KR101370596B1 - Method for manufacturing a tempered glass - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 강화유리 제조에 관한 것으로, 특히 건식 식각을 이용하여 화학 강화유리를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the production of tempered glass, and more particularly to a method for producing a chemical tempered glass using dry etching.
일반적으로 소다라임 유리를 이용해 만든 화학 강화유리는 표면의 경도가 높아 긁힘이 적고 내충격성이 우수하여 LCD나 OLED 등 전자기기 표시장치의 보호를 위해 널리 사용되고 있다. 특히 최근 휴대폰, 스마트폰 등의 모바일 전자기기의 발전이 급속도로 이루어지면서 표면 경도와 내충격성 등의 기계적 특성이 우수하고 경량화, 슬림화를 만족하는 화학 강화유리가 이들 제품에 많이 사용되고 있다.In general, chemical tempered glass made of soda-lime glass has a high surface hardness, is less scratched, and has excellent impact resistance, and is widely used for protecting electronic display devices such as LCDs and OLEDs. In particular, as the development of mobile electronic devices such as mobile phones and smart phones is rapidly developed, chemically strengthened glass having excellent mechanical properties such as surface hardness and impact resistance, and satisfying light weight and slimness, has been widely used in these products.
일반적인 유리 화학 강화 공정은 도 1에 도시된 바와 같이 와 같은 칼륨 용융액에 소다라임 등의 유리(10)를 침지시켜 유리 내의 Na+ 이온과 Na+ 이온보다 이온 반경이 큰 칼륨 용융액 내의 K+ 이온을 치환시킴으로써, 유리 표면의 압축응력을 발생시킴으로서 이루어진다. 그러나 유리를 화학 강화할 때 유리 표면에 Na+ 이온과 K+ 이온의 치환을 제한하는 여러 요소, 예컨대 유기 오염, 불순물, 유리의 부식층 등이 존재하면 도 2에 도시된 바와 같이 유리 표면의 Na+ 이온과 K+ 이온이 균일하게 치환되지 못하여 화학 강화된 유리 표면의 압축 응력이 불균일하게 된다. 이렇게 불균일한 유리 표면의 압축 응력은 작은 외부 충격에도 국부적으로 파손되거나 크랙(crack)을 유발할 수 있다. 또한 유리 표면의 부분적인 압축응력의 차이에 의한 스트레스(stress)로 인해 화학 강화된 유리의 경도, 강도 및 내충격성을 저해하게 된다. 따라서 K+ 용융액에 유리를 침지하여 화학 강화를 하기 전에 유리 표면을 세정 및 식각하여 Na+ 이온과 K+ 이온의 치환을 제한하는 여러 요소를 제거해야 한다.A typical glass chemical strengthening process is shown in FIG. The
일반적인 세정 방법으로는 KOH나 NaOH 등의 알칼리 수용액 또는 톨루엔, IPA 등의 유기 용제에 유리를 침지하거나 초음파, 브러시 등을 이용하는 방법이 사용되어 왔다. 또한 유리 표면 식각 방법으로는 플루오린화수소산을 주성분으로 하는 산성 용액 또는 플루오린화수소산과 함께 황산, 질산, 염산 및 플루오린화규산 중의 어느 하나를 포함하는 혼합 용액에 유리를 침지하는 습식 식각 방법이 대표적으로 사용되어 왔다.As a general washing method, a glass is immersed in an aqueous alkali solution such as KOH or NaOH, or an organic solvent such as toluene or IPA, or an ultrasonic wave or a brush has been used. The glass surface etching method is typically a wet etching method in which a glass is immersed in an acidic solution mainly composed of hydrofluoric acid or a mixed solution containing sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and hydrofluoric acid together with hydrofluoric acid. Has been used.
그러나 습식 식각법은 유리 표면의 세정 상태에 따라 도 3에서와 같이 부분적으로 미식각(under-etching) 또는 과식각(over-etching)되어 유리 표면 전체에 대해 균일한 식각 상태를 보장하지 못하므로 균일한 강화 품질을 얻지 못할 뿐 아니라 표면의 식각 정도의 차이에 의해 헤이즈 불량을 야기한다. 보다 구체적으로 일반화된 습식 식각법은 화학 반응에 의한 선택적 식각법으로서, 이를 이용할 경우 도 3에 도시된 바와 같이 세정 과정에서 제거되지 못한 미세한 유기 또는 무기 오염물이 식각을 방해하므로 유리 표면이 부분적으로 식각이 되지 않거나, 식각율의 차이에 의해 유리 표면이 전체적으로 불균일하게 된다. 따라서 이러한 유리 표면을 화학 강화하게 되면 도 4에 도시된 바와 같이 불균일한 이온 치환이 되어 화학 강화된 유리 표면의 압축 응력이 불균일하게 된다. 이러한 유리 표면의 불균일한 압축 응력은 강화 유리 표면의 스트레스를 유발하여 화학 강화된 유리의 경도, 강도 및 내충격성 등을 저하시킬 뿐만 아니라 불균일한 표면 조도 유발에 따른 난반사와 헤이즈 불량을 야기한다However, the wet etching method is partially under-etched or over-etched, as shown in FIG. 3, depending on the cleaning state of the glass surface, and thus, the wet etching method does not guarantee a uniform etching state over the entire glass surface. Not only does it get a hardening quality, but it also causes haze defects due to differences in the degree of etching of the surface. More specifically, the general wet etching method is a selective etching method by a chemical reaction, and when it is used, the glass surface is partially etched because fine organic or inorganic contaminants that cannot be removed during the cleaning process as shown in FIG. 3 interfere with the etching. If not, or the difference in the etching rate, the glass surface becomes uneven as a whole. Therefore, when the glass surface is chemically strengthened, as shown in FIG. 4, non-uniform ion substitution results in uneven compressive stress of the chemically strengthened glass surface. The nonuniform compressive stress of the glass surface causes stress on the tempered glass surface, thereby lowering the hardness, strength and impact resistance of the chemically strengthened glass, as well as causing diffuse reflection and haze defects due to uneven surface roughness.
또한 세정 과정에서 상기 오염물을 완벽하게 제거하더라도 일반적인 습식 식각법에 있어서는 습식 식각 후 헹굼 과정에 이르는 동안의 추가적인 식각이 발생하는 점과, 식각 용액의 지속적인 사용 과정에서 식각 용액의 농도, 비중, pH 등이 변화하므로 일정한 품질관리가 어렵다는 점, 그리고 불산계 화합물과 강산성 용액이 인체에 매우 유해할 뿐 아니라, 이를 사용할 경우 발생하는 폐수 등의 산업 폐기물에 의한 환경 오염과 산업 폐기물 처리 비용이 증가하는 문제가 발생한다.In addition, even if the contaminant is completely removed during the cleaning process, in general wet etching, additional etching occurs from the wet etching to the rinsing process, and the concentration, specific gravity, pH, etc. of the etching solution during the continuous use of the etching solution. Due to this change, constant quality control is difficult, and hydrofluoric acid-based compounds and strong acid solutions are not only very harmful to the human body, but also increase the environmental pollution and industrial waste disposal costs such as waste water generated by using them. Occurs.
이에 본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 의해 창안된 것으로서, 유리 표면에 균일한 압축 응력을 발생시켜 균일한 화학 강화 유리를 제조할 수 있는 건식 식각법을 이용한 화학 강화 유리 제조방법을 제공함에 있으며,Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, to provide a method for producing chemically strengthened glass using a dry etching method to produce a uniform chemically strengthened glass by generating a uniform compressive stress on the glass surface,
더 나아가 유리 화학 강화 공정에 있어서 일반적인 습식 식각 방법에서 대두되는 헤이즈 불량과 같은 심각한 품질 문제를 현저히 개선함은 물론, 환경 오염 및 인체 유해성을 현저히 감소시킬 수 있는 건식 식각법을 이용한 화학 강화 유리 제조방법을 제공함에 있다.Furthermore, in the glass chemical strengthening process, a method of manufacturing chemically strengthened glass using dry etching, which not only significantly improves serious quality problems such as poor haze caused by general wet etching methods, but also significantly reduces environmental pollution and human hazards. In providing.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 화학 강화 유리 제조방법은,Chemical tempered glass manufacturing method according to an embodiment of the present invention for solving the above problems,
유리 판재를 원하는 형상으로 가공하고, 가공된 유리 기재 표면에 존재하는 유기물을 제거하기 위한 전처리 단계와,A pretreatment step for processing the glass sheet into a desired shape and removing organic matter present on the processed glass substrate surface,
진공 챔버내에 상기 유기물 제거된 유리 기재를 설치하고, 그 유리 기재 표면을 식각하기 위한 가스 주입후 그 가스가 플라즈마 여기되도록 전압 인가하여 상기 유리 기재 표면을 건식 식각하는 건식 식각 단계와;A dry etching step of installing the glass substrate from which the organic material is removed in a vacuum chamber, and dry etching the glass substrate surface by applying a voltage so that the gas is plasma excited after gas injection for etching the glass substrate surface;
건식 식각한 상기 유리 기재를 이온 치환을 위한 용융액내에 넣어 화학 강화하는 단계와;Chemically strengthening the dry-etched glass substrate in a melt for ion substitution;
화학 강화된 상기 유리 기재를 세정하는 후처리 단계;를 포함함을 특징으로 한다.And a post-treatment step of cleaning the chemically strengthened glass substrate.
더 나아가 상기 건식 식각 단계에서 주입되는 가스가 아르곤 가스임을 특징으로 하되, 이러한 경우 상기 전처리 단계는 적어도 상기 유리 판재를 원하는 형상으로 가공하기 위한 유리 성형 단계와, 유리 성형된 유리 기재의 마스킹을 제거하는 단계 및 상기 마스킹 제거된 유리 기재 표면을 세정하기 위한 단계를 포함함을 특징으로 하며,Furthermore, the gas injected in the dry etching step may be argon gas. In this case, the pretreatment step may include at least a glass forming step for processing the glass plate into a desired shape, and removing masking of the glass-formed glass substrate. And cleaning said unmasked glass substrate surface,
상기 건식 식각 단계에서 주입되는 가스가 아르곤 및 산소 혼합 가스임을 특징으로 하되, 이러한 경우 상기 전처리 단계는 적어도 상기 유리 판재를 원하는 형상으로 가공하기 위한 유리 성형 단계와, 유리 성형된 유리 기재의 마스킹을 제거하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.Characterized in that the gas injected in the dry etching step is a mixture of argon and oxygen, in this case the pretreatment step is at least a glass forming step for processing the glass plate to the desired shape, and removing the masking of the glass molded glass substrate Characterized in that it comprises a step.
더 나아가 상기 건식 식각 단계에서 주입되는 가스가 아르곤, 산소 및 불소계 혼합 가스임을 특징으로 하되, 이러한 경우 상기 전처리 단계는 적어도 상기 유리 판재를 원하는 형상으로 가공하기 위한 유리 성형 단계와, 유리 성형된 유리 기재의 마스킹을 제거하는 단계를 포함함을 특징으로 하며,Further, the gas injected in the dry etching step may be a mixture of argon, oxygen, and fluorine-based gases, in which case the pretreatment step includes at least a glass forming step for processing the glass sheet into a desired shape, and a glass-formed glass substrate. And removing the masking of the
상기 건식 식각 단계에서 주입되는 가스가 아르곤, 산소, 질소, 수소, 헬륨 및 불소계 단일 가스 또는 이들 가스의 혼합가스임을 특징으로 한다.The gas injected in the dry etching step is characterized in that the argon, oxygen, nitrogen, hydrogen, helium and fluorine-based single gas or a mixture of these gases.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명은 유리의 화학 강화 공정 중의 일부 공정으로서, K+ 용융액에 유리를 침지하여 화학 강화를 하기 이전에 유리 표면을 건식 식각함으로서, 유리 기판이 균일하고 원활하게 화학 강화가 되도록 하는 효과를 가지는 발명이다. 보다 구체적으로는 습식 식각 공정에서 유리 표면에 발생하는 미식각, 과식각과 같은 불균일성의 바람직하지 못한 영향을 최소화하여 유리 표면의 압축 응력을 균일하게 발생시킴으로서 균일한 화학 강화 품질을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 종래 습식 식각법에서 발생하는 헤이즈 등의 심각한 품질 불량을 최소화하는 효과를 가진다.According to the embodiment of the present invention as described above, the present invention is a part of the chemical strengthening process of the glass, by immersing the glass in the K + melt to dry etching the glass surface prior to chemical strengthening, so that the glass substrate is uniform It is an invention having the effect of smoothly chemically strengthening. More specifically, it is possible to realize uniform chemical strengthening quality by uniformly generating compressive stress on the glass surface by minimizing undesirable effects such as unevenness and overetching on the glass surface in the wet etching process. It has an effect of minimizing serious quality defects such as haze generated in the conventional wet etching method.
또한 본 발명은 종래의 습식 식각법에서 사용하는 강산성 용액이나 불산계 화합물과 같은 화학 약품을 사용하지 않기 때문에 인체 유해성이 적고 폐수 등과 같은 산업폐기물이 발생하지 않아 별도의 산업폐기물 처리 시설이 불필요하며 친환경적일 뿐만 아니라, 전력과 가스 만을 사용하므로 화학 약품을 사용하고 산업폐기물의 처리를 해야 하는 종래의 습식 식각법에 비해 제조비용을 낮추는 효과를 가진다.In addition, since the present invention does not use strong acidic solutions or chemicals such as hydrofluoric acid compounds used in the conventional wet etching method, it is less harmful to the human body and does not generate industrial waste such as wastewater, and thus does not require a separate industrial waste treatment facility and is environmentally friendly. In addition, since only the power and gas are used, the manufacturing cost is lowered compared to the conventional wet etching method, which requires chemical treatment and industrial waste treatment.
또한 종래의 습식 식각 공정 이전에 수행하는 세정 공정 대신 상기의 산소 플라즈마를 이용한 건식 애싱(ashing) 공정을 이용하면 습식 세정과 습식 식각의 두 단계를 거쳐야 하는 습식 에칭에 비해 공정을 단순화하고 제조비용을 낮추는 효과를 가지는 유용한 발명이다.In addition, if the dry ashing process using the oxygen plasma is used instead of the cleaning process performed before the conventional wet etching process, the process is simplified and the manufacturing cost is reduced compared to the wet etching which requires the two steps of wet cleaning and wet etching. It is a useful invention having a lowering effect.
도 1은 일반적인 유리 화학 강화에 대한 모식도.
도 2는 일반적인 유리 화학 강화 공정에서 유리 표면에 잔존하는 유기 내지 무기 오염과 부식층에 의해 불균일한 이온치환 반응에 관한 모식도.
도 3은 유리 화학 강화 공정에서 일반적인 습식 식각법에 의해 발생하는 불균일한 유리 표면의 식각 상태에 대한 모식도.
도 4는 일반적인 방법으로 유리 표면을 습식 식각한 후 화학 강화한 유리 기재 표면에 대한 모식도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 건식 식각법을 이용한 화학 강화 유리 제조방법을 설명하기 위한 공정 흐름도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 화학 강화 유리 제조시 이용 가능한 외부 이온 발생기를 포함한 건식 식각 장치의 개략 구성 예시도.
도 7은 도 5중 건식 식각 공정을 설명하기 위해 필요한 아르곤 가스의 플라즈마 여기(excitation)와 아르곤 이온의 가속에 대한 모식도.
도 8a 내지 도 8c 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 건식 식각 공정 수행시의 유리 표면 식각상태를 예시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 화학 강화유리의 강화정도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면.1 is a schematic diagram for general glass chemical strengthening.
FIG. 2 is a schematic diagram of a heterogeneous ion substitution reaction due to organic to inorganic contamination and corrosion layer remaining on the glass surface in a general glass chemical strengthening process. FIG.
Figure 3 is a schematic diagram of the etching state of the non-uniform glass surface caused by the general wet etching method in the glass chemical strengthening process.
4 is a schematic view of a glass substrate surface chemically strengthened after wet etching the glass surface in a general manner.
5 is a process flow chart for explaining a method for producing chemically strengthened glass using a dry etching method according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a dry etching apparatus including an external ion generator that may be used in manufacturing chemically strengthened glass according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram of plasma excitation of argon gas and acceleration of argon ions required to explain the dry etching process of FIG. 5. FIG.
8A to 8C and 9 are views illustrating a glass surface etching state when performing a dry etching process according to an embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining a method of measuring the degree of strengthening of the chemical strengthened glass produced according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
우선 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 건식 식각법을 이용한 화학 강화 유리 제조방법을 설명하기 위한 공정 흐름도를 예시한 것이다. 도 5에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 건식 식각법을 이용한 화학 강화 유리 제조 방법은 준비된 유리 판재를 1차 세정하는 단계(S10), 1차 세정한 유리 판재의 양면을 보호 테이프 또는 스크린 프린팅을 이용해 보호 잉크를 코팅하는 필름 마스킹 단계(S20), 상기 보호 테이프나 보호 잉크가 코팅된 유리 판재를 원하는 형상으로 가공하는 유리 성형 단계(S30), 성형된 유리 기재 양면에 코팅된 보호 테이프나 보호 잉크를 제거하는 마스킹 제거 단계(S40), 가공된 유리 기재를 2차 세정하는 단계(S50), 2차 세정한 유리 기재를 건식 식각하는 단계(S60), 건식 식각된 유리 기재를 화학 강화하는 단계(S70)와 냉각 및 3차 세정 단계(S80, S90)를 거쳐 완성되는 것으로서, 보다 구체적인 제조 방법은 하기에서 상세히 설명하기로 한다.First, Figure 5 illustrates a process flow diagram for explaining a method for producing chemically strengthened glass using a dry etching method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, in the method of manufacturing chemically strengthened glass using the dry etching method according to the exemplary embodiment of the present invention, the first step of cleaning the prepared glass sheet (S10), the both sides of the primary cleaned glass sheet are protected by a tape or Film masking step of coating the protective ink using screen printing (S20), glass forming step (S30) of processing the protective sheet or the glass plate coated with the protective ink into a desired shape, protective tape coated on both sides of the molded glass substrate B) Masking removal step of removing the protective ink (S40), secondary cleaning of the processed glass substrate (S50), dry etching the secondary cleaned glass substrate (S60), chemically strengthening the dry etched glass substrate To be completed through the step (S70) and the cooling and tertiary cleaning step (S80, S90), a more specific manufacturing method will be described in detail below.
우선 본 발명의 실시예에 따른 건식 식각법을 이용한 화학 강화유리를 제조하기 위해 유리 판재를 준비한다. 유리 판재는 소다라임 유리, 알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리 등과 같이 이온 치환법에 의해 화학 강화가 가능한 것이어야 한다. 또한 유리 판재는 산화칼륨을 실질적으로 함유하고 있지 않은 원료 성분으로부터 제조되는 것이 바람직하다.First, a glass sheet is prepared to manufacture chemically strengthened glass using a dry etching method according to an embodiment of the present invention. The glass sheet should be one capable of chemical strengthening by ion substitution such as soda lime glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, and the like. Moreover, it is preferable that a glass plate material is manufactured from the raw material component which does not contain potassium oxide substantially.
유리 판재가 준비되면 본 발명의 실시예에 따른 건식 식각법을 이용한 화학 강화유리를 제조하기 위한 첫 단계로서 준비된 유리 판재의 표면에 남아 있는 유기 오염 또는 무기 오염을 제거하기 위한 1차 세정 단계(S10)를 수행한다. 유기 오염을 제거하기 위해서는 NaOH 또는 KaOH 수용액과 같은 알칼리 수용액에 유리 판재를 침지시키거나 아세톤, 톨루엔, 자일렌 등의 유기 용제에 유리 판재를 침지시킨다. 무기 오염을 제거하기 위해서는 황산, 질산과 같은 산성 용액이나 과산화수소수 등에 침지하는 방법을 이용한다. 유기 오염과 무기 오염을 동시에 제거하기 위해 Deconex 사의 FPD-100, OP-151 등을 1 중량% 내지 15 중량%의 비율로 물에 희석한 용액에 유리 판재를 침지하는 방법을 이용한다. 상기 세정 단계에서 유리 표면의 유기 또는 무기 오염을 보다 효과적으로 제거하기 위해 세정조에 초음파를 인가하거나 세정 용액의 온도를 40 도 내지 80 도 정도로 높이는 것이 바람직하다. 또한 상기 세정 용액 내에서 나일론 브러시나 PVA 스폰지 등의 롤 보디(roll body)로 유리 표면을 문지르는 스크러빙법을 사용하면 보다 효과적으로 유기 또는 무기 오염을 제거할 수 있다.When the glass sheet is prepared, as a first step for preparing a chemically strengthened glass using a dry etching method according to an embodiment of the present invention, a first cleaning step for removing organic or inorganic contamination remaining on the surface of the prepared glass sheet (S10). ). In order to remove organic contamination, the glass sheet is immersed in an aqueous alkali solution such as NaOH or KaOH aqueous solution, or the glass sheet is immersed in an organic solvent such as acetone, toluene, xylene or the like. In order to remove inorganic contamination, a method of dipping in an acidic solution such as sulfuric acid or nitric acid or hydrogen peroxide solution is used. In order to remove both organic and inorganic pollution at the same time, glass plates are immersed in a solution diluted in water at a ratio of 1% to 15% by weight of FPD-100, OP-151, etc., of Deconex. In the cleaning step, in order to more effectively remove organic or inorganic contamination of the glass surface, it is preferable to apply ultrasonic waves to the cleaning bath or to raise the temperature of the cleaning solution to about 40 to 80 degrees. In addition, the scrubbing method of rubbing the glass surface with a roll body such as a nylon brush or PVA sponge in the cleaning solution can more effectively remove organic or inorganic contamination.
1차 세정이 끝나면 준비된 유리 판재를 원하는 형상으로 가공하기 위한 전단계로서 필름 마스킹 단계(S20)를 수행한다. 일반적인 NC 가공 과정에서 발생하는 유리 이물에 의한 유리 표면의 오염과 스크래치를 방지하고 가공면 모서리의 치핑(chipping) 발생을 최소화하기 위해 보호 테이프 또는 보호 잉크를 유리 판재 양면에 코팅한다. 일반적으로 보호 테이프은 라미네이팅법으로, 보호 잉크는 실크 인쇄법으로 코팅한다. 보호 잉크를 사용할 경우 보호 잉크는 유기 용제나 물에 쉽게 용해되거나 물리적으로 쉽게 떼어낼 수 있는 것이어야 한다. 이후 필름 마스킹 단계에서 준비된 양면이 보호 필름 또는 보호 잉크로 보호된 유리 판재를 NC 가공기를 이용하여 원하는 형상으로 가공하는 유리 성형 단계(S30)를 수행한다.After the first cleaning is completed, the film masking step S20 is performed as a preliminary step for processing the prepared glass sheet into a desired shape. Protective tape or protective ink is coated on both sides of the glass plate to prevent contamination of the glass surface and scratches by glass foreign materials generated during normal NC machining and to minimize chipping of the edges of the machined surface. In general, the protective tape is coated by laminating, and the protective ink is coated by silk printing. If protective ink is used, the protective ink must be readily soluble in organic solvents or water or physically removable. Thereafter, the glass forming step (S30) of processing the glass plate having both surfaces prepared in the film masking step with the protective film or the protective ink to a desired shape using an NC processing machine is performed.
유리 성형이 이루어지면 성형된 유리 기재의 양면에 코팅된 보호 테이프 또는 보호 잉크를 제거하는 마스킹 제거 단계(S40)를 수행한다. 참고적으로 보호 잉크는 보호 잉크를 용해할 수 있는 유기 용제 또는 60 ~ 100 ℃의 물에 침지하여 제거한다.When the glass molding is performed, a masking removing step (S40) of removing the protective tape or the protective ink coated on both surfaces of the molded glass substrate is performed. For reference, the protective ink is removed by dipping in an organic solvent capable of dissolving the protective ink or water at 60 to 100 ° C.
이후 마스킹 제거된 유리 기재의 표면을 2차 세정하는 단계(S50)를 수행한다. 2차 세정 단계(S50)에서는 유리 표면에 남아 있는 보호 테이프의 점착 물질(residue)이나 유기 잔막을 유기 세정액에 침지하여 제거한다. 유기 세정액으로는 1차 세정단계에서 유기 오염 제거에 사용한 알칼리 수용액 또는 유기 용제를 사용하며 초음파를 이용하거나 세정액을 가열하면 보다 효과적이다.Thereafter, a second cleaning step (S50) of the surface of the unmasked glass substrate is performed. In the second cleaning step S50, the adhesive material or the organic residual film of the protective tape remaining on the glass surface is immersed in the organic cleaning liquid and removed. As the organic cleaning liquid, an alkaline aqueous solution or an organic solvent used for removing organic contamination in the first cleaning step is used, and it is more effective to use ultrasonic waves or to heat the cleaning liquid.
2차 세정이 끝나면 2차 세정된 유리 기재의 표면을 건식 식각하는 단계(S60단계)를 수행한다. 유리 기재의 표면을 건식 식각하는 단계는 유리 표면의 부식층과 같이 유리 표면의 Na+ 이온과 질산칼륨 용융액 내의 K+ 이온의 치환을 제한하는 부정적 요인을 제거하여 유리 기재의 보다 균일한 화학 강화를 제공하기 위한 것이다.After the secondary cleaning, dry etching the surface of the secondary cleaned glass substrate is performed (step S60). Dry etching the surface of the glass substrate is intended to provide a more uniform chemical strengthening of the glass substrate by removing negative factors that limit the substitution of Na + ions on the glass surface and K + ions in the molten potassium nitrate solution, such as the corrosion layer on the glass surface. will be.
참고적으로 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유리 기재의 표면을 건식 식각하는 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이 유리 기재(100)를 공정 챔버(110) 내에 장착된 이온 소스(120:애노드 전극)에 마주보도록 위치한 서셉터 위에 올려놓은 뒤 배기 펌프(130)를 가동하여 배기를 한다. 진공 배기를 시작하여 베이스 진공도(torr)에 도달하면 MFC를 통해 아르곤 가스(140)를 주입한다. 이때 베이스 진공도는 2 X 10-5 torr 내지 5 X 10-4 torr가 적당하며 아르곤 가스의 주입양은 50 sccm 내지 2,000 sccm 정도가 적당하다. 아르곤 가스를 주입한 상태의 공정 진공도는 2 X 10-4 Torr 내지 5 X 10-3 torr 정도가 적당하다. 아르곤 가스를 주입한 후 이온 소스(120)에 전압을 인가하면 아르곤 가스가 여기(excited)되어 아르곤 플라즈마가 형성된다. 이를 아르곤 가스의 플라즈마 여기(excitation)와 아르곤 이온의 가속에 대한 모식도를 나타낸 도 7을 참조하여 부연 설명하면,For reference, Figure 6 schematically shows an apparatus for dry etching the surface of the glass substrate according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the
우선 진공 챔버 내에 양극판인 이온소스(120)를 접지판(150)과 반대편에 설치한 후 두 판 사이에 아르곤 가스를 주입한 뒤 전압을 인가하면, 일정 전압 이상에서 상기의 두 판 사이에 아르곤 플라즈마가 형성된다. 이렇게 형성된 플라즈마 내의 아르곤 이온(Ar+)은 이온소스(120)와 접지판(150) 사이의 전위차에 의해 접지판(150) 쪽으로 가속된다. 따라서 접지판(150) 위에 유리 기재(100)를 위치시킨 뒤 이온소스(120)에 전압을 인가하여 아르곤 이온을 가속하게 되면, 가속된 아르곤 이온이 유리의 표면을 때려 유리 표면이 도 8a에 도시한 바와 같이 미세하게 물리적으로 식각 된다. 도 8a는 상술한 아르곤 이온 건식 식각법으로 유리 기재(100)의 표면을 식각한 상태를 예시한 것으로, 식각된 유리 기재(100)의 표면에 일부 유무기 오염이 잔존하지만 기존 습식 식각법에 비해 유리 표면이 현저히 균일해 졌다는 것을 확인할 수 있다.First, the
참고적으로 이온 소스(120)에 인가하는 전압은 600 V 내지 5,000 V가 적당하며, 이온 소스(120)에 영구 자석을 적당히 배치하면 아르곤 이온을 나선 운동으로 가속하므로 플라즈마의 밀도를 높이는데 효과적이다. 유리 기재(100)의 이온 식각 시간은 대략 10 초 내지 300 초가 적당하며 균일한 이온 식각을 위해 유리 기재를 회전하는 것이 효과적이다. 유리 기재(100)의 한쪽 표면을 식각하고 나면 다른 한쪽 표면을 식각해야 한다. 이는 공정 챔버(110) 내에 적당히 고안된 기구물을 이용해 진공을 파기하지 않고 유리 기재(100)를 뒤집어 실시할 수도 있고, 유리 기재(100)의 양쪽에 이온 소스(120)를 설치하여 동시에 유리 기재 양면을 식각할 수도 있다. 참고적으로 플라즈마 여기된 가스 이온의 방향은 유리 기재(100)면에 수직인 방향으로부터 0∼60도 범위 내에서 입사되는 것이 바람직하다.For reference, the voltage applied to the
유리 기재(100)를 건식 식각하는 또 다른 방법으로서 아르곤 및 산소 혼합가스를 이용한 건식 식각법이 사용될 수도 있다. 즉, 공정 챔버(110) 내에 아르곤 가스와 함께 산소를 주입하게 되면 여기된(excited) 산소 플라즈마의 강한 산화 작용에 의해 유기물을 태워 없앨 수 있다. 산소 플라즈마에 의해 산화된 유기물은 기화되어 배기 펌프(130)에 의해 진공 챔버(110) 밖으로 배출된다. 따라서 유기 기재(100)의 건식 식각 단계(S60)에서 아르곤 가스와 함께 산소를 주입하면 2차 세정 단계(S50)에서 유리 표면에 남아 있는 유기 잔유물, 예컨대 유기 잔막이나 보호 테이프의 점착 물질 등을 효과적으로 제거할 수 있으므로, 도 8b에 도시된 바와 같이 보다 균일한 유리 기재(100) 표면을 얻을 수 있다. 뿐만 아니라 아르곤 플라즈마에 의한 물리적 식각을 하기 전에 5 분 내지 120 분에 걸쳐 유리 기재(100)의 표면을 산소 플라즈마로 우선 처리하게 되면 유기 오염의 세정을 대신할 수 있으므로 상술한 2차 세정 단계(S50)를 생략해도 무방하다. 즉, 아르곤 이온을 이용해 유리표면을 식각하기 전에 산소 또는 산소-아르곤 혼합가스를 이용하여 유리 표면의 유기 오염을 제거하면 보다 균일한 유리 식각 표면을 얻을 수 있다. 이러한 유리 표면을 화학 강화하게 되면, 도 9에 도시된 바와 같이 균일한 이온 치환에 의해 화학 강화된 유리 표면의 압축 응력 또한 균일하게 되어, 결과적으로 유리의 경도, 강도, 내충격성을 개선할 뿐만 아니라 난반사와 헤이즈 불량의 발생을 최소화할 수 있다.As another method of dry etching the
또 다른 건식 식각 방법으로서, 아르곤 가스와 불소계 반응성 가스를 이용한 건식 식각법이 사용될 수도 있다. 즉 공정 챔버(110) 내에 아르곤 가스와 함께 CF4와 같은 불소계 반응성 가스(reactive gas)를 주입하면, 불소계 반응성 가스가 유리 기재(100)의 표면과 반응하여 반응성 이온 식각(reactive ion etching)이 이루어진다. 반응성 이온 식각은 물리적 식각에 비해 식각률(etching rate)이 현저하게 높아 식각 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 도 8c에 도시된 바와 같이 유리 기재(100) 표면의 미세한 스크래치, 유리 기재의 가공 과정에서 모서리 부근에 발생하는 미세한 크랙(micro crack) 등을 제거 내지 완화시키므로서, 화학 강화 유리의 강도, 내충격성 및 광학적 특성을 향상시킨다.As another dry etching method, a dry etching method using argon gas and a fluorine-based reactive gas may be used. That is, when a fluorine-based reactive gas such as CF 4 is injected into the
아르곤과 산소의 혼합 가스를 주입하거나 아르곤과 불소계 반응성 가스를 주입하는 단계는 아르곤 가스만을 주입하는 단계의 전후 단계에서 실시하여 그 효과를 최대화할 수 있다.Injecting a mixed gas of argon and oxygen or injecting an argon and fluorine-based reactive gas may be carried out before and after the step of injecting only argon gas to maximize the effect.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 건식 식각 단계(S60)는 아르곤 가스에 의한 건식 식각 단계와 아르곤-산소 혼합 가스에 의한 건식 식각 단계, 아르곤-불소계 반응성 가스에 의한 건식 식각 단계 중 어느 하나에 의해 처리될 수 있다. 이들 세 가지의 건식 식각 단계를 평가하기 위해 다음과 같은 조건에서 실험한 데이터를 하기에서 언급하면, 우선 아르곤 가스의 경우 아르곤 350 sccm을 공정 챔버에 주입하였으며 이때의 공정 진공도는 2.7 X 10-4 torr였다. 또한 3,000 V의 전압과 156 mA의 전류를 인가하였다. 그리고 아르곤-산소 혼합 가스의 경우에는, 아르곤 320 sccm, 산소 50 sccm의 유량으로 공정 챔버에 주입하였으며 이때의 공정 진공도는 2.8 X 10-4 torr였다. 또한 3,000 V의 전압과 150 mA의 전류를 인가하였다. 마지막으로 아르곤-산소-불소계 반응성 가스의 경우 아르곤 270 sccm, 산소 50 sccm, CF4 50 sccm을 공정 챔버에 주입하였으며 이때의 공정 진공도는 2.9 X 10-4 torr였다. 또한 3,000 V의 전압과 159 mA의 전류를 인가하였다.As described above, the dry etching step (S60) according to the embodiment of the present invention is any one of the dry etching step by argon gas, the dry etching step by argon-oxygen mixed gas, the dry etching step by argon-fluorine-based reactive gas. Can be processed by one. In order to evaluate these three dry etching steps, the following experimental data were mentioned below. First, 350 sccm of argon was injected into the process chamber for argon gas, and the process vacuum was 2.7 X 10 -4 torr. It was. In addition, a voltage of 3,000 V and a current of 156 mA were applied. In the case of the argon-oxygen mixed gas, argon was injected into the process chamber at a flow rate of 320 sccm and oxygen 50 sccm, and the process vacuum at this time was 2.8 × 10 −4 torr. In addition, a voltage of 3,000 V and a current of 150 mA were applied. Finally, in the case of argon-oxygen-fluorine-based reactive gas, 270 sccm of argon, 50 sccm of oxygen, and 50 sccm of CF4 were injected into the process chamber, and the process vacuum was 2.9 X 10 -4 torr. In addition, a voltage of 3,000 V and a current of 159 mA were applied.
상기 세 가지 조건으로 유리 기재(100)의 표면을 건식 식각하여 50 W 할로겐 램프를 이용하여 암실에서 목시 검사를 하였다. 목시 검사 결과 종래 습식 식각법을 이용하여 유리 기재(100) 표면을 식각한 경우 50 W 할로겐 램프로 유리 표면을 비추었을 때 유리 기재의 표면에 헤이즈(haze) 현상이 나타난 반면, 아르곤 가스 만으로 건식 식각한 경우 유리 표면의 헤이즈 현상이 급격하게 감소하였고, 아르곤-산소 혼합 가스와 아르곤-산소-불소계 반응성 가스로 건식 식각한 경우에는 목시 검사로 헤이즈 현상을 검출할 수 없었다.Dry etching the surface of the
이상에서 설명한 건식 식간 단계(S60)가 수행 완료되면, 이후 건식 식각한 유리 기재(100)를 화학 강화하는 단계(S70)를 수행한다. 화학 강화는 질산칼륨과 같은 용융염을 사용하여 300℃ 내지 450℃ 의 용융염 온도에서 1 내지 30 시간 동안 실시된다. 특히 화학 강화는 질산칼륨 또는 질산나트륨의 용융염을 사용하여 유리 기재의 유리 전이점(glass transition temperature) 이하의 온도에서 실시되는 것이 바람직하다. 이와 같은 저온 화학 강화는 표면층의 알칼리 이온을 큰 이온 반경의 이온과 교환 가능하게 해준다. 이 경우 처리 시간은 16 시간 이하인 것이 바람직하다.When the dry etching step S60 described above is completed, the step S70 of chemically strengthening the dry-etched
화학 강화를 수행한 후에는 냉각 단계(S80)를 수행한다. 화학 강화시에는 강화 처리된 유리 기재(100)를 서서히 냉각시키는 것이 필요하다. 이는 서냉 단계를 통해 유리의 파손을 막고 표면의 압축 강도를 얻으면서 동시에 조직의 조밀성 및 미려한 표면을 얻기 위함이다. 냉각 단계(S80) 이후 서냉된 유리 기재(100)를 3차 세정하는 단계(S90)를 수행한다. 화학 강화 후 유리 기재(100)는 표면에 용융염과 같은 이물질이 남아 있을 수 있으며, 이를 위해 물 또는 세정제를 희석한 물에 유리 기재(100)를 침지하여 세정할 수 있다. 침지법을 이용한 세정의 경우 초음파를 인가하여 보다 효과적인 세정이 가능하며, 나일론 브러시 또는 PVA 스폰지와 같은 롤 보디(roll body)에 유리 기재를 접촉시키는 스크러빙법이 사용될 수 있다.After performing the chemical strengthening is performed a cooling step (S80). In chemical strengthening, it is necessary to gradually cool the
이하 상술한 바와 같은 건식 식각법을 이용하여 화학 강화 유리를 제조한 실시예들을 예시하고, 그 예시 사례에 따라 제조된 화학 강화 유리의 강도와 유리 기재 표면의 헤이즈 불량 검사 결과를 부연 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of manufacturing the chemically strengthened glass using the dry etching method as described above will be described, and the strength of the chemically strengthened glass manufactured according to the exemplary example and the haze defect inspection result of the glass substrate surface will be described in detail. .
[실시예 1]Example 1
우선 370mm(짧은 변) X 470mm(긴 변) X 1.7mm(두께)의 소다라임 글라스 판재를 준비한다. 이 유리 판재를 Deconex 사의 FPD-100을 초순수에 3 중량%로 희석한 세정액에 50 ℃ 의 온도에서 5 분간 침지하여 1차 세정을 한다. 1차 세정이 끝난 유리 판재의 양면을 저점착 보호 필름을 라미네이팅하여 합지한다. 이렇게 보호 필름이 부착된 유리 판재를 NC 라우터를 이용하여 50mm X 110mm의 크기로 초당 1.8 mm의 선속도로 가공한다. 가공이 끝난 유리 기재의 양면에 부착된 보호 필름을 제거한 후 1차 세정과 동일한 조건으로 2차 세정을 한 후, 도 6에 도시된 건식 식각 장치에서 건식 식각을 한다. 이때 베이스 진공도는 3.0 X 10-5torr, 아르곤 가스의 주입량은 350sccm, 공정 진공도는 2.7 X 10-4torr 이며 이온 소스에 인가된 전압은 3,000 V, 전류는 156 mA 이다. 상기의 조건으로 건식 식각된 유리 기재는 360 ℃의 60 중량% KNO3 및 40 중량% NaNO3의 혼합염 처리욕에 6 시간 동안 침지되어 화학 강화된다. 그런 다음, 유리 기재는 표면에 부착된 용융염과 같은 이물질을 제거하기 위해 물세정된다. 이와 같이 하여 실시예 1의 유리 기재가 제작된다. 이와 같이 얻어진 유리 기재에 대해서 도 10에 도시한 장치를 사용하여 강도 측정이 이루어진다. 구체적으로는 도 10에 도시한 바와 같이 중앙부에 유리 기재보다 작은 개구부를 가지는 지지대 상에 유리 기재가 놓여 진다. 그런 다음 유리 기재의 중앙부가 일정 높이에서 자유 낙하로 강하되는 가압구(300)에 의해 가압된다. 가압구(300)의 재질은 SUS303이며 무게는 130g이다. 이에 의해 유리 기재가 파괴될 때의 가압구(300)의 높이로서 유리 기재의 파괴 하중이 측정된다. 동일한 강도 측정을 10 장의 유리 기재에 대해서 행하여, 강도의 평균값, 최대값 및 표준편차를 정한다. 또한 암실에서 50 W 할로겐 램프를 45 도의 각도로 유리 기재의 표면에 비추어 유리 기재 표면을 목시 검사하여 헤이즈 불량의 유무를 판단한다. 상기 유리 기재의 강도와 유리 기재 표면의 헤이즈 불량 검사 결과를 하기 표 1에 나타낸다.First, prepare soda-lime glass sheet of 370mm (short side) X 470mm (long side) X 1.7mm (thickness). The glass plate was immersed for 5 minutes at a temperature of 50 ° C. in a cleaning solution diluted with 3% by weight of FPD-100, manufactured by Deconex, in ultrapure water and subjected to primary cleaning. Both surfaces of the glass plate material after primary washing are laminated by laminating a low adhesion protective film. The glass plate with the protective film is processed using a NC router at a linear speed of 1.8 mm per second in a size of 50 mm x 110 mm. After removing the protective film attached to both sides of the finished glass substrate, the second cleaning under the same conditions as the first cleaning, and then dry etching in the dry etching apparatus shown in FIG. At this time, the base vacuum degree is 3.0 X 10 -5 torr, the injection amount of argon gas is 350sccm, the process vacuum is 2.7 X 10 -4 torr, the voltage applied to the ion source is 3,000 V, the current is 156 mA. The glass substrate dry-etched under the above conditions was immersed in a mixed salt treatment bath of 60 wt% KNO 3 and 40 wt% NaNO 3 for 6 hours at 360 ° C. for chemical strengthening. The glass substrate is then washed with water to remove foreign matter such as molten salts attached to the surface. In this way, the glass base material of Example 1 is produced. About the glass base material thus obtained, strength measurement is performed using the apparatus shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 10, a glass base material is placed on the support which has an opening part smaller than a glass base part in a center part. Then, the central portion of the glass substrate is pressed by the
[실시예 2][Example 2]
실시예 1과 마찬가지로 동일한 형상으로 성형되어 2차 세정이 끝난 유리 기재를 본 발명에서 고안된 건식 식각 장비에서 건식 식각을 한다. 이때 베이스 진공도는 3.0 X 10-5torr, 아르곤 가스와 산소 가스의 주입량은 각각 320sccm, 50sccm이며 공정 진공도는 2.8 X 10-4 torr, 이온 소스에 인가된 전압은 3,000 V, 전류는 150 mA 이다. 상기의 조건으로 건식 식각된 유리 기재는 실시예 1과 마찬가지로 동일한 조건에서 화학 강화된 다음 유리 기재 표면에 부착된 용융염과 같은 이물질을 제거하기 위해 물세정된다. 이와 같이 하여 실시예 2의 유리 기재가 제작된다. 이와 같이 얻어진 유리 기재에 대해서 실시예 1과 마찬가지로 도 10에 도시한 장치를 사용하여 강도 측정과 헤이즈 불량의 유무 판단이 이루어지며 상기 실시예 2의 유리 기재의 강도와 유리 기재 표면의 헤이즈 불량 검사 결과를 하기 표 1에 나타낸다.In the same manner as in Example 1, the glass substrate, which is formed in the same shape and has been subjected to the second cleaning, is subjected to dry etching in the dry etching equipment devised in the present invention. At this time, the base vacuum degree is 3.0 X 10 -5 torr, the injection amounts of argon gas and oxygen gas are 320sccm and 50sccm, respectively, and the process vacuum is 2.8 X 10 -4 torr, the voltage applied to the ion source is 3,000 V and the current is 150 mA. The glass substrate dry etched under the above conditions was chemically strengthened under the same conditions as in Example 1 and then washed with water to remove foreign substances such as molten salts attached to the surface of the glass substrate. In this way, the glass base material of Example 2 is produced. The glass substrate thus obtained was subjected to the strength measurement and the determination of the presence or absence of haze defects using the apparatus shown in FIG. 10 as in Example 1, and the strength of the glass substrate of Example 2 and the haze defect inspection results on the surface of the glass substrate. Is shown in Table 1 below.
[실시예 3][Example 3]
실시예 1과 마찬가지로 동일한 형상으로 성형되어 2차 세정이 끝난 유리 기재를 도 6에 도시한 건식 식각 장치에서 건식 식각을 한다. 이때 베이스 진공도는 3.0 X 10-5torr, 아르곤 가스와 산소 가스, 그리고 CF4의 주입량은 각각 270sccm, 50sccm, 50sccm이며 공정 진공도는 2.9 X 10-4 torr, 이온 소스에 인가된 전압은 3,000 V, 전류는 159mA 이다. 상기의 조건으로 건식 식각된 유리 기재는 실시예 1과 마찬가지로 동일한 조건에서 화학 강화된 다음 유리 기재 표면에 부착된 용융염과 같은 이물질을 제거하기 위해 물세정된다. 이와 같이 하여 실시예 3의 유리 기재가 제작된다. 이와 같이 얻어진 유리 기재에 대해서 실시예 1과 마찬가지로 도 10에 도시한 장치를 사용하여 강도 측정과 헤이즈 불량의 유무 판단이 이루어지며 상기 실시예 3의 유리 기재의 강도와 유리 기재 표면의 헤이즈 불량 검사 결과를 하기 표 1에 나타낸다.In the same manner as in Example 1, the glass substrate, which has been molded in the same shape and has undergone secondary cleaning, is subjected to dry etching in the dry etching apparatus shown in FIG. 6. At this time, the base vacuum degree is 3.0 X 10 -5 torr, the argon gas, oxygen gas, and CF4 injection amount is 270 sccm, 50 sccm, 50 sccm, respectively, and the process vacuum is 2.9 X 10 -4 torr, and the voltage applied to the ion source is 3,000 V, current Is 159mA. The glass substrate dry etched under the above conditions was chemically strengthened under the same conditions as in Example 1 and then washed with water to remove foreign substances such as molten salts attached to the surface of the glass substrate. In this way, the glass substrate of Example 3 is produced. The glass substrate thus obtained was subjected to the strength measurement and the determination of the presence or absence of a haze defect using the apparatus shown in FIG. 10 as in Example 1, and the strength of the glass substrate of Example 3 and a haze defect inspection result of the glass substrate surface. Is shown in Table 1 below.
[비교예 1]Comparative Example 1
실시예 1과 마찬가지로 동일한 형상으로 성형되어 2차 세정이 끝난 유리 기재를 실시예 1과 마찬가지로 동일한 조건에서 화학 강화된 다음 유리 기재 표면에 부착된 용융염과 같은 이물질을 제거하기 위해 물세정된다. 이와 같이 하여 비교예 1의 유리 기재가 제작된다. 이와 같이 얻어진 유리 기재에 대해서 실시예 1과 마찬가지로 도 10에 도시한 장치를 사용하여 강도 측정과 헤이즈 불량의 유무 판단이 이루어지며 상기 비교예 1의 유리 기재의 강도와 유리 기재 표면의 헤이즈 불량 검사 결과를 하기 표 1에 나타낸다.As in Example 1, the glass substrate, which was formed into the same shape and subjected to the second cleaning, was chemically strengthened under the same conditions as in Example 1, and then washed with water to remove foreign substances such as molten salt attached to the glass substrate surface. In this way, the glass base material of the comparative example 1 is produced. The glass substrate thus obtained was subjected to the strength measurement and the determination of the presence or absence of a haze defect using the apparatus shown in FIG. 10 as in Example 1, and the strength of the glass substrate of Comparative Example 1 and a haze defect inspection result of the glass substrate surface. Is shown in Table 1 below.
[비교예 2][Comparative Example 2]
실시예 1과 마찬가지로 동일한 형상으로 성형되어 2차 세정이 끝난 유리 기재의 표면을 종래의 습식 식각법에 의해 습식 식각한다. 이때 습식 식각을 위한 식각액으로 플루오린화수소산과 플루오린화규산 혼합액을 사용하며, 식각액의 온도는 60 ℃, 식각 시간은 10분이다. 상기의 조건으로 습식 식각된 유리 기재는 실시예 1과 마찬가지로 동일한 조건에서 화학 강화된 다음 유리 기재 표면에 부착된 용융염과 같은 이물질을 제거하기 위해 물세정된다. 이와 같이 하여 비교예 2의 유리 기재가 제작된다. 이와 같이 얻어진 유리 기재에 대해서 실시예 1과 마찬가지로 도 10에 도시한 장치를 사용하여 강도 측정과 헤이즈 불량의 유무 판단이 이루어지며 상기 비교예 2의 유리 기재의 강도와 유리 기재 표면의 헤이즈 불량 검사 결과를 하기 표 1에 나타낸다.The surface of the glass base material which was shape | molded in the same shape and the 2nd washing | cleaning similarly to Example 1 is wet-etched by the conventional wet etching method. In this case, a hydrofluoric acid and a fluorinated silicate mixture is used as an etchant for wet etching. The temperature of the etchant is 60 ° C. and the etching time is 10 minutes. The glass substrate wet etched under the above conditions was chemically strengthened under the same conditions as in Example 1 and then washed with water to remove foreign substances such as molten salts attached to the glass substrate surface. In this way, the glass substrate of Comparative Example 2 is produced. The glass substrate thus obtained was subjected to the strength measurement and the determination of the presence or absence of haze defects using the apparatus shown in FIG. 10 as in Example 1, and the strength of the glass substrate of Comparative Example 2 and the haze defect inspection result of the glass substrate surface. Is shown in Table 1 below.
표 1로부터 알 수 있듯이 실시예 1 내지 실시예 3의 유리 기재는 식각 공정이 생략된 비교예 1에 비해 매우 높은 파괴 강도를 갖으며 파괴 강도에 있어 작은 표준편차를 나타낸다. 또한 실시예 1 내지 실시예 3의 유리 기재는 비교예 1에 비해 헤이즈 불량이 크게 개선되었다. 이러한 결과는 유리 기재의 표면이 건식 식각에 의해 매우 균일화되었기 때문이다.As can be seen from Table 1, the glass substrates of Examples 1 to 3 have a very high fracture strength and exhibit a small standard deviation in fracture strength compared to Comparative Example 1 in which the etching process is omitted. In addition, the glass substrates of Examples 1 to 3 significantly improved haze defects as compared with Comparative Example 1. This result is because the surface of the glass substrate is very uniform by dry etching.
마찬가지로 실시예 1 내지 실시예 3의 유리 기재는 종래의 습식 식각을 적용한 비교예 2에 비해 평균 파괴하중은 낮아졌으나 작은 표준편차를 나타내며, 헤이즈 불량은 매우 크게 개선됨을 알 수 있다. 이는 종래 습식 식각법으로 해결할 수 없는 유리 기재 표면의 결함들을 본 발명에서 제안한 건식 식각법으로 상당부분 제거 가능했기 때문이다.Similarly, the glass substrates of Examples 1 to 3 have lower average breakdown loads than the comparative example 2 to which the conventional wet etching is applied, but show a small standard deviation, and the haze defects are greatly improved. This is because defects on the surface of the glass substrate, which cannot be solved by the conventional wet etching method, can be substantially removed by the dry etching method proposed in the present invention.
따라서 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3, 특히 실시예 2 내지 실시예 3의 방법으로 화학 강화되어 제조된 유리 기재의 강도는 크게 높아졌으며, 헤이즈 불량과 같은 유리 기재의 부정적 결함 역시 최소화되었다는 것을 실험을 통해 알 수 있었다.Therefore, the strength of the glass substrates prepared by chemically strengthening by the method of Examples 1 to 3, particularly Examples 2 to 3 of the present invention was greatly increased, and negative defects of the glass substrate such as poor haze were also minimized. It was found through experiments.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 유리의 화학 강화 공정 중의 일부 공정으로서, K+ 용융액에 유리를 침지하여 화학 강화를 하기 이전에 유리 표면을 건식 식각함으로서, 유리 기판이 균일하고 원활하게 화학 강화가 되도록 하는 효과를 가지는 발명이다. 보다 구체적으로는 습식 식각 공정에서 유리 표면에 발생하는 미식각, 과식각과 같은 불균일성의 바람직하지 못한 영향을 최소화하여 유리 표면의 압축 응력을 균일하게 발생시킴으로서 균일한 화학 강화 품질을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 종래 습식 식각법에서 발생하는 헤이즈 등의 심각한 품질 불량을 최소화하는 효과를 가진다.As described above, the present invention is a part of the chemical strengthening process of the glass, by immersing the glass in the K + melt and dry etching the glass surface before chemical strengthening, so that the glass substrate is chemically strengthened uniformly and smoothly. It is an invention having an effect. More specifically, it is possible to realize uniform chemical strengthening quality by uniformly generating compressive stress on the glass surface by minimizing undesirable effects such as unevenness and overetching on the glass surface in the wet etching process. It has an effect of minimizing serious quality defects such as haze generated in the conventional wet etching method.
또한 본 발명은 종래의 습식 식각법에서 사용하는 강산성 용액이나 불산계 화합물과 같은 화학 약품을 사용하지 않기 때문에 인체 유해성이 적고 폐수 등과 같은 산업폐기물이 발생하지 않아 별도의 산업폐기물 처리 시설이 불필요하며 친환경적일 뿐만 아니라, 전력과 가스 만을 사용하므로 화학 약품을 사용하고 산업폐기물의 처리를 해야 하는 종래의 습식 식각법에 비해 제조비용을 낮추는 효과를 가진다.In addition, since the present invention does not use strong acidic solutions or chemicals such as hydrofluoric acid compounds used in the conventional wet etching method, it is less harmful to the human body and does not generate industrial waste such as wastewater, and thus does not require a separate industrial waste treatment facility and is environmentally friendly. In addition, since only the power and gas are used, the manufacturing cost is lowered compared to the conventional wet etching method, which requires chemical treatment and industrial waste treatment.
또한 종래의 습식 식각 공정 이전에 수행하는 세정 공정 대신 상기의 산소 플라즈마를 이용한 건식 애싱(ashing) 공정을 이용하면 습식 세정과 습식 식각의 두 단계를 거쳐야 하는 습식 에칭에 비해 공정을 단순화하고 제조비용을 낮추는 효과를 가지는 유용한 발명이다.In addition, if the dry ashing process using the oxygen plasma is used instead of the cleaning process performed before the conventional wet etching process, the process is simplified and the manufacturing cost is reduced compared to the wet etching which requires the two steps of wet cleaning and wet etching. It is a useful invention having a lowering effect.
한편 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에서는 건식 식각 단계에서 주입되는 가스가 아르곤, 산소 및 불소계 가스를 예로 들어 설명하였으나, 이 이외에 질소, 수소, 헬륨과 같은 단일 가스 또는 이들 가스의 혼합가스를 사용할 수도 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
On the other hand, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings but this is only exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. For example, in the embodiment of the present invention, the gas injected in the dry etching step has been described using argon, oxygen, and fluorine-based gas as an example, in addition to this, a single gas such as nitrogen, hydrogen, helium or a mixture of these gases may be used. have. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined only by the appended claims.
Claims (10)
진공 챔버내에 상기 유기물 제거된 유리 기재를 설치하고, 그 유리 기재 표면을 식각하기 위한 가스 주입후 그 가스가 플라즈마 여기되도록 전압 인가하여 상기 유리 기재 표면을 건식 식각하는 건식 식각 단계와;
건식 식각한 상기 유리 기재를 이온 치환을 위한 용융액내에 넣어 화학 강화하는 단계와;
화학 강화된 상기 유리 기재를 세정하는 후처리 단계;를 포함함을 특징으로 하는 화학 강화유리 제조방법.A pretreatment step for processing the glass sheet into a desired shape and removing organic matter present on the processed glass substrate surface,
A dry etching step of installing the glass substrate from which the organic material is removed in a vacuum chamber, and dry etching the glass substrate surface by applying a voltage so that the gas is plasma excited after gas injection for etching the glass substrate surface;
Chemically strengthening the dry-etched glass substrate in a melt for ion substitution;
And a post-treatment step of cleaning the chemically strengthened glass substrate.
이온 에셔(asher) 전처리 공정을 포함하며, 이를 위한 공정용 가스로 산소, 오존을 사용함을 특징으로 하는 화학 강화유리 제조방법.The method of any one of claims 1 to 5, wherein the dry etching step,
A method for producing chemical tempered glass, comprising an ion asher pretreatment process and using oxygen and ozone as process gases for this purpose.
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