보고서 정보
주관연구기관 |
(주)도우인시스 |
연구책임자 |
피우갑
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2016-11 |
과제시작연도 |
2015 |
주관부처 |
산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 |
TRKO201800039674 |
과제고유번호 |
1415143807 |
사업명 |
소재부품기술개발 |
DB 구축일자 |
2018-11-03
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키워드 |
3D 터치스크린 디스플레이.곡면 윈도우.3D 열성형.곡면 인쇄.3D 화학강화.
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초록
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□ 핵심기술
곡면 윈도우 형상을 확보 성형 기술, 글라스 표면 강도를 확보 화학강화 기술, 베젤에 맞춘 패드 적용 인쇄기술 및 내지문성 박막의 균일 성막 기술
□ 최종목표
1. 3D form 윈도우 크기 : 10 inch 이상
2. 3D form 윈도우 두께 : 0.4 mm 이하
3. 3D form 윈도우 곡률 : 3 mm 이하
4. 금형수명 : 10,000 Shot 이상
5. 3D form 생산 Tact time : 10 Sec 이하
6. 강화 특성 (Ball Drop 시험) :
□ 핵심기술
곡면 윈도우 형상을 확보 성형 기술, 글라스 표면 강도를 확보 화학강화 기술, 베젤에 맞춘 패드 적용 인쇄기술 및 내지문성 박막의 균일 성막 기술
□ 최종목표
1. 3D form 윈도우 크기 : 10 inch 이상
2. 3D form 윈도우 두께 : 0.4 mm 이하
3. 3D form 윈도우 곡률 : 3 mm 이하
4. 금형수명 : 10,000 Shot 이상
5. 3D form 생산 Tact time : 10 Sec 이하
6. 강화 특성 (Ball Drop 시험) : 40 cm
7. 강화 후 평탄도 변화값 : 70 ㎛ 이하
8. 강화 속도 : 200 min 이하
9. 강화 균일도 : 99 % 이상
10. 곡면 인쇄 도수 (Black기준) : 6도 이하
11. 곡면 인쇄 Pattern Position Accuracy : ±90 ㎛ 이하
12. 인쇄 line 거칠기 (Roughness) : 0.02 mm 이하
13. 인쇄 Line 직진도 : 0.04 mm 이하
14. 3D 윈도우 Pilot 생산 수율 (CUM) : 90% 이상
15. 고온고습 조건에서의 패턴 폭 변화 : ± 0.1 mm 이하
16. 고온 보관 조건에서의 패턴 폭 변화 : ± 0.1 mm 이하
17. 저온 보관에서의 패턴 폭 변화 : ± 0.1 mm 이하
□ 개발내용 및 결과
스마트 폰의 차별화를 위한 Curved type 적용을 위해서는 핵심부품인 굴곡 윈도우 글라스의 개발이 필요하다. 굴곡 윈도우 글라스는 디스플레이를 보호하기 위한 표면 강도와 외부 오염의 제거가 용이하도록 내지문성을 가져야하며, 적은 제품공차로 모듈 조립이 용이해야 하며, 디스플레이 영역에서 빛의 산란이 없어야 하며, 스크래치 등 기계적 접촉에 의한 손상이 발생하지 않아야 한다. 이러한 필요특성을 확보하기위해, 강도확보를 위한 3D 글라스 곡면 형상에 따른 균일 화학강화 기술과 형상 및 Viewing Area 확보를 위한 3D 성형기술 및 곡면부를 포함하는 3D 글라스 위의 비표시면에 Pattern 및 Decoration을 형성하는 곡면 인쇄 기술, 외부오염의 제거가 용이하게 하기위한 곡면부를 포함하는 3D 글라스 위의 표시면에 AR, AF 기능성 박막의 균일 성막 기술, 그리고 제품 양산성 확보를 위한 글라스 투입에서 출하까지의 일관 생산 및 양산화 기술 등을 개발하였다. 이들 공정을 사용하여 1차년도에는 크기 6.52 인치, 0.55t 두께, 최소 곡률 6.5 mm의 스마트 폰용제품을 개발했고, 2차년도에는 크기 7.17 인치, 0.55 mm 두께, 최소 곡률 4.7 mm의 스마트 폰용 제품을 개발했으며, 최종년인 3차년도에는 크기 10.04 인치, 0.4 mm 두께, 최소곡률 2.8 mm의 스마트 패드용 제품을 개발했다. 최종년도에 개발된 곡면 윈도우 글라스 제품은 크기 10.04 인치, 두께 0.4 mm 글라스를 사용하여 최소곡률 2.8 mm의 곡면형상을 상용화 수준 이상으로 개발하였고, 화학강화를 통해 Ball Drop 40 cm, 평탄도 변화값 66 ㎛, 강화균일도 99 % 이상의 세계 최고 수준을 달성했으며, 6도의 패드인쇄를 통해 Position Accuracy 81 ㎛, 라인 거칠기 0.019 mm, 라인 직진도 0.038 mm를 확보했고, 10,000회 이상 제조가 가능한 금형 개발과 3D Form Tact Time 10 초, 강화속도 130 분, CUM 수율 90 %의 양산화 기술을 개발하여 사업경쟁력 확보가 가능한 수준으로 목표 달성했고, 고온/저온/고온고습 조건에서의 신뢰성 평가를 통해 ±0.1 mm 이하 내에서 패턴변화 없음을 통해 제품 신뢰성을 확인하였다.
□ 기술개발 배경
휴대용 통신기에 굴곡 윈도우를 적용하면, 공간 확보를 통한 슬림화 및 고기능화가 가능하며 Bezel-less로써 디자인 효과 및 Side Button을 터치로 변경하는 디자인과 기능성을 향상시킬 수 있기 때문에 3D Smart Phone의 개발이 매우 필요하며, 이를 구성하는 핵심부품인 3D곡면 윈도우 글라스의 개발이 선행되어야만 한다. 특히, 강화유리 윈도우 사업은 초기의 노동집약적인 산업인 2D 제품에서 출발하여 성공한 중국, 대만을 중심으로 하는 해외 제조사가 기술과 부품공급 지배구조를 형성하고 있으며, 2D 제품 기준으로 해외 의존도가 현재 90 %이상을 차지하고 있다. 이러한 구조를 개선하여 Mobile IT 제품의 제품경쟁력과 글로벌 사업경쟁력을 확보하고 사업의 지속적인 성장을 위해서는, 3D 윈도우 글라스는 국내 제조사가 시장을 선도하여 2D 윈도우와 같은 무역역조 구조를 발생시키지 않도록 윈도우 구조의 변화(2D평면형태 → 3D 입체형태)에 따라 요구되는 3D 곡면 윈도우 제품 기술을 개발하고, 양산화 기술을 확보해야 한다.
□ 핵심개발 기술의 의의
기존의 7 인치 이하, 0.55t로 한정되는 양산되는 곡면 윈도우 글라스를 10 인치 이상의 크기, 0.4 mm 두께, 최소 곡률 2.8 mm를 갖도록 기존 제품 대비 크기, 두께 및 곡률 측면에서 업그레이드 시켰다. 크기가 커지고, 최소 곡률이 감소되고, 두께가 얇아질수록 평탄성을 갖는 형상 확보와 균일한 강화특성 및 인쇄 패턴을 확보가 매우 어려운 문제를 극복하였고, 현재 윈도우 글라스는 비용문제로 거의 중국에서 도입되고 있는데, 고급사양의 윈도우의 생산기술을 개발함으로써, 무역수지를 개선할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 곡면 윈도우 글라스가 향후 시장의 대부분을 차지할 것으로 예상되므로, 개발된 성형기술, 강화 장비 및 공정기술 등은 중국의 관련 업체들에 기술 수출의 가능성이 매우 높다.
□ 적용 분야
- 적용 부품 : Window Glass (Cover Glass)
- 적용 완제품 : Smart Phone
( 출처: 최종보고서 초록 - 3. 개발결과 요약 4p )
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제 출 문 ... 2
- 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
- 기술개발사업주요성과 ... 8
- 목차 ... 12
- 제 1 장 서론 ... 13
- 제 1 절 과제의 개요 ... 13
- 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 (기술개발 내용 및 방법) ... 18
- 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 18
- 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 21
- 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 22
- 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 25
- 제 5 절 유형적 발생품 (연구시설, 연구 장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 25
- 제 3 장 결과 ... 26
- 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 26
- 1. 연구개발 추진 일정 ... 26
- 2. 연구개발 추진 실적 ... 28
- 3. 기술 개발 결과 요약 ... 116
- 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 120
- 1. 기술개발 추진 방법 및 전략 ... 120
- 2. 기술개발 추진 체계 ... 122
- 제 3 절 고용 창출 효과 ... 126
- 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 126
- 제 4 장 사업화 계획 ... 127
- 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 127
- 제 2 절 사업화 계획 ... 129
- 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 134
- 부 록 : 공인 시험 성적서, 도면, 설계도 등 ... 136
- 끝페이지 ... 146
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