초록 ▼

□ 연구개요
화학강화유리(고릴라글라스)는 유리 표면에 존재하는 Na+ 이온을 보다 크기가 큰 K+ 이온으로 치환시킴으로써 표면에 압축 응력을 생성시켜 강도를 크게 향상시킨 유리이다. 따라서 일단 강화가 이루어진 후에는 기존의 방법으로는 절단이 어려워 실제 생산 현장에서는 강화가 이루어지기 전에 원판 유리를 최종 제품 크기로 절단한 후 강화를 하는 것이 일반적이다. 그 결과로 생산 효율이 떨어지고 다양한 용도로의 활용이 제한되는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 모바일 디스플레이용 보호 유리로 광범위하게 사용되는 화학강화유리(고릴

□ 연구개요
화학강화유리(고릴라글라스)는 유리 표면에 존재하는 Na+ 이온을 보다 크기가 큰 K+ 이온으로 치환시킴으로써 표면에 압축 응력을 생성시켜 강도를 크게 향상시킨 유리이다. 따라서 일단 강화가 이루어진 후에는 기존의 방법으로는 절단이 어려워 실제 생산 현장에서는 강화가 이루어지기 전에 원판 유리를 최종 제품 크기로 절단한 후 강화를 하는 것이 일반적이다. 그 결과로 생산 효율이 떨어지고 다양한 용도로의 활용이 제한되는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 모바일 디스플레이용 보호 유리로 광범위하게 사용되는 화학강화유리(고릴라글라스)의 효율적 절단을 위해 전해방전을 이용하여 화학강화유리 표면을 선택적으로 이온역치환시킴과 동시에 응력을 완화시키는 방법을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 1단계: 전해방전을 이용한 화학강화유리의 선택적 이온역치환 및 응력완화 가능성 조사
본 연구에서는 전해방전열을 가공(machining)이 아닌 화학강화유리의 이온역치환(K+→ Na+)을 위한 선택적 가열장치로 활용하였다. 또한 전해방전의 전해질 용액으로 사용되는 수산화나트륨(NaOH) 용액은 화학강화유리의 이온역치환에 필요한 Na+ 이온을 공급해주는 장점이 있어 이를 활용하였다. 전해방전 시 인가 전압, 전류량, 공구 형상, 공구와 공작물 사이 간격, 전해액의 농도 등 가공 조건을 변화시켜 선택적 이온역치환이 가능한 가공 조건을 탐색하였다. 더불어 이온역치환 결과를 확인하기 위해 전계방사 전자현미분석기(FE-EPMA, Field Emision Electon Probe Micoanalyzer)을 활용하였으며, 이온역치환으로 인한 응력완화 여부를 확인하기 위해 유리표면응력계를 사용하였다. 그 결과 전해방전을 이용한 화학강화유리의 선택적 이온역치환 및 응력완화가 가능함을 확인하였다.
2) 2단계: 전해방전을 이용한 화학강화유리의 선택적 이온역치환 및 응력완화 가공조건 최적화
다양한 조건에서의 실험과 해석을 통해 처리 결과에 영향을 주는 주요 인자를 찾고 가공 조건을 최적화하는 과정을 진행하였다. 또한 생산산성을 높이기 위한 방안으로 선택적 이온역치한환이 이루어져야 할 부위와 동일한 형상을 갖는 선 전극을 통한 이온역치환의 가능성을 확인하고 이에 대한 가공 조건을 최적화하였다.
3) 3단계: 전해방전과 물리적 스크라이빙을 이용한 화학강화유리 절단방법 개발
전해방전을 이용한 표면처리와 물리적 스크라이빙에 의한 절단 품질과의 관계를 파악하여 화학강화유리의 절단 품질을 극대화하기 위한 전해방전 가공 조건의 최적화를 수행하였다. 또한 전해방전과 물리적 절단을 동시에 수행할 수 있는 하이브리드 기계를 제작하여 화학강화유리의 효율적 절단을 가능케 하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구 결과를 화학강화유리 가공 공정에 적용할 경우 강화 후 유리절단이 용이하게 되어 강화 전 모든 공정을 마치고 강화 작업을 해야 하는 현재의 복잡하고 번거로운 공정을 개선할 수 있으리라 기대된다. 따라서 화학강화유리 가공 공정의 경제성 및 생산성을 높일 수 있고, 또한 강화 후 절단이 용이하지 않아 사용이 제한되어 왔던 화학강화유리의 활용을 보다 늘릴 수 있으리라 기대된다. 즉, 모바일 디스플레이 보호 유리 이외에도 화학강화유리를 건물 내외장재, 가전제품 외관, 장식 등 다양한 분야에 활용할 수 있으리라 기대된다. 결과적으로는 디스플레이 산업은 물론 화학강화유리를 활용한 다양한 산업의 성장에 기여할 수 있으리라 기대된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구 배경 ... 4
• 나. 연구의 필요성 ... 4
• 다. 연구개발과제의 최종목표 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) 1단계(1차년도) 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 2) 2단계(2차년도) 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 3) 3단계(3차년도) 수행 과정 및 수행 내용 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 16