WO2015152531A1 - 윈도우 기판 및 이의 면취 가공 방법 - Google Patents

윈도우 기판 및 이의 면취 가공 방법 Download PDF

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WO2015152531A1
WO2015152531A1 PCT/KR2015/002348 KR2015002348W WO2015152531A1 WO 2015152531 A1 WO2015152531 A1 WO 2015152531A1 KR 2015002348 W KR2015002348 W KR 2015002348W WO 2015152531 A1 WO2015152531 A1 WO 2015152531A1
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WO
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window substrate
chamfering
embossed pattern
pattern
polishing wheel
Prior art date
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PCT/KR2015/002348
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English (en)
French (fr)
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박대출
김종민
이한배
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동우화인켐 주식회사
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B7/24—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding or polishing glass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/06—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B9/08—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass
    • B24B9/10—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass of plate glass

Definitions

  • the present invention relates to a window substrate and a chamfering method thereof.
  • the cutting and chamfering process of the flat panel display window substrate is performed in the following manner.
  • the diamond or carbide notching wheels are pulled across the glass surface so that the scale is mechanically inscribed on the glass plate, which is then cut by bending the glass plate along the scale to create a cutting edge.
  • mechanical cutting will produce lateral cracks of about 100 to 150 ⁇ m deep, which cracks arise from the cutting line of the eyewheel. Since the lateral cracks lower the strength of the window substrate, the cutouts of the window substrate must be polished and removed.
  • the method expands the glass surface by moving the laser along a predetermined path on the glass surface through a check on the edge of the window substrate, and along the path of the laser, by pulling the surface along with the cooler moving behind it.
  • the window substrate is cut by thermally propagating the cracks.
  • Chamfering process is generally a two-step process of processing the cut portion, that is, polishing by rotating the polishing wheel for chamfering, and then etching with an etchant to prevent phenomena such as cracking of the edge portion due to minute cracks in the chamfering portion Rough
  • Korean Patent No. 895830 discloses an edge processing method of a flat panel display glass substrate.
  • Patent Document 1 Korean Registered Patent No. 895830
  • An object of the present invention is to provide a window substrate having excellent elongation.
  • An object of the present invention is to provide a chamfering method for obtaining a window substrate having excellent elongation.
  • the number of embossing satisfies the following equation 1 of the embossing pattern is 65 to 85% of the total embossing, the window substrate:
  • the window substrate is glass, polyethersulphone (PES, polyethersulphone), polyacrylate (PAR, polyacrylate), polyether imide (PEI, polyetherimide), polyethylene naphthalate (PEN, polyethyelenen napthalate) , Polyethylene terephthalate (PET, polyethyelene terepthalate), polyphenylene sulfide (PPS), polyallylate, polyimide, polycarbonate (PC, polycarbonate), cellulose triacetate (TAC) and A window substrate formed of at least one selected from the group consisting of cellulose acetate propionate (CAP).
  • PES polyethersulphone
  • PAR polyacrylate
  • PEI polyether imide
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PET polyethyelene terepthalate
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PC polycarbonate
  • TAC cellulose triacetate
  • polishing the cutting portion of the window substrate by contacting the polishing wheel interspersed with the cutting medium having a particle size of 250 to 1000 mesh and moving along the cut portion at a speed of 200 to 1000 mm / sec; And etching for 120 seconds to 300 seconds with an etchant containing a fluorine-containing compound. Forming an embossed pattern of any one of 1 to 3 above in a chamfer, the chamfering processing method of the window substrate.
  • the window substrate of the present invention includes a specific embossed pattern on the chamfered portion, whereby the elongation is remarkably improved and the breakage of the substrate can be suppressed.
  • Example 1 is a photograph of the chamfering portion of the window substrate of Example 1 under a microscope.
  • Example 2 is a photograph of the chamfering portion of the window substrate of Example 2 under a microscope.
  • the present invention is provided with an embossed pattern on the chamfer, the number of embossing satisfies Equation 1 of the emboss pattern is 65 to 85% of the total embossed, the elongation is remarkably improved and the window substrate that can suppress the breakage and its It relates to a chamfering processing method.
  • Representative examples of the cutting method of the window substrate may include mechanical cutting and optical cutting.
  • the cut portion of the cut window substrate is sharp and its surface is uneven, so it is vulnerable to external impact and needs to be chamfered.
  • Such a chamfering process is generally performed in order to process the cutting portion, that is, polishing by rotating a grinding wheel for chamfering to the cutting portion, and to prevent phenomena such as cracking of edges due to minute cracks present in the chamfering portion.
  • etching the chamfering portion as an etchant.
  • Figure 1 shows a chamfer of the window substrate according to an embodiment of the present invention (Embodiment), as described above, the present invention through the chamfering process on the cut portion of the window substrate, the short axis length and the long axis of the bottom surface of the window substrate It is considered that the elongation is improved when the length ratio includes an embossed pattern having embossing satisfying a specific range.
  • the window substrate of the present invention includes an embossing pattern having a unit embossing part that satisfies the following equation (1):
  • FIG. 1 illustrates an chamfer of a window substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • An emboss pattern is formed in the chamfer as described above, and the emboss pattern satisfies Equation 1 above.
  • the bottom surface represents an oval surface (including not only an intact ellipse but also an angled or distorted surface) surrounded by a border when the unit emboss is faced, and the long axis of the bottom refers to the longest line connecting two points on the ellipse, The short axis is the line segment connecting two points on an ellipse and is the longest line segment perpendicular to the long axis.
  • the elongation of the window substrate may be improved to prevent breakage of the substrate.
  • the number of embosses that satisfies Equation 1 may be 65 to 85% of the total embossing, and more preferably 70 to 83%. If it is less than 65%, the effect of improving the elongation is remarkably inferior, and if it is more than 85%, the area where the embossed pattern does not exist in the chamfer is too narrow, and stress is easily concentrated due to the narrow area between the embossed patterns. .
  • the long axis length of the bottom surface of the embossing is not particularly limited, and may be, for example, 9 ⁇ m or less, and specifically 0.5 to 2 ⁇ m, 2 to 6 ⁇ m, 6 to 9 ⁇ m, or the like.
  • the ratio of the embossing according to the length of the major axis of the bottom is not particularly limited.
  • the number of embosses having a major axis length of less than 2 ⁇ m is 2 to 40% of the total embossing, and 2 to 6
  • the number of embosses having a thickness of 40 ⁇ m may be 40 to 90%, and the number of embossing having more than 6 ⁇ m to 9 ⁇ m or less may be 2 to 40% and the number of embossing having more than 9 ⁇ m may be 2 to 40%.
  • the window substrate is not particularly limited as long as it is applied to a liquid crystal display device, a touch screen panel, and the like so as to be sufficiently durable to protect them from external forces and to allow a user to see the display well.
  • the window substrate can be used without particular limitation.
  • glass polyethersulphone (PES), polyacrylate (PAR, polyacrylate), polyetherimide (PEI), polyethylene naphthalate (PEN, polyethyelenen napthalate), polyethylene terephthalate (PET, polyethyelene terepthalate, polyphenylene sulfide (PPS), polyallylate, polyimide, polycarbonate (PC, polycarbonate), cellulose tri acetate (TAC), cellulose acetate propionate (cellulose acetate propionate (CAP) and the like may be used, preferably glass may be used, and more preferably tempered glass may be used.
  • PES polyethersulphone
  • PAR polyacrylate
  • PEI polyetherimide
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PET polyethyelene terepthalate
  • PPS polyphenylene sulfide
  • polyallylate polyimide
  • PC polycarbonate
  • TAC cellulose tri acetate
  • CAP cellulose acetate propionat
  • the window substrate of the present invention may be chamfered after cutting.
  • the cutting method is not particularly limited, and a mechanical cutting method or a non-contact cutting method using a laser conventionally used in the art may be used without limitation.
  • Chamfering processing is not particularly limited as long as it forms the embossed pattern on the chamfering, polishing and etching processes commonly used in the art can be used without limitation.
  • the present invention also provides a method for chamfering a window substrate.
  • a window substrate including an embossed pattern having an embossment in the chamfer that satisfies the following equation 1 may be manufactured:
  • the cut portion of the cut window substrate is polished.
  • the polishing step polishes the sharp cuts of the window substrate to even the surface.
  • the polishing method uses a method of polishing a polishing wheel in contact with a cut portion.
  • the polishing surface in contact with the cutout portion of the window substrate of the polishing wheel may typically include diamond particles, grindstones, carbide particles, or the like as a cutting medium interspersed in a suitable matrix, ie, a binder (eg, a resin or metal bonding matrix).
  • a binder eg, a resin or metal bonding matrix
  • the particle size of the cutting medium may be between 250 and 1000 mesh, preferably between 250 and 800 mesh, more preferably between 400 and 700 mesh.
  • the embossed pattern having the specific size and ratio may be formed in the chamfer, thereby improving the strength and elongation.
  • the abrasive wheel can move along the cut while being in contact with the cut.
  • the speed of movement along the cutout of the window substrate of the polishing wheel is 200 to 1000 mm / sec, preferably 200 to 800 mm / sec, more preferably 400 to 700 mm / sec.
  • the embossed pattern having the specific size and ratio can be formed in the chamfered portion, thereby improving the strength and elongation.
  • polishing may be performed while rotating the wheel.
  • the rotation speed of the polishing wheel is not particularly limited, and may be appropriately selected to form an embossed pattern according to the present invention through an etching step.
  • it may be 15,000 to 60,000 rpm, preferably 15,000 to 50,000 rpm, more preferably 20,000 to 38,000 rpm.
  • the rotation speed of the polishing wheel is in the range of 15,000 to 60,000 rpm, the embossed pattern of the specific size and ratio may be formed in the chamfered portion, thereby improving the strength and elongation.
  • the window substrate subjected to the polishing step is etched.
  • the etching step improves the flatness of the chamfered portion, thereby preventing a phenomenon such as cracking of the edge portion due to the fine crack.
  • the etching method is not particularly limited, and for example, the window substrate may be immersed in an etchant commonly used in the art, or a method of spraying the etchant into a chamfer, and the like, and preferably, the window substrate is immersed in the etchant. Can be done.
  • the etchant according to the present invention includes a fluorine-containing compound.
  • the fluorinated compound is a major component of etching the window substrate, it is a compound which can be a fluorine ion in aqueous solution is not particularly restricted, and preferably HF, NaF, KF, NH 4 F, KBF 4, NH 4 BF 4 or NaBF 4 , more preferably using HF.
  • the content of the fluorine-containing compound is not particularly limited, and for example, it is preferably added in an amount of 5 to 15% by weight, preferably 5 to 12% by weight, more preferably 5 to 10% by weight of the total weight of the etching solution.
  • the content of the fluorine-containing compound is less than 5% by weight, the degree of etching is insufficient, so that the embossed pattern is not formed or the embossed pattern satisfying Equation 1 cannot be obtained at the above ratio. Not only can a pattern not be obtained, but there is a problem in processing cost, which leads to a decrease in process efficiency and environmental pollution.
  • the etchant according to the present invention may further include at least one selected from the group consisting of sulfuric acid and nitric acid, in addition to the fluorine-containing compound, thereby enhancing the etching performance.
  • the etchant may further include additives such as surfactants commonly used in the art, if necessary, and include a residual amount of water.
  • the temperature of the etchant is not particularly limited and may be appropriately selected as well, for example, may be 10 to 30 ° C, preferably 15 to 30 ° C, more preferably 18 to 30 ° C.
  • the temperature of the etchant is in the range of 10 to 30 °C, it is possible to efficiently form the embossed pattern according to the present invention, the stability of the etchant is excellent.
  • the etching step may be performed for 120 seconds to 300 seconds, preferably 150 seconds to 300 seconds, and more preferably 150 seconds to 240 seconds. If the etching time is less than 120 seconds, no emboss pattern is formed or the emboss pattern satisfying Equation 1 cannot be obtained at the above ratio. If the etching time is over 300 seconds, the emboss pattern is excessively generated, resulting in breakage or elongation of the substrate. Etching may proceed excessively, or the emboss pattern may be severely distorted, or the window substrate or the electrode stack formed thereon may be damaged.
  • the above-described substrate may be used as the window substrate.
  • the application target of the window substrate according to the present invention is not particularly limited, and may be used as a transparent protective window such as a monitor or a television, or may be applied to a touch screen panel or the like.
  • a laminate structure including an electrode pattern may be formed on one surface thereof before chamfering.
  • Such a laminate structure may be adopted without limitation a laminate structure known in the art according to the specific use of the touch screen panel.
  • an electrode pattern, an insulating layer, a BM, an index matching layer (transparent dielectric layer), a protective layer, a scattering prevention film, and the like may be used in at least one layer to form a stacked structure in various orders, but is not limited thereto. no.
  • the electrode pattern detects the static electricity generated by the human body when the finger touches the display unit, which is the touch area of the image sensor, and connects the electrical signal to the signal.
  • the conductive material used for forming the electrode pattern is not particularly limited, and for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), indium zinc oxide (IZTO), and cadmium tin oxide (CTO). ), PEDOT (poly (3,4-ethylenedioxythiophene)), carbon nanotubes (CNT), metal wires, and the like. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the metal used for a metal wire is not specifically limited, For example, silver (Ag), gold, aluminum, copper, iron, nickel, titanium, telenium, chromium, etc. are mentioned. These can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • An electrode pattern circuit may be formed on the non-display portion corresponding region of the electrode pattern.
  • the electrode pattern circuit serves to transfer an electrical signal generated in the electrode pattern to the FPCB, IC chip, etc. by the touch of the window substrate display unit.
  • the electrode pattern circuit may be formed of the same material as the electrode pattern by the same method.
  • the insulating layer prevents an electrical short of the electrode, and the material is not particularly limited.
  • the insulating layer may be formed of a metal oxide such as silicon oxide, a polymer, an acrylic resin, or the like.
  • the BM non-conductive pattern
  • the BM forms an opaque decorative layer on the non-display portion at the edge of the window substrate so that the display portion, which is a touch area, is partitioned at the center of the window substrate so that the substrate, wiring, etc. inside the device are not visible.
  • the nonconductive pattern may be formed of a commonly used nonconductive pattern forming composition including a binder resin, a polymerizable compound, a polymerization initiator, a pigment, a solvent, and the like.
  • the nonconductive pattern forming composition may further include a nonconductive metal, a nonconductive oxide, or a mixture thereof.
  • non-conductive metal is not specifically limited, For example, a tin or a silicon aluminum alloy is mentioned.
  • non-conductive oxide is not particularly limited, for example, titanium dioxide may be mentioned (TiO 2), silicon dioxide (SiO 2) or a mixture thereof.
  • the index matching layer may be formed including niobium oxide, silicon oxide, or a mixture thereof.
  • the protective layer serves to prevent contamination and breakage from the outside of the laminated structure including the electrode pattern.
  • the anti-scattering film protects each of the patterns and prevents the scattering when the window substrate is ruptured.
  • the material of the anti-scattering film is not particularly limited as long as it provides durability and is a transparent material, and may be, for example, polyethylen terephthalate (PET).
  • PET polyethylen terephthalate
  • the method of forming the anti-scattering film is not particularly limited, and for example, spin coating, roll coating, spray coating, dip coating, flow coating, doctor blade and dispensing (dispensing), inkjet printing, screen printing, pad printing, gravure printing, offset printing, flexography printing, stencil printing, imprinting methods and the like.
  • Tempered glass 0.7 mm thick was cut with Nd; YAG laser to a width of 100 cm.
  • the cutting portion was contacted with a circular polishing wheel rotating at 22,000 rpm, interspersed with 600 mesh cutting media, and moved at a speed of 500 mm / sec to perform polishing processing.
  • the polished cut portion was etched with an etchant containing 7 wt% of HF for 3 minutes to form an embossed pattern on the cut surface.
  • Chamfering was carried out in the same manner as in Example 1 except that the rotation speed of the polishing wheel was 35,000 rpm.
  • Equation 2 The elongation represented by Equation 2 below was evaluated by measuring the distance from the point where the upper span reached the window substrate to the point at which the window substrate was broken.
  • T is the thickness of the window substrate in units
  • ⁇ is the crosshead displacement in units
  • s is the distance between the support spans in cm
  • the window substrates of Examples 1 and 2 were very excellent in the elongation of 1.3 to 1.4%.

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Abstract

본 발명은 윈도우 기판 및 이의 면취 가공 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 면취부에 엠보 패턴을 구비하며, 상기 엠보 패턴 중 특정조건을 만족하는 엠보의 개수가 전체 엠보의 65 내지 85%인, 연신율이 현저히 개선되어 파단을 억제할 수 있는 윈도우 기판 및 이의 면취 가공 방법에 관한 것이다.

Description

윈도우 기판 및 이의 면취 가공 방법
본 발명은 윈도우 기판 및 이의 면취 가공 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 평판 디스플레이 윈도우 기판의 절단 및 면취 공정은 다음과 같은 방식으로 수행된다.
먼저, 기계적 절단 방식이 있다. 상기 방식은 다이아몬드 또는 카바이드 눈새김 휠이 유리 표면을 가로질러 끌림으로써 유리판에 눈금이 기계적으로 새겨지게 되고, 그 후 상기 눈금을 따라 유리판이 휘어짐으로써 절단되어 절단 가장자리가 생성된다. 통상적으로 상기와 같은 기계적 절단 방식은 약 100 내지 150㎛ 깊이의 측방향 균열을 만들게 되며, 상기 균열은 눈새김 휠의 절삭선으로부터 발생한다. 상기 측방향 균열은 윈도우 기판의 강도를 저하시키기 때문에 윈도우 기판의 절단부를 연마하여 제거해줘야 한다.
다음으로, 레이저를 통한 비접촉 절단 방식이 있다. 상기 방식은 레이저가 윈도우 기판의 가장자리에 새긴 금(check)을 지나 유리 표면상의 소정 경로를 따라 움직임으로써 유리 표면을 팽창시키면, 냉각기가 그 뒤를 따라 움직이면서 상기 표면을 인장시킴으로써, 레이저의 진행 경로를 따라 균열을 열적으로 전파시켜 윈도우 기판을 절단시킨다.
상기와 같은 기계식 또는 레이저로 절단된 윈도우 기판의 절단부는 날카롭고 그 표면이 고르지 못하여 외부 충격에 취약하므로, 면취 공정을 거쳐야 한다.
면취 공정은 일반적으로 상기 절단부의 가공 즉, 면취를 위하여 폴리싱 휠을 회전하여 연마를 수행한 후, 면취부에 미세한 크랙에 의한 모서리부의 깨짐 등의 현상을 방지하기 위해 식각액으로 식각하는 2단계 공정을 거친다.
이러한 면취 공정을 거쳐 절단부의 평활도가 개선되고 강도가 높아지나, 이러한 통상적인 면취 공정으로 연신율이 우수한 윈도우 기판을 제공하기는 어려웠다.
한국등록특허 제895830호에는 평판 디스플레이 유리 기판의 에지 가공 방법이 개시되어 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국등록특허 제895830호
본 발명은 연신율이 우수한 윈도우 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 연신율이 우수한 윈도우 기판을 얻을 수 있는 면취 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 면취부에 엠보 패턴을 구비하며,
상기 엠보 패턴 중 하기 수학식 1을 만족하는 엠보의 개수가 전체 엠보의 65 내지 85%인, 윈도우 기판:
[수학식 1]
0.5 ≤ 밑면의 단축 길이/ 밑면의 장축 길이 ≤ 0.9.
2. 위 1에 있어서, 상기 윈도우 기판은 유리, 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyelene terepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC) 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate,CAP)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종으로 형성된 윈도우 기판.
3. 위 2에 있어서, 상기 유리는 강화처리된 유리인 윈도우 기판.
4. 윈도우 기판의 절단부에 연마면에 입자 크기가 250 내지 1000메쉬인 절삭 매체가 산재된 연마 휠을 접촉하고 절단부를 따라 200 내지 1000mm/초의 속도로 이동시켜 연마하는 단계; 및 함불소 화합물 포함하는 식각액으로 120초 내지 300초간 식각하는 단계;를 포함하여, 면취부에 위 1 내지 3 중 어느 한 항의 엠보 패턴을 형성하는, 윈도우 기판의 면취 가공 방법.
5. 위 4에 있어서, 상기 연마 휠은 15,000 내지 60,000rpm으로 회전하는, 면취부에 위 1 내지 3 중 어느 한 항의 엠보 패턴을 형성하는, 윈도우 기판의 면취 가공 방법.
6. 위 4에 있어서, 상기 함불소 화합물은 식각액 총 중량 중 5 내지 15중량%로 포함되는, 면취부에 위 1 내지 3 중 어느 한 항의 엠보 패턴을 형성하는, 윈도우 기판의 면취 가공 방법.
7. 위 4에 있어서, 상기 식각액의 온도는 10 내지 30℃인, 면취부에 위 1 내지 3 중 어느 한 항의 엠보 패턴을 형성하는, 윈도우 기판의 면취 가공 방법.
본 발명의 윈도우 기판은 면취부에 특정 엠보 패턴을 포함함으로써, 연신율이 현저히 개선되어 기판의 파단을 억제할 수 있다.
도 1은 실시예 1의 윈도우 기판의 면취부를 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 2는 실시예 2의 윈도우 기판의 면취부를 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 3는 비교예 1의 윈도우 기판의 면취부를 현미경으로 관찰한 사진이다.
본 발명은 면취부에 엠보 패턴을 구비하며, 상기 엠보 패턴 중 수학식 1을 만족하는 엠보의 개수가 전체 엠보의 65 내지 85%인, 연신율이 현저히 개선되어 파단을 억제할 수 있는 윈도우 기판 및 이의 면취 가공 방법에 관한 것이다.
윈도우 기판의 절단 방식의 대표적인 예로 기계적 절단과 광학적 절단을 들 수 있는데, 이러한 절단된 윈도우 기판의 절단부는 날카롭고 그 표면이 고르지 못하여 외부 충격에 취약하므로 면취 공정을 거쳐야 한다.
이러한 면취 공정은 일반적으로 상기 절단부의 가공 즉, 면취를 위하여 회전하는 연마 휠을 상기 절단부에 접촉시켜 연마를 수행하는 단계, 및 면취부에 존재하는 미세한 크랙에 의한 모서리부의 깨짐 등의 현상을 방지하기 위해 상기 면취부를 식각액으로 식각하는 단계의 2단계 공정을 거친다.
도 1에는 본 발명의 일 구현예(실시예)에 따른 윈도우 기판의 면취부가 나타나 있는데, 이와 같이 본 발명은 윈도우 기판의 절단부에 면취 가공을 거쳐, 윈도우 기판이 면취부에 밑면의 단축 길이와 장축 길이의 비가 특정 범위를 만족하는 엠보를 구비한 엠보 패턴을 포함하는 경우에 연신율이 개선되는 것에 착안한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 윈도우 기판은 면취부에 하기 수학식 1을 만족하는 단위 엠보를 구비한 엠보 패턴을 포함한다:
[수학식 1]
0.5 ≤ 밑면의 단축 길이/ 밑면의 장축 길이 ≤ 0.9.
도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 기판의 면취부가 나타나 있는데, 이와 같이 면취부에 엠보 패턴이 형성되어 있고, 이러한 엠보 패턴은 상기 수학식 1을 만족시킨다.
상기 밑면은 단위 엠보를 정면으로 바라보았을 때 보이는 테두리로 둘러싸인 타원형(온전한 타원뿐만 아니라 각지거나 일그러진 경우도 포함)의 면을 나타내는 것으로서, 밑면의 장축은 타원 상의 두 점을 잇는 가장 긴 선분을 말하고, 밑면의 단축은 타원 상의 두 점을 잇는 선분으로서 장축에 직교하면서 가장 긴 선분을 말한다.
상기 수학식 1을 만족하는 단위 엠보를 구비하는 경우에 윈도우 기판의 연신율이 개선되어 기판의 파단을 억제할 수 있다. 이러한 측면에서 바람직하게는 상기 수학식 1을 만족하는 엠보의 개수가 전체 엠보의 65 내지 85%일 수 있고, 보다 바람직하게는 70 내지 83%일 수 있다. 65% 미만이면 연신율 개선 효과가 현저히 떨어지고, 85% 초과이면 면취부에 엠보 패턴이 존재하지 않는 부위가 너무 좁아져, 엠보 패턴들 사이의 좁은 부위로 응력이 집중되어 쉽게 깨지며, 마찬가지로 연신율이 떨어진다.
상기 엠보의 밑면의 장축 길이는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 9㎛ 이하일 수 있고, 구체적으로 0.5 내지 2㎛, 2 내지 6㎛, 6 내지 9㎛ 등일 수 있다.
본 발명에 따른 엠보 패턴에 있어서, 밑면의 장축 길이에 따른 엠보의 비율은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 밑면의 장축 길이가 2㎛ 미만인 엠보의 개수가 전체 엠보의 2 내지 40%, 2 내지 6㎛인 엠보의 개수가 40 내지 90%, 6㎛ 초과 내지 9㎛ 이하인 엠보의 개수가 2 내지 40%, 9㎛ 초과인 엠보의 개수가 2 내지 40%일 수 있다.
본 발명에 있어서, 윈도우 기판은 액정표시장치, 터치 스크린 패널 등에 적용되어 이들을 외력으로부터 충분히 보호할 수 있도록 내구성이 크고, 사용자가 디스플레이를 잘 볼 수 있도록 하는 물질이라면 특별히 한정되지 않으며, 당분야에서 사용되는 윈도우 기판이 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 유리, 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyelene terepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate,CAP) 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 유리가 사용될 수 있고, 보다 바람직하게는 강화처리된 유리가 사용될 수 있다.
본 발명의 윈도우 기판은 절단 이후에 면취 가공된 것일 수 있다.
절단 방법은 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 기계적 절단 방식 또는 레이저를 통한 비접촉 절단 방식이 제한 없이 사용될 수 있다.
면취 가공은 면취부에 상기 엠보 패턴을 형성시키는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 연마 및 식각 공정이 제한 없이 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 윈도우 기판의 면취 가공 방법을 제공한다.
본 발명의 윈도우 기판의 면취 가공 방법으로 면취부에 하기 수학식 1을 만족하는 엠보를 구비한 엠보 패턴을 포함하는 윈도우 기판을 제조할 수 있다:
[수학식 1]
0.5 ≤ 밑면의 단축 길이/ 밑면의 장축 길이 ≤ 0.9
이하, 본 발명의 일 구현예에 따라 그 단계별로 보다 상세히 설명한다.
먼저, 절단된 윈도우 기판의 절단부를 연마한다.
연마 단계는 윈도우 기판의 날카로운 절단부를 연마하여 표면을 고르게 한다.
연마 방법은 연마 휠을 절단부에 접촉시켜 연마하는 방법을 사용한다
연마 휠의 윈도우 기판의 절단부와 접하는 연마면은 통상적으로 적당한 매트릭스, 즉 바인더(예를 들면, 수지나 금속 접합 매트릭스)에 산재된 절삭 매체로서 다이아몬드 입자, 숫돌, 탄화물 입자 등을 포함할 수 있다.
상기 절삭 매체의 입자 크기는 250 내지 1000메쉬이고, 바람직하게는 250 내지 800메쉬, 보다 바람직하게는 400 내지 700메쉬일 수 있다. 절삭 매체의 입자 크기가 상기 범위 내인 경우, 면취부에 상기 특정 크기 및 비율의 엠보 패턴을 형성할 수 있어, 강도 및 연신율을 개선할 수 있다.
연마 휠은 절단부에 접촉된 채로 절단부를 따라 이동할 수 있다.
연마 휠의 윈도우 기판의 절단부를 따라 이동하는 속도는 200 내지 1000mm/초이고, 바람직하게는 200 내지 800mm/초, 보다 바람직하게는 400 내지 700mm/초 일 수 있다. 연마 휠의 이동 속도가 상기 범위 내인 경우, 면취부에 상기 특정 크기 및 비율의 엠보 패턴을 형성할 수 있어, 강도 및 연신율을 개선할 수 있다.
연마 휠이 원형인 경우에는 휠을 회전하면서 연마를 수행할 수 있는데, 연마 휠의 회전 속도는 특별히 한정되지 않고 이후 식각 단계를 거쳐 본 발명에 따른 엠보 패턴이 형성될 수 있도록 적절히 선택될 수 있으며, 예를 들면 15,000 내지 60,000rpm일 수 있고, 바람직하게는 15,000 내지 50,000rpm, 보다 바람직하게는 20,000 내지 38,000rpm일 수 있다. 연마 휠의 회전 속도가 15,000 내지 60,000rpm 범위 내인 경우, 면취부에 상기 특정 크기 및 비율의 엠보 패턴을 형성할 수 있어, 강도 및 연신율을 개선할 수 있다.
이후에, 상기 연마 단계를 거친 윈도우 기판을 식각한다.
식각 단계는 면취부의 평활도를 개선하여, 미세한 크랙에 의한 모서리부의 깨짐 등의 현상을 방지한다.
식각 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 윈도우 기판을 당 분야에서 통상적으로 사용되는 식각액에 침지하거나, 식각액을 면취부에 분사하는 방법 등에 의할 수 있으며, 바람직하게는 윈도우 기판을 식각액에 침지함으로써 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 식각액은 함불소 화합물을 포함한다. 함불소 화합물은 윈도우 기판을 식각하는 주요 성분으로서, 수용액 상에서 불소이온을 낼 수 있는 화합물이면 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 HF, NaF, KF, NH4F, KBF4, NH4BF4 또는 NaBF4에서 선택되며, 더욱 바람직하게는 HF를 사용한다.
함불소 화합물의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 식각액 총 중량 중 5 내지 15중량%, 바람직하게는 5 내지 12중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 10중량%의 양으로 첨가되는 것이 좋다. 함불소 화합물의 함량이 5중량% 미만이면 식각 정도가 미미하여 엠보 패턴이 형성되지 않거나 수학식 1을 만족하는 엠보 패턴을 상기 비율로 얻을 수 없으며, 15중량% 초과이면 마찬가지로 수학식 1을 만족하는 엠보 패턴을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 처리 비용의 문제가 있어 공정 효율이 떨어지고 환경 오염 발생 염려가 있다.
필요에 따라, 본 발명에 따른 식각액은 함불소 화합물 외에 예를 들면, 황산 및 질산으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 더 포함하여, 식각 성능을 강화할 수 있다.
식각액은 그 외에도 필요에 따라 당 분야에서 통상적으로 사용되는 계면활성제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있고, 잔량의 물을 포함한다.
식각액의 온도는 특별히 한정되지 않고 마찬가지로 적절히 선택될 수 있으며, 예를 들면 10 내지 30℃일 수 있고, 바람직하게는 15 내지 30℃, 보다 바람직하게는 18 내지 30℃일 수 있다. 식각액의 온도가 10 내지 30℃ 범위 내인 경우, 본 발명에 따른 엠보 패턴을 효율적으로 형성할 수 있으며, 식각액의 안정성이 우수하다.
식각 단계는 120초 내지 300초간 수행되고, 바람직하게는 150초 내지 300초, 보다 바람직하게는 150초 내지 240초간 수행될 수 있다. 식각 단계의 수행 시간이 120초 미만이면 엠보 패턴이 전혀 형성되지 않거나 수학식 1을 만족하는 엠보 패턴을 상기 비율로 얻을 수 없으며, 300초 초과이면 엠보 패턴이 과다하게 생성되어 기판이 파단되거나 연신율이 저하될 수 있고, 또는 과다하게 식각이 진행되어 엠보 패턴이 심하게 일그러지거나, 윈도우 기판 또는 그 위에 형성된 전극 적층체를 손상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 윈도우 기판은 상기 전술한 기판이 동일하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 윈도우 기판의 적용 대상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 모니터, 텔레비전 등의 투명 보호창으로 사용되거나, 터치 스크린 패널 등에 적용될 수 있다.
윈도우 기판이 터치 스크린 패널에 적용되는 경우에는, 면취 가공 전에 그 일면에 전극 패턴을 포함하는 적층 구조체가 형성된 것일 수 있다.
이러한 적층 구조는 터치 스크린 패널의 구체적인 용도 등에 따라 당분야에 알려진 적층 구조를 제한 없이 채택될 수 있다. 예를 들면, 전극 패턴, 절연층, BM, 인덱스 매칭층(투명 유전층), 보호층, 비산방지막 등이 적어도 1층 이상씩 사용되어 다양한 순서로 적층된 구조를 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전극 패턴은 영상센서의 터치 영역인 표시부에 손가락을 접촉시키면 사람의 몸에서 발생하는 정전기를 감지해서 전기신호로 연결하는 역할을 한다.
전극 패턴 형성에 사용되는 도전성 물질은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO), PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 탄소나노튜브(CNT), 금속와이어 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
금속와이어에 사용되는 금속은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 은(Ag), 금, 알루미늄, 구리, 철, 니켈, 티타늄, 텔레늄, 크롬 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
전극 패턴 중 비표시부 대응 영역 상에 전극 패턴 회로가 형성될 수 있다. 전극 패턴 회로는 윈도우 기판 표시부의 터치에 의해 전극 패턴에서 발생하는 전기적 신호를 FPCB, IC chip 등으로 전달하는 역할을 한다. 전극 패턴 회로는 전극 패턴과 동일한 재질로 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다.
절연층은 상기 전극의 전기적 단락을 방지하는 것으로서, 재질은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 실리콘 산화물과 같은 금속 산화물, 폴리머 및 아크릴계 수지 등으로 형성될 수 있다.
BM(비전도성 패턴)은 기기 내부의 기판, 배선 등을 보이지 않게 하기 위해서 윈도우 기판의 중앙부에 터치 영역인 표시부가 구획되도록 윈도우 기판의 테두리부에 비표시부에 불투명한 장식층을 형성한다.
비전도성 패턴은 바인더 수지, 중합성 화합물, 중합개시제, 안료, 용매 등을 포함하는 통상적으로 사용되는 비전도성패턴 형성용 조성물로 형성될 수 있다.
비전도성 패턴 형성용 조성물은 비전도성 금속, 비전도성 산화물 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
비전도성 금속의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 주석 또는 실리콘알루미늄합금을 들 수 있다.
비전도성 산화물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 이산화티타늄(TiO2), 이산화규소(SiO2) 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
인덱스 매칭층은 니오븀 산화물, 규소 산화물 또는 이들의 혼합물을 포함하여 형성될 수 있다.
보호층은 전극 패턴을 포함하는 적층 구조체의 외부로부터의 오염 및 파손을 방지하는 역할을 한다.
비산방지막은 상기 각 패턴을 보호하고 윈도우 기판이 파열될 때 비산되는 것을 방지하는 역할을 한다.
비산방지막의 재질은 내구성을 제공하고 투명한 재질이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 PET(polyethylen terephthalate)일 수 있다.
비산방지막의 형성방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 스핀(spin) 코팅, 롤(roll) 코팅, 스프레이 코팅, 딥(dip) 코팅, 플로(flow) 코팅, 닥터 블레이드(doctor blade)와 디스펜싱(dispensing), 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 패드(pad) 프린팅, 그라비아 프린팅, 옵셋 프린팅, 플렉소(flexography) 프린팅, 스텐실 프린팅, 임프린팅(imprinting) 방법 등을 들 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1
두께 0.7mm의 강화처리된 유리를 폭이 100cm가 되도록 Nd;YAG레이저로 절단하였다.
이후에 절단부에 600메쉬의 절삭 매체가 산재된, 22,000rpm으로 회전하는 원형의 연마 휠을 접촉시켜, 500mm/초의 속도로 이동시키며 연마 가공을 수행하였다.
이후에 상기 연마된 절단부를 HF를 7중량% 포함하는 식각액으로 3분간 식각하여 절단면에 엠보 패턴을 형성하였다.
실시예 2
연마 휠의 회전 속도를 35,000rpm으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 면취 가공을 수행하였다.
비교예 1
식각 단계를 1분간 수행한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 면취 가공을 수행하였다.
비교예 2
식각 단계를 10분간 수행한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 면취 가공을 수행하였다.
비교예 3
식각 단계를 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 면취 가공을 수행하였다.
표 1
Figure PCTKR2015002348-appb-T000001
실험예. 연신율 측정
상기 실시예 및 비교예에서 면취 가공을 거친 윈도우 기판의 하부에 기판 중앙으로부터 양쪽으로 각각 2cm씩 떨어진 2개의 지지 스팬을 설치하고, 기판 중앙 상부에서 상부 스팬으로 윈도우 기판에 하중을 가하였다.
상부 스팬이 윈도우 기판에 닿는 지점부터 윈도우 기판이 깨지게 되는 지점까지의 거리를 측정하여 하기 수학식 2로 표시되는 연신율을 평가하였다.
[수학식 2]
연신율(%)= (6Tδ)/s2
(식 중, T는 윈도우 기판의 두께(단위), δ는 크로스헤드 변위(단위), s는 지지 스팬 사이의 거리(cm)임).
표 2
Figure PCTKR2015002348-appb-T000002
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 및 2의 윈도우 기판은 연신율이 1.3 내지 1.4%로 매우 우수하였다.
그러나 비교예 1의 윈도우 기판은 수학식 1을 만족하는 엠보의 수가 현저히 적어, 연신율이 0.5%로 기준치 이하의 수치를 나타나게 되었다.
비교예 2는 수학식 1을 만족하는 엠보가 과다하게 생성되어, 마찬가지로 연신율이 0.5%로 낮았고, 비교예 3의 경우 엠보 패턴이 생성되지 않아 연신율이 0.3%로 현저히 낮았다.

Claims (7)

  1. 면취부에 엠보 패턴을 구비하며,
    상기 엠보 패턴 중 하기 수학식 1을 만족하는 엠보의 개수가 전체 엠보의 65 내지 85%인, 윈도우 기판:
    [수학식 1]
    0.5 ≤ 밑면의 단축 길이/ 밑면의 장축 길이 ≤ 0.9.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 윈도우 기판은 유리, 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyelene terepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC) 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate,CAP)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종으로 형성된 윈도우 기판.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 유리는 강화처리된 유리인 윈도우 기판.
  4. 윈도우 기판의 절단부에 연마면에 입자 크기가 250 내지 1000메쉬인 절삭 매체가 산재된 연마 휠을 접촉하고 절단부를 따라 200 내지 1000mm/초의 속도로 이동시켜 연마하는 단계; 및
    함불소 화합물 포함하는 식각액으로 120초 내지 300초간 식각하는 단계;를 포함하여,
    면취부에 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 엠보 패턴을 형성하는, 윈도우 기판의 면취 가공 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 연마 휠은 15,000 내지 60,000rpm으로 회전하는, 면취부에 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 엠보 패턴을 형성하는, 윈도우 기판의 면취 가공 방법.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 함불소 화합물은 식각액 총 중량 중 5 내지 15중량%로 포함되는, 면취부에 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 엠보 패턴을 형성하는, 윈도우 기판의 면취 가공 방법.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 식각액의 온도는 10 내지 30℃인, 면취부에 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 엠보 패턴을 형성하는, 윈도우 기판의 면취 가공 방법.
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