KR20220058684A - 플렉시블 커버 윈도우 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 글래스 기반의 초박판 플렉시블 커버 윈도우의 강도 특성 및 폴딩 특성을 동시에 개선시키기 위한 플렉시블 커버 윈도우 및 그 제조방법에 관한 것으로, 글래스 기반의 플렉시블 커버 윈도우에 있어서, 상기 글래스 중심에서의 이온 교환된 금속 이온 농도(intensity)와 상기 글래스 표면에서의 이온 교환된 금속 이온 농도(intensity)의 비는 1:3 이상인 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우. 이에 의해 제조된 플렉시블 커버 윈도우 및 그 제조방법을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 본 발명은 1단 강화, 슬리밍, 2단 강화 공정을 포함하는 다단 강화 공정을 수행함으로써, 최적의 강화층의 깊이(이온 침투 깊이)와 표면 압축응력을 조절하여 강도 특성 및 폴딩 특성을 개선시킨 플렉시블 커버 윈도우를 제공하게 된다.
Description
본 발명은 글래스 기반의 초박판 플렉시블 커버 윈도우의 강도 특성 및 폴딩 특성을 동시에 개선시키기 위한 플렉시블 커버 윈도우 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 전기, 전자 기술들이 급속도로 발전함에 따라 다양한 기능의 디스플레이 제품이 나오고 있으며, 새로운 시대적 요구에 따라 디스플레이 제품들의 형태가 다양해지면서 점점 더 경량화, 박형화가 되고 있는 추세이다.
이러한 디스플레이 제품은 일반적으로 디스플레이 패널을 보호하기 위해 디스플레이 패널 상부에 커버 윈도우가 적용되고 있으며, 디스플레이 제품의 경량화, 박형화에 맞춰 커버 윈도우의 박형화도 요구되고 있다.
종래에는 고분자 필름과 같은 재료가 커버 윈도우로 사용되어 왔으나, 기계적 강도가 약해 단순히 디스플레이 패널의 스크래치를 방지하는 역할을 할 뿐 내충격성에 취약하고, 낮은 투과율을 갖는 단점이 있으며, 비교적 고가로 알려져 있다.
최근에는 고분자 필름의 커버 윈도우에 대한 이러한 한계를 극복하고자 글래스 기반의 커버 윈도우에 대한 연구가 다양하게 이루어지고 있다.
글래스 기반의 커버 윈도우의 경우 화면의 왜곡이 없고, 외부 충격에도 어느 정도의 내구성을 가지고 있는 장점이 있으며, 글래스 특유의 터치감이 우수하여 최근 많이 활용되고 있다. 또한 터치펜 등의 반복적인 접촉이나 펜드랍과 같은 충격에도 변형이나 파손이 되지 않는 충분한 강도를 가져야 하는 기본 물성이 요구되고 있다.
그러나 글래스 기반의 커버 윈도우의 박형화가 점차로 요구되면서 상술한 바와 같은 요구 물성 특히 내구성, 내충격성과 같은 강도를 가지지 못하는 문제점이 있다.
또한, 플렉시블 디스플레이 제품이 다양하게 출시됨에 따라 글래스 기반의 플렉시블 커버 윈도우에 대한 요구도 강하게 요구되고 있으며, 강도 특성과 더불어 폴딩 특성에 대한 요구 물성을 동시에 충족시켜야 한다.
이와 같이 글래스 기반의 커버 원도우는 디스플레이 제품의 경량화, 박판화 추세에 따라 800㎛ 이하의 초박판 유리에 대한 수요가 증가하면서, 강도 특성과 폴딩 특성을 동시에 충족하는 최적의 강화 공정 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 글래스 기반의 초박판 플렉시블 커버 윈도우의 강도 특성 및 폴딩 특성을 동시에 개선시키기 위한 플렉시블 커버 윈도우 및 그 제조방법의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 글래스 기반의 플렉시블 커버 윈도우에 있어서, 상기 글래스 중심에서의 이온 교환된 금속 이온 농도(intensity)와 상기 글래스 표면에서의 이온 교환된 금속 이온 농도(intensity)의 비는 1:3 이상인 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우를 기술적 요지로 한다.
또한 본 발명은 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법에 있어서, 글래스를 제공하는 제1단계와, 상기 글래스를 1단 강화시켜 상기 글래스의 표면에 강화층을 형성시키는 제2단계와, 상기 글래스의 표면을 슬리밍하여 상기 강화층의 깊이를 줄이는 제3단계와, 상기 글래스를 2단 강화시켜 상기 글래스의 압축응력을 높이는 제4단계를 포함하며, 상기 제2단계 내지 제4단계는 1회 또는 복수 회 반복 수행하여 상기 글래스의 압축응력을 높이면서 다단 강화시키는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법을 또 다른 기술적 요지로 한다.
또한, 상기 제2단계의 1단 강화 공정보다 제4단계의 2단 강화 공정 시간을 더 짧게 수행하거나, 후속 공정에서의 강화 공정 시간을 앞선 공정에서의 강화 공정 시간보다 더 짧게 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2단계의 1단 강화 공정 및 제4단계의 2단 강화 공정은, 이온 교환 공정, 이온 주입 공정 및 이온 어시스트 공정 중 어느 하나 또는 둘 이상을 조합한 공정에 의해 구현되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2단계의 1단 강화 공정 및 제4단계의 2단 강화 공정은, 케미컬 디핑(chemical dipping), 케미컬 슬러리(chemical slurry), 스프레이 강화 및 페이스트 강화 중 어느 하나를 상기 1단 강화 공정 및 2단 강화 공정에 각각 적용하거나, 케미컬 디핑(chemical dipping), 케미컬 슬러리(chemical slurry), 스프레이 강화 및 페이스트 강화 중 둘 이상을 조합하여 상기 1단 강화 공정 및 2단 강화 공정에 각각 적용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2단계의 1단 강화 공정 수행 후 또는 제4단계의 2단 강화 공정을 수행 후, 열처리 또는 급냉 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 이온 교환 공정은, 금속 혼합염 또는 금속 단일염에 상기 글래스를 함침하여 이온 교환을 수행하는 것이 바람직하며, 여기에서 상기 금속 혼합염은 LiNO3, NaNO3, KNO3, RbNO3, CsNO3, Li2SO4, Na2SO4, K2SO4, Rb2SO4 및 Cs2SO4 중 어느 하나 이상을 포함하거나, 상기 금속 단일염은 LiNO3, NaNO3, KNO3, RbNO3, CsNO3, Li2SO4, Na2SO4, K2SO4, Rb2SO4 및 Cs2SO4 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 이온 교환된 금속 이온은 K 이온을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제3단계의 슬리밍 공정은, 습식 에칭(Wet Etching), 폴리싱(Polishing), 레이저 포밍(Laser Forming) 및 마스킹(Masking) 공정 중 어느 하나 또는 이들을 둘 이상 조합한 공정, 또는 폴리싱 공정을 후공정으로 한 습식 에칭, 레이저 포밍 또는 마스킹 공정에 의해 구현되는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 플렉시블 커버 윈도우는, 동일한 인장응력을 갖는 조건 하에서도 상기 다단 강화에 따른 표면 압축응력은 상대적으로 더 높은 것이 바람직하다.
본 발명은 1단 강화, 슬리밍, 2단 강화 공정을 포함하는 다단 강화 공정을 수행함으로써, 최적의 강화층의 깊이(이온 침투 깊이)와 표면 압축응력을 조절하여 강도 특성 및 폴딩 특성을 개선시킨 플렉시블 커버 윈도우를 제공하게 된다.
도 1 - 본 발명의 일실시예에 따른 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법에 대한 모식도를 나타낸 도.
도 2 - 본 발명의 일실시예 및 비교예 1에 따른 글래스의 깊이에 따른 K 이온 농도를 나타낸 그래프를 나타낸 도.
도 3 - 본 발명의 일실시예 및 비교예 2에 따른 글래스 깊이에 따른 K 이온 농도를 나타낸 그래프를 나타낸 도.
도 2 - 본 발명의 일실시예 및 비교예 1에 따른 글래스의 깊이에 따른 K 이온 농도를 나타낸 그래프를 나타낸 도.
도 3 - 본 발명의 일실시예 및 비교예 2에 따른 글래스 깊이에 따른 K 이온 농도를 나타낸 그래프를 나타낸 도.
본 발명은 글래스 기반의 초박판 플렉시블 커버 윈도우의 강도 특성 및 폴딩 특성을 동시에 개선시키기 위한 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의해 제조된 플렉시블 커버 윈도우에 관한 것이다.
특히 본 발명은 글래스를 다단 강화시키고, 그 사이에 강화층을 슬리밍하는 공정을 수행함으로써, 강화층의 깊이(이온 침투 깊이)와 표면 압축응력을 조절하여 최적의 강도 특성 및 폴딩 특성을 보장하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 및 그 플렉시블 커버 윈도우에 관한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법에 대한 모식도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예 및 비교예 1에 따른 글래스의 깊이에 따른 K 이온 농도를 나타낸 그래프이고, 도 3은 본 발명의 일실시예 및 비교예 2에 따른 글래스 깊이에 따른 K 이온 농도를 나타낸 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 플렉시블 커버 윈도우는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법에 있어서, 글래스를 제공하는 제1단계와, 상기 글래스를 1단 강화시켜 상기 글래스의 표면에 강화층을 형성시키는 제2단계와, 상기 글래스의 표면을 슬리밍하여 상기 강화층의 깊이를 줄이는 제3단계와, 상기 글래스를 2단 강화시켜 상기 글래스의 표면 압축응력을 높이는 제4단계를 포함하며, 상기 제2단계 내지 제4단계는 1회 또는 복수 회 반복 수행하여 상기 글래스의 표면 압축응력을 높이면서 다단 강화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 글래스는 물리적 또는 화학적 강화 처리가 가능한 것이면 무방하나, 예컨대 알루미늄 실리케이트계 또는 소다 라임계 글래스일 수 있다(제1단계).
또한 본 발명에 따른 글래스는 두께에 제한이 없으나, 박판 글래스의 강도 특성을 향상시키기 위해 주로 구현되는 것으로서, 두께 20~800㎛ 정도의 글래스를 제공하게 된다.
먼저 본 발명에 따른 상기 글래스를 1단 강화시켜 상기 글래스의 표면에 강화층을 형성시킨다(제2단계). 여기에서 강화층이라 함은 강화 공정을 수행하여 글래스 표면의 화학적 조성이 변화된 영역을 의미하는 것으로서, 본 발명의 일실시예로는 화학 강화 공정에 따른 교환된 이온이 침투된 깊이를 나타낸 것으로서, 통상 DOL(Depth of Layer)라고 한다.
본 발명에 따른 강화 공정은 이온 교환 공정, 이온 주입 공정 및 이온 어시스트 공정 중 어느 하나일 수 있으며, 이들을 조합한 공정일 수 있다. 본 발명의 일실시예로는 상기 강화 공정으로 케미컬 디핑(chemical dipping), 케미컬 슬러리(chemical slurry), 스프레이 강화 및 페이스트 강화 중 어느 하나 또는 이들을 조합한 공정일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로 상기 강화 공정은 이온 교환을 위한 케미컬 디핑 공정일 수 있다. 즉, 이온 교환을 위한 금속염에 상기 글래스를 함침(디핑)하여 상기 글래스 표면에 강화층을 형성시키는 것이다. 이하에서는 케미컬 디핑 공정에 따른 이온 교환 공정을 중심으로 본 발명의 실시예에 대해서 설명하고자 한다.
본 발명의 일실시예에 따라 제공된 30㎛ 두께의 글래스에 1단 강화 공정을 수행하여, 상기 글래스의 표면에 강화층을 형성시킨다.
여기에서 1단 강화 공정은 최종 적용하고자 하는 제품의 강도 특성 및 폴딩 특성에 따라 강화 공정 조건을 조절하여 수행하며, 이는 강화 시간 및 온도를 조절하여 구현한다.
이렇게 1단 강화 공정이 수행된 글래스는 특정 깊이의 강화층과 이에 따른 특정 인장 응력 값을 나타내게 된다.
일반적으로, 이온 교환에 의한 화학 강화 공정은 글래스를 이루는 금속 이온 보다 큰 금속 이온을 포함하는 금속염에 상기 글래스를 특정 시간 및 온도에서 함침하여 상기 글래스에 글래스를 이루는 금속 이온보다 큰 금속 이온이 침투되어 글래스 표면에 압축 응력(CS)이 발생하게 된다.
이 경우, 강화층의 깊이 즉 금속 이온이 침투된 깊이(DOL)가 커지게 되면 응력 균형을 맞추기 위해 압축응력(CS)이 줄어들게 되어, 특정 강도 특성을 갖는 강화층 및 압축 응력을 확보하기가 어렵게 된다.
즉, 강화층의 깊이를 크게 하면 압축응력이 줄어들고, 강화층의 깊이를 작게 하면 압축응력이 증가하게 되어, 박판의 글래스의 경우 강도 특성을 개선시키는데 한계가 있으며, 특히 폴딩 특성을 개선시키기 위해서는 압축응력의 증가가 필요하지만 이 경우 강화층의 깊이를 줄여야 하므로 강도 특성이 저하되는 문제점이 있게 된다.
본 발명에서는 강화층의 깊이와 압축응력을 상보적으로 조절할 수 있는 강화방법을 제공하여 박판 글래스의 최적의 강도 특성 및 폴딩 특성을 개선하여 플렉시블 커버 윈도우에 최적합하게 적용할 수 있도록 하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 글래스에 1단 강화 공정을 수행함에 따라 특정 깊이의 강화층을 형성하였으며, 특정 인장응력 값을 나타내도록 한다. 이 경우, 강화층의 깊이는 강화 시간과 온도에 따라 조절될 수 있으며, 내구성을 고려하여 충분한 시간(5분~2시간) 동안 글래스의 변형 온도 이하에서 수행하게 된다.
이러한 1단 강화 공정에 의해 충분한 깊이의 강화층을 형성할 수는 있으나, 그에 반해 인장응력은 오히려 줄어들게 되어, 강도 특성 및 폴딩 특성의 개선에 한계가 있다.
이를 위해 본 발명에서는 상기 글래스의 표면을 슬리밍하여 상기 강화층의 깊이를 줄이는 공정을 수행한다.(제3단계)
상기 슬리밍 공정은 상기 강화층의 깊이를 줄이는 어떠한 공정이면 무방하나, 본 발명의 실시예로는 습식 에칭(Wet Etching), 폴리싱(Polishing), 레이저 포밍(Laser Forming) 및 마스킹(Masking) 공정 중 어느 하나 또는 이들을 둘 이상 조합한 공정, 또는 폴리싱 공정을 후공정으로 한 습식 에칭, 레이저 포밍 또는 마스킹 공정에 의해 구현될 수 있다.
그리고, 상기 슬리밍된 글래스를 2단 강화시켜 상기 글래스의 압축응력을 높이게 된다(제4단계).
여기에서 상기 2단 강화 공정은 글래스 두께에 따른 최종 제품의 강도 특성 및 폴딩 특성을 고려하여 특정 강화 공정 온도 및 시간 동안 수행되게 된다.
2단 강화 공정은 1단 강화 공정과는 달리 글래스 표면에서의 압축응력을 높이는데 집중하는 공정으로써, 상기 제2단계의 1단 강화 공정보다 제4단계의 2단 강화 공정 시간을 더 짧게 수행할 수 있다. 이에 의해 슬리밍된 강화층의 깊이는 변화가 없이, 표면 압축응력만을 증가시키고자 하는 것이다.
또한 필요에 따라 상기 제2단계의 1단 강화 공정 온도와 제4단계의 2단 강화 공정 온도를 서로 다르게 할 수도 있으며, 온도의 조절은 글래스의 성분에 따라 1단 강화 공정 온도보다 2단 강화 공정 온도가 더 낮게 할 수도 있으며, 이에 따라 슬리밍된 강화층의 깊이는 변화가 없이, 표면 압축응력만을 증가시키도록 한다.
이를 위해 상기 제2단계의 강화 공정 온도 및 시간 보다 상기 제4단계의 강화 공정 온도가 더 낮고, 강화 공정 시간은 더 짧게 설정하여 진행하게 된다.
이와 같이 제품을 강도 특성과 폴딩 특성을 고려하여, 1단 강화, 슬리밍, 2단 강화 공정을 특정 조건에서 수행함으로써, 강화층의 깊이의 조절과 표면 압축응력의 조절을 독립적으로 수행할 수 있게 된다.
한편 본 발명의 다른 실시예로, 이러한 1단 강화, 슬리밍, 2단 강화 공정은 제품의 사양에 따라 필요시에 복수 회 반복 수행할 수 있으며, 강화층의 깊이와 표면 압축응력을 점진적(gradient)으로 조절하여 단계적으로 강화 공정을 수행할 수 있다. 이를 본 발명에서는 다단 강화라고 일컫고자 한다.
상기 1단 강화, 슬리밍, 2단 강화 공정을 복수 회 반복 수행하는 경우, 후속 공정에서의 강화 공정 시간을 앞선 공정에서의 강화 공정 시간보다 더 짧게 수행하거나 또는 후속 공정에서의 강화 공정 온도가 앞선 공정에서의 강화 공정 온도보다 더 낮게 수행하여, 특정 강화층의 깊이 및 특정 압축응력으로의 조절이 가능하도록 한다.
한편 이러한 상기 제2단계의 1단 강화 공정 수행 후 또는 제4단계의 2단 강화 공정을 수행 후, 열처리 또는 급냉 공정을 수행하여, 강화층의 깊이 및 압축응력을 조절할 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 1단 강화 공정 및 2단 강화 공정은 상술한 바와 같은 이온 교환에 따른 화학 강화 공정으로 수행될 수 있으며, 금속 혼합염 또는 금속 단일염에 상기 글래스를 함침하는 케미컬 디핑 공정에 의해 진행되게 된다.
여기에서 상기 금속 혼합염은 LiNO3, NaNO3, KNO3, RbNO3, CsNO3, Li2SO4, Na2SO4, K2SO4, Rb2SO4 및 Cs2SO4 중 어느 하나 이상을 포함하거나, 상기 금속 단일염은 LiNO3, NaNO3, KNO3, RbNO3, CsNO3, Li2SO4, Na2SO4, K2SO4, Rb2SO4 및 Cs2SO4 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 이는 글래스의 조성 즉, 글래스에 포함된 금속 이온에 따라, 형성하고자 하는 강화층의 깊이에 따라 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 강화층을 형성하기 위해 상기 글래스에 포함된 금속 이온 중 Na 이온보다 반지름이 큰 1종 이상의 이온으로 교환될 수 있도록 하며, 본 발명의 일실시예로 주로 K 이온으로 교환될 수 있도록 한다.
이를 위해 금속 단일염의 경우 KNO3를 사용할 수 있으며, 상기 금속 혼합염의 경우 강화층의 깊이에 따라 NaNO3와 KNO3을 적정량 혼합하여 사용할 수 있다.
이렇게 형성된 본 발명에 따른 플렉시블 커버 윈도우는, 상기 글래스 중심에서의 이온 교환된 금속 이온 농도(intensity)와 상기 글래스 표면에서의 이온 교환된 금속 이온 농도(intensity)의 비는 1:3 이상인 것을 특징으로 한다. 상기 이온 교환된 금속 이온 농도는 K 이온인 것이 바람직하다.
이는 X-선 분광분석(EDX)을 통해 글래스 깊이에 따라 금속 이온 갯수 즉, 농도를 측정한 것이다. 본 발명에 따른 플렉시블 커버 윈도우는 중심에 대한 표면에서의 이온 교환된 금속 이온 농도의 비가 3 이상인 것으로, 표면에서의 이온 교환된 금속 이온 농도의 비는 글래스의 종류나 금속염의 종류, 강화 공정 조건 등에 따라 일정 시간 후에는 더 이상 증가하지 않고 포화가 되게 된다. 따라서, 상기 중심에 대한 표면에서의 이온 교환된 금속 이온 농도의 비는 3 이상부터 표면에서의 이온 교환된 금속 이온 농도의 비가 포화될때까지의 값이 된다.
기존의 글래스 중심에서의 이온 교환된 K 이온 농도와 상기 글래스 표면에서의 이온 교환된 K 이온 농도의 비가 1:1.5~2.8인 것에 비해 본 발명에 따른 다단 강화 공정에 의하면 상기 글래스 표면에서 매우 높은 K 이온의 농도를 나타내었다. 이는 표면에서의 압축응력이 그 만큼 높아진 것을 의미한다.
또한 본 발명에 따른 플렉시블 커버 윈도우는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 가로축을 상기 글래스의 깊이로 하고, 세로축을 상기 이온 교환된 K 이온의 농도(intensity)로 하여 이를 최소 이승법에 의해 4차 곡선으로 근사한 경우, y=6E-07x4 + 0.0004x3 - 0.0219x2 + 0.2041x + 164.84를 따른다.
도 2는 X-선 분광분석(EDX)을 통해 측정된 것으로서, 가로축을 상기 글래스의 깊이(표면에서 중심까지)로 하고, 세로축을 상기 이온 교환된 K 이온의 농도로 하여 이를 최소 이승법에 의해 4차 곡선을 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 일실시예로 다단 강화 공정을 거친 경우(붉은색)와 종래의 1단 강화 공정만 거친 경우(푸른색, 비교예 1)의 글래스 깊이에 따른 이온 교환된 K 이온의 농도를 최소 이승법에 의해 4차 곡선으로 나타낸 것이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 다단 강화 공정에 의한 글래스 표면에서의 K 이온 농도가 기존의 1단 강화 공정만 거친 경우의 글래스 표면에서의 K 이온 농도보다 훨씬 높은 것을 확인할 수 있으며, 이는 표면 압축응력이 높은 것을 의미한다.
도 3은 X-선 분광분석(EDX)을 통해 측정된 것으로서, 본 발명에 따른 다단 강화 공정을 거쳤을 때 글래스 중심에서의 인장응력과 동일한 인장응력을 갖도록 1단 강화 공정을 거친 플렉시블 커버 윈도우의 경우(초록색)와 본 발명에 따른 다단 강화 공정을 거친 경우(푸른색)의 플렉시블 커버 윈도우의 글래스 깊이에 따른 K 이온 농도를 나타낸 것이다.
도 3은 가로축을 상기 글래스의 깊이(표면에서 중심까지)로 하고, 세로축을 상기 이온 교환된 K 이온의 농도로 하여 이를 최소 이승법에 의해 4차 곡선을 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 일실시예로 다단 강화 공정을 거친 경우(붉은색)와 종래의 1단 강화 공정만 거친 경우(초록색, 비교예 2)의 글래스 깊이에 따른 이온 교환된 K 이온의 농도를 최소 이승법에 의해 4차 곡선으로 나타낸 것이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 플렉시블 커버 윈도우는, 동일한 인장응력 조건 하에서도 표면에서의 K 이온 농도는 높은 것으로 나타나 상기 다단 강화에 따른 압축응력은 상대적으로 더 높은 것을 확인할 수 있었다.
다음 표 1은 본 발명의 일실시예에 따른 플렉시블 커버 윈도우의 물성을 측정한 것이다.
| Parameter | Test Item | 실시예(30㎛) | 비교예 1(30㎛) |
| 폴딩 특성 |
2PB | 평균 0.39R | 평균 0.6R |
| Folding Yield | 100% | 80% | |
| 강도 특성 |
Puncture Test(2mm Tip Dia.) | 평균 20Kgf | 5Kgf |
| Pen Drop(6.2g pen/0.5mm Dia. Tip, Acrylic Panel w/o OCA) | 평균 10~20cm | 평균 1.5cm |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 폴딩 특성 측정을 위한 2PB 테스트의 경우 비교예 1(1단 강화)에 의한 플렉시블 커버 윈도우가 평균 0.6R인 것에 비해 본 발명에 따른 실시예의 경우 평균 0.39R로, 벤딩 특성이 개선된 것을 확인할 수 있었다.
그리고, 폴딩 특성 측정을 위한 Folding Yield 테스트의 경우 비교예 1의 경우 80%이었으나, 본 발명에 따른 실시예의 경우 100%로, 폴딩 특성이 개선된 것을 확인할 수 있었다.
그리고, 강도 특성 측정을 위한 Puncture Test의 경우 비교예 1에 의한 플렉시블 커버 윈도우가 평균 5Kgf인 반면 본 발명에 따른 실시예의 경우 평균 20Kgf로, 강도 특성이 개선된 것을 확인할 수 있었다.
그리고, 강도 특성 측정을 위한 Pen Drop 테스트의 경우 비교예 1에 의한 플렉시블 커버 윈도우가 편균 1.5cm에 불과한 것에 비해 본 발명에 따른 실시예의 경우 평균 10~20cm로 그 강도 특성이 월등히 개선된 것을 확인할 수 있었다.
이와 같이 기존의 1단 화학 공정만 거친 30㎛ 두께의 플렉시블 커버 윈도우에 비해 본 발명에 따른 1단 강화, 슬리밍, 2단 강화 공정을 포함하는 다단 강화 공정을 거친 플렉시블 커버 윈도우는 강화층의 깊이(이온 침투 깊이, DOL)와 압축응력의 최적값의 적절한 조절을 통하여 강도 특성을 개선시킴과 동시에 폴딩 특성을 개선시킬 수 있어, 박판 글래스 기반의 플렉시블 커버 윈도우에 매우 적합하게 적용가능하다.
Claims (15)
- 글래스 기반의 플렉시블 커버 윈도우에 있어서,
상기 글래스 중심에서의 이온 교환된 금속 이온 농도(intensity)와 상기 글래스 표면에서의 이온 교환된 금속 이온 농도(intensity)의 비는 1:3 이상인 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우. - 제 1항에 있어서, 상기 플렉시블 커버 윈도우는,
상기 글래스에 1단 강화, 상기 1단 강화에 의해 형성된 강화층을 부분 슬리밍하고 상기 부분 슬리밍된 글래스에 2단 강화 공정을 수행하거나, 이러한 공정을 반복적으로 수행하여 상기 글래스를 다단 강화시킴으로써 강화층의 깊이 및 압축응력이 조절된 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우. - 제 2항에 있어서, 상기 1단 강화 공정보다 2단 강화 공정 시간을 더 짧게 수행하거나,
후속 공정에서의 강화 공정 시간을 앞선 공정에서의 강화 공정 시간보다 더 짧게 수행하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우. - 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 플렉시블 커버 윈도우는,
동일한 인장응력 조건 하에서도 상기 다단 강화에 따른 압축응력은 상대적으로 더 높은 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우. - 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법에 있어서,
글래스를 제공하는 제1단계;
상기 글래스를 1단 강화시켜 상기 글래스의 표면에 강화층을 형성시키는 제2단계;
상기 글래스의 표면을 슬리밍하여 상기 강화층의 깊이를 줄이는 제3단계;
상기 글래스를 2단 강화시켜 상기 글래스의 압축응력을 높이는 제4단계;를 포함하며,
상기 제2단계 내지 제4단계는 1회 또는 복수 회 반복 수행하여 상기 글래스의 압축응력을 높이면서 다단 강화시키는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법. - 제 5항에 있어서, 상기 제2단계의 1단 강화 공정보다 제4단계의 2단 강화 공정 시간을 더 짧게 수행하거나,
후속 공정에서의 강화 공정 시간을 앞선 공정에서의 강화 공정 시간보다 더 짧게 수행하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법. - 제 5항에 있어서, 상기 제2단계의 1단 강화 공정 및 제4단계의 2단 강화 공정은, 이온 교환 공정, 이온 주입 공정 및 이온 어시스트 공정 중 어느 하나 또는 둘 이상을 조합한 공정에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법.
- 제 7항에 있어서, 상기 제2단계의 1단 강화 공정 및 제4단계의 2단 강화 공정은,
케미컬 디핑(chemical dipping), 케미컬 슬러리(chemical slurry), 스프레이 강화 및 페이스트 강화 중 어느 하나를 상기 1단 강화 공정 및 2단 강화 공정에 각각 적용하거나,
케미컬 디핑(chemical dipping), 케미컬 슬러리(chemical slurry), 스프레이 강화 및 페이스트 강화 중 둘 이상을 조합하여 상기 1단 강화 공정 및 2단 강화 공정에 각각 적용하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법. - 제 7항에 있어서, 상기 제2단계의 1단 강화 공정 수행 후 또는 제4단계의 2단 강화 공정을 수행 후, 열처리 또는 급냉 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법.
- 제 7항에 있어서, 상기 이온 교환 공정은,
금속 혼합염 또는 금속 단일염에 상기 글래스를 함침하여 이온 교환을 수행하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법. - 제 10항에 있어서, 상기 금속 혼합염은 LiNO3, NaNO3, KNO3, RbNO3, CsNO3, Li2SO4, Na2SO4, K2SO4, Rb2SO4 및 Cs2SO4 중 어느 하나 이상을 포함하거나,
상기 금속 단일염은 LiNO3, NaNO3, KNO3, RbNO3, CsNO3, Li2SO4, Na2SO4, K2SO4, Rb2SO4 및 Cs2SO4 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법. - 제 7항에 있어서, 상기 플렉시블 커버 윈도우는,
상기 글래스 중심에서의 이온 교환된 금속 이온 농도(intensity)와 상기 글래스 표면에서의 이온 교환된 금속 이온 농도(intensity)의 비는 1:3 이상인 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법. - 제 12항에 있어서, 상기 이온 교환된 금속 이온은 K 이온을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법.
- 제 5항에 있어서, 상기 제3단계의 슬리밍 공정은,
습식 에칭(Wet Etching), 폴리싱(Polishing), 레이저 포밍(Laser Forming) 및 마스킹(Masking) 공정 중 어느 하나 또는 이들을 둘 이상 조합한 공정,
또는 폴리싱 공정을 후공정으로 한 습식 에칭, 레이저 포밍 또는 마스킹 공정에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법. - 제 5항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플렉시블 커버 윈도우는,
동일한 인장응력을 갖는 조건 하에서도 상기 다단 강화에 따른 표면 압축응력은 상대적으로 더 높은 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |