KR20070000055A - 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 및그 제조방법 - Google Patents

정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 및그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 비저항값이 6(Ωㆍm)이상인 크롬합금레이어와 절연특성을 갖는 절연레이어를 적층시킴으로써, 반사특성을 높이고 외부 정전기로부터 화면표시부를 포함하는 주요부품 그리고 내부회로의 손상을 방지함에 그 특징적인 목적이 있다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명은, 플라스틱 재질의 윈도우패널(210)과, 상기 윈도우패널(210) 상부에 증착된 버퍼레이어(220)와, 상기 버퍼레이어(220) 상부에 증착된 산화물 또는 질화물 재질의 제1절연레이어(230)와, 상기 제1절연레이어(230) 상부에 증착된 비저항값 6(Ωㆍm) 이상의 크롬합금레이어(240), 및 상기 크롬합금레이어(240) 상부에 증착된 산화물 또는 질화물 재질의 제2절연레이어(250); 로 구성된다.

Description

정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 및 그 제조방법{A MIRROR-WINDOW HAVING A STRUCTURE FOR PROTECTING DISPLAY DEVICE FROM EMI AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 정보통신기기의 화면표시부 상부에 안착되는 윈도우에 관한 것으로서, 특히, 외부로부터 인가되는 고압의 정전기를 효과적으로 감쇄시킴으로써 화면표시부를 비롯하여 내부 회로에 대한 손상을 방지할 수 있는, 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 및 그 제조방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 일반적인 정보통신기기 생산공정에는 그 성능을 검사하기 위한 여러 가지 다양한 테스트 공정들이 포함된다. 이러한 테스트 공정중에서도 고압의 정전기를 인위적으로 발생시켜 상기 정보통신기기에 인가함으로써, 정전기에 의한 정보통신기기의 특성변화를 측정하는 정전기방전(ESD, Electro Static Discharge) 테스트가 있다.
더욱 구체적으로, 통상의 휴대폰을 예로 들어 상기 정전기방전 테스트를 설명하면 다음과 같다. 도 1a 에 도시된 바와 같이 정전기총(10)을 통해 통상 8KV 내지 15KV의 정전기(E)를 접촉식 또는 비접촉식으로 휴대폰(20)에 침투시킨다. 이때의 정전기(E)는 다양한 경로를 통해 휴대폰(20) 내부로 확산되는 바, 이로 인해 휴대폰(20)의 주요부품을 비롯한 내부회로, 특히 윈도우(22) 하부에 구비되는 화면표시부(24)에 치명적인 손상을 초래하기도 한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 화면표시부(24) 주변에 절연방전 테이프(미도시)를 부착시키거나 또는 그 내부에 바리스터 소자(미도시)를 채용함으로써, 상기와 같은 정전기방전 테스트에 의한 화면표시부(24) 및 주요부품들을 비롯한 내부회로의 손상을 방지하였으나, 절연방전 테이프 및 바리스터의 가격이 비교적 고가이므로 생산비(제조비)가 증가된다는 문제점이 있다. 그리고, 상기 절연방전 테이프는 그 두께가 약 1(mm) 이상이므로 제품 설계시 공간적인 제약이 따른다.
한편, 급변하는 정보통신기기 시장에서 디자인에 대한 사용자들의 욕구를 충족시키기 위하여, 미러(Mirror) 효과를 갖도록 일면상의 주연부(周緣部) 또는 그 일측부를 금속박막 처리한 미려하고 고급스러운 윈도우(이하, '미러윈도우'로 약칭함)가 채용되고 있다.
그러나, 상기 종래의 미러윈도우에 주로 이용되는 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr)과 같은 금속은, 전기를 용이하게 통전시킬 수 있는 도전성 특성을 갖고 있는 바, 정전기방전 테스트시 인가되는 고압의 정전기가 정보통신기기 내부로 침투하는 주요한 경로가 된다. 이로 인해 전술한 바와 같은 주요부품 및 내부회로 손상을 비롯하여, 윈도우로부터 미러박막이 박리(剝離)되는 경우가 발생하기도 한다. 또한, 이러한 금속을 이용하는 미러윈도우는 공기중에서 부식 또는 산화되기 때문에 산화방지막(보호막)을 코팅시켜야 하는 추가 공정이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 미러윈도우 제조시, 비저항값이 6(Ωㆍm)이상인 크롬합금레이어와, 절연특성이 우수한 절연레이어를 적층시킴으로써, 그 반사특성을 높이고, 정전기로부터 화면표시부 및 주요부품 그리고 내부회로를 효과적으로 보호할 수 있는, 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 및 그 제조방법을 제공하는데 그 특징적인 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우는, 플라스틱 재질의 윈도우패널(210)과, 상기 윈도우패널(210) 상부에 증착된 버퍼레이어(220)와, 상기 버퍼레이어(220) 상부에 증착된 산화물 또는 질화물 재질의 제1절연레이어(230)와, 상기 제1절연레이어(230) 상부에 증착된 비저항값 6(Ωㆍm) 이상의 크롬합금레이어(240), 및 상기 크롬합금레이어(240) 상부에 증착된 산화물 또는 질화물 재질의 제2절연레이어(250)로 구성된다.
바람직하게, 상기 산화물은 이산화규소(SiO2) 또는 이산화티타늄(TiO2)인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우를 제조하기 위한 방법은, 윈도우패널(210)에 버퍼레이어(220)를 증착시키는 제 1 공정과, 상기 버퍼레이어(220)에 산화물 또는 질화물 재질의 제1절연레이어(230)를 증착시키는 제 2 공정과, 상기 제1절연레이어(230)에 비저항값 6(Ωㆍm) 이상의 크롬합금레이어(240)를 증착시키는 제 3 공정, 및 상기 크롬합금레이어(240)에 산화물 또는 질화물 재질의 제2절연레이어(250)를 증착시키는 제 4 공정으로 이루어진다.
바람직하게, 상기 제 1 공정 이전에, 윈도우패널(210)의 표면에 유착되어 있는 유기물질, 오염물질, 및 수분을 제거하고, 그 표면 거칠기를 향상시키기 위한 전처리 공정을 더 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우에 관하여 도 2 를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우의 단면도이다.
상기 도 2 에 도시된 바와 같이, 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우(200)(이하, '미러윈도우'라 한다)는, 하기에서 기술될 전처리 단계를 거친 플라스틱 재질의 윈도우패널(210)과, 상기 윈도우패널(210) 상부에 증착된 버퍼레이어(220)와, 상기 버퍼레이어(220) 상부에 증착된 산화물(Oxide) 또는 질화물(Nitride) 재질의 제1절연레이어(230)와, 상기 제1절연레이어(230) 상부에 증착된 크롬합금레이어(240), 및 상기 크롬합금레이어(240) 상부에 증착된 산화물 또는 질화물 재질의 제2절연레이어(250)로 구성된다.
상술한 바와 같은 미러윈도우(200)는, 서로 상이한 굴절률을 갖는 다수의 레이어로 적층되어 있으므로, 종래에 비해 반사특성이 향상된다.
여기에서, 본 발명의 특징적인 양상에 따른 상기 크롬합금레이어(240)는, 종래 알루미늄(Al)에 비해 12 내지 13(Ωㆍm) 가량의 높은 비저항값과, 60 내지 75％ 가량 증가된 반사율을 갖는다. 이와 아울러 알루미늄(Al)에 비해 그 중량이 가볍고, 재료비가 저렴하다는 특징을 갖고 있다.
이하, 상기 미러윈도우(200) 제작 공정에 대해 도 3 및 도 4 를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 제작 방법을 나타내는 순서도이며, 도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우를 제작하기 위한 제조기를 나타내는 예시도이다.
[제 1 공정 - 전처리(S310) ]
먼저, 열변형 온도가 100℃ 이상이 되도록 열처리된 PMMA(Polymethyl Methacrylate) 재질의 윈도우패널(210)을 도 4 에 도시된 바와 같은 제조기(400)의 회전 가능한 돔(410)에 위치시키되, 그 표면상에 유착되어 있는 유기물질 및 오염물질을 중성세제, 탈이온수, 알콜 등을 이용하여 초음파 방식으로 세척하고, 필요에 따라서는 질소가스를 이용하여 수분을 제거한다.
이어서, 상기 제조기(400)의 내부 진공 압력이 약 4.5xE-5(Torr) 이하가 되도록 배기시킨 후, 상기 윈도우패널(210)의 잔류 수분을 제거하고 윈도우패널(210)과 버퍼레이어(220) 사이의 결합력을 향상시키기 위하여, 가스유량조절기(420)를 통해 혼합된 아르곤(Ar)과 산소(O2)를 플라즈마 이온빔(430)에 공급시킨 후 상기 윈도우패널(210)을 에칭(Etching)시킨다. 이때, 제조기(400)의 내부 온도는 할로겐히터(440)를 통해 80℃(±2)로 유지하며, 그리고 플라즈마 이온빔(430)의 전위는 약 150(V), 전류는 약 900(mA)가 되도록 한다.
상술한 바와 같은 전처리 단계(S310)는 과도한 열에너지에 의해 야기될 수 있는 윈도우패널(210)의 변형을 고려하여 약 3분 정도 진행되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서, 상기 제조기(400)는 물리기상증착(PVD, Physical Vapor Deposition) 방식의 진공박막 증착장비로 설정하겠으나, 화학기상증착(CVD, Chemical Vapor Deposition) 방식의 진공박막 증착장비로도 설정할 수 있는 바, 본 발명이 그 증착 방식에 한정되는 것은 아니다.
[제 2 공정 - 버퍼레이어 형성(S320) ]
상기 제 1 공정을 통해 전처리된 윈도우패널(210) 상부에 산화규소(SiO)를 증착시킴으로써 소정 두께를 갖는 버퍼레이어(220)를 형성시킨다(S320).
본 실시예에서, 상기 버퍼레이어(220)의 재질을 산화규소(SiO)로 설정하였으나, 본 발명이 그 재질에 한정되는 것은 아니다.
[제 3 공정 - 제1절연레이어 형성(S330) ]
상기 제 2 공정이 이루어진 후에, 절연특성을 갖는 산화물(Oxide)을 상기 버퍼레이어(220)에 증착시켜 제1절연레이어(230)를 형성시킨다(S330).
여기에서, 상기 제1절연레이어(230)는, TiO2, SiO2, Ta2O5, ZrO2, HfO2, 및 Al2O3 를 포함하는 산화물 중에서 이산화규소(SiO2) 또는 이산화티타늄(TiO2)인 것으로 설정하겠으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, SiON, Si3N4, AlN, 및 TiN을 포함하는 질화물(Nitride)로 설정할 수도 있다. 그러나, 질화물의 경우 윈도우패널(210)과의 부착력이 다소 떨어지는 바, 상기의 산화물을 이용하는 것이 바람직하다.
더욱 구체적으로, 상기 산화물은, 소재반입 도나기(450)에서 전자빔(460)을 통해 불순물 및 수분을 제거시키는 이른바 소크(Soak)과정을 거친 후, 제조기(400)의 내부 진공도가 약 3.8xE-5(Torr)가 된 상태에서 소정 속도로 회전되는 돔(410) 상에 위치한 윈도우패널(210)에 증착된다.
이때, 상기 제조기(400)의 내부 온도는 80℃(±2)로 유지하고, 산화물의 증착속도는 약 3.0 내지 8.0(Å/Sec)로, 제조기(400) 내의 산소량은 상기 가스유량조절기(420)를 통해 약 18 내지 22(Sccm)로 유지시키며, 플라즈마 이온빔(430)의 애노드 전압(Anode Voltage) 및 애노드 전류(Anode Current)는 각각 150(V), 7.5 내지 8.0(A)로, 그리고 전자빔(460)의 ACC전압(ACC Voltage)은 7.5(KV)로, 그 방사전류(Emission Current)는 이산화티타늄(TiO2)의 경우 약 490(mA), 이산화규소(SiO2)의 경우 약 180(mA)로 유지시키는 것이 바람직하나, 이는 제조 공정에 따른 다양한 변수들에 의해 변동되는 것은 자명한 바, 본 발명이 그 수치에 한정되는 것은 아니다.
[제 4 공정 - 크롬합금레이어 형성(S340) ]
상술한 제 3 공정이 이루어진 후에, 크롬합금레이어(240)를 형성시킨다(S340).
이때의 공정조건은, 먼저 가스유량조절기(420)를 통해 약 80 : 20 혼합 비율로 아르곤(Ar)과 산소(O2)가 플라즈마 이온빔(430)으로 공급되어야 하며, 크롬합금레이어(240)의 증착 속도는 약 3.0 내지 4.0(Å/Sec)으로, 그리고 전자빔(460)의 방사전류는 약 150 내지 180(mA)가 되도록 한다.
이러한 제 4 공정을 통해 증착된 상기 크롬합금레이어(240)는, 전술한 바와 같이 종래 알루미늄(Al)에 비해 12 내지 13(Ωㆍm) 가량의 높은 비저항값을 갖게되므로, 정전기방전 테스트시 합격기준인 6(Ωㆍm)의 비저항값을 상회하는 특징을 갖는다.
따라서, 외부로부터 침투되는 정전기를 종래에 비해 현저하게 감소시킬 수 있으므로 화면표시부 및 주요부품을 효과적으로 보호할 수 있게 된다. 또한, 종래의 알루미늄(Al)에 비해 저렴하며, 그 반사율이 60 내지 70(%) 정도 증가된 미러윈도우를 제조할 수 있다.
[제 5 공정 - 제2절연레이어 형성(S350) ]
마지막으로, 제 3 공정과 동일한 방식으로 절연특성을 갖는 제2절연레이어(250)를 형성시킨다(S350). 여기에서, 상기 제2절연레이어(250)는 제1절연레이어(230)의 두께와 상이하게 증착될 수 있다.
참고적으로, 상기 제 3 공정 및 제 5 공정에서, 절연레이어(230, 250)는 단일의 이산화규소(SiO2) 또는 이산화티타늄(TiO2)으로 형성되는 것으로 설정하였으나, 이산화규소(SiO2) 및 이산화티타늄(TiO2)가 서로 교번하여 수차례 적층됨으로써 각각의 절연레이어(230, 250)가 형성되는 것으로도 설정 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 및 그 제조방법은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 종래에 비해 반사특성이 향상된, 그리고 정전기로부터 화면표시부를 포함한 주요부품 그리고 내부회로를 효과적으로 보호할 수 있는 미러윈도우를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 종래와 같이 고가의 절연방전 테이프 또는 바리스터를 사용하지 않아도 되므로 정보통신기기의 제조비를 낮출 수 있으며, 그 두께를 줄일 수 있다.
도 1 은 종래의 정전기방전 테스트(ESD)를 나타내는 예시도.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우의 단면도.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 제작 방법을 나타내는 순서도.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우를 제작하기 위한 제조기를 나타내는 예시도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
200 : 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우
210 : 윈도우패널 220 : 버퍼레이어
230 : 제1절연레이어 240 : 크롬합금레이어
250 : 제2절연레이어 400 : 제조기
410 : 돔 420 : 가스유량조절기
430 : 플라즈마 이온빔 440 : 할로겐히터
450 : 소재반입 도나기 460 : 전자빔

Claims (10)

  1. 정보통신기기의 화면표시부 상부에 안착되는 미러윈도우에 있어서,
    플라스틱 재질의 윈도우패널(210)과, 상기 윈도우패널(210) 상부에 증착된 버퍼레이어(220)와, 상기 버퍼레이어(220) 상부에 증착된 산화물 또는 질화물 재질의 제1절연레이어(230)와, 상기 제1절연레이어(230) 상부에 증착된 비저항값 6(Ωㆍm) 이상의 크롬합금레이어(240), 및 상기 크롬합금레이어(240) 상부에 증착된 산화물 또는 질화물 재질의 제2절연레이어(250); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화물은,
    이산화규소(SiO2) 또는 이산화티타늄(TiO2)인 것을 특징으로 하는 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼레이어(220)는,
    산화규소(SiO) 재질인 것을 특징으로 하는 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우.
  4. 제 1 항에 기재된 미러윈도우를 제조기(400)를 통해 제조하기 위한 방법에 있어서,
    윈도우패널(210)에 버퍼레이어(220)를 증착시키는 제 1 공정;
    상기 버퍼레이어(220)에 산화물 또는 질화물 재질의 제1절연레이어(230)를 증착시키는 제 2 공정;
    상기 제1절연레이어(230)에 비저항값 6(Ωㆍm) 이상의 크롬합금레이어(240)를 증착시키는 제 3 공정; 및
    상기 크롬합금레이어(240)에 산화물 또는 질화물 재질의 제2절연레이어(250)를 증착시키는 제 4 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 버퍼레이어(220)는,
    산화규소(SiO) 재질인 것을 특징으로 하는 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 공정 이전에,
    윈도우패널(210)의 표면에 유착되어 있는 유기물질, 오염물질, 및 수분을 제거하고, 그 표면 거칠기를 향상시키기 위한 전처리 공정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 제조방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 산화물은,
    이산화규소(SiO2) 또는 이산화티타늄(TiO2)인 것을 특징으로 하는 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 전처리 공정은,
    상기 제조기(400)의 내부 진공 압력이 약 4.5xE-5(Torr) 이하가 되도록 배기된 후, 할로겐히터(440)를 통해 그 내부 온도가 80℃(±2)로 유지된 상태에서, 가스유량조절기(420)를 통해 혼합된 아르곤(Ar) 및 산소(O2)가 약 150(eV)로 설정된 플라즈마 이온빔(430)에 공급되어 이루어지는 것을 특징으로 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 제조방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 공정 또는 제 4 공정은,
    상기 제조기(400)의 내부 진공 압력이 약 3.8xE-5(Torr) 이하가 되도록 배기된 후, 그 내부 온도가 80℃(±2)로 유지된 상태로, 그 내부 산소량은 가스유량조절기(420)를 통해 약 18 내지 22(Sccm)로 유지된 상태에서, 플라즈마 이온빔(430)의 애노드 전압 및 애노드 전류는 각각 150(eV), 7.5 내지 8.0(A)로, 전자빔(460)의 ACC전압은 7.5(KV)로, 그 방사전류는 이산화티타늄(TiO2)의 경우 약 490(mA), 이산화규소(SiO2)의 경우 약 180(mA)로 유지된 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 제조방법.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 공정은,
    상기 제조기(400) 내부의 아르곤(Ar) 및 산소(O2)의 비율이 가스유량조절기(420)를 통해 80 : 20의 비율로 유지된 상태로, 그리고 전자빔(460)의 방사전류가 150 내지 180(mA)로 유지된 상태에서, 3.0 내지 4.0(Å/Sec)의 증착속도로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전기방전방지구조를 갖는 정보통신기기용 미러윈도우 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20080052848A (ko) * 2006-12-08 2008-06-12 (주)쓰리나인 정전방전 및 비전도 구조를 갖는 이동통신단말기외장부품의 제조방법

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