KR20160019399A - 광피삭성 층을 포함한 융합-인발된 유리 적층 구조부의 기계가공 방법 - Google Patents

광피삭성 층을 포함한 융합-인발된 유리 적층 구조부의 기계가공 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160019399A
KR20160019399A KR1020157026533A KR20157026533A KR20160019399A KR 20160019399 A KR20160019399 A KR 20160019399A KR 1020157026533 A KR1020157026533 A KR 1020157026533A KR 20157026533 A KR20157026533 A KR 20157026533A KR 20160019399 A KR20160019399 A KR 20160019399A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
cladding layer
core
glass
cladding
Prior art date
Application number
KR1020157026533A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102273664B1 (ko
Inventor
헤써 데브라 보엑
글렌 베넷트 쿡
빅토리아 안 에드워즈
마크 오웬 웰러
Original Assignee
코닝 인코포레이티드
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 코닝 인코포레이티드 filed Critical 코닝 인코포레이티드
Priority to KR1020217020329A priority Critical patent/KR102315808B1/ko
Publication of KR20160019399A publication Critical patent/KR20160019399A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102273664B1 publication Critical patent/KR102273664B1/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
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0005—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation
    • C03C23/002—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by irradiation by ultraviolet light
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/266—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by an apertured layer, the apertures going through the whole thickness of the layer, e.g. expanded metal, perforated layer, slit layer regular cells B32B3/12
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/02—Forming molten glass coated with coloured layers; Forming molten glass of different compositions or layers; Forming molten glass comprising reinforcements or inserts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06—Forming glass sheets
    • C03B17/064—Forming glass sheets by the overflow downdraw fusion process; Isopipes therefor
    • 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
    • C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
    • 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
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/007—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by thermal treatment
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/095—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/0042—Photosensitive materials with inorganic or organometallic light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. inorganic resists
    • G03F7/0043—Chalcogenides; Silicon, germanium, arsenic or derivatives thereof; Metals, oxides or alloys thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/075—Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/38—Treatment before imagewise removal, e.g. prebaking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/704—Crystalline
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법이 제 1 클래딩층과 제 2 클래딩층 사이에 개재된 코어층을 구비한 융합-인발된 유리 적층부에서 실행될 수 있다. 코어층은 코어 감광성을 갖는 코어 유리 조성물로부터 형성될 수 있고, 상기 제 1 클래딩층은 상기 코어 감광성과 상이한 감광성을 갖는 유리 조성물로부터 형성될 수 있고, 그리고 상기 제 2 클래딩층은 상기 코어 감광성과 상이한 감광성을 갖는 유리 조성물로부터 형성될 수 있다. 코어층, 제 1 클래딩층, 및 제 2 클래딩층 중 적어도 하나가 광피삭성 층이다. 본 방법은 융합-인발된 적층부에서의 광피삭성 층의 선택된 구역을 자외선 방사에 노출시키는 단계; 상기 선택된 구역이 결정화될 때까지 상기 유리 구조부를 가열하는 단계; 및 상기 광피삭성 층으로부터 선택적으로 상기 결정화된 재료를 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

광피삭성 층을 포함한 융합-인발된 유리 적층 구조부의 기계가공 방법{Machining of fusion-drawn glass laminate structures containing a photomachinable layer}
본 출원은 2013년 03월 13일에 출원된 미국 출원번호 제13/798,479호 및 2013년 02월 28일에 출원된 미국 가출원번호 제61/770,454호를 우선권 주장하고 있으며, 이들 두 개의 특허출원은 참조를 위해 본 명세서에 모두 통합되어 있다.
본 발명은 전반적으로 융합-인발된 유리 적층 구조부에 관한 것이고, 보다 상세하게는 적어도 하나의 광피삭성(photomachinable) 층을 포함한 융합-인발된 유리 적층 구조부를 기계가공하기 위한 방법에 관한 것이다.
융합-인발된 코어-클래드 유리 적층부(fusion-drawn core-clad)는 전자 산업과 광학 산업에 많이 사용되고 있다. 적층부를 통한 구멍 및 관통-구멍과 같은 구조부의 형성은 도전이 될 수 있고, 레이저 드릴링과 같은 기술을 특히 사용하여, 정확하지 않을 수 있다.
이에 따라, 단지 예시적인 구멍 및 관통-구멍을 포함한 간단하고 복잡한 구조부를 만드는데 적당한 특성을 갖는 융합-인발된 코어-클래드 유리 적층부와, 또한 상기 융합-인발된 코어-클래드 유리 적층부로 상기 구조부를 기계가공하는 방법이 요구되고 있다.
다양한 실시예에 따라, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법이 개시된다. 다양한 실시예에 따른 상기 방법은, 단지 예를 들자면, 제 1 클래딩층과 제 2 클래딩층 사이에 개재된 코어층을 갖는 융합-인발된 적층부를 포함한 유리 구조부에서 실행될 수 있다. 융합-인발된 적층부에서, 코어층은 코어 감광성을 갖는 코어 유리 조성물로부터 형성될 수 있고, 제 1 클래딩층은 코어 감광성과 상이한 제 1-클래드 감광성을 갖는 제 1-클래드 유리 조성물로부터 형성될 수 있고, 그리고 제 2 클래딩층은 상기 코어 감광성과 상이한 제 2-클래드 감광성을 갖는 제 2-클래드 유리 조성물로부터 형성될 수 있다. 코어층, 제 1 클래딩층, 및 제 2 클래딩층 중 적어도 하나는 광피삭성 층이다. 본 방법은 사전결정된 노출 시간 동안에 융합-인발된 적층부에서의 적어도 하나의 광피삭성 층의 적어도 하나의 선택된 구역을 자외선 방사에 노출시키는 단계; 상기 적어도 하나의 선택된 구역이 상기 광피삭성 층에서 결정화된 재료의 결정화된 구역을 형성할 때까지 상기 유리 구조부를 가열하는 단계; 그리고 상기 광피삭성 층으로부터 선택적으로 상기 결정화된 구역을 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예의 부가적인 특징 및 장점이 아래 기재된 바람직한 실시예에 설명되어 있고, 그리고 부분적으로 당업자라면 상세한 설명으로부터 용이하게 알 수 있거나 또는 청구범위뿐만 아니라 첨부된 도면에 앞서 기재된 바람직한 실시예를 포함한, 본 명세서에 기술된 실시예를 실시함으로써 알 수 있을 것이다.
상기 기재된 일반적인 사항과 아래 기재된 상세한 설명 모두는 다양할 실시예를 나타내고 있고 그리고 청구범위의 특징과 특성의 전반적이고 개괄적인 이해를 돕기 위해 제공되었다는 것을 알 수 있을 것이다. 첨부한 도면은 다양한 실시예의 이해를 더욱 돕기 위해 포함되어 있고, 그리고 본 명세서의 일부를 이루도록 통합되어 있다. 도면은 본 명세서에 기술된 다양한 실시예를 나타내고 있고, 실시예와 함께 청구범위의 원리 및 작동을 설명하기 위해 사용된다.
도 1은 본 명세서에 기재되고 설명된 하나 이상의 실시예에 따른 유리 구조부의 개략적인 단면도이고;
도 2는 도 1의 상기 유리 구조부를 만들기 위한 융합 인발 공정을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 3a-도 3d는 상기 도 1의 상기 유리 구조부를 기계가공하기 위한 실시예의 방법을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 4a-도 4b는 도 3d의 유리 구조부에서 실행되는 실시예의 부가적인 기계가공 단계를 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 5a-도 5d는 도 3d의 유리 구조부에서 실행되는 실시예의 부가적인 기계가공 단계를 개략적으로 나타낸 도면이고(상기 단계에 의해 일 실시예가 도 5a 및 도 5b와 조합되어 나타내어져 있고 다른 일 실시예가 도 5a, 도 5c 및 도 5d와 조합되어 나타내어져 있음);
도 6a-도 6e는 도 4a의 유리 구조부에서 실행되는 실시예의 이온-교환 공정을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 7a-도 7e는 도 1의 유리 구조부를 기계가공하기 위한 실시예의 방법을 개략적으로 나타낸 도면이고(여기서 코어층이 클래딩층보다 더 큰 감광성을 가짐);
도 8a-도 8f는 관통-구멍을 포함한 복잡한 구조부를 형성하기 위하여, 도 1의 유리 구조부를 기계가공하기 위한 실시예의 방법을 개략적으로 나타낸 도면이고;
도 9a-도 9b는 도 1의 유리 구조부를 기계가공하기 위한 실시예의 방법에서 실행된 표면 거칠기 단계를 개략적으로 나타낸 도면이고; 그리고
도 10a-도 10e는 도 1의 유리 구조부를 기계가공하기 위한 실시예의 방법을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 여기서 유리 구조부가 촉각 인터페이스에서 사용될 수 있는 구성요소에 기계가공된다.
유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법의 실시예가 상세하게 기재되어 있다. 먼저 유리 구조부 자체는 도 1 및 도 2를 참조하여 기재되어 있다. 유리 구조부를 기계가공하기 위한 다양한 방법이 도 3a-도 10e를 참조하여 아래에 기재되어 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "액상선 점도(liquidus viscosity)"라는 용어는 유리 조성물의 액상선 온도에서의 유리 조성물의 전단 점도를 의미한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "액상선 온도"라는 용어는 실투(devitrification)가 유리 조성물에서 발생하는 최고 온도를 의미한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "CTE"라는 용어는 대략 20　℃ 내지 대략 300　℃의 온도 범위에서 평균 내어진 유리 조성물의 열팽창 계수를 의미한다.
"실질적으로 없는"이라는 용어는, 유리 조성물에 특별한 옥사이드 조성물이 없음을 기술하도록 사용되었을 경우, 상기 조성물이 1 mol.%보다 더 작은 트레이스(trace) 양으로의 오염물로서 상기 유리 조성물에 존재한다는 것을 의미한다.
유리 구조부의 성분으로서 본 명세서에 기술된 유리 조성물에 대해, 상기 유리 조성물의 구성 성분(constituent component)(예를 들면, SiO2, Al2O3, Na2O 등)의 농도는 따로 특별히 언급하지 않았다면, 옥사이트 기초(oxide basis)로 몰 퍼센트(mol.%)으로 주어진다. 본 명세서에 기술된 유리 조성물은 액상선 점도를 가지며, 상기 액상선 점도는 상기 유리 조성물을 융합 인발 공정에 사용하기에 그리고 특히 융합 적층 공정에 유리 클래딩 조성물이나 유리 코어 조성물로서 사용하기에 적당하게 한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 따로 특별히 언급하지 않았다면, "유리" 및 "유리 조성물"이라는 용어는, 이들 등급의 재료가 통상적으로 이해되는 바와 같이, 유리 재료 및 유리-세라믹 재료 모두를 포함한다는 것을 의미한다. 이와 같이, "유리 구조부"라는 용어는 유리나, 유리 세라믹이나, 또는 상기 유리 및 상기 유리 세라믹을 수용한 구조부를 포함하고 있다는 것을 의미한다.
유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법에서 사용할 유리 구조부의 예가 아래 기재되어 있다. 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법의 실시예가 아래 기재되어 있다. 도 1을 살펴보면, 본 명세서에 기재된 사항만으로 한정되지 않는, 융합-인발 공정에 사용하기에 적당한 유리 조성물이 도 1에서 단면도로 개략적으로 도시된 유리 구조부(100)와 같은 물품을 형성하도록 사용될 수 있다. 유리 구조부(100)는 일반적으로 코어 유리 조성물로부터 형성된 코어층(102)을 포함한다. 코어층(102)은 제 1 클래딩층(104a) 및 제 2 클래딩층(104b)과 같은 한 쌍의 클래딩층 사이에 개재될 수 있다. 제 1 클래딩층(104a) 및 제 2 클래딩층(104b)은 제 1 클래딩 유리 조성물 및 제 2 클래딩 유리 조성물로부터, 각각 형성될 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 제 1 클래딩 유리 조성물의 재료와 제 2 클래딩 유리 조성물의 재료는 동일할 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 제 1 클래딩 유리 조성물 및 제 2 클래딩 유리 조성물은 상이한 재료일 수 있다.
도 1은 제 1 표면(103a)과 상기 제 1 표면(103a)에 마주한 제 2 표면(103b)을 갖는 코어층(102)을 나타낸 도면이다. 제 1 클래딩층(104a)은 코어층(102)의 제 1 표면(103a)에 직접적으로 용해되고 그리고 제 2 클래딩층(104b)은 상기 코어층(102)의 제 2 표면(103b)에 직접적으로 용해된다. 유리 클래딩층(104a, 104b)은 코어층(102)과 클래딩층(104a, 104b)에 배치되는 접착제, 폴리머 층, 코팅 층 등과 같은 임의의 부가적인 재료 없이도 코어층(102)에 용해된다. 따라서, 코어층(102)의 제 1 표면(103a)이 제 1 클래딩층(104a)에 직접적으로 인접하고, 그리고 코어층(102)의 제 2 표면(103b)이 제 2 클래딩층(104b)에 직접적으로 인접한다. 여러 실시예에 있어서, 코어층(102) 및 유리 클래딩층(104a, 104b)은 융합 적층 공정을 통해 형성된다. 확산층(도시 생략)은 코어층(102)과 클래딩층(104a) 사이에서나, 또는 코어층(102)과 클래딩층(104b) 사이에서, 또는 이들 둘 사이에서 모두 형성될 수 있다.
여러 실시예에 있어서, 본 명세서에 기재된 유리 구조부(100)의 클래딩층(104a, 104b)은 평균 클래딩 열팽창 계수(CTE클래드)를 갖는 제 1 유리 조성물로부터 형성될 수 있고 그리고 코어층(102)은 평균 열팽창 계수(CTE코어)를 갖는 제 2, 상이한 유리 조성물로부터 형성될 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 클래딩층(104a, 104b)의 유리 조성물은 적어도 20　kPoise의 액상선 점도를 가질 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 코어층(102) 및 클래딩층(104a, 104b)의 유리 조성물은 250　kPoise 보다 작은 액상선 점도를 가질 수 있다.
특히, 본 명세서에 기재된 여러 실시예에 따른 유리 구조부(100)는 참조를 위해 본 명세서에 통합되어 있는 미국 특허 제4,214,886호에 개시된 공정과 같은 융합 적층 공정에 의해 형성될 수 있다. 예시 및 더욱 설명하기 위한 것으로서 도 2를 살펴보면, 적층된 유리 물품을 성형하기 위한 적층 융합 인발 기기(200)는 하부 아이소파이프(isopipe, 204) 상에 위치된 상부 아이소파이프(202)를 포함할 수 있다. 상부 아이소파이프(202)는 트로프(trough, 210)를 포함할 수 있고, 용융된 클래딩 조성물(206)이 용융기(도시 생략)로부터 상기 트로프로 공급될 수 있다. 이와 유사하게, 하부 아이소파이프(204)가 트로프(212)를 포함할 수 있고, 용융된 유리 코어 조성물(208)이 용융기(도시 생략)로부터 상기 트로프로 공급될 수 있다. 본 명세서에 기재된 실시예에 있어서, 용융된 유리 코어 조성물(208)은 하부 아이소파이프(204) 상을 이동하도록 대략적으로 큰 액상선 점도를 갖는다.
용융된 유리 코어 조성물(208)이 트로프(212)를 채움에 따라, 상기 트로프(212)를 오버플로하고 하부 아이소파이프(204)의 외측 성형 표면(216, 218) 위를 유동한다. 하부 아이소파이프(204)의 외측 성형 표면(216, 218)이 루트부(220)에서 수렴한다. 이에 따라, 외측 성형 표면(216, 218) 위를 유동하는 용융된 코어 조성물(208)은 하부 아이소파이프(204)의 루트부(220)에서 재결합되고, 이에 따라 적층된 유리 구조부의 코어층(102)을 형성한다.
동시에, 용융된 조성물(206)은 상부 아이소파이프(202)에 형성된 트로프(210)를 오버플로하고 그리고 상부 아이소파이프(202)의 외측 성형 표면(222, 224) 상을 유동한다. 용융된 조성물(206)은 상부 아이소파이프(202) 상을 이동하도록 하부 액상선 점도 요구조건을 갖고, 그리고 유리로서 존재할 경우에 유리 코어 조성물(208)과 동일하거나 이보다 더 작은 CTE를 가질 것이다. 용융된 클래딩 조성물(206)은 상부 아이소파이프(202)에 의해 외측으로 편향되어, 상기 용융된 클래딩 조성물(206)이 하부 아이소파이프(204) 주위에서 유동하고 상기 하부 아이소파이프의 외측 성형 표면(216, 218) 상을 유동하는 용융된 코어 조성물(208)과 접촉하여, 용융된 코어 조성물을 용해하고 그리고 코어층(102) 주위에서 클래딩층(104a, 104b)을 형성한다.
이와 같이 형성된 적층된 시트에 있어서, 클래드 두께는 또한 클래드가 압축을 받게 되고 코어가 인장을 받도록 코어 두께보다 상당하게 더 얇게 될 것이다. 그러나, CTE 차이가 작기 때문에, 코어에서의 인장 응력의 크기가 (예를 들면, 약 10　MPa 이하) 매우 작으며, 이는 저 레벨의 코어 인장 때문에 인발부를 비교적 용이하게 절단될 적층된 시트의 생산을 가능하게 할 것이다. 시트가 따라서 융합 인발 기기로부터 인발된 적층 구조부로부터 절단될 수 있다. 시트가 절단된 이후에, 절단된 제품은 이후 유리 구조부(100)를 기계가공하기 위한 방법과 관련하여 아래 기재되어 있는 바와 같이, 적당한 UV 광 처리를 받을 수 있게 된다.
설명된 실시예로서, 미국 특허 제4,214,886호에서 그리고 도 1 및 도 2를 참조하여 본 명세서에 기재된 융합 적층부에 의해 유리 구조부를 성형하기 위한 공정은 유리 구조부(100)를 준비하기 위해 사용될 수 있고, 상기 유리 구조부에서 유리 클래딩층(104a, 104b)은 동일한 유리 조성물을 갖는다. 여러 실시예에 있어서, 유리 구조부(100)의 유리 클래딩층(104a, 104b)은 상이한 유리 조성물로부터 형성될 수 있다. 상이한 조성물의 유리 클래딩층을 갖는 유리 구조부를 성형하기 위한 단지 예시적인 일례의 공정이 본 출원인의 미국 특허 제7,514,149호에 개시되어 있고, 이 특허문헌의 내용은 참조를 위해 본 명세서에 통합되어 있다.
본 명세서에 기재된 적층된 유리 물품 및 유리 구조부는 단지 예를 들자면, 휴대전화, 개인용 음악 플레이어, 태블릿 컴퓨터, LCD 및 LED 디스플레이, 현금 자동 입출금기 등을 포함한 다양한 소비자 전자 장치에 사용될 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 적층된 유리 물품이 유리 조성물로부터 유도된 클래드와 같은, 불투명하거나, 반투명하거나, 또는 투명한 하나 이상의 층을 포함할 수 있으며, 여기서 클래드 층이 열 처리 이후에 불투명하거나, 반투명하거나 또는 투명하다. 여러 실시예에 있어서, 유리 구조부는 시트-유리 구조부일 수 있다.
코어층(102) 및 클래딩층(104a, 104b)을 갖는 융합-인발된 적층부를 포함한 유리 구조부(100)의 단지 예시적인 일례의 형태가 기재되어 있으며, 상기 유리 구조부(100)를 기계가공하기 위한 방법이 기재되어 있다. 도 1과 관련하여, 유리 구조부(100)를 기계가공하기 위한 일례의 방법에 있어서, 유리 구조부(100)는 제 1 클래딩층(104a)과 제 2 클래딩층(104b) 사이에 개재된 코어층(102)의 융합-인발된 적층부를 포함할 수 있다. 코어층(102)은 코어 감광성을 갖는 코어 유리 조성물로부터 형성될 수 있다. 제 1 클래딩층(104a)은 코어 감광성과 상이한 제 1-클래드 감광성을 갖는 제 1-클래드 유리 조성물로부터 형성될 수 있다. 제 2 클래딩층은 코어 감광성과 또한 상이한 제 2-클래드 감광성을 갖는 제 2-클래드 유리 조성물로부터 형성될 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 제 1-클래드 유리 조성물 및 제 2-클래드 조성물은 동일할 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 제 1-클래드 유리 조성물 및 제 2-클래드 유리 조성물이 상이할 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 제 1-클래드 감광성 및 제 2-클래드 감광성이 동일하거나 상이할 수 있다.
여러 실시예에 있어서, 코어 유리 조성물, 제 1-클래드 유리 조성물, 및 제 2-클래드 유리 조성물 모두나 어느 하나가 감광성 유리 조성물일 수 있다. 감광성 유리 조성물은, 감광성 유리 조성물이 예를 들면, UV 방사와 같은 방사에 노출되었을 때, 결정화도(crystallinity) 특성 변화를 겪게 되는 한 클래스의 유리나 유리 세라믹 재료를 구성한다. 여러 감광성 유리 조성물에 있어서, 결정화도 변화는 방사에 대한 노출을 직접적으로 초래할 수 있다. 여러 감광성 유리 조성물에 있어서, 방사에 대한 노출은 결정핵생성 중심부(nucleation center)의 형성과 같은, 유리 조성물에 대한 검출불가한 물리적 변화를 야기시킬 수 있다. 이러한 감광성 유리 조성물에 있어서, 결정핵생성 중심부가 일단 형성된다면, 결정화도에 대한 변화는 상기 유리 조성물에 열 처리를 가함으로써 완전해 질 수 있다.
특별한 유리의 감광성이 감광성 유리의 실제 조성물과 관련하여 변한다. 유리 조성물이 반드시 감광성이지 않고 그리고, 이와 같이, 비-감광성 유리는 정확하게 0의 감광성을 갖는 것으로 본 명세서에서 기술될 수 있다. 이와 같이, 감광성을 나타내는 유리 조성물은 0이 아닌 감광성을 갖는 것으로 정의될 수 있다. 따로 특별히 언급하지 않았다면, "코어 감광성", "제 1-클래드 감광성", 또는 "제 2-클래드 감광성"을 갖는 것으로 본 명세서에서 언급된 유리 조성물은 감광성을 반드시 나타내지 않고 그리고 0의 감광성을 가질 수 있거나(즉, 비-감광성일 수 있음) 또는 0이 아닌 감광성을 가질 수 있다(즉, 감광성을 나타낼 수 있음).
0이 아닌 감광성을 갖는 2개의 유리 조성물의 상대 감광성이 객관적으로 결정될 수 있다. 예를 들면, 동일한 두께를 갖는 각각의 조성물의 시트는, 열 처리 이후에 각각의 시트의 총 두께를 통해 2차 결정질 상(crystalline phase)이 형성될 수 있게 하는 최소 방사 노출 시간을 결정하기 위하여, 열 처리에 이어서, 다양한 시간 간격 동안에 UV 방사와 같은 방사에 노출될 수 있다. 본 명세서에 기술된 실시예에 적용가능한 바와 같이, 제 2 감광성 유리 조성물보다 더 짧은 최소 방사 노출 시간을 갖는 제 1 감광성 유리 조성물이 상기 제 2 감광성 유리 조성물의 감광성보다 더 큰 감광성을 갖도록 고려될 수 있다. 이와 반대로, 제 2 감광성 유리 조성물보다 더 긴 최소 방사 노출 시간을 갖는 제 1 감광성 유리 조성물이 상기 제 2 감광성 유리 조성물의 감광성보다 더 작은 감광성을 갖도록 고려될 수 있다.
본 명세서에서 사용하기에 적당한 감광성 및/또는 광피삭성 유리 조성물은 단지 예를 들자면, 알칼리토류 알루미노보로실리케이트 유리, 아연 보로실리케이트 유리, 및 소다-석회 유리를 포함할 수 있다. 감광성 및/또는 광피삭성 유리 조성물은 또한 산화 마그네슘, 산화이트륨, 산화베릴륨, 알루미나, 또는 지르코니아로 농후화된 유리와 같은 유리 세라믹을 포함할 수 있다. 본 명세서의 실시예에서 사용하기에 적당한 설명된 감광성 유리 조성물이 미국 특허 제7,241,559호; 제7,262,144호; 및 제7,829,489호에 기재된 유리 조성물을 포함하며, 이들 특허문헌의 내용은 참조를 위해 본 명세서에 통합되어 있다. 여러 실시예에 있어서, Corning Incorporated에서 판매하고 있는 FOTOFORM®는 적당한 감광성 유리 조성물일 수 있다. FOTOFORM® 유리는 79.3　wt.% SiO2, 1.6　wt.% Na2O, 3.3　wt.% K2O, 0.9　wt.% KNO3, 4.2　wt.% Al2O3, 1.0　wt.% ZnO, 0.0012　wt.% Au, 0.115　wt.% Ag, 0.015　wt.% CeO2, 0.4　wt.% Sb2O3, 및 9.4　wt.% Li2O의 조성물을 갖는다. 본 명세서에 기재된 실시예에서 사용하는데 적당한 여러 예시적인 일례의 감광성 유리가 아래 표 1에 제공된다.
표 1: 일례의 감광성 유리 조성물
Figure pct00001
여러 실시예에 따라, 유리 구조부의 융합-인발된 적층부에 있어서, 코어층(102), 제 1 클래딩층(104a), 및 제 2 클래딩층(104b) 중 적어도 하나가 광피삭성 층이다. 이와 관련하여, 유리 조성물로부터 코어층(102), 제 1 클래딩층(104a), 및 제 2 클래딩층(104b) 중에서 적어도 하나의 광피삭성 층이 광피삭성 유리 조성물이다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "광피삭성 유리 조성물"이라는 용어는 0이 아닌 감광성을 갖는 유리 조성물을 의미하므로, 상기 유리 조성물이 (예를 들면, UV 방사와 같은) 방사에 유리 조성물이 노출된 이후에 그리고, 선택적으로, 열 처리 이후에 2차 결정질 상을 형성한다.
부가적으로, 광피삭성 유리 조성물에 있어서, 방사 노출 및 선택적인 열 처리 이후에 형성되는 2차 결정질 상은 선택적인 엣칭과 같은 화학적 절차나 물리적 절차에 의해 선택적으로 제거될 수 있다. 설명하자면, 2차 결정질 상의 선택적인 제거가 방사에 노출되지 않은 유리 조성물의 부분에 2차 결정질 상의 불산과 같은 엣칭액 매질(medium)에서의 용해성의 차이에 의해 가능하게 될 수 있다. 용해성 차이가 엣칭율 차이를 초래할 수 있고, 이에 따라 2차 결정질 상이 방사에 노출되지 않은 재료의 부분보다도, 적어도 1.5 배 더 빠르게, 적어도 2 배 더 빠르게, 적어도 5 배 더 빠르게, 적어도 10 배 더 빠르게, 적어도 20 배 더 빠르게, 또는 적어도 100 배 더 빠르게도 에칭할 수 있다. 이러한 특징의 엣칭율 및/또는 용해성 차이는 모든 감광성 유리 조성물에 나타날 수도 또는 나타나지 않을 수도 있다. 따라서, 본 명세서에 사용된 용어처럼, 모든 광피삭성 유리 조성물이 0이 아닌 감광성을 갖는 감광성 유리 조성물이지만, 그러나 감광성 유리 조성물이 반드시 광피삭성이지는 않다. 더욱이, 여러 실시예에서 코어층(102), 제 1 클래딩층(104a), 및 제 2 클래딩층(104b) 중 하나 이상이 감광성이 아니거나 광피삭성이 아닐 수 있지만, 이러한 실시예에 있어서, 코어층(102), 제 1 클래딩층(104a), 및 제 2 클래딩층(104b) 중 적어도 하나가 감광성 및 광피삭성이다.
상기 기재된 실시예와 같은 유리 구조부(100)를 기계가공하기 위한 다양한 실시예의 방법에 따라, 기계가공은 사전결정된 노출 시간 동안에, 융합-인발된 적층부에서의 적어도 하나의 광피삭성 층의 적어도 하나의 선택된 구역을 자외선 방사에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다. 기계가공은 광피삭성 층에서의 결정화된 재료의 결정화된 구역을 형성할 때까지 유리 구조부를 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다. 기계가공은 광피삭성 층으로부터 선택적으로 결정화된 구역을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 유리 구조부(100)를 기계가공하기 위한 방법의 상기 구성요소가 지금 일반적으로 기재되어 있고, 그리고 본 방법에 대한 구성요소의 특별히 설명된 실시예가 아래에서 상세하게 기재되어 있다.
설명된 실시예에 있어서, 융합-인발된 적층부에서의 적어도 하나의 광피삭성 층의 적어도 하나의 선택된 구역이 사전결정된 노출 시간 동안에 자외선 방사에 노출된다. 여러 실시예에 있어서, 적어도 하나의 선택된 구역은 하나의 연속 구역이나 또는 다수의 비-연속의 구역을 포함할 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 적어도 하나의 선택된 구역이 전체 광피삭성 층을 포함할 수 있다. 설명된 실시예에 있어서, 적어도 하나의 선택된 구역이 제 1 클래딩층(104a)의 한 부분, 제 2 클래딩층(104b)의 한 부분, 전체 제 1 클래딩층(104a), 전체 제 2 클래딩층(104b), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 전체 층이 UV 방사에 노출될 때, 열 처리 및 상기 열 처리에 이은 아래 기재된 선택적인 제거 이후에, 완전하게 노출된 층이 유리 구조부(100)로부터 완전하게 제거될 수 있고 희생 층(sacrificial layer)으로 작용할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
UV 노출 동안에, 여러 실시예에 따라, 자외선 방사(120)의 파장의 범위는 대략 100　nm 내지 대략 400　nm, 예를 들면 대략 290　nm 내지 대략 330　nm일 수 있다. 사전결정된 노출 시간의 범위는 대략 3　분 내지 대략 2　시간처럼 5 초 내지 수 시간일 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 자외선 방사의 강도는 다음의 열 처리 동안에 2차 상 형성을 가능하게 하는 물리적 공정의 운동학(kinetice)에 영향을 미치도록 변경될 수 있다. 자외선 방사가 가능한 깊이까지 주어진 유리 구조부에서의 2차 상 형성이 UV 방사의 파장, 노출 시간의 길이, 및 노출 강도에 따라 결정될 수 있다.
설명된 실시예에 있어서, 유리 구조부의 가열은 자외선 방사로의 노출 이후에 안내될 수 있다. 가열은, 적어도 하나의 선택된 구역이 광피삭성 층에서의 결정화된 재료의 결정화된 구역을 형성할 때까지, 적어도 진행할 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 가열은 광피삭성 층의 조성물에 따라, 대략 300　℃ 내지 대략 900　℃의 온도에서 안내될 수 있다. 예를 들면, 여러 광피삭성 조성물이 대략 300　℃ 내지 대략 500　℃, 또는 대략 500　℃ 내지 대략 650　℃의 온도에서 열 처리될 수 있다.
설명된 실시예에 있어서, 광피삭성 층으로부터 선택적으로 결정화된 구역을 제거하는 것은 노출되지 않은 광피삭성 재료의 용해성이나 엣칭율에 비해 2차 결정질 상의 상이한 용해성 또는 상이한 엣칭율 중 하나 또는 양자의 장점을 취하는 것을 포함한다. 결정화된 구역을 제거하는 것은 예를 들면, 불산과 같은 적당한 엣칭액에서, 예를 들면, 침지, 초음파 엣칭, 또는 스프레잉과 같은 엣칭 기술을 포함할 수 있다. 엣칭액과 관련하여, 임의의 엣칭액이 사용될 수 있고, 이 경우 2차 결정질 상이 예를 들면, 5 배보다 더 큰, 10 배보다 더 큰, 20 배보다 더 큰, 또는 100 배보다도 더 큰, 노출되지 않은 광피삭성 재료의 용해성이나 엣칭율과 상이한 용해성이나 엣칭율을 갖는다는 것을 알 수 있을 것이다. 상기 기재된 바와 같이, 제 1 클래딩층(104a)이나, 제 2 클래딩층(104b)이나, 또는 이들 두 클래딩층 모두와 같은 전체 층이 UV 방사에 노출된다면, 선택적인 제거 공정이 전체 층의 제거를 초래할 수 있고, 이에 따라 상기 전체 층은 희생 층으로 작용한다.
상기 기재된 일반적인 노출 작동, 가열 및 제거 작동을 포함하고 유리 구조부를 기계가공하기 위한 특별히 설명된 실시예의 방법이 도 3a-도 10e를 참조하여 기재되어 있다.
먼저 도 3a 및 도 3c를 살펴보면, 유리 구조부(100)는 제 1 클래딩층(104a)과 제 2 클래딩층(104b) 사이에 개재된 코어층(102)을 포함할 수 있다. 코어층은 제 1 클래딩층(104a)의 제 1-클래드 감광성 및 제 2 클래딩층(104b)의 제 2-클래드 감광성 보다 더 작은 코어 감광성을 가질 수 있다. 제 1-클래드 감광성 및 제 2-클래드 감광성은 서로 상이하거나 동일할 수 있다. 도 3a 및 도 3b의 실시예에 있어서, 적어도 제 1 클래딩층(104a)이 광피삭성이다. 도 3c 및 도 3d의 실시예에 있어서, 적어도 제 1 클래딩층(104a) 및 제 2 클래딩층(104b)은 광피삭성이다. 각각의 실시예에서 코어층(102)은 0이거나 또는 0이 아닌 감광성을 가질 수 있고 그리고 광피삭성일 수도 아닐 수도 있다.
도 3a의 실시예에 있어서, 제 1 클래딩층(104a)은 UV 방사(120)에 노출될 제 1 클래딩층(104a)의 선택된 구역을 형성하는 개구(115)를 구비한 광마스크(110)를 통해 상기 UV 방사(120) 하도록 노출된다. 유리 구조부(100)의 열 처리는 도 3b의 유리 구조부(100)를 초래할 수 있고, 여기서 결정화된 구역(130)이 광마스크(110)에서의 개구(115)에 대응하는 위치에 형성된다. 코어층 감광성이 제 1-클래드 감광성보다 더 작기 때문에, 도 3b의 유리 구조부(100)를 형성하도록 사용된 열 처리 파라미터나 도 3a에 나타내어진 UV 방사(120)에 대한 노출 중 적어도 하나가 코어층(102)에서의 결정화된 구역의 형성을 가능하게 하는데 불충분하다. UV 방사(120)가 코어층(102)으로 또는 상기 코어층을 통해 통과할 수 있고 그리고 또한 제 2 클래딩층(104b)으로 또는 상기 제 2 클래딩층을 통해 통과할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 이와 같이, 여러 실시예에 있어서, 제 1-클래드 감광성 및 제 2-클래드 감광성이 코어 감광성 보다 상당하게 더 크다면, 도 3a에 도시된 바와 같은 유리 구조부(100)의 한 측으로부터의 단일의 UV 노출과 이에 이은 열 처리는 제 1 클래딩층(104a) 및 제 2 클래딩층(104b) 모두에서의 결정화된 구역(130a, 130b)을 갖는, 도 3d의 유리 구조부(100)를 초래할 수 있다.
도 3c의 실시예에 있어서, 제 1 클래딩층(104a)은 UV 방사(120a)에 노출되도록 제 1 클래딩층(104a)의 선택된 구역을 형성하는 개구(115a)를 구비한 제 1 광마스크(110a)를 통해 UV 방사(120a)에 노출된다. 이와 같이, 제 2 클래딩층(104b)은 UV 방사(120b)에 노출되도록 상기 제 2 클래딩층(104b)의 선택된 구역을 형성하는 개구(115b)를 구비한 제 2 광마스크(110b)를 통해 UV 방사(120b)에 노출된다. 제 1 광마스크(110a 및 110b)의 개구(115a, 115b)가 여러 실시예에 있어서, 수직으로 정렬될 수 있을지라도, 수직으로 정렬될 필요가 없다. UV 방사(120a, 120b)가 코어층(102)으로 또는 상기 코어층을 통과해서도 통과할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 유리 구조부(100)의 열 처리가 도 3d의 유리 구조부(100)를 초래할 수 있고, 여기서 결정화된 구역(130a, 130b)은 제 1 광마스크(110a) 및 제 2 광마스크(110b)에서의 개구(115a, 115b)에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 코어층 감광성이 제 1-클래드 감광성보다 더 작기 때문에, 도 3d의 유리 구조부(100)를 형성하도록 사용된 열 처리 파라미터나 또는 도 3c에 나타내어진 UV 방사(120a, 120b)에 대한 노출 중 적어도 하나가 코어층(102)에서의 결정화된 구역의 형성을 가능하게 하는데 불충분하다.
도 3d의 유리 구조부(100)가 예를 들면, 엣칭과 같은 적당한 기술으로써, 제 1 클래딩층(104a) 및 제 2 클래딩층(104b)으로부터 결정화된 구역(130a, 130b)을 선택적으로 제거함으로써 더욱 처리될 수 있다. 이러한 제거 이후의 최종 구조부가 도 4a에 나타나 있고, 상기 도면에서 구멍 구조부(140a, 140b)가 제 1 클래딩층(104a) 및 제 2 클래딩층(104b)에 남아있다. 여러 실시예에 있어서, 구멍 구조부(140a, 140b)의 형상은 실질적으로 원형이다. 이론으로써 국한되지 않게, 광피삭성 유리 조성물의 결정질의 구역의 선택적인 제거가 통상적인 선택적인 제거 기술 또는 엣칭 기술로부터 달성될 수 없는 정밀도로써, 실질적으로 원형 구멍 구조부(140a, 140b)의 형성을 용이하게 할 수 있다고 여겨진다.
도 4b를 살펴보면, 구멍 구조부(140a, 140b)가 유리 구조부(100)에서 수직으로 정렬된다면, 물리적 또는 화학적 엣칭 기술은 상기 구멍 구조부(140a, 140b) 사이의 코어층(102)의 부분을 제거하도록 사용될 수 있고, 이에 따라 예를 들면, 비아(via) 구멍으로 작용할 수 있는 관통-구멍(150a, 150b)을 형성한다. 따라서, 여러 실시예에 있어서, 유리 구조부(100)를 기계가공하기 위한 방법은 유리 구조부(100)에서의 관통-구멍(150a, 150b)을 형성하기 위해 제 1 클래딩층(104a) 및 제 2 클래딩층(104b)에서의 구멍 구조부(140a, 140b)를 통해 코어층(102)을 엣칭하는 단계를 포함할 수 있다.
유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법의 여러 실시예에 있어서, 도 3d 및 도 5a에 나타난 바와 같은, 결정화된 구역(130a, 130b)을 갖는 유리 구조부(100)는 UV 방사(120a, 120b)와 같은 방사에 다시 노출될 수 있다. 결정화된 구역(130a, 130b)을 이미 구비하고 있는 유리 구조부(100)가 방사에 더욱 노출될 때, 결정화된 구역(130a, 130b)은 방사에 대한 임의의 노출로부터 결정화된 구역(130a, 130b)에 직접적으로 인접하거나 그 아래의 코어층(102)의 부분을 차폐(shield)할 수 있다. 여러 실시예에 있어서, UV 방사에 대한 부가적인 노출은 열 처리 이후에 코어층(102), 제 1 클래딩층(104a), 및 제 2 클래딩층(104b)이 결정화 가능하게 하는 지속기간, 파장 및 강도와 같은 적당한 파라미터로써 안내된다. 예를 들면, 도 5b의 유리 구조부(100)는 방사에 대한 노출 이후에 도 5a의 유리 구조부의 열 처리를 한 후에 초래될 수 있는 일 실시예의 구조부를 나타낸다. 도 5b의 유리 구조부(100)에 있어서, 제 1 클래딩층(104a) 및 제 2 클래딩층(104b)은 모든 방향으로 완전하게 결정화된다. 코어층(102)은 코어 결정화된 구역(135) 및 코어 결정화되지 않은 구역(155a, 155b)을 수용한다. 코어 결정화되지 않은 구역(155a, 155b)은 제 1 클래딩층(104a) 및 제 2 클래딩층(104b)에서의 결정화된 구역(130a, 130b)에 의해 UV 방사 노출로부터 어둡게 되는(shadow) 코어층(102)의 부분을 나타낼 수 있다.
여러 실시예에 있어서, 제 1 클래딩층(104a) 및 제 2 클래딩층(104b)의 결정화된 구역(130a, 130b)은 도 5c의 유리 구조부(100)를 초래하도록 나타내어진 UV 노출 이후에 그러나 임의의 열 처리 이전에 도 5a의 유리 구조부(100)로부터 제거될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 제 1 클래딩층(104a)이나, 제 2 클래딩층(104b)이나, 또는 이들 두 클래딩 층의 조성물은, 결정화가 UV 노출 및 이어서 열 처리로써만 발생하고, UV 노출 단독으로써 발생하지 않도록, 선택될 수 있다. 이러한 방식으로 형성된 도 5c의 유리 구조부(100)가 구멍 구조부(140a, 140b)를 수용할 수 있다. 이 결과, 도 5a에 도시된 바와 같은 UV 방사(120)에 사전에 모든 층이 노출되는 도 5c의 유리 구조부(100)가 도 5d의 유리 구조부(100)를 초래하도록 열 처리를 겪게 될 수 있다. 도 5b의 유리 구조부(100)와 유사하게, 도 5d의 유리 구조부(100)에 있어서, 제 1 클래딩층(104a) 및 제 2 클래딩층(104b) 모두가 결정화되고, 그리고 코어층(102)은 코어 결정화된 구역(135) 및 코어 결정화되지 않은 구역(155a, 155b) 모두를 포함한다. 그러나, 도 5b의 유리 구조부와 달리, 도 5d의 유리 구조부(100)에 있어서, 구멍 구조부(140a, 140b)가 제 1 클래딩층(104a) 및 제 2 클래딩층(104b)에 존재한다.
도 6a-도 6e를 지금 살펴보면, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법의 다른 실시예가 유리 구조부를 이온-교환 공정 처리하는 단계를 부가적으로 포함할 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 이온-교환 공정은 예를 들면, 유리 조성물의 한 부분이나 모두를 강화하기 위하여, 예를 들면 소듐과 같은 유리 조성물에서의 특정 원소를, 예를 들면 칼륨과 같은 여러 원소로 교체하는 단계를 포함할 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 상기 기재된 바와 같이 형성된 구멍 구조부(140a, 140b)를 구비한, 도 6a의 유리 구조부(100)가 이온-교환 공정 처리될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "이온-교환된"이라는 용어는 유리가 유리 제조 기술의 당업자에게 잘 알려진 이온 교환 공정에 의해 강화된다는 것을 의미한다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 이온 교환 공정은 단지 예를 들자면, 유리 표면에 존재하는 이온보다 더 큰 이온 반경을 갖는 이온을 수용한 가열된 용액(solution)으로써 가열된 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 처리하는 단계를 포함하고, 이에 따라 보다 작은 이온을 보다 큰 이온으로 교체한다. 예를 들면, 칼륨 이온은 유리에서의 소듐 이온을 교체할 수 있다. 선택적으로, 루비듐 또는 세슘처럼, 보다 큰 원자 반경을 갖는 여러 알칼리 금속 이온이 유리에서의 보다 작은 알칼리 금속 이온을 교체할 수 있다. 이와 유사하게, 단지 예를 들자면, 황산염, 할로겐화물 등과 같은 여러 알칼리 금속 염이 이온 교환 공정에 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 하향-인발된 유리가 이온 교환을 달성하기 위한 사전결정된 시간 간격 동안에 KNO3를 포함한 용융된 염 욕로에 배치됨으로써 화학적으로 강화된다. 일 실시예에 있어서, 용융된 염 욕로의 온도는 대략 430　℃이고, 그리고 사전결정된 시간 간격은 대략 8 시간이다.
도 6b의 실시예에 있어서, 예를 들면, 이온-교환 공정은, 이온-교환된 구역(160a, 160b)이 제 1-클래딩층(104a)의 부분과, 제 2 클래딩층(104b)의 부분과, 그리고 구멍 구조부(140a, 140b) 부근의 코어층(102)의 부분에서도 형성될 수 있을 때까지, 그러나 클래딩층(104a, 104b)의 깊이를 통한 이온 교환을 초래하지 않는 사전결정된 시간 동안에만, 계속될 수 있다. 도 6c의 실시예에 있어서, 예를 들면, 이온-교환 공정은, 제 1-클래딩층(104a) 및 제 2 클래딩층(104b)이 이온-교환된 구역(160a, 160b)이고 그리고 상기 이온-교환된 구역(160a, 160b)은 코어층(102)으로 선택적으로 뻗어있을 수 있을 때까지, 계속될 수 있다. 도 6d의 실시예에 있어서, 예를 들면, 이온-교환 공정은, 제 1-클래딩층(104a) 및 제 2 클래딩층(104b)의 모든 부분이 이온-교환되고 그리고 코어층(102)의 총 깊이를 통해 뻗어있는 상기 코어층(102)의 구역이 또한 이온 교환되도록, 이온-교환된 층(160)이 유리 구조부(100) 내내 연속일 때까지, 계속될 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 도 6e를 살펴보면, 이온-교환된 구역(160)이 유리 구조부(100) 내내 연속이고, 그리고 코어층(102)이 그 총 깊이 내내 이온-교환되는 상기 유리 구조부(100)의 구역에 있어서, 상기 유리 구조부가 코어층(102)의 이온-교환된 부분에 용이하게 형성될 수 있는 파단선(170)에서 파단될 수 있다. 이온 교환 공정 및 상기 이온 교환 공정을 받게 되는 적당한 일례의 유리 조성물이 미국 특허 제7,666,511호에 개시되어 있고, 상기 특허문헌의 내용은 참조를 위해 본 명세서에 모두 통합되어 있다.
도 7a-도 7e를 지금 살펴보면, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법의 여러 실시예에 있어서, 코어층(102)은 제 1 클래딩층(104a)의 제 1-클래드 감광성보다 더 큰 코어 감광성을 가질 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 코어 감광성이 또한 제 2 클래딩층(104b)의 제 2-클래드 감광성보다 더 클 수 있다. 이 때문에, 도 7a의 유리 구조부(100)가 개구(115a)를 갖는 제 1 광마스크(110a) 및 개구(115b)를 갖는 제 2 광마스크(110b)와 같은 광마스크를 통해 UV 방사(120a, 120b)와 같은 방사에, 적당한 파장 및 강도로, 적당한 시간 동안에 노출될 때, 유리 구조부의 열 처리는 예를 들면, 도 7b이나 또는 도 7d의 유리 구조부를 초래할 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 선택적으로 UV 방사(120)는 코어층(102)에 협폭의 칼럼의 UV 노출을 초래하도록 제 1 클래딩층(104a)을 통해 촛점이 맞춰질 수 있다.
코어 감광성이 제 1 클래딩층(104a)의 제 1-클래드 감광성보다 더 큰 예시적인 실시예로서, 도 7b의 유리 구조부(100)에 있어서, 방사 노출은 코어층(102)의 결정화가 코어층(102)을 통해 완전히 뻗어있는 코어 결정화된 구역(135)을 형성될 수 있게 하는데 충분하지 않았다. 여러 실시예에 있어서, 코어 결정화된 구역(135)은 예를 들면, 엣칭과 같은 적당한 기술에 의해 제거될 수 있어 제거된 코어 부분(145)을 갖는, 도 7c의 유리 구조부(100)를 형성한다. 엣칭이 사용된다면, 여러 실시예에 있어서, 코어 결정화된 구역(135)에 도달하도록 엣칭액의 루트가 제공될 필요가 있을 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 선택적으로 레이저 드릴링과 같은 부가적인 물리적 처리가 클래딩층(104a, 104b)에서의 구멍이나 보이드를 형성하도록 안내될 수 있다. 도 7d의 유리 구조부(100)에 있어서, 도 7a의 유리 구조부(100)에 제공된 방사 노출은 코어층(102)의 결정화가 상기 코어층(102)을 통해 내내 뻗어있는 코어 결정화된 구역(135)을 형성할 수 있게 하는데 충분하였다. 따라서, 제거된 코어 부분(145)이 제 1 클래딩층(104a)으로부터 제 2 클래딩층(104b)까지 코어층(102)의 총 깊이를 통해 뻗어있다.
도 8a-도 8f를 지금 살펴보면, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법의 일례의 실시예가 복잡한 형상 및 관통-구멍을 형성하기 위하여, 다수의 방사 노출 및/또는 열 처리를 통합할 수 있다. 도 8a-도 8f의 단지 예시적으로 설명된 실시예에 있어서, 코어 감광성은 제 1-클래드 감광성 및 제 2-클래드 감광성보다 더 작다. 도 8a의 유리 구조부(100)를 방사에 노출시키고, 이후 도 8b의 유리 구조부(100)를 형성하도록 열처리한 이후에, 결정화된 구역(130a, 130b)을 제거함에 의한 도 8c의 유리 구조부(100)의 준비가 상기 상세하게 기재되어 있다. 여러 실시예에 따라, 본 방법은 도 8d에 도시된 바와 같이, 도 8c의 유리 구조부를 방사에 다시 한번 노출시키는 단계를 포함하여, 상기 방사가 클래딩층(104a, 104b)에서의 구멍 구조부(140a, 140b)를 횡단하고 그리고 코어층(102) 만을 관통한다.
도 8a의 광마스크(110a, 110b)에 있어서, 개구(115a, 115b)는 도 8d의 광마스크(112a, 112b)의 개구(117, 117b) 보다 더 폭이 넓다. 도 8d의 노출 공정이 안내될 때, UV 방사가 클래딩층(104a, 104b)에 더 이상 진입하지 않는데, 그 이유는 광마스크(112a, 112b)를 통해 보여지는 클래딩층(104a, 104b)의 부분이 사전에 제거되어 있기 때문이다. 이에 따라, 도 8d의 유리 구조부(100)가 열 처리될 때, 상기 도 8e의 유리 구조부(100)가 형성될 수 있다. 도 8e의 유리 구조부에 있어서, 클래딩층(104a, 104b)은 구멍 구조부(140a, 140b)를 수용하고, 그리고 코어층(102)은 유리 구조부(100)의 서로 반대의 양 측에서 구멍 구조부(140a, 140b)로부터 뻗어있는 코어 결정화된 구역(135a, 135b)을 수용한다. 여러 실시예에 있어서, 코어 결정화된 구역(135a, 135b)은 예를 들면, 도 8f의 유리 구조부(100)를 형성하기 위하여, 엣칭과 같은 적당한 기술에 의해 제거될 수 있다. 도 8f의 유리 구조부(100)에 있어서, 제거된 코어 부분(145a, 145b)은 상기 유리 구조부(100)의 서로 반대의 양 측에서 클래딩층(104a, 104b)에서의 구멍 구조부(140a, 140b)를 연결하는 관통-구멍 또는 비아 구멍이다.
도 9a 및 도 9b를 지금 살펴보면, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법의 일례의 실시예가 유리 구조부에 대한 엣칭이나 표면 거칠어짐(roughen)과 같은 표면 처리를 더 포함할 수 있다. 도 9a의 유리 구조부(100)를 준비하기 위한 설명된 루트가 상기 기재되어 있다. 여러 실시예에 있어서, 도 9a의 유리 구조부(100)는 도 9b의 유리 구조부(100)를 만들도록 엣칭처리될 수 있거나 거칠게 될 수 있다. 도 9b의 유리 구조부(100)에 있어서, 클래딩층(104a, 104b)은 거칠어진 클래딩 표면(106a, 106b)을 수용한다. 구멍 구조부(140a, 140b)는 거칠어진 구멍 표면(142a, 142b)을 포함한다. 엣칭 시간, 사용된 엣칭 처리, 그리고 엣칭액의 농도 및 동일성(identity)에 따라, 도 9a의 유리 구조부(100)의 클래딩층(104a, 104b)에서만 존재하는 구멍 구조부(140a, 140b)가 도 9b의 유리 구조부(100)에서와 같이, 코어층(102)으로의 요구되는 깊이로 뻗어있도록 만들어질 수 있다.
도 10a-도 10e를 지금 살펴보면, 설명된 실시예에 있어서, 본 명세서에 기술된 방법은 참조를 위해 본 명세서에 통합되어 있는 미국 특허 제8,179,375호에 기술된 촉각 인터페이스(tactile interface)와 같은 유체 구성요소로 유리 구조부(100)를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 도 10a-도 10e의 실시예에 있어서, 클래딩층(104a, 104b)은 감광성 또는 광피삭성일 수 있지만 감광성 또는 광피삭성일 필요는 없으며, 신속-엣칭(fast-etch) 유리로부터 형성될 수 있다. 신속-엣칭 유리는 상기 기재된 바와 같이 광피삭성 유리 조성물로써, 특히 광피삭성 코어층으로써 융합-인발될 수 있는 임의의 유리 조성물일 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 신속-엣칭 유리 조성물은 광피삭성 코어층의 동일한 특성보다 적어도 1.5 배 더 크거나, 적어도 2 배 더 크거나, 적어도 5 배 더 크거나, 적어도 10 배 더 크거나, 적어도 20 배 더 크거나, 또는 적어도 100 배 더 큰 불산과 같은 엣칭액에서의 엣칭율 또는 용해성을 가질 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 적당한 신속-엣칭 유리가 참조를 위해 본 명세서에 통합되어 있는 미국 특허 제4,880,453호에 기술된 유리를 포함할 수 있다. 미국 특허 제4,880,453호의 신속-엣칭 유리 각각은 0이거나 0에 가까운 감광성을 갖는다고 여겨진다. 본 발명에서 사용하기에 적당한 여러 일례의 신속-엣칭 유리 조성물이 표　2에 리스트되어 있고, 상기 표 2의 여러 조성물이 감광성 및/또는 광피삭성일 수 있고 다른 조성물은 감광성이 없거나 광피삭성이 없을 수 있다:
표 2: 일례의 신속-엣칭 유리 조성물
Figure pct00002
도 10a의 유리 구조부(100)는 제 1 클래딩층(104a)과 제 2 클래딩층(104b) 사이에 개재된 광피삭성 유리 조성물의 코어층(102)을 포함한다. 양자의 클래딩층(104a, 104b)은 상기 기재된 신속-엣칭 유리 조성물로부터 형성되고 그리고 동일한 재료 또는 상이한 재료로부터 형성될 수 있다. 마스킹층(113a, 113b)은 클래딩층(104a, 104b)을 커버하도록 적용될 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 마스킹층(113a, 113b)은 광마스크일 수 있고, 이에 따라 클래딩층(104a, 104b)은 상기 마스킹층(113a, 113b)으로 완전하게 코팅될 수 있고, 상기 마스킹층은 UV 방사와 같은 방사로 경화될 수 있으며, 그리고 상기 마스킹층(113a, 113b)의 부분은 에칭될 클래딩층(104a, 104b)의 부분을 노출시키도록 제거될 수 있다. 여러 실시예에 있어서, 마스킹층(113a, 113b)은 엣칭되도록 의도되지 않은 클래딩층(104a, 104b)의 부분 상에 선택적으로 적용될 수 있다. 여하튼, 마스킹층(113a)의 개구(115) 내의 클래딩층 부분과 같은, 마스킹층(113a, 113b)에 의해 커버되지 않는 클래딩층(104a, 104b)의 부분은 레이저 드릴링 또는 습윤이나 건조 엣칭과 같은 적당한 기술에 의해 제거될 수 있다. 클래딩층(104a, 104b)의 부분의 제거는 도 10b의 유리 구조부를 초래할 수 있고, 상기 유리 구조부에서 구멍 구조부(140)가 제 1 클래딩층(104a)에 존재하고 그리고 코어층(102)은 제 2 클래딩층(104b)의 부분이 제거되어 버린 이후에 노출된다. 도 10c의 실시예에 있어서, 개구(117)를 구비한 광마스크(112)는 제 1 클래딩층(104a) 상에 배치될 수 있고, 그리고 코어층(102)은 개구(117)를 통한 UV 방사(120)와 같은 방사에 노출될 수 있다. 도 10c의 유리 구조부의 열 처리는 도 10d의 유리 구조부(100)를 만들 수 있고, 상기 유리 구조부에서 코어 결정화된 구역(135)이 UV 방사(120)에 노출되어 버린 코어층(102)의 부분에 형성된다. 도 10d의 코어층(102)은 또한 UV 방사로의 노출 동안에 광마스크(112) 아래의 코어층(102)의 부분에서 비-결정화된 구역(155)을 포함한다.
코어 결정화된 구역(135)은 상기 기술된 선택적인 엣칭과 같은, 적당한 기술에 의해 도 10d의 유리 구조부(100)로부터 제거될 수 있어, 도 10e의 유리 구조부를 초래한다. 도 10e의 유리 구조부는 제 1 클래딩층(104)에서의 구멍 구조부(140), 중공의 챔버(180), 및 유체 채널(185)을 포함한다. 미국 특허 제8,179,375호에 기술된 촉각의 사용자 인터페이스처럼 사용될 때, 중공의 챔버(180)는 예를 들면, 물과 같은 유체로 충전될 수 있고 엘라스토머 시트로 커버될 수 있다. 공동은 후퇴된 볼륨 세팅 및 연장된 볼륨 세팅과 같은 2개의 볼륨 세팅을 갖도록 설계될 수 있다. 변위 장치(displacement device)가 공동을 외측으로 팽창시킬 때, 버튼-과 같은 형상이 형성된다. 버튼-과 같은 형상처럼, 사용자는 터치-인에블식(touch-enabled) 전자 장치로의 인풋을 제공하고자 할 때 촉각 안내부를 구비할 것이다.
따라서, 본 방법은 적어도 하나의 광피삭성 층을 포함한 융합-인발된 코어-클래드 적층을 포함하는 유리 구조부를 기계가공하기 위해 기술되어 있다. 본 명세서에 기술된 방법은 예를 들면, 광학 및 전자 산업에서 유용할 수 있는 적층 구조부를 용이하게 기계가공하는 다양한 방식으로 사용될 수 있다.
당업자라면 청구범위의 발명의 범주 및 사상의 범위 내에서 본 명세서에 기술된 실시예에 대한 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 이러한 변경 및 수정을 제공하는 본 명세서에 기재된 다양한 실시예의 수정 및 변경은 본 발명의 첨부된 청구범위 범주 내에서 커버될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법으로서,
    상기 유리 구조부는 제 1 클래딩층과 제 2 클래딩층 사이에 개재된 코어층의 융합-인발된 적층부를 포함하고;
    상기 코어층은 코어 감광성을 갖는 코어 유리 조성물로부터 성형되고;
    상기 제 1 클래딩층은 상기 코어 감광성과 상이한 제 1-클래드 감광성을 갖는 제 1-클래드 유리 조성물로부터 성형되고;
    상기 제 2 클래딩층은 상기 코어 감광성과 상이한 제 2-클래드 감광성을 갖는 제 2-클래드 유리 조성물로부터 성형되고; 그리고
    상기 코어층, 상기 제 1 클래딩층, 및 상기 제 2 클래딩층 중 적어도 하나가 광피삭성 층이고,
    상기 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법은:
    사전결정된 노출 시간 동안에, 상기 융합-인발된 적층부에서의 적어도 하나의 광피삭성 층의 적어도 하나의 선택된 구역을 자외선 방사에 노출시키는 단계;
    상기 적어도 하나의 선택된 구역이 상기 광피삭성 층에서의 결정화된 재료의 결정화된 구역을 형성할 때까지, 상기 유리 구조부를 가열하는 단계; 및
    상기 광피삭성 층으로부터 선택적으로 상기 결정화된 구역을 제거하는 단계;를 포함하는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 코어층, 상기 제 1 클래딩층, 및 상기 제 2 클래딩층 중 각각의 층은 광피삭성 층이고; 그리고
    상기 제 1-클래드 감광성 및 상기 제 2-클래드 감광성 모두는 상기 코어 감광성보다 더 큰, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 클래딩층의 제 1 복수의 선택된 구역과 상기 제 2 클래딩층의 제 2 복수의 선택된 구역이 상기 자외선 방사에 노출되고; 그리고
    상기 가열하는 단계 동안에, 상기 제 1 복수의 선택된 구역은 상기 제 1 클래딩층에서 결정화된 구역을 형성하고 그리고 상기 제 2 복수의 선택된 구역은 상기 제 2 클래딩층에서 결정화된 구역을 형성하는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 노출시키는 단계는 상기 제 1 복수의 선택된 구역이나, 상기 제 2 복수의 선택된 구역이나, 또는 이들 두 구역을 형성하는, 개구를 갖는 적어도 하나의 광마스크를 통해 안내되는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 코어층의 제 1 부분이 상기 결정화된 구역에 의해 자외선 방사로부터 차폐되고 상기 코어층의 제 2 부분이 자외선 방사로부터 차폐되지 않도록, 상기 결정화된 구역을 제거하기 전에 그리고 상기 유리 구조부를 가열한 이후에 다시 한번 상기 유리 구조부를 자외선 방사에 노출시키는 단계; 및
    상기 코어층의 차폐되지 않는 부분이 결정화될 때까지, 상기 유리 구조부를 가열하는 단계;를 더 포함하는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 결정화된 구역은, 상기 코어층의 차폐되지 않는 부분이 결정화될 때까지 상기 유리 구조부를 가열하기 전에 그리고 상기 유리 구조부를 자외선 방사에 다시 한번 노출시킨 이후에 제거되는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 1 복수의 선택된 구역 및 상기 제 2 복수의 선택된 구역은 수직으로 정렬되고, 상기 유리 구조부를 통한 관통-구멍을 형성하기 위하여, 상기 제 1 복수의 선택된 구역과 상기 제 2 복수의 선택된 구역 사이에 상기 코어층의 부분을 제거하는 단계를 더 포함하는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 결정화된 구역을 제거하는 단계는 상기 제 1 클래딩층, 상기 제 2 클래딩층, 또는 이 두 개의 층에 구멍 구조부를 형성하는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 유리 구조부를 가열한 이후에 상기 유리 구조부를 다시 한번 자외선 방사에 노출시키는 단계와, 구멍 구조부와 정렬되고 상기 구멍 구조부보다 더 작은 개구를 갖는 광마스크를 통해 결정화된 구역을 제거하는 단계; 및
    적어도 상기 코어층의 코어 결정화된 구역이 결정화될 때까지, 상기 다시 한번 노출 이후에 상기 유리 구조부를 가열하는 단계;를 더 포함하는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 유리 구조부의 서로 반대의 양 측에서 구멍 구조부로부터 뻗어있는 적어도 하나의 관통-구멍을 형성하도록 상기 코어 결정화된 구역을 제거하는 단계를 더 포함하는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 구멍 구조부에서의 거칠어진 구멍 표면 및 상기 제 1 클래딩 층과 상기 제 2 클래딩 층 상에 거칠어진 클래딩 표면을 형성하도록, 상기 구멍 구조부, 상기 제 2 클래딩층, 및 상기 제 1 클래딩층의 표면을 엣칭하는 단계를 더 포함하는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 결정화된 구역이 제거된 이후에, 상기 유리 구조부를 이온-교환 공정 처리하는 단계를 더 포함하는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 유리 구조부를 상기 이온-교환 공정 처리하는 단계는, 상기 제 1 클래딩층 및 상기 제 2 클래딩층이 그 총 두께를 통해 이온-교환될 때까지, 적어도 상기 이온-교환 공정을 계속하는 단계를 포함하는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 유리 구조부를 상기 이온-교환 공정 처리하는 단계는, 적어도 연속의 이온-교환층이 상기 제 1 클래딩층, 상기 제 2 클래딩층, 및 상기 코어층의 부분을 포함하여 형성될 때까지, 상기 이온-교환 공정을 계속하는 단계를 포함하는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 코어층의 이온-교환된 구역에 형성된 파단선에서 상기 유리 구조부를 파단하는 단계를 더 포함하는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1-클래드 감광성 및 상기 제 2-클래드 감광성 모두는 상기 코어 감광성보다 더 작은, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 결정화된 구역은 상기 코어층에 형성되고 상기 제 1 클래딩층이나 상기 제 2 클래딩층에 형성되지 않는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    엣칭액이 상기 코어층의 결정화된 구역에 도달하도록 접근하기 위해, 상기 제 1 클래딩층이나, 상기 제 2 클래딩층이나, 또는 상기 제 1 클래딩 층 및 상기 제 2 클래딩층을 통한 드릴링하는 단계를 더 포함하는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1-클래드 감광성 및 상기 제 2-클래드 감광성 모두는 0이고; 상기 코어 감광성은 0이 아니고; 그리고 상기 제 1-클래드 유리 조성물 및 상기 제 2-클래드 유리 조성물은 엣칭액에서의 상기 코어 유리 조성물의 코어 용해성의 적어도 1.5 배의, 상기 엣칭액에서의 클래드 용해성을 각각 갖는 신속-엣칭 유리 조성물인, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 광피삭성 층을 상기 자외선 방사에 노출시키기 전에,
    상기 제 1 클래딩층, 상기 제 2 클래딩층, 또는 상기 제 1 클래딩층 및 상기 제 2 클래딩층의 적어도 한 부분 상에 마스킹층을 적용하는 단계; 및
    상기 마스킹층에 의해 커버되지 않는, 상기 제 1 클래딩층, 상기 제 2 클래딩층, 또는 상기 제 1 클래딩층 및 상기 제 2 클래딩층의 부분을 제거하는 단계;를 더 포함하는, 유리 구조부를 기계가공하기 위한 방법.
KR1020157026533A 2013-02-28 2014-02-26 광피삭성 층을 포함한 융합-인발된 유리 적층 구조부의 기계가공 방법 KR102273664B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020217020329A KR102315808B1 (ko) 2013-02-28 2014-02-26 광피삭성 층을 포함한 융합-인발된 유리 적층 구조부의 기계가공 방법

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361770454P 2013-02-28 2013-02-28
US61/770,454 2013-02-28
US13/798,479 US9340451B2 (en) 2013-02-28 2013-03-13 Machining of fusion-drawn glass laminate structures containing a photomachinable layer
US13/798,479 2013-03-13
PCT/US2014/018496 WO2014134098A1 (en) 2013-02-28 2014-02-26 Machining of fusion-drawn glass laminate structures containing a photomachinable layer

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217020329A Division KR102315808B1 (ko) 2013-02-28 2014-02-26 광피삭성 층을 포함한 융합-인발된 유리 적층 구조부의 기계가공 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160019399A true KR20160019399A (ko) 2016-02-19
KR102273664B1 KR102273664B1 (ko) 2021-07-08

Family

ID=51386748

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157026533A KR102273664B1 (ko) 2013-02-28 2014-02-26 광피삭성 층을 포함한 융합-인발된 유리 적층 구조부의 기계가공 방법
KR1020217020329A KR102315808B1 (ko) 2013-02-28 2014-02-26 광피삭성 층을 포함한 융합-인발된 유리 적층 구조부의 기계가공 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217020329A KR102315808B1 (ko) 2013-02-28 2014-02-26 광피삭성 층을 포함한 융합-인발된 유리 적층 구조부의 기계가공 방법

Country Status (7)

Country Link
US (3) US9340451B2 (ko)
EP (1) EP2961714B1 (ko)
JP (2) JP6462595B2 (ko)
KR (2) KR102273664B1 (ko)
CN (2) CN108046614B (ko)
TW (1) TWI606981B (ko)
WO (1) WO2014134098A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200035276A (ko) * 2017-07-24 2020-04-02 코닝 인코포레이티드 정밀 구조화된 유리 물품, 집적회로 패키지, 광학 장치, 미세유체 장치, 및 그 제조 방법

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9556052B2 (en) * 2012-05-24 2017-01-31 Corning Incorporated Laminate fusion draw apparatus and method of use thereof
CN110698059B (zh) 2012-10-04 2022-07-29 康宁股份有限公司 由光敏玻璃制成的压缩应力化层合玻璃制品及制备所述制品的方法
CN111763009A (zh) * 2012-10-04 2020-10-13 康宁股份有限公司 具有玻璃层和玻璃陶瓷层的制品以及该制品的制造方法
US9434632B2 (en) * 2013-02-26 2016-09-06 Corning Incorporated Glass forming apparatus and method
US9340451B2 (en) * 2013-02-28 2016-05-17 Corning Incorporated Machining of fusion-drawn glass laminate structures containing a photomachinable layer
US9440878B2 (en) 2013-02-28 2016-09-13 Corning Incorporated Fusion formable lithium aluminosilicate glass ceramic
US9902138B2 (en) * 2013-06-14 2018-02-27 Corning Incorporated Laminated sealing sheet
TWI817081B (zh) 2014-10-08 2023-10-01 美商康寧公司 具有葉長石及矽酸鋰結構的高強度玻璃陶瓷
JP6417526B2 (ja) * 2015-05-18 2018-11-07 コーニング インコーポレイテッド 霞石結晶相を含む光形成性ガラスセラミック
EP3950616A1 (en) * 2015-06-02 2022-02-09 Corning Incorporated Laminated glass article with tinted layer
US10703671B2 (en) 2016-01-26 2020-07-07 Corning Incorporated Photosensitive glasses and glass ceramics and composite glass materials made therefrom
JP2019511397A (ja) * 2016-03-24 2019-04-25 コーニング インコーポレイテッド 中に開口が形成された積層ガラス品およびそれを形成するための方法
WO2018013506A1 (en) * 2016-07-15 2018-01-18 Corning Incorporated Lighting unit with laminate structure
US10062674B1 (en) * 2017-04-28 2018-08-28 Corning Incorporated Systems and methods for display formation using photo-machinable material substrate layers
US20190030861A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-31 Corning Incorporated Composite laminate with high depth of compression
WO2019027893A1 (en) * 2017-07-31 2019-02-07 Corning Incorporated LAMINATE ARTICLE HAVING A CENTRAL NON-GLASS PART AND A GLASS ENVELOPE AND ASSOCIATED METHODS
TWI820111B (zh) * 2018-04-03 2023-11-01 美商康寧公司 包括結構化玻璃製品的電子封裝及用於製作該等電子封裝的方法
WO2019195385A1 (en) 2018-04-03 2019-10-10 Corning Incorporated Precision structured glass article having emi shielding and methods for making the same
US20210009467A1 (en) * 2018-04-03 2021-01-14 Corning Incorporated Methods for making high density vias in a glass article
US11764117B2 (en) * 2018-04-03 2023-09-19 Corning Incorporated Hermetically sealed optically transparent wafer-level packages and methods for making the same
KR20200139745A (ko) 2018-04-03 2020-12-14 코닝 인코포레이티드 전기 및 광학적 연결을 갖는 집적 회로 패키지 및 이를 제조하는 방법
WO2019209776A1 (en) 2018-04-27 2019-10-31 Corning Incorporated Microfluidic devices and methods for manufacturing microfluidic devices
CN112585082A (zh) 2018-08-07 2021-03-30 康宁股份有限公司 气密性密封的封装件
US20220144681A1 (en) 2019-03-07 2022-05-12 Corning Incorporated Glass carriers for fan-out packaging having target coefficients of thermal expansion and methods for making the same
JP2022523808A (ja) * 2019-03-07 2022-04-26 コーニング インコーポレイテッド ダイアップ・ファンアウトパッケージングのためのガラスキャリアおよびその製造方法
WO2020205386A1 (en) * 2019-04-04 2020-10-08 Corning Incorporated Illumination device including a laminate glass light guide plate and method for fabricating the illumination device
CN114829314A (zh) 2019-10-29 2022-07-29 康宁股份有限公司 用于层压结构的具有高模量和大cte范围的玻璃组合物
WO2021108079A1 (en) * 2019-11-27 2021-06-03 Corning Incorporated Fabricating laminate glass with blind vias
US20220413220A1 (en) * 2019-11-30 2022-12-29 Corning Incorporated Optical waveguides and methods for producing
WO2022103749A1 (en) * 2020-11-16 2022-05-19 Corning Incorporated 3d interposer with through glass vias – method of increasing adhesion between copper and glass surfaces and articles therefrom

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55136137A (en) * 1979-04-05 1980-10-23 Corning Glass Works Laminated glass forming method and device
US4405672A (en) * 1982-03-15 1983-09-20 Corning Glass Works Composite photochromic glass article and method of making
JP2000063149A (ja) * 1998-08-18 2000-02-29 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 感光性ガラス板への孔開け加工方法

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3737294A (en) 1970-08-28 1973-06-05 Corning Glass Works Method for making multi-layer laminated bodies
US3673049A (en) 1970-10-07 1972-06-27 Corning Glass Works Glass laminated bodies comprising a tensilely stressed core and a compressively stressed surface layer fused thereto
US3849097A (en) 1970-10-07 1974-11-19 Corning Glass Works Method for continuously hot forming strong laminated bodies
US3746526A (en) 1971-03-10 1973-07-17 Corning Glass Works Method for forming subsurface fortified laminates
US3931438A (en) 1971-11-08 1976-01-06 Corning Glass Works Differential densification strengthening of glass-ceramics
US4102664A (en) 1977-05-18 1978-07-25 Corning Glass Works Method for making glass articles with defect-free surfaces
US4130680A (en) 1977-08-08 1978-12-19 Corning Glass Works Strong, lightweight photosensitive laminate
US4880453A (en) 1988-12-19 1989-11-14 Corning Incorporated Method for making glass articles with defect-free surfaces and soluble glasses therefor
US5374291A (en) * 1991-12-10 1994-12-20 Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology Method of processing photosensitive glass
US5559060A (en) 1992-05-22 1996-09-24 Corning Incorporated Glass for laminated glass articles
US5342426A (en) 1993-07-16 1994-08-30 Corning Incorporated Making glass sheet with defect-free surfaces and alkali metal-free soluble glasses therefor
US5997377A (en) * 1995-11-17 1999-12-07 Hoya Corporation Process for the production of spacered substrate for use in self-emitting display
JP2000053446A (ja) 1998-08-04 2000-02-22 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 感光性ガラス板への孔開け加工方法
JP3724957B2 (ja) 1998-08-18 2005-12-07 日本電産サンキョー株式会社 感光性ガラス板への孔開け加工方法
JP2000178036A (ja) 1998-12-16 2000-06-27 Fujitsu Ltd 感光性ガラスの結晶化方法
US6221566B1 (en) 1999-02-18 2001-04-24 Corning Incorporated Optical waveguide photosensitization
JP2001105398A (ja) * 1999-03-04 2001-04-17 Seiko Epson Corp 加工方法
JP3700460B2 (ja) * 1999-04-05 2005-09-28 セイコーエプソン株式会社 半導体装置およびその製造方法
US6403286B1 (en) * 1999-11-04 2002-06-11 Corning Incorporated High aspect ratio patterning of glass film
EP1333299B1 (en) * 2002-02-05 2010-06-09 Fujikura Ltd. Optical fiber and slanted optical fiber grating
WO2004033382A1 (en) * 2002-10-04 2004-04-22 Corning Incorporated Lens array, method for fabricating the lens array and photosensitive glass plate
DE10304382A1 (de) 2003-02-03 2004-08-12 Schott Glas Photostrukturierbarer Körper sowie Verfahren zur Bearbeitung eines Glases und/oder einer Glaskeramik
US7514149B2 (en) 2003-04-04 2009-04-07 Corning Incorporated High-strength laminated sheet for optical applications
WO2005027606A1 (ja) * 2003-09-09 2005-03-24 Hoya Corporation 両面配線ガラス基板の製造方法
JP4337547B2 (ja) * 2003-12-26 2009-09-30 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 紫外光洗浄装置および紫外光洗浄装置用紫外線ランプ
US7132054B1 (en) * 2004-09-08 2006-11-07 Sandia Corporation Method to fabricate hollow microneedle arrays
US7201965B2 (en) 2004-12-13 2007-04-10 Corning Incorporated Glass laminate substrate having enhanced impact and static loading resistance
US8007913B2 (en) 2006-02-10 2011-08-30 Corning Incorporated Laminated glass articles and methods of making thereof
JP2008216295A (ja) 2007-02-28 2008-09-18 Fujifilm Corp 感光性積層体の製造装置及び製造方法
US8361333B2 (en) * 2007-03-28 2013-01-29 Life Bioscience, Inc. Compositions and methods to fabricate a photoactive substrate suitable for shaped glass structures
US7666511B2 (en) 2007-05-18 2010-02-23 Corning Incorporated Down-drawable, chemically strengthened glass for cover plate
US7829489B2 (en) 2007-05-31 2010-11-09 Corning Incorporated Low CTE photomachinable glass
US8179375B2 (en) 2008-01-04 2012-05-15 Tactus Technology User interface system and method
US8158014B2 (en) * 2008-06-16 2012-04-17 International Business Machines Corporation Multi-exposure lithography employing differentially sensitive photoresist layers
JP5564721B2 (ja) 2009-11-12 2014-08-06 大同特殊鋼株式会社 自動ビレット保管搬送装置
DE112011100505T5 (de) * 2010-02-10 2013-03-28 Life Bioscience, Inc. Verfahren zur herstellung eines fotoaktiven substrats, das zur mikrofertigung geeignet ist
WO2013130668A1 (en) 2012-02-29 2013-09-06 Corning Incorporated High cte opal glass compositions and glass articles comprising the same
CN111763009A (zh) 2012-10-04 2020-10-13 康宁股份有限公司 具有玻璃层和玻璃陶瓷层的制品以及该制品的制造方法
CN110698059B (zh) 2012-10-04 2022-07-29 康宁股份有限公司 由光敏玻璃制成的压缩应力化层合玻璃制品及制备所述制品的方法
JP6487844B2 (ja) 2012-10-04 2019-03-20 コーニング インコーポレイテッド セラミック相を有する積層ガラス物品およびその物品の製造方法
US9340451B2 (en) * 2013-02-28 2016-05-17 Corning Incorporated Machining of fusion-drawn glass laminate structures containing a photomachinable layer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55136137A (en) * 1979-04-05 1980-10-23 Corning Glass Works Laminated glass forming method and device
US4405672A (en) * 1982-03-15 1983-09-20 Corning Glass Works Composite photochromic glass article and method of making
JP2000063149A (ja) * 1998-08-18 2000-02-29 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 感光性ガラス板への孔開け加工方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200035276A (ko) * 2017-07-24 2020-04-02 코닝 인코포레이티드 정밀 구조화된 유리 물품, 집적회로 패키지, 광학 장치, 미세유체 장치, 및 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP6462595B2 (ja) 2019-01-30
US10227256B2 (en) 2019-03-12
US20190152842A1 (en) 2019-05-23
JP2016519637A (ja) 2016-07-07
US20140238078A1 (en) 2014-08-28
CN105392751B (zh) 2018-02-16
CN108046614B (zh) 2020-10-20
JP2019069901A (ja) 2019-05-09
US11028010B2 (en) 2021-06-08
TW201434771A (zh) 2014-09-16
WO2014134098A1 (en) 2014-09-04
CN108046614A (zh) 2018-05-18
KR20210086721A (ko) 2021-07-08
CN105392751A (zh) 2016-03-09
EP2961714A1 (en) 2016-01-06
EP2961714B1 (en) 2017-01-04
KR102315808B1 (ko) 2021-10-22
KR102273664B1 (ko) 2021-07-08
US9340451B2 (en) 2016-05-17
US20160221865A1 (en) 2016-08-04
TWI606981B (zh) 2017-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102315808B1 (ko) 광피삭성 층을 포함한 융합-인발된 유리 적층 구조부의 기계가공 방법
US8307672B2 (en) Glass substrate processing method and glass component
US8096147B2 (en) Methods to fabricate a photoactive substrate suitable for shaped glass structures
KR20150123841A (ko) 상-분리된 클래딩을 갖는 적층 유리 제품 및 그 제조방법
EP2398746A1 (en) Method of separating strengthened glass
CN114514115B (zh) 具有用于阻止裂纹的埋入式应力尖峰的玻璃层压体及其制造方法
US5114453A (en) Lightwave guide produced by ion exchange of cs+ ions
WO2021108079A1 (en) Fabricating laminate glass with blind vias
CN109690373B (zh) 具有层叠结构的光波导制品及其形成方法
WO2018039311A1 (en) Methods for forming ion-exchanged waveguides in glass substrates
Shojiya et al. Titanium-containing glass for laser micromachining
KR20230164112A (ko) 다공성 층을 갖는 반사 방지 적외선 투과 적층 유리 물품

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant