KR20220088599A - 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의한 플렉시블 커버 윈도우 - Google Patents
플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의한 플렉시블 커버 윈도우 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220088599A KR20220088599A KR1020200178950A KR20200178950A KR20220088599A KR 20220088599 A KR20220088599 A KR 20220088599A KR 1020200178950 A KR1020200178950 A KR 1020200178950A KR 20200178950 A KR20200178950 A KR 20200178950A KR 20220088599 A KR20220088599 A KR 20220088599A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cover window
- flexible cover
- manufacturing
- folding
- glass
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N lithium nitrate Chemical compound [Li+].[O-][N+]([O-])=O IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 15
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 12
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 12
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims description 7
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 6
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 claims 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 13
- 238000003426 chemical strengthening reaction Methods 0.000 description 12
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 10
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 5
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000007581 slurry coating method Methods 0.000 description 3
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- 229910003251 Na K Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
- C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
- C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/16—Constructional details or arrangements
- G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
- G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
- G06F1/1637—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing
- G06F1/1652—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing the display being flexible, e.g. mimicking a sheet of paper, or rollable
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
- G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
- G09F9/301—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements flexible foldable or roll-able electronic displays, e.g. thin LCD, OLED
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2204/00—Glasses, glazes or enamels with special properties
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
본 발명은 상기 필요성에 의해 도출된 것으로서, 글래스에 포함된 알칼리계 금속 이온보다 이온 반경이 작은 알칼리계 금속 이온을 이용하여 평면부와 폴딩부를 동시에 강화시키는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의한 플렉시블 커버 윈도우의 제공을 그 목적으로 한다.
Description
본 발명은 글래스 기반 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의해 제조된 플렉시블 커버 윈도우에 관한 것으로서, 글래스에 포함된 알칼리계 금속 이온보다 이온 반경이 작은 알칼리계 금속 이온을 이용하여 평면부와 폴딩부를 동시에 강화시키는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의한 플렉시블 커버 윈도우에 관한 것이다.
최근 전기, 전자 기술들이 급속도로 발전하고, 새로운 시대적 요구 및 다양한 소비자들의 요구에 맞춰 다양한 형태의 디스플레이 제품이 나오고 있으며, 그 중 화면을 접고 펼칠 수 있는 플렉시블 디스플레이에 대한 연구가 활발한 실정이다.
플렉시블 디스플레이의 경우, 기본적으로 접히는 것에서부터 출발하여 구부리고 말고 늘리는 형태로 연구가 진행되고 있으며, 디스플레이 패널뿐만 아니라 이를 보호하기 위한 커버 윈도우 또한 플렉시블하게 형성되어야 한다.
이러한 플렉시블한 커버 윈도우는 기본적으로 유연성이 좋아야 하며, 반복적인 폴딩에도 폴딩 부위에 자국이 발생하지 않아야 하고, 그에 따른 화질의 왜곡이 없어야 한다.
기존의 플렉시블 디스플레이의 커버 윈도우는 디스플레이 패널 표면에 PI나 PET 필름과 같은 고분자 필름을 사용하여 왔다.
그러나, 고분자 필름의 경우 기계적 강도가 약해 단순히 디스플레이 패널의 스크래치를 방지하는 역할을 할 뿐 내 충격성에 취약하고, 낮은 투과율을 갖는 단점이 있으며, 비교적 고가로 알려져 있다.
또한, 이러한 고분자 필름의 경우 디스플레이의 폴딩 횟수가 많아질수록 폴딩 부위에 자국이 남게 되면서 접히게 되는 부분의 손상을 초래하게 된다. 예컨대 폴딩 한계 평가(통상 20만회) 시 고분자 필름의 눌림이나 찢김이 발생하고 있다.
최근에는 고분자 필름의 커버 윈도우에 대한 한계를 극복하고자 글래스 기반의 커버 윈도우에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다.
글래스 기반의 커버 윈도우의 경우 폴딩 특성을 만족하면서, 화면의 왜곡이 없고, 터치펜 등의 반복적인 접촉, 일정 압력에도 충분한 강도를 가져야 하는 기본 요구 물성이 요구되고 있다.
이러한 커버 윈도우의 강도 특성을 만족시키기 위해서는 글래스가 일정 두께 이상이어야 하고, 폴딩 특성을 만족하기 위해서는 글래스가 일정 두께 이하이어야 하므로, 강도 특성을 만족하면서 폴딩 특성을 만족하고, 또한 화면의 왜곡이 없는 최적의 커버 윈도우 두께 및 구조에 대한 연구가 필요한 실정이다.
종래기술로써, 이러한 폴딩 특성과 강도 특성을 충족시키기 위해 커버 윈도우의 폴딩 영역(폴딩부)을 다른 영역(평면부)에 비해 상대적으로 슬리밍하게 형성한 기술들이 많이 나와 있다.
이러한 커버 윈도우의 강도를 보강하기 위해 일반적으로 화학강화 방식을 주로 이용하고 있다. 상기 화학강화는 고온의 KNO3 용융염에 알칼리계 글래스를 침지하면 용융염의 K 이온과 글라스의 Na 이온의 치환으로 인해 글라스 표면에 압축응력이 발생하게 된다. 이때 원자 크기가 큰 K 이온의 영향으로 글래스의 부피가 증가하게 된다.
특히 슬리밍하게 폴딩부를 형성하는 경우, 두께에 따른 인장응력의 불균형으로 폴딩부에서의 높은 압축률로 인해 커버 윈도우의 자연폭발 또는 파손, 굴곡(waviness)이 발생하게 되어 제품의 품질에 심각한 지장을 초래하게 된다.
도 1은 종래의 플렉시블 커버 윈도우에서의 폴딩부와 평면부 간의 두께 차이로 인한 인장응력의 불균형 현상을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이 두께가 얇은 평면부가 더 많이 늘어난 현상이 나타나 커버 윈도우의 전체적인 품질 저하를 초래하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 폴딩부와 평면부 간의 강화 정도를 조절하는 방법이 시도되고 있으나, 전체적인 커버 윈도우 상의 강화 균일성의 확보가 어려우며, 각 커버 윈도우의 위치 별로 압축응력(CS)과 강화 깊이(DOL)의 불균일한 문제가 여전히 남아 있게 된다.
본 발명은 상기 필요성에 의해 도출된 것으로서, 글래스에 포함된 알칼리계 금속 이온보다 이온 반경이 작은 알칼리계 금속 이온을 이용하여 평면부와 폴딩부를 동시에 강화시키는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의한 플렉시블 커버 윈도우의 제공을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 것으로, 글래스에 포함된 알칼리계 금속 이온보다 이온 반경이 작은 알칼리계 금속 이온을 이용하여 평면부와 폴딩부를 동시에 강화시켜 공정을 단순화시키고, 플렉시블 커버 윈도우 전영역의 인장응력을 조절하여 강도 및 폴딩 특성이 확보된 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 및 그에 의해 제조된 플렉시블 커버 윈도우를 기술적 요지로 한다.
본 발명은 글래스 기반 커버 윈도우에 관한 것으로서, 특히 강화 글래스 고유 질감은 유지하면서, 글래스에 포함된 알칼리계 금속 이온보다 이온 반경이 작은 알칼리계 금속 이온을 이용하여 평면부와 폴딩부를 동시에 강화시켜 공정을 단순화시키고, 플렉시블 커버 윈도우 전영역의 인장응력을 조절하여 강도 및 폴딩 특성이 확보된 플렉시블 커버 윈도우를 제공하게 된다.
특히 본 발명은 평면부와 폴딩부 간의 두께 차이로 인한 강화 후 글래스 기판의 인장응력 차이에 따른 변형, 굴곡 및 파손을 방지하기 위한 것으로서, 글래스에 포함된 알칼리계 금속 이온보다 이온 반경이 작은 알칼리계 금속 이온을 이용한 화학 강화 공정을 수행함으로써 기존의 부분 화학 강화 공정에서의 마스킹 공정과 같은 추가 공정이 필요없어 양산성을 제고시키게 된다.
이에 평면부 및 폴딩부를 동시에 화학강화를 수행함으로써, 기존의 부분 화학 강화 공정인 페이스트(Paste) 또는 슬러리(Slurry) 코팅 공정의 코팅액의 분산 및 정밀 코팅의 어려움, 코팅액의 고임 현상으로 인한 상하단의 편차 등과 같은 강화 불균일성의 문제점을 완전히 해소하고, 마스킹 공정을 수행하지 않아 간단하게 공정을 수행할 수 있게 된다.
도 1 - 종래 기술에 따른 플렉시블 커버 윈도우에 대한 사진을 나타낸 도.
도 2 및 도 3 - 본 발명의 원리를 설명하기 위한 모식도.
도 4 - 본 발명에 따른 플렉시블 커버 윈도우에 대한 사진을 나타낸 도.
도 2 및 도 3 - 본 발명의 원리를 설명하기 위한 모식도.
도 4 - 본 발명에 따른 플렉시블 커버 윈도우에 대한 사진을 나타낸 도.
본 발명은 글래스 기반 커버 윈도우에 관한 것으로서, 특히 강화 글래스 고유 질감은 유지하면서, 글래스에 포함된 알칼리계 금속 이온보다 이온 반경이 작은 알칼리계 금속 이온을 이용하여 평면부와 폴딩부를 동시에 강화시켜 공정을 단순화시키고, 플렉시블 커버 윈도우 전영역의 인장응력을 조절하여 강도 및 폴딩 특성이 확보된 플렉시블 커버 윈도우를 제공하게 된다.
특히 본 발명은 평면부와 폴딩부 간의 두께 차이로 인한 강화 후 글래스 기판의 인장응력 차이에 따른 변형, 굴곡 및 파손을 방지하기 위한 것으로서, 글래스에 포함된 알칼리계 금속 이온보다 이온 반경이 작은 알칼리계 금속 이온을 이용한 화학 강화 공정을 수행함으로써 기존의 부분 화학 강화 공정에서의 마스킹 공정과 같은 추가 공정이 필요없어 양산성을 제고시키게 된다.
이에 평면부 및 폴딩부를 동시에 화학강화를 수행함으로써, 기존의 부분 화학 강화 공정인 페이스트(Paste) 또는 슬러리(Slurry) 코팅 공정의 코팅액의 분산 및 정밀 코팅의 어려움, 코팅액의 고임 현상으로 인한 상하단의 편차 등과 같은 강화 불균일성의 문제점을 완전히 해소하고, 마스킹 공정을 수행하지 않아 간단하게 공정을 수행할 수 있게 된다.
본 발명은 글래스에 포함된 알칼리계 금속 이온보다 이온 반경이 작은 알칼리계 금속 이온을 이용하여 평면부와 폴딩부를 동시에 강화시키는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의해 제조된 플렉시블 커버 윈도우에 관한 것이다.
본 발명에서의 앞면이라 함은 사용자가 터치할 수 있는 면을 의미하며, 터치펜 등이 접촉하는 면을 뜻하는 것으로, 도면 상 위쪽 방향의 면을 의미한다. 그리고 본 발명에서의 배면이라 함은 이에 앞면에 대향되는 면으로써, 터치 반대면, 즉, 디스플레이 패널 쪽 방향의 면을 의미하며, 도면 상 아래쪽 방향의 면을 의미한다.
본 발명에서 디스플레이의 폴딩 영역은 디스플레이가 반으로 접히는 영역이나 구부려지는 영역을 말하며, 이 영역에 대응되어 커버 윈도우가 폴딩되는 영역을 본 발명에서는 커버 윈도우의 "폴딩부"(F)라 하며, 폴딩부(F)를 제외한 평면 영역을 커버 윈도우의 "평면부"(P)라고 한다.
특히 본 발명은 글래스 기반으로 형성되며, 글래스 기판(100)이 전체적으로 평탄하게 형성(폴딩부(F) 및 평면부(P)의 두께가 동일)되거나, 상기 폴딩부(F)가 하나 이상으로 분절되어, 전체적으로 글래스 기판(100)이 투피스, 쓰리피스 등으로 형성될 수 있다.
또한 상기 폴딩부(F)는 상기 평면부(P)에 비해 두께가 얇게 슬리밍(Slimming)되어 형성될 수 있다. 대체적으로 상기 커버 윈도우의 평면부(P)의 두께는 30~300㎛이고, 상기 폴딩부(F)의 두께는 10~100㎛ 정도로, 매우 얇은 박판의 글래스를 가공하여 폴딩부(F)를 형성하는 것이다.
여기에서 상기 폴딩부(F)는 두께가 균일하게 형성되거나, 폴딩 영역의 중심에서 바깥쪽으로 갈수록 두께가 점차적으로 두껍게 형성될 수 있다. 즉, 폴딩부(F)는 직선 또는 곡선 형태로 형성될 수 있다.
상기 폴딩부(F)가 직선 형태로 형성된 경우에는 곡선 형태로 형성된 기술에 비해 폴딩 특성을 더욱 개선시킨 것으로, 폴딩부(F)가 곡선 형태인 경우 최소 두께의 범위가 상대적으로 작아 폴딩이 반복되게 되면 두께가 두꺼운 부분에서 폴딩 시 깨지는 등 폴딩 특성이 저하되게 되나, 폴딩부(F)가 전체적으로 두께가 균일하게 즉, 두께가 동일하게 직선 형태로 형성된 경우에는 최소 두께를 이루는 영역이 넓게 형성되어 유연성, 복원력 및 탄성력 등이 향상되어 폴딩 특성을 개선시키게 된다.
또한, 곡선형 폴딩부(F)는 기구적으로 조립시 센터를 맞추는 것이 용이하지 않으나, 본 발명에 따른 폴딩부(F)는 두께가 균일하게 형성되어, 기구적으로 조립시 즉 디스플레이 패널의 전면에 접합시 조립공차를 줄일 수 있어 제품 간 품질 차이를 최소화할 수 있으며, 불량률을 줄일 수 있게 된다.
상기와 같이 직선형 폴딩부(F)의 장점이 곡선형 폴딩부(F)에 비해 더 많으나, 제품의 사양에 따라 직선형 폴딩부(F) 또는 곡선형 폴딩부(F)를 선택하여 제조할 수 있다.
여기에서, 상기 폴딩부(F)의 폭은 커버 윈도우를 접었을 때의 곡률반경을 고려하여 설계되게 되는데, 대략적으로 곡률반경 x π로 설정되게 되며, 상기 폴딩부(F)에서의 커버 윈도우의 두께는 10~100㎛로 형성되고, 이는 폴딩부(F)와 관련되게 된다.
상기 폴딩부(F)의 깊이가 너무 깊게 되면 즉, 커버 윈도우의 폴딩 영역이 너무 얇으면 폴딩성은 좋지만 강화시 주름이 생기거나 강도는 불리해지고, 너무 두껍게 형성된 경우에는 폴딩 영역에서의 유연성, 복원력 및 탄성력이 떨어지게 되어 폴딩 특성이 저하되게 되므로, 상기 폴딩부(F)에서의 커버 윈도우의 두께는 10~100㎛ 정도가 적당하다.
본 발명에서의 커버 윈도우는 글래스 기반으로 두께 30~300㎛ 정도로 형성되며, 이를 화학 강화 처리하여 사용한다. 이 두께에서, 상기와 같이 폴딩부(F)의 폭 및 깊이 등을 적절히 설계하게 된다. 상기 두께보다 얇으면 폴딩부(F)의 형성 후 커버 윈도우의 폴딩 영역의 두께가 너무 얇게 되어 상기와 같은 문제점이 발생하게 되고, 상기 두께보다 두꺼워도 상기와 같이 글래스 기반으로 유연성, 복원력 및 탄성력이 떨어지게 되며, 디스플레이 제품의 경량화에 지장을 초래하게 된다.
본 발명의 일실시예로 상기 폴딩부(F)는 상기 커버 윈도우의 폴딩 영역에서 내측으로 슬리밍(Slimming)된 형태로 전체적으로 사각의 트렌치(Trench) 형태로 형성된 것으로, 상기 폴딩부(F)의 양측단에는 상기 폴딩부(F)에서 두께가 점진적으로 두꺼워지는 경사부를 형성시켜 상기 커버 윈도우의 평면 영역으로 이어지도록 형성될 수 있다.
특히 폴딩부(F)의 양측단(평면부(P)와의 경계부)에 기울기가 낮은 경사부를 형성시켜 폴딩부(F) 전 영역에서 반사면에 의한 반사각의 크기를 비슷하게 조절하여 빛의 간섭 및 반사면에서의 육안 시인성이 최소화될 수 있도록 하는 것이다.
또한, 글래스 기판(100)에는 강도 및 폴딩 특성을 개선시키고자, 폴딩부(F) 및 평면부(P), 또는 폴딩부(F)에 식각 패턴이 형성될 수도 있다.
본 발명은 폴딩 특성 및 강도 특성이 유지되도록 하여, 디스플레이 패널의 전면에 형성되어 디스플레이 패널을 보호하는 용도로 사용되게 되며, CPI(Clear Polyimide) 커버 위에 배치되어 CPI 커버 보호용으로도 사용할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 글래스 기반으로 형성되며, 플렉시블 디스플레이에 적용될 수 있도록 박판이면서도 강도 특성 및 폴딩 특성을 보강한 폴딩부(F)를 갖는 플렉시블 커버 윈도우를 제공하고자 하며, 상기 플렉시블 커버 윈도우를 이루는 글래스 기판(100)은 전체가 일체로 형성되어 전 영역에서 동일한 두께로 형성되거나, 평면부(P)에 비해 두께가 얇게 형성된 슬리밍부가 형성될 수 있다.
먼저, 본 발명에 따른 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법은 글래스 기판의 일면 또는 양면에 폴딩부(F)를 형성한다(제1단계).
상기 폴딩부(F)의 형성을 위해 상기 글래스 기판 상에 포토 레지스트층을 형성하고, 상기 레지스트층을 패터닝하여 글래스 기판 상에 폴딩부(F) 형성을 위한 영역이 오픈된 레지스트 패턴층을 형성한다
상기 포토 레지스트층은 상기 글래스 기판 상에 포토레지스트 코팅 또는 DFR(Dry Film Resist)을 라미네이션하여 형성되고, 상기 레지스트층을 패터닝하여 상기 글래스 기판 상에 폴딩부(F) 형성을 위한 레지스트 패턴층을 형성한 후, 상기 레지스트 패턴층을 마스크로 하여 폴딩부(F)를 형성한다.
상기 폴딩부(F)의 형성은 상기 패턴층을 마스크로 하여, 습식 에칭(Wet Etching), 폴리싱(Polishing), 레이저 포밍(Laser Forming) 및 마스킹 잉크(Masking Ink)나 DFR(Dry Film photo Resist)등을 사용하는 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.
본 발명의 일실시예로, DFR을 상기 글래스 기판 상에 라미네이션한 후 상기 DFR을 습식 마스크로 하여 습식 에칭을 진행하여 상기 폴딩부(F)를 형성한다. 여기에서, 상기 폴딩부(F)의 경사부는 상기 DFR의 폴딩부(F) 측 단부의 들뜸으로 인해 에칭액이 DFR과 글래스 기판 사이로 침투하면서 형성되도록 한다.
설계된 폴딩부의 형태, 경사부의 기울기 또는 경사부의 유효영역의 길이에 따라 상기 DFR의 두께, 폴딩부 측 단부에서의 DFR의 들뜸 정도, 에칭액의 농도, 온도, 에칭 시간 등의 공정 조건을 조절한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 상기 경사부의 유효 영역((L)은 경사부의 기울기에 따라 결정되며, 50~5000㎛ 정도가 적당하다. 이때 상기 경사부의 기울기(A)는 상기 평면부(P)를 기준으로 하여 1~20°의 기울기(A)를 갖는 것이 바람직하다.
상기 경사부에 기울기를 두는 것은 빛 반사에 의한 경계부 시인성을 최소화하기 위한 것이다. 즉, 경사부(경계부)의 기울기가 없는 경우(90°)에는 평면부(P) 측면 반사에 의해 경계부에서의 반사면이 육안으로 시인되어 화면의 왜곡이나 해상도를 저하시키게 되므로 본 발명에서는 상기 폴딩부(F)와 평면부(P)를 완만한 기울기로 연결하여 경계부 시인성을 최소화한 것이다.
이와 같이 본 발명은 폴딩부가 형성된 글래스 기판을 글래스에 포함된 알칼리계 금속 이온보다 이온 반경이 작은 알칼리계 금속 이온을 이용하여 평면부와 폴딩부를 동시에 강화시키는 것이다.
본 발명에 따른 화학강화 공정에 사용되는 알칼리계 금속은 다음 표 1과 같다.
| 구분 | Li | Na | K |
| 원자번호 | 3 | 11 | 19 |
| 원자량(u) | 6.941 | 22.989769 | 39.0983 |
| 원자량(g) | 1.15E-23 | 3.82E-23 | 6.49E-23 |
| 녹는점(℃) | 180.5 | 97.79 | 63.5 |
| 원자반지름(pm) | 152 | 190 | 243 |
| 나트륨의0.8배 | 나트륨의1.28배 |
고온의 KNO3 용융염에 알칼리계 글래스를 침지하면 용융염의 K 이온과 글래스의 Na 이온의 치환으로 인해 글라스 표면에 압축응력이 발생하게 된다. 이때 원자 크기가 큰 K 이온의 영향으로 글래스의 부피가 증가하게 된다. 이에 반해 Li 이온의 경우 글래스의 Na 이온보다 반경이 작으므로 글래스의 부피가 줄어들게 된다.
이러한 특징은 얇은 글래스의 경우 특히 두드러지게 되는데, 다음 표 2와 같이 정리될 수 있다. 이에 대해 도 2에 나타내었다.
| 구분 | 두꺼운유리 | 얇은유리 |
| K | 작게늘어남 | 크게늘어남 |
| Li | 작게줄어듬 | 크게줄어듬 |
아래 표 3 및 표 4는 용융욤에 리튬을 첨가하지 않은 경우와 리튬을 첨가한 경우, 리튬 첨가량에 따른 글래스 두께별 길이 변화량을 측정한 것이다.
| Li 미첨가 | ||
| 실험조건 | Glass 두께 | |
| 40um | 100um | |
| 조건A | 0.089 | 0.034 |
| 조건B | 0.110 | 0.048 |
| 조건C | 0.130 | 0.053 |
| 조건D | 0.151 | 0.061 |
| Li 첨가 | ||
| 실험조건 | Glass 두께 | |
| 40um | 100um | |
| 조건A | -0.115 | -0.049 |
| 조건B | -0.153 | -0.056 |
본 발명의 바람직한 실시예는 다음과 같다.
1) Method 1 : 2단 강화법
ㄱ. 1차 강화(KNO3+NaNO3+LiNO3)
a. KNO3는 20%~70%로 하여 CS/DOL 조절
b. LiNO3는 0.1%~5% 첨가하여 글라스가 줄어들게 한다.
c. 강화온도는 350℃~460℃ 이고 시간은 5min~10hr
ㄴ. 2차 강화(표 5)
| 강화액유형 | 온도 | 시간 |
| KNO3 100% | 350℃~460℃ |
1min~1hr |
| KNO3(98%~99.9%) + LiNO3(0.1%~2%) | ||
| KNO3+NaNO3 | ||
| KNO3+NaNO3+LiNO3(0.1%~2%) |
2) Method 2 : 1단 강화법
ㄱ. KNO3 100% + LiNO3(0.1%~5%)
ㄴ. KNO3(50%~99%+NaNO3(1%~50%)+LiNO3(0.1%~5%)
※ K이온 치환시 발생하는 길이증대를 Li이온 치환을 통해 상쇄하는 기능(Li함량이 증가 할수록 K 이온 치환량을 크게 할 수 있음)
본 발명의 실시예에 따른 원리를 설명한 것을 도 3에 도시하였다.
전체적으로 늘어난 부분과 줄어든 부분이 상쇄되어 폴딩부 및 평면부를 동시에 강화시킴과 더불어 플렉시블 커버 윈도우 전영역의 인장응력을 조절하여 강도 및 폴딩 특성이 확보된 플렉시블 커버 윈도우를 제공하게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 플렉시블 커버 윈도우에 대한 사진을 나타낸 것이다. 폴딩부와 평면부 전 영역에 종래와 같은 변형이나 굴곡 등이 최소화됨을 확인할 수 있었다.
이와 같이 본 발명은 평면부와 폴딩부 간의 두께 차이로 인한 강화 후 글래스 기판의 인장응력 차이에 따른 변형, 굴곡 및 파손을 방지하기 위한 것으로서, 글래스에 포함된 알칼리계 금속 이온보다 이온 반경이 작은 알칼리계 금속 이온을 이용한 화학 강화 공정을 수행함으로써 기존의 부분 화학 강화 공정에서의 마스킹 공정과 같은 추가 공정이 필요없어 양산성을 제고시키게 된다.
이에 평면부 및 폴딩부를 동시에 화학강화를 수행함으로써, 기존의 부분 화학 강화 공정인 페이스트(Paste) 또는 슬러리(Slurry) 코팅 공정의 코팅액의 분산 및 정밀 코팅의 어려움, 코팅액의 고임 현상으로 인한 상하단의 편차 등과 같은 강화 불균일성의 문제점을 완전히 해소하고, 마스킹 공정을 수행하지 않아 간단하게 공정을 수행할 수 있게 된다.
Claims (12)
- 글래스에 포함된 알칼리계 금속 이온보다 이온 반경이 작은 알칼리계 금속 이온을 이용하여 평면부와 폴딩부를 동시에 강화시키는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 글래스에 포함된 알칼리계 금속 이온보다 이온 반경이 작은 알칼리계 금속 이온은 리튬인 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법.
- 제 2항에 있어서, 상기 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법은,
칼륨이온과 리튬이온을 포함하는 용융염을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법. - 제 3항에 있어서, 상기 용융염은,
KNO3, NaNO3, LiNO3를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법. - 제 3항에 있어서, 상기 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법은,
칼륨이온과 리튬이온을 포함하는 용융염을 이용하여 1차 강화 공정을 수행한 후, 칼륨이온을 포함하는 용융염을 이용하여 2차 강화 공정을 수행하는 것을 특징으로 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법. - 제 5항에 있어서, 상기 1차 강화 공정에 사용되는 용융염은,
KNO3, NaNO3 및 LiNO3를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법. - 제 6항에 있어서, 전체 용융염에 대해서 KNO3는 20~70중량부, LiNO3는 0.1~5중량부로 포함된 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법.
- 제 5항에 있어서, 상기 2차 강화 공정에 사용되는 용융염은,
KNO3를 포함하면서, LiNO3 및 NaNO3 중 어느 하나, 또는 둘 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법. - 제 8항에 있어서, 상기 LiNO3의 양은,
1차 강화 공정시보다 같거나 더 적게 포함되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법. - 제 9항에 있어서, 상기 LiNO3의 양은,
전체 용용염에 대해서 0.1~2중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법. - 제 1항 내지 제 10항 중의 어느 한 항에 의해 제조된 플렉시블 커버 윈도우.
- 글래스에 포함된 알칼리계 금속 이온보다 이온 반경이 작은 알칼리계 금속 이온을 이용하여 평면부와 폴딩부를 동시에 강화시켜 형성된 것을 특징으로 하는 플렉시블 커버 윈도우.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200178950A KR20220088599A (ko) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의한 플렉시블 커버 윈도우 |
| US17/552,950 US20220194848A1 (en) | 2020-12-18 | 2021-12-16 | Method of manufacturing flexible cover window and flexible cover window manufactured using same |
| TW110147386A TW202233542A (zh) | 2020-12-18 | 2021-12-17 | 製造可撓性覆蓋窗之方法以及使用該方法製造之可撓性覆蓋窗 |
| CN202111552455.0A CN114644462A (zh) | 2020-12-18 | 2021-12-17 | 制造柔性覆盖窗的方法和使用该方法制造的柔性覆盖窗 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200178950A KR20220088599A (ko) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의한 플렉시블 커버 윈도우 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220088599A true KR20220088599A (ko) | 2022-06-28 |
Family
ID=81992090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200178950A KR20220088599A (ko) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의한 플렉시블 커버 윈도우 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220194848A1 (ko) |
| KR (1) | KR20220088599A (ko) |
| CN (1) | CN114644462A (ko) |
| TW (1) | TW202233542A (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024097088A1 (en) * | 2022-11-01 | 2024-05-10 | Corning Incorporated | Foldable substrates, foldable apparatus, and methods of making |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101399400B1 (ko) * | 2013-01-03 | 2014-05-30 | 코닝정밀소재 주식회사 | 화학강화 유리 절단방법 |
| US20190337844A1 (en) * | 2018-05-01 | 2019-11-07 | AGC Inc. | Method for producing chemically strengthened glass |
| EP3802451B1 (en) * | 2018-06-08 | 2024-02-14 | Corning Incorporated | Fracture resistant stress profiles in glasses |
| US20220291712A1 (en) * | 2019-08-29 | 2022-09-15 | Corning Incorporated | Foldable apparatus, foldable substrate, and methods of making |
| CN110963715A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-07 | 深圳市惠乐光电有限公司 | 一种柔性超薄玻璃盖板的化学强化方法 |
-
2020
- 2020-12-18 KR KR1020200178950A patent/KR20220088599A/ko active Search and Examination
-
2021
- 2021-12-16 US US17/552,950 patent/US20220194848A1/en active Pending
- 2021-12-17 TW TW110147386A patent/TW202233542A/zh unknown
- 2021-12-17 CN CN202111552455.0A patent/CN114644462A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114644462A (zh) | 2022-06-21 |
| US20220194848A1 (en) | 2022-06-23 |
| TW202233542A (zh) | 2022-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102150391B1 (ko) | 폴딩부가 형성된 플렉시블 커버 윈도우 및 폴딩부가 형성된 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 | |
| US11420898B2 (en) | High strength ultrathin glass and method of making the same | |
| US9249049B2 (en) | Cover glass for mobile terminals, manufacturing method of the same and mobile terminal device | |
| KR101895591B1 (ko) | 휴대형 전자기기용 커버 유리의 유리기판, 휴대형 전자기기용 화상표시장치, 휴대형 전자기기, 및 휴대형 전자기기용 커버 유리의 유리기판 제조방법 | |
| KR102111138B1 (ko) | 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 | |
| TWI503292B (zh) | 行動型電子機器用保護玻璃之玻璃基板、行動型電子機器用畫像顯示裝置、行動型電子機器、以及行動型電子機器用保護玻璃之玻璃基板之製造方法 | |
| TWI398423B (zh) | 玻璃強化方法及應用其之玻璃 | |
| KR102272926B1 (ko) | 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 | |
| CN111727178A (zh) | 玻璃盖片和内嵌式液晶显示装置 | |
| KR20190086019A (ko) | 강화 유리-기반 제품 및 강화 유리-기반 제품에서 휘어짐을 감소시키는 방법 | |
| WO2019049958A1 (ja) | カバー部材および携帯情報端末 | |
| KR102359719B1 (ko) | 플렉시블 커버 윈도우 | |
| CN112939474A (zh) | 一种超薄非等厚玻璃及其生产方法和应用 | |
| KR102246919B1 (ko) | 플렉시블 커버 윈도우 및 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 | |
| WO2013100067A1 (ja) | 電子機器用カバーガラス及びその製造方法、並びに電子機器用タッチセンサモジュール | |
| CN112159118B (zh) | 铝硅酸盐盖板玻璃化学冷弯减薄面的再强化方法 | |
| KR20220088599A (ko) | 플렉시블 커버 윈도우의 제조방법 및 이에 의한 플렉시블 커버 윈도우 | |
| WO2017150187A1 (ja) | 化学強化ガラスおよび化学強化ガラスの製造方法 | |
| KR102395748B1 (ko) | 롤러블, 슬라이더블 및 스트레쳐블 커버 윈도우 및 그 제조방법 | |
| JP2013006745A (ja) | 携帯機器用カバーガラスの製造方法 | |
| KR20210054176A (ko) | 폴더블 디스플레이용 강화 유리의 제조방법 및 그로부터 제조된 강화 유리 | |
| CN113402177A (zh) | 超薄高铝盖板玻璃的冷弯成型制法 | |
| JP7391164B1 (ja) | フレキシブルガラスおよびその製造方法 | |
| WO2023127669A1 (ja) | ガラス、ガラス構造体及び車載用表示装置 | |
| EP4311810A1 (en) | Flexible inorganic element and method for its production |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |