KR101616606B1 - 화학적 강화 거동을 변경하기 위한 유리의 어닐링 - Google Patents
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Abstract
유리 부재에서 화학적 강화 거동을 개선하기 위한 장치, 시스템 및 방법이 개시된다. 일 양태에 따라, 퓨전 공정 또는 플로트 공정을 이용하여 형성된 유리 부품을 가공하는 방법은 유리 부품을 어닐링한 다음 유리 부품을 화학적 강화하는 단계를 포함한다. 유리 부품을 어닐링하는 단계는 유리 부품을 제1 온도에서 적어도 가열하는 단계, 제1 온도를 유지하는 단계 및 제어된 냉각 공정을 이용하여 유리 부품을 제2 온도까지 냉각하는 단계를 포함한다. 유리 부품을 화학적으로 강화하는 단계는 유리 부품에 포함된 이온과 화학적 강화 조에 포함된 이온 간의 이온 교환을 촉진하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 일반적으로 유리 형성 공정에 관한 것이며, 더 구체적으로, 유리 부재의 화학적 강화 거동(chemical strenthening behavior)을 변경시키기 위해 화학적 강화 공정 전에 유리 부재 상에 어닐링 공정을 사용하는 것에 관한 것이다.
유리 부품, 예를 들어 유리 커버 및/또는 디스플레이는 휴대용 전자 디바이스에서 종종 사용된다. 유리 부품에 적절한 수준의 강도를 제공하는 것은 유리 부품의 불량 가능성을 감소시키기 위해 중요하다. 휴대용 전자 디바이스는 종종 떨어뜨리거나 그렇지 않으면 거칠게 다뤄지므로, 떨어뜨리거나 거칠게 다뤄진 후에 유리 부품 파괴의 가능성을 감소시키는 것이 바람직하다. 이를 위해, 유리 부품은 종종 화학적으로 처리되어 유리 부품의 강도를 증가시킨다. 한 가지 통상적인 화학 처리는 유리 부품의 압축 응력을 향상시키기 위해 이온 교환을 이용하는 화학적 강화 방법이다(미국공개특허공보 2010/0027607 A1호 참조).
일반적으로, 포트 용융(pot melted) 유리와 같은 서냉 유리는 휴대용 전자 디바이스에 사용되는 유리 부품을 위해 바람직한 품질을 갖는다. 예를 들어, 포트 용융 유리는 화학적 강화 특성을 가지며, 포트 용융 유리를 휴대용 전자 디바이스에 사용하기에 특히 적합하도록 하는 열 이력을 갖는다.
얇은 유리 시트를 제조하는 대부분의 양산 공정, 및 그에 따라 비교적 부피가 큰 부품은 비교적 빠른 냉각을 필요로 한다. 한편, 포트 용융 공정은 효과적으로 어닐링된 서냉 유리를 제조한다.
퓨전(fusion) 공정 및 플로트(float) 공정을 포함하는, 유리를 제조하기 위해 사용되는 양산 공정은 일반적으로 포트 용융 공정을 통해 달성될 수 있는 바람직한 열적 특성 및 화학적 강화 특성을 갖는 유리를 제조하지 않는다. 하지만, 상기 양산 공정은, 특히 부피가 큰 유리 부품, 예를 들어 휴대용 전자 디바이스용 커버 유리가 제조되는 경우에 종종 사용된다.
따라서, 바람직한 것은, 포트 용융 유리에서 확인되는 것과 유사한 특성들을 갖는 유리를 양산 공정에 의해 제조하는 것이 가능하게 하는 방법 및 장치이다.
본 발명은, 유리에 적용되는 이후의 화학적 강화 공정의 효과를 개선하기 위해 유리를 어닐링하기 위한 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예는 퓨전 또는 플로트 공정을 통해 제조된 유리의 열적 특성 및 화학적 강화 특성을 개선할 수 있다.
유리를 어닐링하고 화학적으로 강화하기 위한 장치, 시스템 및 방법은, 예를 들어 휴대폰, 미디어 플레이어, 사용자 입력 디바이스(예를 들어, 마우스, 터치 감지 디바이스), 개인 휴대정보 단말기, 리모컨 등의 휴대용 전자 디바이스와 같은, 형태 인자(form factor)가 비교적 작은 전자 디바이스에서 조립될 수 있는 유리 부품을 제조한다. 상기 장치, 시스템 및 방법은 또한, 이에 제한되지는 않지만 휴대용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 디스플레이, 모니터, 텔레비젼 등을 포함하는, 형태 인자가 비교적 큰 다른 전자 디바이스용 커버 또는 디스플레이와 같은 유리 부품을 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예는, 방법, 시스템, 디바이스 또는 장치(임시 신호를 구체화하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는)를 포함하는 다수의 방법으로 구현될 수 있다. 본 발명의 몇 가지 실시예가 하기에 논의된다.
일 양태에 따라, 퓨전 공정 또는 플로트 공정을 이용하여 형성된 유리 부품을 가공하는 방법은, 유리 부품을 어닐링한 다음 유리 부품을 화학적으로 강화하는 단계를 포함한다. 유리 부품을 어닐링하는 단계는 제1 온도에서 유리 부품을 적어도 가열하는 단계 및 제어된 냉각 공정을 이용하여 제2 온도까지 유리 부품을 냉각시키는 단계를 포함한다. 유리 부품을 화학적으로 강화하는 단계는 유리 부품에 포함된 이온들과 화학적 강화 조(bath)에 포함된 이온들 간의 이온 교환을 촉진하는 단계를 포함한다. 한 실시예에서, 유리 부품은 플로트 공정을 이용하여 형성된 알루미노실리케이트(aluminosilicate) 유리이다. 상기 실시예에서, 제1 온도는 약 540 ℃와 약 550 ℃ 사이일 수 있다.
다른 측면에 따라, 퓨전 공정 또는 플로트 공정으로부터 형성된 유리 시트의 가공 방법은 유리 시트를 어닐링하는 단계, 유리 시트를 기계가공하여 유리 부품을 형성하는 단계, 및 유리 부품을 화학적으로 강화하는 단계를 포함한다. 유리 시트를 어닐링하는 단계는 제1 온도에서 유리 시트를 적어도 가열하는 단계 및 제어된 냉각 공정을 이용하여 제2 온도까지 유리 시트를 냉각하는 단계를 포함한다. 유리 시트를 기계가공하는 단계는 유리 시트로부터 유리 부품을 생성하는 단계를 포함한다. 유리 부품을 화학적으로 강화하는 단계는 유리 부품에 포함된 이온들과 화학적 강화 조에 포함된 이온들 간의 이온 교환을 촉진하는 단계를 포함한다.
본 발명은, 본 발명의 측면들을 구현하도록 구성된 다른 실시예들 뿐만 아니라, 상기 방법들을 수행하도록 디바이스를 제어하기 위한, 컴퓨터 판독가능 또는 기계-판독가능 매체(예를 들어, 유형 저장 매체)에 저장된 소프트웨어(또는 컴퓨터 프로그램 코드)를 제공한다.
본 발명의 다른 측면들 및 장점들은, 본 발명의 원리를 예로서 예시하는 첨부 도면과 함께 제시된 하기 상세 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은, 하나 이상의 예시적 실시예를 예시하며, 예시적 실시예의 설명과 함께 본 명세서와 관련된 원리 및 구현을 설명하는 역할을 한다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따라 유리 부품을 강화하는 제1 방법을 예시하는 공정 흐름도이다.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따라 유리 부품을 강화하는 제2 방법을 예시하는 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 유리를 강화하는 공정의 도식적 묘사이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따라 시간(t1)에서 화학적 강화 조에 도입된 어닐링된 유리 부재의 묘사이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따라 시간(t2)에서 이온 교환 공정을 수행하는, 어닐링된 유리 부재, 예를 들어 도 3a의 어닐링된 유리 부재(304)의 묘사이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라, 화학적으로 강화될 어닐링된 유리를 제조하는 어닐링 공정에서 사용하기 위한 변수를 결정하는 방법을 예시하는 공정 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 예시적 어닐링 프로파일의 그래프 묘사이다.
도 6은 휴대용 전자 디바이스의 도식적 묘사이다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따라 유리 부품을 강화하는 제1 방법을 예시하는 공정 흐름도이다.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따라 유리 부품을 강화하는 제2 방법을 예시하는 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 유리를 강화하는 공정의 도식적 묘사이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따라 시간(t1)에서 화학적 강화 조에 도입된 어닐링된 유리 부재의 묘사이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따라 시간(t2)에서 이온 교환 공정을 수행하는, 어닐링된 유리 부재, 예를 들어 도 3a의 어닐링된 유리 부재(304)의 묘사이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라, 화학적으로 강화될 어닐링된 유리를 제조하는 어닐링 공정에서 사용하기 위한 변수를 결정하는 방법을 예시하는 공정 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 예시적 어닐링 프로파일의 그래프 묘사이다.
도 6은 휴대용 전자 디바이스의 도식적 묘사이다.
본 발명은, 유리 부재에서의 압축 응력을 개선시키기 위한 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다. 유리 부품에 화학적 강화 공정을 적용하기 전에 유리 부품을 어닐링함으로써, 유리 부품을 화학적 강화함으로써 달성된 압축 응력이 증가할 수 있다. 유리 부품에서 달성된 압축 응력이 더 높을수록, 적어도 일부의 신뢰성 척도에서 강도 및 성능이 개선되는 결과가 초래될 수 있다. 유리 부품을 어닐링하는 단계는 유리 부품을 고온으로 가열한 다음, 유리 부품의 적어도 표면, 예를 들어 면(face)상에서 보다 높은 밀도가 달성되도록 유리 부품을 서냉하는 단계를 포함한다. 유리 부품의 적어도 표면상에서 보다 높은 밀도가 달성되는 경우, 이후의 이온 교환은 보다 강한 유리 부품을 제공할 수 있다. 유리 부품이 가열되는 고온은 어닐링 온도거나, 유리가 변형없이 스트레스를 경감시킬 수 있는 온도이다.
본 발명의 장치, 시스템 및 방법에 의해, 예를 들어 휴대폰, 미디어 플레이어, 사용자 입력 디바이스(예를 들어, 마우스, 터치 감지 디바이스), 개인 휴대정보 단말기, 리모컨 등의 휴대용 전자 디바이스와 같은, 형태 인자(form factor)가 작은 전자 디바이스에 조립된 유리 커버에 적합한 유리 부재와 같은 유리 부품의 형성이 가능하다. 상기 장치, 시스템 및 방법은 또한, 휴대용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 디스플레이, 모니터, 텔레비젼 등과 같은 형태 인자가 비교적 큰 다른 전자 디바이스용 유리 커버 또는 디스플레이를 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예는 화학적 강화 공정 전에 어닐링 공정을 이용하여 유리를 강화하는 맥락에서 설명된다. 하기 상세한 설명은 오직 예시적이며, 어떠한 방법으로도 제한하고자 하지 않는다. 다른 실시예들 자체도 본 발명의 이익을 갖는 당업자에게 용이하게 제시될 것이다. 첨부 도면에서 예시된 바와 같은 구현에 대해 이제 상세히 설명하고자 한다. 도면 및 하기 상세 설명 전반에 걸쳐 동일한 참조 부호는 일반적으로 동일하거나 유사한 부품을 지칭하기 위해 사용될 것이다.
명료성을 위해, 본 명세서에 설명된 구현의 통상적인 특징부들을 모두 도시하고 설명하지는 않는다. 물론, 그러한 임의의 실제 구현의 개발에 있어서, 응용 및 비지니스 관련 제약에 맞추는 것과 같은 개발자의 특정 목적을 달성하기 위해 다수의 구현별 결정이 이루어져야 하고, 이러한 특정 목적은 구현마다 그리고 개발자마다 달라질 것임이 이해될 것이다. 또한, 상기 개발 노력은 복잡하고 시간이 소요될 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 발명의 이익을 갖는 당업자에게 있어서 통상적인 엔지니어링의 착수일 것임이 이해될 것이다.
양산 플로트 유리뿐만 아니라 다른 고용량 유리 공정으로부터의 유리, 예를 들어 퓨전 공정 유리를 어닐링함으로써, 실질적으로 서냉을 필요로 하지 않으면서, 포트 용융 유리와 같은 서냉 유리의 열 이력과 유사한 열 이력을 갖는 유리가 제공된다. 화학적 강화 공정 전에 유리에 적용된 어닐링 공정은 유리 부품, 또는 유리 부품이 그로부터 절단되거나 또는 달리 형성되는 유리 시트 중 어느 하나에 적용될 수 있다. 도 1a에 있어서, 유리 부품이 형성된 후에 유리 부품을 어닐링하는 단계를 수반하는 유리 부품의 강화 공정, 및 도 1b에 있어서, 유리 시트로부터 유리 부품을 형성하기 전에 유리 시트를 어닐링하는 단계를 수반하는 유리 부품의 강화 공정을 설명하고자 한다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따라 유리 부품을 어닐링하는 단계를 포함하는 유리 부품의 강화 방법을 예시하는 공정 흐름도이다. 유리 부품을 강화하는 방법(101)은 유리 부품을 형성하는 단계(105)에서 시작한다. 유리 부품을 형성하는 단계는 플로트 공정 또는 퓨전 공정을 이용하는 단계를 포함할 수 있다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 플로트 공정은 일반적으로, 예를 들어 주석과 같은 용융 금속의 표면상에 용융 유리를 플로팅(floating) 하고 용융 유리가 냉각되도록 하는 단계를 수반한다. 퓨전 공정은 일반적으로, 용융 유리를 생성하도록 용융되고 조절된 유리 조성물에 원료를 혼합하는 단계를 수반한다. 용융 유리는, 용융 유리가 트로프(trough) 측부 상에서 균일하게 흐를 때까지 트로프에 공급된다. 이어서, 유리는 재합류하거나 융해되고, 다운드로우되어(drawn down) 편평한 유리의 연속 시트를 형성하여, 용융 유리의 오버플로우(overflowing) 트로프로부터 공중으로 유리 시트를 형성한다. 플로트 공정 또는 퓨전 공정이, 유리 부품이 수득될 유리 시트의 형성을 초래하는 경우, 유리 부품을 형성하는 단계는 유리 시트를 기계가공하는 단계를 포함할 수 있다. 유리 시트를 기계가공하는 단계는 유리 시트로부터 유리 부품을 스크라이빙, 파쇄, 절단, 분쇄(grinding) 및/또는 연마(polishing)하는 단계를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
단계(105)에서 유리 부품을 형성한 후, 단계(109)에서 유리 부품을 어닐링한다. 유리 부품을 어닐링하는 단계는 일반적으로 제1 양의 시간 동안 유리 부품에 비교적 고온을 인가하는 단계, 제2 양의 시간 동안 유리 부품에 제어된 냉각을 수행하는 단계, 및 제3양의 시간 동안 유리 부품에 공기 냉각을 수행하는 단계를 포함한다. 예를 들어 시간 및 온도와 같은, 어닐링과 관련된 변수들은, 도 4와 관련하여 하기 논의되는 바와 같이, 임의의 수의 인자를 기반으로 결정될 수 있다. 하지만, 일반적으로 어닐링과 관련된 변수들은 유리 부품의 조성 및 유리 부품을 형성하는데 사용된 기술에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 유리 부품이 융해에 의해 알루미노실리케이트 유리로부터 형성될 때 사용된 변수들은 유리 부품이 플로팅에 의해 소다 석회 유리로부터 형성될 때 사용된 변수들과 상이할 수 있다. 유리 부품의 크기는 또한 어닐링과 관련된 변수들을 결정하는 이유가 될 수 있다.
일단 유리 부품이 어닐링되면, 유리 부품 면은 단계(113)에서 기계가공될 수 있다. 유리 부품의 면을 기계가공하는 단계는 유리를 연마하여 어닐링 및/또는 화학적 강화로 인해 면 상에 잔류하는 결함을 실질적으로 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
단계(117)에서 유리 부품 상에 화학적 강화가 수행된다. 일반적으로, 유리 부품을 화학적 강화하는 단계는 유리 부품을 이온 교환 조에 위치시키는, 예를 들어 담그는 단계를 포함한다. 이온 교환 조의 성분 뿐만 아니라, 조의 온도 및 유리 부품이 조에 노출되는 시간의 양은, 이에 제한되지 않으나 유리 부품의 크기, 유리 부품의 조성 및/또는 유리 부품에 바람직한 압축 응력을 포함하는 인자들에 따라 달라질 수 있다. 유리 부품의 화학적 강화시, 유리 부품을 강화하는 방법이 완료된다.
상술한 바와 같이, 유리 부품을 어닐링하는 것 대신에, 유리 시트로부터 유리 부품이 형성되기 전에 유리 시트를 어닐링할 수 있다. 도 1b는 본 발명의 실시예에 따라 어닐링된 유리 시트로부터 유리 부품을 형성하는 단계를 포함하는, 강화된 유리 부품을 생성하는 방법을 예시하는 공정 흐름도이다. 강화된 유리 부품을 생성하는 방법(121)은, 유리 시트 또는 마더 시트(mother sheet)가 형성되는 단계(123)에서 시작한다. 한 실시예에서, 유리 시트는 퓨전 공정을 이용하여 형성된 알루미노실리케이트 유리 시트일 수 있다. 다른 실시예에서, 유리 시트는 플로트 공정을 이용하여 형성된 소다 석회 유리 시트일 수 있다. 공정 흐름은 단계(123)에서 유리 시트가 어닐링되는 단계(125)로 이동한다. 유리 시트는 통상적으로, 유리 시트로부터 이후에 형성될 유리 부품보다 크기가 크다. 유리 시트를 어닐링하는 단계는 일반적으로 유리 시트를 가열하는 단계, 유리 시트를 제어된 냉각에 노출시키는 단계 및 유리 시트를 제2 냉각 단계, 예를 들어 공기 냉각에 노출시키는 단계를 포함한다.
유리 시트를 어닐링한 후, 단계(129)에서 유리 시트를 기계가공하여 유리 부품을 생성한다. 유리 시트를 기계가공하는 단계는, 이에 제한되지는 않지만 유리 시트로부터 유리 부품을 스크라이빙, 파쇄, 절단, 분쇄 및 연마하는 단계를 포함할 수 있다. 어닐링은 유리 시트로부터 약간의 스트레스를 제거하므로, 어닐링된 유리 시트를 기계가공하는 것은 어닐링되지 않은 유리 시트를 기계가공하는 것보다 덜 복잡할 수 있다.
일단 유리 시트를 기계가공하여 유리 부품을 형성하면, 공정 흐름은 단계(129)에서, 유리 부품 상에 화학적 강화가 수행되는 단계(133)로 이동한다. 유리 부품을 화학적 강화시, 강화된 유리 부품을 생성하는 방법이 완료된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 유리를 강화하는 전반적인 공정의 도식적 묘사이다. 유리 부품 또는 유리 시트 중 어느 하나일 수 있는 유리(204)는 어닐링 오븐(208), 또는 더 일반적으로는 어닐링 환경에 제공된다. 어닐링 오븐(208)은 유리(204)가 가열되는 바람직한 온도를 유지하고 유리(204)를 제어된 냉각에 노출시키도록 마련된다. 한 실시예에서, 유리(204)를 어닐링 오븐(208)의 제어된 냉각에 노출시킨 후, 유리(204)가 공기 중 또는 실질적으로 제어되지 않는 환경에서 냉각 되도록 하는 냉각 장치(cooling arrangement)(212)에 예를 들어 컨베이어 벨트에 의해 유리(204)가 제공된다. 하지만, 공기 냉각은 그 대신 어닐링 오븐(208)에서 일어날 수 있음이 이해되어야 한다. 공기 냉각의 완료시, 어닐링된 유리(204')가 효과적으로 형성된다.
어닐링된 유리(204')에 화학적 강화 공정(216)을 수행한다. 유리(204)가 유리 시트인 경우, 화학적 강화 공정(216)에 노출되기 전에, 어닐링된 유리(204')를 기계가공하여 유리 부품을 형성할 수 있음이 이해되어야 한다. 일반적으로, 화학적 강화 공정(216)은 어닐링된 유리(204')의 표면과 이온 교환 조 사이에서 이온들이 교환되는 결과를 초래한다. 이온 교환 조는 통상적으로 칼륨을 포함하며, 이온 교환 조의 칼륨 이온들은 어닐링된 유리(204')의 나트륨 이온들과의 이온 교환에 관여할 수 있다. 화학적 강화 공정(216)은 어닐링된 유리(204')를 효과적으로 강화하고, 어닐링된 유리(204')의 강도를 증가시키는 결과를 초래한다. 화학적으로 강화된 어닐링된 유리(204')는 어닐링되지 않은 화학적 강화 유리(미도시)보다 압축 응력이 더 높다.
이어서 도 3a 및 3b에 있어서, 어닐링된 유리의 화학적 강화를 설명하고자 한다. 도 3a는 본 발명의 실시예에 따라 시간(t1)에 화학적 강화 조에 도입된 어닐링된 유리 부재의 묘사이다. 시간(t1)에, 어닐링된 유리(304)를 화학적 강화 조(316), 예를 들어, 칼륨을 포함하는 이온 교환 조에 도입한다. 어닐링된 유리(304)는 유리 부품 또는 유리 시트의 형태일 수 있다. 어닐링된 유리(304)가 화학적 강화 조(316)에 도입되면, 시간(t2)에 이온 교환 공정이 시작될 수 있다. 도 3b는 본 발명의 실시예에 따라 시간(t2)에 이온 교환 공정을 겪는 어닐링된 유리 부재(304)의 묘사이다. 어닐링된 유리(304)가 화학적 강화 조(316)에 실질적으로 침수될 때, 화학적 강화 조(316)의 칼륨 이온들과 어닐링된 유리(304)의 나트륨 이온들, 또는 더 구체적으로는 어닐링된 유리(304)의 표면에 또는 표면 근방에 위치한 나트륨 이온들 사이에서 이온 교환이 발생한다. 이온 교환은 어닐링된 유리(304) 상에 강화된 표면(320) 또는 면을 생성한다. 한 실시예에서, 표면(320)은 화학적으로 강화되었지만 어닐링되지 않은 유리 부품(미도시)의 표면보다 더 높은 압축 응력을 갖는다. 예로서, 어닐링된 유리(304)가 플로트 공정을 이용하여 생성되는 경우, 어닐링된 유리(304)의 압축 응력은 어닐링되지 않은 플로트 유리 부품에서 달성가능한 것보다 높고, 어닐링된 유리(304)의 압축 응력은 비교할만한 서냉 유리의 부품과 관련된 압축 응력에 접근한다. 서냉 유리의 한 예는 포트 용융 유리이다.
강화된 표면(320)과 관련된 두께 또는 깊이는 광범위하게 변화할 수 있다. 어닐링된 유리(304)의 두께뿐만 아니라 이온 교환 공정의 길이는 강화된 표면(320)의 두께에 영향을 미칠 수 있는 인자들 중의 하나이다. 한 실시예에서, 어닐링된 유리(304)의 두께는 약 3 mm 미만일 수 있고, 예를 들어 약 1 mm 미만일 수 있다. 강화된 표면층의 깊이는 약 0.045와 0.60 mm 사이일 수 있다.
상술한 바와 같이, 어닐링 공정과 관련된 변수들은 광범위하게 변화할 수 있다. 한 실시예에서, 어닐링 공정과 관련된 변수들은 이후의 화학적 강화를 통해 유리 시트 또는 유리 부품의 주어진, 예를 들어 바람직한 압축 응력을 달성하기 위해 적절히 변경될 수 있다. 그 결과, 사이클 시간이 감소되고/감소되거나, 화학적 강화 공정에 사용된 강화 조 화학물질을 덜 자주 교체할 수 있어서, 화학적 강화 공정과 관련된 비용을 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 화학적으로 강화될 어닐링된 유리를 제조하는 어닐링 공정에서 사용하기 위한 변수들을 결정하는 방법을 예시하는 공정 흐름도이다. 어닐링 공정에서 사용하기 위한 변수들을 결정하는 방법(401)은 어닐링될 유리의 조성 및 유리를 형성하기 위해 사용된 공정을 확인하는 단계(405)에서 시작된다. 유리의 조성 및 유리를 형성하기 위해 사용된 공정이 확인되면, 단계(409)에서 유리에 대한 변형점(strain point)이 결정된다. 한 실시예에서, 유리의 연화점(softening point)도 또한 결정된다.
유리에 대한 변형점이 결정된 후에, 공정 흐름은 유리에 대한 어닐링 온도가 결정되는 단계(413)로 이동한다. 유리에 대한 어닐링 온도, 예를 들어 어닐링 공정 중에 유리가 가열될 가장 높은 온도는, 유리의 변형점과 관련된 온도보다 약간 더 낮을 수 있거나, 변형점과 관련된 온도와 연화점과 관련된 온도 사이의 범위일 수 있다. 한 실시예에서, 퓨전 공정을 이용하여 형성된 알루미노실리케이트 유리에 있어서, 유리의 변형점과 관련된 온도, 즉, "변형 온도"는 약 556 ℃이고 어닐링 온도는 약 540 ℃와 약 550 ℃ 사이일 수 있다.
단계(417)에서, 선택된 어닐링 온도에서 유리를 가열하는 시간의 길이가 결정된다. 일반적으로, 유리는 실질적으로 임의의 길이의 시간 동안 어닐링될 수 있다. 한 실시예에서, 유리는 약 4시간까지 어닐링된다. 약 1시간 이상 및 약 4시간까지의 시간 동안 약 540 ℃의 어닐링 온도에서 어닐링된 유리는 화학적 강화 공정 후에, 어닐링되지 않은 유리보다 강도가 더 높음이 관찰되었다. 약 4시간의 시간 동안 약 550 ℃의 어닐링 온도에서 어닐링된 유리는 또한, 화학적 강화 공정 후에, 포트 용융 유리의 강도에 근접한 강도를 가짐이 관찰되었다.
유리를 가열하는 시간의 길이가 결정되면, 단계(421)에서 제어된 냉각 속도 및 제어된 냉각에 대한 목표 온도가 결정된다. 제어된 냉각에 대한 시간의 길이도 또한 결정될 수 있다. 예를 들어, 제어된 냉각 속도는, 분당 약 0.5 ℃일 수 있고, 유리에서 도달된 피크 온도로부터 약 150 ℃의 전반적인 냉각을 위해 약 5시간에 걸쳐 일어날 수 있다.
단계(425)에서, 제어된 냉각 이후에 유리를 공기 냉각하는 시간의 길이가 결정된다. 상기 시간 길이는, 변화할 수 있으며, 제어된 냉각의 마지막에 달성된 온도, 유리 부품의 두께 및/또는 냉각 환경에 적어도 부분적으로 의존할 수 있다. 한 실시예에서, 유리가 실온에 도달하면, 유리가 완전히 냉각되고 화학적 강화를 위한 준비가 된 것으로 고려될 수 있다. 유리를 공기 냉각하기 위한 시간의 길이를 결정한 후, 어닐링 공정에서 사용하기 위한 변수를 결정하는 방법이 완료된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 두 개의 예시적 어닐링 프로파일의 그래프 묘사이다. 제1 프로파일(530) 및 제2 프로파일(534)은 예시적 목적으로 제공되며, 일정한 비례로 그려지지 않았음이 이해되어야 한다. 설명된 실시예에서, 제1 프로파일(530) 및 제2 프로파일(534)은 모두, 동일한 공정을 사용하여 형성된 동일한 종류의 유리, 예를 들어 퓨전 공정을 이용하여 형성된 알루미노실리케이트 유리와 관련된다.
제1 프로파일(530)은 어닐링되는 유리, 예를 들어 유리 부재와 관련된 온도 프로파일이다. 제1 프로파일(530)은 변형 온도(T(변형))보다 높지만 연화 온도(T(연화))보다 낮은 어닐링 온도(T1)를 갖는다. 일반적으로, 어닐링 온도(T1)는 변형 온도(T(변형))의 약 95%와 약 105% 사이일 수 있다. 어닐링 온도(T1)는, 제1 프로파일(530)에 의해 도시된 바와 같이, 온도가 어닐링 온도(T1)까지 상승한 후에 임의의 적절한 양의 시간 동안 유지된다. 어닐링 온도(T1)를 유지하기 위한 적절한 양의 시간은, 이에 제한되지는 않지만, 약 1시간, 약 2시간 또는 약 4시간일 수 있다. 어닐링 온도(T1)는 유리 부재에서 바람직한 품질을 달성하기 위해 필요한 만큼 긴 동안 분획(530a)에 의해 도시된 바와 같이 유지된다. 온도를 실온, 예를 들어 주변 온도에서 어닐링 온도(T1)로 상승시키기 위해 필요한 양의 시간은 약 2시간일 수 있지만, 시간의 양은 광범위하게 변화할 수 있음이 이해되어야 한다.
유리 부재에서 바람직한 품질이 달성되면, 제1 프로파일(530)은 분획(530b)에서 제어된 냉각을 나타낸다. 한 실시예에서, 제어된 냉각은 약 5시간까지의 기간에 걸쳐 일어날 수 있다. 한 실시예에서, 제어된 냉각은 실질적으로 일정한 속도, 예를 들어 분당 약 0.5 ℃의 속도로 유리를 냉각하기 위해 사용될 수 있다. 이와 같은 실질적으로 일정한 속도는 유리 부재의 온도를 약 100 ℃에서 약 150 ℃ 사이로 냉각하기 위해 사용될 수 있다.
제1 프로파일(530)의 분획(530c)은, 제어된 냉각 분획(530b)이 종료하는 시간 t(c1)에서 시작하는 공기 냉각 기간을 나타낸다. 제어된 냉각 분획(530b)은 일반적으로 유리와 관련된 정착 온도에서 종료됨이 이해되어야 한다. 제2 냉각, 예를 들어 공기 냉각에 필요한 시간의 양은 주변 온도, 공기 흐름 및/또는 환경의 다른 조건에 부분적으로 의존한다. 공기 냉각 기간은 일반적으로 유리 부재가 실온에 도달할 때 종료된다.
제2 프로파일(534)은 변형 온도(T(변형)) 및 연화 온도(T(연화)) 모두 보다 낮은 어닐링 온도(T2)를 갖는다. 한 실시예에서, 변형 온도(T(변형))가 약 556 ℃일 때, 어닐링 온도(T2)는 약 540 ℃와 약 550 ℃ 사이일 수 있다. 어닐링 온도(T2)는, 제2 프로파일(534)에 의해 도시된 바와 같이, 온도가 어닐링 온도(T2)까지 상승한 후에 임의의 적절한 양의 시간 동안 유지된다. 어닐링 온도(T2)를 유지하기 위한 적절한 시간의 양은, 이에 제한되지는 않지만, 약 1시간, 약 2시간 또는 약 4시간일 수 있다. 어닐링 온도(T2)는 유리 부재에서 바람직한 품질을 달성하기 위해 필요한 만큼 긴 동안 분획(534a)에 의해 도시된 바와 같이 유지된다. 일반적으로, 제2 프로파일(534)과 관련된 어닐링 온도(T2)는 제1 프로파일(530)과 관련된 어닐링 온도(T1) 보다 낮으므로, 어닐링 온도(T2)가 유지되는 시간의 양은 어닐링 온도(T1)가 유지되는 시간의 양보다 더 길다. 즉, 일반적으로, 실질적으로 동일한 수준의 강화를 달성하기 위해, 어닐링 온도가 낮을수록, 어닐링 온도가 더 길게 유지된다. 유리 부재에서 바람직한 품질이 달성된 후, 제2 프로파일(534)은 분획(534b)에서 제어된 냉각을 나타낸다. 한 실시예에서, 제어된 냉각은 약 5시간까지의 기간에 걸쳐 일어날 수 있다. 한 실시예에서, 제어된 냉각 속도는 어닐링 온도와 실질적으로 무관하다. 따라서, 특정 공정을 이용하여 형성된 특정한 종류의 유리에 있어서, 상이한 어닐링 온도가 구현될 수 있지만, 제어된 냉각 속도는 어닐링 온도와 상관없이 실질적으로 동일할 수 있다.
제2 프로파일(534)의 분획(534c)은 제어된 냉각 분획(534b)이 종료하는 시간(t(c2))에서 시작하는 공기 냉각 기간을 나타낸다. 공기 냉각 기간은 일반적으로 유리 부재가 실온에 도달할 때 종료된다.
한 실시예에서, 어닐링 공정 이후에 이어지는 화학적 강화 공정에 의해 강화된 유리 부재 또는 부품은, 예를 들어 휴대용 전자 디바이스와 같은 전자 디바이스의 커버 부품 또는 디스플레이 스크린일 수 있다. 도 6에 있어서, 휴대용 전자 디바이스가 본 발명의 실시예에 따라 설명될 것이다. 휴대용 전자 디바이스(650)는 디바이스(650) 주변부를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배치되어 디바이스(650)의 최외곽 측면, 상면 및 하면의 일부 또는 전부를 형성하는 하우징(672), 예를 들어 주변 부재를 포함할 수 있다. 디바이스(650)는 또한, 디바이스(650)의 내부 용적을 효과적으로 둘러싸기 위해 하우징(672)에 실질적으로 결합되도록 배치된 커버 부품(678)을 포함한다. 커버 부품(678)은 어닐링 및 화학적 강화를 통해 달성된 비교적 높은 압축 강도를 갖는 유리 부재(604), 예를 들어 디바이스(650)의 디스플레이 스크린을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 커버 부품(678)은 유리 부재(604)가 고정된 베젤 또는 프레임(680)을 포함한다.
하우징(672)은, 예를 들어 조합되어 링을 형성할 수 있는 하나 이상의 구성요소를 포함하는, 임의의 적절한 형태를 가질 수 있다. 하우징(672)은 전자 디바이스 부품들이 조립되고 보유될 수 있는 내부 용적을 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 하우징(672)의 형태는 내부 용적의 경계를 실질적으로 정의할 수 있으며, 내부 용적 내에 배치된 부품들의 크기 및 종류를 기반으로 결정될 수 있다.
하우징(672)은 임의의 적절한 크기를 가질 수 있으며, 크기는 임의의 적절한 기준을 기반으로 결정될 수 있다. 적절한 기준은, 이에 제한되지는 않지만, 심미적 또는 산업적 디자인, 구조적 고려사항, 바람직한 기능을 위해 필요한 부품 및/또는 제품 디자인을 포함할 수 있다. 하우징(672)은, 예를 들어 가변(variable) 단면 또는 불변(constant) 단면을 포함하는 임의의 적절한 단면을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 단면은 하우징(672)의 바람직한 구조적 특성을 기반으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 하우징(672)의 단면은, 하우징(672)의 높이가 하우징(672)의 폭보다 실질적으로 더 크도록, 실질적으로 직사각형일 수 있다. 이와 같은 단면 형태는 압축 및 인장뿐만 아니라 굽힘에 있어서 구조적 강성을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 하우징(672) 단면의 크기는 하우징(672)에 포함된 부품들의 크기에 비례하여 결정될 수 있다.
일부 실시예에서, 하우징(672)은 특징부(676)를 포함할 수 있다. 특징부(676)는 일반적으로 하나 이상의 개구부, 손잡이(knob), 연장부(extensions), 플랜지(flanges), 챔퍼(chamfers), 또는 디바이스의 부품 또는 구성요소를 수용하기 위한 다른 특징부들을 포함할 수 있다. 하우징(672)의 특징부(676)는, 예를 들어 내부 부품 또는 부품 층들을 보유하는 내부 표면, 또는 외부 표면을 포함하는 임의의 하우징(672) 표면으로부터 연장된다. 특히, 하우징(672)은 디바이스(650) 내에 카드 또는 트레이를 수용하기 위한 슬롯 또는 개구부(미도시)를 포함할 수 있다. 하우징(672)은 또한, 이를 통해 커넥터가 디바이스(650)의 하나 이상의 도전성 핀과 맞물리게 할 수 있는, 예를 들어 30-핀 커넥터용 커넥터 개구부(미도시)를 포함할 수 있다. 하우징(672) 상에 포함된 다른 특징부들(676)은, 이에 제한되지는 않지만, 사용자에게 오디오를 제공하기 위한 개구부, 사용자로부터 오디오를 수신하기 위한 개구부, 오디오 커넥터 또는 전원을 위한 개구부, 및/또는 음량 조절장치 또는 소음(silencing) 스위치와 같은 버튼을 보유하고 작동가능하게 하기 위한 특징부들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예의 몇 가지만 설명되었지만, 본 발명의 사상 또는 범위에서 벗어남이 없이 본 발명은 다수의 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음이 이해되어야 한다. 예로서, 어닐링된 유리 부품이 화학적 강화 조에 노출되는 시간의 양은 광범위하게 변화할 수 있으며, 어닐링된 유리 부품의 표면 근방의 나트륨 이온 농도에 의존할 수 있다. 한 실시예에서, 어닐링된 유리 부품은 약 10시간까지 화학적 강화 조에 노출될 수 있다.
어닐링은 비-공기 분위기에서 일어날 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 어닐링은 불활성의 제어된 가스 환경에서 일어날 수 있다. 어닐링은 또한 액체 환경에서 일어날 수 있다. 유리의 어닐링이 액체 환경에서 수행되는 경우, 늘어짐(sagging) 및/또는 왜곡(distortion)을 유발하는 유리 상의 중력의 영향을 감소시킬 수 있다. 따라서, 보다 높은 온도, 예를 들어 어닐링이 어닐링 오븐에서 수행되는 경우에 가능한 것보다 더 높은 온도에서 어닐링을 수행하는 것이 실행가능할 수 있다.
도 5의 냉각 프로파일은 대략 동일한 온도에서 종료하는 것으로 도시된다. 특정 온도 이하에서, 유리의 특성이 실질적으로 정착되며 제어된 냉각이 더 이상 필요하지 않다. 하지만, 유리의 특성이 실질적으로 정착되게 되는 온도보다 더 낮은 온도까지 제어된 냉각이 허용됨이 이해되어야 한다.
한 실시예에서, 유리 부품은 정착 온도에서 종료하는 제어된 냉각으로부터 곧바로 꺼내져서 화학적 강화 조에 배치될 수 있다. 즉, 공기 냉각 기간이 회피될 수 있다. 공기 냉각 또는 제어되지 않은 냉각 공정을 실질적으로 제거함으로써 유리 부품의 전반적인 강화와 관련된 시간의 양을 감소시킬 수 있다. 또한, 공기 냉각 기간을 회피하는 것에 추가하여, 화학적 강화 공정과 관련된 가열 공정, 예를 들어 2시간의 예열 공정도 또한 실질적으로 회피될 수 있다.
어닐링된 유리 부품의 크기는, 유리 부품이 그의 부품이 되는, 예를 들어 휴대용 전자 디바이스와 같은 디바이스의 요구조건에 따라 변화할 수 있다. 한 실시예에서, 유리 부품은 약 113 mm x 약 56 mm의 면적을 가질 수 있다. 유리 부품의 두께는 약 3 mm 이하, 예를 들어 약 1 mm일 수 있다. 유리 부품이 수득되는 유리 시트 또는 마더 시트의 크기는 하나 이상의 부품을 수용할 수 있는 실질적으로 임의의 크기일 수 있다. 예를 들어, 면적이 약 150 mm x 약 50 mm인 유리 부품이 형성되는 유리 시트의 면적은 약 700 mm x 약 400 mm일 수 있다.
유리는 퓨전 공정 또는 플로트 공정을 이용하여 형성되는 것으로 설명되었지만, 퓨전 공정 또는 플로트 공정을 이용하여 형성되는 것으로 한정되지 않음이 이해되어야 한다. 즉, 유리가 비교적 높은 관련 압축 응력, 즉 어닐링 공정을 구현하지 않고 수득되는 것보다 높은 압축 응력을 갖도록, 화학적 강화 공정 전에, 예를 들어 슬럼프-성형된 또는 취입 성형된 유리와 같은, 급속 냉각 단계를 포함하는 실질적으로 임의의 공정을 이용하여 형성된 유리에 어닐링 공정을 수행할 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 방법과 관련된 단계들은 광범위하게 변화할 수 있다. 단계들은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어남이 없이 추가되고, 제거되고, 변경되고, 조합되고 재배열될 수 있다.
상술한 본 발명의 각종 측면들, 특징들, 실시예 또는 구현들은 단독으로 또는 각종 조합으로 사용될 수 있다.
본 명세서는 다수의 세부사항을 포함하지만, 이는 개시의 범위 또는 청구되는 대상에 대한 제한으로서 이해되어서는 안되며, 본 개시의 특정 실시예에 특정한 특징들의 설명으로서 이해되어야 한다. 개별 실시예의 맥락에서 설명된 특정 특징들은 또한 조합되어 구현될 수 있다. 반대로, 단일 실시예의 맥락에서 설명된 각종 특징들도 또한 별도의 복수의 실시예 또는 임의의 적절한 하위 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 특징들은 특정 조합으로 작용하는 것으로서 상기에서 설명될 수 있지만, 일부 경우에, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 조합으로부터 삭제될 수 있고, 청구된 조합은 하위 조합 또는 하위 조합의 변형에 관한 것일 수 있다.
한 실시예에서, 부품, 공정 단계 및/또는 데이타 구조는 다양한 종류의 운영 체제, 컴퓨팅 플랫폼, 컴퓨터 프로그램 및/또는 범용 공작 기계를 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 당업자는, 하드웨어에 내장된 디바이스, FPGAs(field programmable gate arrays), ASICs(application specific integrated circuits) 등과 같은 덜 일반적인 목적을 갖는 디바이스도 또한 본 명세서에 개시된 진보적인 개념의 범위 및 사항을 벗어남이 없이 사용될 수 있음을 인지할 것이다.
실시예 및 응용을 도시 및 설명하였지만, 본 명세서의 진보적인 개념으로부터 벗어남이 없이 상술한 것보다 더 많은 다수의 변형들이 가능함은, 본 개시물의 이익을 갖는 당업자에게 명백할 것이다.
Claims (22)
- 휴대용 전자 디바이스의 유리 커버 부품을 가공하는 방법으로서 - 상기 유리 커버 부품은 퓨전 공정(fusion process) 또는 플로트 공정(float process)으로부터 형성됨 -,
상기 유리 커버 부품을 획득하는 단계;
상기 유리 커버 부품을 어닐링하는 단계 - 상기 유리 커버 부품을 어닐링하는 단계는 적어도, 제1 온도에서 상기 유리 커버 부품을 가열하는 단계, 정해진 시간량 동안 상기 제1 온도를 유지하는 단계, 및 제어된 냉각 공정을 이용하여 상기 유리 커버 부품을 제2 온도로 냉각하는 단계를 포함함 -;
상기 어닐링 다음에 그리고 상기 유리 커버 부품이 상기 주변 온도로 냉각되기 전에, 상기 유리 커버 부품을 화학적으로 강화하는 단계 - 상기 유리 커버 부품을 화학적으로 강화하는 단계는 상기 유리 커버 부품에 포함된 이온들과 화학적 강화 조(chemical strengthening bath)에 포함된 이온들 사이의 이온 교환을 촉진하는 단계를 포함함 -; 및
그 후에 상기 휴대용 전자 디바이스의 하우징에 상기 유리 커버 부품을 결합시키는 단계
를 포함하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 유리 커버 부품을 어닐링하는 단계는, 상기 제어된 냉각 공정 이후에 제어되지 않은 냉각 공정을 이용하여 상기 유리 커버 부품을 제3 온도로 냉각하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 유리 커버 부품은 상기 플로트 공정으로부터 형성된 알루미노실리케이트 유리 커버 부품인, 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 온도는 540℃와 550℃ 사이의 범위에 있는, 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 온도는 540℃와 550℃ 사이의 범위에 있고, 상기 유리 커버 부품을 상기 제1 온도에서 유지하는 것은 상기 유리 커버 부품을 1시간과 5시간 사이의 시간 길이 동안 상기 제1 온도에서 유지하는 것을 포함하는, 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도 미만의 100℃와 150℃ 사이이고, 상기 제어된 냉각 공정은 고정된 속도로 상기 유리 커버 부품을 냉각하도록 구성되는, 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 고정된 속도는 0.5℃/분인, 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 유리 커버 부품을 상기 제2 온도로 냉각하는 것은 상기 유리 커버 부품을 5시간까지 동안 냉각하는 것을 포함하는, 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 커버 부품을 상기 제1 온도에서 상기 정해진 시간량 동안 유지하는 것은, 상기 제1 온도가 상기 유리 커버 부품의 변형 온도(strain temperature)의 95%와 105% 사이의 범위에 있는, 방법.
- 유리 시트를 가공하는 방법으로서 - 상기 유리 시트는 퓨전 공정 또는 플로트 공정으로부터 형성됨 -,
상기 유리 시트를 획득하는 단계;
상기 유리 시트를 어닐링하는 단계 - 상기 유리 시트를 어닐링하는 단계는 적어도, 제1 온도에서 상기 유리 시트를 가열하는 단계 및 제어된 냉각 공정을 이용하여 상기 유리 시트를 제2 온도로 냉각하는 단계를 포함함 -;
상기 유리 시트를 제1 기계가공하는 단계 - 상기 유리 시트를 제1 기계가공하는 단계는 상기 유리 시트로부터 유리 커버 부품을 생성하는 단계를 포함함 -; 및
상기 어닐링 다음에 그리고 상기 유리 커버 부품이 상기 주변 온도로 냉각되기 전에, 상기 유리 커버 부품을 화학적으로 강화하는 단계 - 상기 유리 커버 부품을 화학적으로 강화하는 단계는 상기 유리 커버 부품에 포함된 이온들과 화학적 강화 조에 포함된 이온들 사이의 이온 교환을 촉진하는 단계를 포함함 -
를 포함하는 방법. - 제10항에 있어서, 상기 유리 시트를 어닐링하는 단계는, 상기 제어된 냉각 공정 후에 제어되지 않은 냉각 공정을 이용하여 상기 유리 시트를 제3 온도로 냉각하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 유리 커버 부품은 상기 퓨전 공정 또는 상기 플로트 공정으로부터 형성된 알루미노실리케이트 유리 커버 부품인, 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 제1 온도는 500℃와 600℃ 사이의 범위에 있는, 방법.
- 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 시트는 상기 퓨전 공정으로부터 형성된 알루미노실리케이트 유리 시트이고, 상기 제1 온도는 540℃와 550℃ 사이의 범위에 있는, 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 제1 온도에서 상기 유리 시트를 가열하는 것은 1시간과 5시간 사이의 시간 길이 동안 상기 제1 온도를 유지하는 것을 포함하는, 방법.
- 제15항에 있어서, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도 미만의 100℃와 150℃ 사이이고, 상기 제어된 냉각 공정은 고정된 속도로 상기 유리 시트를 냉각하도록 제어되는, 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 고정된 속도는 0.5℃/분인, 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 유리 시트를 상기 제2 온도로 냉각하는 것은 상기 유리 시트를 5시간까지 동안 냉각하는 것을 포함하는, 방법.
- 제10항 내지 제13항 및 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 시트를 기계가공하는 단계는, 상기 유리 시트를 스크라이빙(scribing)하는 단계, 파쇄(breaking)하는 단계 및 절단(cutting)하는 단계를 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 단계를 포함하는, 방법.
- 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 시트는 상기 플로트 공정으로부터 형성된 알루미노실리케이트 유리 시트인, 방법.
- 제10항 내지 제13항 및 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리 커버 부품을 화학적으로 강화하기 전에 또는 후에, 상기 유리 커버 부품의 적어도 하나의 표면의 적어도 일부를 제2 기계가공하는 단계
를 더 포함하는 방법. - 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리 커버 부품을 화학적으로 강화하기 전에 또는 후에, 상기 유리 커버 부품의 적어도 하나의 표면의 적어도 일부를 기계가공하는 단계
를 더 포함하는 방법.
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TWI588104B (zh) * | 2010-12-14 | 2017-06-21 | 康寧公司 | 用於強化玻璃之熱處理 |
US20140087193A1 (en) * | 2012-09-26 | 2014-03-27 | Jeffrey Scott Cites | Methods for producing ion exchanged glass and resulting apparatus |
US9387651B2 (en) * | 2012-09-26 | 2016-07-12 | Corning Incorporated | Methods for producing ion exchanged glass and resulting apparatus |
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TWI510443B (zh) * | 2014-06-30 | 2015-12-01 | G Tech Optoelectronics Corp | 玻璃部件強化處理方法 |
TWI580650B (zh) * | 2014-06-30 | 2017-05-01 | Avanstrate Inc | Glass substrate manufacturing method and glass substrate |
CN107001109B (zh) * | 2014-12-02 | 2020-02-14 | Agc株式会社 | 化学强化用玻璃和化学强化用玻璃的制造方法、以及化学强化玻璃和具有该化学强化玻璃的图像显示装置 |
JP6716569B2 (ja) | 2014-12-31 | 2020-07-01 | コーニング インコーポレイテッド | ガラス物品の処理方法 |
KR102119191B1 (ko) * | 2014-12-31 | 2020-06-05 | 코닝 인코포레이티드 | 유리 제품을 열처리하는 방법 |
WO2016145638A1 (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-22 | Kornerstone Materials Technology Company, Ltd. | Multi-stage chemical strengthening method for glass compositions |
KR102610962B1 (ko) * | 2016-08-02 | 2023-12-08 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유리 기판의 처리 방법 |
US10766803B2 (en) * | 2016-09-14 | 2020-09-08 | AGC Inc. | Method for producing bent glass article, and bent glass article |
WO2021131668A1 (ja) * | 2019-12-23 | 2021-07-01 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス基板の製造方法及びガラス基板 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000086261A (ja) * | 1998-09-14 | 2000-03-28 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス基板及びそれを用いた平板ディスプレイ装置並びにガラス基板の熱処理方法 |
JP2002338283A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | ガラス基板の製造方法及び該製造方法により製造されたガラス基板 |
JP2007099557A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 強化ガラス物品およびその製造方法 |
KR100864956B1 (ko) | 2008-07-29 | 2008-10-22 | (주)한소닉에이스 | 강화유리 제조장치 및 이를 이용한 강화유리 제조방법 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2392768A (en) * | 1942-06-18 | 1946-01-08 | Libbey Owens Ford Glass Co | Temporary protective coatings |
US2643020A (en) * | 1946-03-04 | 1953-06-23 | Corning Glass Works | Soft glass and composite article |
US3274882A (en) * | 1960-09-15 | 1966-09-27 | Libbey Owens Ford Glass Co | Inspection apparatus for transparent glass sheets |
NL286991A (ko) * | 1962-12-19 | |||
US4015045A (en) * | 1974-01-09 | 1977-03-29 | Ppg Industries, Inc. | Chemical strengthening of glass |
US3926605A (en) * | 1974-06-27 | 1975-12-16 | Ppg Industries Inc | Method and apparatus for forming a ribbon of glass on a molten metal bath |
US4052184A (en) * | 1976-03-23 | 1977-10-04 | Corning Glass Works | Contouring glass seal edge |
US4218230A (en) * | 1978-08-04 | 1980-08-19 | Brockway Glass Company, Inc. | Method of glass strengthening by ion exchange |
JPS58115043A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-08 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 板ガラスのイオン交換方法 |
US4537820A (en) * | 1983-11-01 | 1985-08-27 | Union Carbide Corporation | Insulation board and process of making |
FR2797627B1 (fr) * | 1999-08-19 | 2001-10-26 | Stein Heurtey | Perfectionnements apportes aux etenderies de recuisson de verre plat |
FR2801302B1 (fr) * | 1999-11-22 | 2001-12-21 | Saint Gobain Vitrage | Procede de traitement de substrats en verre et substrats en verre pour la realisation d'ecrans de visualisation |
DE102004022629B9 (de) * | 2004-05-07 | 2008-09-04 | Schott Ag | Gefloatetes Lithium-Aluminosilikat-Flachglas mit hoher Temperaturbeständigkeit, das chemisch und thermisch vorspannbar ist und dessen Verwendung |
CN102898023B (zh) * | 2006-05-25 | 2016-11-23 | 日本电气硝子株式会社 | 强化玻璃及其制造方法 |
EP2233447B1 (en) * | 2007-12-18 | 2020-08-05 | Hoya Corporation | Cover glass for portable terminal, method for manufacturing cover glass for portable terminal, and portable terminal apparatus |
CN102137822B (zh) * | 2008-07-29 | 2015-12-09 | 康宁股份有限公司 | 用于化学强化玻璃的双阶段离子交换 |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000086261A (ja) * | 1998-09-14 | 2000-03-28 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス基板及びそれを用いた平板ディスプレイ装置並びにガラス基板の熱処理方法 |
JP2002338283A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | ガラス基板の製造方法及び該製造方法により製造されたガラス基板 |
JP2007099557A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 強化ガラス物品およびその製造方法 |
KR100864956B1 (ko) | 2008-07-29 | 2008-10-22 | (주)한소닉에이스 | 강화유리 제조장치 및 이를 이용한 강화유리 제조방법 |
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