KR101537454B1 - 선택적으로 강화된 커버 유리를 갖는 전자 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본원에 개시된 실시예들은 일반적으로 유리를 선택적으로 강화하는 것에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 예를 들어 휴대용 전자 디바이스들과 같은 전자 디바이스들을 위한 얇아지는 경향의 커버 유리를 선택적으로 강화하기 위한 기술들이 설명되어 있다. 일부 실시예에서, 커버 유리와 같은 유리를 선택적으로 강화하는 것은 유리 내부에 광학 배리어들(또는 채널들)을 제공하기 위해 이용될 수 있다. 전자 디바이스들은 또한 커버 유리 배후에의 카메라 통합을 제공할 수 있다.

Description

선택적으로 강화된 커버 유리를 갖는 전자 디바이스{ELECTRONIC DEVICE HAVING SELECTIVELY STRENGTHENED COVER GLASS}
통상적으로, 핸드헬드 전자 디바이스들과 같은 작은 폼 팩터의 디바이스들은 다양한 층들을 포함하는 디스플레이 배열을 갖는다. 이들 다양한 층은 적어도 디스플레이 기술 층(display technology layer)을 포함한다. 또한, 감지 구성 및/또는 커버 창이 디스플레이 기술 층 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 디스플레이 기술 층은 액정 모듈(LCM: Liquid Crystal Module)을 포함하는 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display)를 포함하거나 이와 관련될 수 있다. LCM은 일반적으로 액정 층이 그 사이에 개재되어 있는 상부 유리 시트 및 하부 유리 시트를 포함한다. 감지 구성은 터치 스크린을 생성하는 데 이용되는 것들과 같은 터치 감지 구성일 수 있다. 예컨대, 정전용량 감지 터치 스크린은 유리 (또는 플라스틱)의 시트에 분산된 실질적으로 투명한 감지 포인트들 또는 노드들을 포함할 수 있다. 또한, 통상적으로 외부 보호 배리어로서 설계되는 커버 창은 유리 또는 플라스틱일 수 있다. 그러나, 그 강도 및 긁힘 방지 측면에서 유리가 더 나은 보호성 배리어를 제공하는 경향이 있다.
또한, 크기 및 비용에서의 디지털 카메라 기술의 빠른 개선은 하나 이상의 디지털 카메라들을 다양한 휴대용 전자 디바이스들에 통합하도록 유도하였다. 이러한 통합은 카메라 기능성이 이용가능하게 되는 편의성을 제공하는 반면, 이러한 통합된 카메라들에 의해 포착된 이미지들 또는 비디오의 품질이 종종 악화된다. 또한, 어두운 장면들의 이미지들 또는 비디오가 플래시 또는 다른 조명으로부터 혜택을 얻을 수 있음에도, 통합의 어려움 등을 포함하는 다양한 이유들로, 플래시 또는 다른 조명들은 휴대용 전자 디바이스들로부터 종종 생략된다.
따라서 전자 디바이스들에서 카메라 집적 및 유리 커버 배열들에 대한 개선된 방법들에 대한 지속적인 필요가 있다.
본원에 개시된 실시예들은 일반적으로, 유리를 선택적으로 강화하는 것에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 예컨대 휴대용 전자 디바이스들과 같은 전자 디바이스들을 위해 얇아지는 경향의 커버 유리를 선택적으로 강화하기 위한 기술들이 설명된다. 일부 실시예에서, 커버 유리와 같은 유리를 선택적으로 강화하는 것은 이러한 유리 내부로 광학 배리어(또는 채널)들을 제공하는 데 이용될 수 있다. 전자 디바이스들은 또한 이러한 커버 유리 후면에 카메라 통합을 제공할 수 있다.
본 발명은 방법, 시스템, 디바이스 또는 장치를 포함하는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들이 후술된다.
소비자 전자 제품으로서, 일 실시예는 예컨대 적어도, 하우징, 적어도 부분적으로 하우징의 내부에 배치된 전기 컴포넌트들, 및 하우징에 결합된 커버 유리를 포함할 수 있다. 커버 유리는 선택적으로 화학적으로 강화된 표면 영역을 포함한다.
소비자 전자 제품으로서, 다른 실시예는, 예컨대 적어도 하나의 하우징, 적어도 부분적으로 하우징의 내부에 배치된 전기 컴포넌트들, 및 하우징에 결합된 커버 유리를 포함할 수 있다. 전기 컴포넌트들은 적어도 카메라를 포함하고, 커버 유리는 카메라에 대해 실질적으로 투명하다. 또한, 커버 유리는 커버 유리를 통한 카메라에서의 글레어(glare)를 감소시키기 위해 카메라와 커버 유리의 잔부(remainder) 사이에서 커버 유리 내에 배치된 적어도 하나의 광학 배리어를 포함한다.
소비자 전자 제품으로서, 또 다른 실시예는 예컨대 적어도, 하우징, 적어도 부분적으로 하우징의 내부에 배치된 전기 컴포넌트들 - 전기 컴포넌트들은 적어도 카메라 및 조명기를 포함함 - ; 및 카메라 및 조명기에 대해 실질적으로 투명한 커버 유리를 포함할 수 있다. 커버 유리는 카메라와 조명기 사이에서 커버 유리 내에 배치된 광학 배리어 영역을 포함한다.
전자 제품을 조립하는 방법으로서, 일 실시예는, 예컨대 적어도 커버 유리를 획득하는 단계 및 커버 유리의 일부를 쉴딩(shielding)하는 단계를 포함할 수 있다. 쉴딩하는 단계는 커버 유리에 적어도 하나의 쉴딩된 부분 및 적어도 하나의 쉴딩되지 않은 부분을 제공한다. 이 실시예는 또한 커버 유리의 적어도 하나의 쉴딩되지 않은 부분을 화학적으로 강화하는 단계를 포함할 수 있다. 이후, 커버 유리는 전자 제품을 위한 하우징에 부착될 수 있다.
전자 제품을 조립하는 방법으로서, 일 실시예는, 예컨대 카메라를 포함하는 전기 컴포넌트들을 적어도 부분적으로 하우징 내부에 배치하는 단계, 및 하우징에 커버 유리를 결합하는 단계를 적어도 포함할 수 있다. 커버 유리는 카메라에 인접하여 배치될 수 있다. 커버 유리는 카메라에 대해 실질적으로 투명할 수 있다. 커버 유리는 또한 카메라와 커버 유리의 잔부 사이에서 커버 유리 내에 삽입된 광학 배리어를 적어도 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면들과 이점들은 본 발명의 원리를 도시에 의해 예시적으로 설명하는 첨부 도면들과 함께 이하의 상세한 설명을 보면 명백해질 것이다.
본 발명은 유사한 참조 번호들이 유사한 구성 요소들을 지정하는 첨부 도면들과 함께 이하의 상세한 설명을 보면 쉽게 이해될 것이다.
도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 전자 디바이스의 다양한 도면들이다.
도 2는 커버 유리의 노출된 표면 부분들을 선택적으로 강화한 것의 상세한 부분 단면도를 도시한다.
도 3a 및 3b는 광학 배리어 영역들의 다양한 실시예들을 도시하는 단순화된 단면도들이다.
도 4는 조립 공정의 일 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 5는 조립 공정의 또 다른 실시예를 도시하는 흐름도이다.
본원에 개시된 실시예들은 일반적으로, 유리를 선택적으로 강화하는 것에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 예컨대 휴대용 전자 디바이스들과 같은 전자 디바이스들을 위해 보다 얇아지는 경향의 커버 유리를 선택적으로 강화하기 위한 기술들이 설명된다. 일부 실시예에서, 커버 유리와 같은 유리를 선택적으로 강화하는 것은 유리 내부에 광학 배리어(또는 채널)들을 제공하는 데 이용될 수 있다. 전자 디바이스들은 또한 커버 유리 후면에 카메라 통합을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들이 도 1a - 도 5를 참조하여 이하에 논의된다. 그러나, 통상의 기술자는 이들 도면에 관해 여기에 주어진 상세한 설명은 예시의 목적을 위함이며 본 발명은 이들 제한된 실시예들을 넘어 확장된다는 것을 쉽게 이해할 것이다.
도 1a 및 1b는 일 실시예에 따른 전자 디바이스(100)의 다양한 도면들이다. 전자 디바이스(100)는, 예컨대, 얇은 폼 팩터(또는 낮은 프로파일)를 갖는 휴대용 또는 핸드헬드 전자 디바이스로서 구현될 수 있다. 전자 디바이스(100)는, 예컨대 미디어 플레이어, 미디어 저장 디바이스, PDA(Portable Digital Assistant), 태블릿 PC, 컴퓨터, 셀룰러 폰, 스마트 폰, GPS 유닛, 및 원격 조정기 등과 같은 것들에 대응할 수 있다.
도 1a의 단면도에서 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(100)는 전자 디바이스(100)를 위한 외부 표면으로서 역할을 하는 하우징(102)을 포함할 수 있다. 전기 컴포넌트들(103)이 하우징(102) 내부에 배치될 수 있다. 전기 컴포넌트들은 컨트롤러(또는 프로세서), 메모리, 배터리, 디스플레이, 카메라, 및 플래시와 같은 조명기 등을 포함할 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다.
또한, 전자 디바이스(100)는 커버 유리(104)를 가질 수 있다. 커버 유리(104)는 전자 디바이스(100)를 위한, 즉 상부 표면과 같은 외부 표면으로서의 역할을 할 수 있다. 커버 유리(104)는 또한 긁힘에 저항(resist)할 수 있고 따라서 전자 디바이스(100)를 위한 하우징(102)의 상부 표면을 위한 실질적인 긁힘-방지 표면을 제공할 수 있다. 커버 유리(104)는 예컨대 접착제(105)를 이용하여 하우징(102)에 결합될 수 있다.
도 1b에 전자 디바이스(100)가 사시도로 도시된다. 커버 유리(104)는 카메라 영역(106) 상에 제공될 수 있다. 일례에서, 카메라 영역(106)은 적어도, 이미지들이나 비디오를 캡처하기 위한 디지털 카메라와 같은 카메라를 포함할 수 있다. 카메라 영역(106)에서, 커버 유리(104)는 커버 유리(104)를 통해 이미지들 또는 비디오를 캡처하기 위해 카메라에 대해 실질적으로 투명할 수 있다. 카메라 영역(106)은 전자 디바이스(100)의 하우징(102) 내부에 배치될 수 있다. 카메라에 인접한 커버 유리(104)의 소수(minority)의 영역은 카메라 영역(106) 위로 확장될 수 있다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 커버 유리(104)는 실질적으로 카메라에 중첩(overlap)될 수 있고, 카메라에 인접한 커버 유리(104)의 주변 영역은 카메라 영역(106) 위로 확장될 수 있다.
마찬가지로, 커버 유리는 조명기 영역(107) 위에 제공될 수 있다. 일례에서, 조명기 영역(107)은 적어도, 어두운 장면들을 조명하기 위한 발광 다이오드(LED) 또는 전자 플래시 튜브와 같은 조명기를 포함할 수 있다. 조명기 영역(107)에서, 커버 유리(104)는 조명기에 대해 실질적으로 투명할 수 있고, 조명이 커버 유리(104)로부터 외향으로 투사될 수 있도록 배열될 수 있다. 조명기 영역(107)은 전자 디바이스(100)의 하우징(102) 내부에 배치될 수 있다.
또한, 커버 유리(104)는 디스플레이 영역(108) 상에 제공될 수 있다. 커버 유리(104)는 디스플레이 영역(108)이 커버 유리(104)를 통하여 보일 수 있도록 실질적으로 투명할 수 있다. 디스플레이 영역(108)은 전자 디바이스(100)의 하우징(102) 내부에 배치될 수 있다. 전자 디바이스(100)는 전자 디바이스(100)의 정면 표면의 대부분을 점유하는 풀 뷰(full view) 방식 또는 실질적으로 풀 뷰 방식의 디스플레이 영역(108)을 포함할 수 있다. 디스플레이 영역(108)은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 일례에서, 디스플레이 영역(108)은 적어도, 평판 디스플레이 및 보다 구체적으로는 LCD 디스플레이와 같은 디스플레이를 포함할 수 있다.
디스플레이 영역(108)은 디스플레이 스크린 상에 위치된 터치 감지 디바이스를 대안적으로 또는 추가적으로 포함할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 영역(108)은 정전용량 감지 포인트들이 그 위에 분포되어 있는 하나 이상의 유리 층을 포함할 수 있다. 이들 컴포넌트 각각이 개별 층들일 수도 있고, 아니면 이들이 하나 이상의 스택으로 집적될 수 있다. 일 실시예에서, 커버 유리(104)는 디스플레이 영역(108)의 최외곽 층으로서 역할을 할 수 있다. 접착제(105)는 반투명할 수 있고 디스플레이 영역(108), 카메라 영역(106) 또는 조명기 영역(107)과 광학적으로 간섭하지 않도록 주변부 주위에 확장될 수 있다.
전자 디바이스(100)는 다양한 층들을 포함하는 디스플레이 영역(예컨대, 디스플레이 영역(108))을 포함할 수 있다. 다양한 층들은 적어도 디스플레이를 포함할 수 있고, 디스플레이 상에 배치된 감지 구성을 추가적으로 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 층들은 적층될 수 있고 서로 인접할 수 있으며, 심지어 라미네이트됨으로써 단일 유닛을 형성할 수 있다. 다른 경우들에서, 층들의 적어도 일부는 공간적으로 분리되고 직접적으로 인접하지 않는다.
예컨대, 감지 구성은 그 사이에 갭이 존재하도록 디스플레이 위에 배치될 수 있다. 예컨대, 디스플레이는 액정 모듈(LCM)을 포함하는 액정 디스플레이(LCD)를 포함할 수 있다. LCM은 적어도, 그 사이에 액정 층이 적어도 부분적으로 개재되어 있는 상부 유리 시트 및 하부 유리 시트를 일반적으로 포함한다. 감지 구성은 터치 스크린을 생성하는 데 이용되는 것들과 같은 터치 감지 구성일 수 있다.
예컨대, 정전용량 감지 터치 스크린은 커버 유리(104)에 분산된 실질적으로 투명한 감지 포인트들 또는 노드들을 포함할 수 있다. 커버 유리(104)는 디스플레이 영역(108)을 위한 외부 보호성 배리어로서 역할을 할 수 있다. 통상적으로, 커버 유리(104)는 디스플레이 영역(108)에 인접할 수 있으나, 또한 그 영역을 위한 또 다른 층(외부 보호층)과 같이, 디스플레이 영역(108)에 통합될 수도 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 커버 유리(104)는 하우징(102)의 전체 상부 표면에 걸쳐 확장될 수 있다. 이러한 경우, 커버 유리(104)의 에지들은 하우징(102)의 측면들과 정렬되거나 실질적으로 정렬될 수 있다.
커버 유리(104)의 두께가 다소 얇을(즉, 수 밀리미터 이내) 수 있다는 점을 고려하여, 커버 유리(104)를 위한 유리 재료는 입수가능한 더 강한 유리로부터 선택될 수 있다. 예컨대, 규산 알루미늄 유리(alumino silicate glass)(예컨대, Corning 사의 DVTS)는 커버 유리(104)용 유리 재료를 위한 하나의 적절한 선택이다. 유리 재료들의 다른 예들은 소다석회(sodalime) 및 붕규산염(borosilicate) 등등을 포함하는데, 이에 한정되지 않는다. 또한, 커버 유리(104)의 에지들은 특정한 사전결정된 형상(geometry)에 대응하도록 구성될 수 있다. 특정한 사전결정된 형상에 대응하도록 커버 유리(104)의 에지들을 머시닝(machining)함으로써, 커버 유리 조각들은 더 강해질 수 있다. 사전결정된 형상들의 이용에 관한 추가적인 정보에 관해서는, 2009년 3월 2일에 출원되었고 발명의 명칭이 "휴대용 전자 디바이스들을 위한 유리 커버들을 강화하는 기술들"인 미국 특허 가출원 번호 61/156,803을 참조하기 바라면, 그 전체 내용은 참조에 의해 본원에 포함된다.
또한, 후속하여 더 상세하게 설명하는 바와 같이, 커버 유리(104)는 추가의 강화를 위해 선택적으로 화학적으로 처리될 수 있다. 하나의 적절한 화학적 처리는 높은 온도에서 일정 시간 동안(예컨대, 수 시간) 칼륨(예컨대, KNO3)을 포함하는 화학적 용액(chemical bath)에 커버 유리의 하나 이상의 표면 부분들을 선택적으로 노출시키는 것이다. 선택적 화학적 처리는 바람직하게는 커버 유리 조각들의 선택적으로 노출된 표면 부분들에서 더 높은 압축 응력들(compression stresses)을 유발할 수 있다. 더 높은 압축 응력들은, 커버 유리의 선택적으로 노출되는 표면 부분들에서 또는 그 근처에서 K+ 이온들이 일부 Na+ 이온들을 효과적으로 대체하는 이온 교환의 결과일 수 있다.
이러한 선택적 강화에 더해, 글레어(예컨대, 베일링 글레어(veiling glare))를 감소시키는 것은 카메라 영역(106)의 카메라에 의해 캡처된 이미지들 또는 비디오의 품질을 개선할 수 있다. 광학 배리어 영역(110)과 같은 광학 피처들이 커버 유리(104) 내에 배치될 수 있다. 광학 배리어 영역(110)은 베일링 글레어를 실질적으로 감소시켜, 확산 미광(diffuse stray light)이 카메라의 이미지 평면에 도달하는 것을 실질적으로 차단한다. 그렇지 않으면, 베일링 글레어는 카메라에 의해 캡처된 이미지들 또는 비디오의 선명도(contrast) 및 해상도를 감소시킬 수 있다.
특히, 커버 유리(104)를 통한 카메라에서의 베일링 글레어를 감소시키기 위해, 광학 배리어 영역(110A)은 카메라 영역(106)의 카메라와 커버 유리(104)의 잔부(111) 사이에서 커버 유리(104) 내에 삽입될 수 있다. 마찬가지로, 광학 배리어 영역(110B)은 카메라 영역(106)의 카메라와 조명기 영역(107)의 조명기 사이에서 커버 유리(104) 내에 배치될 수 있다. 광학 배리어 영역(110B)은 조명기로부터의 광이 커버 유리(104)를 경유하여 카메라 내부에 결합되는 것을 실질적으로 감소시키는 역할을 할 수 있다. 보다 구체적으로, 광학 배리어 영역(110B)은 조명기로부터의 베일링 글레어가 커버 유리(104)를 경유하여 카메라 내부로 결합되는 것을 실질적으로 감소시키는 역할을 할 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 커버 유리(104)의 잔부(111)는 커버 유리(104)의 대부분의 영역을 포함할 수 있다. 커버 유리(104)의 잔부(111)는 선택적으로 화학적으로 강화된 표면 영역을 포함할 수 있다. 강화에 더하여, 전술한 이온 교환은 커버 유리(104)의 선택적으로 노출된 표면 부분들에서 또는 그 근처에서 굴절률을 증가시킬 수 있다.
반대로, 커버 유리의 대응하는 표면 부분들이 칼륨(예컨대 KNO3)을 포함하는 화학적 용액에 노출되지 않은 마스킹된 영역들 내에서는 이온 교환이 금지될 수도 있다. 이온 교환이 금지될 수 있으므로, 이러한 마스킹된 표면 부분들은 선택적으로 화학적으로 강화된 표면 영역의 증가된 굴절률에 비하여 낮은 굴절률을 유지할 수 있다.
광학 배리어 영역(110)은 커버 유리(104) 내에 배치되는 굴절률의 실질적인 변화를 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 증가된 굴절률로부터 낮은 굴절률로의 인접한 변화들 및/또는 낮은 굴절률로부터 증가된 굴절률로의 변화들은 커버 유리(104)의 광학 배리어 영역(110) 내에 굴절률 배리어를 제공할 수 있다. 따라서, 광학 배리어 영역(110)은 커버 유리(104)를 선택적으로 강화함으로써 그러한 굴절률 전이부들에서 형성될 수 있다.
본원에 개시된 실시예들에 따른 장치들, 시스템들 및 방법들은 특히 핸드헬드 전자 디바이스들과 같은 작은 폼 팩터의 전자 디바이스들(예컨대, 모바일 폰들, 미디어 플레이어들, PDA들, 원격 조정기들 등)에 조립되는 커버 유리들 또는 디스플레이들(예컨대, LCD 디스플레이들)에 적절하다. 장치들, 시스템들 및 방법들은 비교적 큰 폼 팩터의 다른 전자 디바이스들(예컨대, 휴대용 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 디스플레이들, 모니터들, 텔레비전들 등)을 위한 커버 유리들 또는 디스플레이들을 위해서도 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 유리 커버의 크기는 관련된 전자 디바이스의 크기에 의존한다. 예컨대, 핸드헬드 전자 디바이스들에서, 유리 커버는 종종 대각선으로 5 인치 이내이다. 다른 예로서, 더 작은 휴대용 컴퓨터들 또는 태블릿 컴퓨터들과 같은 휴대용 전자 디바이스들을 위해서, 유리 커버는 종종 대각선으로 4 내지 12 인치 사이이다. 또 다른 예로서, 풀 사이즈 휴대용 컴퓨터들, 디스플레이들 또는 모니터들과 같은 휴대용 전자 디바이스들을 위해서, 유리 커버는 종종 대각선으로 10 내지 20 인치 사이이거나 그 이상이다. 유리 커버는 통상적으로 다소 얇은데, 대략 5 mm 미만, 보다 구체적으로 대략 3 mm 미만, 또는 보다 구체적으로 대략 1 mm 미만의 두께를 갖는다.
도 2는 커버 유리(204)의 노출된 표면 부분들을 선택적으로 강화하는 것의 구체적인 부분 단면도를 도시한다. 도 2는 커버 유리(204)를 선택적으로 화학적으로 강화하기 위해, 가열된 칼륨 용액(203)(예컨대 용융된 KNO3 용액) 내에 커버 유리(204)를 침강(submerging)시키는 화학적 처리 공정을 도식적으로 보여준다. 커버 유리(204)가 가열된 칼륨 용액(203) 내에 침강 또는 침액(soaked)될 때, 커버 유리(204)의 노출된 표면 부분들에서 확산 및 이온 교환이 발생할 수 있다. 커버 유리의 대응하는 표면 부분들이 화학적 용액에 노출되지 않은 마스킹된 영역들 내에서는 이온 교환이 금지될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 커버 유리(204) 내에 존재하는 Na+ 이온들(205)은 칼륨 용액(203) 내부로 확산될 수 있는 한편, 칼륨 용액(203) 내의 K+ 이온들(207)은 압축성(compressive) 표면 층(209)이 형성될 수 있도록 커버 유리(204) 내부로 확산될 수 있다. 즉, 칼륨 용액(203)으로부터의 K+ 이온들(207)이 Na+ 이온들(205)과 교환되어 압축성 표면 층(209)을 형성할 수 있다. K+ 이온들(207)은 커버 유리(204)의 압축성 표면 층(209)을 화학적으로 강화하는 압축성 표면 층(209)의 압축 응력 표면 응력(compressive stress surface stress)(CS)을 제공할 수 있다.
커버 유리(204)는 도 2에 두께(t)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 화학적 강화 처리의 지속시간 및/또는 칼륨 용액(203) 내의 K+ 이온들(207)의 농도와 같은 화학 처리 매개변수들을 제어함으로써, 압축성 표면 층(209)의 깊이(d) 및 압축성 표면 층(209)의 압축 응력 표면 응력(CS)이 실질적으로 제어될 수 있다. 도 2에서, 이온 교환을 거치는 압축성 표면 층은 증가된 굴절률을 가질 수 있고, 이는 빗금으로 도시되어 있다.
일부 경우에서, K+ 이온들(207)은 커버 유리(204)의 중앙부(211) 내로는 확산되지 않을 수 있다. 도 2에서, 중앙부(211)는 빗금 없이 도시되어 있다. 커버 유리(204)의 중앙부(211)는 압축성 표면 층(209)의 압축 응력 표면 응력(CS)에 반응하여 중심 장력(central tension)(CT)을 가질 수 있다.
도 3a-3d는 글레어(예컨대 베일링 글레어)의 투과를 실질적으로 감소시키기 위한 광학 배리어 영역들의 다양한 실시예들을 도시하는 단순화된 단면도들이다. 도 3a-3d에서, 이온 교환(선택적 화학적 강화)을 거치지 않은 커버 유리의 부분들은 더 낮은 굴절률을 갖고, 빗금 없이 도시되어 있다. 이온 교환(선택적 화학적 강화)을 거친 커버 유리의 부분들은 증가된 굴절률을 갖고, 빗금으로 강조되어 있다.
도 3a에 길이 방향의 단면도로 도시된 일 실시예에서, 커버 유리의 주변 영역(310)은 이온 교환을 차단하도록 마스킹되어 있었다. 따라서, 결과적인 주변 영역(310A)은 더 낮은 굴절률에 대응하여 전체가 빗금 없이 도시되어 있다. 예컨대, 호일(foil)이 마스킹을 위해 이용될 수 있다. 또한, 커버 유리의 이온 교환(선택적 화학적 강화)의 포토리소그래픽 패터닝은 그 위의 마스크들을 포토리소그래피 방식으로 패터닝함으로써 수행될 수 있다. 이러한 경우, 마스킹을 위해 감광성 폴리이미드(photosensitive polyimide)가 이용될 수 있거나; 또는 (스퍼터링에 의해 도포될 수 있는) 상부의 알루미늄 도포층(applied over layer of aluminum)이 포토레지스트 및 알루미늄의 에칭을 이용하여 포토리소그래피 방식으로 패터닝되어 패터닝된 마스크로 될 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 커버 유리의 주변 영역(310)에 인접하여, 주변 영역(310)의 낮은 굴절률은 증가된 굴절률로 변화하는데, 이는 이온 교환에 대응하며 커버 유리의 두께를 완전히 또는 실질적으로 관통하여 확장된 것으로 도시된다(커버 유리의 두께를 관통하여 확장된 빗금으로 강조됨). 전술한 바와 같이, 증가된 굴절률로부터 낮은 굴절률로의 인접한 변화들 및/또는 낮은 굴절률로부터 증가된 굴절률로의 인접한 변화들은 커버 유리의 광학 배리어 영역(310A)에서 굴절률 배리어를 제공할 수 있다.
커버 유리 내에서 전파되는 베일링 글레어가 가공의 점선 화살표들로 도 3a에 도시되어 있다. 광학 배리어 영역(310A)은 베일링 글레어를 실질적으로 감소시켜 이러한 확산 미광이 카메라(306)의 이미지 평면에 도달하는 것을 실질적으로 차단할 수 있다. 따라서, 도 3a에서는 광학 배리어 영역(310A)이 가공의 점선 화살표들을 차단하는 것으로 도시되어, 이러한 베일링 글레어의 실질적인 감소를 묘사한다.
이온 교환의 깊이, 예컨대 커버 유리의 두께를 완전히 또는 실질적으로 관통하여 확장되는 전술한 깊은(deep) 이온 교환은, 예컨대 높은 이온 농도들 및/또는 용액 온도들 및/또는 연장된 용액 침액 시간들을 이용함으로써, 및/또는 확산을 향상시키도록 인가된 전기장들을 이용함으로써 및/또는 칼륨 이온들에 더하여 은 이온들과 같은 높은 이동성(mobility)의 이온들을 이용함으로써, 다양한 커버 유리 두께들을 위해 다양한 방식으로 제어될 수 있다. 은 이온들은 칼륨 이온들보다 더 높은 분극성(polarizability)을 제공할 수 있고, 굴절률에 있어서의 대응하는 큰 증가를 제공할 수 있다.
도 3a 및 3b에서, 커버 유리의 대부분의 잔부(311)는 선택적으로 화학적으로 강화된 표면 영역을 포함할 수 있다. 강화에 더하여, 전술한 이온 교환은 커버 유리의 선택적으로 노출된 표면 부분들에서 또는 그 근처에서 증가된 굴절률(빗금으로 강조됨)을 제공할 수 있다. 이온들이 확산되지 않은 잔부(311)의 중앙부는 더 낮은 굴절률에 대응하여 빗금 없이 도시된다.
도 3b에 길이 방향의 단면도로 도시된 또 다른 실시예에서, 포토리소그래피 방식으로 패터닝된 마스크는 커버 유리의 주변 영역(312)의 광학 배리어 영역(312A)에서의 이온 교환을 선택적으로 차단 및 허용할 수 있는데, 이는 빗금의 교대로 강조되었다. 이러한 증가된 굴절률로부터 더 낮은 굴절률로의 인접 변화들 및/또는 더 낮은 굴절률로부터 증가된 굴절률로의 인접 변화들은 커버 유리의 광학 배리어 영역(312A)에서 굴절률 배리어를 제공할 수 있다.
매우 큰 수의 굴절률 변화가 채택될 수 있다(다만 도 3b에서는 단순화를 위해 적당한 수의 굴절률 변화가 도시되어 있다). 또한, 패터닝이 미세하게 이격될 수 있고 및/또는 다양한 광 파장들에서 광학 격자(optical grating)를 제공하도록 다양해질 수 있다. 도 3b에서는 단순화를 위해 패터닝이 대략적으로 도시되어 있다.
도 3a와 마찬가지로, 커버 유리 내에서 전파되는 베일링 글레어는 마찬가지로 가공의 점선 화살표들에 의해 도 3b에 도시되어 있다. 광학 배리어 영역(310A)은 실질적으로 베일링 글레어를 감소시켜 이러한 확산 미광이 카메라(306)의 이미지 평면에 도달하는 것을 실질적으로 차단할 수 있다. 따라서, 도 3b에서는 광학 배리어 영역(310A)이 가공의 점선 화살표들을 차단하는 것으로 도시되어, 이러한 베일링 글레어의 실질적인 감소를 묘사한다.
도 3a-3d에 도시된 바와 같이, 커버 유리의 소수(minority)의 영역은 카메라(306)에 인접할 수 있고 카메라(306) 위로 확장될 수 있다. 도 3a-3d에 도시된 바와 같이, 커버 유리는 카메라(306)와 실질적으로 중첩될 수 있다. 예컨대, 카메라(306)에 인접한 커버 유리의 주변 영역은 카메라(306) 위로 확장될 수 있다.
마찬가지로, 도 3c 및 3d에 가로방향 단면도로 도시된 바와 같이, 커버 유리는 조명기(307) 위에 제공될 수 있다. 광학 배리어 영역(310B)은 카메라(306)와 조명기(307) 사이에서 커버 유리 내에 배치될 수 있다. 광학 배리어 영역(310B)은 조명기(307)로부터의 광이 커버 유리를 경유하여 카메라(306) 내부로 결합하는 것을 실질적으로 감소시키는 역할을 할 수 있다. 보다 구체적으로, 광학 배리어 영역(310B)은 조명기(307)로부터의 베일링 글레어가 커버 유리를 경유하여 카메라(306) 내부로 결합되는 것을 실질적으로 감소시키는 역할을 할 수 있다.
커버 유리 내에서 전파되는 조명기(307)로부터의 글레어(예를 들어, 베일링 글레어)가 가공의 점선 화살표들로 도 3c 및 3d에 도시되어 있다. 광학 배리어 영역(310B)은 실질적으로 베일링 글레어를 감소시켜, 조명기의 확산 미광 중 어느 것이라도 카메라(306)의 이미지 평면에 도달하는 것을 실질적으로 차단할 수 있다. 따라서, 도 3c 및 3d에서는 광학 배리어 영역(310B)이 가공의 점선 화살표들을 차단하는 것으로 도시되어, 조명기(307)로부터의 베일링 글레어의 이러한 실질적인 감소를 묘사한다.
도 3c에 가로방향 단면도로 도시된 바와 같이, 광학 배리어 영역(310B)은 도 3a의 광학 배리어 영역(310A)과 유사한, (커버 유리의 두께를 관통하여 확장된 빗금으로 강조된) 커버 유리의 두께를 완전히 또는 실질적으로 관통하여 확장되는 이온 교환에 대응할 수 있다. 도 3d에 가로방향 단면도로 도시된 또 다른 실시예에서, 포토리소그래피 방식으로 패터닝된 마스킹은 커버 유리 내에서의 이온 교환을 선택적으로 금지 및 허용할 수 있는데, 이는 빗금의 교대로 강조되었다. 그러한 증가된 굴절률로부터 더 낮은 굴절률로의 인접 변화들 및/또는 더 낮은 굴절률로부터 증가된 굴절률로의 인접 변화들은 커버 유리의 광학 배리어 영역(310B) 내에 굴절률 배리어를 제공할 수 있는데, 이는 도 3b의 광학 배리어 영역(312A)과 유사하다.
도 3d에서는 단순화를 위해 광학 배리어 영역(310B)에 대해 적당한 수의 굴절률 변화만이 도시되어 있다. 그러나, 매우 큰 수의 굴절률 변화가 이용될 수 있다. 또한, 단순화를 위해, 패터닝은 도 3d에 대략적으로 도시되어 있다. 그러나, 패터닝은 미세하게 이격되거나 다양하게 되어 다양한 광 파장들에서 광학 격자를 제공할 수 있다.
도 4는 일 실시예의 조립 공정(400)을 예시하는 흐름도이다. 조립 공정(400)은 커버 유리를 획득하는 단계(402)로 개시될 수 있다. 조립 공정(400)은 커버 유리의 일부분을 쉴딩하는 단계(404)로 계속될 수 있다. 쉴딩하는 단계는 커버 유리에게 적어도 하나의 쉴딩된 부분 및 적어도 하나의 쉴딩되지 않은 부분을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 이런 쉴딩하는 단계(404)는 커버 유리 위에서 패터닝(또는 더 구체적으로는 포토리소그래픽 패터닝)을 수반할 수 있다.
조립 공정(400)은 커버 유리의 적어도 하나의 쉴딩되지 않은 부분을 화학적으로 강화하는 단계(406)로 계속될 수 있다. 커버 유리의 적어도 하나의 쉴딩되지 않은 부분은 이온 교환에 노출될 수 있다. 조립 공정(400)은 하우징에 커버 유리를 후속하여 부착하는 단계(408)로 계속될 수 있다. 커버 유리가 하우징에 부착되고 나면, 조립 공정(400)은 종료할 수 있다.
도 5는 또 다른 실시예의 조립 공정(500)을 예시하는 흐름도이다. 조립 공정(500)은 적어도 부분적으로 하우징 내부에 있는 카메라를 포함하는 전기 컴포넌트들을 배치하는 단계(502)로 개시될 수 있다. 조립 공정(500)은 카메라와 커버 유리의 잔부 사이에서 커버 유리 내에 광학 배리어 영역을 삽입하는 단계(504)로 계속될 수 있다. 커버 유리는 카메라에 인접하여 배치되고, 카메라에 대해 실질적으로 투명할 수 있다. 광학 배리어는 베일링 글레어를 감소시키는 역할을 할 수 있다.
조립 공정(500)은 커버 유리를 하우징에 결합하는 단계(506)로 계속될 수 있다. 일단 커버 유리가 하우징에 결합되고 나면, 조립 공정(500)은 종료할 수 있다.
본 발명의 이점들은 다수이다. 상이한 측면들, 실시예들 또는 구현들은 후술하는 이점들 중 하나 이상을 만들어낼 수 있다. 하나의 이점은 커버 유리가 반투명한 광학 배리어들을 제공하도록 가공될 수 있다는 것이다. 다른 이점은 카메라가 커버 유리 배후의 전자 디바이스에 통합될 수 있다는 것이다. 또 다른 이점은 실질적으로 감소된 베일링 글레어로 인해 이미지 또는 비디오 품질이 개선될 수 있다는 것이다.
본 발명의 많은 특징들 및 이점들은 상세한 설명으로부터 명백하고, 따라서 본 발명의 이러한 모든 특징들 및 이점들이 첨부되는 청구항들에 의해 커버되도록 의도된다. 또한, 통상의 기술자들은 다수의 변형들 및 변화들을 쉽게 생각해낼 수 있으므로, 본 발명은 예시되고 설명된 바와 같은 정확한 구조 및 동작으로 한정되어서는 안 된다. 따라서, 모든 적절한 변형물들 및 등가물들이 본 발명의 범위 이내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (27)

  1. 소비자 전자 제품으로서,
    하우징;
    적어도 부분적으로 상기 하우징 내부에 배치된 전기 컴포넌트들; 및
    상기 하우징에 결합된 커버 유리
    를 포함하고,
    상기 커버 유리는 상기 전기 컴포넌트들의 적어도 하나와 상기 커버 유리의 잔부(remainder) 사이에서 상기 커버 유리 내에 삽입된 광학 배리어를 포함하고,
    상기 광학 배리어는 상기 커버 유리의 영역을 선택적으로 화학적으로 강화함으로써 상기 커버 유리 내에 형성된
    소비자 전자 제품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커버 유리는 상기 커버 유리 내에 배치된 광학 피처들(optical features)을 포함하는 소비자 전자 제품.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커버 유리는 상기 커버 유리 내에 배치된 적어도 하나의 광학 배리어를 포함하는 소비자 전자 제품.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광학 배리어는 상기 커버 유리 내에 배치된 적어도 하나의 굴절률 배리어를 더 포함하는 소비자 전자 제품.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광학 배리어는 상기 커버 유리 내에 배치된 굴절률의 변화를 더 포함하는 소비자 전자 제품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 배리어는 패터닝되는 소비자 전자 제품.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 배리어는 상기 커버 유리 상에 제공된 포토리소그래피 패턴으로 형성되는 소비자 전자 제품.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 컴포넌트들은 카메라를 포함하는 소비자 전자 제품.
  9. 소비자 전자 제품으로서,
    하우징;
    적어도 부분적으로 상기 하우징 내부에 배치된 전기 컴포넌트들 - 상기 전기 컴포넌트들은 적어도 카메라를 포함함 -; 및
    상기 하우징에 결합된 커버 유리
    를 포함하고,
    상기 커버 유리는 상기 카메라에 대해 투명하고, 상기 커버 유리는 상기 카메라에서의 글레어(glare)를 감소시키기 위해 상기 카메라와 상기 커버 유리의 잔부(remainder) 사이에서 상기 커버 유리 내에 일체화되어 삽입되고 유리를 포함하는 적어도 하나의 광학 배리어를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 광학 배리어는 상기 커버 유리의 한 부분을 선택적으로 화학적으로 강화함으로써 형성된, 소비자 전자 제품.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 글레어는 베일링 글레어(veiling glare)인 소비자 전자 제품.
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 커버 유리의 상기 잔부는 상기 커버 유리의 대부분(majority)의 영역을 포함하고, 상기 커버 유리의 소수(minority)의 영역은 상기 카메라에 인접하는 소비자 전자 제품.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 광학 배리어는 굴절률 배리어를 포함하는 소비자 전자 제품.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 광학 배리어는 상기 커버 유리 내에 배치된 굴절률의 변화를 나타내는 것인 소비자 전자 제품.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 커버 유리의 주변 영역은 상기 카메라에 인접하는 소비자 전자 제품.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 커버 유리는 상기 카메라와 중첩되는 소비자 전자 제품.
  17. 제9항, 제10항, 및 제12 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 컴포넌트들은 디스플레이를 더 포함하고,
    상기 커버 유리는 상기 디스플레이에 대해 투명하고 상기 디스플레이가 상기 커버 유리를 통해 보일 수 있도록 배열되는 소비자 전자 제품.
  18. 제9항, 제10항, 및 제12 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 컴포넌트들은 조명기(illuminator)를 더 포함하고,
    상기 커버 유리는 상기 조명기에 대해 투명하고, 조명이 상기 커버 유리로부터 외향으로 투영되도록 배열되는 소비자 전자 제품.
  19. 소비자 전자 제품으로서,
    하우징;
    적어도 부분적으로 상기 하우징의 내부에 배치된 전기 컴포넌트들 - 상기 전기 컴포넌트들은 적어도 카메라 및 조명기를 포함함 -; 및
    상기 카메라 및 상기 조명기에 대해 투명한 커버 유리
    를 포함하고,
    상기 커버 유리는 적어도, 상기 카메라와 상기 조명기 사이에서 상기 커버 유리 내에 배치된 화학적으로 강화된 유리 영역에 의해 형성된 광학 배리어 영역을 포함하는 소비자 전자 제품.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 광학 배리어 영역은 상기 조명기로부터의 광이 상기 커버 유리를 경유하여 상기 카메라 내부로 결합되는 것을 감소시키는 역할을 하는 소비자 전자 제품.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 카메라 내부로 결합되는 것이 감소되는 상기 조명기로부터의 광은 글레어인 소비자 전자 제품.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 글레어는 베일링 글레어인 소비자 전자 제품.
  23. 전자 제품을 조립하는 방법으로서,
    커버 유리를 획득하는 단계;
    상기 커버 유리의 일부분을 쉴딩(shielding)하는 단계 - 상기 쉴딩하는 단계는 상기 커버 유리에게 적어도 하나의 쉴딩된 부분 및 적어도 하나의 쉴딩되지 않은 부분을 제공함 -;
    상기 커버 유리의 상기 적어도 하나의 쉴딩되지 않은 부분을 화학적으로 강화하는 단계; 및
    카메라에 인접하도록 상기 커버 유리를 배치하는 단계 - 상기 커버 유리는 적어도, 상기 카메라와 상기 커버 유리의 잔부 사이에 상기 커버 유리 내에 삽입된 영역을 선택적으로 화학적으로 강화함으로써 형성된 광학 배리어를 포함함 -; 및
    상기 전자 제품을 위한 하우징에 상기 커버 유리를 후속하여 부착하는 단계
    를 포함하는 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 강화하는 단계는 상기 커버 유리의 상기 적어도 하나의 쉴딩된 부분을 패터닝하는 단계를 포함하는 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 강화하는 단계는 상기 커버 유리의 상기 적어도 하나의 쉴딩된 부분을 포토리소그래피 방식으로 패터닝하는 단계를 포함하는 방법.
  26. 전자 제품을 조립하는 방법으로서,
    카메라를 포함하는 전기 컴포넌트들을 적어도 부분적으로 하우징 내부에 배치하는 단계; 및
    커버 유리를 상기 하우징에 결합하는 단계
    를 포함하고,
    상기 커버 유리는 상기 카메라에 인접하게 배치되고, 상기 커버 유리는 상기 카메라에 대해 투명하며, 상기 커버 유리는 적어도, 상기 카메라와 상기 커버 유리의 잔부 사이에서 상기 커버 유리 내에 삽입된 화학적으로 강화된 유리 영역에 의해 형성된 광학 배리어를 포함하는 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 광학 배리어는 베일링 글레어를 감소시키는 역할을 하는 방법.
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