KR20180026727A - 유리로부터의 금속성 퇴적물들의 제거 방법 - Google Patents
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Abstract
유리 물품, 예를 들어 유리 시트와 같은 유리 기판으로부터 금속성 퇴적물들을 제거하는 방법은, 상기 금속성 퇴적물을 제거하는 데 유효한 시간 동안 상기 유리 물품을 약산 용액에 노출하는 단계를 포함한다.
Description
[1] 본 출원은 2015년 6월 10일 출원된 미국 가출원 제62/173,480호의 35 U.S.C. § 119 하의 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 보증되고 그 전문이 참조에 의해 명세서에 결합된다.
[2] 본 개시는 일반적으로 유리 물품들. 예를 들어 유리 기판, 예를 들어 디스플레이 응용들에서의 사용을 위하여 적합한 유리 시트를 처리하는 방법에 관한 것이며, 특히 금속성 퇴적물들을 이로부터 제거하기 위하여 상기 유리 물품을 처리하기 위한 방법에 관한 것이다.
[3] 디스플레이 응용들에서의 사용을 위하여, 예를 들어 유리 디스플레이 패널 내의 기판들로서 또는 디스플레이 패널을 위한 커버 유리 시트로서 적합한 유리 기판들은 각별히 깨끗하고 결함이 없을 필요가 있으며, 이는 이러한 디스플레이들의 평균적 시청자의 시각적 정확도가 시청하는 스크린 상의 미세한 결함들조차 식별할 수 있기 때문이다. 추가적으로, 이러한 응용들에서 사용되는 유리 시트들의 오염은 디스플레이 소자의 적합한 구동을 위하여 요구되는 유리 시트 상의 퇴적되는 물질들의 퇴적 및/또는 기능을 방해할 수 있다. 예를 들어, 오염은 디스플레이 소자의 제조에서 사용되는 하나 또는 그 이상의 유리 기판들 상에 퇴적되는 박막 트랜지스터들의 퇴적을 방해할 수 있다.
[4] 유리 기판들의 오염은 예를 들어 유기 또는 금속성일 수 있다. 단일 세정 물질이 모든 이러한 오염물들을 제거할 수 없기 때문에, 상기 처리는 다른 오염물들을 제거하기 위하여 다른 세정제들을 채용하도록 재단될 필요가 있을 수 있다. 다시 말하면, 유리 시트들의 제조와 관련된 비용들을 제한할 필요성은, 처리 비용들을 현저히 증가시키지 않으며 유리 시트들로부터 오염물들을 제거하는 효과적인 방법들이 채용되어야 한다는 점을 가리킨다.
여기에 설명된 태양들은 앞서 설명된 문제점들의 일부를 해결하고자 한다.
[5] 약산이 유리 물품들, 예를 들어 그 표면들 상의 금속성 퇴적물들을 포함하는 유리 시트들과 같은 유리 기판들을 처리하기 위하여 사용될 수 있다는 점이 발견되었고, 이는 매우 작은 농도들에서도 효과적임이 밝혀졌다. 더욱이, 특정한 실시예들에서, 산업수 시스템들로부터의 하이포아염소산(hypochlorous acid)의 사용은, 유리하게도 1) 방대하고 비싸지 않으며, 2) 황산 또는 염산과 같은 더욱 활성의 산들을 위하여 요구되는 특별한 취급이 가해지지 않는, 염소화된 물의 즉각적 소스를 제공한다. 하이포아염소산은 표백제 및 탈취제로서, 및 소독하고 물 내의 박테리아 성장을 방지하기 위하여 널리 사용된다. 예를 들어, 하이포아염소산은 열교환 시스템들 내의 냉각 유체로서 사용되는 물 내의 박테리아 성장을 방지하기 위한 산업적 응용들에서 사용될 수 있다. 하이포아염소산은 예를 들어 물에 아염소산 나트륨(sodium chlorite)을 첨가함에 의해 쉽게 형성될 수 있다.
[6] 따라서, 일 태양에서 약산으로 유리 물품으로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법이 개시되며, 이는 유리 물품의 표면으로부터 금속성 퇴적물들을 제거하는 데 유효한 시간 동안 0.5 내지 1.0 ppm 농도의 약산의 수용액에 유리 물품을 노출하는 단계를 포함한다. 약산의 해리 상수(dissociation contant) Ka는 약 2.95×10-8 내지 약 7.5×10-3의 범위일 수 있다. 예를 들어, 약산은 하이포아염소산, 보론산 및 인산, 또는 이들의 조합들로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 금속성 퇴적물은 철, 칼슘, 바륨, 아연, 코발트, 망간, 스트론튬 및 이들의 조합들 또는 합금들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 특정한 실시예들에서, 상기 금속성 퇴적물은 철을 포함하고 상기 약산은 하이포아염소산을 포함한다.
[7] 다른 태양에서, 유리 시트로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법이 개시되며, 이는 상기 유리 시트의 적어도 하나의 주 표면의 전체를 상기 적어도 하나의 주 표면으로부터 금속성 퇴적물들을 제거하는 데 유효한 시간 동안 0.5 내지 1.0 ppm 농도의 하이포아염소산 수용액에 노출하는 단계를 포함한다. 상기 금속성 퇴적물은 철, 칼슘, 바륨, 아연, 코발트, 망간, 스트론튬 및 이들의 조합들 또는 합금들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[8] 본 개시가 유리 시트 제조 공정 내에서 생산되는 유리 기판들(예를 들어 유리 시트들)을 주로 향하는 한편, 여기 설명된 실시예들은 다른 유리 물품들에도 또한 적용될 수 있다는 점이 명백할 것이다. 따라서, 본 개시는 유리 시트들, 플레이트들, 또는 다른 유리 기판들에 한정되지 않고, 형상과 무관하게 일반적으로 유리 물품들로부터 금속성 퇴적물들을 제거하는 데 사용될 수 있다.
[9] 앞선 일반적인 설명 및 뒤따르는 상세한 설명 모두 본 개시의 실시예들을 설명하며, 이들이 설명되고 청구되는 바와 같이 실시예들의 속성 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 골자를 제공할 의도임이 이해되어야 한다. 첨부하는 도면들은 실시예들의 추가적인 이해를 제공하도록 포함되며, 본 개시에 병합되고 일부분을 구성한다. 도면들은 본 개시의 다양한 실시예들을 나타내며, 명세서와 함께 이들의 원리들 및 구동들을 설명하기 위하여 작용한다.
[10] 도 1은 예시적인 유리 제조 장치의 개략적인 다이어그램이다.
[11] 도 2는 도 1의 장치의 하류에 위치할 수 있는 유리 기판 마감 공정의 블록 다이어그램이다.
[12] 도 3은 도 1의 장치에 의해 제조되는 유리 기판 상의 금속성 퇴적물의 현미경 사진이다.
[13] 도 4는 유리 기판을 하이포아염소산으로 처리하기 위한 처리 장치의 일 실시예이다.
[14] 도 5는 유리 기판을 하이포아염소산으로 처리하기 위한 처리 장치의 다른 실시예이다.
[15] 도 6은 대략 6개월의 기간 동안 일별 유리 기판들 상의 철 퇴적물들의 발생의 개수를 나타내며, 하이포아염소산 세정의 개시에 따라 철 퇴적물들의 급격한 감소를 나타내는 그래프이다.
[11] 도 2는 도 1의 장치의 하류에 위치할 수 있는 유리 기판 마감 공정의 블록 다이어그램이다.
[12] 도 3은 도 1의 장치에 의해 제조되는 유리 기판 상의 금속성 퇴적물의 현미경 사진이다.
[13] 도 4는 유리 기판을 하이포아염소산으로 처리하기 위한 처리 장치의 일 실시예이다.
[14] 도 5는 유리 기판을 하이포아염소산으로 처리하기 위한 처리 장치의 다른 실시예이다.
[15] 도 6은 대략 6개월의 기간 동안 일별 유리 기판들 상의 철 퇴적물들의 발생의 개수를 나타내며, 하이포아염소산 세정의 개시에 따라 철 퇴적물들의 급격한 감소를 나타내는 그래프이다.
[16] 본 개시의 예시적인 실시예들이 도시된 첨부하는 도면들을 참조로 하여, 아래에서 장치 및 방법들이 이제 더욱 상세히 설명될 것이다. 가능하다면 동일한 참조 부호들은 동일하거나 유사한 부분들을 가리키도록 도면들을 통틀어 사용된다. 그러나 본 개시는 다른 많은 형태들로 구체화될 수 있고, 여기에 제시된 실시예들에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다.
[17] 다양한 개시된 실시예들은 특정한 실시예들과 연결되어 설명된 특정한 특징들, 요소들 또는 단계들과 연관될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 특정한 특징, 요소 또는 단계는, 하나의 특정한 실시예와 연관하여 설명되었다 하여도 다양한 도시되지 않은 조합들 또는 치환들에서 대안의 실시예들과 서로 교환되거나 결합될 수 있다.
[18] 범위들은 여기서 "약" 하나의 특정한 값으로부터, 및/또는 "약" 다른 특정한 값까지로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 , 다른 실시예는 하나의 특정한 값 및/또는 다른 특정한 값까지를 포함한다. 유사하게, 값들이 선행어구 "약"의 사용에 의해 근사값으로서 표현될 때, 특정한 값은 다른 실시예를 형성한다는 점이 이해될 것이다. 이러한 범위들 각각의 종료점들은 다른 종료점과 관련하여, 및 다른 종료점과 독립적으로 모두 중요하다는 점이 더욱 이해될 것이다.
[19] 여기 사용된 바와 같은 방향 용어들, -예를 들어 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽, 앞, 뒤, 위, 바닥-은 그려진 바와 같은 도면들을 참조로 하여 사용될 수 있고, 절대 방향을 함축하도록 의도되지는 않는다.
[20] 다르게 명확히 설명되지 않는 한, 여기 제시된 임의의 방법은 그 단계들이 특정한 순서로 수행될 필요가 없으며, 임의의 장치들과 함께, 특정한 방향들이 요구되지 않는 것으로 의도될 것이다. 따라서, 방법 청구항이 실제로 순서가 그 단계들에 의해 뒤따를 것으로 한정하지 않는 경우, 또는 임의의 장치 청구항이 개별적인 성분들에 대한 순서 또는 방향을 실제로 한정하지 않는 경우, 또는 단계들이 특정한 순서에 한정되어야 함이 특별히 청구항들 또는 명세서에 설명되지 않는 경우, 또는 장치의 성분에 대한 특정한 순서 또는 방향이 한정되지 않는 경우, 어떠한 관점에서도 순서 또는 방향이 함축됨이 전혀 의도되지 않는다. 이는 해석을 위한 임의의 가능한 비-표현적 기초를 유지하며, 이는 단계들의 배열, 구동 흐름, 성분들의 순서, 또는 성분들의 방향과 관련된 논리의 문제들; 문법적인 조직 또는 구두법들로부터 유도되는 일반적인 의미; 및 명세서 내에서 설명되는 실시예들의 개수 또는 종류를 포함한다.
[21] 여기 사용된 바와 같이, 단수 형태, "일", "하나의", 및 "상기"는 문맥상 다르게 명확하게 지시되지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "일" 성분은 문맥상 다르게 명확히 지시되지 않는 한 둘 또는 그 이상의 이러한 성분들을 갖는 태양들을 포함한다.
[22] 도 1에 도시된 것은 예시적 유리 제조 장치(10)이다. 일부 예시들에서, 유리 제조 장치(10)는 용융 베셀(melting vessel)(14)을 포함할 수 있는 유리 용융 퍼니스(glass melting furnace)(12)를 포함할 수 있다. 용융 베셀(14)에 부가적으로, 유리 용융 퍼니스(12)는 선택적으로 뱃치(batch)를 가열하고 뱃치를 용융된 유리(molten glass)로 변환시키도록 구성되는 가열 요소들(예를 들어 연소 버너들 또는 전극들)과 같은 하나 또는 그 이상의 추가적인 성분들을 포함할 수 있다. 다른 예시들에서, 유리 용융 퍼니스(12)는 용융 베셀의 인접부로부터 손실되는 열을 감소시키도록 구성되는 열 관리 소자들(예를 들어 절연 성분들)을 포함할 수 있다. 또 다른 예시들에서, 유리 용융 퍼니스(12)는 뱃치 물질의 유리 용융물로의 용융을 용이하게 하도록 구성되는 전자 소자들 및/또는 전자기계 소자들을 포함할 수 있다. 추가적으로, 유리 용융 퍼니스(12)는 지지 구조물들(예를 들어, 지지 섀시, 지지 부재 등) 또는 다른 성분들을 포함할 수 있다.
[23] 유리 용융 베셀(14)은 일반적으로 내화 세라믹 물질 물질과 같은 내화성 물질로 구성된다. 일부 예시들에서, 유리 용융 베셀(14)은 내화성 세라믹 벽돌들, 예를 들어 알루미나 또는 지르코니아를 포함하는 내화성 세라믹 벽돌들로부터 구성될 수 있다.
[24] 일부 예시들에서, 유리 용융 퍼니스는 유리 리본(glass ribbon)을 제조하도록 구성된 유리 제조 장치의 성분으로서 통합될 수 있다. 일부 예시들에서, 본 개시의 유리 용융 퍼니스는 슬롯 인출(slot draw) 장치, 플로트 배스(float bath) 장치, 하향-인출(down-draw) 장치(예를 들어, 퓨전 장치), 상향-인출(up-draw) 장치, 프레스-롤링(press-rolling) 장치, 튜브 인출(tube-draw) 장치 또는 임의의 다른 제조 장치를 포함하는 유리 제조 장치의 성분으로서 통합될 수 있다. 한정하기 위한 방법이 아니라 예시적인 방법으로서, 도 1은 유리 시트들로의 후속적 공정을 위하여 유리 리본을 퓨전 인출하기 위한 퓨전 하향-인출 유리 제조 장치(10)의 성분으로서의 유리 용융 퍼니스(12)를 개략적으로 도시한다.
[25] 유리 제조 장치(10)(예를 들어 퓨전 하향-인출 장치(10))는 선택적으로 유리 용융 베셀(14)에 대하여 상류에(upstream) 위치하는 상류 유리 제조 장치(16)를 포함할 수 있다. 일부 예시들에서, 상류 유리 제조 장치(16)의 일부분 또는 전체는 유리 용융 퍼니스(12)의 일부분으로서 통합될 수 있다.
[26] 도시된 예시에서 보여지는 바와 같이, 상류 유리 제조 장치(16)는 저장 통(storage bin)(18), 뱃치 이송 장치(20) 및 뱃치 이송 장치에 연결되는 모터(22)를 포함할 수 있다. 저장 통(18)은 화살표(26)에 의해 지시되는 바와 같이 유리 용융 퍼니스(12)의 용융 베셀(14) 내부로 투입될 수 있는 다량의 뱃치 물질(24)을 저장하도록 구성될 수 있다. 일부 예시들에서, 뱃치 이송 장치(20)는 뱃치 이송 장치(20)가 저장 통(18)으로부터 용융 베셀(14)까지 소정량의 뱃치 물질(24)을 이송하도록 구성되도록 모터(22)에 의해 작동될 수 있다. 추가적인 예시들에서, 모터(22)는 용융 베셀(14)로부터 하류로 감지되는 용융된 유리의 레벨에 기초하여 조절된 속도로 뱃치 물질(24)을 도입하도록 뱃치 이송 장치(20)를 작동할 수 있다. 용융 베셀(14) 내의 뱃치 물질(24)은 이후 용융된 유리(28)를 형성하도록 가열될 수 있다.
[27] 유리 제조 장치(10)는 또한 유리 용융 퍼니스(12)에 대하여 하류에 위치하는 하류 유리 제조 장치(30)를 선택적으로 포함할 수 있다. 일부 예시들에서, 하류 유리 제조 장치(30)의 일부분은 유리 용융 퍼니스(12)의 일부분으로서 통합될 수 있다. 예를 들어, 아래 논의되는 제1 연결 도관(32) 또는 하류 유리 제조 장치(30)의 다른 일부분들은 유리 용융 퍼니스(12)의 일부분으로서 통합될 수 있다. 제1 연결 도관(32)을 포함하여 하류 유리 제조 장치의 성분들은 귀금속으로 형성될 수 있다. 적합한 귀금속들은 백금, 이리듐, 로듐, 오스뮴, 루테늄, 및 팔라듐, 또는 이들의 합금들로 구성되는 금속들의 군으로부터 선택되는 백금 군 금속들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유리 제조 장치의 하류 성분들은 중량 70 내지 90%의 백금과 중량 10 내지 30%의 로듐을 포함하는 백금-로듐 합금으로 형성될 수 있다. 그러나 다른 적합한 금속들은 몰리브덴, 팔라듐, 레늄, 탄탈륨, 티타늄, 텅스텐, 및 이들의 합금들을 포함할 수 있다.
[28] 하류 유리 제조 장치(30)는 용융 베셀(14)로부터 하류에 위치하고 전술한 제1 연결 도관(32)에 의해 용융 베셀(14)에 결합되는 정제 베셀(fining vessel)(34)과 같은 제1 처리(즉, 공정) 베셀을 포함할 수 있다. 일부 예시들에서, 용융된 유리(28)는 제1 연결 도관(32)에 의해 용융 베셀(14)로부터 정제 베셀(34)까지 중력 투입될 수 있다. 예를 들어, 중력은 용융 베셀(14)로부터 정제 베셀(34)까지 제1 연결 도관(32)의 내부 경로를 통해 용융된 유리(28)를 안내할 수 있다. 그러나 다른 처리 베셀들이 용융 베셀(14)의 하류에, 예를 들어 용융 베셀(14)과 정제 베셀(34) 사이에 위치할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 일부 예시들에서, 냉각 베셀들(도시되지 않음)은 용융 베셀과 정제 베셀 사이에 채용될 수 있고, 여기서 용융 베셀로부터 용융된 유리가 정제 베셀로 들어가기 전에 용융 베셀 내에서 용융된 유리의 온도보다 낮은 온도까지 냉각된다.
[29] 정제 베셀(34) 내에서, 버블들이 다양한 기술들에 의해 용융된 유리(28)로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 뱃치 물질(24)은 가열될 때 화학적 환원 반응을 겪으며 산소를 방출하는 주석 산화물과 같은 다가의 화합물들(즉, 정제재들(fining agents))을 포함할 수 있다. 다른 적합한 정제재들은 한정 없이 비소, 안티몬, 철 및 세륨을 포함한다. 정제 베셀(34)은 용융 베셀 온도보다 높은 온도까지 가열되어, 정제재를 가열한다. 정제재(들)의 온도-유도된 화학적 환원에 의해 생성된 산소 버블들은 정제 베셀 내에서 용융된 유리를 통해 떠오르며, 용융 퍼니스 내에서 생성된 용융물 내의 가스들이 정제재에 의해 생성된 산소 버블들 내로 응집할 수 있다. 이후 확장된 가스 버블들은 정제 베셀 내의 용융된 유리의 자유 표면까지 떠오를 수 있고, 그 후 배기될 수 있다.
[30] 하류 유리 제조 장치(30)는 정제 베셀(34)로부터 하류에 위치할 수 있는 용융된 유리를 혼합하기 위한 혼합 베셀(36)과 같은 제2 처리 베셀을 더 포함할 수 있다. 유리 용융물 혼합 베셀(36)은 균질한 유리 용융물 조성을 제공하도록 사용될 수 있고, 이에 따라 그렇지 않으면 상기 정제 베셀에서 나오는 정제된 용융된 유리 내에 존재할 수 있는 불균질성을 감소시키거나 제거할 수 있다. 도시된 바와 같이, 정제 베셀(34)은 제2 연결 도관(38)에 의해 용융된 유리 혼합 베셀(36)에 결합될 수 있다. 일부 예시들에서, 용융된 유리(28)는 제2 연결 도관(38)에 의해 정제 베셀(34)로부터 혼합 베셀(36)까지 중력 투입될 수 있다. 예를 들어, 중력은 정제 베셀(34)로부터 혼합 베셀(36)까지 제2 연결 도관(38)의 내부 경로를 따라 용융된 유리(28)를 안내할 수 있다. 혼합 베셀(36)이 정제 베셀(34)의 하류에 도시된 한편, 혼합 베셀(36)은 정제 베셀(34)로부터 상류에 위치할 수 있다는 점에 주목하여야 한다. 일부 실시예들에서, 하류 유리 제조 장치(30)는 다수의 혼합 베셀들, 예를 들어 정제 베셀(34)로부터 상류의 혼합 베셀과 정제 베셀(34)로부터 하류의 혼합 베셀을 포함할 수 있다. 이러한 다수의 혼합 베셀들은 동일한 설계를 가질 수 있거나, 이들은 서로 다른 설계를 가질 수 있다.
[31] 하류 유리 제조 장치(30)는 혼합 베셀(36)로부터 하류에 위치할 수 있는 이송 베셀(40)과 같은 다른 처리 베셀을 더 포함할 수 있다. 이송 베셀(40)은 하류 포밍 장치로 투입될 용융된 유리(38)를 처리할 수 있다 예를 들어, 이송 베셀(40)은 출구 도관(44)에 의해 포밍 바디(42)에 용융된 유리(28)의 일정한 흐름을 제공하고 조절하도록 축적기 및/또는 흐름 조절기로 작용할 수 있다. 도시된 바와 같이, 혼합 베셀(36)은 제3 연결 도관(44)에 의해 이송 베셀(40)에 결합될 수 있다. 일부 예시들에서, 용융된 유리(28)는 제3 연결 도관(46)에 의해 혼합 베셀(36)로부터 이송 베셀(40)까지 중력 투입될 수 있다. 예를 들어, 중력은 혼합 베셀(36)로부터 이송 베셀(40)까지 제3 연결 도관(46)의 내부 경로를 통해 용융된 유리(28)을 안내할 수 있다.
[32] 하류 유리 제조 장치(30)는 인렛 도관(50)을 포함하는 전술한 포밍 바디(42)를 포함하는 포밍 장치(48)를 더 포함할 수 있다. 출구 도관(44)은 이송 베셀(40)로부터 포밍 장치(48)의 인렛 도관(50)까지 용융된 유리(28)를 이송하도록 위치할 수 있다. 퓨전 포밍 공정에서, 포밍 바디(42)는 포밍 바디의 상면에 위치하고, 포밍 바디의 바닥 에지(루트)(57)를 따라 수렴하는 포밍 표면들(54)이 수렴하는 수조(trough)(52)를 포함할 수 있다. 이송 베셀(40), 출구 도관(44) 및 인렛 도관(50)을 통해 포밍 바디 수조에 이송되는 용융된 유리는 수조의 벽으로 넘쳐흐르고, 용융된 유리의 분리된 흐름들로서 수렴하는 포밍 표면들(54)을 따라 내려간다(descend). 용융된 유리의 분리된 흐름들은 루트 아래에서 루트를 따라 합쳐지고, 중력 및 풀링 롤들(pulling rolls)(도시되지 않음)에 의해서와 같이 유리 리본에 인장력을 인가함에 의해 루트(56)로부터 인출되는 단일한 유리의 리본(58)을 형성하며, 유리 리본(58)이 점-탄성 전이(visco-elastic transition)을 겪고 유리 리본(58)에게 안정한 치수 특성들을 부여하는 기계적 특성들을 갖도록 유리가 냉각되고 점도가 증가함에 따라 유리 리본들의 치수들을 조절한다. 유리 리본은 후속적으로 유리 분리 장치(도시되지 않음)에 의해 개별적인 유리 기판들(59)로 분리될 수 있다.
[33] 장비 제조자들에게로의 판매 및 분배를 위하여 적합한 유리 기판들의 생산은 제조자로부터 생산품이 출하될 수 있기 전에 추가적인 공정을 요구할 수 있다. 따라서, 도 2는 유리 제조 장치(10)로부터 하류에 배열되는 예시적인 마감 라인(60)을 도시한다. 마감 라인(60)은 하나 또는 그 이상의 유리 기판들(59)을 공정하도록 구성된 다양한 다른 스테이션들을 포함할 수 있고, 이는 하나 또는 그 이상의 컷팅 스테이션(62), 베벨링 스테이션(beveling station)(64), 세정 스테이션(66), 검사 스테이션(68), 및 패키징 스테이션(70)을 포함할 수 있다.
[34] 마감 라인(60)을 따른 예시적인 제1 단계에서, 유리 기판(59)은 소정의 사이즈로 커팅될 수 있다. 예를 들어, 유리 기판은 위에서 설명된 장치(10)로부터 생산된 훨씬 더 큰 유리 리본(58)으로부터 소정의 사이즈로 컷팅될 수 있다. 다양한 실시에들에서, 유리 리본은 유리 리본의 길이 치수에 대하여 실질적으로 수직한, 예를 들어 인출 방향에 수직한 방향으로 컷팅된다. 유리 기판(59)은 약 0.05 내지 약 0.7 밀리미터의 범위, 예를 들어 약 0.1 밀리미터 내지 약 3 밀리미터의 범위, 약 0.5 밀리미터 내지 약 0.7 밀리미터의 범위, 및 이들 사이의 모든 범위와 하부 범위들을 포함한 범위의 두께를 포함할 수 있다. 많은 유리 리본 인출 동작들에서, 유리 리본이 점성 상태로부터 탄성 상태로 냉각됨에 따라 유리 리본의 폭 방향 축소에 기인하여 유리 리본은 두꺼워진 에지부들, 주기적인 비드들(termed beads)을 얻는다. 그러나 다양한 디스플레이 장치들 내로 병합되기 위한 디스플레이 패널들의 제조와 같은 일반적인 응용들은 이러한 비드들의 제거를 요구한다. 추가적으로, 리본으로부터 컷팅된 모 유리 기판은 몇 개의 더 작은 유리 기판들로 더욱 컷팅될 수 있다. 따라서, 유리 기판(59)은 유리 기판 상에 존재하는 임의의 에지부 비드들을 제거하고, 추가적으로 유리 기판을 소정의 사이즈로 컷팅하기 위하여 컷팅 공정들이 수행되는 컷팅 스테이션(62)에서 처리될 수 있다.
[35] 일단 유리 기판(59)이 비드들을 제거하고 및/또는 소정의 사이즈로 컷팅하도록 트리밍된다면, 유리 기판의 에지들은 베벨링 스테이션(64)에서 베벨링될 수 있다. 유리 기판의 임의의 하나 또는 그 이상의 에지들이 베벨링될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 직사각형 기판의 네 개 에지들 모두가 단독으로(한 번에 하나씩) 또는 동시에 베벨링된다. 컷팅 공정은 유리 기판 상에 손상된 에지 면들을 남길 수 있다. 예를 들어, 기계적 자국(score) 및 절단(break) 공정들은 일반적으로 유리 기판의 주 표면을 자국 툴(scoring tool)과 접촉시키는 단계와 연관될 수 있다. 상기 접촉시키는 공정은, 유리 기판의 두께를 통해 적어도 부분적으로 연장되는 벤트 크랙을 생성하도록 충분한 힘으로 자국 툴을 유리 기판 내부로 누르는 단계를 요구한다. 그러므로 유리 기판의 두께의 적어도 일부분이 또한 자국 툴로 가해지는 접촉에 의해 손상될 수 있다. 이러한 손상은 후속의 원치 않는 절단이 발생하도록 요구되는 최초의 흠(flaw)을 제공할 수 있다. 다양한 레이저 자국 및/또는 컷팅 기술들이 유리 기판에 에지 표면 손상을 적게 생성하기 위하여 사용될 수 있으나, 에지 표면에 어떠한 손상 없이 완벽한 컷팅이 형성될 수 있는 이러한 경우에도 컷팅 공정은 여전히 유리 기판의 주 표면들이 만나는 에지 표면에서 날카로운 에지들을 남긴다. 이러한 날카로운 에지들은 유리 기판의 취급 동안에 손상되는 경향이 있다. 따라서, 유리 기판의 에지들을 따라 베벨을 생성하도록 유리 기판을 처리하는 단계는 유리 기판의 취급 손상의 경향성을 감소시킬 수 있다. 베벨링은 유리 기판 에지들의 연마(grinding) 및/또는 폴리싱(polishing)에 의해 수행될 수 있다. 유리 기판으로부터 미립자들(particulates)을 헹구는 데 도움이 되도록, 유리 미립자가 유리 기판에 부착되는 것을 방지하도록, 및 연마 공정 동안 유리 기판과 연마 휠의 접촉 표면들을 냉각시키도록 물이 유리 기판의 에지 표면들에 및/또는 에지들을 베벨링하는 데 사용되는 연마 휠에 적용될 수 있다.
[36] 유리 기판의 연마 및/또는 폴리싱 공정 동안에, 유리 미립자가 유리 기판의 에지들로부터의 유리의 제거에 의해 생성되고, 이러한 유리 미립자는 유리 기판의 주 표면들 상에 부착될 수 있다. 만약 미립자가 제거되지 않는다면, 미립자는 하류의 공정, 예를 들어 디스플레이 패널의 생산 동안의 박막들의 퇴적을 방해할 수 있다. 따라서, 유리 기판은 세정 스테이션(66)에서 추가적으로 처리될 수 있고, 여기서 미립자가 주 표면들로부터, 및 필요하다면 에지 표면들로부터 세정된다. 세정 단계 동안에, 유리 기판은 하나 또는 그 이상의 세제 용액들 및/또는 린스 용액들에 노출될 수 있다. 린스 단계 이후에, 유리 기판은 건조되고, 검사 스테이션(68)에서 검사되며, 이후 패키징 스테이션(70)에서 출하를 위하여 패키지될 수 있다.
[37] 일부 예시들에서 유리 기판의 하나 또는 양 주 표면들이 금속성 퇴적물(예를 들어 "얼룩(staining)")로 오염될 수 있다는 점이 밝혀진 바 있고, 여기서 유리 표면의 미세한 영역들은 이에 한정되는 것은 아니지만 철, 칼슘, 바륨, 아연, 코발트, 망간, 스트론튬과 같은 금속의 얇은 퇴적을 포함한다. 이러한 퇴적을 위한 메커니즘이 잘 이해되지는 않았으나, 유리가 아직 상당한 온도일 때(예를 들어 100℃ 내지 600℃의 범위일 때) 인출 공정 동안에 이러한 금속성 퇴적들이 일어날 수 있다고 생각된다. 예를 들어, 이러한 금속성 퇴적은 인출 장비 구조로부터 유리 기판 상으로의 유리 응축액의 드리핑(dripping)의 결과로서 발생할 수 있다.
[38] 도 3은 20배로 도시된 예시의 철 퇴적물의 사진이다. 도 3에서 특정한 철 퇴적물은 대략 460 마이크로미터의 전체 길이와, 약 150 마이크로미터 길이의 링-형상 중심 영역과, 수직 및 수평 줄무늬(streak) 모두를 갖는다. 일부 공정들에서, 금속성 퇴적물들은 상대적으로 강한 미네랄산, 예를 들어 플루오르화수소산(HF) 및/또는 염산에 유리 기판을 노출함에 의해 제거될 수 있다. 그러나 이러한 강산들은 산 자체의 비용, 특별한 취급상의 요구조건들 및 유해 폐기물로서 폐기 용액을 처리할 필요의 관점에서 모두, 사용하는 데 비용이 많이 든다. 더욱이 이러한 산은 유리 표면의 불필요한 식각을 유발할 수 있다.
[39] 따라서, 여기서 발명자들은 유리 기판을 약 0.5 ppm 내지 약 1.0 ppm 범위의 산 농도를 갖는 약산 용액에 유리 기판을 노출하는 것이 간헐적인 금속성 퇴적물들을 제거하는 데 충분하며, 비싸지 않고, 특별한 취급을 요구하지 않으며 여기 설명된 조건들 하에서 식별가능한 식각을 발생시키지 않음을 발견하였다. 여기서 정의된 바와 같이, 약산은 1.8×10-16 내지 55.5 범위의 산 해리 상수 Ka , 또는 약 15.72 내지 약 -1.74 범위의 로그 해리상수(pKa)(여기서 pKa = -log Ka)를 포함하는 산이다. 적합한 약산 용액들은 하이포아염소산(Ka = 2.95 × 10-8, pKa = 7.53), 보론산(Ka = 5.8 × 10-10, pKa = 9.24) 및 인산 (Ka = 7.5 × 10-3, pKa = 2.125), 또는 이들의 조합들을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 따라서, 다양한 실시예들에서, 약 2.95 × 10-8 내지 약 7.5 × 10-3 범위의 Ka 값을 갖는 약산이, 이들 사이의 모든 범위들 또는 서브 범위들을 포함하여 사용될 수 있다. 특정한 실시예들에서, 하이포아염소산이 사용될 수 있다.
[40] 도 4에 도시된 실시예에 따르면, 유리 기판(72)(유리 기판(72)이 모 유리 기판(59)으로부터 컷팅된 유리 기판을 나타내며, 추가적인 실시예들에서 유리 기판은 비드들이 제거되거나 제거되지 않은 유리 리본(58)으로부터 컷팅된 모 유리 기판일 수 있다)이 약산 용액(74)에 노출된다. 유리 기판이 예를 들어 유리 기판의 주 표면들(78, 80) 중 하나 또는 모두를 적시도록 배열된 하나 또는 그 이상의 노즐들(76)로부터 약산을 스프레이함에 의해 노출될 수 있다. 예를 들어, 여기 설명된 다양한 실시예들에서 하나 또는 모든 주 표면들(78, 80)은 약산으로 완전히 적셔져야 한다. 특히, 유리 표면의 하이포아염소산으로의 처리는 다음의 화학 반응들에 따라 철 퇴적물들을 제거하도록 사용될 수 있다:
Fe + 2HClO → FeCl2 + H2+O2
(1)
2HClO → 2HCl + O2
(2)
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2,
(3)
여기서 FeCl2는 수용해성이며 하류의 세정 단계에서 쉽게 제거된다.
[41] 약산으로의 노출은 유리 기판 포밍 공정 이후에 언제라도 일어날 수 있으나, 일부 실시예들에서 산 노출은 베벨링 스테이션(64)에서 베벨링 공정 동안에 수행된다. 그러나 다른 다양한 실시예들에서 약산으로의 노출은 베벨링 공정 이후에 세정 스테이션(66)에서 세정 공정 이전에 일어날 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 또는 양 주 표면들(78, 80)이 도 5에 도시된 것과 같이 하나 또는 그 이상의 노즐들(76)로부터의 산의 드리즐(drizzle)(82)(즉, 저압 흐름)에 의해 약산에 노출될 수 있다. 유리 기판(72)은 수평에 대하여 0도보다 크거나 같고 90도보다 작거나 같은 각도 a로 위치할 수 있다(여기서 0도가 수평하고 90도가 수직하다). 일부 예시들에서, 약산은 분당 약 7리터 내지 분당 약 9리터의 범위의 속도로, 예를 들어 분당 8.3 +/- 리터의 속도로 인가될 수 있다. 앞선 농도 및 이송 속도에서 약 20초 내지 약 60초 범위의 노출 시간이 금속성 퇴적물들을 제거하는 데 충분하다는 점이 밝혀진 바 있으며, 예를 들어 약 2초 내지 약 30초의 범위, 약 20초 내지 약 25초의 범위, 및 이들 사이의 모든 범위들 및 서브 범위들을 포함한다.
[42] 앞서 설명된 임의의 다양한 실시예들 내에 채용된 약산이 특별히 유리 기판들의 금속성 얼룩을 제거하기 위하여 일부러 생산될 수 있다는 점이 본 개시의 이점과 함께 명백할 것이다. 그러나, 하이포아염소산과 같은 특정한 약산들은 제조 설비 내에서 다른 소스들로부터 이미 사용 가능할 수 있다는 점이 또한 명백할 것이다. 예를 들어, 하이포아염소산은 박테리아 성장을 억제할 수 있는 능력 때문에 이미 에어 컨디셔닝 냉각 성분들(예를 들어, 열 교환기들) 내에서 사용되는 냉각수 내의 첨가제일 수 있다. 더욱이, 하이포아염소산-처리된 물을 채용할 수 있는 제조 설비 내의 다른 시스템들은 하이포아염소산 공급으로서 사용될 수 있다. 하이포아염소산은 다른 공정들로부터 재활용된 재활용수일 수 있고, 적절하게 필터링되어 여기 설명된 바와 같이 유리 기판들을 처리하기 위한 하이포아염소산으로서 사용될 수 있다. 따라서, 적절한 하이포아염소산 용액의 즉각적인 공급이 현저하게 추가되는 비용 없이 가능할 수 있다.
[43] 도 6은 유리 제조 설비 내에 대략 6개월의 기간에 걸쳐 유리 기판 상에 퇴적된 철의 대략 일별 발생을 나타내는 그래프이다. 그래프의 좌측으로부터의 수직 점선(84)까지의 기간은 알칼리 세제(예를 들어 Parker 225x)로의 세정만이 수행되었을 때의 기간을 나타낸다. 수직 축은 일별로 감지된 결함들(금속성 얼룩)의 개수를 나타낸다. 하이포아염소산으로의 세정은 베벨링 스테이션(64)에서 도입되었고, 선(84)에 의해 표시된다. 데이터는 일단 하이포아염소산 세정이 시작되자 퇴적된 철의 급격한 감소를 나타낸다.
[44] 본 개시로부터 약산 용액, 예를 들어 하이포아염소산으로의 처리가 유리 기판들을 포함하는 임의의 적합한 유리 물품, 유리 기판들로부터 형성된 유리 물품들, 예를 들어 디스플레이 패널들 및 금속 얼룩의 제거로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 다른 금속 물품 상에 수행될 수 있다는 점이 명백할 것이다.
[45] 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 여기 설명된 실시예들에 대하여 다양한 개선들 및 변형들이 만들어질 수 있다는 점이 당업자들에게 명백할 것이다. 따라서, 본 개시는 이들이 첨부한 청구항들 및 이들의 등가물들의 범위 내에 해당한다면 이러한 실시예들의 개선들 및 변형들을 커버하는 점이 의도된다.
Claims (13)
- 유리 물품으로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법으로서,
상기 유리 물품의 표면으로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 데 유효한 시간 동안 0.5 내지 1.0 ppm 농도의 약산 수용액에 상기 유리 물품을 노출하는 단계를 포함하는 유리 물품으로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 약산의 분해 상수 Ka는 약 2.95 × 10-8 내지 약 7.5 × 10-3의 범위인 것을 특징으로 하는 유리 물품으로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 약산은 하이포아염소산(hypochlorous acid), 보론산 및 인산, 또는 이들의 조합들로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유리 물품으로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 금속성 퇴적물은 철, 칼슘, 바륨, 아연, 코발트, 망간, 스트론튬 및 이들의 조합들 또는 합금들 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 물품으로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 금속성 퇴적물은 철을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 물품으로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법. - 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 약산은 하이포아염소산을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 물품으로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법. - 유리 시트로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법으로서,
상기 유리 시트의 표면으로부터 금속성 퇴적물들을 제거하는 데 유효한 시간 동안 0.5 내지 1.0 ppm 농도의 하이포아염소산을 함유하는 수용액에 상기 유리 시트를 노출하는 단계를 포함하는 유리 시트로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 금속성 퇴적물은 철, 칼슘, 바륨, 아연, 코발트, 망간, 스트론튬 및 이들의 조합들 또는 합금들 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 유리 시트는 20초 이상의 기간 동안 하이포아염소산에 노출되는 것을 특징으로 하는 유리 시트로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 유리 시트는 20초 내지 60초 범위의 시간 동안 하이포아염소산에 노출되는 것을 특징으로 하는 유리 시트로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 노출하는 단계는,
상기 유리 시트의 적어도 하나의 주 표면의 전체를 하이포아염소산에 노출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 시트로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법. - 청구항 7에 있어서,
상기 유리 시트를 하이포아염소산에 노출하는 단계 동안에 상기 유리 시트의 에지들을 연마하는(grinding) 단계를 더 포함하는 유리 시트로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법. - 청구항 7 내지 청구항 12 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 하이포아염소산은 냉각 장치로부터 제공되는 것을 특징으로 하는 유리 시트로부터 금속성 퇴적물을 제거하는 방법.
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