상 왜곡이 시인되지 않는다. 4500㎜ 이상의 최소 곡률반경(RR)을 갖는 경우에도 영상 왜곡이 시인되지 않으나, 제2 방향(DR2) 폭(L1)이 넓어져 충격에 취약할 수 있다.

그루브(110)의 최대 깊이(d1)는 평탄부(NFA)의 두께(h1)보다 클 수 없으므로, 0.01㎜ 이상 0.05㎜이하가 바람직하다. 이에 따른 최소 곡률반경(RR)의 크기는 2m 이상 10m 이하가 바람직하다.

도 16은 그루브(110)의 최대 깊이(d1)에 대하여, 영상 왜곡이 시인되지 않기 위한 최적화된 RR×(d1/L12) 값을 도시한 그래프이다. 도 17은 그루브(110)의 최대 깊이(d1)에 대하여, 영상 왜곡이 시인되지 않기 위한 최적화된 RR×(d1/L1/h1) 값을 도시한 그래프이다.

그루브면(137)의 제2 방향(DR2) 폭(L1)이 클수록, 최소 곡률반경(RR)을 크게 할 수 있으므로 영상의 왜곡 가능성이 감소할 수 있다. 다만, 그루브(110)가 형성되는 면이 넓어져 충격에 취약할 수 있다.

도 16을 참조하면, 바람직한 RR×(d1/L12) 값은 0.08 이상 0.12 이하이다. 도 17을 참조하면, 최적화된 RR×(d1/L1/h1) 값은 40 이상 50 이하이고, 바람직한 RR×(d1/L1/h1) 값은 10 이상 50 이하이다.

한편 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1000,2000: 표시 장치 100: 기판
110: 그루브 200: 스테이지
300,400: 가공 휠 310: 제1 가공 휠
320: 제2 가공 휠 330: 폴리싱 휠
500: 표시 패널 600: 완충 부재
FA: 폴딩부 NFA: 평탄부

Claims

제1 방향을 기준으로 벤딩하는 폴딩부 및 상기 폴딩부에 인접한 평탄부를 포함하는 기판을 스테이지 상부에 제공하는 단계; 및
상기 폴딩부를 가공 휠로 연삭하여 적어도 하나의 곡률반경을 갖는 그루브를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 그루브를 형성하는 단계는,
제1 연삭 입자들을 포함하는 제1 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계;
상기 제1 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계 이후에, 상기 제1 연삭 입자들보다 작은 제2 연삭 입자들을 포함하는 제2 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계; 및
상기 폴딩부에 형성된 모서리를 폴리싱 휠을 사용하여 가공하는 단계를 포함하고,
상기 제1 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계는, 제1 연삭면을 형성하고, 상기 제1 연삭면의 일단에 제1 모서리를 형성하고, 상기 제1 연삭면의 타단에 제2 모서리를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제2 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계는, 상기 제1 모서리 및 상기 제2 모서리를 연삭하는 단계를 포함하는 표시 장치용 윈도우 제조 방법.
제1 항에 있어서,
상기 제1 가공 휠 및 상기 제2 가공 휠 각각은,
상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 회전축으로 회전하고, 상기 제1 방향을 따라 이동하는 표시 장치용 윈도우 제조 방법.
제2 항에 있어서,
상기 기판과 접촉하는 상기 제1 가공 휠의 접촉면은 상기 제1 방향에 수직한 평면 내에 정의된 제1 곡률반경을 갖고,
상기 제1 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계는,
상기 폴딩부에 상기 제1 곡률반경을 갖는 상기 제1 연삭면을 형성하고, 상기 폴딩부의 최소 두께를 결정하는 표시 장치용 윈도우 제조 방법.
제3 항에 있어서,
상기 기판과 접촉하는 상기 제2 가공 휠의 접촉면은 상기 제1 곡률반경보다 큰 제2 곡률반경을 갖고,
상기 제2 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계는,
상기 제1 모서리 및 상기 제2 모서리를 상기 제2 가공 휠로 연삭하여 각각 상기 제2 곡률반경을 갖는 제2 연삭면 및 제3 연삭면을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제2 연삭면과 상기 제3 연삭면은 동일한 곡률중심을 갖는 표시 장치용 윈도우 제조 방법.
제3 항에 있어서,
상기 기판에 접촉하는 상기 제2 가공 휠의 접촉면은 상기 제1 곡률반경보다 작은 제3 곡률반경을 갖고,
상기 제2 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계는,
상기 제1 모서리를 상기 제2 가공 휠로 연삭하여 상기 제3 곡률반경을 갖는 제2 연삭면을 형성하는 단계; 및
상기 제2 모서리를 상기 제2 가공 휠로 연삭하여 상기 제3 곡률반경을 갖는 제3 연삭면을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치용 윈도우 제조 방법.
제3 항에 있어서,
상기 기판은 상기 제1 방향을 기준으로 휘어진 형상을 갖는 표시 장치용 윈도우 제조 방법.
제2 항에 있어서,
상기 기판과 접촉하는 상기 제1 가공 휠 및 제2 가공 휠 각각의 접촉면은 상기 제1 방향에 수직한 평면 내에 정의된 복수의 곡률반경들을 갖고,
상기 제1 가공 휠과 상기 제2 가공 휠 각각은 동일한 형상을 갖는 표시 장치용 윈도우 제조 방법.
제1 항에 있어서,
상기 가공 휠은,
상기 제1 방향을 회전축으로 회전하는 표시 장치용 윈도우 제조 방법.
제1 항에 있어서,
상기 기판을 에칭하여 상기 기판의 두께를 감소시키는 단계를 더 포함하는 표시 장치용 윈도우 제조 방법.
제1 항에 있어서,
상기 기판의 이온을 다른 이온으로 대체하는 화학 강화 단계를 더 포함하는 표시 장치용 윈도우 제조 방법.
제1 방향을 기준으로 벤딩하는 폴딩부 및 상기 폴딩부에 인접한 평탄부를 포함하는 기판을 스테이지 상부에 제공하는 단계;
상기 폴딩부를 가공 휠로 연삭하여 적어도 하나의 곡률반경을 갖는 그루브를 형성하는 단계; 및
상기 기판 및 영상을 표시하는 표시 패널을 부착하는 단계를 포함하고,
상기 그루브를 형성하는 단계는,
제1 연삭 입자들을 포함하는 제1 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계;
상기 제1 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계 이후에, 상기 제1 연삭 입자들보다 작은 제2 연삭 입자들을 포함하는 제2 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계; 및
상기 폴딩부에 형성된 모서리를 폴리싱 휠을 사용하여 가공하는 단계를 포함하고,
상기 제1 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계는, 제1 연삭면을 형성하고, 상기 제1 연삭면의 일단에 제1 모서리를 형성하고, 상기 제1 연삭면의 타단에 제2 모서리를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제2 가공 휠을 사용하여 상기 폴딩부를 연삭하는 단계는, 상기 제1 모서리 및 상기 제2 모서리를 연삭하는 단계를 포함하는 표시 장치 제조 방법.
제11 항에 있어서,
상기 제1 가공 휠 및 상기 제2 가공 휠 각각은,
상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 회전축으로 회전하고, 상기 제1 방향을 따라 이동하는 표시 장치 제조 방법.
제11 항에 있어서,
상기 기판의 제1 면은 상기 스테이지와 접촉하고, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면은 상기 가공 휠로 연삭하고,
상기 표시 패널을 부착하는 단계는,
상기 제2 면을 상기 제1 면에 비해 상기 표시 패널에 더 인접하게 부착하는 표시 장치 제조 방법.
제13 항에 있어서,
상기 그루브에 완충 부재를 충진하는 단계를 더 포함하는 표시 장치 제조 방법.
제11 항에 있어서,
상기 기판의 제1 면은 상기 스테이지와 접촉하고, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면은 상기 가공 휠로 연삭하고,
상기 표시 패널을 부착하는 단계는,
상기 제1 면을 상기 제2 면에 비해 상기 표시 패널에 더 인접하게 부착하는 표시 장치 제조 방법.
제15 항에 있어서,
상기 제2 면은 상기 그루브를 형성하는 그루브면을 포함하고,
상기 그루브면은 복수의 곡률반경들을 갖고,
상기 그루브면의 일단 및 타단 각각은 상기 복수의 곡률반경들 중 최소 곡률반경을 갖고,
상기 그루브면은 상기 일단 및 상기 타단 사이에 적어도 하나의 상기 최소 곡률반경을 갖도록 형성하는 표시 장치 제조 방법.
제16 항에 있어서,
상기 그루브면의 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향의 폭은 L1, 상기 그루브의 최대 깊이는 d1, 상기 평탄부의 두께는 h1, 상기 최소 곡률반경은 RR으로 정의되고,
RR은 2m 이상 10m 이하이고,
d1은 0.01mm 이상 0.05mm 이하이고,
RR×(d1/L1²)은 0.08 이상 0.12 이하이고,
RR×(d1/L1/h1)는 10 이상 50 이하가 되도록 형성하는 표시 장치 제조 방법.
제1 방향을 기준으로 벤딩하는 폴딩부; 및
상기 폴딩부에 인접한 평탄부를 포함하고,
상기 폴딩부는 제1 방향에 수직한 평면 내에 정의된 복수의 곡률반경들을 갖는 그루브를 제공하는 그루브면을 포함하고,
상기 그루브면은 상기 평탄부와 접촉하는 일단, 상기 평탄부와 접촉하고 상기 일단에 마주하는 타단, 및 상기 일단과 상기 타단 사이의 내부 지점을 포함하고,
상기 일단, 상기 타단, 및 상기 내부 지점은 각각 상기 복수의 곡률반경들 중 최소 곡률반경을 갖는 표시 장치용 윈도우.
제18 항에 있어서,
상기 그루브면의 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향의 폭은 L1, 상기 그루브의 최대 깊이는 d1, 상기 평탄부의 두께는 h1, 상기 최소 곡률반경은 RR으로 정의되고,
RR은 2m 이상 10m 이하이고,
d1은 0.01mm 이상 0.05mm 이하이고,
RR×(d1/L1²)은 0.08 이상 0.12 이하이고,
RR×(d1/L1/h1)는 10 이상 50 이하인 표시 장치용 윈도우.