KR101775811B1 - 나트륨조에서의 이온 교환과 이에 이어진 칼륨조에서의 이온 교환에 의한 유리의 증강된 강화 - Google Patents

나트륨조에서의 이온 교환과 이에 이어진 칼륨조에서의 이온 교환에 의한 유리의 증강된 강화 Download PDF

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Abstract

전자 장치의 얇은 유리 부재의 강도를 향상시키기 위한 장치, 시스템 및 방법이 개시된다. 일 실시예에서, 유리 부재는 다중조 화학적 처리를 이용하여 그 강도를 향상시킬 수 있다. 다중조 화학적 처리에 의해 유리 부재의 강화도가 더욱 증가될 수 있다. 일 실시예에서, 유리 부재는 전자 장치의 하우징을 위한 유리 커버에 적용될 수 있다.

Description

나트륨조에서의 이온 교환과 이에 이어진 칼륨조에서의 이온 교환에 의한 유리의 증강된 강화{ENHANCED STRENGTHENING OF GLASS BY ION EXCHANGE IN SODIUM BATH FOLLOWED BY ION EXCHANGE IN POTASSIUM BATH}
종래에, 몇몇 휴대용 전자 장치들은 유리를 장치의 내부 부품이나 외부 부품으로 이용하고 있었다. 유리 부품은 외부적으로는 하우징 부품으로 제공될 수 있는데, 이와 같은 유리 부품은 흔히 커버 유리라고 한다. 유리는 투명하고 내스크래치성이 있기 때문에 그와 같은 응용에 적합하다. 유리 부품은 내부적으로는 디스플레이 기술을 지원하는데 제공될 수 있다. 특히, 디스플레이를 지원하는데 있어 휴대형 디스플레이 장치는 외측의 커버 유리 아래에 디스플레이 기술층을 구비할 수 있다. 감지 장치에도 디스플레이 기술층이 구비되거나 이에 인접할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 기술층은 액정 모듈(LCM)을 포함하는 액정 디스플레이(LCD)를 포함하거나 이와 관계가 있을 수 있다. LCM은 일반적으로 상부 유리 시트, 하부 유리 시트, 및 이들 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 감지 장치는 터치 스크린을 작성하는데 이용되는 것과 같은 터치 감지 장치일 수 있다. 예컨대, 용량성 감지 터치 스크린은 유리 시트 주변에 분산된 거의 투명한 감지 포인트 또는 노드를 포함할 수 있다.
그러나, 휴대형 전자 장치에 유리를 사용하려면 유리가 비교적 얇아야 한다. 일반적으로 말하자면, 유리가 얇을수록, 휴대형 전자 장치가 스트레스를 받거나 큰 힘을 받으면 유리가 손상을 입기 쉽다. 화학적 강화를 이용하여 유리를 강화시켜왔다. 화학적 강화가 효과적이긴 하나, 유리를 강화할 수 있는, 즉 유리를 박막화할 수 있는 개선된 방법이 지속적으로 요구되고 있다.
<발명의 개요>
본 발명은 일반적으로 유리 강도를 증가시키는 것에 관한 것이다. 유리 물품은 다중조 화학적 처리를 통해 더욱 강화될 수 있다. 다중조 화학적 처리는 연속한 화학조를 이용하여 달성될 수 있다. 유리 물품에 다중조 화학적 처리를 이용하면 화학적 강화 공정의 효율을 높일 수 있다. 따라서, 다중조 화학적 처리를 받은 유리 물품은 얇을 뿐만 아니라 충분히 강하여 손상을 잘 입지 않는다. 강화된 유리 물품은 소비자 전자 장치(예컨대, 휴대형 전자 장치)와 같은 소비자 제품에 적합하게 이용될 수 있다.
본 발명은 방법, 시스템, 디바이스 또는 장치를 포함한 여러 가지 방식으로 구현될 수 있다. 이하, 본 발명의 몇 가지 실시예에 대해서 설명한다.
유리 조각을 강화하는 방법으로서, 일 실시예는 예컨대, 적어도, 화학적으로 강화될 유리 조각을 얻는 단계, 상기 유리가 더 쉽게 화학적으로 강화될 수 있도록 상기 유리를 증강하는(enhancing) 단계, 및 상기 증강된 유리를 화학적으로 강화하는(strengthening) 단계를 포함할 수 있다.
유리 물품의 유리 강화 시스템으로서, 일 실시예는 예컨대, 적어도, 나트륨 용액을 제공하는 제1 조대(bath station)와 칼륨 용액을 제공하는 제2 조대를 포함할 수 있다. 상기 제1 조대는 유리 물품을 수용하고 나트륨 이온을 상기 유리 물품의 표면으로 유입한다. 제2 조대는 상기 제1 조대에 이어서 상기 유리 물품을 수용하고 칼륨 이온을 상기 유리 물품 중의 나트륨 이온과 교환한다.
유리 조각의 강도를 향상시키도록 유리 조각을 처리하는 방법으로서, 일 실시예는 예컨대, 적어도, 상기 유리 조각을 가열된 나트륨조에 침지하는 단계, 상기 유리 조각이 상기 가열된 나트륨조에서 빼내어져야 하는 지를 판단하는 단계, 상기 유리 조각을 가열된 칼륨조에 침지하는 단계, 상기 유리 조각이 상기 가열된 칼륨조에서 빼내어져야 하는 지를 판단하는 단계, 및 상기 유리 조각을 상기 가열된 칼륨조에서 빼낸 후에 상기 유리 조각에 대해 후처리를 실시하는 단계를 포함할 수 있다.
유리 조각의 강도를 향상시키도록 유리 조각을 처리하는 방법으로서, 다른 실시예는 예컨대, 적어도, 유리 조각을 가열된 나트륨조에 침지하는 단계; 상기 유리 조각을 가열된 나트륨 용액 중에 제1 지속기간 동안 침지한 후에 상기 유리 조각을 상기 가열된 나트륨조에서 빼내는 단계; 상기 유리 조각을 가열된 칼륨조에 침지하는 단계; 상기 유리 조각을 가열된 칼륨 용액 중에 제2 지속기간 동안 침지한 후에 상기 유리 조각을 상기 가열된 칼륨조에서 빼내는 단계; 및 상기 유리 조각을 상기 가열된 칼륨조에서 빼낸 후에 상기 유리 조각에 대해 후처리를 실시하는 단계를 포함할 수 있다.
유리 물품의 유리 강화 제어 시스템으로서, 또 다른 실시예는 예컨대, 적어도, 유리 조각을 가열된 나트륨조에 침지하기 위한 수단, 상기 유리 조각을 가열된 나트륨 용액 중에 제1 지속기간 동안 침지한 후에 상기 유리 조각을 상기 가열된 나트륨조에서 빼내기 위한 수단; 상기 유리 조각을 가열된 칼륨조에 침지하기 위한 수단; 상기 유리 조각을 가열된 칼륨 용액 중에 제2 지속기간 동안 침지한 후에 상기 유리 조각을 상기 가열된 칼륨조에서 빼내기 위한 수단; 및 상기 유리 조각을 상기 가열된 칼륨조에서 빼낸 후에 상기 유리 조각에 대해 후처리를 실시하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양상과 이점들은 본 발명의 원리를 예시적으로 도시한 첨부 도면을 참조한 하기의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
본 발명은 첨부 도면을 참조한 하기의 상세한 설명으로부터 쉽게 이해될 것이다. 도면에서 동일 구성 요소에 대해서는 동일 도면부호를 병기한다.
도 1은 일 실시예에 따른 유리 강화 공정의 흐름도.
도 2는 일 실시예에 따른 유리 강화 시스템을 도시한 도.
도 3은 일 실시예에 따른 유리 조각 공정의 흐름도.
도 4는 다른 실시예에 따른 유리 강화 시스템을 도시한 도.
도 5는 일 실시예에 따른 역교환 공정의 흐름도.
도 6a 및 6b는 일 실시예에 따른 전자 장치의 모식도.
도 7a 및 7b는 다른 실시예에 따른 전자 장치의 모식도.
도 8은 일 실시예에 따른, 유리, 예컨대 유리 커버를 화학적으로 강화하는 방법의 흐름도.
도 9a는 일 실시예에 따라 화학적으로 처리된 유리 커버의 횡단면도.
도 9b는 일 실시예에 따라 칼륨 이온이 주입된 화학적으로 처리된 부위를 포함하는, 화학적으로 처리된 유리 커버의 횡단면도.
도 10은 일 실시예에 따른, 유리 커버를 이온조에 담구는 화학적 처리 공정의 모식도.
본 발명은 일반적으로 유리 강도를 증가시키는 것에 관한 것이다. 유리 물품은 다중조 화학적 처리를 통해 더욱 강화될 수 있다. 다중조 화학적 처리는 연속한 화학조를 이용하여 달성될 수 있다. 유리 물품에 다중조 화학적 처리를 이용하면 화학적 강화 공정의 효율을 높일 수 있다. 따라서, 다중조 화학적 처리를 받은 유리 물품은 얇을 뿐만 아니라 충분히 강하여 손상을 잘 입지 않는다. 강화된 유리 물품은 소비자 전자 장치(예컨대, 휴대형 전자 장치)와 같은 소비자 제품에 적합하게 이용될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 소비자 전자 장치와 같은 소비자 제품의 박막 유리 부재의 강도를 향상시키기 위한 장치, 시스템 및 방법에 관한 것일 수 있다. 일 실시예에서, 유리 부재는 소비자 전자 장치의 외측면일 수 있다. 예컨대, 유리 부재는 전자 장치의 표시 영역의 부품을 구성하는(즉, 독립적인 부품으로서 디스플레이 전면에 위치하거나 디스플레이 내에 일체화된) 유리 커버에 해당할 수 있다. 다른 예로서, 유리 부재는 소비자 전자 장치의 하우징의 부품을 구성할 수 있다(예컨대, 디스플레이 영역에서가 아닌 다른 외측면을 구성할 수 있다). 다른 실시예에서, 유리 부재는 소비자 전자 장치의 내부 부품일 수 있다. 예컨대, 유리 부재는 소비자 전자 장치의 하우징 내부에 구비된 LCD 디스플레이의 구성 유리 조각일 수 있다.
얇은 유리의 강도를 향상시키기 위한 장치, 시스템 및 방법은 유리 커버 또는 디스플레이(예컨대, LCD 디스플레이), 특히 핸드헬드 전자 장치(예컨대, 모바일폰, 미디어 플레이어, PDA(Personal Digital Assistant), 원격 제어 장치 등)와 가은 소형 전자 장치에서 조립된 것에 특히 적합하다. 이러한 소형 전자 장치 실시예에서는 유리는 3mm 이하, 특히 0.3에서 2.5mm 사이 정도로 얇을 수 있다. 본 발명의 장치, 시스템 및 방법은 비교적 대형의 전자 장치(예컨대, 휴대형 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 디스플레이, 모니터, 텔레비전 등)를 포함한(이에 한정되는 것은 아님) 다른 장치의 유리 커버나 디스플레이에 이용될 수도 있다. 이러한 대형 전자 장치 실시예에서는 유리는 5mm 이하, 특히 0.3에서 3mm 사이 정도로 얇을 수 있다.
이하, 도 1에서 10을 참조로 본 발명의 실시예들을 설명한다. 그러나, 당업자는 이들 도면에 관한 하기의 상세한 설명은 예시적인 것으로 본 발명은 이들 한정된 실시예를 넘어 확장될 수 있음을 잘 알 것이다. 이들 도면에 도시된 것들은 반드시 일정한 비율에 따라 그려진 것이 아니라 설명을 용이하게 하기 위해 제시된 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 유리 강화 공정(100)의 흐름도이다. 유리 강화 공정(100)은 특정 용도에 더 적합하도록 유리 조각을 화학적으로 강화시킨다.
유리 강화 공정(100)은 후속되는 화학적 강화(strengthen)를 위해 유리를 증강(enhance)(104)할 수 있다. 일 구현에서, 유리는 화학적 처리를 통해 화학적으로 증강(104)될 수 있다. 구체적으로, 유리는 나트륨 이온이 나트륨 용액으로부터 유리로, 즉 유리의 노출면으로 이동할 수 있도록 나트륨 용액 속에 넣을 수 있다.
유리가 증강(104)된 후에, 이 증강된 유리는 화학적으로 강화(106)될 수 있다. 일 구현에서, 증강된 유리는 화학적 처리를 통해 화학적으로 강화(106)될 수 있다. 구체적으로, 증강된 유리는 칼륨 용액으로부터의 칼륨 이온이 증강된 유리 중의 나트륨 이온과 교환될 수 있도록 칼륨 용액 속에 넣을 수 있다.
유리를 증강(104)함으로써, 유리는 화학적 강화(106)가 더 쉽게 된다. 환언하면, 유리가 증강(104)되었을 때에 유리는 더 크게 강화될 수 있다. 블록(106)에 따라서 유리 조각이 화학적으로 강화되었다. 유리 증강으로 인해 유리는 더 크게 화학적으로 강화될 수 있다. 이 화학적 강화 후에 유리 강화 공정(100)은 종료된다.
도 2는 일 실시예에 따른 유리 강화 시스템(200)을 도시한 것이다. 유리 강화 시스템(200)은 화학적 처리를 통해 강화될 유리 물품(202)을 받아 들인다. 유리 물품(202)은 제1 조(槽; bath)(204)가 설치된 제1 조대(bath station)에 제공된다. 유리 물품(202)은 나트륨 용액(206)을 포함하는 제1 조(204)에 삽입(예컨대, 침지)될 수 있다. 다음, 유리 물품(202)은 제1 조대에서 꺼내어 제2 조대에 제공된다. 제2 조대는 제2 조(208)를 구비한다. 유리 물품은 칼륨 용액(210)을 포함하는 제2 조(208)에 삽입(예컨대, 침지)될 수 있다. 그 뒤, 유리 물품(202)는 제2 조(208)에서 꺼낸다. 이 시점에서 유리 물품은 먼저 증강되고 그 다음에 강화되었다. 유리 물품은 증강되었기 때문에, 유리 물품이 먼저 증강되지 않았을 때의 강도보다 더 크게 화학적으로 강화될 수 있다.
더욱이, 유리 물품을 제2 조(208)에서 꺼낸 다음에 이 유리 물품에 대해 후처리가 실시될 수 있다. 후처리는 유리 물품의 의도하는 응용에 따라 크게 다를 수 있다. 그러나, 후처리는 예컨대 린싱(rinsing), 폴리싱(polishing), 어닐링(annealing) 등 중 한 가지 이상을 포함할 수 있다.
제1 조(204) 중의 나트륨 용액(206)은 소정 온도로 가열될 수 있으며, 유리 물품(202)은 소정 기간 동안 제1 조(204)에 침지될 수 있다. 유리 물품(202)의 증강도는 (1) 유리 종류, (2) 조 농도(예컨대, Na 농도), (3) 제1 조(204) 내의 침지 시간, 및 (4) 제1 조(204)의 온도에 따라 다르다. 마찬가지로, 제2 조(208) 중의 칼륨 용액(210)은 소정 온도로 가열될 수 있으며, 유리 물품(202)은 소정 기간 동안 제2 조(208)에 침지될 수 있다. 제2 조(208)에 의해 제공되는 유리 물품의 화학적 강화도는 (1) 유리 종류, (2) 조 농도(예컨대, K 농도), (3) 제2 조(208) 내의 침지 시간, 및 (4) 제2 조(208)의 온도에 따라 다르다.
일 구현에서, 유리 물품용 유리는 예컨대 알루미나 실리케이트 유리 또는 소다라임 유리일 수 있다. 또한, 다양한 공급업자로부터 공급된 유리는 비록 그 종류는 같다고 하더라고 그 특성이 다를 수 있으며, 따라서, 다른 값을 필요로 할 수 있다. 제1 조(204)는 나트륨 농도가 30%에서 100% 몰(mol)인 나트륨(Na)조 또는 질산나트륨(NaNO3)조일 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 조(204)는 질산나트륨 (NaNO3) 및 질산칼륨(KNO3)조일 수 있으며, 유리 물품(202)이 제1 조(204)에 침지되는 시간은 약 4에서 8시간일 수 있으며, 제1 조(204)의 온도는 약 350에서 450℃일 수 있다. 유리 물품(202)이 제2 조(208)에 침지되는 시간은 약 6에서 20시간일 수 있으며, 제2 조(208)의 온도는 약 300에서 500℃일 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 유리 조각 공정(300)의 흐름도이다. 유리 조각 공정(300)은 소비재에 더 적합하게 이용되도록 유리 조각을 처리하는 것이다.
유리 조각 공정(300)에서는 먼저 유리 조각을 얻는다(302). 유리 조각은 가열된 나트륨조에 침지(304)될 수 있다. 그 다음, 이 유리 조각이 가열된 나트륨조에서 빼내어야하는 지에 대해 판단(306)할 수 있다. 예컨대, 가열된 나트륨조는 소정 온도로 유지될 수 있으며, 유리 조각은 가열된 나트륨조에 소정 기간 동안 침지될 수 있다. 일례로서, 유리 조각이 가열된 나트륨조에 소정 기간 동안 침지되어있은 후에 그 유리 조각은 가열된 나트륨조에서 빼내어야 하는 것으로 판단(306)될 수 있다.
유리 조각이 가열된 나트륨조에서 빼내어야 하는 것으로 판단(306)되고 나면, 유리 조각은 가열된 칼륨조에 침지(308)될 수 있다. 그 다음, 이 유리 조각이 가열된 칼륨조에서 빼내어야하는 지에 대해 판단(310)할 수 있다. 예컨대, 가열된 칼륨조는 소정 온도로 유지될 수 있으며, 유리 조각은 가열된 칼륨조에 소정 기간 동안 침지될 수 있다.
유리 조각이 가열된 칼륨조에서 빼내어야 하는 것으로 판단(310)되고 나면, 유리 조각에 대해 후처리(312)가 실시될 수 있다. 이 후처리는 응용에 따라 다를 수 있다. 예컨대, 후처리는 유리 조각에 대한 폴리싱, 그라인딩, 가열, 어닐링, 클리닝 등 중 한 가지 이상을 포함할 수 있다. 통상적으로, 유리 조각에 대한 후처리는 유리 조각을 그 의도하는 용도에 더 적합하게 되도록 만든다.
후처리(312)를 수행한 후에 유리 조각은 소비재에 이용될 수 있다(314). 유리 조각은 소비재의 하우징의 외곽부로서, 또는 내부 부품(예컨대, LCD 유리 패널)의 유리 조각으로서 이용될 수 있다. 예컨대, 소비재는 휴대형 전자 장치와 같은 소비자 전자 제품일 수 있다. 블록(314) 후에 유리 조각 공정(300)은 종료된다.
가열된 칼륨조에서 사용되는 소정 온도는 가열된 나트륨조에서 사용되는 소정 온도와 같을 수도 다를 수도 있다. 가열된 칼륨조에서의 침지 시간은 가열된 나트륨조에서의 침지 시간과 같은 수도 다를 수도 있다. 예컨대, 유리 조각은 가열된 나트륨조에 약 350에서 450℃ 온도에서 약 4에서 8시간 동안 침지될 수 있다. 또, 예컨대, 유리 조각은 가열된 칼륨조에 약 300에서 500℃ 온도에서 약 6에서 20시간 동안 침지될 수 있다.
다른 실시예에 따라서, 유리 처리는 추가조(additional bath)를 더 포함할 수 있다. 이 추가조는 유리 조각(유리 물품)의 표면에서의 소량의 이온 역교환(back exchange)을 제공하기 위해 구비될 수 있다. 역교환은 유리 조각으로부터의 칼륨 이온을 나트륨 이온으로 교환할 수 있다. 이 역교환은, 외측 에지 부근의 결함이나 균열이 그 에지로부터 약간 안쪽에 있고 유리 부재에 손상을 입히기 쉬운 약점이 있기 때문에, 외측 에지로부터 최대한 안쪽으로 최대한 압축(10에서 70 마이크로미터)시키는데 유용할 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 유리 강화 시스템(400)을 도시한 것이다. 유리 강화 시스템(400)은 화학적 처리를 통해 강화될 유리 물품(402)을 받아 들인다. 유리 물품(402)은 제1 조(404)가 설치된 제1 조대에 제공된다. 유리 물품(402)은 나트륨 용액(406)을 포함하는 제1 조(404)에 삽입(예컨대, 침지)될 수 있다. 다음, 유리 물품(402)은 제1 조대에서 꺼내어 제2 조대에 제공된다. 제2 조대는 제2 조(408)를 구비한다. 유리 물품은 칼륨 용액(410)을 포함하는 제2 조(408)에 삽입(예컨대, 침지)될 수 있다. 그 뒤, 유리 물품(402)은 제2 조(408)에서 꺼내어진다. 이 시점에서 유리 물품은 먼저 증강되고 그 다음에 강화되었다. 유리 물품은 증강되었기 때문에, 유리 물품이 더 크게 화학적으로 강화될 수 있다.
추가적으로, 유리 물품(402)을 제2 조(408)에서 꺼낸 후에, 이 유리 물품은 제3 조(412)가 설치된 제3 조대에 제공될 수 있다. 유리 물품(402)은 나트륨 용액(414)을 포함하는 제3 조(412)에 삽입(예컨대, 침지)될 수 있다. 여기서, 유리 물품으로부터의 칼륨 이온은 나트륨 용액 중의 나트륨 이온과 교환된다. 이는 유리 물품과 이미 교환된 일부 이온이 유효하게 교환되지 않거나 복귀되기 때문에 역교환이라고 할 수 있다. 이어서, 유리 물품(402)운 제3 조(412)에서 빼내어 진다.
제1 조(404) 중의 나트륨 용액(406)은 소정 온도로 가열될 수 있으며, 유리 물품(402)은 소정 기간 동안 제1 조(404)에 침지될 수 있다. 유리 물품의 증강도는 적어도 (1) 유리 종류, (2) 조 농도(예컨대, Na 농도), (3) 제1 조(404) 내의 침지 시간, 및 (4) 제1 조(404)의 온도에 따라 다르다. 마찬가지로, 제2 조(408) 중의 칼륨 용액(410)은 소정 온도로 가열될 수 있으며, 유리 물품(402)은 소정 기간 동안 제2 조(408)에 침지될 수 있다. 더욱이, 제3 조(412) 중의 나트륨 용액(414)은 소정 온도로 가열될 수 있으며, 유리 물품(402)은 소정 기간 동안 제3 조(412)에 침지될 수 있다.
제2 조(408)에서의 소정 침지 기간은 제1 조(404) 또는 제3 조(412)에서의 소정 침지 기간과 같을 수도 다를 수도 있다. 제3 조(412)에서의 소정 침지 기간은 제1 조(404) 또는 제2 조(408)에서의 소정 침지 기간과 같을 수도 다를 수도 있다. 통상적으로 제3 조(412)에서의 소정 침지 기간은 제1 조(404)에서의 소정 침지 기간보다 상당히 작다.
더욱이, 유리 물품을 제3 조(412)에서 꺼낸 다음에 이 유리 물품에 대해 후처리가 실시될 수 있다. 후처리는 유리 물품의 의도하는 응용에 따라 크게 다를 수 있다. 그러나, 후처리는 예컨대 린싱, 폴리싱, 어닐링 등 중 한 가지 이상을 포함할 수 있다.
제1 조(404) 중의 나트륨 용액(406)은 소정 온도로 가열될 수 있으며, 유리 물품(402)은 소정 기간 동안 제1 조(404)에 침지될 수 있다. 유리 물품(402)의 증강도는 (1) 유리 종류, (2) 조 농도(예컨대, Na 농도), (3) 제1 조(404) 내의 침지 시간, 및 (4) 제1 조(404)의 온도에 따라 다르다. 마찬가지로, 제2 조(408) 중의 칼륨 용액(410)은 소정 온도로 가열될 수 있으며, 유리 물품(402)은 소정 기간 동안 제2 조(408)에 침지될 수 있다. 제2 조(408)에 의한 유리 물품의 화학적 강화도는 (1) 유리 종류, (2) 조 농도(예컨대, K 농도), (3) 제2 조(408) 내의 침지 시간, 및 (4) 제2 조(408)의 온도에 따라 다르다.
일 구현에서, 유리 물품용 유리는 예컨대 알루미나 실리케이트 유리 또는 소다라임 유리일 수 있다. 또한, 다양한 공급업자로부터 공급된 유리는 비록 그 종류는 같다고 하더라고 그 특성이 다를 수 있으며, 따라서, 다른 값을 필요로 할 수 있다. 제1 조(404)는 나트륨 농도가 30%에서 100% 몰인 나트륨(Na)조 또는 질산나트륨(NaNO3)조일 수 있다. 유리 물품(402)이 제1 조(404)에 침지되는 시간은 약 4에서 8시간일 수 있으며, 제1 조(404)의 온도는 약 350에서 450℃일 수 있다. 유리 물품(402)이 제2 조(408)에 침지되는 시간은 약 6에서 20시간일 수 있으며, 제2 조(408)의 온도는 약 300에서 500℃일 수 있다. 제3 조(412)는 나트륨 농도가 30%에서 100% 몰인 나트륨(Na)조 또는 질산나트륨(NaNO3)조일 수 있다. 유리 물품(402)이 제3 조(412)에 침지되는 시간은 약 1에서 30분일 수 있으며, 제3 조(412)의 온도는 약 350에서 450℃일 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 역교환 공정(500)의 흐름도이다. 역교환 공정(500)은 도 3에 도시된 유리 조각 공정(300)에 이용될 수 있는 추가적이고 선택적인 공정이다. 예컨대, 역교환 공정(500)은 유리 조각 공정(300)의 블록(310) 후 블록(312) 전에 선택적으로 이용될 수 있다.
역교환 공정(500)은 유리 조각 내로의 나트륨의 역교환을 위한 추가조를 구비한다. 역교환 공정(500)에 따라서, 유리 조각은 가열된 나트륨조에 침지(502)될 수 있다. 그 다음, 이 유리 조각이 가열된 나트륨조에서 빼내어야하는 지에 대해 판단(504)할 수 있다. 예컨대, 가열된 나트륨조는 소정 온도로 유지될 수 있으며, 유리 조각은 가열된 나트륨조에 소정 기간 동안 침지될 수 있다. 일례로서, 유리 조각이 가열된 나트륨조에 소정 기간 동안 침지되어 있은 후에 그 유리 조각은 가열된 나트륨조에서 빼내어야 하는 것으로 판단(504)될 수 있다.
유리 조각이 가열된 나트륨조에서 빼내어야 하는 것으로 판단(504)되고 나면, 유리 조각 처리는 도 3에 도시된 블록(312)에서의 전처리와 유리 조각 공정(300)의 후속 동작을 수행하도록 되돌아갈 수 있다.
역교환 공정(500)에서, 가열된 나트륨조는 소정 온도로 가열될 수 있으며, 유리 조각은 가열된 나트륨조에 소정 기간 동안 침지될 수 있다. 유리 조각의 역교환량은 (1) 유리 종류, (2) 조 농도(예컨대, Na 농도), (3) 나트륨조 내의 침지 시간, 및 (4) 나트륨조의 온도에 따라 다르다. 일 구현에서, 유리 조각용 유리는 예컨대 알루미나 실리케이트 유리 또는 소다라임 유리일 수 있다. 또한, 다양한 공급업자로부터 공급된 유리는 비록 그 종류는 같다고 하더라고 그 특성이 다를 수 있으며, 따라서, 다른 값을 필요로 할 수 있다. 가열된 나트륨조는 나트륨 농도가 30%에서 100% 몰인 나트륨(Na)조 또는 질산나트륨(NaNO3)조일 수 있다. 유리 조각이 역교환을 위해 가열된 나트륨조에 침지되는 소정 기간은 약 1에서 30분일 수 있으며, 가열된 나트륨조의 온도는 약 350에서 450℃일 수 있다.
전술한 바와 같이, 유리 커버는 휴대형 전자 장치와 같은 전자 장치의 하우징의 부분들의 외곽면으로 이용될 수 있다. 소형이고 휴대성이 좋은 휴대형 장치 장치는 핸드헬드 전자 장치라고 할 수 있다. 핸드헬드 전자 장치는 예컨대 미디어 플레이어, 전화, 인터넷 브라우저, e메일 유닛 또는 이들 중 2가지 이상의 조합으로서 기능할 수 있다. 핸드헬드 전자 장치는 일반적으로 하우징과 디스플레이 영역을 포함한다.
도 6a 및 6b는 일 실시예에 따른 전자 장치(600)의 모식도이다. 도 6a는 전자 장치(600)의 평면도이고, 도 6b는 참조 라인 A-A'을 따라 잘라서 본 전자 장치(600)의 측횡단면도이다. 전자 장치(600)는 유리 커버창(604)(유리 커버)을 상면으로 가진 하우징(602)을 포함할 수 있다. 커버창(604)은 이를 통해 디스플레이 조립체(606)가 보일 수 있도록 주로 투명하다. 커버창(604)은 여기서 설명된 다중조 화학적 처리를 이용하여 화학적으로 강화될 수 있다. 디스플레이 조립체(606)는 예컨대 커버창(604)에 인접하여 배치될 수 있다. 하우징(602)은 디스플레이 조립체(606) 옆에 컨트롤러(프로세서), 메모리, 통신 회로와 같은 내부 전기 부품을 내장할 수도 있다. 디스플레이 조립체(606)는 예컨대 LCD 모듈을 포함할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 조립체(606)는 액정 모듈(LCM)을 포함하는 액정 디스플레이(LCD)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 커버창(604)은 LCM과 일체화될 수 있다. 하우징(602)은 전자 장치(600)에 전자적 기능을 부여하는 내부 전기 부품을 내장하기 위한 개구부(608)를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 하우징(602)은 커버창(604)을 위한 베즐(bezel)을 포함할 필요가 없다. 대신에 커버창(604)은 커버창(604)의 에지가 하우징(602)의 측면과 정렬(또는 실질적으로 정렬)될 수 있도록 하우징(602)의 상면에 걸쳐 연장할 수 있다. 커버창(604)의 에지는 노출되어 있을 수 있다. 커버창(604)의 에지는 도 6a와 6b에 도시된 바와 같이 노출될 수 있지만, 다른 실시예에서는 이 에지는 보호될 수 있다. 일례로서, 커버창(604)의 에지는 하우징(602)의 외측면으로부터 (수평적으로 또는 수직적으로) 만곡될(recessed) 수 있다. 다른 예로서, 커버창(604)의 에지는 이 주변에 또는 이에 인접하여 배치된 부가재에 의해 보호될 수 있다.
커버창(604)은 일반적으로 다양한 방식으로 배치되거나 구체화될 수 있다. 예컨대, 커버창(604)은 평판 디스플레이(예컨대, LCD)나 터치 스크린 디스플레이(예컨대, LCD와 터치층)와 같은 하부 디스플레이(예컨대, 디스플레이 조립체(606)) 위에 위치한 보호 유리 조각으로 구성될 수 있다. 대안으로서, 커버창(604)은 디스플레이와 효과적으로 일체화될 수 있다. 즉, 유리창이 디스플레이의 적어도 일부로서 구성될 수 있다. 게다가, 커버창(604)은 터치 스크린과 연관된 터치층과 같은 터치 감지 장치와 실질적으로 일체화될 수 있다. 커버창(604)이 디스플레이의 최외곽층으로 기능하는 경우도 있을 수 있다.
도 7a와 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치(700)의 모식도이다. 도 7a는 전자 장치(700)의 평면도이고, 도 7b는 참조 라인 B-B'을 따라 잘라서 본 전자 장치(700)의 측횡단면도이다. 전자 장치(700)는 유리 커버창(704)(유리 커버)을 상면으로 가진 하우징(702)을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 커버창(704)은 하우징(702)의 측면(703)에 의해 보호될 수 있다. 여기서, 커버창(704)은 하우징(702)의 상면에 걸쳐 완전히 연장하지 않고, 측면(703)의 상면이 커버창(704)의 외측면에 인접하여 이와 수직으로 정렬될 수 있다. 커버창(704)의 에지는 강도 증강을 위해 둥글게 만들어질 수 있으므로, 측면(703)과 커버창(704)의 주변 에지 간에 간극(705)이 존재할 수 있다. 커버창(704)의 두께가 얇다는(예컨데, 3mm 미만) 점을 감안하면 간극(705)은 통상적으로 매우 작다. 그러나, 원한다면, 간극(705)은 소정의 재료로 채워질 수 있다. 이 재료는 플라스틱, 고무, 금속 등일 수 있다. 이 재료는, 커버창(704)의 주변 에지에 인접한 간극(705)에 걸치더라도, 전자 장치(700)의 전체 전면(front surface)이 평평하게(flush) 되도록 간극(705)에 맞추어 채워질 수 있다. 간극(705)을 채우는 재료는 유연성을 가질 수 있다. 간극(705)에 채워진 재료는 개스킷을 구현할 수 있다. 간극(705)을 채우므로써, 하우징(702) 내의 원치않는 간극이 채워지거나 밀봉되어 간극(705) 내에 오염물(예컨대, 먼지, 수분)이 생기는 것을 방지할 수 있다. 측면(703)은 하우징(702)과 일체화될 수 있지만, 하우징(702)과 떨어질 수 있고, 예컨대 커버창(704)을 위한 베즐로서 작용할 수 있다.
커버창(704)은 디스플레이 조립체(706)가 커버창(704)을 보일 수 있도록 주로 투명하다. 디스플레이 조립체(706)는 예컨대 커버칭(704)에 인접 배치될 수 있다. 하우징(702)은 디스플레이 조립체 옆에 컨트롤러(프로세서), 메모리, 통신 회로와 같은 내부 전기 부품을 내장할 수도 있다. 디스플레이 조립체(706)는 예컨대 LCD 모듈을 포함할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 조립체(706)는 액정 모듈(LCM)을 포함하는 액정 디스플레이(LCD)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 커버창(704)은 LCM과 일체화될 수 있다. 하우징(702)은 전자 장치(700)에 전자적 기능을 부여하는 내부 전기 부품을 내장하기 위한 개구부(708)를 포함할 수도 있다.
또한, 전자 장치(700)의 전면(front surface)은 사용자 인터페이스 제어부(708)(예컨대, 클릭 휠 컨트롤)를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 커버창(704)은 전자 장치(700)의 전면 전체를 덮는 것은 아니다. 전자 장치(700)는 기본적으로 전면의 일부를 덮는 부분적 디스플레이 영역을 포함한다.
커버창(704)은 일반적으로 다양한 방식으로 배치되거나 구체화될 수 있다. 예컨대, 커버창(704)은 평판 디스플레이(예컨대, LCD)나 터치 스크린 디스플레이(예컨대, LCD와 터치층)와 같은 하부 디스플레이(예컨대, 디스플레이 조립체(706)) 위에 위치한 보호 유리 조각으로 구성될 수 있다. 대안으로서, 커버창(704)은 디스플레이와 효과적으로 일체화될 수 있다. 즉, 유리창이 디스플레이의 적어도 일부로서 구성될 수 있다. 게다가, 커버창(704)은 터치 스크린과 연관된 터치층과 같은 터치 감지 장치와 실질적으로 일체화될 수 있다. 커버창(704)이 디스플레이의 최외곽층으로 기능하는 경우도 있을 수 있다.
전술한 바와 같이, 전자 장치는 핸드헬드 전자 장치 또는 휴대형 전자 장치일 수 있다. 본 발명은 유리 커버가 얇을 뿐만 아니라 적당히 강하게 되도록 할 수 있다. 핸드헬드 전자 장치와 휴대형 전자 장치는 이동가능하므로 고정된 장치는 받지 않을 여러 가지 충격이나 스트레스를 받을 수 있다. 따라서, 본 발명은 얇도록 설계된 핸드헬드 전자 장치나 휴대형 전자 장치의 유리 표면의 구현에 적합하다.
강화된 유리, 예컨대, 유리 커버 또는 유리창은 얇은 유리 적용 장치에 특히 유용하다. 예컨대, 강화된 유리 커버의 두께는 약 0.5에서 2.5mm일 수 있다. 다른 실시예에서, 이러한 유리 강화는 두께가 약 2mm 미만, 또는 약 1mm보다 훨씬 작은, 심지어는 약 0.6mm보다도 작은 유리 제품에 적합하다.
유리, 예컨대 유리 커버 또는 커버창을 화학적으로 강화하는 것은 유리 에지의 코너에 적용된 두께의 적어도 10%의 소정 곡률(또는 에지 반경)을 가진 소정 에지 형태로 둥글게 만들어진 유리 에지에 더 효과적일 수 있다. 다른 실시예에서, 소정 곡률은 유리 두께의 20%에서 50%일 수 있다. 50%의 소정 곡률은 연속한 곡률로 생각할 수 있으며, 그 일례는 도 3e에 도시되어 있다.
일 실시예에서, 유리 커버의 크기는 관련 전자 장치의 크기에 따라 다르다. 예컨대, 핸드헬드 전자 장치의 경우, 유리 커버의 크기는 대개는 대각 길이로 5인치(약 12.7cm) 이하이다. 다른 예로서, 소형 휴대형 컴퓨터나 태블릿 컴퓨터와 같은 휴대형 전자 장치의 경우, 유리 커버의 크기는 대개는 대각 길이로 4인치(약 10.2cm)에서 12인치(약 30.5cm)이다. 또 다른 예로서, 풀 사이즈 휴대형 컴퓨터, 디스플레이(텔레비전 포함) 또는 모니터와 같은 휴대형 전자 장치의 경우, 유리 커버의 크기는 대개는 대각 길이로 10인치(약 25.4cm)에서 20인치(약 50.8cm) 또는 그 보다 훨씬 크다.
그러나, 스크린 크기가 증가할수록 유리층의 두께도 커져야 한다는 것을 알아야 한다. 유리층이 대형일수록 그 평면성을 유지하기 위해 유리층의 두께가 커져야 한다. 디스플레이는 여전히 비교적 얇을 수 있지만 스크린 크기의 증가에 따라 최소 크기도 증가할 수 있다. 예컨대, 유리 커버의 최소 두께는 스크린 크기에 따라서 소형 핸드헬드 전자 장치의 경우 약 0.3mm, 소형 휴대형 컴퓨터나 태블릿 컴퓨터의 경우 약 0.5mm, 풀 사이즈 휴대형 컴퓨터, 디스플레이 또는 모니터의 경우 약 1.0mm 이상일 수 있다. 그러나, 더 일반적으로는, 유리 커버의 두께는 응용 및/또는 전자 장치 크기에 따라 다를 수 있다.
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 강화되어 더욱 얇은 유리 조각이 소비자 전자 장치에 이용될 수 있다. 유리 두께가 얇아지더라고 강도가 충분하면 소비자 전자 장치가 더욱 박형화될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따라서 유리 조각의 표면을 화학적으로 처리하는 공정(800)을 보여준다. 이 공정(800)은 일 실시예에 따른, 제2 조대 또는 칼륨조에서의 화학적 강화와 관련된 처리를 나타낼 수 있다. 유리 조각의 표면, 예컨대 에지를 화학적으로 처리하는 공정(800)은 유리 조각을 얻는 단계(802)에서 시작할 수 있다. 일 실시예에서, 유리 조각은 유리 시트를 유리 조각들, 예컨대 유리 커버들로 개편화(singulate)하여 얻을 수 있으며, 유리 조각의 에지는 소정 형태를 갖도록 조작된다. 그러나, 화학적으로 처리될 유리 조각은 임의의 적당한 공급원으로부터 얻을 수 있음을 알아야 한다.
단계(804)에서, 유리 조각은 랙(rack) 상에 배치될 수 있다. 랙은 통상적으로 화학적 초리 중에 그 유리 조각뿐만 아니라 다른 유리 조각도 지지하도록 구성된다. 랙 상에 유리 조각이 배치되고 나면, 단계(806)에서 그 랙은 가열된 이온조에 침지될 수 있다. 가열된 이온조는 일반적으로는 일정 농도의 이온(예컨대, 리튬, 세슘 또는 칼륨과 같은 알칼리 금속 이온)을 포함하는 조일 수 있다. 조 내의 이온 농도는 유리 표면의 압축 스트레스를 제어할 수 있도록 변화시킬 수 있음을 알아야 한다. 가열된 이온조는 이온 교환이 가능할 정도로 적당한 온도로 가열될 수 있다.
랙이 가열된 이온조에 침지되면, 단계(808)에서 이온조와 랙 상의 유리 조각 간에 이온 교환이 일어날 수 있다. 일반적으로 Na+ 이온을 포함하는 유리 조각과 이온조 간에는 확산 교환이 일어난다. 확산 교환 중에는 Na+ 이온보다 큰 알칼리 금속 이온이 유리 조각 중의 Na+ 이온을 효과적으로 대체한다. 일반적으로, 유리 조각의 표면 영역 근처의 Na+ 이온은 알칼리 이온으로 대체될 수 있지만, 유리의 표면 영역이 아닌 부분에서의 Na+ 이온은 기본적으로 알칼리 이온으로 대체되지 않는다. 유리 조각에서 알칼리 이온이 Na+ 이온을 대체하면 유리 조각의 표면 부근에 압축층이 실제로 생성된다. 유리 조각에서 알카리 금속으로 이온으로 대체되는 Na+ 이온은 이온 용액의 일부가 된다.
단계(810)에서, 랙을 가열된 이온조에 침지하는 기간이 종료되었는지에 대해 판단될 수 있다. 랙 침지 기간은 구현에 따라 크게 달라질 수 있음을 알아야 한다. 통상적으로, 랙 침지 기간이 길수록, 즉, 알칼리 금속 이온과 Na+ 이온간의 교환 시간이 길수록 화학적 강화층의 깊이는 증가한다. 예컨대, 유리 시트의 두께가 1mm 정도라면, 이온조 내에서의 화학적 처리(즉, 이온 교환)에 의해 유리 조각의 표면의 두께는 10 마이크로미터 이상이 될 수 있다. 예컨대, 유리 조각이 소다라임 유리로 구성된 경우, 이온 교환으로 인한 압축층의 두께는 약 10 마이크론일 수 있다. 다른 예로서, 유리 조각이 알루미늄 실리케이트 유리로 구성된 경우, 이온 교환으로 인한 압축층의 두께는 약 50 마이크론일 수 있다.
단계(810)에서 가열된 이온조 중의 랙 침지 기간이 종료하지 않았다고 판단되면, 공정(800) 흐름은 단계(808)로 되돌아 가서 이온조와 유리 조각 간에 화학적 반응이 계속해서 일어나도록 한다. 반면에, 랙 침지 기간이 종료되었다고 판단되면, 단계(812)에서 이온조에서 랙을 빼낼 수 있다. 랙을 이온조에서 빼낼 때, 단계(814)에서 랙에서 유리 조각이 빼내질 수 있고, 유리 조각 표면을 화학적으로 처리하는 공정(800)이 완료될 수 있다. 그러나, 원한다면 이 유리 조각은 폴리싱(연마)될 수 있다. 폴리싱은 예컨대 화학적 처리 후에 남아있는 유리 조각 상의 헤이즈(haze) 또는 잔류물을 제거할 수 있다.
화학적 강화 공정이 실시된 유리 커버는 전술한 바와 같이 일반적으로 화학적으로 강화된 층을 포함한다. 도 9a는 일 실시예에 따라 화학적으로 강화된 층이 생성되도록 화학적으로 처리된 유리 커버의 횡단면도이다. 유리 커버(900)는 화학적으로 강화된 층(928)과 화학적으로 강화되지 않은 부위(926)를 포함한다. 일 실시예에서 유리 커버(900)에 대해 전체적으로 화학적 강화 처리가 실시되지만, 외측면만이 이 강화 처리를 받는다. 이 강화 처리의 효과는 화학적으로 강화되지 않은 부위(926)는 장력을 받지만 화학적으로 강화된 층(928)은 압축력을 받는다는 것이다. 유리 커버(900)가 둥근 에지 형태(902)를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 유리 커버(900)는 일반적으로 임의의 에지 형태를 가질 수 있다. 그러나, 둥근 에지 형태가 유리 커버(900)의 에지의 강도를 더 증가시킬 수 있다. 둥근 에지 형태(902)는 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.
화학적으로 강화된 층(928)은 유리 커버(900)가 이용되어야 할 특정 시스템의 요건에 따라서 변할 수 있는 두께(y)를 갖고 있다. 화학적으로 강화되지 않은 부위(926)는 일반적으로 Na+ 이온(934)은 포함하지만 알칼리 금속 이온(936)은 포함하지 않는다. 화학적 강화 공정에 의해서 화학적 강화층(928)은 Na+ 이온(934)과 알칼리 금속 이온(936)을 포함하도록 형성된다.
도 10은 일 실시예에 따른, 유리 커버를 이온조에 침지하는 화학적 처리 공정의 모식도이다. 부분적으로 횡단면으로 도시된 유리 커버(1000)가 가열된 이온조(1032)에 침지, 즉 담구어질 때에 확산이 일어난다. 도시된 바와 같이, 유리 커버(1000) 중에 존재하는 알칼리 금속 이온(1034)은 이온조(1032) 내로 확산되고, 이온조(1032) 중의 알칼리 금속 이온(1036)(예컨대, 칼륨(K))은 유리 커버(1000) 내로 확산되어 화학적 강화층(1028)이 형성된다. 즉, 이온조(1032) 중의 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 중심부(1026)로 확산되지 않는다. 화학적 강화 처리 지속기간(즉, 시간)과 이온조(1032) 중의 온도 및/또는 알칼리 금속 이온(1036)의 농도를 제어함으로써 화학적 강화층(1028)의 두께(y)가 실질적으로 제어될 수 있다.
이온조 중의 알칼리 금속 이온의 농도는 유리 커버가 이온조 중에 담구어져 있는 동안에 변할 수 있다. 즉, 본 발명의 본질 또는 범위로부터 벗어남이 없이, 유리 커버가 이온조 중에 침지되어 있는 동안에 이온조 중의 알칼리 금속 이온의 농도는 실질적으로 일정하게 유지되거나, 증가 및/또는 감소될 수 있다. 예컨대, 알칼리 금속 이온이 유리 중의 Na+ 이온을 대체함에 따라 Na+ 이온은 이온조의 일부가 된다. 따라서, 이온조에 추가적인 알칼리 금속 이온이 첨가되지 않는 한 이온조 중의 알카리 금속 이온의 농도는 변할 수 있다.
여기서 설명된 기술은 핸드헬드 전자 장치, 휴대형 전자 장치 및 실질적으로 고정된 장치를 포함하는(이에 한정되는 것은 아님) 여러 가지 전자 장치에 이용되는 유리면에 적용될 수 있다. 이러한 전자 장치의 예로는 디스플레이를 포함하는 공지의 소비자 전자 장치가 있다. 예컨대, 이러한 전자 장치는 미디어 플레이어, 모바일폰(예컨대, 셀룰러폰), PDA, 원격 제어 장치, 노트북 컴퓨터, 태블릿 PC, 모니터, 복합형 컴퓨터 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 본 발명의 여러 가지 양상, 특징, 실시예 또는 구현은 단독으로 또는 여러 가지로 조합하여 이용될 수 있다.
유리 물품의 에지 강화에 대한 추가적인 세부 사항은 (i) 미국 임시 특허출원 61/156,803(출원일: 2009년 3월 2일, 발명의 명칭: "Techniques for Strengthening Glass Covers for Portable Electronic Devices")과 (ii) 국제 특허출원 PCT/US2010/025979(출원일: 2010년 3월 2일, "Techniques for Strengthening Glass Covers for Portable Electronic Devices")에 개시되어 있으며, 이 출원들의 전체 내용은 본 명세서에 인용으로 포함된다.
다른 화학조를 이용한 화학적 강화 처리에 대한 추가적인 세부 사항은 미국 임시 특허출원 61/301,585(출원일: 2010년 2월 4일, 발명의 명칭: "Techniques for Strengthening Glass Covers for Portable Electronic Devices")에 개시되어 있으며, 이 출원의 전체 내용은 본 명세서에 인용으로 포함된다.
지금까지 본 발명의 몇 가지 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 본 발명의 본질 또는 범위로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 특정 형태로 구현될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 방법과 관련된 단계들은 다양하게 달라질 수 있다. 본 발명의 본질과 범위로부터 벗어남이 없이 단계들이 추가, 변경, 조합 및 재정렬될 수 있다. 마찬가지로, 도면에서는 동작들이 특정 순서로 나타나 있지만, 이러한 동작들이 반드시 그러한 특정 순서로 또는 순차적으로 수행되어야 하는 것으로, 또는 원하는 결과를 얻기위해 예시된 모든 동작이 수행되어야 하는 것으로 생각해서는 안 된다.
본 명세서는 여러 가지 많은 구체적 사항을 포함하지만, 이들이 본 발명의 범위 또는 청구범위를 한정하는 것으로 해석해서는 않되며, 본 발명의 특정 실시예에 특정된 특징에 대한 설명으로 해석되어야 한다. 여러 가지 실시예에서 설명된 특정 특징들은 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 하나의 실시예에서 설명된 여러 가지 특징은 여러 가지 실시예에서 독자적으로 또는 임의의 적당한 세부 조합으로 구현될 수도 있다. 더욱이, 상기에서는 특징들이 특정 조합들로 작동하는 것으로 기술될 수 있지만, 어떤 조합의 한 가지 이상의 특징은 삭제되는 경우가 있을 수 있으며 이러한 조합은 세부 조합 또는 그 변형이 될 수 있다.
지금까지 본 발명은 몇 가지 실시예로서 설명하였지만, 본 발명의 범위 내에 있는 여러 가지 변경, 치환 및 등치가 있다. 또한, 본 발명의 방법과 장치를 구현하는데는 다른 여러 가지 많은 방식이 있음을 알아야 한다. 그러므로, 하기의 첨부된 청구범위는 본 발명의 본질과 범위 내에 있는 그러한 모든 변경, 치환 및 등치를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 유리 조각을 강화(strengthening)하는 방법으로서,
    화학적으로 강화될 유리 조각을 얻는 단계;
    유리가 더 쉽게(more susceptible) 화학적으로 강화될 수 있도록 상기 유리를 증강(enhancing)하는 단계;
    후속하여, 상기 증강된 유리를 화학적으로 강화하는 단계;
    상기 증강된 유리를 화학적으로 강화하는 단계 이후에 상기 증강된 유리를 역교환(back exchanging)하는 단계; 및
    상기 역교환 단계 이전에 상기 증강된 유리를 폴리싱하는 단계
    를 포함하고,
    상기 역교환하는 단계 이후의 상기 증강된 유리는 휴대용 전자 장치를 위한 커버 유리로서 제공되고,
    상기 유리 조각은 1.0mm 이하의 두께를 갖는, 유리 조각 강화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유리를 증강하는 단계는 상기 유리를 나트륨 용액 중에 침지하는 단계를 포함하는, 유리 조각 강화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 증강된 유리를 화학적으로 강화하는 단계는 상기 증강된 유리를 칼륨 용액(potassium solution)에 침지하는 단계를 포함하는, 유리 조각 강화 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 증강된 유리를 역교환하는 단계는 상기 유리를 나트륨 용액 중에 침지하는 단계를 포함하는, 유리 조각 강화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유리를 증강하는 단계는 상기 화학적으로 강화하는 단계가 더 효과적으로 이루어지도록 하는, 유리 조각 강화 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 휴대용 전자 장치는 모바일 폰인, 유리 조각 강화 방법.
  7. 유리 물품들을 위한 유리 강화 시스템으로서,
    나트륨 용액을 제공하는 제1 조대 (bath station) - 상기 제1 조대는, 유리 물품을 수용하고, 나트륨 이온을 상기 유리 물품의 표면으로 유입하여 더 쉽게(more susceptible) 화학적으로 강화될 수 있도록 함 - ;
    칼륨 용액을 제공하는 제2 조대 - 상기 제2 조대는, 상기 제1 조대에 이어서 상기 유리 물품을 수용하고, 칼륨 이온을 상기 유리 물품 중의 나트륨 이온과 교환하여 상기 유리 물품을 화학적으로 강화시킴 - ;
    나트륨 용액을 제공하는 제3 조대 - 상기 제3 조대는, 상기 제2 조대에 이어서 상기 유리 물품을 수용하고 칼륨 이온을 대체할 나트륨 이온을 상기 유리 물품의 표면으로 다시 유입함 - ; 및
    상기 제3 조대에 앞서서 상기 유리 물품을 수용하고 상기 유리 물품을 폴리싱하도록 동작하는 후처리 스테이션
    을 포함하고,
    상기 유리 물품은 1.0mm 이하의 두께를 갖고,
    상기 유리 물품의 유리는 휴대용 전자 장치를 위한 커버 유리인, 유리 강화 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 나트륨 용액은 미리 결정된 제1 온도로 가열되고,
    상기 칼륨 용액은 미리 결정된 제2 온도로 가열되는, 유리 강화 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 유리 물품은 알루미나 실리케이트 유리(alumina silicate glass)인, 유리 강화 시스템.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 휴대용 전자 장치는 모바일 폰인 유리 강화 시스템.
  11. 유리 조각의 강도를 향상시키도록 유리 조각을 처리하는 방법으로서,
    상기 유리 조각이 더 쉽게(more susceptible) 화학적으로 강화될 수 있도록 상기 유리 조각을 가열된 나트륨조(heated sodium bath)에 침지하는 단계;
    상기 유리 조각이 상기 가열된 나트륨조에서 빼내어져야 하는 지를 판단하는 단계;
    후속하여, 상기 유리 조각을 화학적으로 강화시키기 위하여 상기 유리 조각을 가열된 칼륨조(heated potassium bath)에 침지하는 단계;
    상기 유리 조각이 상기 가열된 칼륨조에서 빼내어져야 하는 지를 판단하는 단계;
    상기 유리 조각을 상기 가열된 칼륨조에서 빼낸 후 상기 유리 조각을 추가적인 가열된 나트륨조에 침지하는 단계;
    상기 유리 조각이 상기 추가적인 가열된 나트륨조에서 빼내어져야 하는 지를 판단하는 단계;
    상기 유리 조각을 상기 추가적인 가열된 나트륨조에 침지하기 전에 상기 유리 조각에 대해 후처리를 실시하는 단계 - 상기 후처리를 실시하는 단계는 상기 유리 조각의 폴리싱을 적어도 포함함 -; 및
    상기 유리 조각을 휴대용 전자 장치에 부착하는 단계
    를 포함하고,
    상기 유리 조각은 상기 휴대용 전자 장치의 하우징의 외측면의 일부로서 제공되는 유리 조각 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 휴대용 전자 장치는 모바일 폰인 유리 조각 처리 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 유리 조각을 휴대형 전자 장치에 활용하는 단계를 더 포함하는 유리 조각 처리 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조각은 1.0mm 이하의 두께를 갖는 유리 조각 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 유리 조각은 휴대형 전자 장치의 커버 유리인 유리 조각 처리 방법.
  16. 유리 조각들을 위한 유리 강화 제어 시스템으로서,
    유리 조각이 더 쉽게(more susceptible) 화학적으로 강화될 수 있도록 상기 유리 조각을 가열된 나트륨조에 침지하기 위한 수단;
    상기 유리 조각을 가열된 나트륨 용액 중에 제1 지속기간 동안 침지한 후에 상기 유리 조각을 상기 가열된 나트륨조에서 빼내기 위한 수단;
    후속하여, 상기 유리 조각을 화학적으로 강화시키기 위하여 상기 유리 조각을 가열된 칼륨조에 침지하기 위한 수단;
    상기 유리 조각을 가열된 칼륨 용액 중에 제2 지속기간 동안 침지한 후에 상기 유리 조각을 상기 가열된 칼륨조에서 빼내기 위한 수단;
    상기 유리 조각을 상기 가열된 칼륨조에서 빼낸 후에 상기 유리 조각을 추가적인 가열된 나트륨조에 침지하기 위한 수단;
    상기 유리 조각을 상기 추가적인 가열된 나트륨조에 침지하기 전에 상기 유리 조각에 대해 후처리를 실시하기 위한 수단 - 상기 후처리는 적어도 폴리싱을 포함함 -; 및
    상기 유리 조각을 휴대용 전자 장치에 부착하기 위한 수단
    을 포함하고,
    상기 유리 조각은 상기 휴대용 전자 장치의 하우징의 외측면의 일부로서 제공되는 유리 강화 제어 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 유리 조각이 상기 추가적인 가열된 나트륨조로부터 빼내어져야 하는 지를 판단하기 위한 수단을 더 포함하고,
    상기 유리 조각이 상기 추가적인 가열된 나트륨조에 침지되는 기간은, 적어도 (1) 유리의 종류, (2) 상기 추가적인 가열된 나트륨조에서의 나트륨의 농도, 및 (3) 상기 추가적인 가열된 나트륨조의 온도에 기초하여 제어되는,
    유리 강화 제어 시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 지속기간은 4시간에서 8시간 사이이고 상기 제2 지속기간은 6시간에서 20시간 사이인 유리 강화 제어 시스템.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 가열된 칼륨조는 섭씨 300도에서 500도 사이의 온도를 가지는 유리 강화 제어 시스템.
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