CN113045221A - 玻璃基板化学强化炉装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种玻璃基板化学强化炉装置。玻璃基板化学强化炉装置包括：底面部和侧壁，底面部和侧壁界定反应空间，侧壁从底面部的边缘延伸；以及多个加热器，向反应空间提供热，底面部包括：倾斜部，位于中央；以及沟形状的收集部，配置于倾斜部与侧壁之间，并且收集部的上面比倾斜部下陷，多个加热器包括与底面部的内部或者底面部相邻配置的底面加热器。

Description

玻璃基板化学强化炉装置
技术领域
本发明涉及玻璃基板化学强化炉装置。
背景技术
玻璃制品在包括显示装置的电子设备或建筑材料等中得到大量使用。例如，在液晶显示装置(LCD：liquid crystal display)、OLED(organic light-emitting diode)、电泳显示装置(EPD；electrophoretic display)等平板显示装置的基板或保护其的盖板窗口等中适用玻璃制品。
智能电话、平板电脑等之类便携式电子设备显示装置在向可弯曲(bendable)、可折叠(foldable)、可卷曲(rollable)的形态发展的同时，适用于其的玻璃制品也被要求为具有与其相应的特性。
虽然在现有的可折叠(foldable)显示装置的盖板窗口中使用了透明聚酰亚胺膜(CPI，Colorless polyimide)，但由于对划伤更好的脆性以及双向可折叠性等，最近超薄型强化玻璃(Ultra-thin glass)备受瞩目。
发明内容
本发明所要解决的课题是提供一种最小化微细玻璃粒子的飞散的玻璃基板化学强化炉装置。
本发明的课题不限于以上提及的课题，本领域技术人员可以从下面的记载清楚地理解未提及的又其它技术课题。
用于解决所述课题的根据一实施例的玻璃基板化学强化炉装置包括：底面部和侧壁，所述底面部和所述侧壁界定反应空间，所述侧壁从所述底面部的边缘延伸；以及多个加热器，向所述反应空间提供热，所述底面部包括：倾斜部，位于中央；以及沟形状的收集部，配置于所述倾斜部与所述侧壁之间，并且所述收集部的上面比所述倾斜部下陷，所述多个加热器包括与所述底面部的内部或者所述底面部相邻配置的底面加热器。
可以是，所述多个加热器还包括与所述侧壁的内部或者所述侧壁相邻配置的侧壁加热器。
可以是，所述侧壁加热器与所述收集部侧没有相邻配置。
可以是，所述玻璃基板化学强化炉装置还包括排出部，所述排出部包括：排管，构成为能够将所述反应空间内物质向外部排出；以及阀，控制所述排管。
可以是，所述倾斜部包括：第一倾斜部，所述第一倾斜部的上面向第一方向的一侧及另一侧向下倾斜；以及第二倾斜部，所述第二倾斜部的上面向与第一方向垂直的第二方向的一侧及另一侧向下倾斜。
可以是，所述收集部的上面、从所述收集部的上面延伸的所述倾斜部的侧面以及从所述收集部的上面延伸的所述侧壁的内侧面界定沟形状的收集沟。
用于解决所述课题的根据另一实施例的玻璃基板化学强化炉装置包括：底面部和侧壁，所述底面部和所述侧壁界定反应空间，所述侧壁从所述底面部的边缘延伸；多个加热器，向所述反应空间提供热；以及多个超声波发生器，向所述反应空间提供超声波，所述多个加热器与所述侧壁的内部或者所述侧壁相邻配置，并且所述多个加热器在所述底面部的内部或者所述底面部的上下部侧没有配置，所述超声波发生器与所述底面部的内部或者所述底面部相邻配置。
用于解决所述课题的根据又另一实施例的玻璃基板化学强化炉装置包括：底面部和侧壁，所述底面部和所述侧壁界定反应空间，所述侧壁从所述底面部的边缘延伸；多个加热器，向所述反应空间提供热；以及多孔陶瓷过滤器，构成为吸附微细粒子，所述多个加热器包括与所述侧壁的内部或者所述侧壁相邻配置的侧壁加热器。
可以是，所述多孔陶瓷过滤器配置于所述反应空间内部。
可以是，所述玻璃基板化学强化炉装置还包括：外部管道，贯通所述侧壁；以及循环泵，与所述外部管道连接，所述外部管道的一侧入口以及另一侧入口与反应空间连接，所述循环泵构成为从所述外部管道的一侧入口朝向所述外部管道的另一侧入口起到泵作用，所述多孔陶瓷过滤器配置于所述外部管道的内部。
其它实施例的具体事项包括在详细的说明及附图中。
(发明的效果)
通过根据一实施例的玻璃基板化学强化炉装置，可以最小化玻璃基板化学强化炉装置内飞散的微细玻璃粒子引起的划伤以及凹陷不良的产生。
根据本发明的效果不限于以上例示的内容，更多种效果包括在本说明书内。
根据实施例的效果不限于以上例示的内容，更多种效果包括在本说明书内。
附图说明
图1是示出根据一实施例的玻璃制品适用为显示装置的盖板窗口的例子的立体图。
图2是示出根据一实施例的玻璃制品的截面图。
图3是表示根据一实施例的玻璃制品的应力分布的曲线图。
图4是示出化学强化步骤的离子交换工艺的概略图。
图5是根据一实施例的玻璃基板化学强化炉装置的立体图。
图6是根据一实施例的玻璃基板化学强化炉装置的截面模式图。
图7是根据一实施例的玻璃基板化学强化炉装置的底面部的立体图。
图8是根据一实施例的玻璃强化方法的按步骤顺序图。
图9是在玻璃强化中使用的卡盒的概略图。
图10是在玻璃强化中使用的吊架的立体图。
图11是示出将超薄型玻璃浸渍于熔融盐的步骤以及拿出的步骤的概略图。
图12是示出超薄型玻璃的离子交换工艺的概略图。
图13是根据另一实施例的玻璃基板化学强化炉装置的概略图。
图14是根据又另一实施例的玻璃基板化学强化炉装置的概略图。
图15是根据又另一实施例的玻璃基板化学强化炉装置的概略图。
图16是根据又另一实施例的玻璃基板化学强化炉装置的概略图。
(附图标记说明)
10：超薄型玻璃
100：玻璃基板化学强化炉装置
200：加热器
300：吊架
400：卡盒
具体实施方式
参照与所附附图一起详细后述的实施例，本发明的优点和特征以及实现它们的方法会变得清楚。但是，本发明并不限于下面所公开的实施例，可以实现为彼此不同的各种形式，本实施例仅仅是为了使本发明的公开完整且为了将发明的范畴完整地传达给本发明所属技术领域中具有通常知识的人而提供，本发明仅通过权利要求书的范畴来限定。
指称为元件(elements)或者层在其它元件或者层“上(on)”是包括直接在其它元件之上或者在中间隔有其它层或其它元件的所有情况。贯穿整个说明书，相同的附图标记指称相同构成要件。
作为空间上相对性术语的“之下(below)”、“下方(beneath)”、“下面(lower)”、“之上(above)”、“上方(upper)”等如在附图中所示那样可以为了容易地叙述一个元件或者构成要件与另一元件或者构成要件的相关关系而使用。空间上相对性术语应理解为除附图中示出的方向以外还包括使用时或者动作时元件的彼此不同方向的术语。
虽然第一、第二等是为了叙述各种构成要件而使用，但显然这些构成要件并不限于这些术语。这些术语仅仅是为了区分一个构成要件与其它构成要件而使用。因此，在下面提及的第一构成要件在本发明的技术构思范围内显然也可以是第二构成要件。
在本说明书中，“玻璃制品”指称整体由玻璃构成或局部性包括玻璃来构成的物件。
下面，参照所附附图说明实施例。
图1是示出根据一实施例的玻璃制品适用为显示装置的盖板窗口的例子的立体图。
参照图1，玻璃不仅在平板电脑、笔记本电脑、智能电话、电子书、电视机、电脑显示器，而且在包括显示画面的冰箱、洗衣机等包括显示装置的电子设备中使用为用于保护显示装置的盖板窗口、显示面板用基板、触摸面板用基板、导光板之类光学部件等。玻璃也可以使用于汽车仪表盘等的玻璃罩、太阳电池用玻璃罩、建材的内置材料、建筑物或住宅的窗户等。
一些玻璃制品10被要求具有强的强度。例如，在盖板窗用玻璃制品10的情况下，为了满足高透过率和轻重量的必要条件，优选的是具有薄厚度的同时具有不容易被外部冲击破损的强度。强度被强化的玻璃制品10可以通过包括离子交换工艺的化学强化的方法来制造。
图1中示出玻璃制品10适用为显示装置40的盖板窗口的例子。如图1所述，显示装置40可以包括显示面板20、配置在显示面板20上的玻璃制品10、配置于显示面板20与玻璃制品10之间而结合显示面板20与玻璃制品10的光学透明结合层30。
根据一实施例的显示装置40可以是可折叠(foldable)显示装置40。使用在可折叠显示装置40中的显示面板20可以是至少一部分能够折叠的柔性面板(flexible panel)。
显示面板20不仅包括例如有机发光显示面板(OLED)、无机发光显示面板(inorganic EL)、量子点发光显示面板(QED)、微LED显示面板(micro-LED)、纳米LED显示面板(nano-LED)、等离子显示面板(PDP)、场发射显示面板(FED)、阴极射线显示面板(CRT)等的自发光显示面板，而且可以包括液晶显示面板(LCD)、电泳显示面板(EPD)等的受光显示面板。
显示面板20包括多个像素，可以利用在各像素发射的光来显示图像。显示装置40可以还包括触摸部件(未图示)。在一实施例中，触摸部件可以内置于显示面板20。例如，通过在显示面板20的显示部件上直接形成触摸部件，显示面板20自身能够执行触摸功能。在另一实施例中，触摸部件可以相对于显示面板20单独制造之后，通过光学透明结合层附着在显示面板20的上面上。
在显示面板20的上方配置玻璃制品10。玻璃制品10在显示面板20的上方保护显示面板20。使用为可折叠显示装置40的盖板窗口的玻璃制品10可以是超薄型强化玻璃。超薄型强化玻璃可以具有约300μm以下或者约100μm以下的厚度。
在显示面板20和玻璃制品10之间配置光学透明结合层30。光学透明结合层30起到将玻璃制品10固定在显示面板20上的作用。光学透明结合层30可以包括光学透明粘胶剂(Optical Clear Adhesive；OCA)或者光学透明树脂(Optical Clear Resin；OCR)等。若显示装置40被折叠，则玻璃制品10以及光学透明结合层30可以折叠成与显示面板20相应的形状。
以下，针对上述的强化的玻璃制品100更详细说明。
图2是根据一实施例的玻璃制品的截面图。
参照图2，玻璃制品10包括多个表面US、RS、SS。玻璃制品的表面可以包括第一表面US、第二表面RS以及侧面SS。在平面板形状的玻璃制品10中，第一表面US和第二表面RS是具有宽的面积的主表面(例如，上面和下面)，侧面SS成为将第一表面US和第二表面RS连接的外侧表面。
第一表面US和第二表面RS向厚度t方向彼此相对。在玻璃制品10如显示装置的窗口那样起到使光透过的作用的情况下，光可以主要向第一表面US和第二表面RS中任一个进入并向另一个透过。
玻璃制品10的厚度t被定义为第一表面US与第二表面RS之间的距离。玻璃制品10可以是超薄型强化玻璃。玻璃制品10的厚度t可以是10μm至300μm的范围。在一实施例中，玻璃制品10的厚度t可以是约100μm或比其小。在另一实施例中，玻璃制品10的厚度t可以是约70μm或比其小。在又另一实施例中，玻璃制品10的厚度t可以是约50μm或比其小。在又另一实施例中，玻璃制品10的厚度t可以是约30μm以下，但当然不限于此。玻璃制品10可以具有均匀的厚度t，但不限于此，也可以具有按照区域彼此不同的厚度。
被强化的玻璃制品10包括压缩区域CSR1、CSR2和拉伸区域CTR。压缩区域CSR1、CSR2是作用有压缩应力的区域，拉伸区域CTR是作用有拉伸应力的区域。压缩区域CSR1、CSR2与玻璃制品10的表面US、RS、SS相邻配置，拉伸区域CTR配置于玻璃制品10的内部区域(或者中心区域)。压缩区域CSR1、CSR2不仅与第一表面US和第二表面RS相邻配置，还可以与侧面SS也相邻配置。从各表面US、RS、SS向深度方向延伸的压缩区域CSR1、CSR2的深度(压缩深度)可以大致均匀，但不限于此。拉伸区域CTR可以被压缩区域CSR1、CSR2包围。
图3是表示根据一实施例的玻璃制品的应力分布的曲线图。在图3的曲线图中，x轴表示玻璃制品10的厚度t方向。在图3中，压缩应力以正的值表示，拉伸应力以负的值表示。在本说明书中，压缩/拉伸应力的大小意指与其值的符号无关的绝对值的大小。
参照图2以及图3，玻璃制品10包括从第一表面US扩张至第一深度(第一压缩深度DOC1)的第一压缩区域CSR1以及从第二表面RS扩张至第二深度(第二压缩深度DOC2)的第二压缩区域CSR2。在第一压缩深度DOC1与第二压缩深度DOC2之间配置拉伸区域CTR。虽未在图3中示出，但在玻璃制品10的相面对的侧面SS之间也可以以类似的方式配置压缩区域和拉伸区域。
第一压缩区域CSR1和第二压缩区域CSR2抵挡外部冲击而缓解在玻璃制品10产生裂纹或玻璃制品10破损。可以理解为第一压缩区域CSR1以及第二压缩区域CSR2的最大压缩应力CS1、CS2越大，则玻璃制品10的强度越大。外部冲击通常通过玻璃制品10的表面US、RS、SS传递，因此在玻璃制品10的表面US、RS、SS具有最大压缩应力CS1、CS2在耐久性方面是有利的。
第一压缩深度DOC1和第二压缩深度DOC2阻止在第一表面US以及第二表面RS形成的裂纹或沟向玻璃制品10内部的拉伸区域CTR传播。第一压缩深度DOC1以及第二压缩深度DOC2越大，越能够很好地阻止裂纹等的传播。
图3的曲线图是将第一表面US和第二表面RS向厚度t方向横贯的区域的应力分布。侧面SS可以产生与第一表面US以及第二表面RS近似的离子交换，因此可以出现与第一压缩区域CSR1近似的应力分布。
积蓄于在玻璃制品10内向厚度t方向具有一定宽度的一区域中应力能可以计算为将应力分布积分的值。厚度为t的玻璃制品10内的应力分布当用函数f(x)表示时，以下的关系式可以成立。
[式1]
Figure BDA0002779649080000081
即，在图3中示出的应力分布中，与第一压缩区域CSR1对应的区域的面积和与第二压缩区域CSR2对应的区域的面积之和相同于与拉伸区域CTR对应的区域的面积之和。
跨玻璃制品10整体，拉伸区域CTR的拉伸应力可以与压缩区域CSR1、CSR2的压缩应力形成均衡。即，玻璃制品10内的压缩应力的总和(即，压缩能)和拉伸应力的总和(即，拉伸能)可以相同。具体地，第一压缩区域CSR1的压缩应力的总和(即，第一压缩能)和第二压缩区域CSR2的压缩应力的总和(即，第二压缩能)之和可以与拉伸区域CTR的拉伸应力的总和(即，拉伸能)相同。
玻璃制品10是内部的拉伸应力大小越大则玻璃制品10破碎了时越剧烈地排放碎片，存在从玻璃制品10内部发生破碎的担忧。在玻璃制品10是厚度t为约50μm或比其小的超薄型的情况下，不能充分确保拉伸区域CTR的厚度而拉伸应力的大小可能大。因此，在超薄型的玻璃制品10破损的情况下，可能剧烈地排放碎片。在例示性的实施例中，在将超薄型玻璃制品10进行强化的过程中或者强化之后进行缓冷过程中破损的情况下，作为碎片，可能产生微细玻璃粒子。
在一些实施例中，超薄型的玻璃制品10的最大拉伸应力CT1可以是约100MPa以上、或者约150MPa以上、或者约200MPa以上，但不限于此。
玻璃制品10的最大拉伸应力CT1可以大致配置于玻璃制品10的厚度t方向中央部。例如，玻璃制品10的最大拉伸应力CT1可以位于0.4t至0.6t的范围或者0.45t至0.55t的范围的深度，或者位于约0.5t的深度。
第一压缩深度DOC1和第二压缩深度DOC2阻止在第一表面US以及第二表面RS形成的裂纹或沟向玻璃制品10内部的拉伸区域CTR传播。第一压缩深度DOC1和第二压缩深度DOC2越大，越能够好好地阻止裂纹等的传播。与第一压缩深度DOC1和第二压缩深度DOC2对应的地点对应于压缩区域CSR1、CSR2和拉伸区域CTR的分界，其应力值成为0。如图3所示的应力分布可以通过化学强化步骤的离子交换工艺来形成。
图4是示出化学强化步骤的离子交换工艺的概略图。
参照图4，离子交换工艺是将玻璃制品10内部的离子交换为其它离子的工艺。通过离子交换工艺，玻璃制品10的表面US、RS、SS或其附近的离子可以被具有相同的化合价或者氧化状态的更大离子代替或交换。
在图4中示出的实施例中，例示出将包括钠(Na)离子的玻璃暴露于钾(K)离子的离子交换工艺。具体地，若将包括钠(Na)离子的玻璃通过浸渍于容纳在玻璃基板化学强化炉装置中的硝酸钾(KNO3)熔融盐等的方法而暴露于钾(K)离子，则玻璃内部的钠(Na)离子向外部排出而其位置被钾(K)离子代替。被交换的钾(K)离子与钠(Na)离子相比离子半径大，因此生成压缩应力。被交换的钾(K)离子的量越多，压缩应力越变大。离子交换通过玻璃的表面US、RS实现，因此玻璃表面US、RS的钾(K)离子的量可以最多。被交换的钾(K)离子的一部分向玻璃内部扩散的同时能够增加压缩区域CSR1、CSR2的深度、也就是说压缩深度DOC1、DOC2，但其量可以离表面US、RS越远而大致上越减少。因此，玻璃可以具有表面US、RS的压缩应力CS1、CS2最大而越往内部越减小的应力分布。但是，实施例不限于所述例示，应力分布可以根据离子交换工艺的温度、时间、次数、有无热处理等而改变。
如上述那样，化学强化步骤的离子交换工艺可以通过将玻璃浸渍于容纳在玻璃基板化学强化炉装置中的熔融盐等的方法来实现。以下，详细说明在离子交换工艺中使用的玻璃基板化学强化炉装置。
图5是根据一实施例的玻璃基板化学强化炉装置的立体图。图6是根据一实施例的玻璃基板化学强化炉装置的截面模式图。图7是根据一实施例的玻璃基板化学强化炉装置的底面部的立体图。
参照图5至图7，玻璃基板化学强化炉装置100作为将玻璃化学强化的装置，例如用于通过离子交换工艺来化学强化超薄型玻璃。以下，作为化学强化的一例，例示出将超薄型玻璃浸渍于包括硝酸钾(KNO3)的熔融盐，但不限于此。
在玻璃基板化学强化炉装置100内部中配置包括钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)离子中至少一个离子的盐。玻璃基板化学强化炉装置100内部的盐可以被加热器200加热而成为熔融盐。若将超薄型玻璃浸渍在玻璃基板化学强化炉装置100内部的熔融盐中，则能够实现离子交换工艺并超薄型玻璃被化学强化。
在玻璃基板化学强化炉装置100内部中被化学强化的超薄型玻璃可以如上述那样具有100μm以下这样的薄厚度，并具有厚度薄的特性上高的拉伸应力。当超薄型玻璃因高的拉伸应力而在强化中或者强化后缓冷过程中破损时，微细玻璃粒子可能在玻璃基板化学强化炉装置100内飞散。玻璃基板化学强化炉装置100内飞散的微细玻璃粒子可能使其它超薄型玻璃产生划伤以及凹陷不良等。因此，为了防止其，需要通过后处理方法来除去因超薄型玻璃破损而产生的微细玻璃粒子的过程。玻璃基板化学强化炉装置100通过引入回收这样的微细玻璃粒子的构造，可以最小化玻璃基板化学强化炉装置100内飞散的微细玻璃粒子引起的划伤以及凹陷不良产生。
玻璃基板化学强化炉装置100可以包括；底面部110；顶面部120，与底面部110相对并配置于第三方向DR3一侧；侧壁130，从底面部110的边缘向第三方向DR3一侧延伸；排出部140，配置于侧壁130的第三方向DR3另一侧两边区域；以及加热器200，配置于底面部110和侧壁130侧。底面部110和侧壁130可以界定玻璃基板化学强化炉装置100内反应空间。
底面部110构成玻璃基板化学强化炉装置100的底面，平面形状可以是包括朝向第一方向DR1延伸的短边和朝向第二方向DR2延伸的长边的矩形。
如图6以及图7所示，底面部110可以包括具有倾斜的上面的倾斜部111、112以及从倾斜部111、112朝向侧壁130延伸的收集部113。
倾斜部111、112可以包括上面从连接短边的中点的线区域朝向第一方向DR1持θ°的倾斜角倾斜下降的(即，向下倾斜的)第一倾斜部111以及上面从连接长边的中点的线区域朝向第二方向DR2持θ°的倾斜角倾斜下降的(即，向下倾斜的)第二倾斜部112。在一实施例中，上面倾斜的角度(θ)可以是约45°或比其小。在另一实施例中，上面倾斜的角度(θ)可以是约30°或比其小。在又另一实施例中，上面倾斜的角度(θ)可以是约20°或比其小。在又另一实施例中，上面倾斜的角度(θ)可以是约10°或比其小，但当然不限于此。上面倾斜的角度(θ)可以均匀，但不限于此，可以按照区域具有彼此不同的角度(θ)。
第一倾斜部111可以包括向第一方向DR1一侧向下倾斜的区域111a和向第一方向DR1另一侧向下倾斜的区域111b。第二倾斜部112可以包括向第二方向DR2一侧向下倾斜的区域112a和向第二方向DR2另一侧向下倾斜的区域112b。
在第一倾斜部111和第二倾斜部112相接的区域可以形成被第一倾斜部111的上面和第二倾斜部112的上面界定的V字形状的沟谷。V字形状的沟谷可以沿第一倾斜部111和第二倾斜部112的交线向收集部113侧向下倾斜。在V字形状的沟谷的外侧端部可以配置收集部113。在化学强化工艺中产生的微细玻璃粒子12可以借助比重向底面部110侧下降后，沿V字形状的沟谷向收集部113侧被引导。
在底面部110的倾斜部111、112与侧壁130之间可以配置收集部113。收集部113的上面和倾斜部111、112的上面不连续地配置，从而收集部113和倾斜部111、112可以具有一定的阶梯差。在收集部113的内部或者收集部113的上下部侧可以不配置加热器200。
收集沟115可以被收集部113的上面、从收集部113的上面朝向第三方向DR3一侧延伸的倾斜部111、112的侧面以及从收集部113的上面朝向第三方向DR3一侧延伸的侧壁130的内侧面界定。在收集沟115可以收集沿底面部110的倾斜被引导的微细玻璃粒子12。收集沟115的高度可以与收集部113和倾斜部111、112的阶梯差相同。在一实施例中，收集沟115的高度可以是侧壁130高度的约0.2倍或其以下。在另一实施例中，收集沟115的高度可以是侧壁130高度的约0.15倍或其以下。在又另一实施例中，收集沟115的高度可以是侧壁130高度的约0.1倍或其以下。在又另一实施例中，收集沟115的高度可以是侧壁130高度的约0.05倍或其以下，但不限于此。
在倾斜部111、112侧可以配置产生热处理所需要的热的加热器200。加热器200可以与倾斜部111、112的内部或者上下部相邻配置，或者与倾斜部111、112一体化，但不限于此，可以以各种形态与倾斜部111、112相邻配置。加热器200可以提供为具有电阻的电热线或者热电元件之类的加热手段。
顶面部120可以配置于玻璃基板化学强化炉装置100的底面部110的第三方向DR3一侧，并以可开闭的门的形态提供。顶面部120可以其整体构成为一体而以拉式或推式进行开闭，但不限于此，可以是分割的多个个体以拉式或推式进行开闭。顶面部120可以相对于外部密闭玻璃基板化学强化炉装置100的内部。在玻璃基板化学强化炉装置100内部中实现玻璃基板的化学强化的期间，顶面部120是关闭状态，玻璃基板化学强化炉装置100的内部可以是密闭的状态。
侧壁130构成玻璃基板化学强化炉装置100的侧壁，并可以是从底面部110的边缘向第三方向DR3一侧弯折的形状。
侧壁130和底面部110也可以单独制造来结合，但也可以通过一个板构成为一体。在侧壁130侧可以配置产生热处理所需要的热的加热器200。加热器200可以配置于侧壁130的内部。不仅如此，加热器200可以与侧壁130的内侧面或者外侧面相邻配置，或者与侧壁130一体化，但不限于此，可以以各种形态与侧壁130相邻配置。但是，配置在侧壁130的加热器200可以不与收集部113侧相邻配置。加热器200可以提供为具有电阻的电热线或者热电元件之类的加热手段。
侧壁130的内侧面的下端的两边区域可以界定收集沟115。在与收集沟115相邻的侧壁130和收集部113中至少一处可以配置构成为能够将容纳在玻璃基板化学强化炉装置100内部的物质向外部排出的排出部140。排出部140可以贯通侧壁130来配置，但不限于此，也可以贯通收集部113来设置。可以针对每个收集沟115，对应于其来设置排出部140，但不限于此，也可以对应于一个收集沟115来设置多个排出部140。
排出部140可以包括构成为能够将反应空间内物质向外部排出的排管141以及控制排管141的阀142。排管141是连接反应空间和外部并构成为使物质移动的通道，阀142可以是对通过排管141排出的物质的排出进行控制的装置。排管141可以具有反应空间侧入口以及外部侧。排管141的反应空间侧入口可以与收集部113相邻配置。
关于排出部140的运转，若阀142开启则玻璃基板化学强化炉装置100内部物质可以通过排管141向外部排出，若阀142关闭则可以停止排出。
加热器200可以产生热处理所需要的热。加热器200可以配置多个。为了保持玻璃基板化学强化炉装置100的恰当温度，加热器200可以如上述那样配置于底面部110或者侧壁130侧。在离子交换工艺时，可能向玻璃基板化学强化炉装置100的内部提供固体状态的盐，从加热器200提供的热可以使固体状态的盐熔融，并可以保持熔融状态的盐的温度。
不仅如此，从加热器200提供的热可以通过使熔融盐对流而保持熔融盐的温度。越远离加热器200，从加热器200产生的热到达的量可能大致越减少。与加热器200近的区域的熔融盐是温度高，越远离则温度越降低而可能产生温度差。在此情况下，可以引导相对高温度的熔融盐向上侧上升而低温度的熔融盐向下侧下降的对流现象。通过这样的熔融盐的对流，玻璃基板化学强化炉装置100内部的整体熔融盐的温度可以保持一定。
另一方面，在熔融盐内存在微细玻璃粒子12的情况下，微细玻璃粒子12可能一起对流。如上述那样，在微细玻璃粒子12飞散的情况下，可能对超薄型玻璃波及划伤或凹陷不良等坏影响。因此，可以优选地，在被积累微细玻璃粒子12之处附近区域不设置加热器200。
具体地，在被积累微细玻璃粒子12的收集沟115周边可以不配置加热器200。即，在界定收集沟115的侧壁130区域、底面部110的收集部113以及倾斜部111、112区域可以不配置加热器200。如上述那样，在超薄型玻璃的离子交换工艺中产生的微细玻璃粒子12可以向收集沟115被引导，当在收集沟115中熔融盐的对流活跃时微细玻璃粒子12可能飞散。假若，在界定收集沟115的侧壁130区域设置有加热器200，则由于从加热器200产生的热引起的熔融盐的对流，积累在收集沟115中的微细玻璃粒子12可能飞散。飞散的微细玻璃粒子12可能使超薄型玻璃的表面产生划伤，可能引发凹陷不良。因此，为了防止微细玻璃粒子12由于对流而循环，在收集沟115附近可以不配置加热器200。在一实施例中，可以在界定收集沟115的侧壁130和底面部110全部中不配置加热器200。
各个加热器200可以通过一个控制部(未图示)一起控制温度，但不限于此，可以通过彼此不同的控制部(未图示)来分别单独控制温度。
图8是根据一实施例的玻璃强化方法的按步骤顺序图。图9是在玻璃强化中使用的卡盒的概略图。图10是在玻璃强化中使用的吊架的立体图。图11是示出将超薄型玻璃浸渍于熔融盐的步骤以及拿出的步骤的概略图。图12是示出超薄型玻璃的离子交换工艺的概略图。
参照图8，根据一实施例的玻璃强化方法包括：向玻璃基板化学强化炉装置提供固体状态的盐的步骤(S11)；启动加热器而使固体状态的盐熔融的步骤(S12)；将超薄型玻璃浸渍于熔融盐的步骤(S13)；以及将微细玻璃粒子向外部排出的步骤(S14)。
将超薄型玻璃浸渍于熔融盐的步骤(S13)可以包括超薄型玻璃11准备过程和将超薄型玻璃11装载于卡盒400以及吊架300而浸渍于熔融盐后拿出的过程。
超薄型玻璃11准备过程可以包括玻璃组合物准备以及玻璃组合物成型过程。
玻璃组合物可以包括本技术领域中公知的各种组合。玻璃组合物以二氧化硅(SiO2)作为主要成分。除此之外，可以含有氧化铝(Al2O3)、氧化锂(LiO2)以及氧化钠(Na2O)之类成分，但不限于此，可以根据需要还包括其它成分。在一实施例中，玻璃组合物可以包括含有碱铝硅酸盐(Alkali Alumino Silicate)的玻璃陶瓷。
上述的玻璃组合物可以通过本技术领域中公知的各种方法而成型为玻璃形状。例如，可以通过浮法(float process)、熔合拉制法(fusion draw process)、缝隙拉制法(slot draw process)等的方法来成型。
将超薄型玻璃11装载于卡盒400以及吊架300而浸渍于熔融盐后拿出的过程参照图9至图11来说明。
图9中示出装载有超薄型玻璃11的卡盒400。参照图9，卡盒400可以提供装载超薄型玻璃11的收纳空间。卡盒400可以包括下部支承台410和隔壁420。具体地，装载超薄型玻璃11的收纳空间可以被一隔壁420的一侧面、与一隔壁420向一侧方向邻近的另一隔壁420的另一侧面以及连接上述的两隔壁420的下部支承台410的上面界定。图9的实施例中例示出可以容纳14个超薄型玻璃11的卡盒400，但当然不限于此。
卡盒400的隔壁420的高度可以比超薄型玻璃11的长边的长度小。但是，隔壁420的高度可以具有装载在彼此邻近的收纳空间中的超薄型玻璃11间不发生接触程度的高度。
图10中示出装载有装载有超薄型玻璃11的卡盒400的吊架300。参照图10，吊架300可以提供装载卡盒400的收纳空间。图10中例示出包括向水平方向3层以及向垂直方向3层的框架而构成为能够装载8个卡盒400的吊架300，但当然不限于此。根据一实施例的吊架300可以包括水平框架310、垂直框架320以及铁丝网330。装载卡盒400的空间可以是由水平框架310以及垂直框架320形成的各个长方体构造的内部空间。卡盒400可以被水平框架310支承而装载于吊架300。
在吊架300的下部可以设置铁丝网330。根据一实施例的铁丝网330是由铁形成的网格形状的网，可以结合于最下端水平框架310来设置。铁丝网330可以过滤化学强化时可能产生的玻璃碎片。但是，在超薄型玻璃11中产生的微细玻璃粒子由于通过铁丝网330而可能难以过滤。
参照图11，将超薄型玻璃11装载于卡盒400以及吊架300而浸渍于熔融盐后拿出的过程可以通过将装载有超薄型玻璃11的卡盒400装载于吊架300并将吊架300浸渍于容纳熔融盐的玻璃基板化学强化炉装置100中经过一定时间后拔出的方式来执行。吊架300可以通过与吊架300连接并位于上方的缆索部500进行上下往复运动。
缆索部500包括中心缆索510、从中心缆索510分杈的枝杈缆索520以及连接中心缆索510和枝杈缆索520的捆扎单元530。各个枝杈缆索520连接于吊架300，中心缆索510可以通过升降装置(未图示)上下运动。当将吊架300浸渍于容纳在玻璃基板化学强化炉装置100内的熔融盐时，缆索部500可以下降，当将吊架300从熔融盐拿出时，缆索部500可以上升。在将装载有超薄型玻璃11的卡盒400装载的吊架300浸渍在熔融盐内的期间，可以进行通过离子交换工艺的化学强化。
参照图12，化学强化可以通过离子交换工艺进行。离子交换工艺是将超薄型玻璃11内部的离子交换为其它离子的工艺。离子交换工艺可以进行2次以上。例如，离子交换工艺可以包括1次离子交换工艺和2次离子交换工艺。各离子交换工艺可以对多个超薄型玻璃11同时进行。即，可以在容纳于一个玻璃基板化学强化炉装置100的熔融盐中浸渍多个超薄型玻璃11而使得在多个超薄型玻璃11中同时实现离子交换。
通过离子交换工艺，超薄型玻璃11的表面或其附近的离子可以被具有相同的化合价或者氧化状态的更大离子代替或交换。例如，在超薄型玻璃11包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)离子等的一价碱金属的情况下，表面的一价阳离子可以被交换为离子半径比其大的钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)离子。
进行化学强化的步骤可以是基于浸渍方法的单一盐或者混合盐湿化学强化。具体地，进行化学强化的步骤可以通过在容纳于玻璃基板化学强化炉装置100内并包括碱金属离子盐的熔融盐内浸渍超薄型玻璃11来执行，所述碱金属可以包括钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)以及铯(Cs)离子中至少一个。即，可以通过钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)以及铯(Cs)离子的熔融盐来执行化学强化步骤。所述湿化学强化在量产方面有利，并可以实现更均匀的强化特性。
在例示性的实施例中，进行化学强化的步骤可以使用硝酸钾(KNO3)或硝酸钠(NaNO3)之类熔融盐，并在约300℃至500℃的熔融盐温度下且在1小时至30小时的范围下进行处理。化学强化步骤可以使得能够将超薄型玻璃11的表面层的碱离子与大离子半径的离子进行交换。
通过离子交换工艺，超薄型玻璃11的表面US、RS或其附近的离子可以被具有相同的化合价或者氧化状态的更大离子代替或交换。例如，在玻璃包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)离子等的一价碱金属离子的情况下，表面的一价阳离子可以被交换为离子半径比其大的钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)离子。
若将包括钠(Na)离子的玻璃通过浸渍于包括硝酸钾(KNO3)的熔融盐等的方法而暴露于钾(K)离子，则玻璃内部的钠(Na)离子向外部排出并在其位置被钾(K)离子代替。被交换的钾(K)离子与钠(Na)离子相比离子半径大，因此生成压缩应力。被交换的钾(K)离子的量越多，压缩应力越变大。离子交换通过玻璃的表面实现，因此玻璃表面的钾(K)离子的量可以最多。被交换的钾(K)离子的一部分向玻璃内部扩散的同时能够增加压缩区域CSR1、CSR2的深度、也就是说压缩深度DOC1、DOC2，但其量可以离表面越远而大致上越减少。因此，玻璃可以具有表面的压缩应力CS1、CS2最大而越往内部越减小的应力分布。但是，实施例不限于所述例示，应力分布可以根据离子交换工艺的温度、时间、次数、有无热处理等而改变。
在将超薄型玻璃浸渍于熔融盐的步骤(S13)之后，可以执行将微细玻璃粒子排出的步骤(S14)。如上述那样，若将超薄型玻璃11通过离子交换工艺进行化学强化，则一部分超薄型玻璃11破损而可能向熔融盐飞散微细玻璃粒子12。微细玻璃粒子12可能对其它超薄型玻璃11造成划伤或凹陷不良，因此除去是优选的。
熔融盐内微细玻璃粒子12可以因与熔融盐的比重差而向底面部110侧下降。向底面部110侧下降的微细玻璃粒子12中一部分可以沿倾斜部111、112向收集沟115侧移动，但另一部分可以随着熔融盐的对流再上升。在这样现象重复的情况下，微细玻璃粒子12被向收集沟115引导而能够被收集。如上述那样，在收集沟115附近，由于没有配置加热器200，不会产生对流。因此，收集在收集沟115中的微细玻璃粒子12不会因熔融盐的对流而上升，可以在收集沟115中沉积。
沉积在收集沟115中的微细玻璃粒子12可以通过排出部140向外部排出。排出部140可以包括排管141和控制排管141的动作的阀142。具体地，沉积在收集沟115中的微细玻璃粒子12可以阀142开启而通过排管141向外部排出。在排出微细玻璃粒子12时，熔融盐也可以一起排出。
离子交换工艺可以用相同的熔融盐重复执行多次。微细玻璃粒子12的排出可以在每个重复的离子交换工艺之间进行，或者在离子交换工艺中间周期性进行，但不限于此，也可以根据微细玻璃粒子12的沉积量非周期性进行。
根据一实施例的玻璃基板化学强化炉装置100可以将在超薄型玻璃11的化学强化步骤的离子交换工艺中可能对其它超薄型玻璃11造成划伤或凹陷不良的微细玻璃粒子12的影响最小化。因此，可以最小化玻璃基板化学强化炉装置100内飞散的微细玻璃粒子12引起的划伤以及凹陷不良产生。
图13是根据另一实施例的玻璃基板化学强化炉装置的概略图。
参照图13，根据本实施例的玻璃基板化学强化炉装置100_1与根据图6的实施例的玻璃基板化学强化炉装置100的区别在于：底面部110_1不包括倾斜部的点；多个加热器200_1与侧壁130_1的内部或者侧壁130_1相邻配置且在底面部110_1的内部或者底面部110_1的上下部侧不存在的点；收集沟115和排出部140不存在的点；以及在底面部110_1和侧壁130_1的下端具备向反应空间提供超声波的多个超声波发生器210_1的点。
微细玻璃粒子12_1可以因熔融盐的比重差在底面部110_1的上面沉积。超声波发生器210_1可以位于底面部110_1的内部、底面部110_1的相邻区域或者侧壁130_1的下端部。超声波发生器210_1可以向第二方向DR2以45cm至55cm的间隔隔开配置，但不限于此。超声波可以在对熔融盐的对流不波及影响的同时确保熔融盐的温度均匀度。即，根据本实施例的玻璃基板化学强化炉装置100_1利用位于底面部110_1以及侧壁130_1的下端的超声波发生器210_1来产生超声波，从而可以在将沉积在底面部110_1的上面的微细玻璃粒子12_1的举动最小化的同时确保熔融盐的温度均匀度。
熔融盐可以使用多次后更换。微细玻璃粒子12_1可以在更换熔融盐时一起除去。
根据本实施例的玻璃基板化学强化炉装置100_1可以将在超薄型玻璃的化学强化步骤的离子交换工艺中可能对其它超薄型玻璃造成划伤或凹陷不良的微细玻璃粒子12_1的影响最小化。因此，可以最小化玻璃基板化学强化炉装置100_1内飞散的微细玻璃粒子12_1引起的划伤以及凹陷不良产生。
图14是根据又另一实施例的玻璃基板化学强化炉装置的概略图。
参照图14，根据本实施例的玻璃基板化学强化炉装置100_2与根据图6的实施例的玻璃基板化学强化炉装置100的区别在于：收集沟115和排出部140不存在的点；以及在玻璃基板化学强化炉装置100_2的反应空间内部具备多孔陶瓷过滤器220_2的点。
多孔陶瓷过滤器220_2包括微细的孔而能够吸附除去微细玻璃粒子12_2。多孔陶瓷过滤器220_2在执行利用玻璃基板化学强化炉装置100_2的化学强化的高温下也能够执行过滤功能。多孔陶瓷过滤器220_2可以将玻璃粉末、碳(C)以及水分混合后以约700℃至800℃的温度进行热处理来制造。
多孔陶瓷过滤器220_2可以在玻璃基板化学强化炉装置100_2内被位于侧壁130_2的内侧面的支架131_2支承而位于从底面部110_2的上面隔开处。因此，因熔融盐的对流而飞散的微细玻璃粒子12_2可以被多孔陶瓷过滤器220_2有效地吸附除去。当在多孔陶瓷过滤器220_2吸附大量的微细玻璃粒子12_2而不能执行过滤功能时，可以更换为新的多孔陶瓷过滤器220_2。
根据本实施例的玻璃基板化学强化炉装置100_2可以将在超薄型玻璃的化学强化步骤的离子交换工艺中可能对其它超薄型玻璃造成划伤或凹陷不良的微细玻璃粒子12_2的影响最小化。因此，可以最小化玻璃基板化学强化炉装置100_2内飞散的微细玻璃粒子12_2引起的划伤以及凹陷不良产生。
图15是根据又另一实施例的玻璃基板化学强化炉装置的概略图。
参照图15，根据本实施例的玻璃基板化学强化炉装置100_3与根据图6的实施例的玻璃基板化学强化炉装置100的区别在于：收集沟115和排出部140不存在的点；以及具备与玻璃基板化学强化炉装置100_3内部连接并包括多孔陶瓷过滤器220_3以及循环泵240_3的外部管道230_3的点。
外部管道230_3可以与循环泵240_3连接。循环泵240_3可以使玻璃基板化学强化炉装置100_3内部的熔融盐从外部管道230_3的一侧入口吸入而向另一侧入口排出。即，循环泵240_3可以从外部管道230_3的一侧入口朝向另一侧入口起到泵作用功能。此时，外部管道230_3的一侧入口可以比另一侧入口位于上侧。
多孔陶瓷过滤器220_3可以位于外部管道230_3的连接管道230a_3内部。包括多孔陶瓷过滤器220_3的连接管道230a_3可以通过管道连接器230b_3连接于外部管道230_3。当在多孔陶瓷过滤器220_3大量吸附微细玻璃粒子12_3而不能执行过滤功能时，可以解开管道连接器230b_3来更换连接管道230a_3内的多孔陶瓷过滤器220_3。在例示性的实施例中，熔融盐可以经由多孔陶瓷过滤器220_3后经由循环泵240_3，但不限于此。关于多孔陶瓷过滤器220_3的其它说明，如在参照图14说明的实施例中详述那样。
根据本实施例的玻璃基板化学强化炉装置100_3可以将在超薄型玻璃的化学强化步骤的离子交换工艺中可能对其它超薄型玻璃造成划伤或凹陷不良的微细玻璃粒子12_3的影响最小化。因此，可以最小化玻璃基板化学强化炉装置100_3内飞散的微细玻璃粒子12_3引起的划伤以及凹陷不良产生。
图16是根据又另一实施例的玻璃基板化学强化炉装置的概略图。
参照图16，根据本实施例的玻璃基板化学强化炉装置100_4与根据图6的实施例的玻璃基板化学强化炉装置100的区别在于：底面部110_4包括朝向中央向下倾斜的倾斜部111_4，并包括配置于中央且上面比倾斜部111_4下陷的沟形状的收集部113_4的点；被倾斜部111_4的内侧面以及收集部113_4的上面界定的收集沟115_4位于底面部110_4的中央的点。
微细玻璃粒子12_4可以因熔融盐和密度差在底面部110_4的上面沉积。微细玻璃粒子12_4可以沿倾斜部111_4向收集沟115_4移动。沉积在收集沟115_4中的微细玻璃粒子12_4可以通过与收集沟115_4连接的排出部140_4向外部排出。当向外部排出时，微细玻璃粒子12_4可以与熔融盐一起排出。微细玻璃粒子12_4的排出可以在离子交换工艺结束后，在下个离子交换工艺开始之前进行。
根据本实施例的玻璃基板化学强化炉装置100_4可以将在超薄型玻璃的化学强化步骤的离子交换工艺可能对其它超薄型玻璃造成划伤或凹陷不良的微细玻璃粒子12_4的影响最小化。因此，可以最小化玻璃基板化学强化炉装置100_4内飞散的微细玻璃粒子12_4引起的划伤以及凹陷不良产生。
以上，参照所附附图说明了本发明的实施例，但是在本发明所属的技术领域中具有通常知识的人员应理解的是，在不变更本发明的其技术构思或必要特征的情况下可以以其它具体方式实施。因此，应理解为以上叙述的实施例在所有方面是例示性的而不是限定性的。

Claims (10)

1.一种玻璃基板化学强化炉装置，其中，包括：
底面部和侧壁，所述底面部和所述侧壁界定反应空间，所述侧壁从所述底面部的边缘延伸；以及
多个加热器，向所述反应空间提供热，
所述底面部包括：倾斜部，位于中央；以及沟形状的收集部，配置于所述倾斜部与所述侧壁之间，并且所述收集部的上面比所述倾斜部下陷，
所述多个加热器包括与所述底面部的内部或者所述底面部相邻配置的底面加热器。
2.根据权利要求1所述的玻璃基板化学强化炉装置，其中，
所述多个加热器还包括与所述侧壁的内部或者所述侧壁相邻配置的侧壁加热器。
3.根据权利要求2所述的玻璃基板化学强化炉装置，其中，
所述侧壁加热器与所述收集部侧没有相邻配置。
4.根据权利要求1所述的玻璃基板化学强化炉装置，其中，
所述玻璃基板化学强化炉装置还包括排出部，所述排出部包括：排管，构成为能够将所述反应空间内物质向外部排出；以及阀，控制所述排管。
5.根据权利要求1所述的玻璃基板化学强化炉装置，其中，
所述倾斜部包括：
第一倾斜部，所述第一倾斜部的上面向第一方向的一侧及另一侧向下倾斜；以及
第二倾斜部，所述第二倾斜部的上面向与所述第一方向垂直的第二方向的一侧及另一侧向下倾斜。
6.根据权利要求1所述的玻璃基板化学强化炉装置，其中，
所述收集部的上面、从所述收集部的上面延伸的所述倾斜部的侧面以及从所述收集部的上面延伸的所述侧壁的内侧面界定沟形状的收集沟。
7.一种玻璃基板化学强化炉装置，其中，包括：
底面部和侧壁，所述底面部和所述侧壁界定反应空间，所述侧壁从所述底面部的边缘延伸；
多个加热器，向所述反应空间提供热；以及
多个超声波发生器，向所述反应空间提供超声波，
所述多个加热器与所述侧壁的内部或者所述侧壁相邻配置，并且所述多个加热器在所述底面部的内部或者所述底面部的上下部侧没有配置，
所述超声波发生器与所述底面部的内部或者所述底面部相邻配置。
8.一种玻璃基板化学强化炉装置，其中，包括：
底面部和侧壁，所述底面部和所述侧壁界定反应空间，所述侧壁从所述底面部的边缘延伸；
多个加热器，向所述反应空间提供热；以及
多孔陶瓷过滤器，构成为吸附微细粒子，
所述多个加热器包括与所述侧壁的内部或者所述侧壁相邻配置的侧壁加热器。
9.根据权利要求8所述的玻璃基板化学强化炉装置，其中，
所述多孔陶瓷过滤器配置于所述反应空间内部。
10.根据权利要求8所述的玻璃基板化学强化炉装置，其中，
所述玻璃基板化学强化炉装置还包括：外部管道，贯通所述侧壁；以及循环泵，与所述外部管道连接，
所述外部管道的一侧入口以及另一侧入口与所述反应空间连接，
所述循环泵构成为从所述外部管道的一侧入口朝向所述外部管道的另一侧入口起到泵作用，
所述多孔陶瓷过滤器配置于所述外部管道的内部。
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