KR101605227B1 - 휴대형 전자 장치의 커버의 향상된 화학적 강화 유리 - Google Patents

휴대형 전자 장치의 커버의 향상된 화학적 강화 유리 Download PDF

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Abstract

전자 장치의 얇은 유리 부재의 강도를 향상시키기 위한 장치, 시스템 및 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 유리 부재는 소정의 응력 프로파일에 따라서 강도 특성을 향상시킬 수 있다. 소정의 응력 프로파일은 다단계의 화학적 강화를 통해 구성될 수 있다. 단계들은 예컨대 큰 이온들이 유리 부재 내로 교환되어 들어가는 제1 이온 교환 단계와, 그 큰 이온들의 일부가 유리 부재로부터 교환되어 나가는 제2 이온 교환 단계를 갖는다. 일 실시예에서, 유리 부재는 전자 장치의 하우징의 유리 커버로 적합할 수 있다. 유리 커버는 디스플레이 위에 배치되거나 디스플레이와 일체화될 수 있다.

Description

휴대형 전자 장치의 커버의 향상된 화학적 강화 유리{ENHANCED CHEMICAL STRENGTHENING GLASS OF COVERS FOR PORTABLE ELECTRONIC DEVICES}
<다른 출원들과의 상호 참조>
본 출원은, (i) 2010년 2월 2일 출원되고 발명의 명칭이 "Techniques for Strengthening Glass Covers for Portable Electronic Devices"이며 여기에 참조로서 통합된 미국 가특허출원 제1/300,793호; 및 (ii) 2010년 2월 2일 출원되고 발명의 명칭이 "Techniques for Strengthening Glass Covers for Portable Electronic Devices"이며 여기에 참조로서 통합된 미국 가특허출원 제61/300,792호에 대한 우선권을 주장한다.
종래, 핸드헬드형 전자 장치와 같은 소형 폼팩터(form factor) 장치는 여러 가지 층을 포함하는 디스플레이 배열을 갖고 있다. 이 여러 가지 층은 보통은 적어도 디스플레이 기술(display technology) 층을 포함하며, 추가적으로는 이 디스플레이 기술 층 위에 배치된 감지 배열 및/또는 커버창을 포함한다. 예컨대, 디스플레이 기술 층은 액정 모듈(LCM)을 포함하는 액정 디스플레이(LCD)를 포함하거나 이에 속할 수 있다. LCM은 일반적으로 상부 유리 시트, 하부 유리 시트, 및 이들 시트 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 감지 배열은 터치 스크린을 생성하는데 이용되는 것과 같은 터치 감지 배열일 수 있다. 예컨대, 용량성 감지 터치 스크린은 유리(또는 플라스틱) 시트 주변에 분산된 거의 투명한 감지 포인트 또는 노드를 포함할 수 있다. 게다가, 커버창은 통상적으로 층 스택의 외측 보호 장벽으로서 설계된다.
소형 폼팩터 장치의 커버창 또는 유리 커버는 플라스틱 또는 유리로 만들어질 수 있다. 플라스틱은 내구성은 있으나 긁히기 쉽다. 유리는 잘 긁히지 않으나 부서지기 쉽다. 일반적으로, 유리는 두꺼울수록 강하다. 그러나, 불행히도 유리 커버는 대개는 비교적 얇으며, 특히 그 에지 부분에서 장치 구조의 비교적 약한 부품일 수 있다. 예컨대, 휴대형 전자 장치가 폭력적으로 스트레스를 받으면 유리 커버가 손상을 입기 쉽다. 화학적 강화는 유리를 강화시키는데 이용되어 왔다. 이는 일반적으로는 잘 들어맞지만, 유리 커버를 강화시키는 방법을 제공할 필요성이 지속되고 있다.
<발명의 개요>
실시예들은 전자 장치의 얇은 유리 부재의 강도를 향상시키기 위한 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 유리 부재는 미리정해진 응력 프로파일에 따라서 강도 특성을 향상시킬 수 있다. 미리정해진 응력 프로파일은 다단계의 화학적 강화를 통해 형성될 수 있다. 단계들은 예컨대 큰 이온들이 유리 부재 내로 교환되어 들어가는 제1 이온 교환 단계와, 그 큰 이온들의 일부가 유리 부재로부터 교환되어 나가는 제2 이온 교환 단계를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 유리 부재는 전자 장치의 하우징의 유리 커버에 적용될 수 있다. 유리 커버는 디스플레이 위에 구비되거나 디스플레이와 일체화될 수 있다.
본 발명은 방법, 시스템, 디바이스 또는 장치를 포함하여 여러 가지 방식으로 구현될 수 있다. 본 발명의 몇 가지 실시예는 아래에 기술되는 것과 같다.
소비자 전자 제품의 노출면의 유리 커버를 제조하는 방법으로서, 일 실시예는 예컨대 적어도 다음의 단계들, 즉, 유리 시트를 얻는 단계; 상기 유리 시트를, 각각이 소비자 전자 제품의 노출면 상에 구비되도록 적절히 크기조정되는 복수의 유리 커버로 싱귤레이트하는(singulate) 단계; 상기 유리 커버를 화학적으로 강화하는(stengthening) 단계; 및 상기 유리 커버를 화학적으로 강인화하는(toughening) 단계를 포함할 수 있다.
소비자 전자 제품으로서, 일 실시예는 예컨대 적어도, 전면, 배면 및 측면을 가진 하우징; 적어도 부분적으로 상기 하우징의 내부에 구비되며, 적어도 컨트롤러, 메모리, 그리고 상기 하우징의 전면에 또는 전면에 인접하게 구비되는 디스플레이를 포함하는 전기 부품; 및 상기 디스플레이 위에 구비되도록 상기 하우징의 전면에 또는 전면 위에 구비되며, 화학적으로 강화되고 화학적으로 강인화된 유리 커버를 포함할 수 있다.
핸드헬드형 전자 장치의 하우징에 부착하기에 적합한 유리 커버 부재로서, 일 실시예에서, 예컨대 적어도, 유리 시트를 얻는 단계; 상기 유리 시트를, 각각이 핸드헬드형 전자 장치의 노출면 상에 구비되도록 적절히 크기조정되고 에지와 적어도 하나의 비에지부를 포함하는 복수의 유리 커버 부재로 싱귤레이트하는 단계; 상기 유리 커버 부재 각각의 적어도 에지를 화학적으로 강화하는 단계로서, 적어도 에지의 조성이 상기 적어도 하나의 비에지부의 조성과 다르도록 적어도 에지의 조성을 변경하는 단계를 포함하는 단계; 및 상기 유리 커버 부재의 상기 에지에서의 압축 응력을 감소시킴으로써 상기 유리 커버 부재를 강인화하는 단계를 포함할 수 있는 공정에 따라 제조, 강화 및 강인화된 유리 커버 부재가 제공된다.
소비자 전자 제품으로서, 일 실시예는 예컨대 적어도, 전면, 배면 및 측면을 가진 하우징; 적어도 부분적으로 상기 하우징의 내부에 구비된 전기 부품; 및 유리 부재의 피크 압축 응력이 유리 부재의 노출면의 하부 표면에 있도록 화학적으로 강화된 유리 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양상과 이점들은 본 발명의 원리를 예시적으로 보여주는 첨부 도면과 함께 하기의 상세한 설명으로부터 명백하게 드러날 것이다.
본 발명은 첨부도면과 함께 하기의 상세한 설명으로부터 쉽게 이해될 것이다. 도면에서 동일 구성요소에 대해서는 동일 도면부호를 병기한다.
도 1a는 일 실시예에 따른 유리 부재의 사시도.
도 1b는 일 실시예에 따른 전자 장치의 간략도.
도 2는 일 실시예에 따른 유리 커버 처리의 흐름도.
도 3a 내지 3e는 여러 가지 실시예에 따른 전자 장치 하우징의 유리 커버의 횡단면도.
도 4a는 모따기된(chamfered) 에지 기하학적 형태에 관련된 추가적인 실시예에 따른 전자 장치 하우징의 유리 커버의 횡단면도.
도 4b는 직선 코너(즉, 뾰족한 코너)를 포함하는 기준 에지 기하학적 형태를 가진 유리 커버의 횡단면도.
도 5a 및 5b는 일 실시예에 따른 전자 장치의 개략도.
도 6a 및 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 개략도.
도 7a는 일 실시예에 따른 초기 장력/압축 응력 프로파일을 보여주는 유리 커버의 부분 횡단면도.
도 7b는 일 실시예에 따른 감소된 장력/압축 응력 프로파일을 보여주는 유리 커버의 부분 횡단면도.
도 7c는 유리 커버의 감소된 중심 장력, 감소된 압축 표면 응력 및 압축 표면층 깊이에 대한 교차 범위의 삼각형 연속체를 보여주는, 압축 표면 응력 대 압축 표면층 깊이의 그래프도.
도 8a는 일 실시예에 따른, 유리 조각의 표면을 화학적으로 처리하는 공정을 도시.
도 8b는 일 실시예에 따른, 유리 커버를 강화하고 강인화하는 공정을 보여주는 다른 흐름도.
도 8c는 일 실시예에 따른 예시적인 프로파일을 도시.
도 9a 및 9b는 일 실시예에 따른, 화학적으로 강화된 층이 만들어지도록 화학적으로 처리된 유리 커버의 횡단면도.
도 10a는 일 실시예에 따른, 유리 커버를 이온 조 내에 담그는 것을 포함하는 화학적 처리 공정의 개략도.
도 10b는 일 실시예에 따른, 유리 커버가 이전에 알칼리 금속 조 내에 담그어진 후 그 유리 커버를 나트륨 조에 담그는 것을 포함하는 화학적 처리 공정의 개략도.
본 발명은 일반적으로 유리 강도를 증가시키는 것에 관한 것이다. 강도가 증가된 유리는 얇지만, 휴대형 전자 장치와 같은 전자 장치에 사용하기에 적합할 정도로 충분히 강할 수 있다.
하기의 상세한 설명은 예시적인 것일 뿐 한정적인 것은 아니다. 본 개시물의 이점을 갖는 다른 실시예도 쉽게 당업자에게 제안될 것이다. 이하, 첨부도면에 도시된 본 발명의 구현에 대해서 상세히 설명한다.
명확하게 하기 위해 여기서 설명되는 구현의 일상적인 특징을 전부 다 설명하지는 않는다. 물론, 그와 같은 실제 구현의 개발 시에는 개발자의 특정 목표를 달성하기 위해 응용 및 비지니스 관련 제약에 맞추는 것과 같은 여러 가지 구현 특정 판단이 이루어질 수 있고, 이러한 특정 목표는 구현마다 그리고 개발자마다 다를 수가 있음을 알 것이다. 더욱이, 그와 같은 개발 노력은 복잡하고 시간이 많이 소모될 수 있으나, 그럼에도 불구하고, 본 발명의 이익을 갖는 당업자에게는 일상적인 엔지니어링 업무일 수 있음을 알 것이다.
실시예들은 전자 장치의 얇은 유리 부재의 강도를 향상시키는 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다. 일 실시예에서, 유리 부재는 미리정해진 응력 프로파일에 따라서 강도 특성이 개선될 수 있다. 미리정해진 응력 프로파일은 다단계 화학적 강화를 통해 형성될 수 있다. 이 단계들은 예컨대 큰 이온이 유리 부재 내로 교환되어 들어가는 제1 이온 교환 단계, 및 그 큰 이온의 일부가 유리 부재로부터 교환되어 나가는 제2 이온 교환 단계를 가질 수 있다.
일례에서, 유리 부재는 전자 장치의 외부 표면일 수 있다. 유리 부재는 전자 장치의 디스플레이 영역의 일부를 형성하는데 도움이 되는 (예컨대 디스플레이 정면에 독립된 부분으로서 또는 디스플레이 내에 통합된) 유리 커버에 대응할 수 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 유리 부재는 하우징의 일부분을 형성할 수 있다. 예컨대, 유리 부재는 디스플레이 영역 내가 아닌 외부 표면을 형성할 수 있다.
얇은 유리의 강도를 향상시키는 장치, 시스템 및 방법은 핸드헬드형 전자 장치(예컨대, 이동 전화, 미디어 플레이어, PDA(Personal Digital Assistant), 원격 제어 장치 등)와 같은 소형 폼팩터 전자 장치에서 조립된 유리 커버, 또는 디스플레이(예컨대, LCD(Liquid Crystal Display) 디스플레이)에 특히 적합하다. 이 장치, 시스템 및 방법은 다른 비교적 큰 폼팩터 전자 장치(예컨대, 휴대형 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 디스플레이, 모니터, 텔레비전 등)의 유리 커버 또는 디스플레이에 이용될 수도 있다. 이들 여러 가지 실시예에서 유리는 5 mm 미만 또는 특히 0.5와 3 mm 사이와 같이 얇을 수 있다. 유리가 특히 얇은 실시예에서는 유리의 두께는 0.3과 1 mm 사이일 수 있다.
일 실시예에서, 유리 커버는 보호 베젤(bezel) 또는 다른 장벽없이 전자 장치의 하우징의 에지로 신장할 수 있다. 일 실시예에서, 유리 커버는 그 에지를 둘러싸는 베젤을 포함할 수 있다. 양 경우에, 에지는 특정 에지 기하학적 형태를 만들므로써 그리고/또는 화학적 강화에 의해 더 강해진다. 유리 커버는 LCD 디스플레이와 같은 디스플레이 위에 구비되거나 이와 일체화될 수 있다.
이하, 도 1a 내지 10b를 참조로 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다. 그러나, 당업자라면 도면을 참조로 여기서 주어진 상세한 설명은 단지 예시적인 것이며 본 발명은 이들 제한된 실시예 이상으로 확장될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
도면과 이하의 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일 또는 유사 구성요소에 대해서는 동일 도면부호를 병기한다. 도면은 일반적으로 일정 비율에 따라 그려진 것은 아니며, 도면 중 적어도 일부 특징은 설명을 용이하게 하기 위해 과장하여 도시되었음을 알아야 한다.
도 1a는 일 실시예에 따른 유리 부재(10)의 사시도이다. 유리 부재(10)는 얇은 유리 시트이다. 예컨대, 많은 적용 분야에서 유리 두께는 3mm 이하이다. 유리 부재(10)의 길이, 폭 또는 면적은 적용 분야에 따라 다르다. 유리 부재(10)의 한 가지 적용 분야는 휴대형 또는 핸드헬드형 전자 장치와 같은 전자 장치의 하우징의 커버 유리이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 유리 부재(10)는 전면(12), 배면(14), 상면(16), 하면(18) 및 측면(20)을 포함할 수 있다. 강도 향상을 위해, 에지 또는 면들(상부, 하부, 좌부 및 우부를 포함함)은 미리정해진 기하학적 형태에 따라 형성될 수 있다. 화학적 강화를 이용하면, 에지에서의 이 미리정해진 기하학적 형태는 에지에서의 유리 부재(10)의 강도를 증가시킬 수 있다. 유리 부재(10)의 표면들도 화학적으로 강화될 수 있다. 이 미리정해진 기하학적 형태를 이용하면, 기계적 응력 완화가 감소되므로 에지는 화학적 강화를 더욱 잘 받아들일 수 있다. 화학적 강화는, 예컨대, 유리 부재(10)가 이온 교환과 같은 것에 의해 상호 작용할 수 있는 한 가지 이상의 화학 용액에 유리 부재(10)를 담금으로써 유리 부재(10)에 대해 실시될 수 있다. 하기에 설명하는 바와 같이, 에지에 대한 미리정해진 기하학적 형태는 예리한 전이 대신에 부드러운 전이(예컨대, 곡선형, 원형)를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 유리 부재는 소비자 전자 장치가 구비된 또는 이 장치에 구비된 유리 구조이다. 유리 부재는 소비자 전자 장치의 외면 또는 내면에 구비될 수 있다. 유리 구조는 일반적으로 유리로 만들어진 소비자 전자 장치의 임의의 일부분일 수 있다. 일 실시예에서, 유리 구조는 소비자 전자 장치의 하우징의 적어도 일부(예컨대, 외부 표면)이다.
도 1b는 일 실시예에 따른 전자 장치(100)의 간략도이다. 전자 장치(100)는 예컨대 얇은 폼팩터(또는 낮은 프로파일)를 가진 휴대형 또는 핸드헬드형 전자 장치로 구체화될 수 있다. 전자 장치(100)는 예컨대 휴대형 미디어 플레이어, 미디어 저장 장치, PDA(Portable Digital Assistant), 태블릿 PC, 컴퓨터, 이동 통신 장치(예컨대, 셀룰러폰, 스마트폰), GPS 장치, 원격 제어 장치 등에 대응할 수 있다. 전자 장치(100)는 소비자 전자 장치라고 할 수 있다.
전자 장치(100)는 전자 장치(100)의 외부 표면으로서 기능하는 하우징(102)을 포함할 수 있다. 하우징(102) 내에는 전기 부품(미도시)이 배치되어 있다. 전기 부품은 컨트롤러(또는 프로세서), 메모리, 배터리 및 디스플레이(예컨대 LCD 디스플레이)를 포함할 수 있다. 디스플레이 영역(104)은 전자 장치(100)의 하우징(102) 내에 배치된다. 전자 장치(100)는 전자 장치(100)의 전면 대부분(그렇지 않으면 전부)을 차지하는 풀 뷰(full view) 또는 실질적 풀 뷰 디스플레이 영역(104)을 포함할 수 있다. 디스플레이 영역(104)은 여러 가지 방식으로 구현될 수 있다. 일례로서, 디스플레이 영역(104)은 적어도 평판 디스플레이, 특히 LCD 디스플레이와 같은 디스플레이로 이루어진다. 게다가, 전자 장치(100)는 디스플레이 영역(104) 위에 구비된 커버 유리(106)를 갖고 있다. 커버 유리(106)는 전자 장치(100)의 외부 표면, 즉 상면으로서 기능한다. 커버 유리(106)는 디스플레이 영역(104)이 커버 유리(106)를 통해 보일 수 있도록 맑거나 투명할 수 있다. 또, 커버 유리(106)는 잘 긁히지 않으며, 따라서 전자 장치(100)의 하우징(102)의 상면에 실질적으로 잘 긁히지 않는 표면을 제공한다.
디스플레이 영역(104)은 디스플레이 스크린 위에 위치된 터치 감지 장치를 선택적으로 또는 추가적으로 포함할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 영역(104)은 용량성 감지 포인트들이 분포되어 있는 하나 이상의 유리층을 포함할 수 있다. 이들 부품들 각각은 독립적인 층일 수 있으며, 또는 하나 이상의 스택에 일체화될 수 있다. 일 실시예에서, 커버 유리(106)는 디스플레이 영역(104)의 최외층으로서 작용할 수 있다.
전자 장치(100)의 부품은 폭력적으로 사용되면 파손되기 쉽다. 예컨대, 커버 유리(106)는 전자 장치(100)를 떨어뜨리는 경우에 휨과 손상에 대한 강도에 있어서 전자 장치(100)의 약점일 수 있다. 결과적으로, 커버 유리(106)는 전자 장치(100)가 예컨대 떨어뜨리는 경우와 같이 스트레스를 받을 때에 손상을 입기 쉽다. 예컨대, 커버 유리(106)에 대한 스트레스는 크랙이나 파손과 같은 손상을 입힐 수 있다.
더욱이, 도 1b에 도시된 바와 같이, 커버 유리(106)는 하우징(102)의 상면 전체에 걸쳐 신장될 수 있다. 그와 같은 경우에, 커버 유리(106)의 에지는 하우징(102)의 측면들과 정렬, 또는 실질적으로 정렬된다. 그러나, 다른 실시예에서, 커버 유리(106)는 하우징(102)의 특정 표면의 일부 위에 구비되기만하면 된다. 어쨌든, 커버 유리(106)의 두께가 다소 얇다(즉, 수 밀리미터 미만)는 점을 감안하면, 커버 유리(106)는 손상 가능성을 줄이기 위해 강화될 수 있다.
먼저, 커버 유리(106)의 유리 재료는 더 강한 가용 유리 중에서 선택될 수 있다. 예컨대, 알루미노 규산염 유리는 커버 유리(106)의 유리 재료에 대한 한가지 적당한 선택이다. 유리 재료의 다른 예로는 소다 석회, 붕규산염 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
둘째, 유리 재료는 예컨대 싱귤레이팅(singulating) 및/또는 머시닝(machining)과 같은 것에 의해 적당한 크기로 형성될 수 있다. 일례로서, 유리 재료 시트는 복수의 개별 커버 유리 조각으로 절단될 수 있다. 커버 유리 조각은 예컨대 전자 장치(100)의 하우징(102)의 상면에 꼭 맞도록 적절히 크기조정될 수 있다.
일 실시예에서, 커버 유리 조각의 에지는 미리정해진 특정 기하학적 형태에 대응하도록 구성될 수 있다. 이 미리정해진 특정 기하학적 형태에 대응하는 커버 유리 조각의 에지를 형성(예컨대, 머시닝)함으로써, 커버 유리 조각은 더 강하게 되며, 따라서, 손상 가능성이 줄어든다. 커버 유리 조각의 에지의 적당한 미리정해진 기하학적 형태(에지 기하학적 형태라고도 함)의 예에 대해서는 후술한다. 일 실시예에서, 미리정해진 특정 기하학적 형태에 대응하는 에지의 형성(예컨대 머시닝)에 의해 에지에서의 압축 응력은 더 균일하게 될 수 있다. 즉, 압축 응력 프로파일은 최소 압축이 평균 압축 응력에서 많이 벗어나지 않도록 관리될 수 있다. 또, 최소 압축 응력이 있을 정도까지 그 미리정해진 기하학적 형태는 에지로부터 압축 최소 하부표면의 위치를 지정하는 기능을 할 수 있다(즉, 에지로부터 약간 안쪽으로 위치시킬 수 있다). 일례에서, 에지 기하학적 형태는 예컨대 제2 표면에 수직인 제1 표면 간의 경계에서와 같이 표면들 간의 부드러운 또는 점진적인 전이를 포함할 수 있다. 여기서, 뾰족한 코너나 에지는 덜 뾰족하도록 곡선 형태로 되거나 완만해질 수 있다. 미리정해진 기하학적 형태에 의해 제공되는 바와 같이 뾰족한 코너나 에지를 둥글게 하거나 완만하게 함으로써, 커버 유리 조각은 더욱 균일한 화학적 강화를 더 잘 받아들일 수 있다.
셋째, 어떠한 특정 에지 기하학적 형태가 이용되는지에 상관없이, 커버 유리 조각은 화학적으로 처리되어 더 강화될 수 있다. 한 가지 적당한 화학적 처리는 일정 기간(예컨대 수 시간) 동안 증가된 온도에서 커버 유리 조각을 알칼리 금속(예컨대 KNO3) 이온을 함유한 화학적 조(bath)에 담그는 것이다. 이 화학적 처리에 의해서 바람직하게는 커버 유리 조각의 표면에 더 높은 압축 응력이 생길 수 있다. 형성되는 압축층의 깊이는 사용된 유리의 특성과 특정 화학적 처리에 따라 다를 수 있다. 예컨대, 일부 실시예에서, 형성되는 압축층의 깊이는 소다석회 유리에 대한 약 10 마이크로미터에서부터 알루미노 규산염 유리에 대한 약 100 마이크로미터의 깊이까지일 수 있다. 더 일반적으로는, 압축층의 깊이는 소다석회 유리나 알루미노 규산염 유리에 대해 10 내지 90 마이크로미터일 수 있다. 그러나, 압축층의 깊이는 유리에 적용된 특정 화학적 처리에 따라 달라질 수 있음을 알아야 한다.
커버 유리 조각의 표면은 커버 유리 조각의 에지를 포함한다. 압축 응력이 더 높아지는 것은 커버 유리의 표면에서의 또는 그 근처에서의 이온 교환의 결과일 수 있다. 커버 유리 조각의 표면은 커버 유리 조각의 에지를 포함한다. 압축 응력이 더 높아지는 것은 커버 유리의 표면에서 또는 그 근처에서 몇몇 Na+ 이온이 K+ 이온으로 효과적으로 교체된 결과일 수 있다.
핸드헬드형 전자 장치와 같은 소형 홈팩터 장치는 통상적으로 여러 가지 층을 포함하는 디스플레이 구역(예컨대 디스플레이 영역(104))을 포함한다. 여러 가지 층은 적어도 디스플레이를 포함할 수 있으며, 이 디스플레이 위에 배치된(또는 이 디스플레이와 일체화된) 감지 배열을 더 포함할 수 있다. 일부 경우에, 이 층들은 적층되어 서로 인접할 수 있으며, 심지어 라미네이트되어 하나의 유닛을 형성할 수도 있다. 다른 경우에, 이들 층 중 적어도 일부는 공간적으로 분리되어 직접적으로 인접하지 않는다. 예컨대, 감지 배열은 디스플레이 위에 배치되어 이들 사이에 간극이 있도록 할 수 있다. 예컨대, 디스플레이는 액정 모듈(LCM)을 포함하는 액정 디스플레이(LCD)를 포함할 수 있다. LCM은 일반적으로 적어도 상부 유리 시트, 하부 유리 시트, 및 이들 시트 사이에 적어도 일부가 개재된 액정층을 포함한다. 감지 배열은 터치 스크린을 작성하는데 이용되는 것과 같은 터치 감지 배열일 수 있다. 예컨대, 용량성 감지 터치 스크린은 유리(또는 플라스틱) 시트 주변에 배치된 거의 투명한 감지 포인트 또는 노드를 포함할 수 있다. 커버 유리는 디스플레이 구역의 외측 보호 장벽으로서 기능할 수 있다. 커버 유리는 통상적으로는 디스플레이 구역에 인접하나, 다른 층(외측 보호층)과 같이, 디스플레이 구역과 일체화될 수도 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 유리 커버 공정(200)의 흐름도이다. 유리 커버 공정(200)은 예컨대 하나 이상의 커버 유리 조각을 형성하는데 이용될 수 있다. 유리 커버 조각은 예컨대 도 1b에 도시된 커버 유리(106)에 이용될 수 있다.
유리 커버 공정(200)은 먼저 유리 시트를 얻는 단계(202)부터 시작할 수 있다. 유리 시트는 예컨대 알루미노 규산염 유리이다. 그 다음, 단계(204)에서, 유리 시트는 개별화된 유리 커버로 싱귤레이트되도록 가공될 수 있다. 유리 커버는 예컨대 도 1b에 도시된 전자 장치(100)와 같은 소비자 전자 제품에 이용된다. 일 실시예에서, 유리 시트는 단계(204)에서 개별화된 유리 커버로 싱귤레이트되도록 (예컨대 블레이드(blade), 스크라이브 & 브레이크(scribe & break), 워터 제트 또는 레이저를 이용하여) 절단된다. 다른 실시예에서, 유리 커버는 싱귤레이션을 하지 않고 개별적으로 형성될 수 있다.
다음, 단계(206)에서, 개별 유리 커버의 에지가 유리 커버를 강화하기 위해 미리정해진 기하학적 형태를 갖도록 조작될 수 있다. 이 에지 조작 단계(206)에 의해서 에지는 미리정해진 기하학적 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 이 조작 단계(206)는 유리 커버의 에지를 미리정해진 기하학적 형태로 머시닝, 연삭(grinding), 절삭(cutting), 에칭, 스크라이빙, 몰딩, 슬럼핑(slumping) 또는 다르게 형성할 수 있다. 에지는 연마(polishing)될 수도 있다.
단계(208)에서, (조작 단계(206)에) 추가하여 또는 대안적으로, 개별 유리 커버는 화학적으로 강화될 수 있다. 일 실시예에서, 유리 커버는 화학적 강화가 발행하도록 화학적 조에 담그어질 수 있다. 이런 유형의 화학적 강화에서는 에지를 포함하는, 표면에서의 압축 응력을 증가시키는 기능을 하는 유리 커버의 표면에서 이온 교환 공정이 일어난다. 더욱이, 화학적 강화는 일련의 화학적 조(즉, 스테이지(stage))를 사용하여 원하는 압축 응력 프로파일을 형성할 수 있다. 즉, 일련의 화학적 조를 사용하여 원하는 압축 응력 프로파일이 유리 커버로 제작(즉, 유도)될 수 있다. 원하는 응력 프로파일의 세부 사항은 유리 커버의 응용과 사용된 유리의 특성에 따라 달라질 수 있다.
그 후, 단계(210)에서, 해당 소비자 전자 제품에 유리 커버가 부착될 수 있다. 유리 커버는 해당 소비자 전자 제품의 외측면(예컨대, 하우징의 상면)을 형성할 수 있다. 단계(210)에서 유리 커버가 부착되고 나면, 유리 커버의 에지는 노출될 수 있다. 유리 커버의 에지가 노출될 수 있더라도 그 에지는 더 보호될 수 있다. 일례로서, 유리 커버의 에지는 소비자 전자 제품의 하우징의 외측면으로부터 (예컨대 하나 이상의 축을 따라) 만곡(recess)될 수 있다. 다른 예로서, 유리 커버의 에지는 커버 유리의 에지 부근에 또는 그에 인접하여 배치된 추가 재료에 의해 보호될 수 있다. 유리 커버는 접착, 본딩 또는 기계적 장치(예컨대 스냅, 나사 등)를 포함한 여러 가지 방식으로 부착될 수 있다(단계(210)). 일부 실시예에서, 유리 커버에 디스플레이 모듈(예컨대 LCM)이 부착될 수도 있다. 유리 커버를 소비자 전자 제품에 부착하고 나면(단계(210)), 유리 커버 공정(200)은 끝날 수 있다.
유리 커버의 에지의 조작 단계(206)는 유리 커버의 모든 에지를 조작할 수 있지만(단계(206)), 모든 에지가 조작되어야(단계(206)) 하는 것은 아님에 유의해야 한다. 즉, 특정 실시예 또는 설계에 따라서는, 이 조작 단계(206)는 유리 커버의 에지들 중 하나 또는 그 이상에만 실시될 수 있다. 특정 에지에 대해, 이 에지의 전부 또는 일부는 미리정해진 기하학적 형태로 조작될 수 있다. 또, 에지마다 서로 다르게 조작될 수 있다(단계(206))(즉, 에지마다 서로 다른 기하학적 형태를 가질 수 있다). 또, 에지들은 일부는 미리정해진 기하학적 형태를 가질 수 있고, 다른 일부는 뾰족하게 유지될 수 있다. 특정 에지가 조작되고 나면(단계(206)), 미리정해진 기하학적 형태는 예컨대 복잡한 곡선(예컨대 s-곡선)으로 달라질 수도 있다.
유리 시트를 개별 유리 커버로 싱귤레이트하는 단계(204)는 에지에의 마이크로크랙 및/또는 응력 집중을 감소시켜 전체 강도를 증가시키는 식으로 수행될 수 있다. 사용된 싱귤레이션 기법은 변할 수 있으며 유리 시트의 두께에 의존할 수 있다. 일 실시예에서, 유리 시트는 레이저 스크라이빙 공정을 이용하여 싱귤레이트된다. 다른 실시예에서, 유리 시트는 기계적 절삭 휠이 사용될 수 있는 경우처럼 기계적 스크라이빙 기법을 이용하여 싱귤레이트된다.
도 3a 내지 3e는 여러 가지 실시예에 따른 전자 장치 하우징의 유리 커버의 횡단면도이다. 이들 횡단면도는 전자 장치 하우징에 구비될 유리 커버에 이용될 수 있는 특정의 미리정해진 에지 기하학적 형태를 보여준다. 이들 에지 기학학적 형태는 예시적인 것이며, 한정적인 것으로 해석해서는 않됨을 알아야 한다. 도 3a 및 3b에 도시된 폭과 두께는 예시 목적상 일정한 비율에 따라 그려진 것은 아니다.
도 3a는 에지 기하학적 형태(302)를 가진 유리 커버(300)의 횡단면도이다. 유리 커버의 두께(t)는 약 1.0 밀리미터이지만, 두께(t)는 변할 수 있음을 알아야 한다. 에지 기하학적 형태(302)는 예컨대 약 0.1 밀리미터의 작은 에지 반경(r)을 가질 수 있다. 여기서, 에지 기하학적 형태(302)의 에지는 커버 유리의 두께의 10%의 에지 반경으로 둥굴게 되어 있다.
도 3b는 에지 기하학적 형태(322)를 가진 유리 커버(320)의 횡단면도이다. 유리 커버의 두께(t)는 약 1.0 밀리미터이지만, 두께(t)는 변할 수 있음을 알아야 한다. 에지 기하학적 형태(322)는 예컨대 약 0.2 밀리미터의 에지 반경을 가질 수 있다. 여기서, 에지 기하학적 형태(322)의 에지는 커버 유리의 두께의 20%의 에지 반경으로 둥굴게 되어 있다.
도 3c는 에지 기하학적 형태(342)를 가진 유리 커버(340)의 횡단면도이다. 유리 커버의 두께(t)는 약 1.0 밀리미터이지만, 두께(t)는 변할 수 있음을 알아야 한다. 에지 기하학적 형태(342)는 예컨대 약 0.3 밀리미터의 중간 에지 반경을 가질 수 있다. 여기서, 에지 기하학적 형태(342)의 에지는 커버 유리의 두께의 30%의 에지 반경으로 둥굴게 되어 있다.
도 3d는 에지 기하학적 형태(362)를 가진 유리 커버(360)의 횡단면도이다. 유리 커버의 두께(t)는 약 1.0 밀리미터이지만, 두께(t)는 변할 수 있음을 알아야 한다. 에지 기하학적 형태(362)는 예컨대 약 0.4 밀리미터의 큰 에지 반경(r)을 가질 수 있다. 여기서, 에지 기하학적 형태(362)의 에지는 커버 유리의 두께의 50%의 에지 반경으로 둥굴게 되어 있다.
도 3e는 에지 기하학적 형태(382)를 가진 유리 커버(380)의 횡단면도이다. 유리 커버의 두께(t)는 약 1.0 밀리미터이지만, 두께(t)는 변할 수 있음을 알아야 한다. 에지 기하학적 형태(382)는 예컨대 약 0.5 밀리미터의 최대 에지 반경(r)을 가질 수 있다. 여기서, 에지 기하학적 형태(382)의 에지는 커버 유리의 두께의 50%의 에지 반경으로 둥굴게 되어 있다.
일반적으로, 도 3a 내지 3e에 도시된 미리정해진 에지 기하학적 형태는 유리 커버의 에지를 둥글게 하는 기능을 한다. 유리 커버 상의 뾰족한 에지를 없앰으로써 유리 커버의 강도는 증가될 수 있다. 특히, 뾰족한 에지를 둥글게 하면 에지 강도가 향상되고, 따라서 유리 커버의 약한 구역일 수 있는 에지를 강화시킨다. 에지는 유리 커버의 압축 응력이 그 표면에서 심지어 그 에지에서도 대체로 균일하도록 강화될 수 있다. 일반적으로, 에지 반경이 클수록 유리 커버의 표면에서의 강화가 더 균일해지며, 따라서 강도가 더 커질 수 있다. 그러나, 화학적 강화는 의도적으로 불균일한 응력 프로파일을 형성하도록 수행될 수 있다.
도 3a 내지 3e에 도시된 에지의 라운딩(둥글게 하는 것) 이외에도 유리 커버의 에지는 라운딩이 아닌 다른 방식으로 머시닝될 수 있다. 일례로서, 에지 기하학적 형태는 에지의 평탄화(flattening)와 관련될 수 있다. 다른 예로서, 에지 기하학적 형태는 복잡한 기하학적 형태일 수 있다. 복잡한 기하학적 형태의 일례로는 스플라인(spline) 곡선이 있다. 복잡한 기하학적 형태의 다른 예로는 s-곡선이 있다.
도 4a는 모따기된(chamfered) 에지 기하학적 형태에 관련된 추가적인 실시예에 따른 전자 장치 하우징의 유리 커버의 횡단면도이다. 특히, 도 4a는 에지 기하학적 형태(402)를 가진 유리 커버(400)의 횡단면도이다. 유리 커버의 두께(t)는 약 1.0 mm이다. 에지 기하학적 형태(402)는 평탄화된 에지를 갖고 있다. 에지 기하학적 형태(402)는 실질적으로 모따기된 에지이다. 모따기면(chamfer)은 실질적으로 2개의 측면 또는 표면을 연결하는 경사진(beveled) 에지이다. 일 실시예에서, 모따기된 에지는 대략 0.15 mm와 대략 0.25 mm 사이의 깊이를 가질 수 있다. 일례로서, 에지 기하학적 형태(402)는 대략 0.15 mm의 모따기면 또는 대략 0.25 mm의 모따기면을 포함할 수 있다. 모따기된 에지를 제공함으로써 대략 위치(405)에서 실질적으로 최소의 압축 응력이 일어날 수 있다. 실질적으로 최소의 반 미제스(Van Mises) 응력 위치에 해당하는 일 위치는 위치(407)에 표시되어 있다. 일 실시예에서, 위치(407)는 에지 기하학적 형태(402)와 관련된 코너로부터의 대략 10 마이크로미터에 실질적으로 중심이 있다. 즉, 에지 기하학적 형태(402)를 이용하여 최소 압축 응력을 에지(예컨대 코너)로부터 안쪽으로 이동시키면 에지가 더 강해질 수 있다. 평탄화된 에지가 또한 도 3a 내지 3e에 도시된 정도로 둥글게 된다면, 이 평탄화된 에지(예컨대 위치(405))는 더 균일하게 화학적으로 강화될 수 있다.
도 4b는 직선 코너(straight corner)(즉, 뾰족한 코너)를 포함하는 기준 에지 기하학적 형태(422)를 가진 유리 커버(420)의 횡단면도이다. 이 에지 기하학적 형태는 도 3a 내지 3e에서와 같은 미리정해진 에지 기하학적 형태의 강도 향상을 이루어내지 못한다. 유리 커버의 두께(t)는 약 1.0 mm이지만 두께(t)는 변할 수 있음을 알아야 한다. 기준 에지 기하학적 형태(422)는 직선 코너, 예컨대 대략 90도 코너이다. 기준 에지 기하학적 형태(422)에 따라서 실질적으로 최소의 압축 응력의 영역이 위치(425)에서 발생한다. 실질적으로 최소의 반 미제스 응력 위치에 해당하는 일 위치는 위치(427)에 표시되어 있다. 일 실시예에서, 위치(427)는 기준 에지 기하학적 형태(422)와 관련된 코너로부터 대략 10 마이크로미터에 실질적으로 중심이 있다. 도 4a 및 4b의 실질적으로 최소의 반 미제스 응력 위치를 비교해서 위치(407)는 위치(427)보다 에지로부터 더 멀리 떨어져 있다.
전술한 바와 같이, 유리 커버는 전자 장치, 예컨대 핸드헬드형 전자 장치의 하우징의 일부의 외측면으로 이용될 수 있다. 핸드헬드형 전자 장치는 예컨대 미디어 플레이어, 전화, 인터넷 브라우저, e메일 유닛, 또는 이들 중 2가지 이상의 조합으로서 기능할 수 있다. 핸드헬드형 전자 장치는 일반적으로 하우징과 디스플레이 영역을 포함한다. 도 5a, 5b, 6a 및 6b를 참조로 설명하면, 커버 유리(또는 유리창)를 가진 여러 개의 핸드헬드형 전자 장치는 여기서 설명된 실시예에 따라서 조립될 수 있다. 일례로서, 핸드헬드형 전자 장치는 애플사(캘리포니아 주 쿠퍼티노 소재)가 제조한 iPhone™ 또는 iPod™에 대응할 수 있다.
강화된 유리, 예컨대 유리 커버 또는 커버창은 얇은 유리 응용에 특히 유용하다. 예컨대, 강화된 유리 커버의 두께는 약 0.5 내지 2.5 mm일 수 있다. 다른 실시예에서, 이 강화는 두께가 약 2 mm 미만, 또는 심지어 약 1 mm 미만, 또는 심지어 약 0.6 mm 미만인 유리 제품에 적합하다.
유리, 예컨대 유리 커버 또는 커버창을 강화시키는 기술은 유리의 에지의 코너에 적용된 두께의 적어도 10%의 미리정해진 에지 반경(또는 미리정해진 곡률)을 가진 미리정해진 에지 기하학적 형태에 의해 둥글게 된 유리의 에지에 특히 유용하다. 다른 실시예에서, 미리정해진 에지 반경은 유리 두께의 20%와 50% 사이일 수 있다. 50%의 미리정해진 에지 반경은 연속적 곡률(또는 완전히 둥근 것)로 생각될 수 있는데, 그 예는 도 3e에 도시되어 있다. 대안으로서, 강화된 유리, 예컨대 유리 커버 또는 커버창은 강화 후에 유리가 에지를 포함한 유리의 표면에 걸쳐 실질적으로 균일한 강도를 갖도록 특징화될 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 유리의 에지에서의 강도 감소는 다른 비에지 부분에서의 유리의 강도보다 10% 이하로 더 작다. 다른 예로서, 다른 실시예에서, 유리의 에지에서의 강도 감소는 다른 비에지 부분에서의 유리의 강도보다 5% 이하로 더 작다.
일 실시예에서, 유리 커버의 크기는 관련 전자 장치의 크기에 의존한다. 예컨대, 핸드헬드형 전자 장치의 경우, 유리 커버의 크기는 대개는 대각선으로 5인치(약 12.7 cm) 이하이다. 다른 예로서, 소형 휴대형 컴퓨터나 태블릿 컴퓨터와 같은 휴대형 전자 장치의 경우, 유리 커버의 크기는 대개는 대각선으로 4인치(약 10.2 cm) 내지 12인치(약 30.5 cm) 사이이다. 또 다른 예로서, 풀 사이즈 휴대형 컴퓨터, 디스플레이 또는 모니터와 같은 휴대형 전자 장치의 경우, 유리 커버의 크기는 대개는 대각선으로 10인치(약 25.4 cm) 내지 20인치(약 50.8 cm) 사이이거나 심지어 이보다 더 크다.
그러나, 스크린 크기가 더 큰 어떤 경우에는 유리층의 두께는 더 클 필요가 있을 수 있음을 알아야 한다. 유리층의 두께는 더 큰 유리층의 평면성을 유지하도록 증가될 필요가 있을 수 있다. 디스플레이는 여전히 비교적 얇게 유지될 수 있지만, 최소 두께는 스크린 크기가 증가함에 따라 증가할 수 있다. 예를 들어, 유리 커버의 최소 두께는 다시 스크린의 크기에 따라서 소형 핸드헬드 전자 장치의 경우 약 0.4 mm, 소형 휴대형 컴퓨터 또는 태블릿 컴퓨터의 경우 약 0.6 mm, 풀 사이즈 휴대형 컴퓨터, 디스플레이 또는 모니터의 경우 약 1.0 mm 이상에 대응할 수 있다. 그러나, 유리 커버의 두께는 전자 장치의 응용, 구조 및/또는 크기에 의존할 수 있다.
도 5a 및 5b는 일 실시예에 따른 전자 장치(500)의 개략도이다. 도 5a는 전자 장치(500)의 상면도이고, 도 5b는 기준선 A-A'를 따라 자른 전자 장치(500)의 횡단면도이다. 전자 장치(500)는 유리 커버창(504)(유리 커버)을 상면으로 갖는 하우징(502)을 포함할 수 있다. 커버창(504)은 디스플레이 조립체(506)가 커버창(504)을 통해 보일 수 있도록 주로 투명하다. 일 실시예에서, 커버창(504)은 여기서 설명된 기술들 중 임의의 기술을 이용하여 강화될 수 있다. 디스플레이 조립체(506)는 예컨대 커버창(504)에 인접하게 위치될 수 있다. 하우징(502)은 디스플레이 조립체 이외에도 컨트롤러(프로세서), 메모리, 통신 회로 등과 같은 내부 전자 부품을 포함할 수도 있다. 디스플레이 조립체(506)는 예컨대 LCD 모듈을 포함할 수 있다. 일례로서, 디스플레이 조립체(506)는 액정 모듈(LCM)을 포함하는 액정 디스플레이(LCD)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 커버창(504)은 LCM과 일체적으로 형성될 수 있다. 하우징(502)은 전자 장치(500)에 전자적 기능을 제공하는 내부 전기 부품을 포함하기 위한 개구부(508)도 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하우징(502)은 커버창(504)을 위한 베젤(bezel)을 포함할 필요가 없을 수 있다. 대신에, 커버창(504)은 커버창(504)의 에지가 하우징(502)의 측면과 정렬(또는 실질적으로 정렬)될 수 있도록 하우징(502)의 상면을 따라 신장할 수 있다. 커버창(504)의 에지는 노출 상태를 유지할 수 있다. 커버창(504)의 에지는 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이 노출될 수 있지만, 다른 실시예에서, 에지는 더 보호될 수 있다. 일례로서, 커버창(504)의 에지는 하우징(502)의 외측면으로부터 (수평으로 또는 수직으로) 만곡될 수 있다. 다른 예로서, 커버창(504)의 에지는 커버창(504)의 에지 주변에 또는 에지에 인접하여 배치된 부가 재료에 의해 보호될 수 있다.
커버창(504)은 일반적으로 여러 가지 방식으로 배열 또는 구현될 수 있다. 예컨대, 커버창(504)은 평판 디스플레이(예컨대 LCD)나 터치 스크린 디스플레이(예컨대 LCD와 터치층)와 같은 기저 디스플레이(예컨대 디스플레이 조립체(506)) 위에 위치된 보호 유리 조각으로서 구성될 수 있다. 대안으로서, 커버창(504)은 효과적으로 디스플레이와 일체화될 수 있다. 즉, 유리창은 디스플레이의 적어도 일부로서 형성될 수 있다. 그 외에도, 커버창(504)은 터치 스크린에 연결된 터치층과 같은 터치 감지 장치와 실질적으로 일체화될 수 있다. 어떤 경우에는 커버창(504)은 디스플레이의 최외층으로서 기능할 수 있다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치(600)의 개략도이다. 도 6a는 전자 장치(600)의 상면도이고, 도 6b는 기준선 B-B'를 따라 자른 전자 장치(600)의 횡단면도이다. 전자 장치(600)는 유리 커버창(604)(유리 커버)을 상면으로 갖는 하우징(602)을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 커버창(604)은 하우징(602)의 측면(603)에 의해 보호될 수 있다. 여기서, 커버창(604)은 하우징(602)의 상면을 따라 완전히 신장하지는 않는다. 그러나, 측면(603)의 상면은 커버창(604)의 외부 표면에 인접하거나 이와 수직적으로 정렬될 수 있다. 커버창(604)의 에지는 강도 향상을 위해 둥글게 될 수 있으므로, 커버창(604)의 측면(603)과 주변 에지 사이에 간극(605)이 존재할 수 있다. 간극(605)은 커버창(604)의 두께가 얇다는 점을 감안하면(예컨대 3 mm 미만) 통상적으로 매우 작다. 그러나, 원한다면, 간극(605)은 소정의 재료로 채워질 수 있다. 이 재료는 플러스틱, 고무, 금속 등일 수 있다. 이 재료는 전자 장치(600)의 전체 전면이 같은 높이가 되도록 간극(605)에 맞게 채워질 수 있으며, 커버창(604)의 주변 에지에 인접한 갭(605)에 걸쳐 채워질 수도 있다. 간극(605)을 채우는 재료는 컴플라이언트(compliant)할 수 있다. 간극(605)에 채워진 재료는 개스킷을 구현할 수 있다. 간극(605)을 채우므로써, 그렇지 않으면 아마도 원하지 않았을 하우징(602)의 간극이 채워지거나 밀봉되어, 오염(예컨대 먼지, 수분)이 간극(605) 내에 형성되는 것을 방지할 수 있다. 측면(603)은 하우징(602)과 일체화될 수 있지만, 대안으로서 측면(603)은 하우징(602)과 분리될 수 있고, 예컨대 커버창(604)의 베젤로 작용할 수 있다.
커버창(604)은 디스플레이 조립체(606)가 커버창(604)을 통해 보일 수 있도록 주로 투명하다. 디스플레이 조립체(606)는 예컨대 커버창(604)에 인접하여 위치될 수 있다. 하우징(602)은 디스플레이 조립체 이외에도 컨트롤러(프로세서), 메모리, 통신 회로 등과 같은 내부 전기 부품을 포함할 수도 있다. 디스플레이 조립체(606)는 예컨대 LCD 모듈을 포함할 수 있다. 일례로서, 디스플레이 조립체(606)는 액정 모듈(LCM)을 포함하는 액정 디스플레이(LCD)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 커버창(604)은 LCM과 일체적으로 형성될 수 있다. 하우징(602)은 전자 장치(600)에 전자적 기능을 제공하는 내부 전기 부품을 포함하기 위한 개구부(607)도 포함할 수 있다.
전자 장치(600)의 전면(front surface)은 사용자 인터페이스 제어부(608)(예컨대 클릭 휠 제어부)를 포함할 수도 있다. 이 실시예에서, 커버창(604)은 전자 장치(600)의 전체 전면을 덮는 것은 아니다. 전자 장치(600)는 본질적으로 전면의 일부를 덮는 부분적 디스플레이 영역을 포함한다.
커버창(604)은 일반적으로 여러 가지 방식으로 배열 또는 구현될 수 있다. 예컨대, 커버창(604)은 평판 디스플레이(예컨대 LCD)나 터치 스크린 디스플레이(예컨대 LCD와 터치층)와 같은 기저 디스플레이(예컨대 디스플레이 조립체(606)) 위에 위치된 보호 유리 조각으로서 구성될 수 있다. 대안으로서, 커버창(604)은 효과적으으로 디스플레이와 일체화될 수 있다. 즉, 유리창은 디스플레이의 적어도 일부로서 형성될 수 있다. 그 외에도, 커버창(604)은 터치 스크린에 연관된 터치층과 같은 터치 감지 장치와 실질적으로 일체화될 수 있다. 어떤 경우에는 커버창(604)은 디스플레이의 최외층으로서 기능할 수 있다.
전술한 바와 같이, 전자 장치는 핸드헬드형 전자 장치 또는 휴대형 전자 장치일 수 있다. 본 발명에서 유리 커버는 얇을 뿐만 아니라 적당히 강할 수 있다. 핸드헬드형 전자 장치와 휴대형 전자 장치는 이동성을 갖고 있으므로, 잠재적으로, 고정된 장치는 받지 않는 여러 가지 서로 다른 충격 이벤트들과 스트레스들을 받을 수 있다. 따라서, 본 발명은 박형으로 설계된 핸드헬드형 전자 장치나 휴대형 전자 장치의 유리 표면의 구현에 매우 적합하다.
전술한 바와 같이, 유리 커버 또는, 더 일반적으로는 유리 조각은 유리 표면이 효과적으로 강화되도록 화학적으로 처리될 수 있다. 그와 같은 강화를 통해 유리 조각은 더 얇은 유리 조각이 소비자 전자 장치에 이용될 수 있도록 더 강하고 단단하게 될 수 있다. 강도가 충분한 더 얇은 유리에 의해 소비자 전자 장치는 더 얇아질 수 있다.
유리 커버 또는, 더 일반적으로는 유리 조각은 유리의 에지를 포함한 표면이효과적으로 강화되도록 화학적으로 처리될 수 있다. 예컨대, 단일 교환 공정에서, 유리 조각의 표면 구역 근처의 일부 Na+ 이온은 그 표면 구역을 강화하기 위해 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)으로 대체될 수 있다. 통상적으로 Na+ 이온보다 큰 알칼리 금속 이온이 Na+ 이온을 대체할 때, 압축층이 표면 근처에 효과적으로 생성되고, 따라서 유리 커버의 에지가 생성된다. 따라서, 유리 커버는 본질적으로 표면에서 더 강해진다.
유리를 화학적으로 강화시키는 것 이외에도, 유리는 마찬가지로 화학적으로 강인화될 수 있다. 이중(double) 교환 공정에서, 알칼리 금속 이온이 특정 Na+ 이온을 대체하고 나면, 유리 조각의 외부 표면, 예컨대 상면 구역에 가장 가까이에 있는 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)은 상면 구역 가까이로부터 일부 압축 응력을 제거하기 위해 Na+ 이온으로 대체될 수 있으며, 반면에, 이전에 유리 조각 내로 교환되어 들어온 기저의 알칼리 금속 이온은 더 낮은 표면 구역에 유지될 수 있다. 유리 커버의 압축 표면 응력을 감소시키는 것 이외에도, 이중 교환 공정은 유리 커버의 중심 장력을 더 감소시킬 수 있다. 따라서 제2 교환 공정은 유리를 화학적으로 강인화하는 기능을 할 수 있다.
도 7a는 일 실시예에 따른 초기 장력/압축 응력 프로파일을 보여주는 유리 커버의 부분 횡단면도이다. 초기 장력/압축 응력 프로파일은 유리 커버의 표면 구역을 강화시키는 초기 교환 공정으로부터 생길 수 있다. 도면의 상부 수평 차원을 따라 배치된 범례에서 소문자의 그리스 문자 시그마가 사용된다. 마이너스 시그마 범례는 장력의 프로파일 구역을 나타낸다. 플러스 시그마 범례는 압축의 프로파일 구역을 나타낸다. 수직 점선과 시그마=0 범례는 압축과 장력 간의 교차를 나타낸다.
도 7a에 도시된 유리 커버의 부분 횡단면도에는 유리 커버의 두께(t)가 나타나 있다. 도 7a에 도시된 커버 유리의 표면에는 초기 장력/압축 응력 프로파일의 초기 압축 표면 응력(cs)이 나타나 있다. 커버 유리의 압축 응력은 도 7a에 도시된 압축 응력 층 깊이(d)를 갖고 있다. 압축 응력 층 깊이(d)는 도 7a에 도시된 유리 커버의 횡단면도에 도시된 바와 같이 유리 커버의 표면으로부터 중심 구역을 향해 확장한다. 초기 장력/압축 응력 프로파일의 초기 중심 장력(ct)은 도 7a에 도시된 유리 커버의 중심 구역에 있다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 초기 압축 응력은 유리 커버의 표면에 피크가 있는 프로파일을 갖고 있다. 즉, 초기 압축 표면 응력(cs)은 커버 유리의 표면에 그 피크가 있다. 초기 압축 응력 프로파일은 압축 응력 층 깊이가 유리 커버의 표면으로부터 유리 커버의 중심 구역쪽으로 확장함에 따라 압축 응력을 감소시키는 것을 보여준다. 초기 압축 응력은 압축과 장력 간의 교차까지 안쪽으로 감에 따라 계속 감소한다. 도 7a에서 초기 압축 응력의 감소 프로파일의 구역이 우측에서 좌측으로의 대각 해칭으로 강조되어 있다.
압축과 장력 간의 교차 후에는 초기 중심 장력(ct)의 프로파일은 유리 커버의 횡단면도에 도시된 중심 구역으로 확장한다. 도 7a에서 중심 구역으로 확장하는 초기 중심 장력(ct)의 프로파일은 좌측에서 우측으로의 대각 해칭으로 강조되어 있다.
도 7b는 일 실시예에 따른 감소된 장력/압축 응력 프로파일을 보여주는 유리 커버의 부분 횡단면도이다. 감소된 장력/압축 응력 프로파일은 이중 교환 공정으로부터, 특히 유리를 화학적으로 강인화하는 것으로부터 생길 수 있다. 감소된 장력/압축 응력 프로파일의 감소된 압축 표면 응력(cs')은 도 7b에 도시되어 있다. 도 7b에서, 이제 압축 응력 층 깊이(d)는 감소된 압축 응력에 대응한다. 그 외에도, 감소된 중심 장력(ct')은 유리 커버의 감소된 장력/압축 응력 프로파일에서 중심 구역에 나타나 있다.
도 7b에서, 감소된 압축 표면 응력은 유리 커버의 표면 아래의 잠긴(submerged) 프로파일 피크를 보여준다. 잠긴 프로파일 피크의 깊이(dp)는 유리 커버의 두께와 유리 특성에 따라 다르다. 예컨대, 일 실시예에서, 압축 응력의 피크의 깊이(dp)는 실질적으로 대략 5 내지 50 마이크로미터의 범위 내에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 압축 응력의 피크의 깊이(dp)는 실질적으로 대략 10 내지 30 마이크로미터의 범위 내에 있을 수 있다. 압축 표면 응력을 (예컨대 (cs)에서 (cs')로) 감소시키는 것에 대한 절충으로서, 도 7b에 도시된 압축 응력의 깊이(dp)에서의 감소된 압축 응력의 크기는 도 7a에 도시된 초기 압축 응력의 깊이(dp)에서의 초기 압축 응력의 크기보다 크다.
상기 설명을 감안하여, 감소된 압축 표면 응력(cs')은 압축 표면 층 깊이가 유리 커버의 표면으로부터 잠긴 프로파일 피크쪽으로 확장함에 따라 프로파일을 증가시키는 것을 보여줌을 알아야 한다. 그와 같은 압축 응력 프로파일 증가는 크랙을 막는데 유리할 수 있다. 잠긴 프로파일 피크의 깊이(dp) 내에서, 크랙이 커버 유리의 표면으로부터 커버 유리 내로 더 깊이 전파하려고 하면, 압축 응력을 증가시키는 것과 만나게 되는데, 이는 크랙 저지 작용을 제공할 수 있다(즉, 크랙의 전파를 중지시킬 수 있다). 그 외에도, 도 7b에 도시된 바와 같이, 감소된 압축 응력은 잠긴 프로파일 피크로부터 중심 구역쪽으로 더 안쪽으로 확장하면 압축과 장력 간의 교차까지 감소하는 프로파일을 제공하는 것으로 되돌아 온다. 도 7b에서, 감소된 압축 응력의 프로파일의 구역은 우측에서 좌측으로의 대각 해칭으로 강조되어 있다.
압축과 장력 간의 교차 후에는 감소된 중심 장력(ct')의 프로파일은 도 7b에 도시된 유리 커버의 횡단면도에 도시된 중심 구역으로 확장한다. 도 7b에서 중심 구역으로 확장하는 감소된 중심 장력(ct')의 프로파일은 좌측에서 우측으로의 대각 해칭으로 강조되어 있다.
미리정해진 장력 한계를 실질적으로 초과하는 초기 중심 장력은 불리하게도 유리 커버의 균열을 촉진할 수 있다. 미리정해진 장력 한계에 비해 초기 중심 장력을 감소시키는 것은 유리하게도 유리 커버의 균열을 저지(예컨대 제한)할 수 있다. 도 7a와 도 7b의 비교는 이중 교환 공정이 감소된 중심 장력(ct')을 제공하기 위해 도 7a에 도시된 초기 중심 장력(ct)을 감소시킬 수 있다는 것을 강조한다. 예컨대, 이중 교환 공정은 감소된 중심 장력(ct')을 제공하기 위해 초기 중심 장력(ct)을 실질적으로 미리정해진 장력 한계 미만으로, 예컨대 40 내지 70 메가파스칼(MPa) 정도로 감소시킬 수 있다.
유리 커버에서, 초기 중심 장력(ct)은 초기 압축 표면 응력(cs)에 실질적으로 선형적으로 관련될 수 있으며, 감소된 중심 장력(ct')은 감소된 압축 표면 응력(cs')에 실질적으로 선형적으로 관련될 수 있다. 이는 수학적 관계식 ct=(cs-d)/(t-2d)와 ct'=(cs'-d)/(t-2d)에서 추정될 수 있다. 이 식에서, t는 유리 커버의 두께이고 d는 압축 표면 층 깊이이다. 따라서, 도 7a에 도시된 초기 압축 표면 응력(cs)을 도 7b에 도시된 감소된 압축 표면 응력(cs')으로 감소시키는 것은 도 7a에 도시된 초기 중심 장력(ct)을 도 7b에 도시된 감소된 중심 장력(ct')으로 감소시키는 것과 관련있음을 알아야 한다.
초기 중심 장력(ct)을 감소시키는 것이 유리 커버의 균열을 유리하게 제한하는 것에 바람직할 수 있지만, 초기 압축 표면 응력(cs)를 감소된 압축 표면 응력(cs')으로 감소시키는 것은 초기 교환 공정이 제공했던 향상된 표면 강도를 감소시킨다. 따라서, 향상된 표면 강도의 감소를 제한하기 위해 이중 교환 공정에서 초기 압축 표면 응력의 감소를 제한하는 것이 유리할 수 있다. 더욱이, 나트륨 조의 화학적 강인화 처리는 일정 기간에 걸쳐 채용될 수 있음을 알아야 한다. 화학적 강인화 처리의 일정 기간은 유리 커버의 향상된 표면 강도의 감소를 제한하기 위해 예컨대 대략 30분 또는 그 이하로 제한될 수 있다.
도 7a와 도 7b의 비교는 도 7b에 도시된 감소된 압축 표면 응력(cs')이 미리 화학적으로 강화된 압축값보다 실질적으로 크게 유지되도록 이중 교환 공정에서 도 7a에 도시된 초기 압축 표면 응력(cs)의 감소를 선정된 압축 값에 비해 제한하는 것을 강조한다. 예컨대, 이중 교환 공정에서 도 7a에 도시된 초기 압축 표면 응력(cs)의 감소를 실질적으로 대략 500 내지 900 MPa 범위 내의 압축값으로 제한하면, 도 7b에 도시된 감소된 압축 표면 응력(cs')이 초기 교환 공정에 의해 예컨대 300 내지 500 MPa의 감소된 압축 표면 응력(cs')과 같이 실질적으로 강화 상태를 유지한다.
도 7c는 유리 커버의 감소된 중심 장력, 감소된 압축 표면 응력 및 압축 표면층 깊이에 대한 교차 범위의 삼각형 연속체를 보여주는, 압축 표면 응력 대 압축 표면층 깊이의 그래프도이다. 유리 커버는, 유리 커버의 압축 표면 층 깊이가 미리 선택된 압축 표면 층 깊이값보다 실질적으로 더 클 수 있도록 충분한 기간 동안(예컨대 KNO3의 가열된 조 내에서 대략 6 시간 또는 그 이상 동안) 화학적으로 강화될 수 있다. 예컨대, 도 7c에 도시된 바와 같이, 유리 커버는, 유리 커버의 압축 표면 층 깊이(d)가 대략 50 마이크로미터보다 크도록 충분한 기간 동안 화학적으로 강화될 수 있다. 이는 도 7c에서 삼각형 연속체의 수평적 길이를 따라 배치된 수평적 범례 d>50 um로 도시되어 있다.
일 실시예에서, 예컨대 대략 300 MPa 내지 550 MPa의 범위 내의 미리정해진 압축 값 설계 한계를 사용하면, 도 7c에 도시된 감소된 압축 표면 응력(cs')은 그 미리정해진 압축 값 설계 한계보다 실질적으로 클 수 있다. 이는 도 7c에서 삼각형 연속체의 수직적 길이를 따라 배치된 수직적 범례 cs'>300-550 MPa로 도시되어 있다.
또, 일 실시예에서, 예컨대 대략 40 MPa 내지 70 MPa의 범위 내의 미리정해진 장력 설계 한계를 사용하면, 도 7c에 도시된 감소된 중심 장력(ct')은 그 미리정해진 장력 설계 한계보다 실질적으로 작을 수 있다. 전술한 바와 같이, 유리 커버에서, 감소된 중심 장력(ct')은 감소된 압축 표면 응력(cs')에 선형적으로 관계될 수 있다. 이는 도 7c에서 삼각형 연속체의 빗변 길이를 따라 배치된 범례 ct'<40-70 MPa로 도시되어 있다. 도 7c에서는 해칭을 이용하여 유리 커버의 감소된 중심 장력, 감소된 압축 표면 응력 및 압축 표면 층 깊이에 대한 교차 범위의 삼각형 연속체를 강조한다.
도 8a는 일 실시예에 따른, 유리 조각의 표면을 화학적으로 처리하는 공정(800)을 보여주는 흐름도이다. 일례로서, 유리 조각은 휴대형 전자 장치의 하우징의 일부에 대한 커버 유리에 속할 수 있다. 공정(800)는 유리 조각를 강화시키는 기능을 한다.
유리 조각의 표면, 예컨대 에지를 화학적으로 처리하는 공정(800)은 유리 조각을 얻는 단계(802)에서 시작할 수 있다. 일 실시예에서, 유리 조각은, 유리 시트가 유리 조각들, 예컨대 유리 커버들로 싱귤레이트되고 이 유리 조각들의 에지들이 미리정해진 기하학적 형태를 갖도록 조작된 후에 얻어질 수 있다. 그러나, 화학적으로 처리될 유리 조각은 임의의 적당한 소스로부터 얻어질 수 있음을 알아야 한다.
단계(804)에서, 유리 조각은 랙(rack) 상에 배치될 수 있다. 랙은 통상적으로 화학적 처리 중에 그 유리 조각은 물론 다른 유리 조각을 지지하도록 구성된다. 유리 조각이 랙 상에 배치되고 나면, 단계(806)에서 랙은 가열된 이온 조에 담그어질 수 있다. 가열된 이온 조는 일반적으로 일정 농도의 이온(예컨대 리튬, 세슘 또는 칼륨과 같은 알칼리 금속 이온)을 포함하는 조일 수 있다. 이온 농도를 변화시키면 유리의 표면 상의 압축 응력이 제어될 수 있으므로 조 내의 이온 농도는 변경할 수 있음을 알아야 한다. 가열된 이온 조는 이온 교환이 용이하게 하기 위해 적당한 온도로 가열될 수 있다. 예컨대, 가열된 이온 조는 대략 370℃와 대략 430℃ 사이로 가열될 수 있다.
랙이 가열된 이온 조에 담그어진 후에, 단계(808)에서, 이온 조와 랙 상에 유지된 유리 조각 간에 이온 교환이 일어나도록 허용된다. 일반적으로 Na+ 이온을 포함하는 유리 조각과 이온 조 간에 확산 교환이 일어난다. 확산 교환 중에, Na+ 이온보다 큰 알칼리 금속 이온이 유리 조각 내의 Na+ 이온을 효과적으로 대체한다. 일반적으로, 유리 조각의 표면 영역 근처의 Na+ 이온은 알칼리 이온으로 대체될 수 있는 반면에, 표면 영역이 아닌 유리 부분의 Na+ 이온은 본질적으로 알칼리 이온으로 대체되지 않는다. 유리 조각에서 알칼리 이온이 Na+ 이온을 대체한 결과, 유리 조각의 표면 근처에서 압축층이 효과적으로 생성된다. 유리 조각에서 알칼리 금속 이온으로 대체된 Na+ 이온은 이온 용액의 일부가 된다.
단계(810)에서, 가열된 이온 조에 랙을 담그는 기간이 종료되었는지 여부에 대해 판단할 수 있다. 랙이 담그어져야 하는 시간량은 구현에 따라 크게 다를 수 있음을 알아야 한다. 예컨대, 이 시간량은 랙의 담금과 유리 조각의 두께 및 특성에 따라 다를 수 있다. 가열된 이온 조 내의 랙의 담금이 이중 교환 공정의 일부라면, 칼륨 조 내에 랙을 담그는 기간은 대략 6시간 미만일 수 있다. 통상적으로, 랙의 담금 기간이 길수록, 즉, 알칼리 금속 이온과 Na+ 이온의 교환 시간이 길수록, 화학적 강화층의 깊이가 더 깊어진다. 예컨대, 유리 시트의 두께가 1 mm 정도이면, 이온 조에서 제공되는 화학적 처리(즉, 이온 교환)는 유리 조각의 표면에 10 마이크로미터 또는 그 이상의 깊이로 제공될 수 있다. 예컨대, 유리 조각이 소다석회 유리로 형성된다면, 이온 교환으로 인한 압축층의 깊이는 약 10 마이크로미터일 수 있다. 다른 예로서, 유리 조각이 알루미노 규산염 유리로 형성된다면, 이온 교환으로 인한 압축층의 깊이는 약 50 마이크로미터 내지 100 마이크로미터일 수 있다.
단계(810)에서 랙을 가열된 이온 조 내에 담그는 기간이 종료되지 않았다고 판단되면, 공정(800)은 단계(817)로 되돌아가서 이온 조와 유리 조각 간의 화학적 반응이 계속해서 일어나도록 허용된다. 이와 달리, 담금 기간이 종료되었다고 판단되면, 단계(812)에서 이온 조로부터 랙이 제거될 수 있다.
전술한 바와 같이, 공정(800)이 제공하는 화학적 강화는 이중 교환 공정을 이용한다. 화학적 강화가 이중 교환 공정라면, 유리 조각의 화학적 강화층은 이 화학적 강화층의 표면 근처로부터 일부 또는 모든 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)을 효과적으로 제거하도록 화학적으로 처리될 수 있고, 다른 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)은 실질적으로 화학적 강화층의 표면 아래에 그대로 유지되게 할 수 있다. 이중 교환 공정은 일반적으로 유리 조각의 신뢰성을 증가시킬 수 있다.
그 후, 공정(800)는 단계(812)에서 선택적 단계(814)로 진행하고, 이 단계(814)에서, 유리 조각의 표면 근처, 또는 특히 유리 조각의 화학적 강화층의 표면 근처의 압축 응력을 감소시키기 위해서 랙이 미리정해진 기간 동안 나트륨 조에 담그어진다. 나트륨 조는 질산 나트륨(NaNO3) 조일 수 있다. 나트륨 조 내의 Na+ 이온은 유리 조각의 화학적 강화층의 표면 근처에 있는 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)의 적어도 일부를 확산을 통해 대체할 수 있다. 일 실시예에서, 나트륨 조는 이전에 교환된 알칼리 금속 이온의 일부를 나트륨 이온과 다시 교환하도록 동작할 수 있는 제2의 가열된 조이다. 즉, Na+ 이온은 유리 조각 내로 확산되어 들어가는 반면에, 유리 조각 내로 이전에 확산되어 들어간 알칼리 금속 이온의 일부만이 확산되어 나온다.
랙과 유리 조각이 나트륨 조 속에 담그어진 상태를 유지하는 시간량은 예컨대 유리 조각의 화학적 강화층에서 Na+ 이온이 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)을 대체하는 깊이에 따라 다를 수 있다. 랙이 유리 조각 속에 담그어진 상태를 유지하는 시간량은 랙이 이전에 가열된 이온 조(예컨대 칼륨 조) 내에 담그어진 시간량에 따라 다를 수 있다. 예컨대, 랙이 가열된 이온 조(예컨대 칼륨 조)와 나트륨 조 내에 담그어진 총 시간량은 대략 3 내지 25 시간일 수 있다. 예컨대, 랙은 대략 5.75 시간 동안 가열된 이온 조 내에 담그어질 수 있는 반면에, 랙은 나트륨 조 내에는 대략 0.25 시간 동안 담그어질 수 있다. 일반적으로, 랙은 대략 4 내지 20 시간 동안 가열된 이온 조 내에 담그어질 수 있는 반면에, 랙은 나트륨 조 내에는 대략 2 시간까지 담그어질 수 있다.
랙을 나트륨 조로부터 제거하면, 단계(816)에서 유리 조각이 랙으로부터 제거될 수 있고, 유리 조각의 표면을 화학적으로 처리하는 공정(800)이 완료될 수 있다. 단계(816)에서 유리 조각이 랙으로부터 제거된 후에, 유리 조각의 표면을 화학적으로 처리하는 공정(800)이 완료될 수 있다. 그러나, 원한다면, 유리 조각은 연마될 수 있다. 연마는 예컨대 화학적 처리 후에 유리 조각에 남아있는 헤이즈(haze)나 잔류물을 제거할 수 있다.
도 8b는 일 실시예에 따른, 유리 커버를 강화하고 강인화하는 공정(840)을 보여주는 다른 흐름도이다. 유리 커버를 강화하고 강인화하는 공정(840)는 유리 시트를 얻는 단계(842)에서 시작할 수 있다. 이 공정(840)은 유리 시트를, 각각이 소비자 전자 제품의 노출 표면 상에 구비되도록 적당히 크기조절될 수 있는 복수의 유리 커버로 싱귤레이트하는 단계(844)에 의해 계속될 수 있다.
공정(840)는 유리 커버를 예비 세정조(846)에서 화학적으로 사전처리하는 단계로 계속할 수 있다. 예비 세정조(846)는 4% 중량 HF와 4% 중량 H2SO4를 포함할 수 있다. 예비 세정조(846)의 지속 기간은 대략 30초 내지 대략 10분일 수 있다.
공정(840)은 유리 커버를 화학적으로 강화하는 후속 단계(850)에서 유리커버에의 열적 충격을 제한하기 위해 유리 커버를 천천히 사전가열하는 단계(848)로 계속할 수 있다. 유리 커버는 알칼리 금속 이온 조(예컨대 칼륨 조)를 이용하여 화학적으로 강화될 수 있다. 사전가열은 유리 커버의 온도가 대략 상온에서 대략 350℃로 되도록 소정 기간 동안, 예컨대 대략 30분 정도 동안에 일어날 수 있다.
공정(840)은 중간 세정조(852)에서 유리 커버를 세정하는 단계로 계속할 수 있다. 여기서, 선택적으로, 유리 커버는 중간 세정조(852)에 잠시 담그어질 수 있다. 중간 세정조(846)는 적당히 가열된 물을 포함할 수 있다. 공정(840)은 유리 커버를 화학적으로 강인화하는 단계(854)로 계속할 수 있다. 예컨대, 유리 커버는 그것을 나트륨 조에 담금으로써 화학적으로 강인화될 수 있다(단계(854)). 나트륨 조에 의해 나트륨 이온이 다시 알칼리 금속 이온(예컨대 칼륨)으로 이온 교환되도록 허용하여 유리 커버를 화학적으로 강인화할 수가 있다.
공정(840)은 유리 커버의 냉각 단계(856)로 계속할 수 있다. 냉각 단계(856)는 냉각 오븐에서 천천히 수행될 수 있다. 냉각은 유리 커버의 온도가 대략 유리 커버를 화학적으로 강인화하기 위한 나트륨 조의 온도에서 대략 약 150℃로 떨어지도록 하기 위해 대략 1 시간 정도의 지속 기간 동안 수행될 수 있다.
유리 커버가 충분히 냉각되고 나면, 공정(840)은 유리 커버 각각을 해당 소비자 전자 제품에 부착하는 단계(858)로 계속할 수 있다. 유리 커버 각각을 해당 소비자 전자 제품에 부착하고(858) 나면, 유리 커버를 강화하고 강인화하는 공정(840)이 종료될 수 있다.
도 8c는 일 실시예에 따른 예시적인 프로파일(880)을 보여준다. 예시적인 프로파일(880)은 유리 조각의 외부 영역에서의 압축 응력을 외부 표면으로부터 유리 조각 내로의 깊이의 함수로 나타낸다. 일반적으로 말하면, 프로파일(880)은 하나 이상의 이온 교환 공정에 의해 달성되며, 피크 압축 응력(Smax)은 유리 조각의 표면에 있지 않다. 대신에, 피크 압축 응력(Smax)은 유리의 외부 표면의 하부 표면에 제공되도록 제어된다. 일 실시예에서, 피크 압축 응력(Smax)은 200 내지 2000 MPa일 수 있고, 유리의 외부 표면으로부터의 피크 압축 응력(Smax)의 깊이(D1)는 5 내지 50 마이크로미터이고, 외부 표면으로부터 유리 내로의 압축 응력 구역의 깊이(D2)는 20 내지 200 마이크로미터일 수 있다.
화학적 강화 공정을 겪은 유리 커버는, 전술한 바와 같이, 일반적으로 화학적 강화층을 포함한다. 도 9a 및 9b는 일 실시예에 따른, 화학적 강화층이 만들어지도록 화학적으로 처리된 유리 커버의 횡단면도이다. 유리 커버(900)는 화학적 강화층(928)과 비화학적 강화부(926)를 포함한다. 일 실시예에서 유리 커버(900)에 화학적 강화가 전체적으로 실시되지만, 외부 표면이 강화를 수용한다. 강화의 효과는 비화학적 강화부(926)가 장력 상태에 있지만 화학적 강화층(928)은 압축 상태에 있다는 것이다. 유리 커버(900)는 둥근 에지 기하학적 형태(902)를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 유리 커버(900)는 일반적으로 유리 커버(900)의 에지의 강도를 증가시키도록 선택된 것과 같은 임의의 에지 기하학적 형태를 가질 수 있음을 알아야 한다. 둥근 에지 기하학적 형태(902)는 예시적인 것이며 이에 한정되는 것은 아니다.
화학적 강화층(928)은 유리 커버(900)가 이용될 특정 시스템의 요구 사항에 따라서 다를 수 있는 두께(y)를 갖고 있다. 비화학적 강화부(926)는 일반적으로 Na+ 이온(934)은 포함하지만 알칼리 금속 이온(936)은 포함하지 않는다. 화학적 강화 공정은 화학적 강화층(928)이 Na+ 이온(934)과 알칼리 금속 이온(936) 양자를 포함하도록 화학적 강화층(928)이 형성되게 한다. 일 실시예에서, 도 9b에 도시된 바와 같이, 화학적 강화층(928)은 화학적 강화층(928)의 바깥쪽 부분이 Na+ 이온(934)과 알칼리 금속 이온(936) 양자를 포함하는 화학적 강화층(928)의 기저부보다 실질적으로 더 많은 Na+ 이온(934)을 포함하도록 형성될 수 있다.
도 10a는 일 실시예에 따른, 유리 커버를 이온 조 내에 담그는 것을 포함하는 화학적 처리 공정의 개략도이다. 부분 단면으로 도시된 유리 커버(1000)가 가열된 이온 조(1032) 내에 담그어지거나 적셔질 때에 확산이 일어난다. 도시된 바와 같이, 유리 커버(1000)에 존재하는 알칼리 금속 이온(1034)은 이온 조(1032) 내로 확산되어 들어가고, 이온 조(1032) 내의 알칼리 금속 이온(1036)(예컨대 칼륨(K+))은 유리 커버(1000) 내로 확산되어 들어가고, 그에 따라서 화학적 강화층(1028)이 형성된다. 즉, 이온 조(1032)로부터의 알칼리 금속 이온(1036)은 Na+ 이온(1034)과 교환되어 화학적 강화층(1028)을 형성할 수 있다. 알칼리 금속 이온(1036)은 통상적으로 유리 커버(1000)의 중심 부분(1026)으로 확산되지 않을 것이다. 화학적 강화 처리의 지속 기간(즉, 시간)을 제어함으로써 이온 조(1032) 내의 알칼리 금속 이온(1036)의 온도 및/또는 농도, 화학적 강화층(1028)의 두께(y) 또는 층 깊이가 실질적으로 제어될 수 있다.
전술한 바와 같이, 일 실시예에서, 유리 커버(1000)는 화학적 강화층(1028)의 외부 표면 근처에 위치한 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)(1036)을 실질적으로 제거하도록 더 처리될 수 있다. 나트륨 조는 그와 같은 금속 이온(예컨대 K+ 이온)(1036)의 제거를 용이하게 하는데 이용될 수 있다. 도 10b는 일 실시예에 따른, 유리 커버가 이전에 알칼리 금속 조 내에 담그어진 후 그 유리 커버를 나트륨 조에 담그는 것을 포함하는 화학적 처리 공정의 개략도이다. 도 10a를 참조로 전술한 바와 같이 가열된 이온 조(예컨대 칼륨 조) 내에 이전에 담그었던 유리 커버(1000)는, 화학적 강화층(1028')이 알칼리 금속 이온(1036)은 거의 없거나 아예 없고 실질적으로 Na+ 이온(1034) 만을 포함하는 외부층(1028a)과 Na+ 이온(1034)과 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)(1036) 양자를 포함하는 내부층(1028b)을 포함할 수 있도록 나트륨 조(1038)에 담그어질 수 있다. 유리 커버(1000)가 나트륨 조(1038)에 담그어지면, Na+ 이온(1034)은 외부층(1028a)으로부터 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)(1036)을 대체할 수 있고, 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)(1036)은 내부층(1028b)에 유지된다. 따라서, Na+ 이온(1034)과 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)(1036)을 포함하는 내부층(1028b)은 효과적으로 외부층(1028a)과 비화학적 강화부(1026) 사이에 위치한다. 비화학적 강화부(1026)는 통상적으로 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)(1036)을 갖고 있지 않으며, 외부층(1028a)은 내부층(1028b)에 비해 감소된 레벨의 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)(1036)을 갖고 있다. 이것은 외부층(1028a)이 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)(1036)을 거의 갖고 있지 않거나 아예 갖고 있지 않은 것일 수 있다. 대체된 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)(1036)은 효과적으로 외부층(1028b)으로부터 나트륨 조(1038) 내로 확산해 들어갈 수 있다.
화학적 강화층(1028')은 두께(y)를 가질 수 있는 반면에, 외부층(1028a)은 두께(y1)를 가질 수 있다. 두께(y1)는 나트륨 조(1038) 내의 Na+ 이온(1034)의 농도와 유리 커버(1000)가 나트륨 조(1038) 내에 담그어지는 시간량에 따라 실질적으로 제어될 수 있다.
가열된 이온 조(예컨대 칼륨 조) 내의 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)의 농도는 유리 커버가 가열된 이온 조 내에서 적셔지는 동안에 변할 수 있다. 즉, 칼륨 조 내의 알칼리 금속 이온(예컨대 K+ 이온)의 농도는 실질적으로 일정하게 유지되거나, 유리 커버가 가열된 이온 조 내에 담겨져 있는 동안에 증가 및/또는 감소될 수 있다. 예컨대, 알칼리 금속 이온이 유리 내의 Na+ 이온을 대체함에 따라 그 Na+ 이온은 가열된 이온 조의 일부가 된다. 따라서, 가열된 이온 조 내의 알칼리 금속 이온의 농도는 추가적인 알칼리 금속 이온이 가열된 이온 조 내에 추가되지 않는 한 변할 수 있다.
칼륨 조 내의 K+ 이온의 농도를 변화시키고 그리고/또는 칼륨 조 내의 유리 커버의 적시는 시간을 변화시키면 유리 커버의 대략 중심에서의 장력이 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 유리 커버는 가열된 이온 조 내에 대략 10 내지 15 시간 동안 담그어질 수 있으며, 이 경우에 가열된 이온 조는 예컨대 대략 40%와 대략 98% 사이의 K+ 이온 농도를 가진 칼륨 조이다. 일 실시예에서는 대략 90% 내지 대략 95%보다 실질적으로 더 큰 K+ 이온 농도가 이용될 수 있다.
알칼리 금속 조 및/또는 나트륨 조와 관련된 파라미터는 일반적으로 폭 넓게 변할 수 있다. 전술한 바와 같이, 알칼리 금속 조 내의 알칼리 금속(예컨대 칼륨)의 농도는 변할 수 있다. 마찬가지로, 이중 교환 공정에서 사용된 나트륨 조 내의 나트륨의 농도도 변할 수 있다. 나트륨 조 내의 적당한 Na+ 이온 농도는 대략 50% 내지 90% KNO3와 나머지(50% 내지 10%) NaNO3의 분자비에 의해 제공될 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 나트륨 조 내의 적당한 Na+ 이온 농도는 70%의 KNO3와 30%의 NaNO3의 적당한 분자비에 의해 제공될 수 있다. 그 외에도, 조들이 가열되는 온도와 유리 커버가 조에 담겨지는 기간도 폭 넓게 변할 수 있다. 온도는 대략 370℃와 대략 430℃ 사이로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 유리 커버가 알칼리 금속 조 내에 담기는 총시간은 대략 10 시간일 수 있다. 더욱이, 이중 교환 공정 중에 유리 커버가 알칼리 금속 조와 나트륨 조 내에 담기는 총시간은 대략 10 시간일 수 있는데, 이 경우에, 예컨대 유리 커버는 대략 6.7 시간 동안에는 알칼리 금속 조에 담기고 대략 3.3 시간 동안에는 나트륨 조에 담긴다. 양 조에서의 담금(예를 들어, 적셔지는) 기간은 농도에 따라 다를 수 있다. 나트륨 조에서의 담금 기간은 Na+ 이온 농도에 따라 다른데, Na+ 이온 농도가 클수록 나트륨 조 내의 담금 시간이 더 작은 것이 바람직하다. 예컨대, 나트륨 조가 70%의 KNO3와 30%의 NaNO3의 적당한 분자비에 의해 제공된 비교적 큰 Na+ 이온 농도를 갖고 있다면, 나트륨 조 내의 대략 30분 미만의 담금 시간이 적당할 수 있다. 다른 예에서는 대략 1 시간, 10분 또는 대략 1분과 같이 나트륨 조 내의 담금 시간이 더 짧거나 더 길 수 있다.
이온 조 내의 알칼리 금속 이온의 농도는 유리 커버가 이온 조에서 적셔지는 동안에 변할 수 있다. 즉, 본 발명의 취지와 범위로부터 벗어남이 없이 이온 조 내의 알칼리 금속 이온의 농도는 실질적으로 일정하게 유지되거나, 유리 커버가 이온 조 내에 담겨져 있는 동안에 증가 및/또는 감소될 수 있다. 예컨대, 알칼리 금속 이온이 유리 내의 Na+ 이온을 대체함에 따라 그 Na+ 이온은 이온 조의 일부가 된다. 따라서, 이온 조 내의 알칼리 금속 이온의 농도는 추가적인 알칼리 금속 이온이 이온 조 내에 추가되지 않는 한 변할 수 있다.
여기서 설명된 기술들은 핸드헬드형 전자 장치, 휴대형 전자 장치 및 실질적으로 고정된 전자 장치를 포함한 여러 가지 전자 장치에 적용될 수 있으나 이들에 한정되는 것은 아니다. 이들 장치의 예로는 디스플레이를 포함하는 임의의 공지된 소비자 전자 장치를 들 수 있다. 예컨대, 전자 장치는 미디어 플레이어, 이동 전화(예컨대, 셀룰러폰), PDA, 원격 제어 장치, 노트북 컴퓨터, 태블릿 PC, 모니터, 복합형 컴퓨터 등이 있으나 이들에 한정되는 것은 아니다.
지금까지 본 발명의 몇 가지 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 본 발명의 취지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 많은 특정 형태로 구현될 수 있음을 알아야 한다. 예컨대, 본 발명의 방법과 관련된 단계들은 다양하게 변할 수 있다. 본 발명의 취지와 범위로부터 벗어남이 없이 단계들이 추가, 제거, 변경, 조합 및 재정렬될 수 있다.
본 출원은 다음의 특허문헌들을 참조한다: (i) 미국 특허출원 12/193,001[출원일: 2008년 8월 16일, 발명의 명칭: "METHODS AND SYSTEMS FOR STRENGTHENING LCD MODULES"]; (ii) 미국 특허출원 12/172,073[출원일: 2008년 7월 11일, 발명의 명칭: "METHODS AND SYSTEMS FOR INTEGRALLY TRAPPING A GLASS INSERT IN A METAL BEZEL"; (iii) 미국 임시 특허출원 61/156,803[출원일: 2009년 3월 2일, 발명의 명칭: "Techniques for Strengthening Glass Covers for Portable Electronic Devices"]; (iv) 미국 임시 특허출원 61/247,493[출원일: 2009년 9월 30일, 발명의 명칭: "Techniques for Strengthening Glass Covers for Portable Electronic Devices"]; (v) 미국 특허출원 12/895,372[출원일: 2010년 9월 30일, 발명의 명칭: "Techniques for Strengthening Glass Covers for Portable Electronic Devices"]; 및 (vi) 미국 특허출원 12/895,393[출원일: 2010년 9월 30일, 발명의 명칭: "Techniques for Strengthening Glass Covers for Portable Electronic Devices"]. 이들 문헌들의 전체 내용은 본 명세서에 인용으로 포함된다.
전술한 본 발명의 여러 가지 양상, 특징, 실시예 또는 구현들은 단독으로 또는 여러 가지로 조합해서 이용될 수 있다.
본 출원은 많은 세부 사항을 포함하지만, 이들은 본 발명의 범위 또는 청구범위에 대한 한정으로 해석되어서는 않되고, 본 발명의 특정 실시예에 특정된 특징의 설명으로만 해석되어야 한다. 별개의 실시예들과 관련하여 기술된 특정 특징들은 조합해서 구현될 수도 있다. 반대로, 하나의 실시예와 관련하여 기술된 여러 가지 특징들은 복수의 실시예에서 따로 따로 구현되거나, 임의의 적당한 세부 조합으로 구현될 수 있다. 더욱이, 상기에서 특징들은 특정 조합으로 작용하는 것으로 기술될 수 있지만, 어떤 경우에는 주장된 조합 중의 하나 이상의 특징이 그 조합으로부터 삭제될 수 있으며, 그 주장된 조합은 세부 조합 또는 세부 조합의 변형으로 유도될 수 있다.
마찬가지로, 도면에서 동작들은 특정 순서로 기술되었지만, 이는 원하는 결과를 얻기 위해 그와 같은 동작이 도시된 특정 순서로 또는 순차적으로 수행되어야 하거나 예시된 모든 동작이 수행되어야 하는 것으로 이해해서는 않된다.
본 발명은 몇 가지 실시예를 통해 기술하였지만, 본 발명의 범위 내에 있는 여러 가지 수정, 치환 및 등가물이 있다. 또한, 본 발명의 방법과 장치를 구현하는데는 다른 여러 가지 방법이 있음에 유의해야 한다. 그러므로, 하기의 첨부된 청구범위는 본 발명의 본질과 범위 내에 있는 그와 같은 모든 수정, 치환 및 등가물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (30)

  1. 핸드헬드 전자 제품의 노출면을 위한 유리 커버를 제조하는 방법으로서,
    유리 시트를 획득하는 단계;
    상기 유리 시트를 복수의 유리 커버들로 싱귤레이트하는(singulating) 단계 - 상기 유리 커버들 각각은, 핸드헬드 전자 제품의 상기 노출면 상에 제공되도록 크기조정되고, 1mm 미만의 두께를 가짐 -;
    상기 유리 커버들의 에지의 적어도 일부분을 미리정해진 둥근 에지 기하학적 형태(rounded edge geometry)로 조작하는 단계;
    상기 유리 커버들을 화학적으로 강화하는(strengthening) 단계 이전에, 상기 유리 커버들을 세정하기 위해 예비 세정조(preliminary cleansing bath)에서 상기 유리 커버들을 화학적으로 사전 처리하는 단계;
    상기 조작 단계 및 상기 화학적 사전 처리 단계 후에, 상기 유리 커버들을 화학적으로 강화하는 단계;
    상기 유리 커버들을 화학적으로 강화하는 단계 이후에, 중간 세정조(intermediate cleansing bath)에서 상기 유리 커버들을 세정하는 단계; 및
    이후에 상기 유리 커버들을 화학적으로 강인화하는(toughening) 단계
    를 포함하고,
    상기 유리 커버의 에지들이 가지는 상기 미리정해진 둥근 에지 기하학적 형태는, 에지 반경이 상기 유리 커버의 두께의 10% 이상 50% 이하인 곡선 형태를 가지는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유리 커버들을 화학적으로 강인화하는 단계는,
    소정 기간 동안의 화학적 강인화 처리, 및
    상기 유리 커버들을 화학적으로 강화하는 단계에 의해 제조된 상기 유리 커버들의 향상된 강도의 감소를 제한하기 위해서, 상기 화학적 강인화 처리의 기간을 제한하는 단계
    를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유리 커버들을 화학적으로 강화하는 단계는 상기 유리 커버들의 초기 압축 표면 응력을 생성하며,
    상기 유리 커버들을 화학적으로 강인화하는 단계는, 상기 유리 커버들의 상기 초기 압축 표면 응력을, 상기 유리 커버들 각각의 표면들로부터 안쪽으로 확장하면서 증가하는 응력 프로파일을 갖는 감소된 압축 표면 응력으로 감소시키는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유리 커버들을 화학적으로 강화하는 단계는 상기 유리 커버들의 초기 중심 장력을 생성하며,
    상기 유리 커버들을 화학적으로 강인화하는 단계는 상기 유리 커버들의 상기 초기 중심 장력을 감소된 중심 장력으로 감소시키는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 예비 세정조는 HF 및 H2SO4를 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유리 커버들을 화학적으로 강화하는 단계에서 상기 유리 커버들에 대한 열적 충격을 제한하기 위해서, 상기 유리 커버들을 화학적으로 강화하는 단계 이전에, 상기 유리 커버들을 사전 가열하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 삭제
  8. 소비자 전자 제품으로서,
    전면, 배면 및 측면들을 갖는 하우징;
    적어도 부분적으로 상기 하우징의 내부에 제공된 전기 부품들 - 상기 전기 부품들은 적어도 컨트롤러, 메모리 및 디스플레이를 포함하며, 상기 디스플레이는 상기 하우징의 전면에 또는 상기 전면에 인접하게 제공됨 -; 및
    상기 디스플레이 위에 제공되도록 상기 하우징의 전면에 또는 상기 전면 위에 제공된 유리 커버
    를 포함하고,
    상기 유리 커버는,
    상기 유리 커버를 세정하기 위해 예비 세정조에서 화학적으로 사전 처리되고,
    그 다음으로 화학적으로 강화되며,
    상기 유리 커버가 화학적으로 강화된 후, 그 다음으로, 중간 세정조(intermediate cleansing bath)에서 세정되고,
    그 다음으로 화학적으로 강인화되고,
    상기 화학적 강화 및 상기 화학적 강인화 이후의 상기 유리 커버는, 상기 유리 커버의 에지의 적어도 일부분에서, 에지 반경이 상기 유리 커버의 두께의 10% 이상 50% 이하인 미리정해진 둥근 에지 기하학적 형태를 가지는, 소비자 전자 제품.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 화학적으로 강화되며 화학적으로 강인화된 유리 커버는, 상기 화학적으로 강화되며 화학적으로 강인화된 유리 커버의 표면들로부터 안쪽으로 확장하면서 증가하는 압축 응력 프로파일을 특징으로 하는 소비자 전자 제품.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 화학적으로 강화되며 화학적으로 강인화된 유리 커버는, 상기 화학적으로 강화되며 화학적으로 강인화된 유리 커버의 표면 아래에 잠긴(submerged) 피크를 갖는 압축 응력 프로파일을 특징으로 하는 소비자 전자 제품.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 화학적으로 강화되며 화학적으로 강인화된 유리 커버는, 상기 화학적으로 강화되며 화학적으로 강인화된 유리 커버의 표면들 아래의 소정 깊이에 잠긴 피크를 갖는 압축 응력 프로파일을 특징으로 하며,
    잠긴 프로파일 피크의 깊이는 실질적으로 10 내지 30 마이크로미터의 범위 내에 있는 소비자 전자 제품.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 소비자 전자 제품은 셀폰, 휴대형 미디어 플레이어, PDA(personal digital assistant) 또는 원격 제어 장치인 소비자 전자 제품.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 유리 커버의 두께는 1 mm 미만인 소비자 전자 제품.
  14. 핸드헬드 전자 장치를 위한 하우징에 부착하기에 적합한 유리 커버 부재로서,
    상기 유리 커버 부재는,
    유리 시트를 획득하는 단계;
    상기 유리 시트를 복수의 유리 커버 부재들로 싱귤레이트하는 단계 - 상기 유리 커버 부재들 각각은 상기 핸드헬드 전자 장치의 노출면 상에 제공되도록 크기조정되며, 상기 유리 커버 부재들 각각은 적어도 하나의 외부 표면을 포함함 -;
    상기 유리 커버 부재들의 에지의 적어도 일부분을 미리정해진 둥근 에지 기하학적 형태로 조작하는 단계;
    상기 유리 커버 부재들을 화학적으로 강화하는 단계 이전에, 상기 유리 커버 부재들을 세정하기 위해 예비 세정조에서 상기 유리 커버 부재들을 화학적으로 사전 처리하는 단계 - 상기 예비 세정조는 산을 포함하는 세정액을 포함함 -;
    상기 유리 커버 부재들 각각의 상기 적어도 하나의 외부 표면을 화학적으로 강화하는 단계 - 상기 유리 커버 부재들 각각의 상기 적어도 하나의 외부 표면을 화학적으로 강화하는 단계는, 상기 유리 커버 부재들 각각의 상기 적어도 하나의 외부 표면의 조성을 변경하는 단계를 포함함 -;
    상기 유리 커버 부재들을 화학적으로 강화하는 단계 이후에, 중간 세정조에서 상기 유리 커버 부재들을 세정하는 단계; 및
    피크 압축 응력이 외부 표면들의 표면으로부터 안쪽에 있도록 상기 유리 커버 부재들의 외부 표면들의 표면에서 압축 응력을 감소시킴으로써 상기 유리 커버 부재들을 강인화하는 단계
    를 포함하는 공정에 따라 제조되고, 강화되며 강인화되고,
    상기 유리 커버 부재들의 에지들이 가지는 상기 미리정해진 둥근 에지 기하학적 형태는, 에지 반경이 상기 유리 커버 부재의 두께의 10% 이상 50% 이하인 곡선 형태를 가지는, 유리 커버 부재.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 유리 커버 부재들을 강인화하는 단계는 상기 유리 커버 부재들을 화학적으로 강인화하는 단계를 포함하는 유리 커버 부재.
  16. 소비자 전자 제품으로서,
    전면, 배면 및 측면들을 갖는 하우징;
    적어도 부분적으로 상기 하우징의 내부에 제공된 전기 부품들; 및
    유리 부재에 대한 피크 압축 응력이 상기 유리 부재의 노출면의 표면 아래에(sub-surface) 있도록 화학적으로 강화된 상기 유리 부재
    를 포함하고,
    상기 유리 부재는 에지 반경이 상기 유리 부재의 두께의 10% 이상 50% 이하인 곡선을 가지는 미리정해진 둥근 에지 기하학적 형태를 가지고,
    상기 유리 부재를 화학적으로 강화하는 것은, (i) 상기 유리 부재를 화학적으로 강화하기 전에, 상기 유리 부재를 세정하기 위해 예비 세정조에서 상기 유리 부재를 화학적으로 사전 처리하고, (ii) 상기 유리 부재를 화학적으로 강화하며, (iii) 상기 유리 부재를 화학적으로 강화한 후에, 중간 세정조에서 상기 유리 부재를 세정하고, (iv) 그 다음으로 상기 유리 부재를 화학적으로 강인화하는 것에 의해 획득되는, 소비자 전자 제품.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 유리 부재는 상기 하우징에 인접하게 부착되는 소비자 전자 제품.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 유리 부재는 상기 하우징의 전면 또는 배면의 부분을 형성하는 소비자 전자 제품.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 피크 압축 응력(Smax)은 상기 유리 부재의 외부 표면으로부터 안쪽으로 5 내지 50 마이크로미터의 깊이에 있는 소비자 전자 제품.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 유리 부재는 0.5 내지 2.0 mm의 두께를 가지며, 상기 피크 압축 응력(Smax)은 200 내지 2000 MPa인 소비자 전자 제품.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 유리 부재에 대한 압축 응력은, 20 내지 200 마이크로미터의 깊이로 외부 표면으로부터 유리 내로 확장되는 소비자 전자 제품.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 유리 부재에 대한 압축 응력은, 상기 유리 부재의 외부 표면으로부터 안쪽으로 제1 깊이까지 확장하면서 증가하는 응력 프로파일을 갖는 제1 영역, 및 상기 제1 깊이로부터 안쪽으로 제2 깊이까지 확장되는 감소하는 응력 프로파일을 갖는 제2 영역을 포함하는 프로파일을 갖는 소비자 전자 제품.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 핸드헬드 전자 제품은 휴대폰(cell phone), 휴대용 미디어 플레이어(portable media player), PDA(personal digital assistant), 또는 원격 조정 장치(remote control device)인 방법.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 핸드헬드 전자 제품은 휴대폰(cell phone)인 방법.
  25. 삭제
  26. 제1항에 있어서,
    상기 예비 세정조는 산성 용액(acid solution)을 포함하는 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 유리 커버들을 화학적으로 강화하는 단계는 상기 유리 커버들의 초기 중심 장력을 생성하며,
    상기 유리 커버들을 화학적으로 강인화하는 단계는 상기 유리 커버들의 상기 초기 중심 장력을 감소된 중심 장력으로 감소시키는 방법.
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
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