KR20120070450A

KR20120070450A - 강화 유리 기판 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20120070450A
Application number: KR1020100132009A
Authority: KR
Inventors: 오정택
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2012-06-29

Abstract

실시예에 따른 강화 유리 기판의 제조 방법은, 장변 및 단변을 가지는 유리 기판을 준비하는 단계; 및 상기 유리 기판을 가열하는 단계 및 상기 유리 기판을 냉각하는 단계를 포함하여 상기 유리 기판을 강화하는 단계를 포함한다. 상기 유리 기판을 냉각하는 단계에서는, 냉각 유체가 방출되는 복수의 노즐을 구비한 냉각 유닛을 통과하도록 상기 유리 기판을 이송한다. 이때, 상기 유리 기판의 이송 방향은 상기 유리 기판의 장변과 평행할 수 있다.

Description

강화 유리 기판 및 이의 제조 방법{TEMPERED GLASS SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 기재는 강화 유리 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

강화 유리 기판은 통상의 유리 기판보다 압력 및 온도 변화에 대한 강도가 높고 파편에 대한 위험이 적어, 표시 장치, 자동차, 건물의 외관 또는 문으로 사용된다.

이러한 강화 유리 기판을 형성하기 위한 강화 공정은 크게 물리적 강화 공정과 화학적 강화 공정으로 나뉠 수 있다. 물리적 강화 공정은 유리를 가열한 후 급냉하여 유리를 강화하는 것이며, 화학적 강화 공정은 유리를 일정한 용액(예를 들어, KNO₃) 내에 담가서 유리를 강화하는 것이다.

일반적으로 물리적 강화 공정은 일정 두께 이상의 유리를 강화하는 데 적용되는데, 냉각 공정 중에 열 편차 등으로 인해 얼룩 등이 형성될 수 있다. 이러한 얼룩은 기능성 필름 등이 부착된 경우에 더욱 눈에 뜨일 수 있으며, 특히 표시 장치에 적용될 경우에 표시 품질을 저하할 수 있다.

본 실시예는 얼룩을 저감할 수 있는 강화 유리 기판의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 강화 유리 기판을 제공하고자 한다.

상기 복수의 노즐이 상기 유리 기판의 이송 방향과 교차하는 방향으로 서로 이격되는 제1 열의 노즐을 구비할 수 있다.

상기 복수의 노즐이 상기 제1 열의 노즐과 상기 이송 방향으로 이격되는 제2 열의 노즐을 더 구비할 수 있다.

상기 제1 열의 노즐들과 상기 제2 열의 노즐들이 지그재그(zigzag)로 배치될 수 있다.

상기 유리 기판을 강화하는 단계 이후에, 상기 강화 유리 기판에 기능성 필름을 부착할 수 있다.

상기 기능성 필름은 김서림 방지 필름(anti-fog film), 반사 방지 필름(anti-reflection film), 눈부심 방지 필름(anti-glare film) 및 지문 방지 필름으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상술한 강화 유리 기판의 제조 방법에 의해 제조된 강화 유리 기판은 장변을 따라 줄 얼룩이 형성될 수 있다.

상기 강화 유리 기판에 기능성 필름을 부착될 수 있다.

실시예에 따르면, 냉각 공정 중에 유리 기판을 이송하는 방향을 제어하여 강화 유리 기판의 줄 얼룩의 개수를 줄일 수 있다. 이에 의하여 강화 유리 기판을 표시 장치에 적용한 경우에 표시 품질을 향상할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 강화 유리 기판의 제조 방법의 공정 흐름도이다.
도 2는 실시예에 따른 강화 유리 기판의 제조 방법에서 유리 기판을 강화하는 단계를 나타낸 개략도이다.
도 3은 실시예에 따른 강화 유리 기판의 제조 방법에서 유리 기판을 냉각하는 단계를 나타낸 평면도이다.
도 4는 실시예에 따른 강화 유리 기판의 제조 방법에 의해 제조된 강화 유리 기판의 개략적인 평면도이다.
도 5는 실시예에 따른 강화 유리 기판에 기능성 필름을 부착한 상태의 단면도이다.

실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다.

도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 실시예에 따른 강화 유리 기판의 제조 방법의 공정 흐름도이다. 도 2는 실시예에 따른 강화 유리 기판의 제조 방법에서 유리 기판을 강화하는 단계를 나타낸 개략도이다.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 강화 유리 기판의 제조 방법은 유리 기판을 준비하는 단계(ST10)와 유리 기판을 강화하는 단계(ST20)를 포함한다. 그리고 유리 기판을 강화하는 단계(ST20)는 유리 기판을 가열하는 단계(ST22) 및 유리 기판을 냉각하는 단계(ST24)를 포함한다.

먼저, 유리 기판을 준비하는 단계(ST10)에서는 장변(도 3의 참조부호 12, 이하 동일)과 단변(도 3의 참조부호 14, 이하 동일)을 가지는 유리 기판(도 3의 참조부호 10, 이하 동일)을 준비한다. 일례로 이러한 유리 기판(10)은 직사각형의 평면 형상을 가질 수 있다. 그리고 유리 기판(10)으로는 다양한 조성의 유리 기판을 사용할 수 있다.

이어서, 도 2에 도시한 바와 같이, 유리 기판을 강화하는 단계(ST20)에서는 유리 기판을 가열하는 단계(ST22) 및 유리 기판을 냉각하는 단계(ST24)를 차례로 수행하여 유리 기판(10)을 강화한다.

유리 기판을 가열하는 단계(ST22)에서는 가열로(20) 내에서 유리 기판(10)을 기설정된 온도로 가열한다. 이때, 유리 기판(10)은 연화점 근처의 온도, 일례로 600도 내지 700도의 온도로 가열될 수 있다. 그러나 유리 기판(10)의 구성 물질 및 이들의 조성비에 의하여 연화점이 변화할 수 있으므로, 가열 온도가 상술한 수치로 한정되는 아니다.

그리고 유리 기판을 냉각하는 단계(ST24)에서는 위치한 냉각 유닛(30)에 의하여 유리 기판(10)을 냉각한다. 즉, 냉각 유닛(30)이 복수의 노즐(32)을 포함하고, 이 노즐(32)에서 냉각 유체(34)를 방출하면 이 냉각 유체(34)에 의하여 유리 기판(10)이 냉각된다. 냉각 유체(34)로는 공기 등을 사용할 수 있다.

이와 같이 가열된 유리 기판(10)을 급속 냉각 또는 담금질(quenching)하면 표면에 압축 응력이 잔류하게 되고, 이에 의하여 유리 기판(10)이 강화된다.

여기서, 유리 기판(10)은 이송 롤러(40) 등에 의하여 가열로(20)와 냉각 유닛(30)을 차례로 통과하여 가열과 냉각이 차례로 이루어질 수 있도록 한다. 본 실시예에서는 유리 기판을 냉각하는 단계(ST24)에서 유리 기판(10)의 이송 방향을 제어하여 제조된 강화 유리 기판(도 4의 참조부호 102, 이하 동일)의 줄얼룩을 감소할 수 있는데, 도 3 및 도 4를 참조하여 이를 좀더 상세하게 설명한다.

도 3은 실시예에 따른 강화 유리 기판의 제조 방법에서 유리 기판을 냉각하는 단계를 나타낸 평면도이고, 도 4는 실시예에 따른 강화 유리 기판의 제조 방법에 의해 제조된 강화 유리 기판의 개략적인 평면도이다.

도 3을 참조하면, 냉각 유닛(도 2의 참조부호 30)의 복수의 노즐(32)은 유리 기판(10)을 균일하게 냉각하기 위하여 서로 일정한 간격을 두고 배치된다.

일례로, 복수의 노즐(32)은, 유리 기판(10)의 이송 방향과 교차하는 방향(이하 “교차 방향”)으로 서로 이격되는 제1 열의 노즐(32a)과, 이 제1 열의 노즐(32a)과 지그재그(zigzag)의 배치를 이루도록 배치된 제2 열의 노즐(32b)을 포함할 수 있다. 좀더 구체적으로 교차 방향으로 볼 때 제2 열의 노즐(32b)은 제1 열의 노즐들(32a)의 중간에 위치하도록 하여, 유리 기판(10)을 최대한 균일하게 냉각하면서 노즐들(32)끼리 서로 간섭하지 않도록 할 수 있다.

이때, 교차 방향에서 제1 열의 노즐들(32a) 사이의 거리(T1)과 제2 열의 노즐들(32b) 사이의 거리(T2)가 일례로 30~70 mm 일 수 있고, 교차 방향에서 제1 열의 노즐들(32a)과 제2 열의 노즐들(32b) 사이의 거리(T3)가 일례로 30~70mm일 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.

그런데, 노즐(32)에서 방출되는 냉각 유체(도 2의 참조부호 34, 이하 동일)에 의해 유리 기판(10)이 냉각될 때 노즐(32) 바로 아래에 위치한 부분과 그 외 부분은 냉각 정도에 차이가 있다. 즉, 노즐(32)의 하부를 지나는 유리 기판(10)의 부분과 다른 부분에서 열 편차가 발생하여, 이 노즐(32)의 하부에 지나는 부분에 대응하여 얼룩이 형성될 수 있다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 강화 유리 기판(102)에서는 이송 방향인 장변(12)을 따라 줄 얼룩(50)이 형성될 수 있다.

본 실시예에서는 유리 기판(10)의 이송 방향을 유리 기판(10)의 장변(12)과 평행하게 하여, 줄 얼룩(50)의 개수를 줄일 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

줄 얼룩(50)은 노즐(32)에 대응하는 위치에서 이송 방향을 따라 형성되므로 교차 방향에 따른 줄 얼룩(50) 사이의 간격(W)은, 교차 방향에서 제1 열의 노즐(32a)과 제2 열의 노즐(32b) 사이의 최단 거리(T)에 대응할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 복수의 노즐(32)은 균일한 냉각 등을 고려하여 일정 간격으로 이격되어야 하므로, 교차 방향에서의 제1 열의 노즐(32a)과 제2 열의 노즐(32b) 사이의 최단 거리(T)는 정해진 수치를 가지게 된다. 이에 따라 줄 얼룩(50) 사이의 간격(W) 또한 정해진 수치를 가지게 되므로, 유리 기판(10)의 교차 방향으로의 길이가 길어질수록 강화 유리 기판(102)에 줄 얼룩(50)이 많이 형성될 수 있다.

즉, 본 실시예에서는 유리 기판을 냉각하는 단계(ST24)에서 유리 기판(10)의 이송 방향을 유리 기판(10)의 장변(12)과 평행하도록 하여, 줄 얼룩(50)이 강화 유리 기판(102)의 장변(12)의 방향으로 위치하도록 한다. 이에 의하여 줄 얼룩(50)이 단변(14) 방향으로 일정 간격(W)을 두고 이격되는 바, 강화 유리 기판(102) 내의 줄 얼룩(50)의 개수를 줄일 수 있다. 이에 따라 강화 유리 기판(102)의 특성 및 신뢰성을 향상할 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제조된 강화 유리 기판(102)에 기능성 필름(104)를 부착하여 원하는 특성을 향상할 수 있다. 이러한 기능성 필름(104)로는 김서림 방지 필름(anti-fog film), 반사 방지 필름(anti-reflection film), 눈부심 방지 필름(anti-glare film), 지문 방지 필름 등을 사용할 수 있다.

일반적으로 강화 유리 기판(102)에 형성된 줄 얼룩(50)은 이러한 기능성 필름(104)을 부착할 경우에 더 잘 눈에 띄게 되는데, 본 실시예에서는 강화 유리 기판(102)의 줄 얼룩(50)의 개수를 줄여 줄 얼룩(50)에 의한 문제를 개선할 수 있다. 따라서 이러한 강화 유리 기판(102)을 커버 글라스(cover glass)로 사용한 표시 장치의 표시 품질을 향상할 수 있다.

상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

장변 및 단변을 가지는 유리 기판을 준비하는 단계; 및
상기 유리 기판을 가열하는 단계 및 상기 유리 기판을 냉각하는 단계를 포함하여 상기 유리 기판을 강화하는 단계
를 포함하고,
상기 유리 기판을 냉각하는 단계에서는, 냉각 유체가 방출되는 복수의 노즐을 구비한 냉각 유닛을 통과하도록 상기 유리 기판을 이송하고,
상기 유리 기판의 이송 방향은 상기 유리 기판의 장변과 평행한 강화 유리 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 노즐이 상기 유리 기판의 이송 방향과 교차하는 방향으로 서로 이격되는 제1 열의 노즐을 구비하는 강화 유리 기판의 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 복수의 노즐이 상기 제1 열의 노즐과 상기 이송 방향으로 이격되는 제2 열의 노즐을 더 구비하는 강화 유리 기판의 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 제1 열의 노즐들과 상기 제2 열의 노즐들이 지그재그(zigzag)로 배치되는 강화 유리 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 유리 기판을 강화하는 단계 이후에, 상기 강화 유리 기판에 기능성 필름을 부착하는 강화 유리 기판의 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 기능성 필름은 김서림 방지 필름(anti-fog film), 반사 방지 필름(anti-reflection film), 눈부심 방지 필름(anti-glare film) 및 지문 방지 필름으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 강화 유리 기판의 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 의한 강화 유리 기판의 제조 방법에 의해 제조되어, 장변을 따라 줄 얼룩이 형성되는 강화 유리 기판.
제7항에 있어서,
상기 강화 유리 기판에 부착된 기능성 필름을 더 포함하는 강화 유리 기판.
제8항에 있어서,
상기 기능성 필름은 김서림 방지 필름(anti-fog film), 반사 방지 필름(anti-reflection film), 눈부심 방지 필름(anti-glare film) 및 지문 방지 필름으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 강화 유리 기판.