KR102521878B1 - Curved Tempered Glass And Method For Manufacturing The Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 강화 처리되어 표면에 응력층이 형성된 유리 기재를 포함하는 강화 유리 및 그 제조방법에 관한 것으로, 평면부, 및 상기 평면부로부터 적어도 어느 일방향으로 연장되어 벤딩되며, 상기 평면부와 다른 두께를 갖는 곡면부를 포함한다. 상기 평면부의 일면과, 상기 평면부의 일면에 인접한 상기 곡면부의 일면이 이루는 경사가 점진적으로 변화한다.The present invention relates to a tempered glass comprising a glass substrate having a stress layer formed on its surface after being strengthened, and a method for manufacturing the same, wherein the glass substrate extends and bends in at least one direction from the flat portion and the flat portion, and has a thickness different from that of the flat portion. Includes a curved portion having. An inclination between one surface of the flat part and one surface of the curved part adjacent to the one surface of the flat part gradually changes.
Description
본 발명은 곡면부를 갖는 강화 유리 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tempered glass having a curved portion and a manufacturing method thereof.
최근 깨지기 쉬운 유리의 기계적 강도를 높이기 위해 그 표면을 강화 처리한 강화 유리가 보급되고 있으며, 그 활용 분야도 다양해지고 있다. 일 예로, 휴대용 정보 처리기기의 발달에 힘입어, 다양한 표시장치(Display)들의 수요가 급증하고 있다. 표시장치는 표시장치의 내부 소자들을 보호하기 위한 보호 커버를 포함하며, 보호 커버의 재료로 유리가 사용될 수 있다. 보호 커버로써 유리를 사용하는 경우, 내후성, 내스크레치성, 및 높은 투과율을 확보할 수 있는 장점이 있으나, 외부에 노출되어 있어 외부 요인으로 인한 충격 등에 의해 쉽게 깨질 수 있는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위해, 유리에 대한 기계적 강도를 확보하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. Recently, in order to increase the mechanical strength of fragile glass, tempered glass, the surface of which is tempered, is being spread, and its application fields are also diversifying. For example, thanks to the development of portable information processing devices, demand for various displays is rapidly increasing. The display device includes a protective cover for protecting internal elements of the display device, and glass may be used as a material for the protective cover. When glass is used as a protective cover, it has the advantage of securing weather resistance, scratch resistance, and high transmittance, but has the disadvantage of being easily broken by impact or the like caused by external factors because it is exposed to the outside. In order to solve these disadvantages, research is being actively conducted to secure the mechanical strength of glass.
유리를 강화하기 위한 방법으로, 물리적 강화법이 알려져 있다. 물리적 강화법은 유리를 고온으로 일정시간 가열한 후 유리의 표면을 풍랭 등으로 급냉시켜, 유리의 표면에는 압축 응력이 생기게 하고, 내부에는 인장 응력이 생기도록 하는 방법이다.As a method for strengthening glass, a physical strengthening method is known. The physical strengthening method is a method of heating the glass to a high temperature for a certain period of time and then rapidly cooling the surface of the glass by air cooling to generate compressive stress on the surface of the glass and tensile stress on the inside.
다만, 내부와 외부의 온도차를 이용하는 물리적 강화법은 얇은 박막형 유리를 강화함에 있어서 한계를 갖는다. 즉, 얇은 유리의 경우, 표면과 내부의 온도차가 발생하기 어렵기 때문에, 유리판의 표면에 압축 응력을 형성하는 것이 어렵다. 표시장치는 사용자의 터치 및/또는 제스쳐를 인식할 수 있는 터치 스크린 패널을 구비하여, 사용자의 손 혹은 도전체의 움직임을 센싱할 수 있다. 표시 장치를 보호하는 유리는 터치 센싱 감도를 높이기 위해 얇은 박막으로 형성될 것이 요구된다. 이에 따라, 얇은 강화 유리를 형성하기 위해 물리적 강화법을 이용하는 것에는 한계가 있다.However, the physical strengthening method using the temperature difference between the inside and the outside has limitations in strengthening thin film-type glass. That is, in the case of thin glass, since it is difficult to generate a temperature difference between the surface and the inside, it is difficult to form compressive stress on the surface of the glass sheet. The display device includes a touch screen panel capable of recognizing a user's touch and/or gesture, and can sense a user's hand or movement of a conductor. Glass protecting the display device is required to be formed as a thin film in order to increase touch sensing sensitivity. Accordingly, there is a limit to using a physical strengthening method to form a thin tempered glass.
한편, 다양한 분야에서 유리가 응용됨에 따라, 사용자의 다양한 요구에 대응한 곡면부를 갖는 유리가 보급되고 있다. 일 예로, 곡면 표시장치가 제공됨에 따라, 곡면 표시장치에 대응되는 보호 커버로써, 곡면부를 갖는 유리 제작이 요구된다. On the other hand, as glass is applied in various fields, glass having a curved portion corresponding to various needs of users is spreading. For example, as a curved display device is provided, it is required to manufacture glass having a curved portion as a protective cover corresponding to the curved display device.
곡면부를 포함한 유리를 제작하는 종래 기술에는, 전통적인 선반 및 자동선반(CNC)을 이용한 기계 가공법, 곡면부를 포함한 유리 형상과 대응된 금형을 사용해 유리를 일정 온도 이상으로 가열한 후 가압하는 프레스(55) 성형 방법, 및 고온에서 중력과 금형을 이용하는 슬럼핑(slumping) 성형 방법 등이 있다. 다만, 이러한 방법에 의해 제공된 유리는 품질이 좋지 않고, 생산성 및 수율이 낮은 문제점을 갖는다. 또한, 강화 처리한 유리를 어떠한 방법으로 가공 할 수 있을 것인지도 문제된다. In the prior art for manufacturing glass including a curved portion, a machining method using a traditional lathe and an automatic lathe (CNC), a
따라서, 얇은 유리를 강화 처리하여 기계적 강도를 높일 수 있으면서도, 곡면부 가공이 가능한 강화 유리 제조 방법의 개발이 요구되는 실정이다. Therefore, there is a need to develop a method for manufacturing a tempered glass capable of processing a curved part while enhancing mechanical strength by tempering thin glass.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 얇은 유리를 화학적 강화 처리하고 일부에 제거 공정을 수행함으로써, 곡면부를 갖는 강화 유리를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 평면부와 곡면부의 경계에 형성될 수 있는 단차를 줄인 강화 유리를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a tempered glass having a curved portion by chemically strengthening thin glass and performing a removal process on a portion thereof. In addition, an object of the present invention is to provide a tempered glass in which a step that can be formed at the boundary between a flat portion and a curved portion is reduced.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 강화 처리되어 표면에 응력층이 형성된 유리 기재를 포함하는 강화 유리에 관한 것으로, 평면부, 및 상기 평면부로부터 적어도 어느 일방향으로 연장되어 벤딩되며, 상기 평면부와 다른 두께를 갖는 곡면부를 포함한다. 상기 평면부의 일면과, 상기 평면부의 일면에 인접한 상기 곡면부의 일면이 이루는 경사가 점진적으로 변화한다.In order to achieve the above or other objects, the present invention relates to a tempered glass comprising a glass substrate having a stress layer formed on a surface thereof after being strengthened, and extending and bending in at least one direction from the flat part, wherein the It includes a curved portion having a thickness different from that of the flat portion. An inclination between one surface of the flat part and one surface of the curved part adjacent to the one surface of the flat part gradually changes.
본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리 제조방법은 평면부와 상기 평면부로부터 적어도 어느 일방향으로 연장된 곡면부가 정의된 유리 기재를 마련하는 제1 단계, 상기 유리 기재를 강화 처리하여 상기 유리 기재의 표면에 응력층을 형성하는 제2 단계, 상기 곡면부의 표면 중 적어도 일부 영역에 제거 공정을 수행하여 상기 곡면부를 벤딩시키는 제3 단계, 및 상기 제거 공정에 의해 상기 평면부와 상기 곡면부의 경계를 따라 형성된 단차를 가공하여 상기 평면부의 일면과, 상기 평면부의 일면에 인접한 상기 곡면부의 일면이 이루는 경사가 점진적으로 변하도록 하는 공정을 수행하는 제4 단계를 포함한다. In the method for manufacturing tempered glass according to an embodiment of the present invention, a first step of preparing a glass substrate having a flat portion and a curved portion extending in at least one direction from the flat portion is defined; A second step of forming a stress layer on the surface, a third step of bending the curved part by performing a removal process on at least a part of the surface of the curved part, and a removal process along the boundary between the flat part and the curved part. and a fourth step of processing the formed step so that an inclination between one surface of the plane part and one surface of the curved part adjacent to the one surface of the plane part is gradually changed.
본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리 제조방법은 평면부와 상기 평면부로부터 적어도 어느 일방향으로 연장된 곡면부가 정의된 유리 기재를 마련하는 제1 단계, 상기 유리 기재를 강화 처리하여 상기 유리 기재의 표면에 응력층을 형성하는 제2 단계, 및 상기 곡면부의 표면 중 적어도 일부 영역에 폴리싱 공정을 수행하여 상기 곡면부를 벤딩시키는 제3 단계를 포함한다. 상기 평면부의 일면과, 상기 평면부의 일면에 인접한 상기 곡면부의 일면이 이루는 경사가 점진적으로 변화한다.A method for manufacturing tempered glass according to another embodiment of the present invention includes a first step of preparing a glass substrate having a flat portion and a curved portion extending in at least one direction from the flat portion, and strengthening the glass substrate to obtain the glass substrate. A second step of forming a stress layer on a surface, and a third step of bending the curved part by performing a polishing process on at least a part of the surface of the curved part. An inclination between one surface of the flat part and one surface of the curved part adjacent to the one surface of the flat part gradually changes.
본 발명에 의한 강화 유리는 화학적 강화법에 의해 강화 처리됨으로써, 얇은 유리 기재에서의 강화 처리가 가능하고, 제조 비용 및 제조 시간을 줄일 수 있으며, 생산성 및 수율이 향상될 수 있다. 또한, 유리 기재의 추가적인 변형이나 물리적 가공 없이 강화시킬 수 있는 장점을 갖는다. The tempered glass according to the present invention is tempered by a chemical strengthening method, so that the tempering process can be performed on a thin glass substrate, manufacturing cost and manufacturing time can be reduced, and productivity and yield can be improved. In addition, it has the advantage of being able to be strengthened without additional deformation or physical processing of the glass substrate.
본 발명은, 종래 곡면부를 형성하기 위해 수행하던 가공법들과는 달리, 식각 공정을 통해 곡면부를 형성함으로써, 생산성 및 수율을 향상시킬 수 있고, 가공된 유리의 품질 저하를 방지할 수 있으며, 제조 비용 및 제조 시간을 단축 시킬 수 있는 효과를 갖는다. 아울러, 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리 제조방법에 의하면, 설계자가 공정 조건을 조절하여 최종 결과물의 형상을 다르게 가공할 수 있기 때문에, 종래 금형 등을 이용하는 가공 방법에 비하여 다양한 디자인 변경이 가능하고, 설계 변경이 상대적으로 수월한 장점을 갖는다.Unlike conventional processing methods used to form a curved portion, the present invention forms a curved portion through an etching process, thereby improving productivity and yield, preventing deterioration in the quality of processed glass, and reducing manufacturing costs and manufacturing costs. It has the effect of reducing time. In addition, according to the tempered glass manufacturing method according to an embodiment of the present invention, since the designer can process the shape of the final product differently by adjusting the process conditions, various design changes are possible compared to the conventional processing method using a mold or the like. And it has the advantage of relatively easy design change.
본 발명은, 공정 중에 평면부와 곡면부의 경계를 따라 형성될 수 있는 단차를 줄임으로써, 외부에서 단차가 시인되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 단차 부분에 이물 등이 적층 되어 발생할 수 있는 시인성 저하 문제를 방지할 수 있다. According to the present invention, by reducing a step that may be formed along the boundary between a flat part and a curved part during a process, it is possible to prevent a step from being visually recognized from the outside. In addition, the present invention can prevent a problem of deterioration in visibility that may occur due to the accumulation of foreign substances on the stepped portion.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 강화 유리를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리를 제조하기 위한 공정을 설명하는 단면도들이다.
도 7은 도 6에서 AR 영역을 확대 도시한 도면들이다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리를 제조하기 위한 공정을 설명하는 단면도들이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 의한 강화 유리를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리 및 이를 제조하기 위한 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리 및 이를 제조하기 위한 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 16 내지 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 강화 유리를 제조하기 위한 공정을 설명하는 단면도들이다.
도 20은 도 19에서 AR' 영역을 확대 도시한 도면들이다.
도 21은 본 발명의 제3 실시예에 관한 것으로, 제1 및 제2 실시예에 의한 강화 유리의 응용 분야를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 발명의 제4 실시예에 의한 강화 유리를 제조하기 위한 공정을 설명하는 플로우 챠트이다.1 is a view showing a tempered glass according to a first embodiment of the present invention.
2 to 6 are cross-sectional views illustrating a process for manufacturing a tempered glass according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged view of an AR area in FIG. 6 .
8 to 12 are cross-sectional views illustrating a process for manufacturing a tempered glass according to another embodiment of the present invention.
13 is a view showing a tempered glass according to a second embodiment of the present invention.
14 is a cross-sectional view illustrating a tempered glass and a process for manufacturing the tempered glass according to an embodiment of the present invention.
15 is a cross-sectional view illustrating a tempered glass and a process for manufacturing the tempered glass according to another embodiment of the present invention.
16 to 19 are cross-sectional views illustrating a process for manufacturing a tempered glass according to another embodiment of the present invention.
FIG. 20 is an enlarged view of an area AR' in FIG. 19 .
21 relates to a third embodiment of the present invention, and is a view for explaining application fields of tempered glass according to the first and second embodiments.
22 is a flow chart explaining a process for manufacturing a tempered glass according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, the embodiments disclosed in this specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar elements are given the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "part" for components used in the following description is given or used interchangeably in consideration of ease of writing the specification, and does not itself have a meaning or role distinct from each other. In addition, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the embodiment disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, the technical idea disclosed in this specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the present invention , it should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
<제1 실시예><First Embodiment>
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 의한 강화 유리 및 그 제조 방법을 설명한다. Hereinafter, a tempered glass and a manufacturing method thereof according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 .
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 강화 유리를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a tempered glass according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 강화 유리(1)는 평면부(FA) 및 곡면부(BA)를 포함한다. 평면부(FA)는 본 발명에 의한 강화 유리(1)에서 평면 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 본 발명에 의한 강화 유리(1)가 벤딩되어 만곡 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 평면부(FA)의 적어도 어느 일측으로부터 연장되어 구비된다. 평면부(FA)는 제1 두께(t1)를 갖지며, 곡면부(BA)는 제2 두께(t2)를 갖는다. 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에는, 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 두께 차이에 의한 단차(30)가 형성된다.Referring to FIG. 1 , the
도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리(1)의 제조방법을 설명한다. 도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리를 제조하기 위한 공정을 설명하는 단면도들이다. A method of manufacturing the tempered
도 2를 참조하면, 강화 처리를 위한 유리 기재(10)가 마련된다. 유리 기재(10)에는 평면부(FA)와, 평면부(FA)의 적어도 어느 일측으로부터 연장된 곡면부(BA)가 정의된다. 평면부(FA)는 최종 공정을 거친 후 평면 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 최종 공정을 거친 후 벤딩 된 곡면 형상을 갖는 영역을 의미한다. Referring to FIG. 2 , a
도 3을 참조하면, 평면부(FA)와 곡면부(BA)가 정의된 유리 기재(10)를 강화 처리하는 강화 공정이 진행된다. 강화 공정은 화학적 강화법에 따라 진행된다. 화학적 강화법은 이온의 치환을 통해, 유리 표면층에 응력층을 형성하는 방법이다. 응력층은, 압축응력층(20) 일 수 있다. 이온 치환을 위한 구동력은 농도 구배에 의한 확산으로 개개 이온의 확산 계수에 의해 좌우될 수 있다. 예를 들어, 유리 기재(10)를 400~500℃의 염욕조(용융 질산칼륨)에서 일정 시간 동안 침지시킴으로써, 유리 기재(10)의 표면층에 존재하는 이온 반경이 작은 알칼리 금속이온(나트륨 이온)을 이온 반경이 상대적으로 큰 알칼리 금속 이온(칼륨 이온)으로 치환되도록 유도할 수 있다. 이에 따라 유리 기재(10) 표면에는 압축응력층(20)이 형성된다. 압축응력층(20)은 이온 교환에 의해서 상대적으로 큰 이온이 유리 기재(10) 표면에 침입함으로써 형성되는 유리 기재(10)의 외부 표면층을 의미한다. 이러한 압축응력층(20)이 형성됨에 따라, 인장 응력에 취약한 유리 기재(10)의 강도를 증가시킬 수 있다. 유리 기재(10)의 강도는 압축응력층(20)의 깊이(Depth Of Layer, 이하 'DOL'이라 함)(D)가 깊을수록 더욱 향상될 수 있다.Referring to FIG. 3 , a strengthening process of strengthening the
본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리(1)는 물리적 강화법이 아닌 화학적 강화법에 의해 강화 처리됨으로써, 얇은 유리 기재(10)에서의 강화 처리가 가능하고, 제조 비용 및 제조 시간을 줄일 수 있으며, 생산성 및 수율이 향상될 수 있다. 또한, 유리 기재(10)의 추가적인 변형이나 물리적 가공 없이 강화시킬 수 있는 장점을 갖는다. The tempered
도 4를 참조하면, 강화 처리된 유리 기재(10) 상에는 마스크(50)가 구비된다. 마스크(50)는 개구부(OR)와 비 개구부(NOR)를 포함한다. 마스크(50)는 식각액(60)에 의해 변형되지 않는 재료로 구성될 수 있다. 마스크(50)는 강화 처리된 유리 기재(10) 둘레를 따라 전면을 둘러 싸되, 곡면부(BA)의 상측 및 하측 표면 중 어느 하나를 개구부(OR)를 통해 노출시킨다. 개구부(OR)를 통해 노출되는 곡면부(BA)의 표면은 설계자가 의도하는 벤딩 방향에 따라 결정될 수 있다. 다시 말해, 개구부(OR)의 위치에 따라, 곡면부(BA)의 벤딩 방향이 결정될 수 있다. 개구부의 위치는 벤딩 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 설계자는 곡면부(BA)를 하측 방향으로 벤딩 시키기 위해, 마스크(50)의 개구부(OR)를 곡면부(BA)의 하측 표면이 노출될 수 있도록 배치할 수 있다. 이하에서는, 곡면부(BA)를 하측 방향으로 벤딩 시키기 위해 개구부(OR)가 하측 표면을 노출하도록 배치된 경우를 예로 들어 설명한다. Referring to FIG. 4 , a
도 5을 참조하면, 마스크(50)가 구비된 유리 기재(10) 표면에 식각액(60)을 도포하는 식각(etching) 공정이 진행된다. 식각 공정은 유리 기재(10)의 표면을 제거할 수 있는 공지된 공정들을 모두 포함할 수 있다. 식각액(60)은 개구부(OR)에 의해 노출된 표면에 수직한 방향으로 도포되는 것이 바람직하다. 식각 공정을 통해, 개구부(OR)에 의해 외부로 노출된 곡면부(BA)의 두께 일부가 제거된다.Referring to FIG. 5 , an etching process of applying an
도 6을 참조하면, 식각 공정에 의해 곡면부(BA)의 하부 표면이 제거된 경우, 식각 공정이 진행된 하부 표면과 식각 공정이 진행되지 않은 상부 표면 간에 DOL(D)의 차이가 발생 한다. 곡면부(BA)의 하부 표면에 형성된 압축 응력이 상부 표면에 형성된 압축 응력에 비해 줄어듦에 따라, 곡면부(BA)는 압축 응력 차이에 대응하여 하측 방향으로 벤딩된다. 이때, 식각 공정이 곡면부(BA)에 국한적으로 수행됨에 따라, 곡면부(BA)의 두께(t2)는 평면부(FA)의 두께(t1)에 비해 줄어든다. 따라서, 곡면부(BA)와 평면부(FA)의 경계에서 단차(30)가 발생한다. Referring to FIG. 6 , when the lower surface of the curved portion BA is removed by an etching process, a difference in DOL (D) occurs between the lower surface where the etching process is performed and the upper surface where the etching process is not performed. As the compressive stress formed on the lower surface of the curved portion BA is reduced compared to the compressive stress formed on the upper surface, the curved portion BA is bent downward in response to the difference in compressive stress. At this time, as the etching process is performed only on the curved portion BA, the thickness t2 of the curved portion BA is reduced compared to the thickness t1 of the flat portion FA. Accordingly, a
종래 곡면부(BA)를 형성하기 위해 수행하던 가공법들과는 달리, 본 발명은 식각 공정을 통해 곡면부(BA)를 형성함으로써, 생산성 및 수율을 향상시킬 수 있고, 가공된 유리의 품질 저하를 방지할 수 있으며, 제조 비용 및 제조 시간을 단축 시킬 수 있는 효과를 갖는다. 아울러, 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리 제조방법은, 설계자가 강화 공정 시간 및 그에 따른 DOL의 깊이, 식각액의 종류 및 도포량, 식각 공정 시간 등의 공정 조건을 조절하여 최종 결과물의 형상을 다르게 가공할 수 있다. 따라서, 종래 금형 등을 이용하는 가공 방법에 비하여 다양한 디자인 변경이 가능하고, 설계 변경이 상대적으로 수월한 장점을 갖는다. Unlike the conventional processing methods used to form the curved portion BA, the present invention can improve productivity and yield by forming the curved portion BA through an etching process, and can prevent the quality deterioration of the processed glass. and has the effect of reducing manufacturing cost and manufacturing time. In addition, in the tempered glass manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the designer adjusts the process conditions such as the tempering process time and the corresponding depth of the DOL, the type and amount of the etchant, and the etching process time, so that the shape of the final product is different. can be processed Therefore, compared to the conventional processing method using a mold or the like, various design changes are possible, and the design change is relatively easy.
일 예로, 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리(1) 제조방법은, 식각량을 달리하여, 곡면부(BA)의 벤딩 정도를 달리할 수 있다. 표 1은, 0.1T 두께(t)의 유리에서 곡면부(BA)의 길이(L)가 10mm일 때를 기준(REF)으로하여(도 3 참조), 다른 조건이 일정한 상태에서 식각량만을 조절하여 곡면부(BA)의 벤딩 정도를 조절할 수 있음을 나타낸 실험데이터이다. 표에서 식각량은 식각 공정을 통해 제거된 곡면부(BA) 하부 표면의 두께를 의미한다. For example, in the method of manufacturing the tempered
30
30
다른 예로, 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리(1) 제조방법은, DOL(D)을 달리하여, 곡면부(BA)의 벤딩 정도를 달리할 수 있다. 표 2는, 0.1T 두께(t)의 유리에서 곡면부(BA)의 길이(L)가 10mm일 때를 기준(REF)으로하여(도 3 참조), 다른 조건이 일정한 상태에서 DOL(D)만을 조절하여 곡면부(BA)의 벤딩 정도를 조절할 수 있음을 나타낸 실험데이터이다. As another example, in the method of manufacturing the tempered
20
20
또 다른 예로, 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리(1) 제조방법은, 식각량 및 DOL(D)을 달리하여, 곡면부(BA)의 벤딩 정도를 달리할 수 있다. 표 3은, 0.1T 두께(t)의 유리에서 곡면부(BA)의 길이(L)가 10mm일 때를 기준(REF)으로하여(도 3 참조), 다른 조건이 일정한 상태에서 식각량 및/또는 DOL(D)을 조절하여 곡면부(BA)의 벤딩 정도를 조절할 수 있음을 나타낸 실험데이터이다. As another example, in the method of manufacturing the tempered
10
10
20
20
30
30
40
40
도 7을 참조하여, 식각 공정을 통해 제거된 곡면부(BA) 표면 두께(식각량)와, 화학 강화 시 형성된 압축응력층(20)과의 관계를 설명한다. 도 7은 도 6에서 AR 영역을 확대 도시한 도면들이다. Referring to FIG. 7 , the relationship between the surface thickness (etching amount) of the curved portion BA removed through the etching process and the
도 7, 및 전술한 실험 예에서 나타낸 바와 같이, 곡면부(BA)의 하부 표면에 식각 공정이 수행됨에 따라, 곡면부(BA)의 하부 표면에 형성된 압축응력층(20)의 두께가 줄어들 수 있고(도 7의 (a)), 압축응력층(20)이 제거될 수 있으며(도 7의 (b)), 압축응력층(20)을 넘어 과식각될 수도 있다(도 7의 (c)). 식각량은, 설계자의 의도에 따라, 타겟이 되는 벤딩 정도에 대응되도록 조절될 수 있다. 다만, 식각량은, 곡면부(BA)의 하부 표면에 형성된 압축응력층(20)이 완전히 제거됨으로써 발생하는 강도 저하를 방지할 수 있도록, 적절히 조절됨이 바람직하다.As shown in FIG. 7 and the above experimental example, as the etching process is performed on the lower surface of the curved portion BA, the thickness of the
이하, 도 8 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리 및 그 제조 방법을 설명한다. 도 8 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리를 제조하기 위한 공정을 설명하는 단면도들이다. Hereinafter, a tempered glass and a manufacturing method thereof according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 12 . 8 to 12 are cross-sectional views illustrating a process for manufacturing a tempered glass according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 강화 처리를 위한 유리 기재(10)가 마련된다. 유리 기재(10)에는 평면부(FA)와, 평면부(FA)의 적어도 어느 일측으로부터 연장된 곡면부(BA)가 정의된다. 평면부(FA)는 최종 공정을 거친 후 평면 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 최종 공정을 거친 후 벤딩 된 곡면 형상을 갖는 영역을 의미한다. Referring to FIG. 8 , a
도 9를 참조하면, 평면부(FA)와 곡면부(BA)가 정의된 유리 기재(10)를 강화 처리하는 강화 공정이 진행된다. 강화 공정은 화학적 강화법에 따라 진행된다. 화학적 강화법은 이온의 치환을 통해, 유리 표면층에 응력층을 형성하는 방법이다. 응력층은, 압축응력층(20) 일 수 있다. 이온 치환을 위한 구동력은 농도 구배에 의한 확산으로 개개 이온의 확산 계수에 의해 좌우될 수 있다. 예를 들어, 유리 기재(10)를 400~500℃의 염욕조(용융 질산칼륨)에서 일정 시간 동안 침지시킴으로써, 유리 기재(10)의 표면층에 존재하는 이온 반경이 작은 알칼리 금속이온(나트륨 이온)을 이온 반경이 상대적으로 큰 알칼리 금속 이온(칼륨 이온)으로 치환되도록 유도할 수 있다. 이에 따라 유리 기재(10) 표면에는 압축응력층(20)이 형성된다. 압축응력층(20)은 이온 교환에 의해서 상대적으로 큰 이온이 유리 기재(10) 표면에 침입함으로써 형성되는 유리 기재(10)의 외부 표면층을 의미한다. 이러한 압축응력층(20)이 형성됨에 따라, 인장 응력에 취약한 유리 기재(10)의 강도를 증가시킬 수 있다. 유리 기재(10)의 강도는 압축응력층(20)의 DOL(D)이 깊을수록 더욱 향상될 수 있다.Referring to FIG. 9 , a strengthening process of strengthening the
본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리(1)는 물리적 강화법이 아닌 화학적 강화법에 의해 강화 처리됨으로써, 얇은 유리 기재(10)에서의 강화 처리가 가능하고, 제조 비용 및 제조 시간을 줄일 수 있으며, 생산성 및 수율이 향상될 수 있다. 또한, 유리 기재(10)의 추가적인 변형이나 물리적 가공 없이 강화시킬 수 있는 장점을 갖는다. The tempered
도 10을 참조하면, 강화 처리된 유리 기재(10) 상에는 연마 패드(53)와 연마 패드(53)에 하중을 제공하기 위한 프레스(55)가 구비된다. 연마 패드(53)는 곡면부(BA)의 상측 및 하측 표면 중 어느 하나에 배치된다. 연마 패드(53)가 배치되는 곡면부(BA)의 표면은 설계자가 의도하는 벤딩 방향에 따라 결정될 수 있다. 다시 말해, 연마 패드(53)가 배치되는 위치에 따라, 곡면부(BA)의 벤딩 방향이 결정될 수 있다. 예를 들어, 설계자는 곡면부(BA)를 상측 방향으로 벤딩 시키기 위해, 연마 패드(53)를 곡면부(BA)의 상측 표면에 배치할 수 있다. 이하에서는, 곡면부(BA)를 상측 방향으로 벤딩 시키기 위해 연마 패드(53)가 곡면부의 상측 표면 상에 배치된 경우를 예로 들어 설명한다. Referring to FIG. 10 , a
도 11을 참조하면, 강화 처리된 유리 기재(10) 표면에 폴리싱(polishing) 공정이 진행된다. 곡면부의 상측 표면은 연마 패드(53)와 접촉된다. 곡면부의 상측 표면에는 프레스(55)로부터 연마 패드(53)를 통해 연마 하중이 제공된다. 연마 패드(53)는 도시된 바와 같이 특정 방향으로 반복되어 동작 될 수 있다. 연마 패드(53)의 반복 동작에 의해 곡면부(BA)의 상측 표면의 일부가 제거된다. 폴리싱 공정을 계속적으로 수행하기 위해, 연마 패드(53)의 동작 중 연마액과 세정액을 선택적으로 공급할 수 있고, 이를 통해 공정 효율 및 수율을 증가시킬 수 있다. 연마 하중, 연마 속도, 연마 시간 등의 공정 조건은 유리 기재의 강도 등에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 연마 패드(53) 형상 및 구조, 폴리싱 공정 방법 등은 공지된 기술을 이용할 수 있다.Referring to FIG. 11 , a polishing process is performed on the surface of the tempered
도 12를 참조하면, 폴리싱 공정에 의해 곡면부(BA)의 상부 표면이 제거된 경우, 폴리싱 공정이 진행된 상부 표면과 폴리싱 공정이 진행되지 않은 하부 표면 간에 DOL(D)의 차이가 발생 한다. 곡면부(BA)의 상부 표면에 형성된 압축 응력이 하부 표면에 형성된 압축 응력에 비해 줄어듦에 따라, 곡면부(BA)는 압축 응력 차이에 대응하여 상측 방향으로 벤딩된다. 이때, 폴리싱 공정이 곡면부(BA)에 국한적으로 수행됨에 따라, 곡면부(BA)의 두께(t2)는 평면부(FA)의 두께(t1)에 비해 줄어든다. 따라서, 곡면부(BA)와 평면부(FA)의 경계에서 단차(30)가 발생한다. Referring to FIG. 12 , when the upper surface of the curved portion BA is removed by a polishing process, a difference in DOL (D) occurs between the upper surface where the polishing process is performed and the lower surface where the polishing process is not performed. As the compressive stress formed on the upper surface of the curved portion BA is reduced compared to the compressive stress formed on the lower surface, the curved portion BA is bent upward in response to the difference in compressive stress. At this time, as the polishing process is performed only on the curved portion BA, the thickness t2 of the curved portion BA is reduced compared to the thickness t1 of the flat portion FA. Accordingly, a
본 발명에 의한 강화 유리의 곡면부(BA)는 고정밀도로 폴리싱 공정을 진행함으로써 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리 제조방법은 폴리싱 공정을 이용함으로써, 평탄성과 평활성이 향상된 곡면부(BA)를 갖는 강화 유리를 제공할 수 있다. The curved portion BA of the tempered glass according to the present invention may be formed by performing a polishing process with high precision. In the method for manufacturing tempered glass according to another embodiment of the present invention, a tempered glass having a curved portion BA having improved flatness and smoothness may be provided by using a polishing process.
<제2 실시예><Second Embodiment>
본 발명의 제2 실시예는, 제1 실시예와 달리 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 형성되는 단차(30)를 줄인 강화 유리(201)를 제공하는 것을 특징으로 한다. 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 형성된 단차(30)는 외부에서 육안으로 인식되어 강화 유리(201)의 심미성을 저하시키는 요인이 될 수 있다. 또한, 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 형성된 단차(30) 부분에는 제조 공정 및/또는 물류 공정 중에 이물 등이 적층될 수 있고, 이물 등은 강화 유리(201)를 통해 육안으로 입사되는 광의 시인성을 저하 시킬 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 이하에서는 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 형성될 수 있는 단차(30)를 줄인 강화 유리(201) 및 강화 유리(201) 제조방법을 설명한다. Unlike the first embodiment, the second embodiment of the present invention is characterized by providing the tempered
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 의한 강화 유리를 나타낸 도면이다.13 is a view showing a tempered glass according to a second embodiment of the present invention.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 강화 유리(201)는 평면부(FA) 및 곡면부(BA)를 포함한다. 평면부(FA)는 본 발명에 의한 강화 유리(201)에서 평면 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 본 발명에 의한 강화 유리(201)가 벤딩되어 만곡 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 평면부(FA)로부터 적어도 어느 일방향으로 연장되어 위치한다. 평면부(FA)의 일면과 이와 이웃하는 곡면부(BA)의 일면이 이루는 경사는 완만하다. 이를 위하여, 곡면부(BA)는 평면부(FA)와 다른 두께를 갖는다. 예를 들어, 평면부(FA)는 제1 두께(t1)를 갖고, 곡면부(BA)는 평면부(FA)와 다른 두께를 갖되, 위치에 따라 서로 다른 두께(t2, t3)를 가질 수 있다. Referring to FIG. 13 , the tempered
도 14를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리(201) 및 그 제조방법을 설명한다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리 및 이를 제조하기 위한 공정을 설명하기 위한 단면도이다. Referring to FIG. 14, a
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예는, 제1 실시예에 의한 강화 유리(1) 즉, 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 단차(30)가 형성된 유리 기재(210)를 전제로 단차(30)를 줄인 강화 유리(201)를 제공한다. 도 2 내지 도 6, 또는 도 8 내지 도 12 공정을 통해 형성된 강화 유리(201)는, 식각 공정 또는 폴리싱 공정이 곡면부(BA)의 어느 일면에 수행되어 곡면부(BA)의 두께와 평면부(FA)의 두께가 상이해진다. 즉, 곡면부(BA)의 어느 일측면의 두께 일부가 제거되어, 곡면부(BA)의 두께(t2)가 평면부(FA)의 두께(t1)에 비해 줄어든다. 이에 따라, 곡면부(BA)와 평면부(FA)의 경계에서 경사가 급한 단차(30)가 형성된다. Referring to FIG. 14, an embodiment of the present invention is a glass substrate having a
평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 형성된 단차 부분에는 추가 폴리싱 공정이 진행된다. 추가 폴리싱 공정은 공지된 장치 및 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 추가 폴리싱 공정에 의해, 단차가 형성된 유리 기재(210)의 일측 표면이 제거된다. 제거된 일측 표면은 압축응력층(220)일 수 있다. 압축응력층(220)의 일부 영역이 제거됨에 따라 곡면부(BA)의 벤딩 정도가 달라질 수 있다. 설명의 편의를 위해, 곡면부(BA) 중 추가 폴리싱 공정이 진행되는 영역을 제1 곡면부(BA1)로 정의하기로 한다. 다시 말해, 곡면부(BA)는 평면부(FA)와 인접한 제1 곡면부(BA1)와 평면부(FA)로부터 이격된 제2 곡면부(BA2)로 정의되며, 제1 곡면부(BA1)는 추가 폴리싱 공정이 진행되는 영역을 의미한다. 이 경우, 곡면부(BA)의 두께는 평면부(FA)의 두께보다 얇게 형성되되, 제1 곡면부(BA1)의 두께는 상기 평면부(FA)로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어들며, 제2 곡면부(BA2)의 두께는 일정하다. An additional polishing process is performed on the stepped portion formed at the boundary between the flat portion FA and the curved portion BA. An additional polishing process can be performed using known equipment and methods. By an additional polishing process, one surface of the
제1 곡면부(BA1)에 수행되는 추가 폴리싱 공정은 단차(30) 제거를 목적으로 하기 때문에, 좁은 영역의 압축응력층(220)만을 제거하는 것으로 충분할 수 있다. 따라서, 추가 폴리싱 공정이 벤딩 정도에 영향을 미치지 않을 수 있음에 주의하여야 한다.Since the purpose of the additional polishing process performed on the first curved portion BA1 is to remove the
추가 폴리싱 공정을 통해 단차(30)를 줄인 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리(201)는 외부에서 단차(30)가 시인되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 단차(30) 부분에 이물 등이 적층 되어 발생할 수 있는 시인성 저하 문제도 방지할 수 있다. The tempered
도 15를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리(201) 및 그 제조방법을 설명한다. 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리 및 이를 제조하기 위한 공정을 설명하기 위한 단면도이다. Referring to FIG. 15, a
도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는, 제1 실시예에 의한 강화 유리(1) 즉, 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 단차(30)가 형성된 유리 기재(210)를 전제로 단차(30)를 줄인 강화 유리(201)를 제공한다. 도 2 내지 도 6, 또는 도 8 내지 도 12 공정을 통해 형성된 강화 유리(201)는, 식각 공정 또는 폴리싱 공정이 곡면부(BA)의 어느 일면에 수행되어 곡면부(BA)의 두께와 평면부(FA)의 두께가 상이해진다. 즉, 곡면부(BA)의 어느 일측면의 두께 일부가 제거되어, 곡면부(BA)의 두께(t2)가 평면부(FA)의 두께(t1)에 비해 줄어든다. 이에 따라, 곡면부(BA)와 평면부(FA)의 경계에서 경사가 급한 단차(30)가 형성된다. Referring to FIG. 15, another embodiment of the present invention is a glass substrate having a
단차(30)를 줄이기 위해, 유리 기재(210)의 곡면부(BA)에 충진층(240)을 형성하는 공정이 진행된다. 충진층(240)은 유리 기재(210)의 곡면부(BA)와 평면부(FA)의 경계에 형성된 단차(30)를 메우는 기능을 한다. 즉, 충진층(240)은 곡면부(BA)와 평면부(FA)의 경계를 따라 형성된 단차(30)를 메우도록 위치하여 평면부(FA)의 일면과 이와 이웃하는 곡면부(BA)의 일면이 완만한 경사를 갖도록 한다.In order to reduce the
충진층(240)은 단차(30)가 형성된 곡면부(BA)의 일측 전면에 형성될 수 있다. 이 경우, 강화 유리(201)의 곡면부(BA)에는 유리 기재(210)와 충진층(240)이 적층되어 있으며, 곡면부(BA)의 두께(t2, t3)는 평면부(FA)로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어든다(도 15의 (a)). 충진층(240)은 단차(30)가 형성된 곡면부(BA)의 일측 일부면에만 형성될 수도 있다. 즉, 곡면부(BA)는 평면부(FA)와 인접한 제1 곡면부(BA1)와 평면부(FA)로부터 이격된 제2 곡면부(BA2)로 정의될 수 있다. 이때, 제1 곡면부(BA1)는 유리 기재(210) 상에 충진층(240)이 적층된 영역을 의미한다. 이 경우, 강화 유리(201)의 곡면부(BA) 두께는 평면부(FA)의 두께보다 얇게 형성되되, 제1 곡면부(BA1)의 두께(t2)는 상기 평면부(FA)로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어들며, 제2 곡면부(BA2)의 두께(t3)는 일정하다(도 15의 (b)).The
충진층(240)은 광을 투과하는 투명 수지인 것이 바람직하다. 예를 들어, 충진층(240)은 투명한 아크릴(acryl)계 수지, 에폭시(epoxy)계 수지, 및 우레탄(urethane)계 수지 등을 포함할 수 있다. 또한, 충진층(240)은 유리 기재(210)와 접착력이 좋은 물질로 형성됨이 바람직하다. 충진층(240)은, 유리 기재(210) 및 충진층(240)을 통과하여 사용자의 육안으로 입사되는 광의 시인성 저하 문제를 방지하기 위해, 광학 특성이 우수한 물질로 형성됨이 바람직하다. 아울러, 충진층(240)은 투과율 및 굴절율이 유리 기재(210)와 동등한 수준의 물질인 것이 바람직하다.The
충진층(240) 형성을 통해 단차(30)를 줄인 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리(201)는 외부에서 단차(30)가 시인되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 단차(30) 부분에 이물 등이 적층 되어 발생할 수 있는 시인성 저하 문제도 방지할 수 있다.The tempered
충진층(240)은 곡면부(BA)에 형성되어 강화 유리(201)에 작용할 수 있는 외력을 흡수하는 완충층으로서 기능할 수 있다. 자세하게는, 본 발명에 의한 강화 유리(201)의 곡면부(BA)는 압축응력층(220)의 일부가 제거되어 주변 영역 대비 낮은 강도를 가질 수 있다. 이러한 상황에서, 본 발명의 다른 실시예는 곡면부(BA)에 충진층(240)을 더 형성함으로써, 외부로부터 제공된 외력에 의한 곡면부(BA)의 변형 또는 크랙 발생을 줄인 강화 유리(201)를 제공할 수 있다. The
이하, 도 16 내지 도 19를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 강화 유리(201) 및 그 제조 방법을 설명한다. 도 16 내지 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 강화 유리를 제조하기 위한 공정을 설명하는 단면도들이다. Hereinafter, with reference to FIGS. 16 to 19 , a
도 16을 참조하면, 강화 처리를 위한 유리 기재(210)가 마련된다. 유리 기재(210)에는 평면부(FA)와, 평면부(FA)의 적어도 어느 일측으로부터 연장된 곡면부(BA)가 정의된다. 평면부(FA)는 최종 공정을 거친 후 평면 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 최종 공정을 거친 후 벤딩 된 곡면 형상을 갖는 영역을 의미한다. Referring to FIG. 16 , a
도 17을 참조하면, 평면부(FA)와 곡면부(BA)가 정의된 유리 기재(210)를 강화 처리하는 강화 공정이 진행된다. 강화 공정은 화학적 강화법에 따라 진행된다. 화학적 강화법은 이온의 치환을 통해, 유리 표면층에 응력층을 형성하는 방법이다. 응력층은, 압축응력층(220) 일 수 있다. 이온 치환을 위한 구동력은 농도 구배에 의한 확산으로 개개 이온의 확산 계수에 의해 좌우될 수 있다. 예를 들어, 유리 기재(210)를 400~500℃의 염욕조(용융 질산칼륨)에서 일정 시간 동안 침지시킴으로써, 유리 기재(210)의 표면층에 존재하는 이온 반경이 작은 알칼리 금속이온(나트륨 이온)을 이온 반경이 상대적으로 큰 알칼리 금속 이온(칼륨 이온)으로 치환되도록 유도할 수 있다. 이에 따라 유리 기재(210) 표면에는 압축응력층(220)이 형성된다. 압축응력층(220)은 이온 교환에 의해서 상대적으로 큰 이온이 유리 기재(210) 표면에 침입함으로써 형성되는 유리 기재(210)의 외부 표면층을 의미한다. 이러한 압축응력층(220)이 형성됨에 따라, 인장 응력에 취약한 유리 기재(210)의 강도를 증가시킬 수 있다. 유리 기재(210)의 강도는 압축응력층(220)의 깊이(Depth Of Layer, 이하 'DOL'이라 함)(D)가 깊을수록 더욱 향상될 수 있다.Referring to FIG. 17 , a strengthening process of strengthening the
본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리(201)는 물리적 강화법이 아닌 화학적 강화법에 의해 강화 처리됨으로써, 얇은 유리 기재(210)에서의 강화 처리가 가능하고, 제조 비용 및 제조 시간을 줄일 수 있으며, 생산성 및 수율이 향상될 수 있다. 또한, 유리 기재(210)의 추가적인 변형이나 물리적 가공 없이 강화시킬 수 있는 장점을 갖는다. The tempered
도 18을 참조하면, 강화 처리된 유리 기재(210)의 곡면부(BA)의 일측 표면에 폴리싱 공정이 진행된다. 폴리싱 공정은 공지된 장치 및 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 이하에서는, 폴리싱 공정이 곡면부(BA)의 상측 표면에 진행되는 것을 예로 들어 설명한다. 폴리싱 공정에 의해 곡면부(BA)의 상측 표면의 일부가 제거된다. 이때, 곡면부(BA)의 두께는 폴리싱 공정에 의해 평면부(FA)로부터 멀어질수록 점진적으로 얇아진다. 단면상으로 볼 때, 곡면부(BA)의 상부 표면은 사선 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 평면부(FA)의 일면과 이와 이웃하는 곡면부(BA)의 일면이 이루는 각도는 완만하다.Referring to FIG. 18 , a polishing process is performed on one surface of the curved portion BA of the tempered
도 19를 참조하면, 폴리싱 공정에 의해 곡면부(BA)의 상부 표면이 제거된 경우, 폴리싱 공정이 진행된 상부 표면과 폴리싱 공정이 진행되지 않은 하부 표면 간에 DOL(D)의 차이가 발생 한다. 곡면부(BA)의 상부 표면에 형성된 압축 응력이 하부 표면에 형성된 압축 응력에 비해 줄어듦에 따라, 곡면부(BA)는 압축 응력 차이에 대응하여 상측 방향으로 벤딩된다. 이때, 폴리싱 공정이 곡면부(BA)에 국한적으로 수행됨에 따라, 곡면부(BA)의 두께(t2, t3)는 평면부(FA)의 두께(t1)에 비해 줄어든다. 아울러, 곡면부(BA)의 두께(t2, t3)는 위치에 따라 다를 수 있다. Referring to FIG. 19 , when the upper surface of the curved portion BA is removed by a polishing process, a difference in DOL (D) occurs between the upper surface where the polishing process is performed and the lower surface where the polishing process is not performed. As the compressive stress formed on the upper surface of the curved portion BA is reduced compared to the compressive stress formed on the lower surface, the curved portion BA is bent upward in response to the difference in compressive stress. At this time, as the polishing process is performed only on the curved portion BA, the thicknesses t2 and t3 of the curved portion BA are reduced compared to the thickness t1 of the flat portion FA. In addition, the thicknesses t2 and t3 of the curved portion BA may vary depending on positions.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 강화 유리(201)의 곡면부(BA)는 고정밀도로 폴리싱 공정을 진행함으로써 형성될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 강화 유리(201) 제조방법은 폴리싱 공정을 이용함으로써 평탄성과 평활성이 향상된 곡면부(BA)를 갖는 강화 유리(201)를 제공할 수 있다. The curved portion BA of the tempered
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 강화 유리(201)는, 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 생길 수 있는 단차(30)를 줄임으로써, 외부에서 단차(30)가 시인되는 문제점을 방지할 수 있다. 또한, 단차(30) 부분에 이물 등이 적층 되어 발생할 수 있는 시인성 저하 문제도 방지할 수 있다. The tempered
도 20을 참조하여, 폴리싱 공정이 수행된 곡면부(BA)의 구조 예를 설명한다. 도 20은 도 19에서 AR' 영역을 확대 도시한 도면들이다. Referring to FIG. 20 , an example of the structure of the curved portion BA on which the polishing process is performed will be described. FIG. 20 is an enlarged view of an area AR' in FIG. 19 .
곡면부(BA)의 상부 표면에 폴리싱 공정이 수행됨에 따라, 곡면부(BA)의 상부 표면에 형성된 압축응력층(220)의 두께가 줄어들 수 있다. 이때, 곡면부(BA)의 두께는 평면부(FA)로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어들 수 있다(도 20의 (a)). 곡면부(BA)의 상부 표면에 폴리싱 공정이 수행됨에 따라, 상부 표면의 일부 영역에 형성된 압축응력층(220)은 제거될 수 있다. 즉, 곡면부(BA) 중 평면부(FA)와 인접한 일부 영역에만 압축응력층(220)이 잔류할 수 있다. 일 예로, 압축응력층(220)이 잔류하는 영역(BA1)의 곡면부(BA) 두께는 평면부(FA)로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어들고, 압축응력층(220)이 잔류하지 않는 영역(BA2)의 곡면부(BA) 두께는 일정할 수 있다(도 20의 (b)). 곡면부(BA)의 상부 표면에 폴리싱 공정이 수행됨에 따라, 곡면부(BA)의 일부 영역은 압축응력층(220)을 넘어 압축응력층(220) 외 영역까지 제거될 수도 있다(도 20의 (c)). 곡면부(BA)의 두께 제거량은, 설계자의 의도에 따라 타겟이 되는 벤딩 정도에 대응되도록 조절될 수 있다. 다만, 곡면부(BA)의 두께 제거량은, 곡면부(BA)의 상부 표면에 형성된 압축응력층(220)이 완전히 제거됨으로써 발생하는 강도 저하를 방지할 수 있도록, 적절히 조절됨이 바람직하다.As the polishing process is performed on the upper surface of the curved portion BA, the thickness of the
<제3 실시예><Third Embodiment>
본 발명의 제1 및 제2 실시예에 의한 강화 유리(1, 201)는 다양한 분야에 이용될 수 있다. 도 21은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 의한 강화 유리의 응용 분야를 설명하기 위한 도면이다.The
일 예로, 도 21의 (a)를 참조하면, 본 발명에 의한 강화 유리(1, 201)는, 곡면부를 갖는 표시장치의 커버 유리(CW)일 수 있다. 커버 유리(CW)는 표시장치 내부의 소자들을 보호하는 기판으로서 기능한다. 표시 장치는, 영상 구현을 위한 표시 소자들 및 구동 소자를 구비한 표시 패널(DP)과, 사용자의 손 및/또는 도전체의 움직임을 센싱하는 터치 스크린 패널(TSP)을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 터치 스크린 패널(TSP) 상부에 배치되는 커버 유리(CW)는, 터치 센싱 감도 저하 방지를 위해 얇으면서도, 외부 충격에 쉽게 깨지지 않도록 강화된 박막형 강화 유리가 사용될 필요가 있다. 아울러, 다양하게 변하는 이형 표시장치에 대응하여, 곡면부를 포함하는 커버 유리(CW)가 사용될 필요가 있다. 따라서, 본 발명에 의한 강화 유리(1, 201)는 전술한 기능을 모두 수행할 수 있는바, 표시 장치의 커버 유리(CW)로서 적합할 수 있다.For example, referring to (a) of FIG. 21 , the tempered
다른 예로, 도 21의 (b)를 참조하면, 본 발명에 의한 강화 유리(1, 201)는, 표시장치의 커버 유리를 보호하는 보호 필름(PF)일 수 있다. 표시장치(DD)의 커버 유리(CW)를 보호하기 위한 보호 필름(PF)으로 강화 유리(이하, "강화 유리 필름"이라 함)가 사용되고 있다. 강화 유리 필름(PF)은 표시장치(DD) 최외측에 구비된 커버 유리(CW)를 보호 하기 위해 요구되는 기계적 강도를 확보할 필요가 있다. 또한, 심미성을 향상시키기 위해 다양한 이형 제품에 대응될 필요가 있고, 두께 증가를 방지하기 위해 얇을 필요가 있다. 따라서, 본 발명에 의한 강화 유리(1, 201)는, 이러한 요구를 충족할 수 있는바, 표시장치(DD)의 최외각에 구비되는 커버 유리(CW)를 보호하기 위한 강화 유리 필름(PF)으로서 적합할 수 있다.As another example, referring to (b) of FIG. 21 , the tempered
<제4 실시예><Fourth Embodiment>
이하, 도 21을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 의한 강화 유리 제조 방법을 설명한다. 도 22는 본 발명의 제4 실시예에 의한 강화 유리를 제조하기 위한 공정을 설명하는 플로우 챠트이다. Hereinafter, a method for manufacturing tempered glass according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 21 . 22 is a flow chart explaining a process for manufacturing a tempered glass according to a fourth embodiment of the present invention.
본 발명의 제4 실시예에 의한 강화 유리 제조방법은, 평면부와 곡면부가 정의된 유리 기재를 마련하는 단계(S310), 유리 기재를 1차 강화 처리하는 단계(S320), 유리 기재의 표면 중 적어도 일부 영역에 제거 공정을 수행하는 단계(S330), 및 유리 기재를 2차 강화 처리하는 단계(S340)를 포함한다. In the method for manufacturing tempered glass according to the fourth embodiment of the present invention, a step of preparing a glass substrate in which a flat portion and a curved portion are defined (S310), a step of first strengthening the glass substrate (S320), A step of performing a removal process on at least a partial region (S330), and a step of performing a secondary strengthening treatment on the glass substrate (S340).
본 발명의 제4 실시예에 의한 강화 유리 제조방법은, 유리 기재를 2차 강화 처리하는 단계(S340)를 제외하고 전술한 본 발명의 강화 유리 제조방법들과 실질적으로 동일하다. 따라서, 이하에서는 유리 기재를 2차 강화 처리하는 단계(S340)만을 설명한다. The tempered glass manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention is substantially the same as the above-described tempered glass manufacturing methods of the present invention except for the step of performing the secondary tempering treatment on the glass substrate (S340). Therefore, only the second strengthening process (S340) of the glass substrate will be described below.
유리 기재의 표면에는 1차 강화 처리 되어 압축응력층이 형성된다. 이때, 곡면부(BA)의 일부 두께가 제거되면, 해당 위치의 압축응력층은 제거되거나 두께가 줄어든다. 다시 말해, 식각 또는 폴리싱 공정에 의해 곡면부(BA)의 어느 일부 영역은 압축응력층이 형성되어 있지 않거나 두께가 일부 제거된 상태로 잔류한다. 곡면부(BA)의 어느 일부 영역은, 강화 처리된 유리 기재의 다른 영역에 비해 낮은 강도를 가지며, 외부의 충격으로부터 손상되기 쉽다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 식각 공정 또는 폴리싱 공정이 진행된 유리 기재상에 2차 강화 처리 공정(S340)을 진행할 수 있다. A compressive stress layer is formed on the surface of the glass substrate through primary strengthening treatment. At this time, when a portion of the thickness of the curved portion BA is removed, the compressive stress layer at the corresponding position is removed or the thickness is reduced. In other words, by the etching or polishing process, a compressive stress layer is not formed or a part of the thickness of the curved portion BA remains in a state where the compressive stress layer is partially removed. Some areas of the curved portion BA have lower strength than other areas of the glass substrate subjected to the strengthening treatment and are easily damaged from external impact. In order to solve this problem, a secondary strengthening process (S340) may be performed on the glass substrate on which the etching process or the polishing process has been performed.
2차 강화 공정(S340)은 화학적 강화법에 따라 진행된다. 화학적 강화법은 이온의 치환을 통해, 유리 표면층에 응력층을 형성하는 방법이다. 응력층은, 압축응력층 일 수 있다. 2차 강화 공정(S340)은 1차 강화 공정(S320)과 동일한 방법 및/또는 공정 조건으로 진행될 수 있고, 상이한 방법 및/또는 공정 조건으로 진행될 수도 있다. 예를 들어, 2차 강화 공정(S340)은 1차 강화 공정(S320)과 동일한 방법으로 진행하되, 1차 강화 공정(S320)과 공정 조건 예를 들어, 공정 시간, 응력층의 형성 두께 조건 등을 달리하여 진행할 수 있다. The secondary strengthening process (S340) proceeds according to the chemical strengthening method. The chemical strengthening method is a method of forming a stress layer on a glass surface layer through ion replacement. The stress layer may be a compressive stress layer. The secondary strengthening process (S340) may be performed in the same method and/or process conditions as the primary reinforcing process (S320), or may be performed in a different method and/or process condition. For example, the secondary reinforcement process (S340) proceeds in the same way as the primary reinforcement process (S320), but the primary reinforcement process (S320) and process conditions, such as process time, stress layer formation thickness conditions, etc. You can proceed differently.
2차 강화 공정(S340)에 의해, 곡면부(BA)의 일부 영역에 형성된 압축 응력층과 그 외 영역에 형성된 압축응력층의 두께는 상이할 수 있다. 필요에 따라서는, 식각 공정 또는 폴리싱 공정이 진행된 곡면부(BA)에만 2차 강화 공정(S340)을 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 의한 제4 실시예는 2차 강화 공정(S340)을 진행하여, 식각 공정 또는 폴리싱 공정을 진행한 후에도 강도가 저하되지 않는 강화 유리를 제공할 수 있다. By the secondary strengthening process ( S340 ), the thickness of the compressive stress layer formed on some areas of the curved portion BA may be different from the compressive stress layer formed on other areas. If necessary, it may be desirable to perform the secondary strengthening process ( S340 ) only on the curved portion BA where the etching process or the polishing process has been performed. Accordingly, in the fourth embodiment according to the present invention, it is possible to provide a tempered glass whose strength does not decrease even after the etching process or the polishing process is performed by performing the secondary strengthening process (S340).
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양하게 변경 및 수정할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.Through the above description, those skilled in the art will be able to make various changes and modifications without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention is not limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.
1, 201 : 강화 유리 10, 210 : 유리 기재
FA : 평면부 BA : 곡면부
20, 220 : 압축응력층 30 : 단차
240 : 충진층 PF : 강화 유리 필름1, 201: tempered
FA: flat part BA: curved part
20, 220: compressive stress layer 30: step
240: filling layer PF: tempered glass film
Claims (18)
평면부; 및
상기 평면부로부터 적어도 어느 일방향으로 연장되어 벤딩되며, 상기 평면부와 다른 두께를 갖는 곡면부를 포함하고,
상기 평면부의 일면과, 상기 평면부의 일면에 인접한 상기 곡면부의 일면이 이루는 경사가 점진적으로 변화하며,
상기 곡면부는 상기 평면부와 인접한 제1 곡면부와, 상기 평면부로부터 이격된 제2 곡면부를 포함하고,
상기 제1 곡면부의 두께는 상기 평면부로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어들며,
상기 제2 곡면부의 두께는 일정한 강화 유리.In the tempered glass comprising a glass substrate that has been strengthened and has a stress layer formed on its surface,
flat part; and
A curved portion extending and bending in at least one direction from the flat portion and having a thickness different from that of the flat portion;
An inclination between one surface of the flat part and one surface of the curved part adjacent to the one surface of the flat part gradually changes,
The curved portion includes a first curved portion adjacent to the flat portion and a second curved portion spaced apart from the flat portion,
The thickness of the first curved portion gradually decreases as the distance from the flat portion increases,
Tempered glass having a constant thickness of the second curved portion.
상기 곡면부의 두께는,
상기 평면부로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어드는 강화 유리.According to claim 1,
The thickness of the curved portion is
Tempered glass that gradually decreases as the distance from the flat portion increases.
상기 곡면부의 일면에 도포된 충진층을 더 포함하는 강화 유리.According to claim 1,
Tempered glass further comprising a filling layer applied to one surface of the curved portion.
상기 곡면부는,
상기 평면부와 인접한 제1 곡면부와, 상기 평면부로부터 이격된 제2 곡면부를 포함하고,
상기 충진층은,
상기 제1 곡면부에만 위치하는 강화 유리.According to claim 4,
The curved part,
A first curved portion adjacent to the flat portion and a second curved portion spaced apart from the flat portion,
The filling layer is
Tempered glass positioned only on the first curved portion.
상기 충진층은,
아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 및 우레탄계 수지 중 어느 하나 이상을 포함하는 투명 수지인 강화 유리.According to claim 4,
The filling layer is
Tempered glass that is a transparent resin containing at least one of an acrylic resin, an epoxy resin, and a urethane resin.
상기 충진층은,
상기 유리 기재와 투과율 및 굴절율 중 적어도 어느 하나가 동등한 물질을 포함하는 강화 유리.According to claim 4,
The filling layer is
Tempered glass comprising a material having at least one of the same transmittance and refractive index as the glass substrate.
상기 유리 기재를 강화 처리하여 상기 유리 기재의 표면에 응력층을 형성하는 제2 단계;
상기 곡면부의 표면 중 적어도 일부 영역에 제거 공정을 수행하여 상기 곡면부를 벤딩시키는 제3 단계; 및
상기 제거 공정에 의해 상기 평면부와 상기 곡면부의 경계를 따라 형성된 단차를 가공하여, 상기 평면부의 일면과, 상기 평면부의 일면에 인접한 상기 곡면부의 일면이 이루는 경사가 점진적으로 변하도록 하는 공정을 수행하는 제4 단계를 포함하며,
상기 단차를 줄이는 공정은 폴리싱 공정인 강화 유리 제조방법.A first step of preparing a glass substrate in which a flat portion and a curved portion extending in at least one direction from the flat portion are defined;
A second step of forming a stress layer on the surface of the glass substrate by strengthening the glass substrate;
a third step of bending the curved portion by performing a removal process on at least a portion of the surface of the curved portion; and
By the removal process, the step formed along the boundary between the flat part and the curved part is processed so that the slope formed by one surface of the flat part and one surface of the curved part adjacent to the one surface of the flat part is gradually changed. Including the fourth step,
The process of reducing the step is a method for manufacturing tempered glass that is a polishing process.
상기 제거 공정은,
식각 공정 및 폴리싱 공정 중 어느 하나인 강화 유리 제조방법.According to claim 8,
The removal process,
A method for manufacturing tempered glass, which is any one of an etching process and a polishing process.
상기 단차를 줄이는 공정은,
상기 제거 공정이 수행된 상기 곡면부의 표면에 충진층을 형성하는 공정인 강화 유리 제조방법.According to claim 8,
The process of reducing the step,
A method for manufacturing tempered glass, which is a step of forming a filling layer on the surface of the curved portion where the removal step is performed.
상기 유리 기재를 2차 강화 처리하는 단계를 더 포함하는 강화 유리 제조방법.According to claim 8,
Tempered glass manufacturing method further comprising the step of subjecting the glass substrate to a secondary strengthening treatment.
상기 유리 기재를 강화 처리하여 상기 유리 기재의 표면에 응력층을 형성하는 제2 단계; 및
상기 곡면부의 표면 중 적어도 일부 영역에 폴리싱 공정을 수행하여 상기 곡면부를 벤딩시키는 제3 단계를 포함하고,
상기 평면부의 일면과, 상기 평면부의 일면에 인접한 상기 곡면부의 일면이 이루는 경사가 점진적으로 변화하며,
상기 폴리싱 공정은 상기 응력층을 제거하는 공정인 강화 유리 제조방법.A first step of preparing a glass substrate in which a flat portion and a curved portion extending in at least one direction from the flat portion are defined;
A second step of forming a stress layer on the surface of the glass substrate by strengthening the glass substrate; and
A third step of bending the curved portion by performing a polishing process on at least a portion of the surface of the curved portion;
An inclination between one surface of the flat part and one surface of the curved part adjacent to the one surface of the flat part gradually changes,
Wherein the polishing process is a process of removing the stress layer.
상기 폴리싱 공정은,
상기 응력층의 두께 일부를 제거하는 공정인 강화 유리 제조방법.According to claim 13,
The polishing process,
A method for manufacturing tempered glass, which is a process of removing a portion of the thickness of the stress layer.
상기 곡면부의 두께는,
상기 평면부로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어드는 강화 유리 제조방법.15. The method of claim 14,
The thickness of the curved portion is
A method for manufacturing tempered glass that gradually decreases as it moves away from the plane portion.
상기 곡면부는,
상기 응력층이 잔류하는 제1 곡면부와 상기 응력층이 제거된 제2 곡면부를 포함하고,
상기 제1 곡면부의 두께는 상기 평면부로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어들며,
상기 제2 곡면부의 두께는 일정한 강화 유리 제조방법.15. The method of claim 14,
The curved part,
A first curved portion where the stress layer remains and a second curved portion where the stress layer is removed,
The thickness of the first curved portion gradually decreases as the distance from the flat portion increases,
The thickness of the second curved portion is a constant tempered glass manufacturing method.
상기 유리 기재를 2차 강화 처리하는 단계를 더 포함하는 강화 유리 제조방법.According to claim 13,
Tempered glass manufacturing method further comprising the step of subjecting the glass substrate to a secondary strengthening treatment.
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