KR101719439B1 - 휴대용 전자 디바이스의 유리 커버를 강화하기 위한 기술 - Google Patents

휴대용 전자 디바이스의 유리 커버를 강화하기 위한 기술 Download PDF

Info

Publication number
KR101719439B1
KR101719439B1 KR1020157010101A KR20157010101A KR101719439B1 KR 101719439 B1 KR101719439 B1 KR 101719439B1 KR 1020157010101 A KR1020157010101 A KR 1020157010101A KR 20157010101 A KR20157010101 A KR 20157010101A KR 101719439 B1 KR101719439 B1 KR 101719439B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass
glass cover
cover
edges
heated solution
Prior art date
Application number
KR1020157010101A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150052323A (ko
Inventor
크리스토퍼 프레스트
스티븐 폴 자데스키
Original Assignee
애플 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 애플 인크. filed Critical 애플 인크.
Publication of KR20150052323A publication Critical patent/KR20150052323A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101719439B1 publication Critical patent/KR101719439B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1601—Constructional details related to the housing of computer displays, e.g. of CRT monitors, of flat displays
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1626—Constructional details or arrangements for portable computers with a single-body enclosure integrating a flat display, e.g. Personal Digital Assistants [PDAs]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H04M1/0202—Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
    • H04M1/026—Details of the structure or mounting of specific components
    • H04M1/0266—Details of the structure or mounting of specific components for a display module assembly

Abstract

전자 디바이스를 위한 얇은 유리 커버의 강도를 향상시키기 위한 장치들, 시스템들 및 방법들이 개시된다. 일 실시예에서, 유리 부재는 일련의 스테이지들에서의 화학적 강화에 의해 향상된 강도를 가질 수 있다. 스테이지들은 예를 들어 더 큰 이온들이 유리 커버 내로 교환되는 제1 이온 교환 스테이지 및 더 큰 이온들 중 일부가 유리 커버 밖으로 교환되는 제2 이온 교환 스테이지를 구비할 수 있다. 옵션으로서, 일 실시예에서, 유리 커버는 그의 에지들을 사전 결정된 기하 구조를 갖도록 형성함으로써 그의 강도를 향상시킬 수 있다. 이롭게도, 유리 커버는 얇으면서도 손상에 대한 취약성을 제한할 만큼 충분히 강할 수 있다. 일 실시예에서, 유리 부재는 전자 디바이스의 하우징에 대한 유리 커버와 관련될 수 있다. 유리 커버는 액정 디스플레이(LCD)와 같은 디스플레이 상부에 제공되거나, 그와 통합될 수 있다.

Description

휴대용 전자 디바이스의 유리 커버를 강화하기 위한 기술{TECHNIQUES FOR STRENGTHENING GLASS COVERS FOR PORTABLE ELECTRONIC DEVICES}
<다른 출원들의 상호 참조>
본원은 2009년 9월 30일에 "Techniques for Strengthening Glass Covers for Portable Electronic Devices"라는 제목으로 출원된 미국 특허 가출원 번호 61/247,493의 우선권을 주장하며, 이 가출원은 본 명세서에 참고로 반영된다.
본원은 2010년 3월 2일에 "Techniques for Strengthening Glass Covers for Portable Electronic Devices"라는 제목으로 출원된 국제 출원 번호 PCT/US2010/025979와 관련되며, 이 국제 출원은 그 전체가 본 명세서에 참고로 반영된다.
통상적으로, 핸드헬드 전자 디바이스들과 같은 소형 디바이스들은 다양한 층들을 포함하는 디스플레이 배열을 구비한다. 다양한 층들은 일반적으로 적어도 디스플레이 기술 층을 포함하며, 디스플레이 기술 층 위에 배치된 감지 배열 및/또는 커버 윈도를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 기술 층은 액정 모듈(LCM)을 포함하는 액정 디스플레이(LCD)를 포함하거나 그와 관련될 수 있다. LCM은 일반적으로 상부 유리 시트 및 하부 유리 시트를 포함하며, 이들 사이에는 액정층이 삽입된다. 감지 배열은 터치 스크린을 생성하는 데 사용되는 것들과 같은 터치 감지 배열일 수 있다. 예컨대, 용량 감지 터치 스크린은 유리(또는 플라스틱) 시트 근처에 분산된 실질적으로 투명한 감지 포인트들 또는 노드들을 포함할 수 있다. 게다가, 커버 윈도는 통상적으로 층 스택의 외부 보호 장벽으로서 설계된다.
소형 디바이스의 커버 윈도 또는 유리 커버는 플라스틱 또는 유리로 제조될 수 있다. 플라스틱은 내구력이 있지만, 스크래치에 취약하다. 유리는 스크래치에 강하지만, 깨지기 쉽다. 일반적으로, 유리는 두꺼울수록 더 강하다. 그러나 불행하게도, 유리 커버는 종종 비교적 얇으며, 특히 그의 에지들에서 디바이스 구조의 비교적 약한 컴포넌트일 수 있다. 예를 들어, 유리 커버는 휴대용 전자 디바이스가 과도하게 스트레스를 받을 때 손상되기 쉬울 수 있다. 유리를 강화하기 위해 화학적 강화가 이용되어 왔다. 이것은 일반적으로 유효하지만, 유리 커버를 강화하기 위한 방법들을 제공하는 것이 계속 필요하다.
본 발명은 일반적으로 유리 강도의 증가에 관한 것이다. 증가된 강도를 갖는 유리는 얇지만, 휴대용 전자 디바이스들과 같은 전자 디바이스들에서 사용하기에 적합할 만큼 충분히 강할 수 있다.
본 발명의 실시예는 전자 디바이스를 위한 얇은 유리 커버의 강도를 향상시키기 위한 장치들, 시스템들 및 방법들과 관련될 수 있다. 일 실시예에서, 유리 커버는 일련의 스테이지들에서의 화학적 강화에 의해 강화될 수 있다. 스테이지들은 예를 들어 더 큰 이온들이 유리 커버 내로 교환되는 제1 이온 교환 스테이지 및 더 큰 이온들 중 일부가 유리 커버 밖으로 교환되는 제2 이온 교환 스테이지를 구비할 수 있다. 옵션으로서, 일 실시예에서, 유리 커버는 그의 에지들을 사전 결정된 기하 구조로 형성함으로써 그의 강도를 향상시킬 수 있다. 이롭게도, 유리 커버는 얇으면서도, 손상에 대한 취약성을 제한할 만큼 충분히 강할 수 있다.
일례에서, 유리 부재는 전자 디바이스의 외부 표면일 수 있다. 유리 부재는 예를 들어 (예를 들어, 디스플레이의 정면에 개별 부분으로서 배치되거나, 디스플레이 내에 통합되는) 전자 디바이스의 디스플레이 영역의 일부의 형성을 돕는 유리 커버에 대응할 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 유리 부재는 하우징의 일부를 형성할 수 있다. 예로서, 유리 부재는 디스플레이 영역 외에서 외부 표면을 형성할 수 있다.
얇은 유리의 강도를 향상시키기 위한 장치들, 시스템들 및 방법들은 핸드헬드 전자 디바이스들(예로서, 이동 전화, 미디어 플레이어, 개인용 휴대 단말기, 원격 제어기 등)과 같은 소형 전자 디바이스들 내에 조립되는 유리 커버들 또는 디스플레이들(예로서, LCD 디스플레이)에 특히 적합하다. 장치들, 시스템들 및 방법들은 다른 비교적 더 큰 전자 디바이스들(예로서, 휴대용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 디스플레이, 모니터, 텔레비전 등)을 위한 유리 커버들 또는 디스플레이들에도 사용될 수 있다. 유리는 이러한 다양한 실시예들에서 5mm 미만 또는 더 구체적으로는 0.5 내지 3mm 정도로 얇을 수 있다. 특히 얇은 실시예들에서, 유리의 두께는 0.3 내지 1mm일 수 있다.
본 발명은 방법, 시스템, 디바이스 또는 장치를 포함하는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 본 발명의 여러 실시예가 아래에 설명된다.
소비자 전자 제품의 노출된 표면에 대한 커버를 생성하기 위한 방법으로서, 본 발명의 일 실시예는 예를 들어 적어도 소비자 전자 제품의 노출된 표면에 대한 유리 커버를 획득하는 단계, 및 이어서 일련의 이온 교환 스테이지들을 이용하여 유리 커버를 화학적으로 강화하는 단계를 포함할 수 있다.
소비자 전자 제품의 노출된 표면에 대한 유리 커버를 생성하기 위한 방법으로서, 본 발명의 일 실시예는 예를 들어 유리 시트를 획득하는 단계; 유리 시트를 복수의 유리 커버로 개별화하는 단계 - 유리 커버들 각각은 소비자 전자 제품의 노출된 표면 상에 제공되도록 적절히 사이징(sizing)됨 -; 및 (i) 유리 커버들을 제1의 가열된 용액 내에 제1 기간 동안 넣어 제1의 가열된 용액의 적어도 하나의 성분을 유리 커버들 내로 확산시키고, (ii) 제1의 가열된 용액으로부터 유리 커버들을 제거한 후에 유리 커버들을 제2의 가열된 용액 내에 제2 기간 동안 넣음으로써 유리 커버들을 화학적으로 강화하는 단계를 포함할 수 있다.
소비자 전자 제품으로서, 본 발명의 일 실시예는 예를 들어 적어도: 전면, 배면 및 측면들을 갖는 하우징; 하우징 내부에 적어도 부분적으로 제공되는 전기 컴포넌트들 - 전기 컴포넌트들은 적어도 제어기, 메모리 및 디스플레이를 포함하고, 디스플레이는 하우징의 전면에 또는 그 근처에 제공됨 -; 및 하우징의 전면에 또는 그 상부에 제공되어 디스플레이 상부에 제공되는 커버 유리 - 커버 유리는 일련의 이온 교환 스테이지들을 이용하여 화학적으로 강화됨 -를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태들 및 이점들은 본 발명의 원리들을 예시하는 첨부 도면들과 관련하여 취해지는 아래의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 첨부 도면들과 관련된 아래의 상세한 설명에 의해 쉽게 이해될 것이며, 도면들에서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소들을 나타낸다.
도 1a는 일 실시예에 따른 유리 부재의 사시도이다.
도 1b는 일 실시예에 따른 전자 디바이스의 간이도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 유리 커버 프로세스의 흐름도이다.
도 3a-3e는 다양한 실시예들에 따른 전자 디바이스 하우징들에 대한 유리 커버들의 단면도들이다.
도 4a는 다른 실시예에 따른 전자 디바이스 하우징들에 대한 유리 커버의 단면도이다.
도 4b는 참조 실시예에 따른 전자 디바이스 하우징들에 대한 유리 커버의 단면도이다.
도 5a는 일 실시예에 따른, 조작되고 있는 전자 디바이스 하우징에 대한 유리 커버의 단면도이다.
도 5b는 다른 실시예에 따른, 조작되고 있는 전자 디바이스 하우징에 대한 유리 커버의 단면도이다.
도 6a 및 6b는 일 실시예에 따른 전자 디바이스의 도면이다.
도 7a 및 7b는 다른 실시예에 따른 전자 디바이스의 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른, 유리, 예를 들어 유리 커버를 화학적으로 강화하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9a는 일 실시예에 따른, 화학적으로 처리된 유리 커버의 단면도이다.
도 9b는 일 실시예에 따른, 칼륨 이온들이 주입된 화학적으로 처리된 부분을 포함하는 것으로 도시된 바와 같은, 화학 처리된 유리 커버의 단면도이다.
도 10a는 일 실시예에 따른, 이온 욕조 내에 유리 커버를 담그는 단계를 포함하는 화학 처리 프로세스의 도면이다.
도 10b는 일 실시예에 따른, 나트륨 욕조 내에 유리 커버를 담그는 단계를 포함하는 화학 처리 프로세스의 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른, 유리 표면에서의 스트레스 감소의 예시적인 그래프의 도면이다.
도 12a-12d는 에지 근처에서의 유리 부재들의 압축 스트레스 프로파일들의 예시적인 도면들이다.
도 13은 상이한 에지 프로파일을 갖는 유리 부재들의 휨 강도의 예시적인 도면을 나타낸다.
본 발명은 일반적으로 유리의 강도의 증가에 관한 것이다. 증가된 강도를 가진 유리는 얇지만, 휴대용 전자 디바이스들과 같은 전자 디바이스들에서 사용하기에 적합할 만큼 충분히 강할 수 있다.
아래의 상세한 설명은 예시적일 뿐, 결코 제한적인 것을 의도하지 않는다. 본 명세서의 이익을 갖는 기술자들은 다른 실시예들을 쉽게 상상할 것이다. 이하, 첨부된 도면들에 도시된 바와 같은 구현들을 상세히 참조한다. 일반적으로, 도면들 전반에서 그리고 아래의 상세한 설명에서는, 동일 또는 유사한 부분들을 참조하기 위해 동일 참조 번호들이 사용될 것이다. 도면들은 일반적으로 일정한 비례로 도시되지 않았으며, 도면들의 적어도 일부 특징들은 도시의 편의를 위해 과장되었다는 것을 알아야 한다.
명료화를 위해, 본 명세서에서 설명되는 구현들의 일상적인 특징들 모두가 도시되고 설명되지는 않는다. 물론, 임의의 그러한 실제 구현의 개발에 있어서는 응용 및 비즈니스 관련 제한들의 준수와 같은 개발자의 특정 목표들을 달성하기 위해 다양한 구현 고유 결정들이 이루어져야 하며, 이러한 특정 목표들은 구현마다 그리고 개발자마다 다를 것이라는 것을 알 것이다. 더욱이, 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 본 명세서의 이익을 갖는 통상의 기술자들에게는 일상적인 엔지니어링 작업일 것이라는 것을 알 것이다.
본 발명은 전자 디바이스용의 얇은 유리 커버의 강도를 향상시키기 위한 장치들, 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 일 실시예에서, 유리 커버는 일련의 스테이지들에서의 화학적 강화에 의해 강화될 수 있다. 스테이지들은 예를 들어 더 큰 이온들이 유리 커버 내로 교환되는 제1 이온 교환 스테이지 및 더 큰 이온들 중 일부가 유리 커버 밖으로 교환되는 제2 이온 교환 스테이지를 구비할 수 있다. 옵션으로서, 일 실시예에서, 유리 커버는 그의 에지들을 사전 결정된 기하 구조로 형성함으로써 그의 강도를 향상시킬 수 있다. 이롭게도, 유리 커버는 얇으면서도, 손상에 대한 취약성을 제한할 만큼 충분히 강할 수 있다.
일례에서, 유리 부재는 전자 디바이스의 외부 표면일 수 있다. 유리 부재는 예를 들어 (예를 들어, 디스플레이의 정면에 개별 부분으로서 배치되거나, 디스플레이 내에 통합되는) 전자 디바이스의 디스플레이 영역의 일부의 형성을 돕는 유리 커버에 대응할 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 유리 부재는 하우징의 일부를 형성할 수 있다. 예로서, 유리 부재는 디스플레이 영역 외에서 외부 표면을 형성할 수 있다.
얇은 유리의 강도를 향상시키기 위한 장치들, 시스템들 및 방법들은 핸드헬드 전자 디바이스들(예로서, 이동 전화, 미디어 플레이어, 개인용 휴대 단말기, 원격 제어기 등)과 같은 소형 전자 디바이스들 내에 조립되는 유리 커버들 또는 디스플레이들(예로서, LCD 디스플레이)에 특히 적합하다. 장치들, 시스템들 및 방법들은 다른 비교적 더 큰 전자 디바이스들(예로서, 휴대용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 디스플레이, 모니터, 텔레비전 등)을 위한 유리 커버들 또는 디스플레이들에도 사용될 수 있다. 유리는 이러한 다양한 실시예들에서 5mm 미만 또는 더 구체적으로는 0.5 내지 3mm 정도로 얇을 수 있다. 특히 얇은 실시예들에서, 유리의 두께는 0.3 내지 1mm일 수 있다.
일 실시예에서, 특정한 사전 결정된 기하 구조에 대응하도록 에지들을 형성하고, 화학적 강화를 제공하는 것은 유리 커버의 에지들 근처에서의 압축을 강화할 수 있다. 따라서, 유리 커버는 특정한 사전 결정된 기하 구조를 유리 커버의 에지들에 적용함으로써 더 강해질 수 있다. 일 실시예에서, 유리 커버의 표면들, 예로서 에지들은 화학적으로 강화될 수 있다. 일 실시예에서, 에지 기하 구조는 코너들과 같은 예리한 전이들을 줄이거나 매끄럽게 하도록 구성된다. 일 실시예에서, 에지 기하 구조는 더 매끄러운 코너를 생성할 수 있으며, 예를 들어 상면/하면 및 실질적으로 수직인 측면과 같은 제1 표면과 제2 표면 사이의 코너는 덜 예리해질 수 있다. 이것은 예를 들어 곡선을 이용하여 하나의 표면을 다른 표면으로 전이시킴으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 코너는 라운딩될 수 있다. 예를 들어, 코너들과 같은 예리한 에지들은 하나의 표면에서 다른 표면으로의 더 연속적인 전이를 생성하도록 무디거나 매끄러워질 수 있다. 예를 들어, 제1 표면(예로서, 상면 또는 하면)과 그에 수직일 수 있는 제2 표면(예로서, 측면) 사이의 에지가 무뎌질 수 있다. 다른 예로서, 상면과 측면 사이 또는 하면과 측면 사이의 전이가 무디거나 매끄러워질 수 있다.
일 실시예에서, 유리 커버는 보호 베젤(bezel) 또는 다른 장벽 없이 전자 디바이스의 하우징의 에지로 연장할 수 있다. 일 실시예에서, 유리 커버는 그의 에지들을 둘러싸는 베젤을 포함할 수 있다. 어느 경우에나, 에지들은 특정 에지 기하 구조의 생성 및/또는 화학적 강화에 의해 더 강해진다. 유리 커버는 액정 디스플레이(LCD)와 같은 디스플레이 상부에 제공되거나 그와 통합될 수 있다.
이하, 도 1-13을 참조하여 실시예들이 설명된다. 그러나, 이 분야의 기술자들은 본 발명이 이러한 제한된 실시예들을 넘어 확장되므로 이 도면들과 관련하여 본 명세서에서 제공되는 상세한 설명이 설명의 목적을 위한 것임을 쉽게 알 것이다.
도 1a는 일 실시예에 따른 유리 부재(10)의 사시도이다. 유리 부재(10)는 얇은 유리 시트이다. 예를 들어, 많은 응용에서 유리의 두께는 3mm 이하이다. 유리 부재(10)의 길이, 폭 또는 면적은 응용에 의존한다. 유리 부재(10)의 일 응용은 휴대용 또는 핸드헬드 전자 디바이스와 같은 전자 디바이스의 하우징에 대한 커버 유리용이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 유리 부재(10)는 전면(12), 배면(14), 상면(16), 하면(18) 및 측면(20)을 포함할 수 있다. 향상된 강도를 위해, 에지들 또는 (상하좌우를 포함하는) 측면들은 사전 결정된 기하 구조에 따라 형성된다. 화학적 강화를 이용하여, 에지들에서의 사전 결정된 기하 구조는 에지들에서의 유리 부재(10)의 강도를 증가시킬 수 있다. 유리 부재(10)의 표면들도 화학적으로 강화될 수 있다. 사전 결정된 기하 구조의 사용은 기계적 스트레스 완화의 감소로 인해 에지들이 화학적 강화를 더 잘 받아들이게 할 수 있다. 화학적 강화는 예를 들어 이온 교환 등에 의해 유리 부재(10)와 상호작용할 수 있는 화학 용액 내에 유리 부재(10)를 넣음으로써 유리 부재(10) 상에서 수행될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 에지들에 대한 사전 결정된 기하 구조는 예리한 전이 대신에 매끄러운 전이(예로서, 곡선, 라운딩)를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 유리 부재는 소비자 전자 디바이스와 함께 또는 그에 대해 제공되는 유리 구조물이다. 유리 부재는 소비자 전자 디바이스의 외부 또는 내부 표면 상에 제공될 수 있다. 유리 구조물은 일반적으로 유리로 제조된 소비자 전자 디바이스의 임의의 부분일 수 있다. 일 실시예에서, 유리 구조물은 소비자 전자 디바이스에 대한 하우징의 적어도 일부(예로서, 외부 표면)이다.
도 1b는 일 실시예에 따른 전자 디바이스(100)의 간이도이다. 전자 디바이스(100)는 예를 들어 얇은 형태(또는 낮은 프로파일)를 갖는 휴대용 또는 핸드헬드 전자 디바이스로서 구현될 수 있다. 전자 디바이스(100)는 예를 들어 휴대용 미디어 플레이어, 미디어 저장 디바이스, 개인용 휴대 단말기(PDA), 태블릿 PC, 컴퓨터, 이동 통신 디바이스(예로서, 셀룰러 전화, 스마트폰), GPS 유닛, 원격 제어 디바이스 등에 대응할 수 있다. 전자 디바이스(100)는 소비자 전자 디바이스로서 지칭될 수 있다.
전자 디바이스(100)는 전자 디바이스(100)의 외부 표면 역할을 하는 하우징(102)을 포함할 수 있다. 전기 컴포넌트들(도시되지 않음)이 하우징(102) 내에 배치된다. 전기 컴포넌트들은 제어기(또는 프로세서), 메모리, 배터리 및 디스플레이(예로서, LCD 디스플레이)를 포함할 수 있다. 디스플레이 영역(104)이 전자 디바이스(100)의 하우징(102) 내에 배치된다. 전자 디바이스(100)는 전자 디바이스(100)의 전면의 전부는 아니지만 대부분을 소비하는 풀 뷰(full view) 또는 실질적 풀 뷰 디스플레이 영역(104)을 포함할 수 있다. 디스플레이 영역(104)은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 일례에서, 디스플레이 영역(104)은 적어도 평면 패널 디스플레이, 더 구체적으로는 LCD 디스플레이와 같은 디스플레이로 구성된다. 게다가, 전자 디바이스(100)는 디스플레이 영역(104) 상부에 제공되는 커버 유리(106)를 구비한다. 커버 유리(106)는 전자 디바이스(100)의 외부 표면, 즉 상면의 역할을 한다. 커버 유리(106)는 맑거나 투명할 수 있으며, 따라서 디스플레이 영역(104)은 커버 유리(106)를 통해 보일 수 있다. 커버 유리(106)는 또한 스크래칭에 저항하며, 따라서 전자 디바이스(100)에 대한 하우징(102)의 상면에 대해 실질적인 스크래치 저항 표면을 제공한다.
디스플레이 영역(104)은 대안으로서 또는 추가로 디스플레이 스크린 상부에 배치된 터치 감지 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 영역(104)은 용량 감지 포인트들이 위에 분포된 하나 이상의 유리층들을 포함할 수 있다. 이러한 컴포넌트들 각각은 분리된 층들일 수 있거나, 이들은 하나 이상의 스택들로 통합될 수 있다. 일 실시예에서, 커버 유리(106)는 디스플레이 영역(104)의 최외곽 층으로서 작용할 수 있다.
전자 디바이스(100)의 임의의 컴포넌트는 과도하게 사용되는 경우에 파손되기 쉽다. 예를 들어, 커버 유리(106)는 떨어질 경우에 휨 및 손상에 대한 강도 면에서 전자 디바이스(100)의 약점일 수 있다. 결과적으로, 커버 유리(106)는 전자 디바이스(100)가 예를 들어 떨어지는 경우에서와 같이 스트레스를 받을 때 손상되기 쉬울 수 있다. 예를 들어, 커버 유리(106)에 대한 스트레스는 균열 또는 파괴와 같은 손상을 유발할 수 있다. 이러한 문제는 물건들을 더 작게, 따라서 더 얇게 제조해야 하는 계속적인 필요성에 의해 악화되는데, 그 이유는 더 얇은 유리는 더 낮은 강도를 제공하기 때문이다.
게다가, 도 1b에 도시된 바와 같이, 커버 유리(106)는 하우징(102)의 전체 상면에 걸쳐 연장할 수 있다. 그러한 경우에, 커버 유리(106)의 에지들은 하우징(102)의 측면들과 정렬되거나 실질적으로 정렬된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 커버 유리(106)는 하우징(102)의 주어진 표면의 일부 위에만 제공되는 것이 필요하다. 어느 경우에나, 커버 유리(106)의 두께가 다소 얇은 경우(즉, 수 밀리미터 아래인 경우), 커버 유리(106)는 그의 손상에 대한 취약성을 줄이기 위해 강화될 수 있다.
첫째, 커버 유리(106)에 대한 유리 재료는 더 강한 이용 가능 유리로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 규산염 유리가 커버 유리(106)의 유리 재료에 대한 하나의 적절한 선택이다. 유리 재료들의 다른 예들은 소다 석회, 붕소 규산염 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
둘째, 유리 재료는 예를 들어 개별화 및/또는 기계 가공 등에 의해 적절한 크기로 형성될 수 있다. 일례로서, 유리 재료의 시트가 복수의 개별 커버 유리 조각으로 절단될 수 있다. 커버 유리 조각들은 예를 들어 전자 디바이스(100)에 대한 하우징(102)의 상면에 맞도록 적절히 사이징될 수 있다.
일 실시예에서, 커버 유리 조각들의 에지들은 특정한 사전 결정된 기하 구조에 대응하도록 구성될 수 있다. 커버 유리 조각들의 에지들을 특정한 사전 결정된 기하 구조에 대응하도록 형성(예로서, 기계 가공)함으로써, 커버 유리 조각들은 더 강해지고, 따라서 손상에 덜 민감하게 된다. 커버 유리 조각들의 (에지 기하 구조들로도 알려진) 에지들에 대한 적절한 사전 결정된 기하 구조들의 예들은 아래에 설명된다. 일 실시예에서, 에지들을 특정한 사전 결정된 기하 구조에 대응하도록 형성(예로서, 기계 가공)하는 것은 에지들에서의 압축 스트레스를 더 균일하게 할 수 있다. 즉, 압축 최소치가 평균 압축 스트레스로부터 많이 벗어나지 않도록 압축 스트레스 프로파일이 관리될 수 있다. 또한, 최소 압축 스트레스가 존재하는 한도까지, 사전 결정된 기하 구조는 에지들로부터 표면 밑에(즉, 약간 내부에) 압축 최소를 배치하는 역할을 할 수 있다. 일례에서, 에지 기하 구조는 예를 들어 제2 표면과 수직인 제1 표면 사이의 계면에서와 같이 하나의 표면에서 다른 표면으로의 유연한 또는 점진적인 전이들을 포함할 수 있다. 여기서, 예리한 코너들 또는 에지들은 덜 예리하도록 만곡되거나 다른 식으로 매끄러워질 수 있다. 사전 결정된 기하 구조에 의해 제공되는 바와 같은 예리한 코너들 또는 에지들을 라운딩하거나 매끄럽게 함으로써, 커버 유리 조각들은 더 균일한 화학적 강화를 더 잘 받아들이게 될 수 있다.
셋째, 커버 유리 조각들은 추가적인 강화를 위해 화학적으로 처리될 수 있다. 하나의 적절한 화학적 처리는 커버 유리 조각들을 알칼리 금속(예로서, KNO3) 이온들을 포함하는 화학 욕조 내에 상승된 온도에서 소정 기간(예로서, 여러 시간) 동안 넣어 두는 것이다. 화학적 처리는 바람직하게도 커버 유리 조각들의 표면에 더 많은 압축 스트레스를 유발할 수 있다. 형성되는 압축 층의 깊이는 사용되는 유리 및 특정 화학 처리의 특성들에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 형성되는 압축 층의 깊이는 일부 실시예들에서 소다 석회 유리에 대해 약 10 마이크로미터일 수 있는 압축 층의 깊이로부터 알루미늄 규산염 유리에 대한 약 100 마이크로미터의 깊이까지의 범위에 걸칠 수 있다. 더 일반적으로, 압축 층의 깊이는 소다 석회 유리 또는 알루미늄 규산염 유리에 대해 10-90 마이크로미터일 수 있다. 그러나, 압축 층의 깊이는 유리에 적용되는 특정 화학 처리에 따라 다를 수 있다는 것을 이해해야 한다.
커버 유리 조각들의 표면은 커버 유리 조각들의 에지들을 포함한다. 더 많은 압축 스트레스는 커버 유리의 표면에서 또는 그 근처에서 이온 교환의 결과일 수 있다. 커버 유리 조각들의 표면은 커버 유리 조각들의 에지들을 포함한다. 더 많은 압축 스트레스는 커버 유리의 표면에서 또는 그 근처에서 K+ 이온들이 일부 Na+ 이온들을 효과적으로 대체하는 것의 결과일 수 있다.
핸드헬드 전자 디바이스들과 같은 소형 디바이스들은 통상적으로 다양한 층들을 포함하는 디스플레이 영역(예로서, 디스플레이 영역(104))을 포함한다. 다양한 층들은 적어도 디스플레이를 포함할 수 있으며, 디스플레이 상부에 배치된(또는 그와 통합된) 감지 배열을 더 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 층들은 적층되고 서로 인접할 수 있으며, 심지어는 라미네이트되어 단일 유닛을 형성할 수 있다. 다른 예들에서, 층들 중 적어도 일부는 직접 인접하는 것이 아니라 공간적으로 분리된다. 예를 들어, 감지 배열은 디스플레이와의 사이에 틈새가 존재하도록 디스플레이 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이는 액정 모듈(LCM)을 포함하는 액정 디스플레이(LCD)를 포함할 수 있다. LCM은 일반적으로 적어도 상부 유리 시트 및 하부 유리 시트를 포함하며, 이들 사이에는 액정층이 적어도 부분적으로 삽입된다. 감지 배열은 터치 스크린을 생성하는 데 사용되는 것들과 같은 터치 감지 배열일 수 있다. 예를 들어, 용량 감지 터치 스크린은 유리(또는 플라스틱)의 시트 근처에 분산된 실질적으로 투명한 감지 포인트들 또는 노드들을 포함할 수 있다. 커버 유리는 디스플레이 영역에 대한 외부 보호 장벽의 역할을 할 수 있다. 커버 유리는 통상적으로 디스플레이 영역에 인접하지만, 디스플레이 영역을 위한 다른 층(외부 보호 층)과 같이 디스플레이 영역과 통합될 수도 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 유리 커버 프로세스(200)의 흐름도이다. 유리 커버 프로세스(200)는 예를 들어 하나 이상의 커버 유리 조각들을 형성하는 데 사용될 수 있다. 유리 커버 조각들은 예를 들어 도 1b에 도시된 커버 유리(106)에 사용될 수 있다.
유리 커버 프로세스(200)는 먼저 유리 시트를 획득할 수 있다(202). 유리 시트는 예를 들어 알루미늄 규산염 유리이다. 이어서, 유리 시트를 처리하여, 유리 시트를 개별 유리 커버들로 개별화할 수 있다(204). 유리 커버들은 예를 들어 도 1b에 도시된 전자 디바이스(100)와 같은 소비자 전자 제품들 상에서 사용된다. 일 실시예에서는, 유리 시트를 (예를 들어, 칼날, 선긋기 및 분리, 물 분사 또는 레이저를 이용하여) 절단하여, 유리 시트를 개별 유리 커버들로 개별화한다(204). 대안 실시예에서, 유리 커버들은 개별화의 필요 없이 개별적으로 형성될 수 있다.
이어서, 유리 커버들을 강화하기 위해 개별 유리 커버들의 에지들을 사전 결정된 기하 구조를 갖도록 조작할 수 있다(206). 에지들의 조작(206)은 에지들이 사전 결정된 기하 구조의 형상을 갖게 할 수 있다. 예를 들어, 조작(206)은 유리 커버들의 에지들을 사전 결정된 기하 구조로 기계 가공, 그라인딩, 절단, 에칭, 선긋기, 몰딩, 슬럼핑(slumping) 또는 다른 식으로 형성할 수 있다. 에지들은 폴리싱될 수도 있다.
게다가, 개별 유리 커버들을 화학적으로 강화할 수 있다(208). 일 실시예에서, 유리 커버를 화학 욕조 내에 넣어 화학적 강화를 유발할 수 있다. 이러한 타입의 화학적 강화에서는, 에지들을 포함하는 표면들에서 압축 스트레스를 증가시키는 역할을 하는 이온 교환 프로세스가 유리 커버들의 표면에서 발생한다.
이어서, 유리 커버들을 대응하는 소비자 전자 제품들에 부착할 수 있다(210). 유리 커버들은 대응하는 소비자 전자 제품의 외부 표면(예로서, 하우징의 상면)을 형성할 수 있다. 부착되면(210), 유리 커버들의 에지들이 노출될 수 있다. 유리 커버들의 에지들이 노출될 수 있지만, 에지들은 더 보호될 수 있다. 일례로서, 유리 커버들의 에지들은 소비자 전자 제품에 대한 하우징의 외측들로부터 (예로서, 하나 이상의 축을 따라) 리세스될 수 있다. 다른 예로서, 유리 커버들의 에지들은 커버 유리들의 에지들 주위에 또는 인접하게 배치된 추가적인 재료에 의해 보호될 수 있다. 유리 커버들은 접착, 본딩 또는 기계 디바이스들(예로서, 스냅, 스크류 등)을 포함하는 다양한 방식으로 부착될 수 있다(210). 일부 실시예들에서, 유리 커버들에는 디스플레이 모듈(예로서, LCM)이 부착될 수도 있다. 유리 커버들을 소비자 전자 제품들에 부착(210)한 후, 유리 커버 프로세스(200)가 종료될 수 있다.
유리 커버들의 에지들의 조작(206)이 유리 커버들의 에지들의 전부를 조작(206)할 수 있지만, 모든 에지들이 조작(206)될 필요는 없다는 점에 유의해야 한다. 즉, 특정 실시예 또는 설계에 따라, 조작(206)은 유리 커버들의 에지들 중 하나 이상에 대해서만 적용될 수 있다. 주어진 에지에 대해, 에지의 전부 또는 일부가 사전 결정된 기하 구조로 조작될 수 있다. 또한, 상이한 에지들은 상이하게 조작(206)될 수 있다(즉, 상이한 에지들은 상이한 기하 구조들을 가질 수 있다). 또한, 일부 에지들은 사전 결정된 기하 구조를 가질 수 있는 반면, 다른 에지들은 예리하게 유지될 수 있다. 조작(206)되는 주어진 에지에 대해, 사전 결정된 기하 구조는 복잡한 곡선(예로서, s-곡선)을 갖는 것과 같이 다를 수도 있다.
유리 시트의 개별 유리 커버들로의 개별화(204)는 에지들에서 미세 균열 및/또는 스트레스 집중을 줄여 전체 강도를 증가시키는 방식으로 수행될 수 있다. 이용되는 개별화 기술은 다를 수 있으며, 유리 시트의 두께에 의존할 수 있다. 일 실시예에서, 유리 시트는 레이저 선긋기 프로세스를 이용하여 개별화된다. 다른 실시예에서, 유리 시트는 기계 절단 휠을 사용할 수 있는 것과 같은 기계 선긋기 기술을 이용하여 개별화된다.
도 3a-3e는 다양한 실시예들에 따른 전자 디바이스 하우징에 대한 유리 커버들의 단면도들이다. 이 단면도들은 전자 디바이스 하우징들 상에 제공될 유리 커버들에 사용될 수 있는 소정의 사전 결정된 에지 기하 구조들을 도시한다. 도시된 에지 기하 구조들은 예시적이며, 제한적인 것으로 해석되지 않아야 한다는 것을 알아야 한다. 도 3a-3b에 도시된 폭 및 두께는 예시의 목적을 위해 일정한 비례로 도시되지 않는다.
도 3a는 에지 기하 구조(302)를 갖는 유리 커버(300)의 단면도를 나타낸다. 유리 커버의 두께(t)는 약 1.0 밀리미터이지만, 두께(t)는 다를 수 있다는 것을 알아야 한다. 에지 기하 구조(302)는 예를 들어 약 0.1 밀리미터의 작은 에지 반경(r)을 가질 수 있다. 여기서, 에지 기하 구조(302)의 에지들은 커버 유리의 두께의 10%의 에지 반경으로 라운딩된다.
도 3b는 에지 기하 구조(322)를 갖는 유리 커버(320)의 단면도를 나타낸다. 유리 커버의 두께(t)는 약 1.0 밀리미터이지만, 두께(t)는 다를 수 있다는 것을 알아야 한다. 에지 기하 구조(322)는 예를 들어 약 0.2 밀리미터의 에지 반경을 가질 수 있다. 여기서, 에지 기하 구조(322)의 에지들은 커버 유리의 두께의 20%의 에지 반경으로 라운딩된다.
도 3c는 에지 기하 구조(342)를 갖는 유리 커버(340)의 단면도를 나타낸다. 유리 커버의 두께(t)는 약 1.0 밀리미터이지만, 두께(t)는 다를 수 있다는 것을 알아야 한다. 에지 기하 구조(342)는 예를 들어 약 0.3 밀리미터의 에지 반경을 가질 수 있다. 여기서, 에지 기하 구조(342)의 에지들은 커버 유리의 두께의 30%의 에지 반경으로 라운딩된다.
도 3d는 에지 기하 구조(362)를 갖는 유리 커버(360)의 단면도를 나타낸다. 유리 커버의 두께(t)는 약 1.0 밀리미터이지만, 두께(t)는 다를 수 있다는 것을 알아야 한다. 에지 기하 구조(362)는 예를 들어 약 0.4 밀리미터의 큰 에지 반경(r)을 가질 수 있다. 여기서, 에지 기하 구조(362)의 에지들은 커버 유리의 두께의 50%의 에지 반경으로 라운딩된다.
도 3e는 에지 기하 구조(382)를 갖는 유리 커버(380)의 단면도를 나타낸다. 유리 커버의 두께(t)는 약 1.0 밀리미터이지만, 두께(t)는 다를 수 있다는 것을 알아야 한다. 에지 기하 구조(382)는 예를 들어 약 0.5 밀리미터의 최대 에지 반경(r)을 가질 수 있다. 여기서, 에지 기하 구조(382)의 에지들은 커버 유리의 두께의 50%의 에지 반경으로 라운딩된다.
일반적으로, 도 3a-3e에 도시된 사전 결정된 에지 기하 구조들은 유리 커버의 에지들을 라운딩하는 역할을 한다. 유리 커버 상에서 예리한 에지들을 제거함으로써, 유리 커버의 강도가 증가할 수 있다. 특히, 예리한 에지들의 라운딩은 에지들의 강도를 향상시키며, 따라서 유리 커버의 약한 영역들인 에지들을 강화한다. 에지들은 유리 커버의 압축 스트레스가 그의 표면에 걸쳐, 심지어 에지들에서도 대체로 균일해지도록 강화될 수 있다. 일반적으로, 에지 반경이 클수록, 유리 커버의 표면에 걸쳐 강화가 더 균일해지며, 따라서 강도가 더 증가한다.
도 3a-3e에 도시된 에지들의 라운딩 외에도, 유리 커버의 에지들은 라운딩을 통하는 것과 다른 방식으로 기계 가공될 수 있다. 일례로서, 에지 기하 구조들은 에지들의 평탄화와 관련될 수 있다. 다른 예로서, 에지 기하 구조들은 복잡한 기하 구조들일 수 있다. 복잡한 기하 구조의 일례는 스플라인 곡선이다. 복잡한 기하 구조의 다른 예는 s-곡선이다.
도 4a는 모따기된 에지 기하 구조에 관한 추가적인 실시예에 따른 전자 디바이스 하우징들에 대한 유리 커버의 단면도이다. 구체적으로, 도 4a는 에지 기하 구조(402)를 갖는 유리 커버(400)의 단면도를 나타낸다. 유리 커버의 두께(t)는 약 1.0 밀리미터이다. 에지 기하 구조(402)는 평탄화된 에지들을 갖는다. 에지 기하 구조(402)는 사실상 모따기된 에지이다. 모따기는 2개의 측면 또는 표면을 실질적으로 연결하는 경사진 에지이다. 일 실시예에서, 모따기된 에지는 약 0.15 밀리미터와 약 0.25 밀리미터 사이의 깊이를 가질 수 있다. 예를 들어, 에지 기하 구조(402)는 약 0.15 밀리미터의 모따기 또는 약 0.25 밀리미터의 모따기를 포함할 수 있다. 모따기된 에지를 제공함으로써, 대략적으로 위치들(405)에서 실질적인 최소 압축 스트레스들이 발생할 수 있다. 실질적인 최소 Van Mises 스트레스 위치에 대응하는 하나의 위치가 위치(407)로 지시된다. 일 실시예에서, 위치(407)는 에지 기하 구조(402)와 관련된 코너로부터 약 10 마이크로미터에 실질적으로 중심을 갖는다. 즉, 에지 기하 구조(402)의 사용 등에 의해 최소 압축 스트레스를 에지(예로서, 코너)로부터 안쪽으로 이동시키는 것은 에지를 더 강하게 할 수 있다. 평탄화된 에지들이 도 3a-3e에 도시된 순서 등으로 또한 라운딩되는 경우, 평탄화된 에지들(예로서, 위치들(405))은 더 균일하게 화학적으로 강화될 수 있다.
도 4b는 직선 코너(즉, 예리한 코너)를 포함하는 참조 에지 기하 구조(422)를 갖는 유리 커버(420)의 단면도를 나타낸다. 그러나, 이러한 에지 기하 구조는 도 3a-3e에서와 같이 사전 결정된 에지 기하 구조들의 강도 향상을 달성하지 못한다. 유리 커버의 두께(t)는 약 1.0 밀리미터이지만, 두께(t)는 다를 수 있다는 것을 알아야 한다. 참조 에지 기하 구조(422)는 직선 코너, 예로서 약 90도의 코너이다. 참조 에지 기하 구조(422)의 경우, 실질적 최소 압축 스트레스의 영역은 위치(425)에서 발생한다. 실질적인 최소 Van Mises 스트레스 위치에 대응하는 하나의 위치가 위치(427)로 지시된다. 일 실시예에서, 위치(427)는 참조 에지 기하 구조(422)와 관련된 코너로부터 약 10 마이크로미터에 실질적으로 중심을 갖는다. 도 4a 및 4b의 실질적 최소 Van Mises 스트레스 위치의 위치를 비교할 때, 위치(407)는 위치(427)보다 에지로부터 더 멀다.
도 5a는 일 실시예에 따른, 조작되고 있는 전자 디바이스 하우징(500)에 대한 유리 커버의 단면도이다. 전자 디바이스 하우징(500)의 바깥 둘레 주위에서 움직이도록 기계 가공 도구(502)를 제어하여, 사전 결정된 에지 기하 구조를 갖는 외부 에지들(504)을 형성할 수 있다. 기계 가공 도구(502)는 외부 에지들(504)을 조작하는 데 사용되는 적어도 하나의 기계 가공 표면(506)을 포함한다. 예를 들어, 기계 가공 표면(506)은 외부 에지들(504)을 사전 결정된 에지 기하 구조로 그라인딩 또는 절단할 수 있다.
도 5a에서, 전자 디바이스 하우징(500)은 스피커, 마이크로폰, 버튼 등을 위한 개구(508)도 포함할 수 있다. 개구(508)는 기계 가공 도구(512)에 의해 형성될 수 있는 라운딩된 표면들(510)도 가질 수 있다. 라운딩된 표면들(510)은 사전 결정된 에지 기하 구조를 갖는 외부 에지들(504)과 같이 향상된 강도를 제공할 수 있다. 기계 가공 도구(512)는 라운딩된 표면들(510)을 조작하는 데 사용되는 적어도 하나의 기계 가공 표면(514)을 포함한다. 예를 들어, 기계 가공 표면(514)은 라운딩된 표면들(510)을 그라인딩 또는 절단하여 원하는 라운딩을 제공할 수 있다. 기계 가공 도구(512)는 기계 가공 도구(502)와 동일할 수 있거나, 상이한 기계 가공 도구일 수 있다.
도 5b는 다른 실시예에 따른, 조작되고 있는 전자 디바이스 하우징(520)에 대한 유리 커버의 단면도이다. 전자 디바이스 하우징(520)의 바깥 둘레 주위에서 움직이도록 기계 가공 도구(522)를 제어하여, 사전 결정된 에지 기하 구조를 갖는 외부 에지들(524)을 형성할 수 있다. 기계 가공 도구(522)는 외부 에지들(524)을 조작하는 데 사용되는 적어도 하나의 기계 가공 표면(526)을 포함한다. 기계 가공 표면(526)은 외부 에지들(524)을 사전 결정된 에지 기하 구조로 그라인딩 또는 절단할 수 있다.
전술한 바와 같이, 유리 커버들은 전자 디바이스들, 예컨대 핸드헬드 전자 디바이스들에 대한 하우징의 부분들의 외부 표면으로서 사용될 수 있다. 핸드헬드 전자 디바이스는 예를 들어 미디어 플레이어, 전화, 인터넷 브라우저, 이메일 유닛 또는 이들 중 둘 이상의 소정 조합으로서 기능할 수 있다. 핸드헬드 전자 디바이스는 일반적으로 하우징 및 디스플레이 영역을 포함한다. 도 5a-5d를 참조하면, 커버 유리(또는 유리 윈도)를 갖는 상이한 핸드헬드 전자 디바이스들이 본 발명의 실시예들에 따라 조립될 수 있다. 예를 들어, 핸드헬드 전자 디바이스들은 CA, Cupertino의 Apple 사에 의해 제조되는 iPhone(상표) 또는 iPod(상표)에 대응할 수 있다.
도 6a 및 6b는 일 실시예에 따른 전자 디바이스(600)의 도면이다. 도 6a는 전자 디바이스(600)의 평면도를 나타내고, 도 6b는 기준선 A-A'에 관한 전자 디바이스(600)의 측단면도를 나타낸다. 전자 디바이스(600)는 유리 커버 윈도(604)(유리 커버)를 상면으로서 갖는 하우징(602)을 포함할 수 있다. 커버 윈도(604)는 주로 투명하며, 따라서 디스플레이 어셈블리(606)가 커버 윈도(604)를 통해 보인다. 일 실시예에서, 커버 윈도(604)는 본 명세서에서 설명되는 임의의 기술들을 이용하여 강화될 수 있다. 디스플레이 어셈블리(606)는 예를 들어 커버 윈도(604)에 인접하게 배치될 수 있다. 하우징(602)은 디스플레이 어셈블리 외에도 제어기(프로세서), 메모리, 통신 회로 등과 같은 내부 전기 컴포넌트들도 포함할 수 있다. 디스플레이 어셈블리(606)는 예를 들어 LCD 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 어셈블리(606)는 액정 모듈(LCM)을 포함하는 액정 디스플레이(LCD)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 커버 윈도(604)는 LCM과 일체로 형성될 수 있다. 하우징(602)은 전자 디바이스(600)에 전자 능력들을 제공하기 위한 내부 전기 컴포넌트들을 수용하기 위한 개구(608)도 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하우징(602)은 커버 윈도(604)를 위한 베젤을 포함할 필요가 없을 수 있다. 대신에, 커버 윈도(604)는 하우징(602)의 상면을 가로질러 연장할 수 있으며, 따라서 커버 윈도(604)의 에지들은 하우징(602)의 측면들과 정렬(또는 실질적으로 정렬)될 수 있다. 커버 윈도(604)의 에지들은 노출된 채로 유지될 수 있다. 커버 윈도(604)의 에지들이 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이 노출될 수 있지만, 대안 실시예에서 에지들은 더 보호될 수 있다. 일례로서, 커버 윈도(604)의 에지들은 하우징(602)의 외측들로부터 (수평 또는 수직으로) 리세스될 수 있다. 다른 예로서, 커버 윈도(604)의 에지들은 커버 윈도(604)의 에지들 주위에 또는 인접하게 배치된 추가적인 재료에 의해 보호될 수 있다.
커버 윈도(604)는 일반적으로 다양한 방식으로 배열 또는 구현될 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도(604)는 평면 패널 디스플레이(예로서, LCD) 또는 터치 스크린 디스플레이(예로서, LCD 및 터치 층)와 같은 하부의 디스플레이(예로서, 디스플레이 어셈블리(606)) 상부에 배치되는 보호 유리 조각으로서 구성될 수 있다. 대안으로서, 커버 윈도(604)는 사실상 디스플레이와 통합될 수 있는데, 즉 유리 윈도는 디스플레이의 적어도 일부로서 형성될 수 있다. 게다가, 커버 윈도(604)는 터치 스크린과 관련된 터치 층과 같은 터치 감지 디바이스와 실질적으로 통합될 수 있다. 일부 예들에서, 커버 윈도(604)는 디스플레이의 최외곽 층의 역할을 할 수 있다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 디바이스(700)의 도면이다. 도 7a는 전자 디바이스(700)의 평면도이고, 도 7b는 기준선 B-B'에 관한 전자 디바이스(700)의 측단면도이다. 전자 디바이스(700)는 유리 커버 윈도(704)(유리 커버)를 상면으로서 구비하는 하우징(702)을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 커버 윈도(704)는 하우징(702)의 측면들(703)에 의해 보호될 수 있다. 여기서, 커버 윈도(704)는 하우징(702)의 상면을 가로질러 완전히 연장하지 않지만, 측면들(703)의 상면은 커버 윈도(704)의 외부 표면에 인접하고 그와 수직으로 정렬될 수 있다. 커버 윈도(704)의 에지들은 강도 향상을 위해 라운딩될 수 있으므로, 측면들(703)과 커버 윈도(704)의 주변 에지들 사이에는 틈새들(705)이 존재할 수 있다. 틈새들(705)은 통상적으로 커버 윈도(704)의 두께가 얇은(예로서, 3mm 미만인) 경우에 매우 작다. 그러나, 원할 경우에, 틈새들(705)은 물질로 채워질 수 있다. 물질은 플라스틱, 고무, 금속 등일 수 있다. 물질은 틈새(705)에 맞게 적응되어, 심지어 커버 윈도(704)의 주변 에지들 근처의 틈새들(705)을 가로질러 전자 디바이스(700)의 전면 전체가 동일 높이를 갖게 할 수 있다. 틈새들(705)을 채우는 물질은 유연할 수 있다. 틈새들(705) 내에 배치된 재료는 개스킷을 구현할 수 있다. 틈새들(705)을 채움으로써, 그렇지 않으면 아마도 바람직하지 않을 하우징(702) 내의 틈새들을 채우거나 밀봉하여, 틈새들(705) 내의 오염물(예로서, 먼지, 물) 형성을 방지할 수 있다. 측면들(703)은 하우징(702)과 일체일 수 있지만, 측면들(703)은 대안으로서 하우징(702)으로부터 분리될 수 있고, 예로서 커버 윈도(704)에 대한 베젤로서 동작할 수 있다.
커버 윈도(704)는 주로 투명하며, 따라서 디스플레이 어셈블리(706)는 커버 윈도(704)를 통해 보인다. 디스플레이 어셈블리(706)는 예를 들어 커버 윈도(704)에 인접하게 배치될 수 있다. 하우징(702)은 디스플레이 어셈블리 외에도 제어기(프로세서), 메모리, 통신 회로 등과 같은 내부 전기 컴포넌트들도 포함할 수 있다. 디스플레이 어셈블리(706)는 예를 들어 LCD 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 어셈블리(706)는 액정 모듈(LCM)을 포함하는 액정 디스플레이(LCD)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 커버 윈도(704)는 LCM과 일체로 형성될 수 있다. 하우징(702)은 전자 디바이스(700)에 전자 능력들을 제공하기 위한 내부 전기 컴포넌트들을 수용하기 위한 개구(708)도 포함할 수 있다.
전자 디바이스(700)의 전면은 사용자 인터페이스 컨트롤(708)(예로서, 클릭 휠 컨트롤)도 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 커버 윈도(704)는 전자 디바이스(700)의 전면 전체를 커버하지는 않는다. 전자 디바이스(700)는 본질적으로 전면의 일부를 커버하는 부분 디스플레이 영역을 포함한다.
커버 윈도(704)는 일반적으로 다양한 방식으로 배열 또는 구현될 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도(704)는 평면 패널 디스플레이(예로서, LCD) 또는 터치 스크린 디스플레이(예로서, LCD 및 터치 층)와 같은 하부의 디스플레이(예로서, 디스플레이 어셈블리(706)) 상부에 배치되는 보호 유리 조각으로서 구성될 수 있다. 대안으로서, 커버 윈도(704)는 사실상 디스플레이와 통합될 수 있는데, 즉 유리 윈도는 디스플레이의 적어도 일부로서 형성될 수 있다. 게다가, 커버 윈도(704)는 터치 스크린과 관련된 터치 층과 같은 터치 감지 디바이스와 실질적으로 통합될 수 있다. 일부 예들에서, 커버 윈도(704)는 디스플레이의 최외곽 층의 역할을 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 전자 디바이스는 핸드헬드 전자 디바이스 또는 휴대용 전자 디바이스일 수 있다. 본 발명은 유리 커버가 얇으면서도 충분히 강한 것을 가능하게 하는 데 사용될 수 있다. 핸드헬드 전자 디바이스들 및 휴대용 전자 디바이스들은 이동성을 가지므로, 이들은 정지 디바이스들이 겪지 않는 다양한 상이한 충돌 사고들 및 스트레스들을 잠재적으로 겪는다. 따라서, 본 발명은 얇게 설계되는 핸드헬드 전자 디바이스들 또는 휴대용 전자 디바이스들에 대한 유리 표면들의 구현에 적합하다.
강화된 유리, 예를 들어 유리 커버들 또는 커버 윈도들은 얇은 유리 응용들에 특히 유용하다. 예를 들어, 강화되는 유리 커버의 두께는 약 0.5-2.5mm일 수 있다. 다른 실시예들에서, 강화는 약 2mm 미만, 심지어는 약 1mm 미만, 또는 더 심하게는 약 0.6mm 미만의 얇은 두께를 갖는 유리 제품들에 적합하다.
유리, 예를 들어 유리 커버들 또는 커버 윈도들을 강화하기 위한 기술들은 유리의 에지들의 코너들에 적용되는 두께의 적어도 10%의 사전 결정된 에지 반경(또는 사전 결정된 곡률)을 갖는 사전 결정된 에지 기하 구조에 의해 라운딩되는 유리의 에지들에 특히 유용하다. 다른 실시예들에서, 사전 결정된 에지 반경은 유리의 두께의 20%와 50% 사이일 수 있다. 50%의 사전 결정된 에지 반경도 연속 곡률(또는 완전 라운딩)로서 간주될 수 있으며, 그 일례가 도 3e에 도시되어 있다. 대안으로서, 강화된 유리, 예를 들어 유리 커버들 또는 커버 윈도들은 강화에 이어서 유리가 에지들을 포함하는 유리의 표면에 걸쳐 실질적으로 균일한 강도를 갖도록 특성화될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 유리의 에지들에서의 강도 감소는 다른 에지 아닌 부분들에서의 유리의 강도보다 겨우 10% 낮다. 다른 예로서, 다른 실시예에서, 유리의 에지들에서의 강도 감소는 다른 에지 아닌 부분들에서의 유리의 강도보다 겨우 5% 낮다.
일 실시예에서, 유리 커버의 크기는 관련된 전자 디바이스의 크기에 의존한다. 예를 들어, 핸드헬드 전자 디바이스들의 경우, 유리 커버의 크기는 종종 대각선으로 5 인치(약 12.7cm) 이하이다. 다른 예로서, 더 작은 휴대용 컴퓨터 또는 태블릿 컴퓨터와 같은 휴대용 전자 디바이스의 경우, 유리 커버의 크기는 종종 대각선으로 4 인치(약 10.2cm)와 12 인치(약 30.5cm) 사이이다. 또 다른 예로서, 풀 사이즈 휴대용 컴퓨터, 디스플레이 또는 모니터와 같은 휴대용 전자 디바이스들의 경우, 커버 유리의 크기는 종종 대각선으로 10 인치(약 25.4cm)와 20 인치(약 50.8cm) 사이 또는 그보다 훨씬 크다.
그러나, 더 큰 스크린 크기들을 갖는 일부 예들에서 유리 층들의 두께는 더 커야 할 수 있다는 것을 알아야 한다. 유리 층들의 두께는 더 큰 유리 층들의 평탄성을 유지하기 위해 증가되어야 할 수 있다. 디스플레이들이 여전히 비교적 얇게 유지될 수 있지만, 최소 두께는 스크린 크기의 증가에 따라 증가할 수 있다. 예를 들어, 유리 커버의 최소 두께는 다시 스크린의 크기에 따라 작은 핸드헬드 전자 디바이스들에 대해 약 0.4mm, 더 작은 휴대용 컴퓨터 또는 태블릿 컴퓨터에 대해 약 0.6mm, 풀 사이즈 휴대용 컴퓨터, 디스플레이 또는 모니터에 대해 약 1.0mm 이상에 대응할 수 있다. 그러나, 유리 커버의 두께는 전자 디바이스의 응용, 구조 및/또는 크기에 의존할 수 있다.
전술한 바와 같이, 유리 커버 또는 더 일반적으로 유리 조각은 유리의 표면들이 효과적으로 강화되도록(예로서, 더 균일하게 강화되도록) 화학적으로 처리될 수 있다. 그러한 강화를 통해, 유리 조각들은 더 강해질 수 있으며, 따라서 더 얇은 유리 조각들이 소비자 전자 디바이스에 사용될 수 있다. 충분한 강도를 갖는 더 얇은 유리는 소비자 전자 디바이스가 더 얇아질 수 있게 한다.
유리 커버 또는 더 일반적으로 유리 조각은 유리의 에지들을 포함하는 표면들이 효과적으로 강화되도록 화학적으로 처리될 수 있다. 예를 들어, 단일 교환 프로세스에서는, 유리 조각의 표면 영역들 근처의 일부 Na+ 이온들을 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)로 교체하여, 표면 영역들을 강화할 수 있다. 통상적으로 Na+ 이온들보다 큰 알칼리 금속 이온들이 Na+ 이온들을 대체할 때, 표면, 따라서 유리 커버의 에지들 근처에 압축 층이 효과적으로 생성된다. 따라서, 유리 커버는 본질적으로 표면에서 더 강해진다. 이중 교환 프로세스에서, 알칼리 금속 이온들이 Na+ 이온들의 일부를 대체하면, 유리 조각의 외부 표면들, 예로서 상면 영역들에 가장 가까운 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)을 Na+ 이온들로 대체하여, 유리 조각 내로 이전에 교환된 하부의 알칼리 금속 이온들을 더 낮은 표면 영역들 내에 유지하면서, 상면 영역들 근처로부터 일부 압축 스트레스들을 제거할 수 있다.
*도 8은 일 실시예에 따른, 유리 조각의 표면들을 화학적으로 처리하는 프로세스(800)를 나타낸다. 유리 조각의 표면들, 예로서 에지들을 화학적으로 처리하는 프로세스(800)는 단계 802에서 시작되어, 유리 조각이 획득된다. 유리 조각은 일 실시예에서 유리 시트가 유리 조각들, 예로서 유리 커버들로 개별화되고, 유리 조각들의 에지들이 사전 결정된 기하 구조를 갖도록 조작된 후에 획득될 수 있다. 그러나, 화학적으로 처리될 유리 조각은 임의의 적절한 소스로부터 획득될 수 있다는 것을 알아야 한다.
단계 804에서, 유리 조각이 랙(rack) 상에 배치될 수 있다. 랙은 통상적으로 화학 처리 동안 유리 조각은 물론, 다른 유리 조각들을 지지하도록 구성된다. 유리 조각이 랙 상에 배치되면, 랙은 단계 806에서 가열된 이온 욕조 내에 담길 수 있다. 가열된 이온 욕조는 일반적으로 소정 농도의 이온들(예로서, 리튬, 세슘 또는 칼륨과 같은 알칼리 금속 이온들)을 포함하는 욕조일 수 있다. 욕조 내의 이온들의 농도는 변할 수 있다는 것을 알아야 하는데, 그 이유는 이온들의 농도의 변화가 유리의 표면들 상의 압축 스트레스들을 제어할 수 있게 하기 때문이다. 가열된 이온 욕조는 이온 교환을 용이하게 하기 위해 임의의 적절한 온도로 가열될 수 있다. 예를 들어, 가열된 이온 욕조는 섭씨 약 370도 내지 약 430도로 가열될 수 있다.
랙이 가열된 이온 욕조 내에 담긴 후, 단계 808에서 이온 욕조와 랙 상에 유지되는 유리 조각 사이에서 이온 교환이 발생하게 된다. 일반적으로 Na+ 이온들을 포함하는 유리 조각과 이온 욕조 사이에는 확산 교환이 발생한다. 확산 교환 동안, Na+ 이온들보다 큰 알칼리 금속 이온들은 유리 조각 내의 Na+ 이온들을 효과적으로 대체한다. 일반적으로, 유리 조각의 표면 영역들 근처의 Na+ 이온들은 알칼리 이온들에 의해 대치될 수 있는 반면, 표면 영역들이 아닌 유리의 부분들에서는 Na+ 이온들이 본질적으로 알칼리 이온들에 의해 대체되지 않는다. 알칼리 이온들이 유리 조각 내의 Na+ 이온들을 대체한 결과로서, 유리 조각의 표면 근처에 압축 층이 효과적으로 생성된다. 알칼리 금속 이온들에 의해 유리 조각으로부터 치환된 Na+ 이온들은 이온 용액의 일부가 된다.
단계 810에서, 랙을 가열된 이온 욕조 내에 담그기 위한 기간이 종료되었는지를 결정할 수 있다. 랙을 담그는 시간의 양은 구현에 크게 의존하여 변할 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 시간의 양은 랙, 따라서 유리 조각의 가열된 이온 욕조 내의 담금이 단일 교환 프로세스와 관련되는지 또는 이중 교환 프로세스와 관련되는지에 의존할 수 있다. 가열된 이온 욕조 내의 랙의 담금이 단일 교환 프로세스의 일부인 경우, 칼륨 욕조 내에 랙을 담그기 위한 기간은 약 4시간 이상일 수 있다. 대안으로서, 가열된 이온 욕조 내의 랙의 담금이 이중 교환 프로세스의 일부인 경우, 칼륨 욕조 내에 랙을 담그기 위한 기간은 약 6 시간 미만일 수 있다. 통상적으로, 랙을 더 오래 담글수록, 즉 알칼리 금속 이온들과 Na+ 이온들의 교환 시간이 길수록, 화학적 강화 층의 깊이는 더 커진다. 예를 들어, 유리 시트의 두께가 1mm 정도인 경우, 이온 욕조 내에서 제공되는 화학 처리(즉, 이온 교환)는 유리 조각들의 표면들 내로 10 마이크로미터 이상 제공될 수 있다. 예를 들어, 유리 조각들이 소다 석회 유리로 형성되는 경우, 이온 교환으로 인한 압축 층의 깊이는 약 10 마이크로미터일 수 있다. 다른 예로서, 유리 조각들이 알루미늄 규산염 유리로 형성되는 경우, 이온 교환으로 인한 압축 층의 깊이는 약 50 마이크로미터 내지 100 마이크로미터의 범위에 걸칠 수 있다.
단계 810에서 가열된 이온 욕조 내에 랙을 담그기 위한 기간이 종료되지 않은 것으로 결정되는 경우, 프로세스(800)는 단계 817로 복귀할 수 있으며, 여기서 이온 욕조와 유리 조각 사이에 화학 반응이 계속 발생하게 된다. 대안으로서, 담그기 위한 기간이 종료된 것으로 결정되는 경우, 랙은 단계 812에서 이온 욕조로부터 제거될 수 있다.
전술한 바와 같이, 화학적 강화 프로세스는 단일 교환 프로세스 또는 이중 교환 프로세스일 수 있다. 화학적 강화 프로세스가 이중 교환 프로세스인 경우, 유리 조각의 화학 강화 층은 화학 강화 층의 표면 근처로부터 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)의 일부 또는 전부를 효과적으로 제거하면서, 화학 강화 층 표면의 실질적으로 아래에는 다른 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)이 남을 수 있도록 화학적으로 처리될 수 있다. 이중 교환 프로세스는 일반적으로 유리 조각의 신뢰성을 증가시킬 수 있다.
화학적 강화 프로세스가 이중 교환 프로세스인 경우, 프로세스(800)는 단계 812로부터 옵션 단계 814로 이동하여, 여기서 유리 조각의 표면 근처 또는 더 구체적으로는 유리 조각의 화학 강화 층의 표면 근처에서 압축 스트레스들을 줄이기 위해 랙을 나트륨 욕조 내에 사전 결정된 시간 양 동안 담근다. 나트륨 욕조는 나트륨 질산염(NaNO3) 욕조일 수 있다. 나트륨 욕조 내의 Na+ 이온들은 유리 조각의 화학 강화 층의 표면 근처의 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)의 적어도 일부를 확산을 통해 대체할 수 있다. 일 실시예에서, 나트륨 욕조는 이전에 교환된 알칼리 금속 이온들의 일부를 나트륨 이온들로 역교환하도록 동작할 수 있는 제2의 가열된 욕조이다. 즉, Na+ 이온들이 유리 조각 내로 확산하면서, 이전에 유리 조각 내로 확산된 알칼리 금속 이온들의 일부만이 밖으로 확산한다.
랙, 따라서 유리 조각이 나트륨 욕조 내에 담긴 상태로 유지되는 시간의 양은 예를 들어 Na+ 이온들이 유리 조각의 화학 강화 층 내의 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)을 대체하는 깊이에 따라 변할 수 있다. 랙이 나트륨 욕조 내에 담긴 상태로 유지되는 시간의 양은 랙이 이전에 가열된 이온 욕조(예로서, 칼륨 욕조) 내에 담겼던 시간의 양에 의존할 수 있다. 예를 들어, 랙이 가열된 이온 욕조(예로서, 칼륨 욕조) 및 나트륨 욕조 내에 담기는 시간의 총량은 약 3-25 시간일 수 있다. 예를 들어, 랙은 가열된 이온 욕조 내에 약 5.75 시간 동안 담길 수 있는 반면, 랙은 나트륨 욕조 내에 약 0.25 시간 동안 담길 수 있다. 일반적으로, 랙은 가열된 이온 욕조 내에 약 4-20 시간 동안 담길 수 있는 반면, 랙은 나트륨 욕조 내에 약 2 시간까지 동안 담길 수 있다.
나트륨 욕조로부터 랙을 제거한 때, 유리 조각은 단계 816에서 랙으로부터 제거될 수 있으며, 유리 조각의 표면들을 화학적으로 처리하는 프로세스(800)가 완료될 수 있다. 단일 교환 프로세스의 경우, 프로세스 흐름은 랙이 가열된 이온 욕조로부터 제거되는 단계 812로부터 유리 조각이 랙으로부터 제거되는 단계 816으로 바로 이동할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
어느 경우에나, 단계 816에서 유리 조각이 랙으로부터 제거된 후, 유리 조각의 표면들을 화학적으로 처리하는 프로세스(800)가 완료될 수 있다. 그러나, 원한 경우에, 유리 조각이 폴리싱될 수 있다. 폴리싱은 예를 들어 화학 처리 후의 유리 조각 상의 임의의 얼룩 또는 찌꺼기를 제거할 수 있다.
화학적 강화 프로세스를 겪은 유리 커버는 일반적으로 전술한 바와 같은 화학 강화 층을 포함한다. 도 9a는 일 실시예에 따른, 화학 강화 층이 생성되도록 화학 처리된 유리 커버의 단면도이다. 유리 커버(900)는 화학 강화 층(928) 및 화학적으로 강화되지 않은 부분(926)을 포함한다. 유리 커버(900)는 일 실시예에서 전체적으로 화학적 강화를 겪지만, 외부 표면들이 강화를 수용한다. 강화의 효과는 화학적으로 강화되지 않은 부분(926)이 팽창되는 반면에 화학 강화 층(928)이 압축된다는 것이다. 유리 커버(900)가 라운딩된 에지 기하 구조(902)를 갖는 것으로 도시되지만, 유리 커버(900)는 일반적으로 유리 커버(900)의 에지들의 강도를 증가시키도록 선택되는 것들과 같은 임의의 에지 기하 구조를 가질 수 있다는 것을 알아야 한다. 라운딩된 에지 기하 구조(902)는 제한의 목적이 아니라 예로서 도시된다.
화학 강화 층(928)은 유리 커버(900)가 사용될 특정 시스템의 요구들에 따라 변할 수 있는 두께(y)를 갖는다. 화학적으로 강화되지 않은 부분(926)은 일반적으로 Na+ 이온들(934)을 포함하지만, 알칼리 금속 이온들(936)은 포함하지 않는다. 화학 강화 프로세스는 화학 강화 층(928)이 Na+ 이온들(934) 및 알칼리 금속 이온들(936) 양자를 포함하도록 화학 강화 층(928)이 형성되게 한다. 일 실시예에서, 화학 강화 층(928)의 외측 부분은 Na+ 이온들(934) 및 알칼리 금속 이온들(936) 양자를 포함하는 화학 강화 층(928)의 하부보다 훨씬 더 많은 Na+ 이온들(934)을 포함할 수 있다.
도 10a는 일 실시예에 따른, 유리 커버를 이온 욕조 내에 담그는 단계를 포함하는 화학 처리 프로세스의 도면이다. 단면이 부분적으로 도시된 유리 커버(1000)가 가열된 이온 욕조(1032) 내에 담기거나 잠길 때, 확산이 발생한다. 도시된 바와 같이, 유리 커버(1000) 내에 존재하는 알칼리 금속 이온들(1034)은 이온 욕조(1032) 내로 확산되는 반면, 이온 욕조(1032) 내의 알칼리 금속 이온들(1036)(예로서, 칼륨(K+))은 유리 커버(1000) 내로 확산되며, 따라서 화학 강화 층(1028)이 형성된다. 즉, 이온 욕조(1032)로부터의 알칼리 금속 이온들(1036)이 Na+ 이온들(1034)과 교환되어, 화학 강화 층(1028)이 형성될 수 있다. 알칼리 금속 이온들(1036)은 통상적으로 유리 커버(1000)의 중심부(1026) 내로 확산되지 않을 것이다. 화학적 강화 처리의 지속 기간(즉, 시간), 온도 및/또는 이온 욕조(1032) 내의 알칼리 금속 이온들(1036)의 농도를 제어함으로써, 화학 강화 층(1028)의 두께(y), 즉 층의 깊이가 실질적으로 제어될 수 있다.
전술한 바와 같이, 일 실시예에서, 유리 커버(1000)는 화학 강화 층(1028)의 외부 표면 근처에 위치하는 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)(1036)을 실질적으로 제거하도록 더 처리될 수 있다. 그러한 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)(1036)의 제거를 용이하게 하기 위해 나트륨 욕조가 사용될 수 있다. 도 10b는 일 실시예에 따른, 유리 커버를 이전에 알칼리 금속 욕조 내에 담근 후에 유리 커버를 나트륨 욕조 내에 담그는 단계를 포함하는 화학 처리 프로세스의 도면이다. 도 10a와 관련하여 전술한 바와 같이 이전에 가열된 이온 욕조(예로서, 칼륨 욕조) 내에 담겼던 유리 커버(1000)는 나트륨 욕조(1038) 내에 담길 수 있으며, 따라서 화학 강화 층(1028')은 알칼리 금속 이온들(1036)을 거의 또는 전혀 포함하지 않고 실질적으로 Na+ 이온들(1034)만을 포함하는 외부 층(1028a), 및 Na+ 이온들(1034) 및 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)(1036) 양자를 포함하는 내부 층(1028b)을 포함할 수 있다. 유리 커버(1000)가 나트륨 욕조(1038) 내에 담길 때, Na+ 이온들(1034)은 외부 층(1028a)으로부터 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)(1036)을 치환할 수 있는 반면, 내부 층(1028b) 내에는 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)(1036)이 남는다. 따라서, 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)(1036) 및 Na+ 이온들(1034)을 포함하는 내부 층(1028b)은 외부 층(1028a)과 화학적으로 강화되지 않은 부분(1026) 사이에 효과적으로 배치된다. 통상적으로, 화학적으로 강화되지 않은 부분(1026)은 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)(1036)을 갖지 않으며, 외부 층(1028a)은 내부 층(1028b)에 비해 감소된 레벨의 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)(1036)을 갖는다. 외부 층(1028a)은 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)(1036)을 거의 또는 전혀 갖지 않을 수 있다. 치환된 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)(1036)은 외부 층(1028a)으로부터 나트륨 욕조(1038) 내로 효과적으로 확산할 수 있다.
화학 강화 층(1028')은 두께(y)를 가질 수 있는 반면, 외부 층(1028a)은 두께(y1)를 가질 수 있다. 두께(y1)는 나트륨 욕조(1038) 내의 Na+ 이온들(1034)의 농도에 의해서는 물론, 나트륨 욕조(1038) 내에 유리 커버(1000)가 담기는 시간의 양에 의해서도 실질적으로 제어될 수 있다.
가열된 이온 욕조(예로서, 칼륨 욕조) 내의 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)의 농도는 유리 커버가 가열된 이온 욕조 내에 잠겨 있는 동안에 변할 수 있다. 즉, 칼륨 욕조 내의 알칼리 금속 이온들(예로서, K+ 이온들)의 농도는 유리 커버가 가열된 이온 욕조 내에 담겨 있는 동안에 실질적으로 일정하게 유지될 수 있고, 증가될 수 있고, 그리고/또는 감소될 수 있다. 예를 들어, 알칼리 금속 이온들이 유리 내의 Na+ 이온들을 치환함에 따라, Na+ 이온들은 가열된 이온 욕조의 일부가 된다. 따라서, 가열된 이온 욕조 내의 알칼리 금속 이온들의 농도는 추가적인 알칼리 금속 이온들이 가열된 이온 욕조 내에 추가되지 않은 한은 변할 수 있다.
칼륨 욕조 내의 K+ 이온들의 농도의 변화 및/또는 칼륨 욕조 내의 유리 커버의 담금 시간의 변화는 제어되는 유리 커버의 대략 중심에서의 팽창을 가능하게 할 수 있다. 일 실시예에서는, 유리 커버가 가열된 이온 욕조 내에 약 10-15 시간 동안 넣어질 수 있으며, 가열된 이온 욕조는 예를 들어 약 40%와 약 98% 사이의 K+ 이온 농도를 갖는 칼륨 욕조이다.
알칼리 금속 욕조 및/또는 나트륨 욕조와 관련된 파라미터들은 일반적으로 크게 변할 수 있다. 알칼리 금속 욕조 내의 알칼리 금속(예로서, 칼륨)의 농도는 전술한 바와 같이 변할 수 있다. 유사하게, 이중 교환 프로세스에서 사용되는 나트륨 욕조 내의 나트륨의 농도도 변할 수 있다. 게다가, 욕조들이 가열되는 온도는 물론, 욕조들 내에 유리 커버를 담그는 시간의 길이도 크게 변할 수 있다. 온도는 섭씨 약 370도 내지 약 430로 한정되지 않는다. 예를 들어, 알칼리 금속 욕조 내에 유리 커버를 담그는 총 시간은 약 10 시간일 수 있다. 게다가, 이중 교환 프로세스 동안 알칼리 금속 욕조 및 나트륨 욕조 내에 유리 커버를 담그는 총 시간은 예를 들어 약 10 시간일 수 있으며, 이 경우에 유리 커버는 알칼리 금속 욕조 내에 약 6.7 시간 동안 담기고, 나트륨 욕조 내에 약 3.3 시간 동안 담긴다. 양 욕조들 내에 담기는(예를 들어, 잠기는) 시간의 길이는 농도들에 따라 변할 수 있다.
이온 욕조 내의 알칼리 금속 이온들의 농도는 유리 커버가 이온 욕조 내에 잠겨 있는 동안에 변할 수 있다. 즉, 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고, 이온 욕조 내의 알칼리 금속 이온들의 농도는 유리 커버가 이온 욕조 내에 담겨 있는 동안에 실질적으로 일정하게 유지될 수 있고, 증가될 수 있고 그리고/또는 감소될 수 있다. 예를 들어, 알칼리 금속 이온들이 유리 내의 Na+ 이온들을 치환함에 따라, Na+ 이온들은 이온 욕조의 일부가 된다. 따라서, 이온 욕조 내의 알칼리 금속 이온들의 농도는 추가적인 알칼리 금속 이온들이 이온 욕조 내에 추가되지 않는 한은 변할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 유리 표면에서의 스트레스 감소의 예시적인 그래프(1100)의 도면이다. 여기서, 유리는 소정 기하 구조의 에지들을 가지며, 유리는 그의 강도를 향상시키기 위해 화학적으로 처리된다(즉, 화학적으로 강화된다). 그래프(1100)는 수직축 상에 표면 스트레스 감소를 그리고 수평축 상에 반경/두께(R/T)를 나타낸다. 이 예에서, 화학적 강화를 위한 층의 깊이(DOL)는 유리에 대한 약 1mm의 두께에 대해 55 마이크로미터이다. 그래프(1100)는 복수의 상이한 에지 반경에 대한 압축 스트레스 감소의 경험 데이터를 나타낸다. 에지 반경이 클수록 에지들에서 유리가 더 강해진다. 즉, 에지들이 예리할수록 에지들에서의 압축 스트레스의 감소가 더 커진다. 즉, 화학적 강화는 예리한 에지들에서 훨씬 덜 효과적이다. 따라서, 에지들을 라운딩함으로써, 화학적 강화는 에지들을 포함하는 유리의 표면에 걸쳐 일관되게 더 유효하게 된다.
유리 부재의 에지들에서의 압축 스트레스는 유리 부재를 더 강하게 하므로 바람직하다. 도 12a-12d는 에지 근처에서의 유리 부재들에 대한 압축 스트레스 프로파일들의 예시적인 도면들을 나타낸다. 이 도면들은 (도 12a-12d에도 도시된) 상이한 에지 프로파일들을 이용하여 에지 영역들에서의 압축 스트레스를 변경할 수 있다는 것을 나타낸다.
도 12a는 일 실시예에 따른 예리한 에지 프로파일(예로서, 예리한 또는 사각 에지)에 대한 거리 대 압축 스트레스의 그래프이다. 도시된 압축 스트레스는 코너에서의 유리 부재의 상면에 대한 것이다. 도 12a에 도시된 거리는 코너로부터 안쪽으로의 거리이다. 압축 스트레스는 유리 부재의 코너에서 최소이다. 코너에서의 압축 스트레스의 감소는 약 22%이다.
도 12b는 일 실시예에 따른 모따기된 에지 프로파일(예로서, 모따기된 에지)에 대한 거리 대 압축 스트레스의 그래프이다. 도시된 압축 스트레스는 코너로부터 0.15mm 안쪽으로 모따기된 코너에서의 유리 부재의 상면에 대한 것이다. 도 12b에 도시된 거리는 측면으로부터 안쪽으로의 거리이다. 압축 스트레스는 모따기의 코너들에서 최소이다. 모따기의 코너들에서의 압축 스트레스의 감소는 약 16%이며, 이는 측면으로부터 15mm 안쪽으로의 거리에 대한 것이다.
도 12c는 일 실시예에 따른 라운딩된 에지 프로파일(예로서, 라운딩된 에지)에 대한 거리 대 압축 스트레스의 그래프이다. 도시된 압축 스트레스는 유리 부재의 두께(t)의 약 25%인 에지 반경(r)으로 라운딩된 코너에서의 유리 부재의 상면에 대한 것이다. 도 12c에 도시된 거리는 측면으로부터 안쪽으로의 거리이다. 압축 스트레스는 라운딩된 코너 및 대응하는 측면으로부터의 전이에서 코너로부터 안쪽에서 최소이다. 전이에서의 압축 스트레스의 감소는 약 4%이다.
도 12d는 일 실시예에 따른 라운딩된 에지 프로파일(예로서, 라운딩된 에지)에 대한 거리 대 압축 스트레스의 그래프이다. 도시된 압축 스트레스는 유리 부재의 두께(t)의 약 50%인 에지 반경(r)으로 라운딩된 코너에서의 유리 부재의 상면에 대한 것이다. 도 12d에 도시된 거리는 측면으로부터 안쪽으로의 거리이다. 압축 스트레스는 라운딩된 코너 및 대응하는 측면으로부터의 전이에서 코너로부터 안쪽에서 최소이다. 전이에서의 압축 스트레스의 감소는 약 2%이다.
도 12c 및 12d에 도시된 라운딩된 에지들에 대한 압축 스트레스 감소의 양들은 도 12a의 사각 에지 또는 도 12b의 모따기된 에지에 대한 것보다 훨씬 낮아진다. 그러나, 도 12b의 모따기된 에지는 도 12a의 사각 에지보다 향상된다. 게다가, 라운딩된 에지들(도 12c 및 12d)에서의 압축 강도는 사각 에지(도 12a) 또는 모따기된 에지(도 12b)에서의 압축 스트레스보다 높다. 따라서, 유리 부재 상에서 라운딩된 에지들을 사용함으로써, 에지들에서의 압축 스트레스 감소가 크게 줄어들며, 이는 유리 부재의 강도의 전반적인 향상을 제공한다. 라운딩된 에지들의 경우, 유리 부재의 표면에 대한 압축 스트레스 프로파일은 유리 부재의 표면에 걸쳐 훨씬 더 균일하다는 점에도 유의해야 한다(도 12c 및 12d 참조).
유리 부재의 강도(또는 전체 강도)는 측정이 가능한 휨 강도일 수 있다. 예를 들어, 휨에 의한 유리의 강도에 대한 표준 테스트 방법인 ASTM 표준 C158-02에 따라 4점 휨 테스트가 수행될 수 있다. 도 13은 상이한 에지 프로파일들을 갖는 유리 부재들에 대한 휨 강도의 예시적인 도면을 나타낸다. 이러한 에지 프로파일들은 도 12a-12c에 제공된 예시적인 프로파일들과 동일하다. 이 도면은 상이한 에지 프로파일들은 압축 스트레스와 동일한 방식으로 휨 강도에도 영향을 미친다는 것을 나타낸다. 즉, 유사한 결함 크기 분포를 가정하면, 화학적 강화 후에, 라운딩된 에지들(예로서, 도 12c)은 사각 에지(도 12a) 또는 모따기된 에지(도 12b)보다 큰 휨 강도를 갖는다.
상이한 에지 프로파일들은 형성시에 에지로부터 상이한 깊이들에 상이한 결함들을 생성할 수 있다는 점에도 유의해야 한다. 대부분의 결함들은 곡선 반경과 직선 표면 사이와 같은 전이들에 나타난다. 예를 들어 폴리싱을 이용하여 더 깨끗한 에지 마무리(또는 더 작은 표면 거칠기)를 갖도록 형성되거나 처리된 에지 프로파일들은 더 작은 결함들을 생성할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 기술들은 유리의 에지들을 훨씬 더 강하게 만들 수 있으며, 이는 유리가 더 얇아짐에 따라 더 중요할 수 있다. 라운딩된 에지들을 갖는 사전 결정된 기하 구조는 예를 들어 훨씬 더 강한 유리의 에지들을 생성할 수 있다. 에지들에서의 사전 결정된 기하 구조가 큰 에지 반경(예로서, 그의 두께의 적어도 20%)을 갖는 경우에, 제공되는 화학적 강화는 더 균일할 수 있으며, 따라서 에지들은 유리의 다른 표면들과 같이 강화될 수 있다. 일례로서, 도 3e에 도시된 라운딩된 에지들을 갖는 사전 결정된 기하 구조를 사용하는 경우, 본 명세서에서 제공되는 강화는 예를 들어 훨씬 더 강한 유리의 에지들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 완전한 라운딩(예로서, 도 3e)을 갖는 에지들에서 사전 결정된 기하 구조를 갖는 유리의 강도 향상은 라운딩을 갖지 않는 에지들, 즉 예리한 에지들(예로서, 도 4b)보다 20% 정도 강할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 기술들은 핸드헬드 전자 디바이스, 휴대용 전자 디바이스 및 실질적 정지 전자 디바이스를 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 다양한 전자 디바이스들에 의해 사용되는 유리 표면들에 적용될 수 있다. 이들의 예들은 디스플레이를 포함하는 임의의 공지된 소비자 전자 디바이스를 포함한다. 제한이 아니라 예로서, 전자 디바이스는 미디어 플레이어, 이동 전화(예로서, 셀룰러 전화), PDA, 원격 제어기, 노트북, 태블릿 PC, 모니터, 올인원 컴퓨터 등에 대응할 수 있다.
본원은 또한 (i) 본 명세서에 그 전체가 참고로 반영되는, 2009년 9월 30일에 "Techniques for Strengthening Glass Covers for Portable Electronic Devices"라는 제목으로 출원된 미국 특허 가출원 번호 61/247,493; (ii) 본 명세서에 참고로 반영되는, 2008년 8월 16일에 "METHODS AND SYSTEMS FOR STRENGTHENING LCD MODULES"라는 제목으로 출원된 미국 특허 출원 번호 12/193,001; 및 (iii) 본 명세서에 참고로 반영되는, 2008년 7월 11일에 "METHODS AND SYSTEMS FOR INTEGRALLY TRAPPING A GLASS INSERT IN A METAL BEZEL"이라는 제목으로 출원된 미국 특허 출원 번호 12/172,073을 참조한다.
전술한 본 발명의 다양한 양태들, 특징들, 실시예들 또는 구현들은 단독으로 또는 다양한 조합으로 이용될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예만이 설명되었지만, 본 발명은 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고 많은 다른 특정 형태로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 본 발명의 방법들과 관련된 단계들은 크게 변할 수 있다. 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고, 단계들이 추가, 제거, 변경, 결합 및 재배열될 수 있다. 유사하게, 도면들에는 동작들이 특정 순서로 도시되지만, 이것은 그러한 동작들이 도시된 특정 순서로 또는 순차적으로 수행되거나, 바람직한 결과들을 달성하기 위해 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것을 요구하는 것으로 이해되지 않아야 한다.
본 명세서는 많은 상세를 포함하지만, 이들은 본 발명 또는 청구될 수 있는 발명의 범위에 대한 제한들로서가 아니라, 본 발명의 특정 실시예에 고유한 특징들의 설명으로서 해석되어야 한다. 개별 실시예들과 관련하여 설명되는 소정의 특징들은 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시예와 관련하여 설명되는 다양한 특징들은 다수의 실시예에서 개별적으로 또는 임의의 적절한 하위 조합으로 구현될 수도 있다. 더욱이, 위에서 특징들은 소정의 조합들로 작용하는 것으로 설명될 수 있지만, 청구되는 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 예들에서 조합으로부터 실시될 수 있으며, 청구되는 조합은 하위 조합 또는 하위 조합의 변형과 관련될 수 있다.
본 발명은 여러 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 범위 내에 속하는 변경들, 교환들 및 균등물들이 존재한다. 본 발명의 방법들 및 장치들을 구현하는 많은 대안 방법이 존재한다는 점에도 유의해야 한다. 따라서, 아래의 첨부된 청구항들은 본 발명의 진정한 사상 및 범위 내에 속하는 바와 같은 모든 그러한 변경들, 교환들 및 균등물들을 포함하는 것으로 해석되는 것을 의도한다.

Claims (27)

  1. 소비자 전자 제품의 노출된 표면에 대한 커버를 생성하기 위한 방법으로서,
    상기 소비자 전자 제품의 상기 노출된 표면에 대한 유리 커버를 획득하는 단계 - 상기 유리 커버는 상면 또는 하면과 측면 사이에 라운딩된 에지를 가지고, 상기 라운딩된 에지는 상기 유리 커버의 두께의 적어도 10%의 에지 반경을 가짐 -; 및
    일련의 이온 교환 스테이지들을 이용하여 상기 유리 커버를 화학적으로 강화하는 단계
    를 포함하고,
    상기 유리 커버의 상기 두께는 0.6mm 미만이며,
    상기 유리 커버를 화학적으로 강화하는 단계는,
    상기 유리 커버를 제1의 가열된 용액 내에 제1 기간 동안 넣어서, 상기 제1의 가열된 용액의 적어도 하나의 성분이 상기 유리 커버 내로 확산되도록 하는 단계; 및
    상기 유리 커버를 제2의 가열된 용액 내에 제2 기간 동안 넣어서, 상기 제2의 가열된 용액의 적어도 하나의 성분이 상기 유리 커버 내로 확산되도록 하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학적으로 강화하는 단계는 상기 유리 커버의 에지들로부터 안쪽에 표면 밑의 압축 스트레스 최소(sub-surface compressive stress minimum)를 형성하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 화학적으로 강화하는 단계 이후에, 상기 유리 커버를 대응하는 소비자 전자 제품에 부착하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1의 가열된 용액은 알칼리 금속 이온들을 포함하는, 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1의 가열된 용액은 칼륨 질산염 용액(KNO3)인, 방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제1의 가열된 용액의 상기 적어도 하나의 성분은 칼륨 이온들인, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2의 가열된 용액의 상기 적어도 하나의 성분은 나트륨 이온들인, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2 기간은 상기 제1 기간의 50% 이하인, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일련의 이온 교환 스테이지들은 순방향 이온 교환 스테이지 및 역방향 이온 교환 스테이지를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 순방향 이온 교환 스테이지는 알칼리 금속 이온들을 상기 유리 커버 내로 교환하는 역할을 하고, 상기 역방향 이온 교환 스테이지는 상기 유리 커버로부터 알칼리 금속 이온들을 교환하는 역할을 하는, 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 유리 커버를 획득하는 단계는,
    유리 시트를 획득하는 단계; 및
    상기 유리 시트를 복수의 유리 커버로 분할하는 단계 - 상기 유리 커버들 각각은 소비자 전자 제품의 상기 노출된 표면 상에 제공되도록 사이징됨 -
    를 포함하고,
    상기 화학적으로 강화하는 단계는, (i) 상기 유리 커버들을 상기 제1의 가열된 용액 내에 상기 제1 기간 동안 넣어서 상기 제1의 가열된 용액의 적어도 하나의 성분이 상기 유리 커버들 내로 확산되도록 하고, (ii) 상기 제1의 가열된 용액으로부터 상기 유리 커버들을 제거한 후에 상기 유리 커버들을 상기 제2의 가열된 용액 내에 상기 제2 기간 동안 넣음으로써 상기 유리 커버들을 화학적으로 강화하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1의 가열된 용액은 적어도 하나의 알칼리 금속을 포함하고, 상기 제2의 가열된 용액은 적어도 나트륨을 포함하는, 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 방법은 이어서 상기 유리 커버들 각각을 대응하는 소비자 전자 제품에 부착하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 유리 커버가 상기 대응하는 소비자 전자 제품에 부착된 후에, 상기 유리 커버의 에지들 중 적어도 하나가 노출 상태로 유지되는, 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 방법은 상기 유리 커버의 에지들 중 적어도 하나의 주위에 테(border) 또는 베젤(bezel)을 결합하지 않는 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 유리 커버가 상기 대응하는 소비자 전자 제품에 부착된 후에, 상기 유리 커버의 에지들이 노출 상태로 유지되고,
    상기 방법은 상기 유리 커버의 상기 에지들 중 적어도 하나의 주위에 테 또는 베젤을 결합하지 않는 방법.
  17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1의 가열된 용액은 섭씨 370-430도의 범위 내의 제1 온도로 가열되고, 상기 제1 기간은 적어도 4 시간과 최대 25 시간 사이이며,
    상기 제2의 가열된 용액은 370-430도의 범위 내의 제2 온도로 가열되고, 상기 제2 기간은 적어도 0.1 시간과 최대 2 시간 사이인, 방법.
  18. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1의 가열된 용액은 섭씨 420도의 온도로 가열되고, 상기 제1 기간은 적어도 6 시간인, 방법.
  19. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 커버를 획득하는 단계는,
    상기 유리 커버들을 상기 제1의 가열된 용액 내에 넣기 전에 상기 유리 커버들 각각의 에지들을 사전 결정된 라운딩된 에지 기하 구조에 대응하도록 조작하는 단계를 더 포함하고, 상기 사전 결정된 라운딩된 에지 기하 구조는 상기 유리 커버들의 적어도 상기 에지들을 강화하도록 선택되는, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 사전 결정된 라운딩된 에지 기하 구조는 상기 유리 커버의 상기 에지들의 코너들에 적용되는 사전 결정된 곡률을 갖는, 방법.
  21. 전면, 배면 및 측면들을 갖는 하우징;
    상기 하우징 내부에 적어도 부분적으로 제공되는 전기 컴포넌트들 - 상기 전기 컴포넌트들은 적어도 제어기, 메모리 및 디스플레이를 포함하고, 상기 디스플레이는 상기 하우징의 상기 전면에 또는 그 근처에 제공됨 -; 및
    유리 커버 - 상기 유리 커버는, 상기 유리 커버가 상기 디스플레이 상부에 제공되도록, 상기 하우징의 상기 전면에 또는 그 상부에 제공되고, 상기 유리 커버는, 상면 또는 하면과 측면 사이에 라운딩된 에지를 가지는 유리 커버를 순방향 이온 교환 스테이지 및 역방향 이온 교환 스테이지를 포함하는 일련의 이온 교환 스테이지들을 이용하여 화학적으로 강화시킴으로써 강화되며, 상기 라운딩된 에지는 상기 유리 커버의 두께의 적어도 10%의 에지 반경을 가짐 -
    를 포함하는 소비자 전자 제품.
  22. 제21항에 있어서, 상기 순방향 이온 교환 스테이지는 알칼리 금속 이온들을 상기 유리 커버 내로 교환하는 역할을 하고, 상기 역방향 이온 교환 스테이지는 상기 유리 커버로부터 알칼리 금속 이온들을 교환하는 역할을 하는, 소비자 전자 제품.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 유리 커버는 상기 하우징의 상기 전면의 적어도 일부를 가로질러 상기 측면들 중 하나 이상의 측면과 상기 전면 사이의 하나 이상의 에지들로 연장되는, 소비자 전자 제품.
  24. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 유리 커버의 에지들은 사전 결정된 에지 기하 구조에 대응하고, 상기 사전 결정된 에지 기하 구조는 상기 유리 커버의 상기 에지들을 강화하도록 선택되는, 소비자 전자 제품.
  25. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 소비자 전자 제품은 핸드헬드 전자 디바이스인 소비자 전자 제품.
  26. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 유리 커버의 두께는 0.6mm 미만인, 소비자 전자 제품.
  27. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 유리 커버의 상기 화학적 강화로부터 발생하는 압축 층의 깊이는 적어도 10 마이크로미터인, 소비자 전자 제품.
KR1020157010101A 2009-09-30 2010-09-30 휴대용 전자 디바이스의 유리 커버를 강화하기 위한 기술 KR101719439B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24749309P 2009-09-30 2009-09-30
US61/247,493 2009-09-30
PCT/US2010/050823 WO2011041484A1 (en) 2009-09-30 2010-09-30 Techniques for strengthening glass covers for portable electronic devices

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127011023A Division KR101679458B1 (ko) 2009-09-30 2010-09-30 휴대용 전자 디바이스의 유리 커버를 강화하기 위한 기술

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150052323A KR20150052323A (ko) 2015-05-13
KR101719439B1 true KR101719439B1 (ko) 2017-03-23

Family

ID=43243289

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127011023A KR101679458B1 (ko) 2009-09-30 2010-09-30 휴대용 전자 디바이스의 유리 커버를 강화하기 위한 기술
KR1020157010101A KR101719439B1 (ko) 2009-09-30 2010-09-30 휴대용 전자 디바이스의 유리 커버를 강화하기 위한 기술

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127011023A KR101679458B1 (ko) 2009-09-30 2010-09-30 휴대용 전자 디바이스의 유리 커버를 강화하기 위한 기술

Country Status (7)

Country Link
EP (2) EP2483216A1 (ko)
JP (1) JP5736379B2 (ko)
KR (2) KR101679458B1 (ko)
CN (2) CN102612500B (ko)
GB (1) GB2474929B (ko)
HK (1) HK1157314A1 (ko)
WO (1) WO2011041484A1 (ko)

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8673163B2 (en) 2008-06-27 2014-03-18 Apple Inc. Method for fabricating thin sheets of glass
US7810355B2 (en) 2008-06-30 2010-10-12 Apple Inc. Full perimeter chemical strengthening of substrates
WO2010101961A2 (en) 2009-03-02 2010-09-10 Apple Inc. Techniques for strengthening glass covers for portable electronic devices
US9778685B2 (en) 2011-05-04 2017-10-03 Apple Inc. Housing for portable electronic device with reduced border region
US9302937B2 (en) 2010-05-14 2016-04-05 Corning Incorporated Damage-resistant glass articles and method
US9213451B2 (en) 2010-06-04 2015-12-15 Apple Inc. Thin glass for touch panel sensors and methods therefor
US10189743B2 (en) 2010-08-18 2019-01-29 Apple Inc. Enhanced strengthening of glass
US8824140B2 (en) 2010-09-17 2014-09-02 Apple Inc. Glass enclosure
US8950215B2 (en) 2010-10-06 2015-02-10 Apple Inc. Non-contact polishing techniques for reducing roughness on glass surfaces
US9725359B2 (en) 2011-03-16 2017-08-08 Apple Inc. Electronic device having selectively strengthened glass
US10781135B2 (en) 2011-03-16 2020-09-22 Apple Inc. Strengthening variable thickness glass
US9128666B2 (en) 2011-05-04 2015-09-08 Apple Inc. Housing for portable electronic device with reduced border region
TWI572480B (zh) 2011-07-25 2017-03-01 康寧公司 經層壓及離子交換之強化玻璃疊層
US9944554B2 (en) 2011-09-15 2018-04-17 Apple Inc. Perforated mother sheet for partial edge chemical strengthening and method therefor
US9516149B2 (en) 2011-09-29 2016-12-06 Apple Inc. Multi-layer transparent structures for electronic device housings
US10144669B2 (en) * 2011-11-21 2018-12-04 Apple Inc. Self-optimizing chemical strengthening bath for glass
JP5630428B2 (ja) * 2011-12-12 2014-11-26 コニカミノルタ株式会社 ディスプレイ用カバーガラス
US10133156B2 (en) 2012-01-10 2018-11-20 Apple Inc. Fused opaque and clear glass for camera or display window
US8773848B2 (en) 2012-01-25 2014-07-08 Apple Inc. Fused glass device housings
US9359251B2 (en) 2012-02-29 2016-06-07 Corning Incorporated Ion exchanged glasses via non-error function compressive stress profiles
CN104379532B9 (zh) 2012-02-29 2021-08-24 康宁股份有限公司 可离子交换的低cte玻璃组合物以及包含该玻璃组合物的玻璃制品
CN104335114B (zh) * 2012-06-08 2018-02-23 苹果公司 相机窗口或显示器窗口的熔合的不透明玻璃和透光玻璃
CN103570231A (zh) * 2012-08-03 2014-02-12 瑞士达光学(厦门)有限公司 智慧型化学强化炉控制方法及其装置
US9946302B2 (en) 2012-09-19 2018-04-17 Apple Inc. Exposed glass article with inner recessed area for portable electronic device housing
CN102955615B (zh) * 2012-11-09 2016-04-06 北京京东方光电科技有限公司 一种触摸屏、触控显示装置及一种触摸屏的制造方法
KR101336934B1 (ko) * 2013-03-05 2013-12-03 크루셜텍 (주) 커버글라스 및 이의 제조 방법
US9459661B2 (en) 2013-06-19 2016-10-04 Apple Inc. Camouflaged openings in electronic device housings
US11079309B2 (en) 2013-07-26 2021-08-03 Corning Incorporated Strengthened glass articles having improved survivability
KR101493749B1 (ko) * 2013-09-06 2015-02-16 코닝정밀소재 주식회사 화학 강화 유리 제조방법
US9517968B2 (en) 2014-02-24 2016-12-13 Corning Incorporated Strengthened glass with deep depth of compression
US9886062B2 (en) 2014-02-28 2018-02-06 Apple Inc. Exposed glass article with enhanced stiffness for portable electronic device housing
TWI697403B (zh) 2014-06-19 2020-07-01 美商康寧公司 無易碎應力分布曲線的玻璃
CN115504681A (zh) 2014-10-07 2022-12-23 康宁股份有限公司 具有确定的应力分布的玻璃制品及其生产方法
KR20200085378A (ko) 2014-10-08 2020-07-14 코닝 인코포레이티드 금속 산화물 농도 구배를 포함한 유리 및 유리 세라믹
US10150698B2 (en) 2014-10-31 2018-12-11 Corning Incorporated Strengthened glass with ultra deep depth of compression
DK3215471T3 (da) 2014-11-04 2022-01-17 Corning Inc Dybe, ubrydelige belastningsprofiler og fremgangsmåde til fremstilling
CN107787310B (zh) 2015-04-21 2021-10-29 康宁股份有限公司 边缘和角部强化的制品及其制造方法
US9701569B2 (en) 2015-07-21 2017-07-11 Corning Incorporated Glass articles exhibiting improved fracture performance
US11613103B2 (en) 2015-07-21 2023-03-28 Corning Incorporated Glass articles exhibiting improved fracture performance
US11167528B2 (en) 2015-10-14 2021-11-09 Corning Incorporated Laminated glass article with determined stress profile and method for forming the same
WO2017069523A1 (ko) * 2015-10-23 2017-04-27 엘지이노텍 주식회사 지문센서커버 및 지문센서장치
DE202016008722U1 (de) 2015-12-11 2019-03-21 Corning Incorporated Durch Fusion bildbare glasbasierte Artikel mit einem Metalloxidkonzentrationsgradienten
CN110217983B (zh) * 2016-01-21 2022-09-06 Ａｇｃ株式会社 化学强化玻璃以及化学强化玻璃的制造方法
EP3429972A1 (en) 2016-04-08 2019-01-23 Corning Incorporated Glass-based articles including a metal oxide concentration gradient
US10899660B2 (en) 2016-05-19 2021-01-26 Apple Inc. Asymmetric chemical strengthening
TWI655160B (zh) * 2016-05-19 2019-04-01 美商蘋果公司 非對稱化學強化
KR20190112316A (ko) * 2017-02-02 2019-10-04 코닝 인코포레이티드 유리 표면 가까이에 변경된 k2o 프로파일을 갖는 리튬 함유 유리 또는 유리 세라믹 물품
KR20200023304A (ko) 2017-06-28 2020-03-04 에이지씨 가부시키가이샤 화학 강화 유리, 그의 제조 방법 및 화학 강화용 유리
US10766810B2 (en) 2017-09-29 2020-09-08 Apple Inc. Targeted chemical strengthening of glass articles
JP2019094242A (ja) * 2017-11-27 2019-06-20 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 ガラス、筐体及び電子機器
CN111971947A (zh) * 2018-04-05 2020-11-20 华为技术有限公司 电子设备的玻璃外壳结构
US11639307B2 (en) 2018-07-13 2023-05-02 Apple Inc. Patterned asymmetric chemical strengthening
US11447416B2 (en) 2018-12-20 2022-09-20 Apple Inc. Strengthened covers for electronic devices

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090197048A1 (en) 2008-02-05 2009-08-06 Jaymin Amin Damage resistant glass article for use as a cover plate in electronic devices
US20090202808A1 (en) 2008-02-08 2009-08-13 Gregory Scott Glaesemann Damage resistant chemically-toughened protective cover glass

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5417765B1 (ko) * 1971-04-26 1979-07-03
GB1358061A (en) * 1971-05-21 1974-06-26 Glaverbel Methods of strengthening glass articles
US6516634B1 (en) * 1999-02-12 2003-02-11 The Penn State Research Foundation Strengthening, crack arrest and multiple cracking in brittle materials using residual stresses
US6325704B1 (en) * 1999-06-14 2001-12-04 Corning Incorporated Method for finishing edges of glass sheets
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
JP3861063B2 (ja) * 2003-02-20 2006-12-20 Ｈｏｙａ株式会社 磁気ディスク用ガラス基板の処理方法および製造方法、並びに磁気ディスク
KR100792771B1 (ko) * 2003-05-28 2008-01-11 샌트랄 글래스 컴퍼니 리미티드 화학강화글래스 및 그 제조방법
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
JP5605736B2 (ja) * 2006-05-25 2014-10-15 日本電気硝子株式会社 強化ガラス及びその製造方法
WO2007142324A1 (ja) * 2006-06-08 2007-12-13 Hoya Corporation 情報記録媒体用基板に供するためのガラス、情報記録媒体用基板および情報記録媒体とそれらの製造方法
RU2326006C1 (ru) 2006-12-21 2008-06-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Гознак" (Фгуп "Гознак") Защитный элемент (варианты), способ его изготовления, защищенный от подделки материал и ценный документ
JP2009167086A (ja) * 2007-12-18 2009-07-30 Hoya Corp 携帯端末用カバーガラス及びその製造方法、並びに携帯端末装置
WO2010005578A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Corning Incorporated Glass with compressive surface for consumer applications
WO2010014163A1 (en) * 2008-07-29 2010-02-04 Corning Incorporated Dual stage ion exchange for chemical strengthening of glass
WO2010101961A2 (en) * 2009-03-02 2010-09-10 Apple Inc. Techniques for strengthening glass covers for portable electronic devices

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090197048A1 (en) 2008-02-05 2009-08-06 Jaymin Amin Damage resistant glass article for use as a cover plate in electronic devices
US20090202808A1 (en) 2008-02-08 2009-08-13 Gregory Scott Glaesemann Damage resistant chemically-toughened protective cover glass

Also Published As

Publication number Publication date
GB2474929B (en) 2014-05-07
KR20150052323A (ko) 2015-05-13
GB201016457D0 (en) 2010-11-17
CN102612500A (zh) 2012-07-25
CN106380087B (zh) 2019-08-20
WO2011041484A1 (en) 2011-04-07
EP2483216A1 (en) 2012-08-08
GB2474929A (en) 2011-05-04
EP3339265A1 (en) 2018-06-27
CN102612500B (zh) 2016-08-03
JP5736379B2 (ja) 2015-06-17
KR20120076364A (ko) 2012-07-09
KR101679458B1 (ko) 2016-11-24
CN106380087A (zh) 2017-02-08
HK1157314A1 (en) 2012-06-29
JP2013506618A (ja) 2013-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101719439B1 (ko) 휴대용 전자 디바이스의 유리 커버를 강화하기 위한 기술
US10185113B2 (en) Techniques for strengthening glass covers for portable electronic devices
KR101605227B1 (ko) 휴대형 전자 장치의 커버의 향상된 화학적 강화 유리
US20110019354A1 (en) Techniques for Strengthening Glass Covers for Portable Electronic Devices
KR101775754B1 (ko) 나트륨조에서의 이온 교환과 이에 이어진 칼륨조에서의 이온 교환에 의한 유리의 증강된 강화
KR101604427B1 (ko) 향상된 유리 강화
CN109574517B (zh) 玻璃制品的目标化学强化

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200218

Year of fee payment: 4