KR20220072220A - 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제조 공정에서 초박형 글래스에 발생하는 표면 손상을 최소화함으로써 생산성이 향상되는 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법에 관한 것이다.

Description

디스플레이용 초박형 글래스 제조방법{Fabrication Method for Ultra Thin Glass for Display Device}

본 발명은 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제조 공정에서 초박형 글래스에 발생하는 표면 손상을 최소화함으로써 생산성이 향상되는 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법에 관한 것이다.

유리의 표면에 압축 응력을 인가하여 표면을 강화하는 상용화된 방법은 물리강화 방법과 화학강화 방법으로 구분할 수 있다. 화학강화 방법은 유리 내부에 존재하는 나트륨이온 또는 리튬이온을 크기가 더 큰 칼륨 이온으로 치환하여 유리의 표면에 압축 응력을 인가하는 방식으로 물리강화 방법에 비하여 더 얇은 두께의 유리에 적용할 수 있어서 최근 휴대전화나 태블릿 등 모바일 기기의 커버 유리 등에 적용되고 있고, 폴더블 디스플레이나 롤러블 디스플레이에 적용되는 초박형 글래스에도 적용될 수 있을 것으로 보인다.

폴더블 디스플레이나 롤러블 디스플레이에 적용될 수 있는 접히거나 말리는 초박형 글래스는 두께가 50 마이크로미터 이하이다. 이런 얇은 두께의 유리를 모바일폰과 같은 장치에 적용되기 위해서는 장치에 맞게 형태를 가공해야 하는데, 이 과정에서 응력집중이 생기는 등의 문제로 인하여 제조과정에서 파손이나 변형 등의 불량이 생기는 경우가 많고, 작업을 사람이 직접 하는 경우 매우 조심스럽게 다루어야 하는데 제조 과정에서 작업자의 실수로 인하여 불량이 생기는 경우도 있다.

본 발명은 배경기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제조과정에서 발생할 수 있는 불량의 위험을 최소화함으로써 공정이 효율화되고 생산성이 향상되는 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법을 제공하는 것이다.

전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,

폴더블 디스플레이와 롤러블 디스플레이를 포함하는 디스플레이 장치에 사용되는 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법에 있어서,

초박형 글래스 원판을 레이저 커팅 수단을 이용하여 디스플레이 장치의 크기에 맞게 절단하는 절단단계;

상기 절단단계에서 절단된 각각의 초박형 글래스를 세정하는 제1세정단계;

상기 제1세정단계에서 세정 된 초박형 글래스가 정확하게 겹치도록 여러 층으로 적층하되 초박형 글래스들 사이에 접착제가 함침된 합침재를 삽입하는 적층단계;

상기 적층단계가 완료된 상태의 적층된 초박형 글래스의 단부를 화학적으로 식각하는 측면 힐링단계;

상기 측면 힐링단계가 완료된 상태의 적층된 초박형 글래스 사이를 초박형 글래스로 분리하는 분리단계;

상기 분리단계에서 분리된 각각의 초박형 글래스를 세정하는 제2세정단계;

상기 제2세정단계가 완료된 각각의 초박형 글래스의 전면을 화학적으로 식각하는 제1전면 힐링단계;

상기 제1전면힐링 단계가 완료된 각각의 초박형 글래스를 이온교환 방식을 이용하여 화학적으로 강화하는 화학 강화단계; 및,

상기 화학 강화단계가 완료된 상태의 각각의 초박형 글래스의 전면을 화학적으로 식각하는 제2전면 힐링단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법을 제공한다.

상기 분리단계는 상기 함침재에 함침된 접착제에 열을 가한 상태에서 슬라이딩 방식으로 초박형 글래스를 분리하는 것이 바람직하다.

상기 적층단계에서 사용되는 접촉제는 열 접착제인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 초박형 글래스의 제조에 있어서 초박형 글래스의 제조과정에서 발생할 수 있는 표면손상에 의한 불량의 위험을 최소화함으로써 공정이 효율화되고 생산성이 향상되는 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법의 절단단계를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법의 적층단계를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법의 분리단계를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법의 측면 힐링단계를 설명하기 위한 도면.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법의 절단단계를 설명하기 위한 도면, 도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법의 적층단계를 설명하기 위한 도면, 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법의 분리단계를 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법의 측면 힐링단계를 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법은 절단단계, 제1세정단계, 적층단계, 측면 힐링단계, 분리단계, 제2세정단계, 제1전면 힐링단계, 화학 강화단계, 제2전면 힐링단계를 포함하여 구성된다.

상기 절단단계는 도 1에 도시된 바와 같이 초박형 글래스 원판(1)을 레이저를 이용하여 디스플레이 장치의 크기에 맞게 절단하는 단계이다.

레이저는 루비 레이저, 이산화탄소 레이저, 아르곤 레이저 등 다양한 레이저가 사용될 수 있는데 치핑(chipping)의 발생을 최소화할 수 있는 레이저를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제1세정단계는 절단된 각각의 초박형 글래스(10)를 세정하는 단계로서 세정액을 사용하게 되며 세정액을 절단된 초박형 글래스(10)에 분사하거나 초박형 글래스(10)를 세정액 속에 담그는 디핑(Dipping)방식으로 세정한다.

상기 적층단계는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1세정단계에서 세정 된 초박형 글래스(10)가 정확하기 겹치도록 적층하는 단계이다. 초박형 글래스(10)를 적층할 때에는 초박형 글래스(10)들 사이에 접착체(30)가 함침된 함침재(20)를 삽입하여. 함침재(20)에 함침된 접착제(30)에 의해 적층된 초박형 글래스(10)들을 고정하게 된다. 통상 10개 정도의 초박형 글래스(10)를 적층하게 되며, 맨 아래와 맨 위에는 보호유리를 적층할 수도 있는데 보호유리는 도시에서 제외하였고, 도시 상의 편의를 위하여 4개의 초박형 글래스(10)가 적층된 것만을 도시하였다.

상기 함침재(20)로는 액상의 접착제(30)가 스며들 수 있는 종이나 부직포 등을 사용할 수 있으며 두께는 10 내지 100 마이크로미터로 제작하는 것이 바람직하다.

상기 함침재(20)에 함침되는 접착제(30)로는 열에 의해 경화되는 열 접착제를 사용한다.

상기 측면 힐링단계는 상기 적층단계가 완료된 후에 초박형 글래스(10)의 단부(12)를 화학적으로 식각하는 단계이다. 화학적 처리에 의해 초박형 글래스(10) 단부의 잔류 응력을 완화하기도 하고 도 4에 도시된 형상으로 단부(12)를 가공하게 된다.

상기 분리단계는 상기 측면 힐링단계가 완료된 상태의 적층된 초박형 글래스(10)를 각각의 초박형 글래스(10)로 분리하는 단계이다. 함침재(20)에 함침된 접착제(30)에 열을 가하여 녹인 상태에서 도 3에 도시된 바와 같이 슬라이딩 방식으로 각각의 초박형 글래스(10)를 분리하게 된다.

상기 분리단계는 매우 섬세한 작업이다. 초박형 글래스(10)는 말 그대로 매우 얇은 유리이기 때문에 조금만 힘을 가해도 파손이 발생할 수 있어서 작업자에 의해 수작업으로 이루어지고, 함침재(20)를 사용하지 않는 경우에도 슬라이딩 방식에 의해 이루어지는 것이 일반적이다. 그런데 슬라이딩 방식으로 초박형 글래스(10)를 분리하면 분리되는 초박형 글래스(10)의 단부 또는 전면과 분리되는 초박형 글래스(10)의 바로 아래에 적층된 초박형 글래스(10)의 전면이 닿게 되고 이로 인해 분리되는 초박형 글래스(10)나 그 아래에 위치한 초박형 글래스(10)의 전면에 눈에 보이지 않는 미세한 스크래치가 발생하게 된다. 이때 발생한 미세한 스크래치는 추후에 하중이 가해질 경우 크랙으로 이어질 가능성이 있고, 빛이 투과할 때 직진성에도 영향을 줄 수 있기 때문에 디스플레이 장치에 사용되기에 적절하지 않을 수도 있다.

그런데 본 실시예에서는 적층된 초박형 글래스를 각각의 초박형 글래스(10)로 분리하는 과정에서 함침재(20)와 접촉하고 초박형 글래스(10)들 사이에는 접촉이 발생하지 않으므로 전술한 종래기술의 문제점인 전면 스크래치의 발생을 근본적으로 제거할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

상기 제2세정단계는 상기 분리단계에서 분리된 각각의 초박형 글래스(10)에 잔류 된 접착제 등을 세정하는 단계로서 상기 제1세정단계와 유사한 방식으로 이루어질 수 있다.

상기 제1전면 힐링 단계는 상기 제2세정단계가 완료된 각각의 초박형 글래스(10)의 전면을 화학적으로 식각하는 단계이다. 제1전면 힐링단계에 의하여 초박형 글래스(10) 전면의 조도가 향상되고 미세하게 발생한 홈이 완화되는 효과가 발생한다.

상기 화학 강화단계는 상기 제1전면 힐링단계가 완료된 각각의 초박형 글래스를 이온교환 방식으로 화학적으로 강화하는 단계이다. 화학강화는 고온(대략 400℃ 이상의 온도)에서 융체 상태로 존재하는 알칼리염(주로 액상의 KNO₃)에 유리를 일정 시간 침지하면 용융 상태의 알칼리 이온인 K⁺이온이 유리 표면에 존재하는 알칼리 이온인 Na⁺이온으로 이온교환이 발생하는 침지식과, 유리의 표면에 잘 부착될 수 있도록 슬러리 또는 페이스트 상태의 알칼리염을 도포한 상태에서 가열함으로써 이온 교환이 이루어지도록 하는 방식을 사용하거나 알칼리염을 용융 혹은 반용융화시켜 유리 표면부에 액체 혹은 반 액체 상태의 알칼리 이온을 형성하고 이온교환 가능한 상태의 알칼리 이온이 유리 내부의 알칼리 이온과 이온교환 되는 방식의 비침지식 방식이 있는데 상황에 맞추어 적절히 선택하여 화학강화를 할 수 있다.

상기 제2전면 힐링단계는 상기 화학 강화단계가 완료된 상태의 각각의 초박형 글래스의 전면을 화학적으로 식각하는 단계로서 앞서 설명한 제1전면 힐링단계와 같은 방식으로 실시할 수 있다.

상기 제2전면 힐링단계가 완료되면 본 실시예에 따른 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법이 완료된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하였는데, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상 내에서 다양한 형태의 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법으로 구체화될 수 있다.

1 : 초박형 글래스 원판 10 : 초박형 글래스
20 : 함침재 30 : 접착제

Claims (3)

1. 폴더블 디스플레이와 롤러블 디스플레이를 포함하는 디스플레이 장치에 사용되는 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법에 있어서,
   초박형 글래스 원판을 레이저 커팅 수단을 이용하여 디스플레이 장치의 크기에 맞게 절단하는 절단단계;
   상기 절단단계에서 절단된 각각의 초박형 글래스를 세정하는 제1세정단계;
   상기 제1세정단계에서 세정 된 초박형 글래스가 정확하게 겹치도록 여러 층으로 적층하되 초박형 글래스들 사이에 접착제가 함침된 합침재를 삽입하는 적층단계;
   상기 적층단계가 완료된 상태의 적층된 초박형 글래스의 단부를 화학적으로 식각하는 측면 힐링단계;
   상기 측면 힐링단계가 완료된 상태의 적층된 초박형 글래스 사이를 초박형 글래스로 분리하는 분리단계;
   상기 분리단계에서 분리된 각각의 초박형 글래스를 세정하는 제2세정단계;
   상기 제2세정단계가 완료된 각각의 초박형 글래스의 전면을 화학적으로 식각하는 제1전면 힐링단계;
   상기 제1전면힐링 단계가 완료된 각각의 초박형 글래스를 이온교환 방식을 이용하여 화학적으로 강화하는 화학 강화단계; 및,
   상기 화학 강화단계가 완료된 상태의 각각의 초박형 글래스의 전면을 화학적으로 식각하는 제2전면 힐링단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 분리단계는 상기 함침재에 함침된 접착제에 열을 가한 상태에서 슬라이딩 방식으로 초박형 글래스를 분리하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 적층단계에서 사용되는 접촉제는 열 접착제인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 초박형 글래스 제조방법.

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