KR20230108833A - 초박형 유리 셀의 적층 면취공정을 위한 자성 패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초박형 셀의 면취공정을 효과적으로 이룩하기 위한 방법에 관한 것으로, 초박형 유리 원장을 원하는 셀 크기로 절단하는 단계, 초박형 셀과 동일한 크기의 자성 패드를 제작하는 단계와 초박형 셀과 자성 패드의 적층하는 단계 그리고 셀 적층 면취공정이 끝난 후 초박형 셀과 자성 패드의 분리공정을 포함한다.
본 발명을 통해 제작된 자성 패드는 기존 초박형 셀의 적층 면취공정 단계를 혁신적으로 단축시키고 기존 초박형 셀의 보호 코팅층을 제거하는 공정이 본 자성 패드를 사용함으로 필요가 없어지고 이 공정에서 발생할 수 있는 불량 요인으로부터 자유로워질 수 있다.
따라서 본 발명에 의한 자성 패드는 초박형 유리 셀의 적층 면취공정을 단순화 할 수 있어 기존 공정에서 필요로 했던 장비 투자비용이 줄어들고 공정시간의 단축과 더불어 수율 향상에도 기여할 수 있는 효과가 있다.

Description

초박형 유리 셀의 적층 면취공정을 위한 자성 패드{MAGNETIC PAD FOR STACKED CHAMFER PROCESS OF ULTRA THIN GLASS CELL}

본 발명은 디스플레이 장치 등에 사용되는 유연한 초박형 유리의 셀 가공에 있어서 셀 절단면의 결함 제거와 절단 후 진행되는 제조공정에서 발행할 수 있는 취약한 부분을 개선하기 위해 셀 절단면에 대한 면취공정이 진행된다. 이 초박형 셀의 면취공정을 용이하게 하기 위하여 초박형 셀을 쌓아 올릴 때 적용되는 패드에 관한 것이다.

종래의 스마트 폰은 그 형태와 구조의 개선과 변형에는 한계가 있어 최근 디스플레이 화면을 접고 펼 수 있는 폴더블 폰에 대한 개발 및 양산이 주목을 받고 있다.

초기 폴더블 폰의 윈도우로는 고경도 투명필름이 사용되었으나 최근 초박형 유리의 특성 개선 및 제작 공정이 개발되어 초박형 유리를 사용한 윈도우 제품으로 선회가 빠르게 진행되고 있다.

통상 폴더블 폰에 사용되는 초박형 유리의 두께는 30~100㎛ 수준으로 먼저 원하는 윈도우 셀 크기로 초박형 유리를 절단하고 화학 강화 공정 등을 거쳐 특성과 기능이 개선된 제품으로 제작된다.

이 초박형 윈도우 유리는 기존 스마트 폰의 윈도우로 사용하던 두께 500㎛ 내외 평면형 윈도우 유리와는 달리 폴더블 폰에 사용함으로 반복적인 접고 펼치는 작업이 요구되기 때문에 이에 따른 특성과 내구성이 중요하다.

이러한 특성을 만족하기 위해 두께 30~100㎛인 초박형 유리는 셀 절단면에 대한 면취를 수행함으로 폴딩(FOLDING) 특성을 개선하고 진행성 불량의 원인이 되는 절단면의 미세 크랙 등을 제거하여야 한다.

그러나 상대적으로 두꺼운 두께인 기존 윈도우 유리의 기계적 면취기술을 초박형 유리에 적용하는 것은 불가능하며 이에 초박형 유리의 면취공정에 대한 장비 및 기술 개발이 진행되고 있다.

이 초박형 셀의 면취는 초박형 유리의 절단 방법으로 CNC 공정 방식과 레이저 커팅 방식 그리고 화학적 에칭의 절단 방법이 있으나 이러한 절단 방법으로도 유리 절단 후 절단면의 결함을 피할 방법이 없기 때문이다.

상기 초박형 유리의 셀 절단 후 절단면 면취는 기존 방식인 매엽식 공정으로는 처리가 불가하여 초박형 셀을 적층하는 공정으로 개발되었다. 이 셀 적층에 있어서 먼저 셀의 면취공정 중 발생할 수 있는 불량을 방지하기 위한 초박형 셀의 상하면에 보호 코팅층을 형성해야 한다. 다음 적층 셀 면취공정이 끝나면 다시 셀의 보호 코팅층을 제거해야 한다. 따라서 이 같은 복잡한 초박형 셀의 적층 면취공정을 단순화하는 요구가 절실히 필요로 한다.

초박형 유리 셀의 면취를 위해 개발된 물리적 연마 장치에 있어서 먼저 초박형 유리 셀을 적층하고 적층된 셀에 대해 면취공정이 진행된다. 이때 초박형 유리의 면취를 위해 사용되는 분말과 액상 재료가 셀의 절단면을 제외한 초박형 셀의 표면에 손상을 주지 않도록 셀 적층에 앞서 초박형 셀의 표면에 보호 코팅층을 형성하여 사용한다.

그러나 이와 같은 셀 표면에 보호 코팅층은 별도 장비와 공정을 필요로 하고 면취공정이 끝난 뒤 다시 형성된 보호 코팅층을 제거하기 위해 장비와 공정이 요구된다.

따라서 본 발명에서는 초박형 유리 셀의 표면에 코팅을 하지 않아도 셀을 적층하여 진행하는 면취공정이 가능하도록 셀과 셀 사이에 삽입하는 패드를 개발하여 적층 셀 면취공정 중 셀 표면의 보호와 면취공정 후 별도 추가적 장비와 공정이 없이 적층된 초박형 셀의 분리하여 초박형 셀의 적층 면취공정을 단순화하고 공정 비용의 절감이 가능하게 한다.

기존 초박형 유리 셀의 적층 면취공정은 적층 면취공정을 진행하기에 앞서 우선적으로 초박형 유리의 셀 절단공정 전 또는 후에 원하는 제품의 셀 도형과 동일한 보호 코팅을 초박형 유리에 형성하는 단계가 필요하다. 그리고 셀의 적층 면취공정이 완료된 후 적층 셀을 분리하고 셀 표면의 보호 코팅층을 제거하는 박리 단계가 필수적으로 진행되어야 한다.

기존 초박형 유리의 표면에 보호 코팅층을 형성하는 방법으로는 셀 도형의 마스크를 제작하여 잉크로 직접 셀 도형을 인쇄하는 방식과 포토 노광 공정을 거쳐 셀 보호 코팅층을 형성하는 방식이 있다.

상기 방법 중 잉크로 인쇄하는 방식은 셀의 도형이 인쇄된 메탈 메쉬 스크린을 제작하고 스크린 인쇄기 또는 바 코팅기를 사용하여 초박형 셀의 앞뒷면에 보호 코팅층을 형성한다. 그러나 셀 앞면과 뒷면에 보호 코팅층을 정확히 일치하게 인쇄한다는 것은 고가의 초정밀 장비를 사용하지 않으면 불가능하다.

다음 포토 노광 공정의 방식은 초박형 유리 원장의 앞면과 뒷면에 감광성 드라이 필름을 합지하거나 감광성 코팅액으로 코팅하고 노광용 셀 마스크를 제작하여 노광장비에서 보호 코팅된 초박형 유리의 앞면과 뒷면을 노광한 후 현상 공정을 거쳐 셀의 보호 코팅층이 형성되면 하드 베이킹 공정을 진행하여 완성된다. 그러나 이 방법을 적용함에 있어서는 보호층 코팅을 위한 라미네이터나 액상 인쇄기, 양면 노광장비, 셀 마스크, 현상장비 그리고 베이킹 오븐까지 많은 공정비가 필요로 한다.

또한 기존의 방식은 셀 적층 면취공정을 진행한 후 셀 표면의 보호 코팅층을 제거하기 위한 박리공정이 반드시 필요하며 만일 셀 표면에 작은 입자라도 제거되지 않은 채 잔존하면 제품 불량으로 이어지게 된다.

본 발명에서는 상기 초박형 셀의 앞면과 뒷면에 보호 코팅층을 형성하는 모든 단계를 없애고 대신 절단된 초박형 셀과 셀 사이에 삽입되는 패드를 개발함으로 초박형 셀과 셀의 적층이 가능하도록 하며 적층 셀 면취공정의 진행 중 셀의 절단면을 제외한 셀 표면의 보호가 가능하게 함과 적층 셀 면취공정 후 추가적인 공정을 하지 않고 적층 셀의 분리가 가능하도록 한 것이다.

발명한 패드는 두께 5mm이하의 자성 패드(Magnetic Pad)로 셀 사이즈와 동일한 크기로 제작되며 패드 사이에 삽입되는 초박형 셀의 표면 보호와 비면취부에 대한 면취 재료의 침투를 방지하기 위하여 자성 패드 표면의 조도 개선과 자성 패드의 영면에 우레탄이나 테프론 또는 PI Film코팅으로 처리한다.

본 발명은 초박형 셀의 절단면에 대한 면취를 진행함에 있어서 초박형 셀에 보호 코팅층을 하지 않고 초박형 셀의 적층이 가능하도록 구현하는 초박형 셀과 셀 사이에 삽입되는 자성 패드이다.

이 자성 패드는 초박형 셀의 비면취부에 대한 표면 보호가 가능하고 셀을 안정적으로 적층되고 자성 패드의 자체 쿠션 역할로 인하여 충격에 의한 셀의 파손을 방지하는데 효과적이다.

또한 기존 셀 보호코팅을 사용한 면취공정에서 면취공정 후 셀 보호 코팅층이 불완전하게 제거되어 발생하는 불량 문제로부터 자유로워지며, 장비 투자비용의 절감과 공정 단순화로 인한 수율 향상을 기대할 수 있다.

도 1은 발명된 자성 패드의 구조 이다.
도 2는 본 발명에 따른 초박형 셀들이 자성 패드와 적층된 예시도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 초박형 셀의 적층 면취공정에 대한 순서도이다.

도 1은 본 발명에 의해 개발된 자성 패드의 구조이다.

1. 자성 패드 특성

- 자성 패드의 주된 구성은 고무자석으로 이루어져 있으며 등방성 자성은 한쪽 면이 다른 반대면에 비해 상대적으로 자성이 강한 특성이 있고 이방성 자성은 양편이 동일한 특성을 보임으로 본 발명에서는 이방성 자석을 사용한다.

- 자성 패드의 크기는 초박형 셀의 크기와 동일하게 제작한다.

- 도 1에서 t1은 자성 패드의 두께로 0.3~10mm까지 사용이 가능하다.

- t1인 자성 패드의 가우스는 100~1200G 범위를 사용한다.

2. 자성 패드의 표면 처리

자성 패드와 초박형 셀의 적층에 따른 초박형 셀과 자성 패드가 접촉됨에 따라 적층시 셀의 스크래치와 면취공정시 액상 면취 용재의 침투를 방지하기 위해 자성 패드 상하면에 도 1의 t2, t3에 해당하는 코팅을 진행한다.

코팅은 테프론, 우레탄 그리고 PI 레진을 코팅할 수 있으며 PI 필름의 합지 방법으로 구현이 가능하다. 이때 도 1의 t2와 t3의 코팅 두께는 25um이내로 진행한다.

또한 초박형 셀의 원활한 면취를 이룩하기 위해 자성 패드의 단면은 C-50um로 모따기 작업을 진행한다. 단 셀 형상에 따라 자성 패드 모따기는 C-10~500um까지 변화하여 제작할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 초박형 셀과 자성 패드의 적층 방식에 대한 예시도 이다.

본 발명에서는 초박형 유리에 대한 보호 코팅이 필요하지 않아 초박형 셀의 절단이 바로 수행될 수 있다. 다음 상기 절단된 셀에 대한 면취는 초박형 셀을 단판으로 진행하는 것은 불가능하여 지그에 셀을 20~50매 수준으로 적층하여 진행한다.

상기 초박형 셀의 적층하는 과정에서 본 발명의 자성 패드를 사용하여 초박형 셀이 자성 패드 사이에 놓여지도록 쌓아 올린다. 초박형 셀과 자성 패드가 동일한 크기로 제작이 되어 두 제품간 정열을 잘 일치시키는 것이 중요하다. 이를 위해 지그에 셀의 장축과 단축 방향으로 지지대를 형성하여 적층한다.

통상 초박형 셀의 두께는 100~30㎛ 수준이고 발명된 자성 패드의 두께는 5mm이하이다.

도 3은 본 발명의 자성 패드를 사용한 초박형 셀의 적층 면취공정 순서도이다.

제시된 도 3을 바탕으로 구체적인 설명을 하면, 본 발명에 의한 초박형 유리의 절단면에 대한 면취공정은 초박형 원판 유리를 셀 크기에 맞춰 절단하는 절단 공정(PS01) 그리고 본 발명인 셀 크기와 동일한 자성 패드의 제작(PS11) 다음 절단된 셀들을 제작된 자성 패드과 교대로 쌓아 올리는 적층단계(PS02) 다음 적층된 셀을 면취장비를 통하여 연마를 수행하는 면취단계(PS03) 다음 면취공정이 끝나고 적층된 자성 패드와 셀을 세정하는 세정단계(PS04) 다음 세정 후 적층된 초박형 셀과 자성 패드를 분리하는 셀 분리 단계(PS05) 다음 최종 면취가 완성된 셀을 세정하는 세정공정(PS06)으로 이루어진다.

실질적으로 초박형 셀의 단면이 면취되는 공정과 장비는 기존 방법과 동일함으로 본 발명의 자성 패드를 기존 생산 라인에 바로 적용할 수 있다.

t1 : 자성 패드의 두께 t2 : 코팅 두께
t3 : 코팅 두께

Claims (3)

1. 초박형 유리 셀에 대한 면취공정 중 패드를 사용하여 셀 적층하는 방법.
   상기 패드의 재료로 자성이 있는 물질로 제작하는 패드
2. 제1항에서
   자성 패드의 표면에 테프론, 우레탄, PI 등을 코팅하는 방법
3. 제1항에서
   자성 시트를 플라스틱 시트나 메탈 시트에 삽입 또는 접착하여 패드를 형성하는 방법