KR20140057474A - 강화 커버 유리의 유리 조성물 - Google Patents

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Abstract

커버 유리 및 유리 조성물로서, 상기 유리는: 70.5 mol% 내지 77 mol%의 SiO2; 8.5 mol% 내지 12.5 mol%의 Al2O3; 10.6 mol% 내지 14.6 mol%의 Na2O; 1.1 mol% 내지 5.1 mol%의 K2O; 0 mol% 내지 3 mol% 의 B2O3; 2.8 mol% 내지 5.8 mol%의 MgO; 및 0 mol% 내지 3.7 mol%의 CaO;를 포함하며, 70.5 mol% 내지 77 mol%의 실리카를 포함함으로써 커버 유리의 전체적인 밀도가 감소되고, 이러한 유리의 밀도는 2.3 내지 2.45g/cm3 범위 내에 있다. 상기 유리는 낮은 온도에서 적어도 10㎛의 깊이까지 이온 교환될 수 있다.

Description

강화 커버 유리의 유리 조성물{GLASS COMPOSITION FOR STRENGTHENED COVER GLASS}
본 발명은 유리 조성과 커버 유리와 관련이 있다.
특히 본 발명은 유리의 구성 성분 및 스크래치를 방지하고 실리카 함량이 높으며, 감소된 밀도, 감소된 취성 및 고강도의 기능을 갖춘 커버 유리와 관련이 있다.
휴대 전화, 팜톱(palm top) 컴퓨터, 시계, 노트북, 휴대용 게임기와 더불어 디스플레이, 노트북, 텔레비젼, 차량 내 디스플레이, 터치 패널 및 기타 전자 기기등과 같은 기기는 (특히 탑재된 디스플레이 장치에) 기기의 보호를 위한 유리 커버판이 최소한 하나가 포함되어 있으며, 이는 기기 안에 흔히 사용된다. 커버판은 일반적으로 사용자가 화면을 볼 수 있도록 투명하다.
이와 같은 기기에 사용되는 유리 커버판은 우발적으로 떨어뜨리거나 부적절한 세척을 할 때와 같은 다양한 이유와 또한 기기의 사용이 증가할수록 깨지거나 손상되는 일이 잦다. 커버 유리가 날카로운 물체와 접촉 또는 충격으로 생겨날 수 있는 우발적인 떨어뜨림에 대응하도록 커버 유리를 디자인하는 것이 바람직하다.
또한, 커버 유리판은 고강도를 자랑함과 동시에 터치 스크린 디스플레이와 같이 커버 유리가 부착된 기기가 자주 접촉되는 경우 스크래치를 방지할 수 있어야 한다.
일반적으로, 유리 커버는 플로트 유리 공정, 다운-드로우(down-draw) 융합 과정, 슬롯 드로우 공정, 프레스-포밍(성형) 공정, 롤러 프레스 공정 등과 같은 시트 유리 제조 공정 중의 하나로 제조된다.
특히, (다운-드로우 공정으로도 알려진) 다운-드로우 융합 공정은 사용 전 연삭 또는 연마 등의 추가적인 수정이 필요하지 않은 정밀하게 열처리된 표면을 생성할 수 있다. 미국 특허 3,338,696 및 3,682,609의 사양은 아이소파이프(isopipe)로도 불리는 성형된 쐐기의 가장자리 또는 둑에 용융 유리의 흐름을 허용하는 것을 포함하는 융합 다운 드로우 공정을 개시한다. 용융 유리는 아이소파이프의 성형 표면이 모여드는 곳에 흐르고 분리된 흐름은 유리 시트를 형성하기 위해 두 성형 표면이 모여드는 정점이나 근원지에서 재결합한다. 따라서, 융합 공정에서 성형 표면과 접촉한 유리는 유리 시트의 안쪽 부분에 위치하고 유리 시트의 외부 표면은 접촉되지 않는다. 아이소파이프 근원지의 하류에 자리잡은 풀링롤(pulling rolls)은 유리 시트가 아이소파이프를 빠져나가는 속도를 제어하여 완성된 시트의 두께를 제어하는데 도움이 될 수 있도록 형성된 유리 시트의 가장자리 부분을 잡는다. 아이소파이프의 루트로부터 내려오는 유리 시트가 풀링롤을 지날수록 후처리 될 수 있는 고체 탄성 유리 시트를 형성하도록 냉각된다.
융합 기술을 사용하여 고품질의 커버 유리를 생성하기 위해서는 용융 단계에서 유리의 다양한 재료적 특성이 다운 드로우 공정이나 다른 시트 제조 공정 동안 지정된 범위 내에서 제어되어야 한다.
재료적 특성 중의 하나는 유리의 점도이다. 아이소파이프의 값이 105 포이즈(poise) 이상으로 나타나는 장소에서 유리의 점도를 유지하는 것이 바람직하며, 그렇지 않을 경우 유리 시트의 평탄도 및 그 폭에 걸친 두께를 제어하기가 어려워져 디스플레이 응용에 적합하지 않은 유리 시트를 초래할 수 있다.
또 다른 중요한 요소는 유리 기판의 액상 점도이다. 다운 드로우 공정 또는 다른 제조 공정에 대하여 낮은 액상 온도와 그에 따라 높은 액상 점도를 갖는 것이 바람직하다. 낮은 액상 온도와 높은 액상 점도는 성형 공정 동안 유리가 결정화되는 것을 방지한다. 성형은 유리 점도가 대략 104에서 105 포이즈인 상태에서 시작되므로, 유리의 액상 점도가 대략 105 포이즈 이상인 것이 바람직하다.
나아가, 기판 유리가 TFT 제조 및 서비스되는 환경 조건에 장기간 노출되는 동안 화학적 처리에 높은 내구성을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 커버 유리는 노트북, 시계, 모바일 기기 등과 같은 기벼운 휴대용 기기에 쓰여진다. 이것은 중요한 부분을 형성하는 기판 유리가 상대적으로 경량이어야 한다는 것을 의미하며, 이는 기판 유리 자체가 경량이어야 한다는 것을 의미한다.
또한, 여기서 경량이라 함은 유리의 두께가 더 얇고, 휴대용 기기 응용 측면에서 볼 때 두께가 1.1 밀리미터(mm) 미만, 바람직하게는 0.7 밀리미터 미만, 제일 바람직하게는 0.5 밀리미터 미만인 것을 의미한다. 원하는 두께의 유리를 제조하는 것이 가능하여야 하고 이러한 유리의 제조가 적합한 유리 구성성분을 가지는 것이 바람직하며, 여기서 유리는 원하는 두께의 얇은 시트로 용융될 수 있다.
추가적으로, 기판 유리가 낮은 열 팽창 계수 (CTE)를 갖는 것이 바람직한데, 일반적으로, 80 x 10-7/℃에 가까운 CTE를 갖는 소다 석회(Soda Lime) 유리에 대한공정과 호환 가능한 약 72 x 10-7/℃에서 약 76 x 10-7/℃의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
또한, 전자 기기의 민감한 터치 스크린에 사용되는 스크린이나 유리는 일반적으로 이온 교환 방법으로 화학적 강화된다. 유리의 이온 강화된 이온 교환은 유리에 여분의 강도를 제공한다. 이온 교환 단계는 유리 표면에 존재하는 이온보다 큰 이온 반경을 갖는 이온의 가열된 용액과 가열된 유리를 화학적으로 처리하여 작은 이온을 큰 이온과 교체함으로써 유리 시트가 형성된 후에 이루어진다.일반적으로 작은 이온은 소듐이며 큰 이온인 칼륨에 의해 교체된다.
"소다 석회" 유리와 같은 유리들은 플로트 공정을 통해 대량 시트 유리 제조와 호환이 가능하지만 소다 유리의 높은 액상 온도로 인하여 점성이 낮기 때문에 특히 다운 드로우 공정을 이용한 방법으로는 형성될 수 없다. 유리 시트를 형성하기 위해서는 상기 언급한 공정 중 하나를 사용하여 형성될 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 시중의 소다 석회 유리의 밀도는 2.5 g/cc에 가까워 디스플레이 커버 유리의 응용에 사용되기에는 무겁다.
상기 설명한 특성 또는 특징은 커버 유리 구성 성분에 의해 영향을 받는다.
본 발명의 목적 중 일부는 아래와 같다:
본 발명의 한 목적은 종래 기술의 하나 또는 그 이상의 문제들을 개량하거나 적어도 유용한 대안을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 설명한 특성을 거의 대부분 충족하며 그 밀도가 2.45 g/cc인 커버 유리 및 커버 유리의 유리 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다운 드로우 공정 또는 플로트 유리 공정 또는 슬롯 드로우 공정 또는 프레스-포밍(성형) 공정 또는 롤러 프레스 공정과 호환 가능한 커버 유리 및 유리 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 높은 점도를 가진 커버 유리 및 유리 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 액상 점도가 높은 커버 유리 및 유리 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 경량의 커버 유리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 열 팽창 계수가 72 x 10-7/℃ 에서 76 x 10-7/℃의 범위 내에 있는 커버 유리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 휴대 전화, 텔레비젼, 팜톱 컴퓨터, 시계, 노트북, 휴대용 게임기와 더불어 디스플레이, 노트북, 텔레비젼, 차량 내 디스플레이, 터치 패널 스크린 및 기타 전자 기기 등과 같은 기기에 사용되는 커버 유리 조성물을 갖는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이로부터 형성된 유리가 이온 교환될 수 있는 유리 조성물을 갖는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다운 드로우 공정, 플로트 유리 공정, 슬롯 드로우 공정, 프레서-포밍 공정, 롤러 프레스 공정 등을 포함하는 유리 형성 공정 중 어느 한 공정 통해 형성될 수 있는 유리 조성물을 갖는 것이다.
본 발명의 이러한 목적과 또 다른 목적들은 본 개시에 상세하게 설명될 것이다.
본 발명에 따르면, 70.5 mol% 내지 77 mol%의 SiO2; 8.5 mol% 내지 12.5 mol%의 Al2O3; 10.6 mol% 내지 14.6 mol%의 Na2O; 1.1 mol% 내지 5.1 mol%의 K2O; 0 mol% 내지 3 mol%의 B2O3; 2.8 mol% 내지 5.8 mol%의 MgO; 0 mol% 내지 3.7 mol%의 CaO; 및 0 mol% 내지 0.8 mol% 의 적어도 하나의 정제제로서, TiO2, AS2O3, Sb2O3, 금속 할로겐화물(metal halide) 및 나트륨 황산염으로 이루어진 그룹에서 선택된 정제제;를 포함하는 유리가 제공된다.
일반적으로, 70.5 mol% 에서 77 mol% 의 실리카를 포함할 경우, 커버 유리의 전체적인 밀도가 감소한다. 일반적으로, 유리가 융합 드로잉 공정을 통해 다운-드로우 되었을 때, 그 밀도는 2.3에서 2.45 g/cm3의 범위 내에 있다.
한 실시예에 따라 유리는 다음과 같은 조건 중 적어도 하나를 충족한다:
- B2O3, Na2O, K2O, MgO 및 CaO의 mol%의 합이 14.5 mol%에서 21.7 mol%;
- Na2O와 K2O의 mol%의 합이 11.7 mol%에서 16.9 mol%;
- MgO와 CaO의 mol%의 합이 2.8 mol%에서 6.5 mol%;
- SiO2와Al2O3의 mol%의 합이 78.1 mol%에서 85.5 mol%;
- Al2O3와 B2O3의 mol%의 합이 2.8 mol% 에서 6.5 mol%;
- RO/Al2O3의 비가 0에서 0.7 사이이며, 여기서 R은 Mg 또는 Ca;
- A2O/Al2O3의 비가 0에서 1.8 사이이며, 여기서 A는 Na 또는 K; 및
- B2O3/Al2O3의 비가 0에서 0.36 사이.
본 발명에 따라, 유리는 72 x 10-7/℃ 에서 76 x 10-7/℃ 범위 내의 열 팽창 계수, 6에서 7.4 범위 내의 액상 점도의 로그, 72 GPa에서 76 GPa범위 내의 영률(Young's modulus) 및 500℃ 에서 700℃ 범위 내의 어닐링(annealing) 온도를 나타낸다.
본 발명의 한 실시예에 따라, 유리는 형판에서 다운-드로우 또는 슬롯 드로우 또는 프레스-성형될 수 있거나 롤러 프레스를 통해 드로우 될 수 있거나 플로트 공정을 통해 드로우 될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에서, 유리는 이온 교환을 통해 화학적으로 강화될 수 있으며 다운-드로우 공정, 플로트 유리 공정, 슬롯 드로우 공정, 프레스-성형 공정, 롤러 프레스 공정 등을 포함하는 종래의 기술에 알려진 성형 공정 중 어느 하나를 통해 성형될 수 있는 구성 요소를 나타낸다.
본 발명에 따라, 유리는 10 ㎛ 또는 그 이상의 깊이에서 이온 교환될 수 있다.
또 다른 실시예에 따라, 유리는 최소 100 MPa의 압축 응력, 최소 10 ㎛의 층 깊이 및 최소 0.3 mm의 두께를 나타낸다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 본 발명의 유리로부터 제조된 유리 커버판이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 유리 커버판으로 구성된 전자 기기가 제공되는데, 여기서 유리 커버판은 본 발명의 유리에서 제조된다.
본 실시예들과 그에 대한 다양한 기능 및 유리한 세부사항들은 다음의 서술에서 비제한적인 실시예를 참조하여 설명된다. 잘 알려진 구성 요소들과 처리 기술의 설명은 불필요하게 본 실시예를 모호하게 하지 않기 위해 생략되었다. 여기에 사용된 실시예는 이 실시예가 실행될 수 있고 당업자가 이 실시예들을 실행할 수 있게 하기 위한 방법의 이해를 단순히 돕기 위한 것이다.
따라서, 이 예시들은 본 실시예의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 유리 조성물과 커버 유리와 관련이 있다. 본 발명의 발명자들은 특히 스크래치를 방지하고 높은 실리카 함량, 감소된 밀도, 감소된 취성 및 높은 강도의 기능이 있는 커버 유리를 개발하였다. 유리 커버는 모바일 또는 휴대 전화, 텔레비젼, 팜톱 컴퓨터, 시계, 노트북, 휴대용 게임기와 더불어 디스플레이, 노트북, 차량 내 디스플레이, 터치 패널 스크린 및 기타 전자 기기 등과 같은 기기에 사용될 수 있다.
본 발명에 따라, 유리는 다음과 같은 주요 구성 성분을 포함한다: 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 붕산 삼산화물(B2O3), 산화 마그네슘(MgO) 산화 칼슘(CaO)와 같은 알칼리 토금속 산화물(AEO).
본 발명에 따라, 실리카(SiO2)가 기본적인 유리 형성제의 역할을 하며, 여기서 형성제는 (이 경우 실리카) 기본 골격 또는 네트워크를 형성한다. 형성제 단독으로 유리를 형성할 수 있으나 어떤 경우에 (특히 형성제가 실리카일 경우) 녹는점이 매우 높아져 상업적으로 유리를 녹이기에는 실용적이지 않다. 본 발명에 따라, 유리는 70.5 mol%에서 77 mol%의 범위 내로 실리카를 높이 함량하고 있다. 실리카의 밀도가 2.2 g/cm3이므로 높은 실리카 함량은 커버 유리의 전체적인 밀도를 감소시킨다.
본 발명에 따른 유리는 주로 다양한 산화물을 포함하며, 그 농도는 몰 퍼센티지로 표현된다. 본 발명에 따라, 유리는 8.5%에서 12.5%(몰 퍼센티지) 범위 내의 Al2O3로 구성되며, Al2O3는 유리의 점도를 향상시킨다.
본 발명에 따라 유리는 0에서 3 몰 퍼센티지의 범위 내의 B2O3를 포함한다.
본 발명에 따라 알칼리 금속 산화물은 유리의 녹는점을 낮추고 또한 낮은 액상 온도를 달성할 수 있게 한다. 본 발명의 유리에 포함된 알칼리 금속 산화물은Na2O와 K2O를 포함한다. 특히, 본 발명에 따라 Na2O는 상당히 개선된 유리의 강도를 위해 이온 교환을 허용하는데 사용되었다. 본 발명에 따라 Na2O는 10.6에서 14.6 몰 퍼센트의 범위 내에서 제공된다. 본 발명에 따라 유리에는 1.1에서 5.1 몰 퍼센트 범위 내의 산화 칼륨(K2O)이 제공되는데, 여기서 K2O는 감소된 유리 점도와 함께 낮은 액상 점도를 얻을 수 있게 한다.
본 발명에 따라 MgO 및 CaO와 같은 알칼리 토금속 산화물의 첨가는 유리 형성제로 형성된 유리 네트워크의 개질로 이어져 녹는 온도를 내림으로써 정제와 같은 다른 유리 형성 공정을 개선시킨다. 본 발명에 따라, MgO와 CaO는 각각 2.8에서 5.8 몰 퍼센트, 0에서 4.5 몰 퍼센트의 범위 내에서 개질제로 활용된다.
본 발명의 발명자들은 또한 유리의 굴절률 뿐만 아니라 고유 강도를 증가시키는 추가 성분으로 쓰인 티타니아(TiO2)를 포함하는 유리를 개발하였다. TiO2는 0 mol%에서 0.7 mol%의 양에서 사용되었다.
본 발명의 유리의 바람직한 구성 요소들은 표 1에 나열되어 있다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008

본 발명에 따라, B2O3, Na2O, K20, MgO 및 CaO의 mol%의 합은 14.5 mol%에서 21.7 mol%의 범위 내에 있고, 여기서 산화물B2O3, Na2O, K20, MgO 및 CaO는 플럭스(flux)로 사용되는데 플럭스는 지속적인 제조 공정에 적합한 용융 온도를 적당하게 맞추는데 사용된다. 용융 온도를 1650℃ 미만으로 유지시키려면 B2O3, Na2O, K20, MgO 및 CaO의 mol%의 합이 14.5 mol%에서 21.7 mol%의 범위 내에 있어야 한다.
본 발명에 따라, Na2O및 K2O의 mol%의 합은 11.7 mol%에서 16.9 mol%의 범위 내에 있다. 알칼리 금속 산화물은 유리의 낮은 액상 온도와 낮은 용융 온도를 달성하는데 도움을 준다. Na2O는 이온 교환을 할 수 있도록 사용되는데, Na2O는 10.6mol%에서 14.6 mol%의 범위 내의 농도로 제공된다. 산화 칼륨(K2O)은 낮은 액상 온도를 얻기 위해 포함되며, K2O는 Na2O보다 유리의 점도를 훨씬 더 많이 감소시키는 것으로 알려져 있다. 본 발명에 따라 K2O의 농도는 1.1 mol%에서 5.1 mol%의 범위 내에 있다.
본 발명에 따라 B2O3는 용융 온도를 감소시키기 위해 첨가된 성분인 플럭스로 사용된다.
본 발명에 따라 MgO와 CaO의 mol%의 합은 2.8 mol%에서 6.5 mol%의 범위 안에 있다. MgO는 알칼리 금속 산화물의 농도가 Al2O3를 초과할 때 가장 효과적인 플럭스이다. MgO의 농도가 낮을 경우, 고토감람석(Mg2SiO4)이 형성되지만, MgO의 농도가 높을 경우, 원하는 한도 내에서 유리의 용융 온도가 생길 수 있다. 그러나, 액상 온도가 너무 높아질 수 있고 그로 인해 유리 액상 점도가 너무 낮아질 수 있다. CaO 또는 B2O3중 적어도 하나의 첨가는 MgO를 포함하는 조성물의 액상 온도를 감소시킨다.
본 발명에 따라 SiO2 및 Al2O3의 mol%의 합은 78.1 mol%에서 85.5 mol%의 범위 내에 있다. Al2O3가 존재할 경우 유리 점도가 향상될 수 있다. 높은 농도의 Al2O3는 매우 높은 유리 점도와 더불어 매우 높은 액상 온도로 이어질 수 있으며, 이는 알칼리(Na2O와 K2O의 합)의 전체 농도가 Al2O3 -의 농도보다 높이 제공함으로써 제어될 수 있다. 본 발명에 따라 유리의 전체 밀도를 감소시키기 위해 SiO2의 함량이 높으며, 바람직한 값은 2.42 g/cm3 미만이다. 유리의 용융 온도의 증가는 높은 SiO2 함량 때문이며, 이는 Na2O 및 K2O를 제공하여 보상될 수 있다.
본 발명에 따라, Al2O3와 B2O3의 mol%의 합이 8.1 mol% 에서 12.5 mol%의 범위 내에 있다.
본 발명에 따라, RO/Al2O3의 비율이 0에서 0.7의 범위 내에 있으며, 여기서 R은 Mg 또는 Ca이다.
본 발명에 따라, A2O/Al2O3의 비율이 0에서 1.8의 범위 내에 있으며, 여기서 A는 Na 또는 K이다.
본 발명에 따라, B2O3/Al2O3의 비율이 0에서 0.36의 범위 내에 있다.
본 발명에 따라, 추가 성분인 AS2O3를 0에서 0.7 mol%의 범위 내에서 포함하는 유리가 제공되는데 여기서 AS2O3는 정제제의 역할을 하며 용융 유리로부터 기포나 기체 함유를 제거하는데 도움을 준다.
나아가, 본 발명에 따라, 추가 성분인 Sb2O3를 0에서 0.8 mol%의 범위 내에서 포함하는 유리가 제공되는데 Sb2O3 또한 정제제의 역할을 하며 용융 유리로부터 기포나 기체 함유를 제거하는데 도움을 준다.
상기 언급된 정제제에 덧붙여, 금속 할로겐화물과 나트륨 황산염 또한 정제제로 사용될 수 있다.
본 발명에 따라, 유리는 높은 액상 점도를 가지며 경량이다. 유리는 6에서 7.4의 범위 내의 액상 점도의 로그값을 갖는다.
본 발명에 따라, 유리는 72 x 10-7/℃에서 76 x 10-7/℃ 범위 내의 열 팽창 계수를 갖는다.
본 발명에 따라, 유리의 이점은 높은 점도를 갖는 것인데, 일반적으로 약 106 포이즈이다.
본 발명에 따라, 유리는 다운-드로우 또는 슬롯 드로우 될 수 있다.
본 발명에 따라, 유리는 2.45 g/cm3 미만의 밀도를 갖는데, 바람직하게는 2.3에서 2.45 g/cm3 범위 내이다.
본 발명에 따라, 유리는 72 GPa에서 76 GPa 범위 내의 영률을 갖는다.
본 발명에 따라, 유리는 500℃에서 700℃ 범위 내의 어닐링 온도를 갖는다.
본 발명에 따라 유리는 전자 기기 및 유리판을 위한 커버판의 제조에 사용된다.
본 발명에 따라, 유리는 0.3 mm에서 2 mm 범위 내의 두께를 가지며, 바람직하게는 0.3 mm에서 1.1 mm 범위 내이며, 더욱 바람직하게는 0.4 mm에서 0.5 mm 범위 내이다.
본 발명에 따라, 유리는 이온 교환을 통해 화학적 강화되며 다운-드로우 공정, 플로트 유리 공정, 슬롯 드로우 공정, 프레스-포밍 공정, 롤러 프레스 공정 등을 포함한 종래의 기술에 알려진 어느 성형 공정을 통해 형성될 수 있는 구성을 갖는다. 본 발명에 따라, 이온 교환은 유리가 이온 교환 공정을 통해 강화되는 공정을 일컬으며, 이렇게 형성된 유리 시트는 400℃ 또는 그 이상의 온도에서 KNO3로 이루어진 염욕 안에 5 시간 또는 그 이상 동안 화학적으로 처리된다.
본 발명에 따라 유리는 10 ㎛ 또는 그 이상의 깊이에서 이온 교환된다.
나아가, 본 발명에 따라 제조된 유리는 상기 설명한 방법대로 이온 교환 공정이 이루어질 때, 최소 100 MPa의 압축 응력, 최소 10 ㎛의 층 깊이 및 최소 0.3 mm의 두께를 갖는다. 압축 응력은 유리 시트 표면에 포함된 알칼리 금속 이온의 화학적 강화가 더 큰 이온 반경을 갖는 알칼리 금속 아이온을 통해 이루어지는 동안 그 대체에 의해 생겨나는 응력이다.
한 실시예에서, 칼륨 이온은 표면에서 나트륨 이온을 대체하며, 유리 시트는 최소 100 MPa의 압축 응력을 나타내는 것으로 관찰된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 유리 커버판으로 구성된 전자 기기가 제공되는데, 여기서 유리 커버판은 본 발명의 유리에서 제조된다.
본문에서 "구성" 또는 그의 변형인 "구성되는" 또는 "구성하는"과 같은 단어는 언급된 요소, 정수 또는 단계, 또는 요소의 집합, 정수 또는 단계의 포함을 의미하는 것으로 이해되지만 다른 어떤 요소, 정수 또는 단계, 요소의 집합, 정수 또는 단계의 포함을 의미하지 않는다.
"적어도" 또는 "최소한 하나"와 같은 표현의 사용은 하나 또는 그 이상의 요소 또는 성분 또는 수량의 사용을 의미하며, 그 사용은 하나 또는 그 이상의 원하는 목적이나 결과를 달성하기 위해 본 발명의 실시예에서 이루어질 수 있다.
본문에 포함된 문서, 행동, 재료, 기기, 기사 또는 그와 유사한 모든 논의는 오로지 본 발명에 대한 내용을 제공하는 목적을 가진다. 이러한 문제의 일부 또는 전부가 이 응용이 공개된 날짜 이전에 존재하였으므로 선행 기술의 일부를 형성하거나 본 발명과 관련된 분야에서 일반적인 지식으로 다뤄져서는 안 된다.
다양한 물리적 변수, 치수 또는 수량에 대해 언급된 수치는 근사치일 뿐이며 매개 변수에 지정된 수치보다 높거나/낮은 값은 그 반대의 경우 본문에 언급된 것을 제외하면 본 발명의 범주에 속하는 것으로 간주된다.
특정 실시예의 설명은 본문의 실시예의 일반적인 개념을 충분히 따라 다른 이들이 현재의 지식을 응용하여 일반적인 개념에서 벗어나지 않은 상태에서 다양한 응용에 대해 쉽게 수정 및/또는 적용할 수 있게 하여 본문에 개시된 실시예와 동등한 의미와 범위 내에서 이해될 수 있도록 하였다. 사용된 어법이나 용어는 설명의 목적을 두었으며 제한을 위한 것은 아니다. 그러므로, 본문의 실시예가 바람직한 실시예에 따라 설명되었으나, 당업자는 본문의 실시예가 본래의 목적과 범주 내에서 수정을 통해 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

Claims (8)

  1. 다음을 포함하는 유리:
    a. 70.5 mol% 내지 77 mol%의 SiO2;
    b. 8.5 mol% 내지 12.5 mol%의 Al2O3;
    c. 0 mol% 내지 3 mol% 의 B2O3;
    d. 10.6 mol% 내지 14.6 mol%의 Na2O;
    e. 1.1 mol% 내지 5.1 mol%의 K2O;
    f. 2.8 mol% 내지 5.8 mol%의 MgO;
    g. 0 mol% 내지 3.7 mol%의 CaO; 및
    h. 0 mol% 내지 0.8 mol%의 적어도 하나의 정제제로서, TiO2, AS2O3, Sb2O3, 금속 할로겐화물(metal halide) 및 나트륨 황산염으로 이루어진 그룹에서 선택된 정제제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유리는 다음 조건 중 적어도 하나를 충족시키는 유리:
    - SiO2의 mol%가 70.5 mol% 내지 77 mol% 범위 내에 있어 유리의 밀도가 2.45 g/cm3 이하이고, 바람직하게는 2.3 내지 2.45g/cm3 내에 있음;
    - B 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O, MgO 및 CaO의 mol%의 합이 14.5 mol% 내지 21.7 mol% 범위 내에 있음;
    - Na2O와 K2O의 mol%의 합이 11.7 mol% 내지 16.9 mol% 범위 내에 있음;
    - MgO와 CaO의 mol%의 합이 2.8 mol% 내지 6.5 mol% 범위 내에 있음;
    - SiO2와 Al2O3의 mol%의 합이 78.1 mol% 내지 85.5 mol% 범위 내에 있음;
    - Al 2 O 3 와 B 2 O 3 의 mol%의 합이 8.1 mol% 내지 12.5 mol% 범위 내에 있음;
    - RO/Al2O3의 비가 0에서 0.7 사이이며, 여기서 R은 Mg 또는 Ca;
    - A2O/Al2O3의 비가 0에서 1.8 사이이며, 여기서 A는 Na 또는 K; 및
    - B2O3/Al2O3의 비가 0에서 0.36 사이.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유리는 다음 특성 중 적어도 하나를 갖는 유리:
    - 72 x 10-7/℃ 내지 76 x 10-7/℃ 범위의 열 팽창 계수;
    - 6 내지 7.4 범위의 액상 점도의 로그;
    - 72 GPa 내지 76 GPa 범위의 영률; 및
    - 500℃ 내지 700℃ 범위의 어닐링(annealing) 온도.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유리는 0.3 mm 내지 2 mm, 바람직하게는 0.3 mm 내지 1.1 mm 범위의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 유리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유리는 형판에서 다운-드로우 또는 슬롯 드로우 또는 프레스-성형될 수 있거나 롤러 프레스를 통해 드로우 될 수 있거나 플로트 공정을 통해 드로우 될 수 있는 것을 특징으로 하는 유리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유리는 이온 교환되고, 일반적으로 이온 교환될 때 최소 100 MPa의 표면 압축 응력 또는 최소 210 ㎛ 두께의 표면 압축 층을 갖는 것을 특징으로 하는 유리.
  7. 제1항에 따른 유리로 형성된 유리 커버판.
  8. 유리 커버판을 포함하는 전자 기기로서, 상기 유리 커버판은 제1항에 따른 유리로 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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