KR20180056355A - 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법 및 이에 의해 제조된 윈도우 글래스 - Google Patents

쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법 및 이에 의해 제조된 윈도우 글래스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 쉬트컷팅 공정(SLP, Sheet Like Proces)에 의해 형성되며, 글라스 기판과, 상기 글라스 기판의 모서리부에 습식식각 공정에 의해 형성되는 챔퍼부를 포함하여 구성된 윈도우 글래스에 있어서, 상기 챔퍼부는 상기 글라스 기판의 표면으로부터 일정 깊이로 식각되어 형성되며, 적어도 한번 이상의 굴곡의 방향이 바뀌는 종단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스를 기술적 요지로 한다. 이에 의해 본 발명은 쉬트컷팅부를 원판유리에 형성하여, 원판유리를 유지한 채로 쉬트 프로세스가 가능한 쉬트컷팅 공정(SLP, Sheet Like Proces)에 의해 제조되어, 양산성 및 수율이 획기적으로 개선되어 가격 경쟁력이 뛰어나며, 종단면의 형상이 적어도 한번 이상의 굴곡의 방향이 바뀌는 형상으로 형성되어, 모서리부의 응력을 분산시킬 수 있어 강도를 더욱 향상시키는 이점이 있다.

Description

쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법 및 이에 의해 제조된 윈도우 글래스{manufacturing method of window glass using sheet like process and window glass thereby}
본 발명은 윈도우 글래스에 관한 것으로서, 원판유리를 쉬트 상태로 유지한 상태에서 공정이 이루어지는 쉬트 프로세스에 의해 제조되는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법 및 이에 의해 제조된 윈도우 글래스에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북, 네비게이션, PDA 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 윈도우 글래스가 결합되게 된다.
상기 윈도우 글래스는 상기와 같은 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 윈도우 글래스는 각종 휴대용 단말기나 가전제품, 카페라 등의 디스플레이를 보호하기 위해 디스플레이 패널에 결합될 뿐만 아니라, 휴대 단말기에 형성된 카메라 렌즈를 보호하기 위해 카메라 렌즈 모듈에 결합되거나, 홈키 버튼부 등에도 사용되고 있다.
이러한 윈도우 글래스의 제조방법은 원판 유리를 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 또는 홈키 버튼부 센서 어레이 모듈 등을 보호하게 된다.
종래의 윈도우 글래스는 원판 유리를 셀 단위로 가공하고, 가공된 각각의 셀 단위 기판을 화학 강화한 후 기능층을 형성하는데, 이는 셀 단위로 공정이 이루어지기 때문에 불량률이 높으며, 공정 라인 및 시간이 많이 걸리는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 원판 유리를 화학 강화하고, 강화한 윈도우 커버 유리 기판 상에 기능층을 형성시킨 후 절삭 및 면취하는 원판단위 공정이 사용되고 있다.
그러나, 상기 종래 기술은 원판 유리의 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.
또한, 이와 같은 방법으로 제조된 윈도우 글래스의 모서리부는 응력이 집중되어 강도 저하의 원인이 되고 있다.
공개특허 10-2008-0047002호(2008.05.28)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원판유리를 쉬트 상태로 유지한 상태에서 공정이 이루어지는 쉬트 프로세스에 의해 제조되는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법 및 이에 의해 제조된 윈도우 글래스의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 쉬트컷팅 공정(SLP, Sheet Like Proces)에 의해 형성되며, 글라스 기판과, 상기 글라스 기판의 모서리부에 습식식각 공정에 의해 형성되는 챔퍼부를 포함하여 구성된 윈도우 글래스에 있어서, 상기 챔퍼부는 상기 글라스 기판의 표면으로부터 일정 깊이로 식각되어 형성되며, 적어도 한번 이상의 굴곡의 방향이 바뀌는 종단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스를 기술적 요지로 한다.
또한 본 발명은, 원판유리의 상하부에 셀단위로 마스크층을 형성하는 단계와, 상기 마스크층 영역 외의 노출된 원판유리 영역을 레이저로 쉬트컷팅(sheet cutting)하여, 브레이킹 라인은 형성하지 않고 상기 노출된 원판유리 영역에 상하로 관통하는 쉬트컷팅부를 형성하는 단계와, 상기 마스크층을 제거하고 상기 원판유리를 강화시켜 상기 쉬트컷팅부를 통해 상기 원판유리의 측면부도 강화시키는 단계와, 상기 원판유리를 레이저를 이용하여 또는 일정 압력을 가하여 셀단위로 컷팅하여 셀단위 윈도우 글래스를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 쉬트컷팅부가 형성된 원판유리에 습식식각을 진행하여 상기 노출된 원판유리 영역에 챔퍼부(chamfer)를 더 형성하며, 상기 챔퍼부는 상기 글라스 기판의 표면으로부터 일정 깊이로 식각되어 형성되며, 적어도 한번 이상의 굴곡의 방향이 바뀌는 종단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법을 또 다른 기술적 요지로 한다.
여기에서, 상기 챔퍼부의 굴곡의 방향은, 1번 내지 3번 바뀌는 것을 특징으로 하며, 상기 챔퍼부의 종단면 형상 또는 상기 굴곡의 방향이 바뀌는 횟수는, 식각인자의 제어에 의해 조절되거나, 서로 다른 식각인자에 따른 복수회의 습식식각 공정을 진행에 의해 조절되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 식각인자는, 식각용액의 농도, 식각용액의 온도 및 식각 노출 시간으로, 식각 속도와 식각량을 조절하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 챔퍼부의 엣지부는 라운드지게 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 쉬트컷팅 공정은, 원판글라스에 셀단위의 쉬트컷팅부를 형성하고 측면 강화 후 이를 셀단위로 컷팅하거나, 원판글라스에 셀단위의 쉬트컷팅부를 형성하고 측면 강화 후 셀단위의 기능층을 형성하고, 이를 셀단위로 컷팅하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 쉬트컷팅부는, 레이저에 의해 구현되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 굴곡의 방향이 바뀌는 지점에서의 곡률은, 0.01mm~100mm인 것이 바람직하다.
한편, 상기 챔퍼부는, 상기 원판유리의 표면에서 수평 방향으로 식각량이 100±50㎛, 수직 방향으로 식각량이 60+30㎛/-20㎛로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 챔퍼부는, 상기 글라스 기판 상측 및 하측에 각각 다른 형상으로 형성될 수 있다.
상기 챔퍼부에 습식식각 공정을 더 수행하여, 상기 챔퍼부의 모서리부에는 AG(Anti-glare) 처리부를 더 형성하는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 윈도우 글래스는 측면이 강화된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 쉬트컷팅부를 원판유리에 형성하여, 원판유리를 유지한 채로 쉬트 프로세스가 가능한 쉬트컷팅 공정(SLP, Sheet Like Proces)에 의해 제조되어, 양산성 및 수율이 획기적으로 개선되어 가격 경쟁력이 뛰어난 윈도우 글래스를 제공하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 윈도우 글래스는 종단면의 형상이 적어도 한번 이상의 굴곡의 방향이 바뀌는 형상으로 형성되어, 모서리부의 응력을 분산시킬 수 있어 윈도우 글래스의 강도를 더욱 향상시키는 효과가 있다.
또한, 이러한 본 발명에 따른 윈도우 글래스는 챔퍼부의 반짝임이나 반사 현상을 최소화할 수 있으며, 디스플레이 전면부나 카메라 모듈 상에 결합시 주변 구조물과의 착탈 결합이 용이하며 견고하게 고정될 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 기존 쉬트 프로세스에서는 원판유리의 컷팅면인 측면부의 강화가 이루어지지 않아 측면강도가 취약하였으나, 본 발명에 따른 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스는 쉬트 상태를 유지하면서 측면 강화도 동시에 구현할 수 있으므로, 수율 향상과 더불어 강도 개선이 탁월한 효과가 있다.
도 1 ~ 도4 - 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 글래스의 제조방법에 대한 모식도.
도 5 - 종래의 마스크층에 의해 마스킹된 기재를 습식식각 공정에 의해 식각처리하는 경우에 대한 모식도.
도 6, 도 7 - 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 글래스에 대한 종단면 형상을 나타낸 도.
도 8 - 본 발명의 일실시예에 따른 챔퍼부를 나타낸 모식도.
도 9 - 기존의 챔퍼부에서의 빛의 산란 정도를 나타낸 도(a), 본 발명의 일실시예에 따른 추가 습식식각 공정에 의한 챔퍼부에서의 빛의 산란 정도를 나타낸 도(b), 기존 및 본 발명의 일실시예에 따른 추가 습식식각 공정에 의한 챔퍼부에서의 빛의 산란 정도를 나타낸 도(c).
본 발명은 원판유리를 유지한 채로 쉬트 프로세스가 가능한 쉬트컷팅 공정(SLP, Sheet Like Proces)에 의해 제조되어, 양산성 및 수율이 획기적으로 개선되어 가격 경쟁력이 뛰어난 윈도우 글래스에 관한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 윈도우 글래스는 종단면의 형상이 적어도 한번 이상의 굴곡의 방향이 바뀌는 형상으로 형성되어, 모서리부의 응력을 분산시킬 수 있어 윈도우 글래스의 강도를 더욱 향상시키는 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 쉬트컷팅을 이용한 측면강화된 윈도우 글래스의 제조방법은, 원판유리의 상하부에 셀단위로 마스크층을 형성하는 단계와, 상기 마스크층 영역 외의 노출된 원판유리 영역을 레이저로 쉬트컷팅(sheet cutting)하여, 브레이킹 라인은 형성하지 않고 상기 노출된 원판유리 영역에 상하로 관통하는 쉬트컷팅부를 형성하는 단계와, 상기 쉬트컷팅부가 형성된 원판유리에 습식식각을 진행하여 상기 노출된 원판유리 영역에 챔퍼부(chamfer)를 형성하는 단계와, 상기 마스크층을 제거하고 상기 원판유리를 강화시켜 상기 쉬트컷팅부를 통해 상기 원판유리의 측면부도 강화시키는 단계 및 상기 강화된 원판유리를 레이저를 이용하여 또는 일정 압력을 가하여 셀단위로 컷팅하여 셀단위 윈도우 글래스를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
먼저, 원판유리를 준비한다.
상기 원판유리는 강화가 되지 않은 것을 사용하여, 후술할 강화공정에 의해 강화되게 된다.
상기 원판유리에 스크래치나 이물질이 포함되어 있는지를 검사하고, 표면 정밀도 및 투명도를 향상시키기 위해 원판유리의 양쪽면을 연마처리하고 세정하여 준비한다.
그 다음 상기 원판유리의 상하부에 셀단위로 마스크층을 형성한다.
상기 셀단위로 마스크층의 형성은 상기 원판유리의 상하부에 DFR(Dry Film Photoresist)를 라미네이팅하여 사진식각 공정에 의하는 것이 바람직하며, 일정 간격의 패턴을 이루는 마스크층을 형성하게 된다. 상기 마스크층의 형성 방법은 통상적으로 알려진 스크린 잉크 등의 방법을 사용할 수도 있다.
여기에서 도 1은 원판유리 상에서 셀단위로 마스크층의 형성시 더미(dummy) 구간없이 연속적으로 형성된 것을 도시한 것이며, 도 2는 일정 정도 서로 이격되어 더미 구간이 존재하는 형태로 형성된 것이다.
이에 의해 최종 제작되는 셀단위 윈도우 글래스는 서로 간격없이 연속적으로 원판유리 상에서 구현되거나, 상기 원판유리 상에서 서로 이격되어 구현되게 된다.
이는 셀단위 윈도우 글래스의 크기에 따라 제품의 보관이나 공급 사양에 따라 셀단위 윈도우 글래스 간의 간격을 조절하여 제조할 수 있으며, 일반적으로 셀단위 윈도우 글래스의 크기가 작을수록 더미 구간없이 연속적으로 형성된 형태로 공급할 수 있다.
그리고, 상기 마스크층 영역 외의 노출된 원판유리 영역을 레이저로 쉬트컷팅(sheet cutting)하여 상기 노출된 원판유리 영역에 쉬트컷팅부를 형성하게 된다.
상기 쉬트컷팅부는 상기 레이저로 마스크층 영역 사이의 마스크층이 형성되지 않아 노출된 원판유리 영역에 형성하는 것으로서, 상기 쉬트컷팅부는 상기 노출된 원판유리 영역을 레이저에 의해 브레이킹 라인(breaking line)은 형성하지 않고, 상하부로 관통하는 크랙을 형성하는 것이다.
이는 크랙으로 이루어진 쉬트컷팅부 양측의 원판유리 영역이 지그재그 형태로 맞물려 있거나 또는 나사의 맞물림과 같은 형태로 맞물려, 쉬트컷팅부 양측의 원판유리 영역이 상호 맞물림 결합력이 유지되어, 원판유리는 상하부로 관통하는 크랙으로 이루어진 쉬트컷팅부가 형성되었음에도 불구하고 쉬트 상태를 유지하게 된다.
이와 같이, 레이저로 인해 브레이킹 라인(breaking line)은 형성하지 않고, 크랙만을 형성하여 쉬트 상태로 유지되도록 하는 것을 본 발명에서는 쉬트컷팅이라고 한다.
따라서, 본 발명은 브레이킹 라인을 추가로 만들지 않고, 레이저 컷팅은 수행하였지만 원판유리는 쉬트 상태를 계속 유지하여, 쉬트 상에서의 프로세스가 가능(Sheet Like Process, 이하에서는 편의상 "SLP"라고 한다.)한 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 쉬트컷팅부의 형성 후 원판유리에 습식식각을 진행하여 상기 노출된 원판유리 영역에 챔퍼부(chamfer)를 형성한다.
상기 습식식각은 디핑(dipping) 또는 스프레이(spray)에 의해 이루어지며, 쉬트컷팅부가 형성된 영역 또는 그 주변부로 식각이 이루어지게 되는 것이다.
일반적으로, 마스크층에 의해 마스킹된 기재를 습식식각 공정에 의해 식각처리하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 등방성(isotropic) 에칭 성향을 갖게 되며, 도 5의 적색 원안과 같이 마스킹 엣지부 근방에서의 식각면이 타우(τ) 형상을 띄게 되어 제품의 강도를 저하시키는 요인이 되고 있다.
본 발명에 따른 챔퍼부는 이러한 부분을 보완하기 위한 것으로서, 식각인자를 조정하여, 식각 부위의 형상이 제어되도록 한다.
특히 본 발명은 쉬트컷팅 공정에 의해 셀단위로 형상 가공된 글라스 기판의 모서리부에 챔퍼부를 형성하는 것으로서, 상기 글라스 기판의 모서리부를 따라 형성된 쉬트컷팅부는 다른 부분에 비해 응력이 집중되어 형성되므로, 챔퍼부 형성을 위한 습식식각 공정 진행 시 이 부분에의 식각량의 증가로 챔퍼부의 엣지부가 라운드지게 형성되는 것이다.
즉, 본 발명에 따른 챔퍼부 형성을 위한 습식식각 공정을 진행하게 되면, 상기의 응력이 집중된 부분에 식각량이 상대적으로 증가하게 되며, 이에 의해 상기 챔퍼부의 엣지부는 종래의 도 5의 엣지부의 형상과 달리 라운드지게 형성되어, 챔퍼부 형성을 위한 습식식각 공정을 진행하더라도 엣지부에서의 강도 저하의 문제는 최소화되게 된다.
이러한 공정에 의해 진행된 윈도우 글래스는 글라스 기판과, 상기 글라스 기판의 모서리부에 습식식각 공정에 의해 형성되는 챔퍼부를 포함하여 구성되며, 상기 챔퍼부는 상기 글라스 기판의 표면으로부터 일정 깊이로 식각되어 형성되며, 적어도 한번 이상의 굴곡의 방향이 바뀌는 종단면 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 습식식각은 디핑(dipping) 또는 스프레이(spray)에 의해 이루어지며, 쉬트컷팅부가 형성된 영역 또는 그 주변부로 식각이 이루어지게 되는 것이다.
상기 챔퍼부의 형상은 상기 식각용액의 농도, 온도, 식각용액에의 노출 시간(디핑의 경우 디핑 시간, 스프레이의 경우 토출 시간) 등과 같은 식각 인자에 따라 식각 속도와 식각량의 제어에 의해 결정되게 된다.
즉, 식각용액의 농도 및 온도가 높을수록 식각 속도가 높아지며, 노출시간이 길수록 식각량이 커지게 된다. 이러한 인자들을 고려하여 챔퍼부의 형상을 결정하게 된다.
이 경우에도 여전히 원판유리는 쉬트 상태를 유지하고 있으며, 상기 챔퍼부는 상기 글라스 기판의 표면으로부터 일정 깊이로 식각되어 형성되며, 상기 습식식각에 의한 식각층은 원판유리 상하측 표면으로부터 0.5%~25% 정도의 깊이로 형성되며, 25% 이상은 되지 않도록 하여, 후속 공정에서도 쉬트 상태를 계속적으로 유지할 수 있도록 한다.
구체적으로는 상기 챔퍼부는, 상기 원판유리의 표면에서 수평 방향으로 식각량이 100±50㎛, 수직 방향으로 식각량이 60+30㎛/-20㎛로 형성되는 것이 바람직하다.
여기에서 상기 습식식각 공정은 HF가 포함된 식각용액(농도 1%~50%)에 20℃~30℃의 온도로 5 내지 30분간 처리하여, 셀단위로 마스크층이 형성된 원판유리를 식각용액에 일정시간 노출시키는 방법에 의해 구현되며, 상기 마스크층 사이로 챔퍼부가 형성되도록 하는 것이다.
이러한 쉬트컷팅 공정에 의해 진행되어 습식식각 공정에 의해 형성된 챔퍼부는 적어도 한번 이상의 굴곡의 방향이 바뀌는 종단면 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 챔퍼부의 굴곡의 방향이 2번 바뀌는 것을 나타낸 것이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 챔퍼부의 굴곡의 방향이 3번 바뀌는 것을 나타낸 것이다.
이러한 상기 챔퍼부의 형상이나 챔퍼부의 굴곡의 방향이 바뀌는 횟수는, 식각용액의 농도, 식각용액의 온도 및 식각 노출 시간과 같은 식각인자의 제어에 의해 조절되거나, 서로 다른 식각인자에 따른 복수회의 습식식각 공정의 진행에 의해 조절될 수 있다.
즉, 식각인자의 조절 또는 서로 다른 식각인자를 갖는 복수회의 습식식각 공정에 의해 식각 속도와 식각량을 제어함으로써 상기 챔퍼부의 형상을 조절할 수 있도록 하는 것이다.
도 6의 챔퍼부의 굴곡의 방향이 2번 바뀌는 형상은 식각량이 많아야 하므로 식각용액의 농도를 높게 설정하여 형성한 것이며, 도 7의 챔퍼부의 굴곡의 방향이 3번 바뀌는 형상은 식각량이 적으므로 식각용액의 농도는 상대적으로 낮게 설정하며, 식각용액의 농도를 서로 다르게 하여 1st 습식식각 공정 및 2nd 습식식각 공정으로 진행하여 형성한 것이다.
또한, 상기 굴곡의 방향이 바뀌는 지점에서의 곡률은 0.01mm~100mm로 형성되는 것이 바람직하며, 이는 글라스 기판의 모서리부 및 챔퍼부의 엣지부에서의 응력집중을 분산시켜 높은 강도를 지니도록 하며, 상기 범위를 벗어나는 경우 챔퍼부로서의 역할을 하지 못하게 된다.
또한, 상기 챔퍼부는, 제품 모델 사양에 따라 상기 글라스 기판 상측 및 하측에 각각 다른 형상으로 형성될 수 있으며, 이 또한 상기 식각인자들의 제어에 의해 가능하다.
이러한 습식식각 공정에 의한 챔퍼부의 형성은, 앞선 공정에서 물리적인 레이저 컷팅에 의한 쉬트컷팅부로 인해 컷팅면에 마이크로 크랙이 발생하게 되는데, 레이저 컷팅 부분에 화학적으로 식각을 진행하게 되면 마이크로 크랙을 스무딩하게 형성할 수 있어 측면을 일정 부분 강화시키면서 원판유리의 셀단위로의 식각이 진행되도록 하는 것이다.
또한, 이러한 챔퍼부는 기능층 형성에 따른 인쇄 넘침에 의한 조립 불량을 방지하기 위해 구현되는 것이다.
또한, 이러한 본 발명에 따른 윈도우 글래스는 챔퍼부의 반짝임이나 반사 현상을 최소화할 수 있으며, 디스플레이 전면부나 카메라 모듈 상에 결합시 주변 구조물과의 착탈 결합이 용이하며 견고하게 고정될 수 있고, 응력이 분산되어 강도 향상에 기여하게 된다.
상기의 공정에서도 윈도우 글래스는 쉬트 상태로 유지되어 제공되게 되며, 후속 공정이 쉬트 상태에서 진행되게 된다.
그리고, 상기 마스크층을 제거(strip)하고 상기 원판유리를 세정한 후, 상기 원판유리를 강화시키면 상기 쉬트컷팅부를 통해 상기 원판유리의 측면부도 강화가 이루어지게 되며, 강화에 의해 원판유리의 상하부면과 측면부에 20~90㎛ 정도의 강화층이 형성되게 된다.
구체적으로 상기 강화 공정은 질산칼륨(KNO3)을 이용하여, 350℃~450℃의 온도에서 화학 강화(chemical tempering)를 실시하게 되며, 강화 후에는 서서히 냉각시켜 크랙을 방지하도록 하며, 강화가 완료되면 원판유리를 세정한다.
즉, 현재 쉬트 상태를 유지하고 있는 원판유리를 강화시키게 되는 것으로서, 이 경우 원판유리의 상부면 및 하부면뿐만 아니라 원판유리의 측면, 즉 컷팅면도 이에 따라 강화가 되는 것이다.
이러한 강화 공정은 SLP 공법에 의해 이루어지는 것으로서, 원판유리를 쉬트 상태로 유지한 채로 강화 공정이 진행되므로 쉬트 프로세스가 가능하여, 기존 셀 타입 공정에 비하여 양산성 및 내구성을 개선시키게 된다.
즉, 기존 쉬트 프로세스에서는 원판유리의 컷팅면인 측면부의 강화가 이루어지지 않아 측면강도가 취약하였으나, 본 발명에 따른 SLP 공법은 쉬트 상태를 유지하면서 측면 강화도 동시에 수행할 수 있으므로, 수율 향상과 더불어 강도 개선을 시킬 수 있는 것이다.
또한, 필요에 의해 상기 측면강화된 원판유리의 일면에 셀단위로 기능층을 형성시킨다. 이 경우에도 원판유리는 쉬트 상태를 유지하게 되어, 기능층의 형성이 SLP 공정에 의해 이루어지게 되어, 종래의 셀단위로 기능층을 형성하는 것에 비해 양산성 및 수율이 월등히 향상되게 된다.
상기 기능층은 반사방지층, 습기제거층, 정전기 방지층, 보호층, 장식층, 인쇄층, 전극층, 금속층 등 그 사용용도에 맞게 단일층 또는 복수층으로 형성하는 것으로서, 디스플레이 윈도우 상에 사용하는 경우에는 베젤부 등의 형성을 위한 장식층, 인쇄층, 전극층, 정전기 방지층, 보호층 등이 형성될 수 있으며, 카메라 렌즈 윈도우에 사용될 경우에도 회사 로고나 모델명 등이 형성된 인쇄층, 장식층, 색상층을 형성하거나, 전면 또는 배면 상에 정전기 방지층, 반사방지층 등이 형성될 수 있고, 홈키 버튼부로 사용되는 경우에는 장식층, 인쇄층 등이 형성될 수 있다.
또한, 카메라 렌즈 윈도우의 경우 빛이 투과되는 투과부를 제외하고, 상기 투과부 주변부로 인쇄층, 장식층, 색상층, 증착층 등이 형성될 수 있다.
그리고 상기 강화 공정까지 원판유리가 쉬트 상태를 유지한 채로 공정이 완료되게 되면, 원판유리에 레이저를 이용하여 브레이킹 라인(breaking line)을 형성하여 셀단위로 컷팅하거나 일정압력을 가하여 셀단위로 컷팅하여 셀단위 윈도우 글래스를 형성하게 된다.
상기 셀단위로의 분리에 필요한 압력 또는 충격의 크기는 셀의 무게, 형상, 쉬트컷팅부의 형태 등을 고려하여 설정되게 되며, 원판유리 상태에서는 셀의 무게에 의해서는 셀이 무단으로 빠지지 않도록 설계되게 되므로, 셀이 원판유리에 고정되어 있는 힘 이상의 일정 압력 또는 충격이 필요하게 된다.
이러한 셀단위로의 분리에 필요한 일정 압력의 구현은 원판유리 자체(각 셀의 주변부) 또는 원판유리에 형상가공된 각 셀에 직접적으로 일정 압력 또는 충격을 가할 수 있는 어떠한 방법에 의해서도 구현될 수 있으며, 일실시예로 셀단위로 형상가공된 원판유리를 지그로 운반하여 자동화된 타공기에 의해 각 셀 또는 셀 주변의 원판유리를 가압하여 각 셀을 분리시키거나, 셀단위로 형상가공된 원판유리 상태로 외부로 공급되어 수동으로 일정 압력을 가하면서 각 셀을 분리시킬 수 있도록 한다.
이에 의해 최종적인 윈도우 글래스를 제공하게 되며, 이러한 윈도우 글래스의 형상은 상술한 바와 같이, 챔퍼부의 형성시 구현된 글라스 기판과, 상기 글라스 기판의 모서리부에 습식식각 공정에 의해 형성되는 챔퍼부를 포함하여 구성된 윈도우 글래스에 있어서, 상기 챔퍼부는 상기 글라스 기판의 표면으로부터 일정 깊이로 식각되어 형성되며, 적어도 한번 이상의 굴곡의 방향이 바뀌는 종단면 형상을 갖는다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 셀단위 윈도우 글래스에 추가 공정을 실시하는 것을 도시한 것이다.
여기에서 도 3은 원판유리 상에서 셀단위로 마스크층의 형성시 더미(dummy) 구간없이 연속적으로 형성된 것을 도시한 것이며, 도 4는 일정 정도 서로 이격되어 더미 구간이 존재하는 형태로 형성된 것이다.
도시된 바와 같이, 상기 셀단위로 윈도우 글래스를 형성한 후에, 셀단위로 접착면이 형성된 파단필름(breaking film)을 이용하여 칩(chip)은 제거하고 셀단위 윈도우 글래스의 타면부를 파단필름 상에 접착시키게 된다.
즉, 레이저에 의한 셀단위로 윈도우 글래스를 절단한 경우, 절단 과정 중 발생하는 칩(chip)은 제거하고, 셀단위 윈도우 글래스만을 파단필름(PET) 상에 접착시키도록 하여 다음 공정을 준비하게 된다.
그리고, 상기 윈도우 글래스의 일면부에는 일면 보호필름을 접착한 후, 상기 파단필름을 제거하고, 상기 윈도우 글래스의 타면부에는 타면 보호필름을 접착하게 된다.
이에 의해 전체적으로 셀단위 윈도우 글래스로 분리된 상태이나 보호필름을 접착하는 과정에서도 전체 셀단위 윈도우 글래스에 동시에 보호필름을 접착할 수 있도록 하여, 생산속도를 향상시키고자 한 것이다.
상기 보호필름의 접착이 완료되면, 보호필름을 절단하여 셀단위로 측면 강화된 윈도우 글래스를 제공하게 된다.
한편, 상기 챔퍼부에 AG(Anti-glare) 처리를 위한 습식식각 공정을 더 진행할 수도 있다.
일반적으로, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 챔퍼부를 나타낸 것으로서, 점선부분의 챔퍼부(면취에칭부)의 높이 차이에 의해 에칭면에서의 빛의 반사로 반짝이는 현상이 발생하게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 셀단위 윈도우 글래스의 일실시예로 카메라 렌즈 윈도우로 사용된 경우를 나타낸 것으로서, 도 9의 (a)는 기존의 챔퍼부에서의 빛의 산란 정도를 나타낸 것으로, 면취부에서의 빛이 반사되어 테두리에서의 심미감을 저하시키는 요인이 되고 있으며, 상기 AG 처리를 위한 습식식각 공정을 더 진행함으로써, 챔퍼부에서의 빛이 분산되도록 하여 테두리 부분이 CNC 연마 가공면과 유사한 면취 시인감을 주도록 한다.
본 발명에 따른 AG 처리를 위한 습식식각 공정은 일실시예로 불산계 에칭액을 사용하며, 온도 22±5℃에서, 25초 정도 딥핑하여 처리한 것이다.
도 9의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 추가 습식식각 공정에 의한 챔퍼부에서의 빛의 산란 정도를 나타낸 것이며, 도 9의 (c) 는 기존의 추가 습식식각 공정을 진행하지 않은 챔퍼부(왼쪽)와 본 발명의 일실시예에 따라 추가 습식식각 공정을 진행한 개선된 형태의 챔퍼부(오른쪽)에서의 빛의 산란 정도를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이 추가 습식식각 공정을 진행한 경우에 AG 효과에 의한 빛의 분산으로 챔버부에서의 빛의 반사를 최소화화여 CNC 연마 가공면과 유사한 면취 시인감이 부여되게 된다.
이와 같이, 본 발명은 쉬트컷팅부를 원판유리에 형성하여, 원판유리를 유지한 채로 쉬트 프로세스가 가능한 쉬트컷팅 공정(SLP, Sheet Like Proces)에 의해 제조되어, 양산성 및 수율이 획기적으로 개선되어 가격 경쟁력이 뛰어난 윈도우 글래스를 제공하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 윈도우 글래스는 종단면의 형상이 적어도 한번 이상의 굴곡의 방향이 바뀌는 형상으로 형성되어, 모서리부의 응력을 분산시킬 수 있어 윈도우 글래스의 강도를 더욱 향상시키는 효과가 있다.
또한, 이러한 본 발명에 따른 윈도우 글래스는 챔퍼부의 반짝임이나 반사 현상을 최소화할 수 있으며, 디스플레이 전면부나 카메라 모듈 상에 결합시 주변 구조물과의 착탈 결합이 용이하며 견고하게 고정될 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 기존 쉬트 프로세스에서는 원판유리의 컷팅면인 측면부의 강화가 이루어지지 않아 측면강도가 취약하였으나, 본 발명에 따른 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스는 쉬트 상태를 유지하면서 측면 강화도 동시에 구현할 수 있으므로, 수율 향상과 더불어 강도 개선이 탁월한 효과가 있다.
더불어, 본 발명에서의 윈도우 글래스는 터치 스크린 패널을 보호하기 위한 디스플레이 윈도우에 사용되는 것뿐만 아니라, 카메라 렌즈 윈도우에 결합되어 렌즈를 보호할 수 있는 등 투명한 창으로 내부의 장치들을 보호하기 위한 목적으로 어떠한 곳에 사용하여도 무방하다.

Claims (27)

  1. 쉬트컷팅 공정(SLP, Sheet Like Proces)에 의해 형성되며,
    글라스 기판과, 상기 글라스 기판의 모서리부에 습식식각 공정에 의해 형성되는 챔퍼부를 포함하여 구성된 윈도우 글래스에 있어서,
    상기 챔퍼부는 상기 글라스 기판의 표면으로부터 일정 깊이로 식각되어 형성되며,
    적어도 한번 이상의 굴곡의 방향이 바뀌는 종단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 챔퍼부의 굴곡의 방향은,
    1번 내지 3번 바뀌는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 챔퍼부의 종단면 형상 또는 굴곡의 방향이 바뀌는 횟수는,
    식각인자의 제어에 의해 조절되거나, 서로 다른 식각인자에 따른 복수회의 습식식각 공정을 진행에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 식각인자는,
    식각용액의 농도, 식각용액의 온도 및 식각 노출 시간으로,
    식각 속도와 식각량을 조절하는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 챔퍼부의 엣지부는 라운드지게 형성된 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 쉬트컷팅 공정은,
    원판유리에 셀단위의 쉬트컷팅부를 형성하고 측면 강화 후 이를 셀단위로 컷팅하거나,
    원판유리에 셀단위의 쉬트컷팅부를 형성하고 측면 강화 후 셀단위의 기능층을 형성하고, 이를 셀단위로 컷팅하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 쉬트컷팅부는,
    레이저에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 굴곡의 방향이 바뀌는 지점에서의 곡률은,
    0.01mm~100mm인 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 챔퍼부는,
    상기 원판유리의 표면에서 수평 방향으로 식각량이 100±50㎛, 수직 방향으로 식각량이 60+30㎛/-20㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 챔퍼부는,
    상기 글라스 기판 상측 및 하측에 각각 다른 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 윈도우 글래스.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 챔퍼부에 습식식각 공정을 더 수행하여,
    상기 챔퍼부의 모서리부에는 AG(Anti-glare) 처리부를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중의 어느 한 항의 윈도우 글래스는,
    측면이 강화된 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스.
  13. 원판유리의 상하부에 셀단위로 마스크층을 형성하는 단계;
    상기 마스크층 영역 외의 노출된 원판유리 영역을 레이저로 쉬트컷팅(sheet cutting)하여, 브레이킹 라인은 형성하지 않고 상기 노출된 원판유리 영역에 상하로 관통하는 쉬트컷팅부를 형성하는 단계;
    상기 마스크층을 제거하고 상기 원판유리를 강화시켜 상기 쉬트컷팅부를 통해 상기 원판유리의 측면부도 강화시키는 단계;
    상기 원판유리를 레이저를 이용하여 또는 일정 압력을 가하여 셀단위로 컷팅하여 셀단위 윈도우 글래스를 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지고,
    상기 쉬트컷팅부가 형성된 원판유리에 습식식각을 진행하여 상기 노출된 원판유리 영역에 챔퍼부(chamfer)를 더 형성하여,
    글라스 기판과, 상기 글라스 기판의 모서리부에 습식식각 공정에 의해 형성되는 챔퍼부를 포함하여 구성된 윈도우 글래스를 제조하며,
    상기 챔퍼부는 상기 글라스 기판의 표면으로부터 일정 깊이로 식각되어 형성되며, 적어도 한번 이상의 굴곡의 방향이 바뀌는 종단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 마스크층을 형성시키는 단계는,
    상기 강화된 원판유리의 상하부에 DFR(Dry Film Photoresist)를 라미네이팅하여 사진식각 공정에 의하는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 챔퍼부의 굴곡의 방향은,
    1번 내지 3번 바뀌는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 챔퍼부의 종단면 형상 또는 굴곡의 방향이 바뀌는 횟수는,
    식각인자의 제어에 의해 조절되거나, 서로 다른 식각인자에 따른 복수회의 습식식각 공정을 진행에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 식각인자는,
    식각용액의 농도, 식각용액의 온도 및 식각 노출 시간으로,
    식각 속도와 식각량을 조절하는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 챔퍼부의 엣지부는 라운드지게 형성된 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법.
  19. 제 13항에 있어서, 상기 굴곡의 방향이 바뀌는 지점에서의 곡률은,
    0.01mm~100mm인 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법.
  20. 제 13항에 있어서, 상기 챔퍼부는,
    상기 원판유리의 표면에서 수평 방향으로 식각량이 100±50㎛, 수직 방향으로 식각량이 60+30㎛/-20㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법.
  21. 제 13항에 있어서, 상기 챔퍼부는,
    상기 글라스 기판 상측 및 하측에 각각 다른 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법.
  22. 제 13항에 있어서, 상기 원판유리의 강화는,
    질산칼륨(KNO3)을 이용하여, 350℃~450℃의 온도에서 화학 강화(chemical tempering)하는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법.
  23. 제 13항에 있어서, 상기 셀단위 윈도우 글래스는,
    상기 원판유리 상에서 서로 이격되어 구현되거나, 간격없이 연속적으로 구현되는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법.
  24. 제 13항에 있어서, 상기 챔퍼부는,
    상기 글라스 기판 상측 및 하측에 각각 다른 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법.
  25. 제 13항에 있어서, 상기 챔퍼부에 습식식각 공정을 더 수행하여,
    상기 챔퍼부의 모서리부에는 AG(Anti-glare) 처리부를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법.
  26. 제 13항에 있어서, 상기 마스크층을 제거하고 상기 원판유리를 강화시켜 상기 쉬트컷팅부를 통해 상기 원판유리의 측면부도 강화시키는 단계 이후에,
    상기 원판유리의 일면에 셀단위로 기능층을 형성시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법.
  27. 제 13항 내지 제 26항 중의 어느 한 항의 윈도우 글래스는,
    디스플레이 윈도우, 카메라 렌즈 윈도우 및 홈키 버튼부 중 어느 하나에 사용되는 것을 특징으로 하는 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법.
KR1020170088670A 2016-11-16 2017-07-12 쉬트컷팅을 이용한 윈도우 글래스의 제조방법 및 이에 의해 제조된 윈도우 글래스 KR20180056355A (ko)

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