KR20180067671A - 고 투과 유리 - Google Patents

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Abstract

도광 플레이트 및 유리로 제조된 이러한 도광 플레이트를 포함하는 백라이트 유닛의 화합물, 조성물, 물품, 장치 및 제조 방법에 관한 것이다. 일부 실시양태에서, PMMA로 제조된 도광 플레이트(LGP)와 유사하거나 또는 우수한 광학 특성을 가지고, 또한 PMMA 도광 플레이트와 비교할 때 강성, CTE 및 고습 조건에서 치수 안정성과 같은 뛰어난 기계적 특성을 갖는 도광 플레이트가 제공된다.

Description

고 투과 유리
본 출원은 2016 년 7 월 14 일자로 출원된 미국 가출원 제62/362331 호 및 2015 년 10 월 22 일자로 출원된 미국 가출원 제62/245006 호의 35 U.S.C. §119의 우선권의 이익을 주장하고, 이들 각각의 내용은 본원에 의존하고 그 전문이 참조로 포함된다.
측광식 백라이트 유닛(back light unit)은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 고 투과 플라스틱 물질로 보통 제조된 도광 플레이트(LGP)를 포함한다. 이러한 플라스틱 물질은 광 투과와 같은 탁월한 특성을 제공하지만, 이들 물질은 상대적으로 불량한 기계적 특성, 예컨대 강성, 열 팽창 계수(CTE) 및 흡습성을 나타낸다.
따라서, 광 투과, 솔라리제이션, 산란 및 광 커플링과 관련하여 개선된 광학 성능을 달성하는 속성을 가질 뿐만 아니라, 강성, CTE 및 흡습성과 관련하여 뛰어난 기계적 성능을 보여주는 개선된 도광 플레이트를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 대상의 측면은 도광 플레이트 및 유리로 제조된 이러한 도광 플레이트를 포함하는 백라이트 유닛의 화합물, 조성물, 물품, 장치 및 제조 방법에 관한 것이다. 일부 실시양태에서, PMMA로 제조된 도광 플레이트(LGP)와 유사하거나 또는 우수한 광학 특성을 가지고, 또한 PMMA 도광 플레이트와 비교할 때 강성, CTE 및 고습 조건에서 치수 안정성과 같은 뛰어난 기계적 특성을 갖는 도광 플레이트가 제공된다.
본 발명의 대상의 원리 및 실시양태는 일부 실시양태에서 백라이트 유닛용 도광 플레이트에 관한 것이다. 일부 실시양태에서 유리 물품 또는 도광 플레이트(일부 실시예에서)는 폭과 높이를 갖는 전면, 전면에 대향하는 후면, 및 전면과 후면 사이의 두께를 가지고, 전면 및 후면 주위에 4 개의 에지를 형성하는 유리 시트를 포함할 수 있고, 여기서 유리 시트는: 약 65.79 mol% 내지 약 78.17 mol%의 SiO2, 약 2.94 mol% 내지 약 12.12 mol%의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 11.16 mol%의 B2O3, 약 0 mol% 내지 약 2.06 mol%의 Li2O, 약 3.52 mol% 내지 약 13.25 mol%의 Na2O, 약 0 mol% 내지 약 4.83 mol%의 K2O, 약 0 mol% 내지 약 3.01 mol%의 ZnO, 약 0 mol% 내지 약 8.72 mol%의 MgO, 약 0 mol% 내지 약 4.24 mol%의 CaO, 약 0 mol% 내지 약 6.17 mol%의 SrO, 약 0 mol% 내지 약 4.3 mol%의 BaO, 및 약 0.07 mol% 내지 약 0.11 mol%의 SnO2를 포함한다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 < 0.008의 컬러 변질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 < 0.005의 컬러 변질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 0.95 내지 3.23인 RxO/Al2O3를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 1.18 내지 5.68인 RxO/Al2O3를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 -4.25 내지 4.0인 RxO - Al2O3 - MgO를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 522 ℃ 내지 590 ℃의 변형 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 566 ℃ 내지 641 ℃의 서냉 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 800 ℃ 내지 914 ℃의 연화 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 49.6 x 10-7 / ℃ 내지 약 80 x 10-7 / ℃의 CTE를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 2.34 gm/cc @ 20 C 내지 약 2.53 gm/cc @ 20 C의 밀도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 도광 플레이트다. 일부 실시양태에서, 상기 플레이트의 두께는 약 0.2 mm 내지 약 8 mm이다. 일부 실시양태에서, 두께는 5 % 미만의 변화를 갖는다. 일부 실시양태에서, 도광 플레이트는 퓨전 드로우 공정(fusion draw process), 슬롯 드로우 공정(slot draw process), 또는 플로트 공정(float process)으로부터 제조된다. 일부 실시양태에서, 유리는 각각 1 ppm 미만의 Co, Ni 및 Cr을 포함한다. 일부 실시양태에서, Fe의 농도는 < 약 50 ppm, < 약 20 ppm 또는 < 약 10 ppm이다. 일부 실시양태에서, Fe + 30Cr + 35Ni는 < 약 60 ppm, < 약 40 ppm, < 약 20 ppm, 또는 < 약 10 ppm이다. 일부 실시양태에서, 적어도 500 mm의 길이로 450 nm에서의 투과율은 85 % 이상, 적어도 500 mm의 길이로 550 nm에서의 투과율은 90 % 이상, 또는 적어도 500 mm의 길이로 630 nm에서의 투과율은 85 % 이상 및 이들의 조합이다. 일부 실시양태에서, 유리 시트는 화학적으로 강화된 것이다. 추가 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
추가 실시양태에서, 폭과 높이를 갖는 전면, 전면에 대향하는 후면, 및 전면과 후면 사이의 두께를 가지고, 전면 및 후면 주위에 4 개의 에지를 형성하는 유리 시트를 포함하고, 여기서 유리 시트는: 약 66 mol% 내지 약 78 mol%의 SiO2, 약 4 mol% 내지 약 11 mol%의 Al2O3, 약 4 mol% 내지 약 11 mol%의 B2O3, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Li2O, 약 4 mol% 내지 약 12 mol%의 Na2O, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 K2O, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 ZnO, 약 0 mol% 내지 약 5 mol%의 MgO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 CaO, 약 0 mol% 내지 약 5 mol%의 SrO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 BaO, 및 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 SnO2를 포함하는 유리 물품이 제공된다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 < 0.008의 컬러 변질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 < 0.005의 컬러 변질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 0.95 내지 3.23인 RxO/Al2O3를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 1.18 내지 5.68인 RxO/Al2O3를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 -4.25 내지 4.0인 RxO - Al2O3 - MgO를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 522 ℃ 내지 590 ℃의 변형 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 566 ℃ 내지 641 ℃의 서냉 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 800 ℃ 내지 914 ℃의 연화 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 49.6 x 10-7 / ℃ 내지 약 80 x 10-7/ ℃의 CTE를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 2.34 gm/cc @ 20 C 내지 약 2.53 gm/cc @ 20 C의 밀도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 도광 플레이트다. 일부 실시양태에서, 상기 플레이트의 두께는 약 0.2 mm 내지 약 8 mm이다. 일부 실시양태에서, 두께는 5 % 미만의 변화를 갖는다. 일부 실시양태에서, 도광 플레이트는 퓨전 드로우 공정, 슬롯 드로우 공정, 또는 플로트 공정으로부터 제조된다. 일부 실시양태에서, 유리는 각각 1 ppm 미만의 Co, Ni 및 Cr을 포함한다. 일부 실시양태에서, Fe의 농도는 < 약 50 ppm, < 약 20 ppm 또는 < 약 10 ppm이다. 일부 실시양태에서, Fe + 30Cr + 35Ni는 < 약 60 ppm, < 약 40 ppm, < 약 20 ppm, 또는 < 약 10 ppm이다. 일부 실시양태에서, 적어도 500 mm의 길이로 450 nm에서의 투과율은 85 % 이상, 적어도 500 mm의 길이로 550 nm에서의 투과율은 90 % 이상, 또는 적어도 500 mm의 길이로 630 nm에서의 투과율은 85 % 이상 및 이들의 조합이다. 일부 실시양태에서, 유리 시트는 화학적으로 강화된 것이다. 추가 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
추가적인 실시양태에서, 폭과 높이를 갖는 전면, 전면에 대향하는 후면, 및 전면과 후면 사이의 두께를 가지고, 전면 및 후면 주위에 4 개의 에지를 형성하는 유리 시트를 포함하고, 여기서 유리 시트는: 약 72 mol% 내지 약 80 mol%의 SiO2, 약 3 mol% 내지 약 7 mol%의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 B2O3, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Li2O, 약 6 mol% 내지 약 15 mol%의 Na2O, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 K2O, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 ZnO, 약 2 mol% 내지 약 10 mol%의 MgO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 CaO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 SrO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 BaO, 및 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 SnO2를 포함하는 유리 물품이 제공된다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 < 0.008의 컬러 변질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 < 0.005의 컬러 변질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 0.95 내지 3.23인 RxO/Al2O3를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 1.18 내지 5.68인 RxO/Al2O3를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 -4.25 내지 4.0인 RxO - Al2O3 - MgO를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 522 ℃ 내지 590 ℃의 변형 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 566 ℃ 내지 641 ℃의 서냉 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 800 ℃ 내지 914 ℃의 연화 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 49.6 x 10-7 / ℃ 내지 약 80 x 10-7/ ℃의 CTE를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 2.34 gm/cc @ 20 C 내지 약 2.53 gm/cc @ 20 C의 밀도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 도광 플레이트다. 일부 실시양태에서, 상기 플레이트의 두께는 약 0.2 mm 내지 약 8 mm이다. 일부 실시양태에서, 두께는 5 % 미만의 변화를 갖는다. 일부 실시양태에서, 도광 플레이트는 퓨전 드로우 공정, 슬롯 드로우 공정, 또는 플로트 공정으로부터 제조된다. 일부 실시양태에서, 유리는 각각 1 ppm 미만의 Co, Ni 및 Cr을 포함한다. 일부 실시양태에서, Fe의 농도는 < 약 50 ppm, < 약 20 ppm 또는 < 약 10 ppm이다. 일부 실시양태에서, Fe + 30Cr + 35Ni는 < 약 60 ppm, < 약 40 ppm, < 약 20 ppm, 또는 < 약 10 ppm이다. 일부 실시양태에서, 적어도 500 mm의 길이로 450 nm에서의 투과율은 85 % 이상, 적어도 500 mm의 길이로 550 nm에서의 투과율은 90 % 이상, 또는 적어도 500 mm의 길이로 630 nm에서의 투과율은 85 % 이상 및 이들의 조합이다. 일부 실시양태에서, 유리 시트는 화학적으로 강화된 것이다. 다른 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
추가적인 실시양태에서, 약 60 mol% 내지 약 80 mol%의 SiO2, 약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 B2O3, 및 약 2 mol% 내지 약 50 mol%의 RxO를 갖는 유리 시트를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며, 여기서 Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm인 유리 물품이 제공된다. 일부 실시양태에서, 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 갖는다. 추가 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
또 추가 실시양태에서, 약 60 mol% 내지 약 80 mol%의 SiO2, 약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 B2O3, 및 약 2 mol% 내지 약 50 mol%의 RxO를 갖는 유리 시트를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며, 여기서 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는 유리 물품이 제공된다. 일부 실시양태에서, 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 갖는다. 다른 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
다른 실시양태에서, 약 65.79 mol% 내지 약 78.17 mol%의 SiO2, 약 2.94 mol% 내지 약 12.12 mol%의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 11.16 mol%의 B2O3, 및 약 3.52 mol% 내지 약 42.39 mol%의 RxO를 갖는 유리 시트를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며, 여기서 상기 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는 유리 물품이 제공된다. 일부 실시양태에서, 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 갖는다. 추가 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
추가 실시양태에서, 약 60 mol% 내지 약 81 mol%의 SiO2, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 MgO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Li2O, 약 9 mol% 내지 약 15 mol%의 Na2O, 약 0 mol% 내지 약 1.5 mol%의 K2O, 약 7 mol% 내지 약 14 mol%의 CaO, 및 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 SrO를 갖는 유리 시트를 포함하고, 여기서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm인 유리 물품이 제공된다. 일부 실시양태에서, 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 갖는다. 추가 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
추가적인 실시양태에서, 약 60 mol% 내지 약 81 mol%의 SiO2, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 MgO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Li2O, 약 9 mol% 내지 약 15 mol%의 Na2O, 약 0 mol% 내지 약 1.5 mol%의 K2O, 약 7 mol% 내지 약 14 mol%의 CaO, 및 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 SrO를 갖는 유리 시트를 포함하고, 여기서, 상기 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는 유리 물품이 제공된다. 일부 실시양태에서, 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 포함한다. 추가 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
본 개시내용의 추가적인 특징 및 이점은 이하의 상세한 설명에서 제시될 것이며, 부분적으로는 그 설명으로부터 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 쉽게 자명하게 될 것이며, 또는 이하의 상세한 설명, 청구범위 및 첨부 도면을 포함하여 본원에 기술된 방법을 실시함에 의해 인식될 것이다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 본 개시내용의 다양한 실시양태를 나타내고, 청구범위의 성질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 프레임워크를 제공하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다. 첨부 도면은 본 개시내용의 상세한 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 포함되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 개시내용의 다양한 실시양태를 예시하고 설명과 함께 본 개시내용의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다.
다음의 상세한 설명은 다음의 도면과 함께 정독할 때 더욱 잘 이해될 수 있다.
도 1은 도광 플레이트의 예시적인 실시양태의 도식도이고;
도 2는 광 커플링 대 LED및 LGP 에지 사이의 거리의 백분율을 보여주는 그래프이며;
도 3은 dB/m의 추정된 광 누출 대 LGP의 RMS 조도를 보여주는 그래프이고;
도 4는 2 mm 두께의 LGP에 커플링된 2 mm 두께의 LED에 대한 LED와 LGP 사이의 거리의 함수로서의 예상 커플링(프레넬(Fresnel) 손실 없음)을 보여주는 그래프이며;
도 5는 LED로부터 유리 LGP로의 커플링 메카니즘의 도식도이고;
도 6은 표면 토폴로지(surface topology)로부터 계산된, 예상 각 에너지 분포를 보여주는 그래프이며;
도 7은 유리 LGP의 2 개의 인접한 에지에서의 광의 내부 전반사를 보여주는 도식도이고;
도 8은 하나 이상의 실시양태에 따른 LGP를 갖춘 예시적인 LCD 패널의 단면도이며;
도 9는 또 다른 실시양태에 따른 LGP를 갖춘 예시적인 LCD 패널의 단면도이고; 및
도 10은 추가적인 실시양태에 따른 접착 패드를 갖춘 LGP를 보여주는 도식도이다.
본 발명의 실시양태에 따른 도광 플레이트, 도광 플레이트의 제조 방법 및 도광 플레이트를 이용하는 백라이트 유닛이 본원에 기술되어 있다.
LCD 백라이트 분야에서 현재 통용되고 있는 도광 플레이트는 전형적으로 PMMA 물질로부터 제조되는데, 그 이유는 상기 물질이 가시 스펙트럼에서의 광 투과의 측면에서 우수한 물질 중 하나이기 때문이다. 그러나, PMMA는 기계적 설계, 예컨대 강성, 흡습성 및 열 팽창 계수(CTE)의 측면에서 대형(예를 들어, 50 인치 이상의 대각선) 디스플레이를 어렵게 만드는 기계적인 문제점을 제시한다.
강성과 관련하여, 종래의 LCD 패널은 PMMA 도광부 및 복수 개의 박막 플라스틱 필름 (확산판, 이중 휘도 향상 필름(DBEF) 등)과 함께 2장의 박판 유리(컬러 필터 기판 및 TFT 기판)로 제조된다. PMMA의 불량한 탄성률 때문에, LCD 패널의 전체 구조는 충분한 강성을 가지지 않으며, LCD 패널에 대하여 강성도를 제공하기 위해 추가의 기계적 구조가 필요하다. PMMA는 일반적으로 약 2 GPa의 영률을 갖지만, 특정 예시적인 유리는 약 60 GPa 내지 90 GPa의 범위 또는 그 초과의 영률을 가짐을 주목해야 한다.
흡습성과 관련하여, 습도 시험을 통해 PMMA는 수분에 민감하고 크기가 약 0.5 % 변화할 수 있음이 확인되었다. 1 미터의 길이를 갖는 PMMA 패널의 경우에, 이러한 0.5 % 변화는 길이를 5 mm 증가시킬 수 있는데, 이는 유의하고 상응하는 백라이트 유닛의 기계적 설계를 어렵게 만든다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 종래의 수단은 발광 다이오드(LED)와 PMMA 도광 플레이트(LGP) 사이에 공기 간극을 두어, 물질의 팽창을 허용하는 것이었다. 이러한 접근법의 문제점은 광 커플링이 LED부터 LGP까지의 거리에 매우 민감하여, 디스플레이 휘도가 습도의 함수로서 변화할 수 있다는 것이다. 도 2는 광 커플링 대 LED 및 LGP 에지 사이의 거리의 백분율을 보여주는 그래프이다. 도 2를 참조하면, PMMA로 인한 문제를 해결하기 위한 종래의 조치의 단점을 설명해주는 관계가 확인된다. 보다 구체적으로, 도 2는 둘 다 높이를 2 mm로 가정하여, LED부터 LGP까지의 거리에 대한 광 커플링의 플롯을 도해한다. LED와 LGP 사이의 거리가 멀어질수록, LED와 LGP 사이에 덜 효율적인 광 커플링이 이루어지는 것으로 관찰될 수 있다.
CTE와 관련하여, PMMA는 CTE가 약 75E-6 C-1이고 상대적으로 낮은 열 전도도(0.2 W/m/K)를 가지지만, 일부 유리는 약 8E-6 C-1의 CTE 및 0.8 W/m/K의 열 전도도를 갖는다. 물론, 다른 유리의 CTE는 다양할 수 있고 이러한 개시내용이 본원에 첨부된 청구범위의 범주를 제한해서는 안된다. PMMA는 또한 약 105 ℃의 전이 온도를 가지며, LGP에 사용될 때, PMMA LGP 물질은 매우 고온이 될 수 있어 그의 낮은 전도도가 열의 방산을 어렵게 만든다. 따라서, 도광 플레이트를 위한 물질로서 PMMA 대신 유리를 사용하는 것은 이와 관련하여 이점을 제공하나, 종래의 유리는 주로 철 및 다른 불순물 때문에 PMMA와 비교하여 상대적으로 불량한 투과를 갖는다. 또한 일부 다른 파라미터, 예컨대 표면 조도, 파상도, 및 에지 품질 연마가 유리 도광 플레이트의 성능 수행 방식에 대하여 유의한 역할을 할 수 있다. 본 발명의 실시양태에 따라서, 백라이트 유닛에 사용하기 위한 유리 도광 플레이트는 다음의 속성 중 하나 이상을 가질 수 있다.
유리 도광 플레이트의 구조 및 조성
도 1은 도광 플레이트의 예시적인 실시양태의 도식도이다. 도 1을 참조하면, 전면일 수 있는 제1 면(110), 및 후면일 수 있는, 제1 면에 대향하는 제2 면을 갖는 유리 시트(100)를 포함하는 예시적인 도광 플레이트의 형상 및 구조를 갖는 예시적인 실시양태의 도해가 제공된다. 제1 및 제2 면은 높이 H 및 폭 W를 가질 수 있다. 제1 및/또는 제2 면(들)은 0.6 nm 미만, 0.5 nm 미만, 0.4 nm 미만, 0.3 nm 미만, 0.2 nm 미만, 0.1 nm 미만, 또는 약 0.1 nm 내지 약 0.6 nm의 조도를 가질 수 있다.
유리 시트는 전면과 후면 사이의 두께 T를 가질 수 있고, 여기서 두께는 4개의 에지를 형성한다. 유리 시트의 두께는 전면 및 후면의 높이 및 폭보다 작을 수 있다. 다양한 실시양태에서, 플레이트의 두께는 전면 및/또는 후면의 높이의 1.5 % 미만일 수 있다. 다르게는, 두께 T는 약 3 mm 미만, 약 2 mm 미만, 약 1 mm 미만, 또는 약 0.1 mm 내지 약 3 mm일 수 있다. 도광 플레이트의 높이, 폭 및 두께는 LCD 백라이트 분야에서의 사용을 위해 구성되고 치수화될 수 있다.
제1 에지(130)는, 예를 들어 발광 다이오드(LED)에 의해 제공되는 광을 수용하는 광 주입 에지일 수 있다. 광 주입 에지는 12.8도 투과 반치전폭(FWHM) 미만의 각도 내에서 광을 산란시킬 수 있다. 광 주입 에지는 광 주입 에지의 연마 없이 에지의 연삭에 의해 얻을 수 있다. 유리 시트는 광 주입 에지에 인접해 있는 제2 에지(140), 및 제2 에지에 대향하는, 광 주입 에지에 인접해 있는 제3 에지를 추가로 포함할 수 있고, 여기서 제2 에지 및/또는 제3 에지는 12.8도 반사 FWHM 미만의 각도 내에서 광을 산란시킨다. 제2 에지(140) 및/또는 제3 에지는 6.4도 미만의 반사 확산 각도를 가질 수 있다. 도 1에 도시된 실시양태가 단일 광 주입 에지(130)를 도시하지만, 예시적인 실시양태(100)의 에지 중 어느 하나 또는 여러 개가 광이 주입될 수 있으므로, 청구 대상은 그렇게 제한되어서는 안된다는 것을 주목해야 한다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 제1 에지(130) 및 그에 대향하는 에지가 둘 다 광이 주입될 수 있다. 이러한 예시적인 실시양태는 큰 폭 및/또는 곡선 폭 W를 갖는 디스플레이 장치에 사용될 수 있다. 추가적인 실시양태는 제1 에지(130) 및/또는 그에 대향하는 에지 대신, 제2 에지(140) 및 그에 대향하는 에지로 광이 주입될 수 있다. 예시적인 디스플레이 장치의 두께는 약 10 mm 미만, 약 9 mm 미만, 약 8 mm 미만, 약 7 mm 미만, 약 6 mm 미만, 약 5 mm 미만, 약 4 mm 미만, 약 3 mm 미만, 또는 약 2 mm 미만일 수 있다.
다양한 실시양태에서, 유리 시트의 유리 조성물은 60-80 mol%의 SiO2, 0-20 mol%의 Al2O3, 및 0-15 mol%의 B2O3, 및 50 ppm 미만의 철 (Fe) 농도를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서 25 ppm 미만의 Fe이 존재할 수 있거나, 또는 일부 실시양태에서 Fe 농도는 약 20 ppm 이하일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 도광 플레이트(100)의 열 전도는 0.5 W/m/K를 초과할 수 있다. 추가적인 실시양태에서, 유리 시트는 연마 플로트 유리, 퓨전 드로우 공정, 슬롯 드로우 공정, 리드로우(redraw) 공정, 또는 또 다른 적합한 성형 공정에 의해 형성될 수 있다.
다른 실시양태에서, 유리 시트의 유리 조성물은 63-81 mol%의 SiO2, 0-5 mol%의 Al2O3, 0-6 mol%의 MgO, 7-14 mol%의 CaO, 0-2 mol%의 Li2O, 9-15 mol%의 Na2O, 0-1.5 mol%의 K2O 및 미량의 Fe2O3, Cr2O3, MnO2, Co3O4, TiO2, SO3 및/또는 Se를 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시양태에 따라서, LGP는 유리 형성물질 SiO2, Al2O3 및 B2O3로부터 선택된 무색 산화물 성분을 포함하는 유리로부터 제조될 수 있다. 예시적인 유리는 또한 유리한 용융 및 성형 속성을 얻기 위해 플럭스를 포함할 수 있다. 이러한 플럭스는 알칼리류 산화물(Li2O, Na2O, K2O, Rb2O 및 Cs2O) 및 알칼리 토금속류 산화물(MgO, CaO, SrO, ZnO 및 BaO)을 포함한다. 일 실시양태에서, 유리는 구성성분으로서 60-80 mol% 범위의 SiO2, 0-20 mol% 범위의 Al2O3, 0-15 mol% 범위의 B2O3, 및 5 내지 20 % 범위의 알칼리류 산화물, 알칼리 토금속류 산화물 또는 이들의 조합을 함유한다. 다른 실시양태에서, 유리 시트의 유리 조성물은 B2O3를 포함하지 않을 수 있으며, 63-81 mol%의 SiO2, 0-5 mol%의 Al2O3, 0-6 mol%의 MgO, 7-14 mol%의 CaO, 0-2 mol%의 Li2O, 9-15 mol%의 Na2O, 0-1.5 mol%의 K2O 및 미량의 Fe2O3, Cr2O3, MnO2, Co3O4, TiO2, SO3 및/또는 Se를 포함한다.
본원에서 기술한 일부 유리 조성물에서, SiO2는 기본 유리 형성물질의 역할을 할 수 있다. 특정 실시양태에서, SiO2의 농도는 유리에 디스플레이 유리 또는 도광 플레이트 유리에 적합한 밀도 및 화학적 내구성, 및 유리가 다운드로우 공정(예컨대, 퓨전 공정)에 의해 형성될 수 있도록 허용하는 액상선 온도(액상선 점도)를 제공하도록 60 몰 퍼센트 초과일 수 있다. 상한과 관련하여, SiO2 농도는 배치 물질이 종래의, 대량의 용융 기술, 예컨대 내화성 용융기에서 주울(Joule) 용융을 사용하여 용융되는 것을 허용하도록 약 80 몰 퍼센트 이하일 수 있다. SiO2의 농도가 증가함에 따라, 일반적으로 200 푸아즈 온도(용융 온도)가 상승한다. 다양한 적용에서 유리 조성물의 용융 온도가 1,750 ℃ 이하가 되도록 SiO2 농도를 조정한다. 다양한 실시양태에서, SiO2의 mol%는 약 60 % 내지 약 81 %의 범위, 또는 다르게는 약 66 % 내지 약 78 %의 범위, 또는 약 72 % 내지 약 80 %의 범위, 또는 약 65 % 내지 약 79 %의 범위, 및 이들 사이의 모든 하위 범위일 수 있다. 추가적인 실시양태에서, SiO2의 mol%는 약 70 % 내지 약 74 %, 또는 약 74 % 내지 약 78 %일 수 있다. 일부 실시양태에서, SiO2의 mol%는 약 72 % 내지 73%일 수 있다. 다른 실시양태에서, SiO2의 mol%는 약 76 % 내지 77%일 수 있다.
Al2O3는 본원에 기술된 유리를 제조하는데 사용되는 또 다른 유리 형성제이다. 높은 몰 퍼센트의 Al2O3는 유리의 서냉점 및 탄성률을 향상시킬 수 있다. 다양한 실시양태에서, Al2O3의 mol%는 약 0 % 내지 약 20 %의 범위, 또는 다르게는 약 4 % 내지 약 11 %의 범위, 또는 약 6 % 내지 약 8 %의 범위 또는 약 3 % 내지 약 7 %의 범위, 및 이들 사이의 모든 하위 범위일 수 있다. 추가적인 실시양태에서, Al2O3의 mol%는 약 4 % 내지 약 10 %, 또는 약 5 % 내지 약 8 %일 수 있다. 일부 실시양태에서, Al2O3의 mol%는 약 7 % 내지 8 %일 수 있다. 다른 실시양태에서, Al2O3의 mol%는 약 5 % 내지 6 %, 또는 0 % 내지 약 5 % 또는 0 % 내지 약 2 %일 수 있다.
B2O3는 유리 형성제 및 용융을 촉진하고 용융 온도를 낮추는 플럭스이다. 이것은 액상선 온도와 점도에 영향을 미친다. 증가하는 B2O3는 유리의 액상선 점도를 증가 시키는데 사용될 수 있다. 이러한 효과를 달성하기 위해, 하나 이상의 실시양태의 유리 조성물은 0.1 몰 퍼센트 이상인 B2O3 농도를 가질 수 있으며; 그러나, 일부 조성물은 무시할 수 있는 양의 B2O3를 가질 수 있다. SiO2와 관련하여 전술한 바와 같이, 유리 내구성은 디스플레이 적용에 매우 중요하다. 내구성은 알칼리 토금속류 산화물의 농도를 높임으로써 다소 조절할 수 있고, B2O3 함량을 높임으로써 현저히 감소시킬 수 있다. B2O3가 증가함에 따라 서냉점이 감소하기 때문에 B2O3 함량을 낮게 유지하는 것이 도움이 될 수 있다. 따라서, 다양한 실시양태에서, B2O3의 mol%는 약 0 % 내지 약 15 %의 범위, 또는 다르게는 약 0 % 내지 약 12 %의 범위, 또는 약 0 % 내지 약 11 %의 범위, 약 3 % 내지 약 7 %의 범위, 또는 약 0 % 내지 약 2 %의 범위, 및 이들 사이의 모든 하위 범위일 수 있다. 일부 실시양태에서, B2O3의 mol%는 약 7 % 내지 8 %일 수 있다. 다른 실시양태에서, B2O3의 mol%는 무시할 만하거나 약 0 % 내지 1 %일 수 있다.
유리 형성제(SiO2, Al2O3 및 B2O3)에 추가적으로, 본원에 기술된 유리는 또한 알칼리 토금속류 산화물을 포함한다. 일 실시양태에서, 적어도 3 개의 알칼리 토금속류 산화물, 예컨대, MgO, CaO 및 BaO, 및 선택적으로 SrO가 유리 조성물의 일부이다. 알칼리 토금속류 산화물은 용융, 청징, 성형 및 궁극적인 사용에 중요한 다양한 특성을 유리에 제공한다. 따라서, 유리 성능을 개선하기 위해 이와 관련하여, 일 실시양태에서, (MgO + CaO + SrO + BaO)/Al2O3 비율은 0 내지 2.0이다. 이 비율이 증가함에 따라, 점도는 액상선 온도보다 더 강하게 증가하는 경향이 있고, 따라서 T35k - Tliq에 대하여 적합하게 높은 값을 얻는 것이 점차 어려워지고있다. 따라서, 다른 실시양태에서, 비율 (MgO + CaO + SrO + BaO)/Al2O3는 약 2 이하이다. 일부 실시양태에서, (MgO + CaO + SrO + BaO)/Al2O3 비율은 약 0 내지 약 1.0의 범위, 또는 약 0.2 내지 약 0.6의 범위, 또는 약 0.4 내지 약 0.6의 범위이다. 상세한 실시양태에서, (MgO + CaO + SrO + BaO)/Al2O3 비율은 약 0.55 미만 또는 약 0.4 미만이다.
본 발명의 특정 실시양태에 있어서, 알칼리 토금속류 산화물은 사실상 단일 조성의 성분으로서 처리될 수 있다. 이것은 점탄성 특성, 액상선 온도 및 액상선 상의 관계에 미치는 영향이 유리 형성 산화물 SiO2, Al2O3 및 B2O3에 대해서보다 서로에 대해 질적으로 더 유사하기 때문이다. 그러나, 알칼리 토금속류 산화물 CaO, SrO 및 BaO는 장석 광물, 특히 아노사이트(CaAl2Si2O8) 및 셀시안(BaAl2Si2O8) 및 스트론튬-포함 고체 용액 같은 것을 형성 할 수 있지만, MgO는 이러한 결정에 상당한 정도로 참여하지 않는다. 따라서, 장석 결정이 이미 액상선 상인 경우, MgO의 초과첨가는 결정에 비하여 액체를 안정화 시키고 따라서 액상선 온도를 낮추는 역할을 할 수 있다. 동시에, 점도 곡선은 전형적으로 더 가파르게 되며, 저온 점도에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않으면서 용융 온도를 감소시킨다.
본 발명자들은 소량의 MgO의 첨가가 높은 서냉점을 보존하면서 용융 온도를 감소시키는 것에 의해 용융에, 액상선 온도를 감소시키고 액상선 점도를 증가시키는 것에 의한 성형에 유익할 수 있다는 것을 발견했다. 다양한 실시양태에서, 유리 조성물은 MgO를 약 0 mol% 내지 약 10 mol%의 범위, 또는 약 0 mol% 내지 약 6 mol%의 범위, 또는 약 1.0 mol% 내지 약 8.0 mol%의 범위, 또는 약 0 mol% 내지 약 8.72 mol%의 범위, 또는 약 1.0 mol% 내지 약 7.0 mol%의 범위, 또는 약 0 mol% 내지 약 5 mol%의 범위, 또는 약 1 mol% 내지 약 3 mol%의 범위, 또는 약 2 mol% 내지 약 10 mol%의 범위, 또는 약 4 mol% 내지 약 8 mol%의 범위, 및 이들 사이의 모든 하위 범위의 양으로 포함한다.
임의의 특별한 작동 이론에 구애됨이 없이, 유리 조성물에 존재하는 산화 칼슘은 낮은 액상선 온도(높은 액상선 점도), 높은 서냉점 및 탄성률, 및 디스플레이 및 도광 플레이트 적용을 위한 가장 바람직한 범위의 CTE를 생성할 수 있다고 생각된다. 또한 화학적 내구성에 유리하며, 다른 알칼리 토금속류 산화물과 비교할 때 배치 물질로서 상대적으로 저렴하다. 그러나 고 농도에서, CaO는 밀도와 CTE를 증가시킨다. 게다가, 충분히 낮은 SiO2 농도에서, CaO는 아노타이트를 안정화시킬 수 있고, 따라서 액상선 점도를 감소시킬 수있다. 따라서, 하나 이상의 실시양태에서, CaO 농도는 0 내지 6 mol%일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 유리 조성물의 CaO 농도는 약 0 mol% 내지 약 4.24 mol%의 범위, 또는 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 범위, 또는 약 0 mol% 내지 약 1 mol%의 범위, 또는 약 0 mol% 내지 약 0.5 mol%의 범위, 또는 약 0 mol% 내지 약 0.1 mol%의 범위, 및 이들 사이의 모든 하위 범위이다. 다른 실시양태에서, 유리 조성물의 CaO 농도는 약 7-14 mol% 또는 약 9-12 mol%의 범위이다.
SrO 및 BaO는 둘 모두 낮은 액상선 온도(높은 액상선 점도)에 기여할 수 있다. 이들 산화물의 선택 및 농도는 CTE 및 밀도의 증가 및 탄성률 및 서냉점의 감소를 피하기 위해 선택될 수 있다. SrO와 BaO의 상대적인 비율은 물리적 특성과 액상선 점도의 적합한 조합을 얻기 위해, 유리가 다운드로우 공정에 의해 형성될 수 있도록 균형을 이룰 수 있다. 다양한 실시양태에서, 유리는 SrO를 약 0 내지 약 8.0 mol%, 또는 약 0 mol% 내지 약 4.3 mol%, 또는 약 0 내지 약 5 mol%, 1 mol% 내지 약 3 mol%, 또는 약 2.5 mol% 미만의 범위, 및 이들 사이의 모든 하위 범위로 포함한다. 하나 이상의 실시양태에서, 유리는 BaO를 약 0 내지 약 5 mol%, 또는 0 내지 약 4.3 mol%, 또는 0 내지 약 2.0 mol%, 또는 0 내지 약 1.0 mol%의 범위, 또는 0 내지 약 0.5 mol%의 범위, 및 이들 사이의 모든 하위 범위로 포함한다.
상기 성분 이외에, 본원에 기술된 유리 조성물은 유리의 다양한 물리적, 용융, 청징 및 성형 속성을 조정하기 위한 다양한 다른 산화물을 포함할 수 있다. 이러한 다른 산화물의 예로는 TiO2, MnO, V2O3, Fe2O3, ZrO2, ZnO, Nb2O5, MoO3, Ta2O5, WO3, Y2O3, La2O3 및 CeO2 뿐만 아니라 다른 희토류 산화물 및 인산염을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 일 실시양태에서, 이들 산화물의 각각의 양은 2.0 몰 퍼센트 이하일 수 있고, 이들의 총 결합된 농도는 5.0 몰 퍼센트 이하일 수 있다. 일부 실시양태에서, 유리 조성물은 ZnO를 약 0 내지 약 3.5 mol%, 또는 약 0 내지 약 3.01 mol%, 또는 약 0 내지 약 2.0 mol%의 범위의, 및 이들 사이의 모든 하위 범위의 양으로 포함한다. 다른 실시양태에서, 유리 조성물은 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 티타늄; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 바나듐; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 니오븀; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 망가니즈; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 지르코늄; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 주석; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 몰리브데넘; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 세륨; 및 상기 나열된 전이 금속 산화물 중 임의의 것의 이들 사이의 모든 하위 범위를 포함한다. 본원에 기술된 유리 조성물은 배치 물질과 관련되고/관련되거나 유리를 생성하는 데에 사용되는 용융, 청징 및/또는 성형 설비에 의해 유리에 도입될 수 있는 다양한 오염물질을 또한 포함할 수 있다. 유리는 산화-주석 전극을 사용하는 주울(Joule) 용융의 결과 및/또는 예컨대, SnO2, SnO, SnCO3, SnC2O2 등과 같은 주석 함유 물질의 배칭을 통해 SnO2를 또한 함유할 수 있다.
본원에 기술된 유리 조성물은 몇몇 알칼리 성분을 함유할 수 있으며, 예컨대, 이들 유리는 무-알칼리 유리가 아니다. 본원에서 사용되는 "무-알칼리 유리"는 총 알칼리 농도가 0.1 몰 퍼센트 이하인 유리이며, 총 알칼리 농도는 Na2O, K2O 및 Li2O 농도의 합이다. 일부 실시양태에서, 유리는 Li2O를 약 0 내지 약 3.0 mol%의 범위, 약 0 내지 약 3.01 mol%의 범위, 약 0 내지 약 2.0 mol%의 범위, 약 0 내지 약 1.0 mol%의 범위, 약 3.01 mol% 미만, 또는 약 2.0 mol% 미만, 및 이들 사이의 모든 하위 범위로 포함한다. 다른 실시양태에서, 유리는 Na2O를 약 3.5 mol% 내지 약 13.5 mol%의 범위, 약 3.52 mol% 내지 약 13.25 mol%의 범위, 약 4 내지 약 12 mol%의 범위, 약 6 내지 약 15 mol%의 범위, 또는 약 6 내지 약 12 mol%의 범위, 약 9 mol% 내지 약 15 mol%의 범위, 및 이들 사이의 모든 하위 범위로 포함한다. 일부 실시양태에서, 유리는 K2O를 약 0 내지 약 5.0 mol%의 범위, 약 0 내지 약 4.83 mol%의 범위, 약 0 내지 약 2.0 mol%의 범위, 약 0 내지 약 1.5 mol%의 범위, 약 0 내지 약 1.0 mol%의 범위, 또는 약 4.83 mol% 미만, 및 이들 사이의 모든 하위 범위로 포함한다.
일부 실시양태에서, 본원에 기술된 유리 조성물은 다음의 조성의 특징 중 하나 이상 또는 전부를 가질 수 있다: (i) 최고 0.05 내지 1.0 mol%의 As2O3 농도; (ii) 최고 0.05 내지 1.0 mol%의 Sb2O3 농도; (iii) 최고 0.25 내지 3.0 mol%의 SnO2 농도.
As2O3는 디스플레이 유리를 위한 효과적인 고온 청징제이고, 본원에 기술된 일부 실시양태에서, As2O3는 우수한 청징 특성으로 인하여 청징에 사용된다. 그러나 As2O3는 유독하고 유리 제조 공정 중에 특별한 취급을 필요로 한다. 따라서, 특정 실시양태에서, 청징은 실질적인 양의 As2O3의 사용없이 수행되고, 즉, 최종 유리는 최고 0.05 몰 퍼센트의 As2O3를 갖는다. 일 실시양태에서, As2O3는 의도적으로 유리의 청징에 사용되지 않는다. 이러한 경우, 배치 물질 및/또는 배치 물질을 용융하는 데에 사용되는 설비 내의 오염물질 존재의 결과로서, 최종 유리는 전형적으로 최고 0.005 몰 퍼센트의 As2O3를 가질 것이다.
As2O3만큼 독성이 없지만, Sb2O3 또한 유독하며 특별한 취급을 필요로 한다. 추가적으로, Sb2O3는 청징제로서 As2O3 또는 SnO2를 사용하는 유리와 비교하여 밀도를 높이고, CTE를 높이며, 서냉점을 낮춘다. 따라서, 특정 실시양태에서, 청징은 실질적인 양의 Sb2O3의 사용없이 수행되고, 즉, 최종 유리는 최고 0.05 몰 퍼센트의 Sb2O3를 갖는다. 다른 실시양태에서, Sb2O3는 의도적으로 유리의 청징에 사용되지 않는다. 이러한 경우, 배치 물질 및/또는 배치 물질을 용융하는 데에 사용되는 설비 내의 오염물질 존재의 결과로서, 최종 유리는 전형적으로 최고 0.005 몰 퍼센트의 Sb2O3를 가질 것이다.
As2O3 및 Sb2O3 청징과 비교하여, 주석 청징(즉, SnO2 청징)은 덜 효과적이지만, SnO2는 공지된 유해한 특성을 가지지 않는 유비쿼터스 물질이다. 또한, 수년동안, SnO2는 그러한 유리를 위한 배치 물질의 주울 용융에서 산화 주석 전극의 사용을 통한 디스플레이 유리의 성분이었다. 디스플레이 유리에서의 SnO2의 존재는 액정 디스플레이 제조에서 이들 유리의 사용에 있어 임의의 공지된 부작용을 초래하지 않았다. 그러나, 고 농도의 SnO2는 이것이 디스플레이 유리에 결정 결함의 형성을 초래할 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 일 실시양태에서, 최종 유리 내의 SnO2의 농도는 0.25 몰 퍼센트 이하, 약 0.07 내지 약 0.11 mol%의 범위, 약 0 내지 약 2 mol%의 범위, 약 0 내지 약 3 mol%, 및 이들 사이의 모든 하위 범위이다.
주석 청징은 단독으로 또는 만약 원한다면 다른 청징 기술과 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 주석 청징은 할라이드 청징, 예컨대, 브로민 청징과 조합될 수 있다. 다른 가능한 조합은 주석 청징에 황산염, 황화물, 산화 세륨, 기계적 버블링 및/또는 진공 청징을 더하는 것을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 이들 다른 청징 기술은 단독으로 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 특정 실시양태에서, (MgO + CaO + SrO + BaO)/Al2O3 비율 및 개별 알칼리 토금속류 농도를 상기 논의된 범위 내로 유지하는 것은 청징 공정을 보다 용이하게 수행할 수 있게 하고 보다 효과적이도록 한다.
다양한 실시양태에서, 유리는 RxO를 포함할 수 있으며, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs이고 x는 2이며, 또는 R은 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이다. 일부 실시양태에서, RxO - Al2O3 > 0 이다. 다른 실시양태에서, 0 < RxO - Al2O3 < 15 이다. 일부 실시양태에서, RxO/Al2O3는 0 내지 10, 0 내지 5, 1 초과, 또는 1.5 내지 3.75, 또는 1 내지 6, 또는 1.1 내지 5.7, 및 이들 사이의 모든 하위 범위이다. 다른 실시양태에서, 0 < RxO - Al2O3 < 15이다. 추가 실시양태에서, x = 2이고 R2O - Al2O3는 < 15, < 5, < 0, -8 내지 0, 또는 -8 내지 -1 및 이들 사이의 모든 하위 범위이다. 추가적인 실시양태에서, R2O - Al2O3 < 0이다. 추가적인 실시양태에서, x = 2이고 R2O - Al2O3 - MgO는 > -10, > -5, 0 내지 -5, 0 내지 -2, > -2, -5 내지 5, -4.5 내지 4, 및 이들 사이의 모든 하위 범위이다. 추가 실시양태에서, x = 2이고 RxO/Al2O3는 0 내지 4, 0 내지 3.25, 0.5 내지 3.25, 0.95 내지 3.25, 및 이들 사이의 모든 하위 범위이다. 상기 비율은 유리 물품의 제조가능성을 확립하고, 또한 그의 투과 성능을 결정하는데 있어서 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 대략 0 이상의 RxO - Al2O3를 갖는 유리는 우수한 용융 품질을 갖는 경향이 있을 것이지만, RxO - Al2O3가 너무 큰 값이라면 투과 곡선이 불리한 영향을 받을 것이다. 마찬가지로, RxO - Al2O3(예컨대, R2O - Al2O3)가 전술한 바와 같이 주어진 범위 내에 있다면, 유리는 용융성을 유지하고 유리의 액상선 온도를 억제하면서, 아마도 가시 스펙트럼에서 고 투과를 가질 것이다. 마찬가지로, 전술한 R2O - Al2O3 - MgO값도 유리의 액상선 온도 억제를 용이하게 할 것이다.
하나 이상의 실시양태에서, 상기 언급된 바와 같이, 예시적인 유리는 유리 매트릭스에 존재할 때 가시선 흡수를 유발하는 원소를 낮은 농도로 가질 수 있다. 이러한 흡수체는 전이 원소, 예컨대 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni 및 Cu, 및 부분적으로 채워진 f-오비탈을 갖는 Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er 및 Tm을 포함하는 희토류 원소를 포함한다. 이들 중에서, 유리 용융을 위해 사용되는 종래의 원료에 가장 풍부한 것은 Fe, Cr 및 Ni이다. 철은 SiO2의 공급원인 모래의 흔한 오염물질이며, 또한 알루미늄, 마그네슘 및 칼슘을 위한 원료 공급원에서도 전형적인 오염물질이다. 크로뮴 및 니켈은 전형적으로 보통의 유리 원료에 낮은 농도로 존재하지만, 모래의 다양한 광석에 존재할 수 있고 낮은 농도로 제어되어야 한다. 추가적으로, 크로뮴 및 니켈은, 예컨대 원료 또는 컬릿(cullet)이 조(jaw)-파쇄될 때, 강철-라이닝 혼합기 또는 스크류 공급기의 부식을 통한 스테인리스강과의 접촉을 통해, 또는 용융 유닛 자체의 구조상의 강철과의 의도치 않은 접촉을 통해 도입될 수 있다. 철의 농도는 일부 실시양태에서 구체적으로 50 ppm 미만, 보다 구체적으로 40 ppm 미만, 또는 25 ppm 미만일 수 있고, Ni 및 Cr의 농도는 구체적으로 5 ppm 미만, 보다 구체적으로 2 ppm 미만일 수 있다. 추가 실시양태에서, 상기에 나열된 모든 다른 흡수체의 농도는 각각 1 ppm 미만일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 유리는 1 ppm 이하의 Co, Ni 및 Cr을 포함하거나, 또는 다르게는 1 ppm 미만의 Co, Ni 및 Cr을 포함한다. 다양한 실시양태에서, 전이 원소(V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni 및 Cu)는 유리에 0.1 wt% 이하로 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서, Fe의 농도는 < 약 50 ppm, < 약 40 ppm, < 약 30 ppm, < 약 20 ppm, 또는 < 약 10 ppm일 수 있다. 다른 실시양태에서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm, < 약 50 ppm, < 약 40 ppm, < 약 30 ppm, < 약 20 ppm, 또는 < 약 10 ppm이다.
다른 실시양태에서, 300 nm 내지 650 nm를 흡수를 야기하지 않고 < 약 300 nm의 흡수 밴드를 갖는 특정 전이 금속 산화물의 첨가는, 성형 공정으로부터의 결함을 방지할 것이고 유리 네트워크 내의 전이 금속 산화물에 의한 결합은 유리 네트워크의 기본 결합을 광이 깨뜨리는 것을 허용하는 대신 광을 흡수하므로 잉크를 경화할 때 UV 노출 이후의 컬러 센터(예컨대, 300 nm 내지 650 nm의 광 흡수)를 방지할 것이라는 것이 밝혀졌다. 따라서, 예시적인 실시양태는 UV 컬러 센터 형성을 최소화하도록 다음의 전이 금속 산화물의 임의의 하나 또는 조합을 포함할 수 있다: 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 산화 아연; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 티타늄; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 바나듐; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 니오븀; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 망가니즈; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 지르코늄; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 비소; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 주석; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 몰리브데넘; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 안티모니; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 세륨; 및 상기 나열된 전이 금속 산화물 중 임의의 것의 이들 사이의 모든 하위 범위. 일부 실시양태에서, 예시적인 유리는 산화 아연, 산화 티타늄, 산화 바나듐, 산화 니오븀, 산화 망가니즈, 산화 지르코늄, 산화 비소, 산화 주석, 산화 몰리브데넘, 산화 안티모니, 및 산화 세륨 중 임의의 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하 함유할 수 있다.
전이 금속의 농도가 상기에 기술된 범위 내에 포함되는 경우에도, 바람직하지 않은 흡수를 초래하는 매트릭스 및 산화환원 효과가 있을 수 있다. 예로서, 철이 유리에서 2종의 원자가, 즉 +3 또는 제2 철 상태, 및 +2 또는 제1 철 상태로 발생한다는 것은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있다. 유리에서, Fe3+는 대략 380, 420 및 435 nm에서 흡수를 생성하고, 반면에 Fe2+는 주로 IR 파장에서 흡수한다. 따라서, 하나 이상의 실시양태에 따라서, 가시선 파장에서 고 투과를 달성하기 위해서는 가능한 한 많은 철을 제1 철 상태로 강제하는 것이 바람직할 수 있다. 이를 달성하기 위한 하나의 비-제한적 방법은 성분을 환원성인 유리 배치에 첨가하는 것이다. 이러한 성분은 탄소, 탄화수소, 또는 특정 준금속, 예컨대 규소, 붕소 또는 알루미늄의 환원된 형태를 포함할 수 있다. 그러나, 철 수준이 기술된 범위 내에 포함된다면, 하나 이상의 실시양태에 따라서, 철의 적어도 10 %가 제1 철 상태로, 보다 구체적으로 철의 20 % 초과가 제1 철 상태로 달성되고, 개선된 투과가 단파장에서 발생할 수 있다. 따라서, 다양한 실시양태에서, 유리에서의 철의 농도는 유리 시트에서 1.1 dB/500 mm 미만의 감쇠를 생성한다. 추가로, 다양한 실시양태에서, 보로실리케이트 유리에 대하여 (Li2O + Na2O + K2O + Rb2O + Cs2O + MgO + ZnO + CaO + SrO + BaO)/Al2O3의 비율이 0 내지 4일 때, V + Cr + Mn + Fe + Co + Ni + Cu의 농도는 유리 시트에서 2 dB/500 mm 이하의 광 감쇠를 생성한다.
유리 매트릭스에서의 철의 원자가 및 배위 상태는 또한 유리의 벌크 조성물의 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 용융된 유리에서의 철의 산화환원 비율이 고온의 공기 중에서 평형화된 시스템 SiO2 - K2O - Al2O3로 조사되었다. Fe3+인 철의 분율이 K2O/(K2O + Al2O3)의 비율과 함께 증가함이 발견되었고, 이는 실질적으로 단파장에서의 보다 증가한 흡수로 번역될 것이다. 이러한 매트릭스 효과를 연구하는 중에, (Li2O + Na2O + K2O + Rb2O + Cs2O)/Al2O3의 비율 및 (MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO)/Al2O3의 비율이 또한 보로실리케이트 유리에서 투과를 최대화하기 위해 중요할 수 있음이 밝혀졌다. 따라서, 전술한 RxO 범위에 대하여, 예시적인 파장에서의 투과는 주어진 철 함량에 대하여 최대화될 수 있다. 이것은 부분적으로는 Fe2+의 보다 높은 비율 및 부분적으로는 철의 배위 환경과 관련된 매트릭스 효과 때문이다.
유리 조도
도 3은 dB/m의 추정된 광 누출 대 LGP의 RMS 조도를 보여주는 그래프이다. 도 3을 참조하면, 광이 LGP의 그 표면 상에서 여러 번 튀어나오기 때문에, 표면 산란이 LGP에서 소정의 역할을 한다는 것을 볼 수 있다. 도 3에 도시된 곡선은 LGP의 RMS 조도의 함수로서 광 누출을 dB/m로 도해한다. 도 3은 1 dB/m 미만을 얻기 위해서는, 표면 품질이 약 0.6 nm RMS보다 좋을 필요가 있음을 보여준다. 이러한 조도 수준은 퓨전 드로우 공정을 사용하거나 또는 플로트 유리 공정 후에 이어지는 연마에 의해 달성될 수 있다. 이러한 모델은 조도가 램버시안(Lambertian) 산란 표면과 같이 작용하는 것으로 가정하는데, 이는 본 발명자들이 고 공간 주파수 조도만을 고려하고 있음을 의미한다. 따라서, 조도는 파워 스펙트럼 밀도를 고려하여 계산되어야 하고 약 20 마이크론-1 초과의 주파수만을 고려하여야 한다. 표면 조도는 원자력 현미경(AFM); 자이고(Zygo)에 의해 제조된 것과 같은 상업적 시스템을 이용한 백색광 간섭계; 또는 키엔스(Keyence)에 의해 제공되는 것과 같은 상업적 시스템으로 레이저 공초점 현미경에 의해 측정될 수 있다. 표면으로부터의 산란은 표면 조도를 제외하고 동일한 범위의 샘플을 준비하고, 후술하는 바와 같이 각각의 내부 투과율을 측정함으로써 측정될 수 있다. 샘플 사이의 내부 투과의 차이는 거친 표면에 의해 유도된 산란 손실에 기인한다.
UV 가공
예시적인 유리의 가공에서, 자외선(UV)이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 광 추출 특징은 종종 유리 상에 점을 백색 프린팅함으로써 만들어지고 UV가 잉크를 건조시키는데 사용된다. 또한, 추출 특징은 그것 위에 일부 특정 구조를 갖는 중합체 층으로 만들어 질 수 있고 중합을 위해 UV 노출을 필요로 한다. 유리의 UV 노출이 투과에 유의하게 영향을 미칠 수 있음이 밝혀졌다. 하나 이상의 실시양태에 따라서, 약 400 nm 미만의 모든 파장을 제거하기 위해 LGP를 위한 유리의 유리 가공 중에 필터가 사용될 수 있다. 하나의 가능한 필터는 현재 노출되는 것과 같은 유리를 사용하는 것이다.
유리 파상도
유리 파상도는 훨씬 낮은 주파수(mm 이상의 범위)라는 점에서 조도와 약간 상이하다. 그러므로, 파상도는 각도가 매우 작기 때문에 광 추출에 기여하지 않지만, 효율이 도광부 두께의 함수이기 때문에 추출 특징의 효율을 변화시킨다. 광 추출 효율은 일반적으로 도파관 두께에 반비례한다. 따라서, 고 주파수 이미지 휘도 변동을 5 % (당사의 스파클 인간 지각 분석에 따른 인간 지각 역치임) 미만으로 유지하기 위해서는, 유리의 두께가 5 % 미만 내로 일정할 필요가 있다. 예시적인 실시양태는 0.3 um 미만, 0.2 um 미만, 1 um 미만, 0.08 um 미만, 또는 0.06 um 미만의 A-사이드 파상도를 가질 수 있다.
도 4는 2 mm 두께의 LGP에 커플링된 2 mm 두께의 LED에 대한 LED와 LGP 사이의 거리의 함수로서의 예상 커플링(프레넬 손실 없음)을 보여주는 그래프이다. 도 4를 참조하면, 예시적인 실시양태에서 광 주입은 보통 하나 이상의 발광 다이오드(LED)에 매우 근접하게 LGP를 위치시키는 것을 포함한다. 하나 이상의 실시양태에 따라서, LED로부터 LGP로의 효율적인 광 커플링은 유리의 두께보다 작거나 또는 그와 같은 두께 또는 높이를 갖는 LED를 사용하는 것을 포함한다. 따라서, 하나 이상의 실시양태에 따라서, LED부터 LGP까지의 거리는 LED 광 주입을 개선하도록 제어될 수 있다. 도 4는 2 mm 두께의 LGP에 커플링된 2 mm 높이의 LED를 고려하여 거리의 함수로서 예상 커플링(프레넬 손실 없이)을 보여준다. 도 4에 따르면, 거리는 > 약 80 %의 커플링을 유지하기 위해 < 약 0.5 mm이어야 한다. 플라스틱, 예컨대 PMMA가 종래의 LGP 물질로서 사용될 때, LGP를 LED와 물리적으로 접촉시켜 놓는 것은 다소 문제가 된다. 첫째로, 물질 팽창을 허용하기 위해 최소한의 거리가 필요하다. 또한, LED는 유의하게 가열하는 경향이 있고, 물리적으로 접촉할 경우에 PMMA는 그의 Tg(PMMA의 경우 105 ℃)에 근접할 수 있다. PMMA를 LED와 접촉시켜 놓을 때 측정된 온도 상승은 LED 가까이에서 약 50 ℃였다. 따라서 PMMA LGP의 경우, 최소한의 공기 간극이 필요하고, 이는 도 4에 도시된 바와 같이 커플링을 저하시킨다. 유리 LGP가 이용되는 본 발명의 대상의 실시양태에 따르면, 유리의 Tg가 훨씬 높기 때문에 유리의 가열은 문제가 되지 않고, 유리가 LGP를 하나의 추가 열 방산 메카니즘으로 만들기에 충분히 큰 열 전도 계수를 갖기 때문에 물리적 접촉은 실제로 장점이 될 수 있다.
도 5는 LED로부터 유리 LGP로의 커플링 메카니즘의 도식도이다. 도 5를 참조하여, LED가 램버시안 방사체에 가깝다고 가정하고, 또한 유리 굴절률이 약 1.5라고 가정하면, 각도 α는 41.8 도(1/1.5)보다 작게 유지될 것이고 각도 β는 48.2 도(90-α)보다 크게 유지될 것이다. 내부 전반사(TIR) 각도가 약 41.8 도이므로, 이는 모든 광이 도광부 내부에 유지되고 커플링이 100 %에 가깝다는 것을 의미한다. LED 주입 수준에서, 주입 면은 약간의 확산을 야기할 수 있는데, 이는 광이 LGP로 전파되는 각도를 증가시킬 것이다. 이러한 각도가 TIR 각도보다 커지는 경우에, 광은 LGP 밖으로 누출되어, 커플링 손실을 초래할 수 있다. 그러나, 현저한 손실을 도입하지 않는 조건은 광이 산란되는 각도가 48.2 - 41.8 = +/- 6.4 도 미만이어야 하는 것이다(산란 각도 < 12.8도). 따라서, 하나 이상의 실시양태에 따라서, LGP의 복수 개의 에지는 LED 커플링 및 TIR을 개선하기 위해 거울 광택을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 4 개의 에지 중 3 개가 거울 광택을 갖는다. 물론, 이러한 각도는 예시적일 뿐이고 본원에 첨부된 청구범위의 범주를 제한해서는 안되고, 예시적인 산란 각도는 < 20 도, < 19 도, < 18 도, < 17 도, < 16 도, < 14 도, < 13 도, < 12 도, < 11 도, 또는 < 10 도일 수 있다. 추가로, 예시적인 반사 확산 각도는 < 15 도, < 14 도, < 13 도, < 12 도, < 11 도, < 10 도, < 9 도, < 8 도, < 7 도, < 6 도, < 5 도, < 4 도, 또는 < 3 도일 수 있으나, 이들로 제한되지는 않는다.
도 6은 표면 토폴로지로부터 계산된 예상 각 에너지 분포를 보여주는 그래프이다. 도 6을 참조하면, 단지 연삭된 에지의 전형적인 텍스쳐가 도해되는데, 여기서 조도 진폭은 상대적으로 높지만 (1 nm 정도), 특별한 주파수가 상대적으로 낮아(대략 20 마이크론), 작은 산란 각도를 초래한다. 추가로, 이 도면은 표면 토폴로지로부터 계산된 예상 각 에너지 분포를 도해한다. 확인될 수 있는 바와 같이, 산란 각도는 12.8도 반치전폭(FWHM)보다 훨씬 작을 수 있다.
표면 정의의 측면에서, 표면은, 예를 들어 표면 프로파일의 미분을 채용하여 계산될 수 있는 국부 기울기 분포 θ(x, y)에 의해 특징화될 수 있다. 유리에서의 각 편향은 1 차 근사로 하기와 같이 계산할 수 있다:
θ'(x, y) = θ(x, y)/n
따라서, 표면 조도에 대한 조건은 2 개의 인접해 있는 에지에서의 TIR과 함께 θ(x, y) < n*6.4 도이다.
도 7은 유리 LGP의 2 개의 인접한 에지에서의 광의 내부 전반사를 보여주는 도식도이다. 도 7을 참조하면, 제1 에지(130)에 주입된 광은 주입 에지에 인접해 있는 제2 에지(140) 및 주입 에지에 인접해 있는 제3 에지(150) 상에 입사될 수 있고, 여기서 제2 에지(140)는 제3 에지(150)에 대향하고 있다. 제2 및 제3 에지는 또한 낮은 조도를 가질 수 있으므로, 입사 광이 제1 에지에 인접해 있는 2개의 에지로부터 내부 전반사(TIR)를 겪는다. 광이 이러한 계면에서 확산되거나 또는 부분적으로 확산되는 경우에, 광은 이러한 각각의 에지로부터 누출될 수 있고, 그에 따라 이미지의 에지를 암색으로 보이게 만든다. 일부 실시양태에서, 광은 제1 에지(130)를 따라 위치하는 LED 어레이(200)로부터 제1 에지(130)로 주입될 수 있다. LED는 광 주입 에지로부터 0.5 mm 미만의 거리에 위치할 수 있다. 하나 이상의 실시양태에 따라서, LED는 도광 플레이트(100)와의 효율적인 광 커플링을 제공하기 위해 유리 시트의 두께보다 작거나 또는 그와 같은 두께 또는 높이를 가질 수 있다. 도 1과 관련하여 논의된 바와 같이, 도 7은 단일 광 주입 에지(130)를 도시하지만, 예시적인 실시양태(100)의 에지 중 어느 하나 또는 여러 개가 광이 주입될 수 있으므로, 본 발명의 청구 대상이 그렇게 제한되어서는 안된다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 제1 에지(130) 및 그의 대향 에지가 둘 다 광이 주입될 수 있다. 추가적인 실시양태는 제1 에지(130) 및/또는 그의 반대편 에지 대신, 제2 에지(140) 및 그의 반대편 에지(150)로 광이 주입될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에 따라서, 조도 형상에 대한 조건이 θ(x, y) < 6.4/2 = 3.2 도로 표시되도록 2개의 에지(140, 150)는 6.4 도 미만의 반사 확산 각도를 가질 수 있다.
LCD 패널의 강성
LCD 패널의 하나의 속성은 전체 두께이다. 보다 박판형의 구조를 제조하기 위한 종래의 시도에서, 충분한 강성도의 결핍이 심각한 문제점이 되었다. 그러나, 강성도는 예시적인 유리 LGP로 증가할 수 있는데, 그 이유는 유리의 탄성률이 PMMA보다 상당히 크기 때문이다. 일부 실시양태에서, 강성도의 관점에서 최대 이점을 얻기 위해, 패널의 모든 요소는 에지에서 함께 결합될 수 있다.
도 8은 하나 이상의 실시양태에 따른 LGP를 갖춘 예시적인 LCD 패널의 단면도다. 도 8을 참조하면, 패널 구조체(500)의 예시적인 실시양태가 제공된다. 구조체는 광이 이를 통과하여 LCD 또는 관찰자를 향해 이동하고 리디렉팅(redirected)될 수 있는 후면 플레이트(550) 상에 장착된 LGP(100)를 포함한다. 구조 요소(555)가 LGP(100)를 후면 플레이트(550)에 부착시키고, LGP의 후면과 후면 플레이트 면 사이에 간극을 만들 수 있다. 반사 및/또는 확산 필름(540)이 LGP(100)의 후면과 후면 플레이트(550) 사이에 위치하여 리사이클링 광을 LGP(100)를 통해 다시 보낼 수 있다. 복수 개의 LED, 유기 발광 다이오드(OLED), 또는 냉음극 형광 램프(CCFL)가 LGP의 광 주입 에지(130)에 인접하게 위치할 수 있고, 여기서 LED는 LGP(100)의 두께와 동일한 폭을 가지며, LGP(100)와 동일한 높이에 존재한다. 다른 실시양태에서, LED는 LGP(100)의 두께만큼 큰 폭 및/또는 높이를 갖는다. 종래의 LCD는 백색 광을 생성하기 위해 컬러 변환 인광체와 함께 패키징된 LED 또는 CCFL을 이용할 수 있다. 하나 이상의 백라이트 필름(들)(570)이 LGP(100)의 전면에 인접하게 위치할 수 있다. LCD 패널(580)이 또한 LGP(100)의 전면 위에 구조 요소(585)와 함께 위치할 수 있고, 백라이트 필름(들)(570)이 LGP(100)와 LCD 패널(580) 사이의 간극에 위치할 수 있다. LGP(100)로부터의 광은 그 후에 필름(570)을 통과할 수 있고, 이는 큰 각도의 광을 후방산란시키고 리사이클링을 위해 작은 각도의 광을 다시 반사 필름(540)을 향해 반사시킬 수 있고 순방향으로(예컨대, 사용자를 향해) 집광시키는 역할을 할 수 있다. 베젤(bezel; 520) 또는 다른 구조상의 부재가 어셈블리의 층을 제자리에서 유지할 수 있다. 액정 층(도시되지 않음)이 사용될 수 있고 전기-광학 물질을 포함할 수 있으며, 그의 구조는 전기장의 적용시에 회전하여, 그것을 통과하는 임의의 광의 편광 회전을 야기한다. 다른 광학 성분은 몇 가지 예를 들자면, 프리즘 필름, 편광판, 또는 TFT 어레이를 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에 따라서, 본원에 개시된 각도 광 필터가 투명 디스플레이 장치에서 투명 도광 플레이트와 쌍을 이룰 수 있다. 일부 실시양태에서, LGP는 구조체와 결합될 수 있고(광학용 투명 접착제 OCA 또는 감압 접착제 PSA 사용), 여기서 LGP는 패널의 구조 요소 중 일부와 광학적으로 접촉하여 위치한다. 달리 설명하면, 약간의 광이 접착제를 통해 도광부 밖으로 누출될 수 있다. 이렇게 누출된 광은 이러한 구조 요소에 의해 산란 또는 흡수될 수 있다. 상기에 설명된 바와 같이, LED가 LGP로 커플링되는 제1 에지 및 광이 TIR로 반사될 필요가 있는 2개의 인접해 있는 에지는 적절하게 제조된다면 이러한 문제점을 피할 수 있다.
LGP의 예시적인 폭 및 높이는 일반적으로 각각의 LCD 패널의 크기에 의존한다. 본 발명의 대상의 실시양태가 소형이든(< 40 " 대각선) 또는 대형 디스플레이이든(> 40 " 대각선) 임의의 크기의 LCD 패널에 적용 가능함을 주목해야 한다. LGP의 예시적인 치수는 20 ", 30 ", 40 ", 50 ", 60 " 대각선 이상을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
도 9는 또 다른 실시양태에 따른 LGP를 갖춘 예시적인 LCD 패널의 단면도이다. 도 9를 참조하면, 추가적인 실시양태는 반사 층을 이용할 수 있다. 일부 실시양태에서의 손실은, LGP와 에폭시 사이에 반사 표면을 삽입하여, 예를 들어 은으로 유리를 금속화하는 것 또는 반사 잉크로의 잉크젯 프린팅 중 어느 하나에 의해 최소화될 수 있다. 다른 실시양태에서, 고 반사 필름(예컨대, 향상 정반사 필름 (3M 제조))이 LGP와 함께 라미네이션될 수 있다.
도 10은 추가적인 실시양태에 따른 접착 패드를 갖춘 LGP를 보여주는 도식도이다. 도 10을 참조하면, 연속적 접착제 대신에 접착 패드가 사용될 수 있고, 여기서 패드(600)는 일련의 진한 사각형으로서 보여진다. 따라서, 구조 요소와 광학적으로 연결된 LGP의 표면을 제한하기 위해, 도해된 실시양태는 매 50 mm 마다 5 x 5 mm의 사각형 패드를 채용하여 충분한 접착을 제공할 수 있고, 여기서 추출되는 광은 4 % 미만이다. 물론, 패드(600)는 형태가 원형 또는 또 다른 다각형일 수 있으며 임의의 어레이 또는 간격으로 제공될 수 있고, 이러한 설명은 본원에 첨부된 청구범위의 범주를 제한해서는 안된다.
컬러 변질 보정
이전의 유리에서는 철 농도 감소가 흡수 및 황색 변이를 최소화하였지만, 이를 완전히 제거하기는 어려웠다. 약 700 mm의 전파 거리에 대하여 PMMA의 측정된 Δx, Δy는 0.0021과 0.0063이었다. 본원에 기술된 조성 범위를 갖는 예시적인 유리에서, 컬러 변질 Δy는 < 0.015이고 예시적인 실시양태에서는 0.0021 미만 및 0.0063 미만이었다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 컬러 변질은 0.007842로 측정되었고, 다른 실시양태에서는 0.005827로 측정되었다. 다른 실시양태에서, 예시적인 유리 시트는 컬러 변질 Δy를 0.015 미만, 예컨대 약 0.001 내지 약 0.015의 범위(예컨대, 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.011, 0.012, 0.013, 0.014 또는 0.015)로 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 투명 기판은 컬러 변질을 0.008 미만, 약 0.005 미만, 또는 약 0.003 미만으로 포함할 수 있다. 컬러 변질은 주어진 광원 조명에 대한 컬러 측정을 위한 CIE 1931 표준을 사용하여 길이 L을 따라 x 및/또는 y 색도 좌표의 변화를 측정함으로써 특성화될 수 있다. 예시적인 유리 도광 플레이트의 경우 컬러 변질 Δy는 Δy = y(L2) - y(L1)로 보고될 수 있고 여기서 L2와 L1은 광원 발사(예컨대, LED 또는 기타)로부터 떨어진 패널 또는 기판 방향을 따르는 Z 위치이고 여기서 L2 - L1 = 0.5 미터이다. 본원에 기술된 예시적인 도광 플레이트는 Δy < 0.015, Δy < 0.005, Δy < 0.003, 또는 Δy < 0.001을 갖는다. 도광 플레이트의 컬러 변질은 도광 플레이트의 광학 흡수를 측정하고, 광학 흡수를 사용하여 LGP의 0.5 m 상에서의 내부 투과를 계산한 다음, 결과적인 투과 곡선에 니키아(Nichia) NFSW157D-E와 같은 LCD 백라이트에 사용되는 전형적인 LED 광원을 곱하여 추정할 수 있다. 그런 다음 CIE 컬러 매칭 기능을 사용하여 스펙트럼의 (X, Y, Z) 삼자극치 값을 계산할 수 있다. 그 후에 이들 값을 그들의 합으로 정규화하여 (x, y) 색도 좌표를 제공한다. 0.5 m LGP 투과를 곱한 LED 스펙트럼의 (x, y) 값 및 원래의 LED 스펙트럼의 (x, y) 값 사이의 차이는 도광 물질의 컬러 변질 기여도의 추정치이다. 잔류 컬러 변질을 다루기 위해, 몇 가지 예시적인 해결책이 구현될 수 있다. 일 실시양태에서, 도광 청색 도색이 사용될 수 있다. 도광부의 청색 도색에 의해, 인위적으로 적색 및 녹색 흡수를 증가시키고 청색 광 추출을 증가시킬 수 있다. 따라서, 컬러 흡수가 얼마나 차이 나게 존재하는지를 알면, 컬러 변질을 보정할 수 있는 청색 도색 패턴을 역 계산하고 적용할 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 파장에 의존하는 효율의 광 추출을 위해 얕은 표면 산란 특징이 채용될 수 있다. 예로서, 사각형 격자는 광학 경로 차이가 파장의 절반과 같을 때 최대 효율을 갖는다. 따라서, 예시적인 텍스쳐는 우선적으로 청색을 추출하는데 사용될 수 있고 주요 광 추출 텍스쳐에 추가될 수 있다. 추가적인 실시양태에서, 이미지 가공이 또한 이용될 수 있다. 예를 들어, 광이 주입되는 에지 가까이에서 청색을 감쇠시킬 이미지 필터가 적용될 수 있다. 이는 올바른 백색 컬러를 유지하기 위해 LED 컬러 자체의 변질을 필요로 할 수 있다. 추가 실시양태에서, 픽셀 기하학을 사용하여 패널에서의 RGB 픽셀의 표면 비를 조정하고 광이 주입되는 에지로부터 멀리에 있는 청색 픽셀의 표면을 증가시킴으로써 컬러 변질을 다룰 수 있다.
실시예 및 유리 조성
예시적인 조성물에 추가로 각각의 요소의 감쇠 충격은 그것이 가장 강하게 감쇠되는 가시선의 파장을 확인함으로써 추정될 수 있다. 하기 표 1에 나타난 실시예에서, 다양한 전이 금속의 흡수 계수는 RxO(그러나, 간략화를 위해 개질제 Na2O만 아래에 나타냄)에 대한 Al2O3의 농도와 관련하여 실험적으로 결정되었다.
[표 1]
Figure pct00001
V(바나늄)을 제외하고는, 최소 감쇠는 Al2O3 = Na2O, 또는 더욱 일반적으로는 Al2O3~RxO의 농도인 유리에서 발견되었다. 다양한 경우에, 전이 금속은 2개 이상의 원자가가 가정될 수 있으므로(예컨대, Fe은 +2 및 +3 둘 다일 수 있음), 이러한 다양한 원자가의 산화환원 비율은 어느 정도는 벌크 조성물의 영향을 받을 수 있다. 전이 금속은, 특히 최근접 음이온 개수(배위수라고도 함)에 변화가 있다면, 부분적으로 채워진 d-오비탈에 있는 전자와 주위 음이온(이 경우에는, 산소)의 상호작용으로부터 발생하는 소위 "결정장" 또는 "리간드장" 효과와 상이하게 반응한다. 따라서, 산화환원 비율과 결정장 효과가 둘 다 이러한 결과에 기여하는 것으로 보인다.
다양한 전이 금속의 흡수 계수는 또한 가시 스펙트럼(즉, 380 내지 700 nm)의 경로 길이에 걸쳐서 유리 조성물의 감쇠를 결정하는데 이용될 수 있고 아래의 표 2에 나타나고 아래에서 더 자세히 논의되는 바와 같이 솔라리제이션 문제를 다룰 수 있다.
[표 2]
Figure pct00002
물론, 표 2에서 확인되는 값은 단지 예시적일 뿐이며 본원에 첨부된 청구범위의 범주를 제한해서는 안된다. 예를 들어, 예상외로 Fe + 30Cr + 35Ni < 60 ppm일 때도 고 투과율 유리를 얻을 수 있음이 밝혀졌다. 일부 실시양태에서, Fe의 농도는 < 약 50 ppm, < 약 40 ppm, < 약 30 ppm, < 약 20 ppm, 또는 < 약 10 ppm일 수 있다. 다른 실시양태에서, Fe + 30Cr + 35Ni는 < 약 50 ppm, < 약 40 ppm, < 약 30 ppm, < 약 20 ppm, 또는 < 약 10 ppm이다. 또한 예상외로 300 nm 내지 650 nm를 흡수를 야기하지 않고 < 약 300 nm의 흡수 밴드를 갖는 특정 전이 금속 산화물의 첨가는, 성형 공정으로부터의 네트워크 결함을 방지할 것이고 유리 네트워크 내의 전이 금속 산화물에 의한 결합은 유리 네트워크의 기본 결합을 광이 깨뜨리는 것을 허용하는 대신 광을 흡수하므로 잉크를 경화할 때 UV 노출 이후의 컬러 센터(예컨대, 300 nm 내지 650 nm의 광 흡수)를 방지할 것이라는 것이 밝혀졌다. 따라서, 예시적인 실시양태는 UV 컬러 센터 형성을 최소화하도록 다음의 전이 금속 산화물의 임의의 하나 또는 조합을 포함할 수 있다: 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 산화 아연; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 티타늄; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 바나듐; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 니오븀; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 망가니즈; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 지르코늄; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 비소; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 주석; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 몰리브데넘; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 안티모니; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 세륨; 및 상기 나열된 전이 금속 산화물 중 임의의 것의 이들 사이의 모든 하위 범위. 일부 실시양태에서, 예시적인 유리는 산화 아연, 산화 티타늄, 산화 바나듐, 산화 니오븀, 산화 망가니즈, 산화 지르코늄, 산화 비소, 산화 주석, 산화 몰리브데넘, 산화 안티모니, 및 산화 세륨 중 임의의 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하 함유할 수 있다.
표 3A, 3B, 4A 및 4B는 본 발명의 대상의 실시양태를 위해 제조된 유리의 일부 예시적인 비-제한적 실시예를 제공한다.
[표 3A]
Figure pct00003
[표 3B]
Figure pct00004
[표 4A]
Figure pct00005
[표 4B]
Figure pct00006
따라서, 지금까지 기재된 예시적인 조성물은 약 525 ℃ 내지 약 575 ℃, 약 540 ℃ 내지 약 570 ℃, 또는 약 545 ℃ 내지 약 565 ℃의 범위 및 이들 사이의 모든 하위 범위인 변형점을 달성하는데 사용될 수 있다. 일 실시양태에서, 변형점은 약 547 ℃이고, 또 다른 실시양태에서, 변형점은 약 565 ℃이다. 예시적인 서냉점은 약 575 ℃ 내지 약 625 ℃, 약 590 ℃ 내지 약 620 ℃, 및 이들 사이의 모든 하위 범위일 수 있다. 일 실시양태에서, 서냉점은 약 593 ℃이고, 또 다른 실시양태에서, 서냉점은 약 618 ℃이다. 유리의 예시적인 연화점은 약 800 ℃ 내지 약 890 ℃, 약 820 ℃ 내지 약 880 ℃, 또는 약 835 ℃ 내지 약 875 ℃의 범위 및 이들 사이의 모든 하위 범위이다. 일 실시양태에서, 연화점은 약 836.2 ℃이고, 또 다른 실시양태에서, 연화점은 약 874.7 ℃이다. 예시적인 유리 조성물의 밀도는 약 1.95 gm/cc @ 20 C 내지 약 2.7 gm/cc @ 20 C, 약 2.1 gm/cc @ 20 C 내지 약 2.4 gm/cc @ 20 C, 또는 약 2.3 gm/cc @ 20 C 내지 약 2.4 gm/cc @ 20 C의 범위 및 이들 사이의 모든 하위 범위일 수 있다. 일 실시양태에서, 밀도는 약 2.389 gm/cc @ 20 C이고, 또 다른 실시양태에서, 밀도는 약 2.388 gm/cc @ 20 C이다. 예시적인 실시양태의 CTE(0-300 ℃)는 약 30 x 10-7 / ℃ 내지 약 95 x 10-7 / ℃, 약 50 x 10-7 / ℃ 내지 약 80 x 10-7 / ℃, 또는 약 55 x 10-7 / ℃ 내지 약 80 x 10-7 / ℃의 범위 및 이들 사이의 모든 하위 범위일 수 있다. 일 실시양태에서, CTE는 약 55.7 x 10-7 / ℃이고, 또 다른 실시양태에서, CTE는 약 69 x 10-7 / ℃이다.
본원에 기술된 특정 실시양태 및 조성물은 400-700 nm에서 90 % 초과, 91 % 초과, 92 % 초과, 93 % 초과, 94 % 초과 및 심지어는 95 % 초과의 내부 투과를 제공하였다. 내부 투과율은 샘플을 통해 투과된 빛과 광원에서 방출된 빛을 비교하여 측정할 수 있다. 광대역의, 비간섭 광은 테스트 할 물질의 끝에 원통형으로 집중될 수 있다. 먼 쪽에서 방출된 광은 분광계에 결합된 적분 구형 섬유로 수집되고 샘플 데이터를 형성할 수 있다. 참조 데이터는 시험 대상 물질을 시스템에서 제거하고, 적분 구를 초점 광학계 앞에서 직접 번역하고 참조 데이터와 동일한 기구를 통해 광을 수집하는 방법으로 얻을 수 있다. 주어진 파장에서의 흡수는 아래와 같이 주어진다:
Figure pct00007
0.5 m 상에서의 내부 투과율은 아래와 같이 주어진다:
Figure pct00008
따라서, 본원에 기술된 예시적인 실시양태는 85 % 초과, 90 % 초과, 91 % 초과, 92 % 초과, 93 % 초과, 94 % 초과, 및 심지어는 95 % 초과의, 500 mm의 길이로 450 nm에서의 내부 투과율을 가질 수 있다. 본원에 기술된 예시적인 실시양태는 또한 90 % 초과, 91 % 초과, 92 % 초과, 93 % 초과, 94 % 초과, 및 심지어는 96% 초과의, 500 mm의 길이로 550 nm에서의 내부 투과율을 가질 수 있다. 본원에 기술된 추가 실시양태는 85 % 초과, 90 % 초과, 91 % 초과, 92 % 초과, 93 % 초과, 94 % 초과, 및 심지어는 95 % 초과의, 500 mm의 길이로 630 nm에서의 투과율을 가질 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, LGP는 적어도 약 1270 mm의 폭 및 약 0.5 mm 내지 약 3.0 mm의 두께를 가지며, 여기서 LGP의 투과율은 500 mm 당 적어도 80 %이다. 다양한 실시양태에서, LGP의 두께는 약 1 mm 내지 약 8 mm이고, 플레이트의 폭은 약 1100 mm 내지 약 1300 mm이다.
하나 이상의 실시양태에서, LGP는 강화될 수 있다. 예를 들어, 보통의 압축 응력(CS), 큰 압축 층 깊이(DOL), 및/또는 보통의 중심 장력(CT)과 같은 특정한 특징이 LGP를 위해 사용되는 예시적인 유리 시트에 제공될 수 있다. 일 예시적인 공정은 이온 교환이 가능한 유리 시트를 제조함으로써 유리를 화학적으로 강화시키는 것을 포함한다. 그 후에 유리 시트는 이온 교환 공정을 받게될 수 있고, 유리 시트는 후속적으로 필요에 따라 서냉 공정을 받게될 수 있다. 물론, 유리 시트의 CS 및 DOL이 이온 교환 단계로부터 초래되는 수준이 바람직하다면, 후속 서냉 단계를 필요로하지 않는다. 다른 실시양태에서, 산 에칭 공정이 적절한 유리 표면 상의 CS를 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 이온 교환 공정은 유리 시트를, KNO3, 바람직하게는 상대적으로 순수한 KNO3를 포함하는 용융 염 조에 약 400-500 ℃ 범위의 하나 이상의 제1 온도 및/또는 약 1-24 시간 범위, 예컨대 비제한적으로 약 8 시간의 제1 기간 동안 두는 것을 포함할 수 있다. 다른 염 조 조성물도 가능하고 이러한 대안을 고려하는 것이 통상의 기술자의 수준 범위 내에 있음이 주목된다. 따라서, KNO3의 개시내용은 본원에 첨부된 청구범위의 범주를 제한해서는 안된다. 이러한 예시적인 이온 교환 공정은 유리 시트의 표면에서 초기 CS, 유리 시트로 초기 DOL 및 유리 시트 내에 초기 CT를 생성할 수 있다. 그 후에, 서냉은 바람직한 최종 CS, 최종 DOL 및 최종 CT를 생성할 수 있다.
실시예
개시된 본 발명의 대상에 따른 방법 및 결과를 설명하기 위한 실시예가 하기에 제시되었다. 이들 실시예는 본원에 개시된 본 발명의 대상의 모든 실시양태를 포함시키기 위한 것이 아니라, 대표적인 방법 및 결과를 설명하기 위한 것이다. 이들 실시예는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 본 개시내용의 등가물 및 변화물을 제외하려는 것이 아니다.
수치(예컨대, 양, 온도 등)와 관련하여 정확도를 보장하도록 노력하였지만, 약간의 오차 및 편차가 설명되어야 한다. 달리 지시되지 않는 한, 온도는 ℃ 단위이거나 또는 주위 온도이고, 압력은 대기압 또는 대기압 근처이다. 조성은 자체가 산화물 기준으로 몰 퍼센트로 주어지며 100 %로 표준화되었다. 반응 조건, 예를 들어 성분 농도, 온도, 압력 및 기재된 공정으로부터 얻어지는 생성물 순도 및 수율을 최적화하기 위해 사용될 수 있는 다른 반응 범위 및 조건의 수많은 변화 및 조합이 존재한다. 이러한 공정 조건을 최적화하기 위해 단지 합리적이고 일상적인 실험만이 필요할 것이다.
여기에 및 아래 표 5에 제시된 유리 특성은 유리 기술분야에서 통상적인 기술에 따라 결정되었다. 따라서, 25-300 ℃의 온도 범위에서의 선형 열 팽창 계수(CTE)를 x 10-7 / ℃ 단위로 표시하였고 서냉점을 ℃ 단위로 표시하였다. 이들은 섬유 신장 기술(각각 ASTM 표준법 E228-85 및 C336)로부터 결정되었다. 그램/cm3 단위의 밀도는 아르키메데스 법(Archimedes method; ASTM C693)을 통해 측정하였다. ℃ 단위의 용융 온도(유리 용융물이 200 푸아즈의 점도를 나타내는 온도로서 정의됨)는 회전 실린더 점도측정법(ASTM C965-81)을 통해 측정된 고온 점도 데이터에 맞춤 처리된 풀쳐(Fulcher) 방정식을 이용하여 계산하였다.
℃ 단위의 유리 액상선 온도를 ASTM C829-81의 표준 구배 보트 액상선 방법을 사용하여 측정하였다. 이는 파쇄된 유리 입자를 백금 보트에 위치시키는 것, 구배 온도의 영역을 갖는 가열로에 보트를 위치시키는 것, 보트를 적절한 온도 영역에서 24 시간 동안 가열하는 것, 및 현미경 검사에 의해 결정이 유리 내부에 보이는 최고 온도를 결정하는 것을 포함한다. 더욱 특별하게는, 유리 샘플을 Pt 보트로부터 통째로 제거하고, 편광 현미경을 사용하여 검사함으로써 Pt 및 공기 계면에 대하여, 및 샘플의 내부에 형성된 결정의 위치 및 성질을 확인하였다. 가열로의 구배가 매우 널리 공지되어 있으므로, 온도 대 위치는 5-10 ℃ 이내에서, 잘 추정될 수 있다. 결정이 샘플의 내부 부분에서 관찰되는 온도를 취하여 유리의 액상선을 나타내었다(상응하는 시험 기간 동안). 시험은 지연된 성장을 보이는 상을 관찰하기 위해 때로는 장시간(예컨대, 72 시간) 동안 수행된다. 푸아즈 단위의 액상선 점도를 액상선 온도 및 풀쳐 방정식의 계수로부터 결정하였다. 포함된다면, GPa 단위의 영률 값을 ASTM E1875-00e1에 제시된 일반적인 유형의 공명 초음파 분광법 기술을 사용하여 결정하였다.
본원의 표의 예시적인 유리를 중량 기준 90 %가 표준 U.S. 100 메쉬 체를 통과하도록 밀링된, 실리카 공급원으로서 시판 모래를 사용하여 제조하였다. 알루미나가 알루미나 공급원이었고, 페리클레이스(periclase)가 MgO의 공급원이었으며, 석회암이 CaO의 공급원이었고, 탄산 스트론튬, 질산 스트론튬 또는 이들의 혼합이 SrO의 공급원이었으며, 탄산 바륨이 BaO의 공급원이었고, 산화 주석(IV)이 SnO2의 공급원이었다. 원료를 철저히 혼합하고, 탄화 규소 글로바(glowbar)에 의해 가열되는 가열로에 매달려있는 백금 용기에 로딩하고, 1600 내지 1650 ℃의 온도에서 몇 시간 동안 용융 및 교반하여 균질성을 보장하고, 백금 용기의 기부에 있는 오리피스를 통해 전달하였다. 유리의 결과적인 패티를 서냉점 또는 그 근처에서 서냉하고, 그 후에 물리적, 점성 및 액상선 속성을 결정하는 다양한 실험 방법을 받게 하였다.
이들 방법은 독특하지 않으며, 본원의 표의 유리는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있는 표준 방법을 사용하여 제조할 수 있었다. 이러한 방법은 연속 용융 공정을 포함하고, 예컨대 연속 용융 공정에 사용되는 용융기가 가스, 전력 또는 이들의 조합에 의해 가열되는 연속 용융 공정으로 수행될 것이다.
예시적인 유리의 생성에 적절한 원료는 SiO2 공급원으로서의 상업적으로 이용가능한 모래; Al2O3 공급원으로서의 알루미나, 수산화 알루미늄, 알루미나의 수화 형태, 및 다양한 알루미노실리케이트, 질산염 및 할라이드; B2O3 공급원으로서의 붕산, 무수 붕산 및 산화 붕소; MgO 공급원으로서의 페리클레이스, 돌로마이트(또한 CaO의 공급원임), 마그네시아, 탄산 마그네슘, 수산화 마그네슘, 및 다양한 형태의 규산 마그네슘, 알루미노실리케이트, 질산염 및 할라이드; CaO 공급원으로서의 석회암, 아라고나이트, 돌로마이트(또한 MgO의 공급원임), 규회석, 및 다양한 형태의 규산 칼슘, 알루미노실리케이트, 질산염 및 할라이드; 및 스트론튬 및 바륨의 산화물, 탄산염, 질산염 및 할라이드를 포함한다. 화학적 청징제가 요망된다면, 주석은 SnO2로서, 또 다른 주요 유리 성분(예컨대, CaSnO3)과의 혼합 산화물로서, 또는 산화 조건에서 SnO, 옥살산 주석, 주석 할라이드, 또는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 다른 주석 화합물로서 첨가될 수 있다.
본원의 표의 유리는 청징제로서 SnO2를 함유하지만, 디스플레이 적용을 위한 충분한 품질의 유리를 얻기 위해 다른 화학적 청징제도 채용될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 유리는 청징을 촉진하기 위해 As2O3, Sb2O3, CeO2, Fe2O3 및 할라이드 중 임의의 하나 또는 이들의 조합을 의도적인 첨가물로서 채용할 수 있으며, 이들 중 임의의 것은 예로서 나타난 SnO2 화학적 청징제와 함께 사용될 수 있다. 이들 중에서, As2O3 및 Sb2O3는 일반적으로, 유리 제조 과정 중에 또는 TFT 패널의 가공 중에 발생할 수 있는 폐기물 스트림에서의 제어의 대상인, 유해 물질로서 간주된다. 따라서, As2O3 및 Sb2O3의 농도를 개별적으로 또는 조합하여 0.005 mol% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
예시적인 유리에 의도적으로 혼입되는 원소에 추가적으로, 주기율표의 거의 모든 안정한 원소가 원료에서의 낮은 수준의 오염을 통해, 제조 공정에서의 내화물 및 귀금속의 고온 부식을 통해, 또는 최종 유리의 속성을 미세 조정하기 위한 낮은 수준으로의 의도적인 도입을 통해, 어느 정도의 수준으로 유리에 존재한다. 예를 들어, 지르코늄은 지르코늄-풍부 내화물과의 상호작용을 통해 오염물질로서 도입될 수 있다. 추가 예로서, 백금 및 로듐은 귀금속과의 상호작용을 통해 도입될 수 있다. 추가 예로서, 철은 원료에서의 트램프(tramp)로서 도입될 수 있거나, 또는 가스 함유물의 제어 향상을 위해 의도적으로 첨가될 수 있다. 추가 예로서, 망가니즈는 컬러 조절을 위해 또는 가스 함유물의 제어 향상을 위해 도입될 수 있다.
수소는 히드록실 음이온 OH-의 형태로 필연적으로 존재하고, 그의 존재는 표준 적외선 분광법 기술을 통해 확인할 수 있다. 용해된 히드록실 이온은 예시적인 유리의 서냉점에 유의하게 비선형으로 영향을 주기 때문에, 바라는 서냉점을 얻기 위해서는 주요 산화물 성분의 농도를 조정하여 보정할 필요가 있을 수 있다. 히드록실 이온 농도는 원료의 선택을 통해 또는 용융 시스템의 선택을 통해 어느 정도까지 제어할 수 있다. 예를 들어, 붕산은 히드록실의 주요 공급원인데, 붕산을 산화 붕소로 대체하는 것이 최종 유리에서의 히드록실 농도를 제어하는 유용한 수단이 될 수 있다. 동일한 추론이 히드록실 이온, 수화물, 또는 물리적 흡착 또는 화학적 흡착된 물 분자를 포함하는 화합물을 포함하는 다른 잠재적 원료에도 적용된다. 만약 버너가 용융 공정에 사용된다면, 히드록실 이온은 또한 천연 가스 및 관련 탄화수소의 연소로부터의 연소 생성물을 통해 도입될 수 있으므로, 따라서 버너로부터 전극으로 용융에 사용되는 에너지를 이동시켜 보정하는 것이 바람직할 수 있다. 다르게는, 용해된 히드록실 이온의 유해한 영향을 보정하기 위해 주요 산화물 성분을 조정하는 반복 공정이 대신 채용될 수 있다.
황은 종종 천연 가스에 존재하고, 이 역시 다수의 탄산염, 질산염, 할라이드 및 산화물 원료 중의 트램프 성분이다. SO2의 형태로, 황은 가스 함유물의 문제가 되는 공급원일 수 있다. SO2-풍부 결함을 형성하는 경향은 원료에서의 황 수준을 제어함으로써, 또한 비교적 환원된 다가 양이온을 낮은 수준으로 유리 매트릭스에 혼입함으로써 유의한 정도로 관리될 수 있다. 이론에 구애됨이 없이, SO2-풍부 가스 함유물은 주로 유리에 용해된 황산염(SO4=)의 환원을 통해 발생하는 것으로 보인다. 예시적인 유리의 상승한 바륨 농도는 초기 용융 단계에서 유리에서의 황 보유를 증가시키는 것으로 보이나, 상기에 언급된 바와 같이 바륨은 낮은 액상선 온도, 및 그에 따라 높은 T35k - Tliq 및 높은 액상선 점도를 얻기 위해 필요하다. 원료에서의 황 수준을 낮은 수준으로 의도적으로 제어하는 것이 유리에 용해된 황(아마도 황산염으로서)을 감소시키는 유용한 수단이다. 특히, 황은 바람직하게는 배치 물질에서 중량 기준 200 ppm 미만이고, 보다 바람직하게는 배치 물질에서 중량 기준 100 ppm 미만이다.
환원된 다가 물질도 또한 예시 유리가 SO2 기포를 형성하는 경향을 제어하는데 사용될 수 있다. 이론에 구애됨이 없이, 이러한 원소는 황산염의 환원을 위한 기전력을 억제하는 잠재적 전자 공여체로서 거동한다. 황산염의 환원은 SO4= → SO2 + O2 + 2e-와 같은 반쪽 반응으로 표현될 수 있고 여기서, e-는 전자를 나타낸다. 상기 반쪽 반응의 "평형 상수"는 Keq = [SO2][O2][e-]2/[SO4=]와 같고 여기서, 괄호는 화학적 활성을 나타낸다. 이상적으로는 SO2, O2 및 2e-로부터 황산염을 형성하도록 반응을 강제하려고 할 것이다. 질산염, 과산화물, 또는 다른 산소-풍부 원료를 첨가하는 것이 도움이 될 수 있지만, 이는 또한 초기 용융 단계에서의 황산염 환원에 반하는 작용을 할 수 있고, 애초에 이들을 첨가하려 했던 이점을 상쇄시킬 수 있다. SO2는 대부분의 유리에서 매우 낮은 용해도를 가지므로, 유리 용융 공정에 첨가하는 것은 비실용적이다. 전자는 환원된 다가 물질을 통해 "첨가"될 수 있다. 예를 들어, 제1 철 (Fe2+)을 위한 적절한 전자-공여 반쪽 반응이 2Fe2+ → 2Fe3+ + 2e-와 같이 표현된다.
이러한 전자의 "활성"은 황산염 환원 반응을 왼쪽으로 강제하여, 유리에서 SO4=를 안정화시킬 수 있다. 적합한 환원된 다가 물질은 Fe2+, Mn2+, Sn2+, Sb3+, As3+, V3+, Ti3+, 및 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 익숙한 다른 물질을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 각각의 경우에 유리의 컬러에 대한 유해한 영향을 피하기 위해 이러한 성분의 농도를 최소화하거나, 또는 As 및 Sb의 경우에는 최종 사용자의 공정에서 폐기물 관리를 복잡하게 하는 충분히 높은 수준으로 이러한 성분을 첨가하는 것을 피하는 것이 중요할 수 있다.
예시적인 유리의 주요 산화물 성분, 및 상기에 언급된 미량 또는 트램프 구성성분에 추가적으로, 할라이드가 원료의 선택을 통해 도입되는 오염물질로서, 또는 유리에서의 가스 함유물을 제거하기 위해 의도적으로 사용되는 성분으로서, 다양한 수준으로 존재할 수 있다. 청징제로서, 할라이드가 약 0.4 mol% 이하의 수준으로 혼입될 수 있지만, 일반적으로 오프-가스 처리 설비의 침식을 피하기 위해 가능하다면 소량으로 사용하는 것이 바람직하다. 일부 실시양태에서, 개별 할라이드 원소의 농도는 각각의 개별 할라이드에 대하여 중량 기준 약 200 ppm 미만이거나, 또는 모든 할라이드 원소의 총합에 대하여 중량 기준 약 800 ppm 미만이다.
이러한 주요 산화물 성분, 미량 및 트램프 성분, 다가 물질 및 할라이드 청징제에 추가적으로, 바라는 물리적, 솔라리제이션, 광학적 또는 점탄성 특성을 달성하기 위해 다른 무색 산화물 성분을 낮은 농도로 혼입하는 것이 유용할 수 있다. 이러한 산화물은 TiO2, ZrO2, HfO2, Nb2O5, Ta2O5, MoO3, WO3, ZnO, In2O3, Ga2O3, Bi2O3, GeO2, PbO, SeO3, TeO2, Y2O3, La2O3, Gd2O3, 및 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 다른 물질을 포함하나, 이들로 제한되지 않는다. 예시적인 유리의 주요 산화물 성분의 상대 비율을 조정함으로써, 이러한 무색 산화물은 서냉점, T35k - Tliq 또는 액상선 점도에 대한 허용되지 않는 영향 없이 약 2 mol% 내지 3 mol% 이하의 수준으로 첨가될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태는 UV 컬러 센터 형성을 최소화하도록 다음의 전이 금속 산화물의 임의의 하나 또는 조합을 포함할 수 있다: 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 산화 아연; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 티타늄; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 바나듐; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 니오븀; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 망가니즈; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 지르코늄; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 비소; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 주석; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 몰리브데넘; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 안티모니; 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 산화 세륨; 및 상기 나열된 전이 금속 산화물 중 임의의 것의 이들 사이의 모든 하위 범위. 일부 실시양태에서, 예시적인 유리는 산화 아연, 산화 티타늄, 산화 바나듐, 산화 니오븀, 산화 망가니즈, 산화 지르코늄, 산화 비소, 산화 주석, 산화 몰리브데넘, 산화 안티모니, 및 산화 세륨 중 임의의 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 함유할 수 있다.
표 5는 본원에 기재된 바와 같이 고 투과성을 갖춘 유리의 실시예(샘플 1-106)를 보여준다.
[표 5]
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추가적인 실시예는 다음의 조성을 mol%로 포함할 수 있다:
[표 6]
Figure pct00028
상기 표에서 언급한 바와 같이 일부 실시양태에서 예시적인 유리 물품은 폭과 높이를 갖는 전면, 상기 전면에 대향하는 후면, 및 상기 전면과 상기 후면 사이의 두께를 가지고, 상기 전면 및 후면 주위에 4 개의 에지를 형성하는 유리 시트를 포함할 수 있고, 여기서 유리 시트는: 약 65.79 mol% 내지 약 78.17 mol%의 SiO2, 약 2.94 mol% 내지 약 12.12 mol%의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 11.16 mol%의 B2O3, 약 0 mol% 내지 약 2.06 mol%의 Li2O, 약 3.52 mol% 내지 약 13.25 mol%의 Na2O, 약 0 mol% 내지 약 4.83 mol%의 K2O, 약 0 mol% 내지 약 3.01 mol%의 ZnO, 약 0 mol% 내지 약 8.72 mol%의 MgO, 약 0 mol% 내지 약 4.24 mol%의 CaO, 약 0 mol% 내지 약 6.17 mol%의 SrO, 약 0 mol% 내지 약 4.3 mol%의 BaO, 및 약 0.07 mol% 내지 약 0.11 mol%의 SnO2를 포함한다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 < 0.008의 컬러 변질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 < 0.005의 컬러 변질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 0.95 내지 3.23인 RxO/Al2O3를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 1.18 내지 5.68인 RxO/Al2O3를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 -4.25 내지 4.0인 RxO - Al2O3 - MgO를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 522 ℃ 내지 590 ℃의 변형 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 566 ℃ 내지 641 ℃의 서냉 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 800 ℃ 내지 914 ℃의 연화 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 49.6 x 10-7 / ℃ 내지 약 80 x 10-7/ ℃의 CTE를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 2.34 gm/cc @ 20 C 내지 약 2.53 gm/cc @ 20 C의 밀도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 도광 플레이트다. 일부 실시양태에서, 상기 플레이트의 두께는 약 0.2 mm 내지 약 8 mm이다. 일부 실시양태에서, 두께는 5 % 미만의 변화를 갖는다. 일부 실시양태에서, 도광 플레이트는 퓨전 드로우 공정, 슬롯 드로우 공정, 또는 플로트 공정으로부터 제조된다. 일부 실시양태에서, 유리는 각각 1 ppm 미만의 Co, Ni 및 Cr을 포함한다. 일부 실시양태에서, Fe의 농도는 < 약 50 ppm, < 약 20 ppm 또는 < 약 10 ppm이다. 일부 실시양태에서, Fe + 30Cr + 35Ni는 < 약 60 ppm, < 약 40 ppm, < 약 20 ppm, 또는 < 약 10 ppm이다. 일부 실시양태에서, 적어도 500 mm의 길이로 450 nm에서의 투과율은 85 % 이상, 적어도 500 mm의 길이로 550 nm에서의 투과율은 90 % 이상, 또는 적어도 500 mm의 길이로 630 nm에서의 투과율은 85 % 이상 및 이들의 조합이다. 일부 실시양태에서, 유리 시트는 화학적으로 강화된 것이다. 추가 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
추가 실시양태에서, 폭과 높이를 갖는 전면, 상기 전면에 대향하는 후면, 및 상기 전면과 상기 후면 사이의 두께를 가지고, 상기 전면 및 후면 주위에 4 개의 에지를 형성하는 유리 시트를 포함하고, 여기서 유리 시트는: 약 66 mol% 내지 약 78 mol%의 SiO2, 약 4 mol% 내지 약 11 mol%의 Al2O3, 약 4 mol% 내지 약 11 mol%의 B2O3, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Li2O, 약 4 mol% 내지 약 12 mol%의 Na2O, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 K2O, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 ZnO, 약 0 mol% 내지 약 5 mol%의 MgO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 CaO, 약 0 mol% 내지 약 5 mol%의 SrO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 BaO, 및 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 SnO2를 포함하는 유리 물품이 제공된다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 < 0.008의 컬러 변질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 < 0.005의 컬러 변질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 0.95 내지 3.23인 RxO/Al2O3를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 1.18 내지 5.68인 RxO/Al2O3를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 -4.25 내지 4.0인 RxO - Al2O3 - MgO를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 522 ℃ 내지 590 ℃의 변형 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 566 ℃ 내지 641 ℃의 서냉 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 800 ℃ 내지 914 ℃의 연화 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 49.6 x 10-7 / ℃ 내지 약 80 x 10-7/ ℃의 CTE를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 2.34 gm/cc @ 20 C 내지 약 2.53 gm/cc @ 20 C의 밀도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 도광 플레이트다. 일부 실시양태에서, 상기 플레이트의 두께는 약 0.2 mm 내지 약 8 mm이다. 일부 실시양태에서, 두께는 5 % 미만의 변화를 갖는다. 일부 실시양태에서, 도광 플레이트는 퓨전 드로우 공정, 슬롯 드로우 공정, 또는 플로트 공정으로부터 제조된다. 일부 실시양태에서, 유리는 각각 1 ppm 미만의 Co, Ni 및 Cr을 포함한다. 일부 실시양태에서, Fe의 농도는 < 약 50 ppm, < 약 20 ppm 또는 < 약 10 ppm이다. 일부 실시양태에서, Fe + 30Cr + 35Ni는 < 약 60 ppm, < 약 40 ppm, < 약 20 ppm, 또는 < 약 10 ppm이다. 일부 실시양태에서, 적어도 500 mm의 길이로 450 nm에서의 투과율은 85 % 이상, 적어도 500 mm의 길이로 550 nm에서의 투과율은 90 % 이상, 또는 적어도 500 mm의 길이로 630 nm에서의 투과율은 85 % 이상 및 이들의 조합이다. 일부 실시양태에서, 유리 시트는 화학적으로 강화된 것이다. 추가 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
추가적인 실시양태에서, 폭과 높이를 갖는 전면, 상기 전면에 대향하는 후면, 및 상기 전면과 상기 후면 사이의 두께를 가지고, 상기 전면 및 후면 주위에 4 개의 에지를 형성하는 유리 시트를 포함하고, 여기서 유리 시트는: 약 72 mol% 내지 약 80 mol%의 SiO2, 약 3 mol% 내지 약 7 mol%의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 B2O3, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Li2O, 약 6 mol% 내지 약 15 mol%의 Na2O, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 K2O, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 ZnO, 약 2 mol% 내지 약 10 mol%의 MgO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 CaO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 SrO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 BaO, 및 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 SnO2를 포함하는 유리 물품이 제공된다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 < 0.008의 컬러 변질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 < 0.005의 컬러 변질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 0.95 내지 3.23인 RxO/Al2O3를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 1.18 내지 5.68인 RxO/Al2O3를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 -4.25 내지 4.0인 RxO - Al2O3 - MgO를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 522 ℃ 내지 590 ℃의 변형 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 566 ℃ 내지 641 ℃의 서냉 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 800 ℃ 내지 914 ℃의 연화 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 49.6 x 10-7 / ℃ 내지 약 80 x 10-7/ ℃의 CTE를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 약 2.34 gm/cc @ 20 C 내지 약 2.53 gm/cc @ 20 C의 밀도를 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리 물품은 도광 플레이트다. 일부 실시양태에서, 상기 플레이트의 두께는 약 0.2 mm 내지 약 8 mm이다. 일부 실시양태에서, 두께는 5 % 미만의 변화를 갖는다. 일부 실시양태에서, 도광 플레이트는 퓨전 드로우 공정, 슬롯 드로우 공정, 또는 플로트 공정으로부터 제조된다. 일부 실시양태에서, 유리는 각각 1 ppm 미만의 Co, Ni 및 Cr을 포함한다. 일부 실시양태에서, Fe의 농도는 < 약 50 ppm, < 약 20 ppm 또는 < 약 10 ppm이다. 일부 실시양태에서, Fe + 30Cr + 35Ni는 < 약 60 ppm, < 약 40 ppm, < 약 20 ppm, 또는 < 약 10 ppm이다. 일부 실시양태에서, 적어도 500 mm의 길이로 450 nm에서의 투과율은 85 % 이상, 적어도 500 mm의 길이로 550 nm에서의 투과율은 90 % 이상, 또는 적어도 500 mm의 길이로 630 nm에서의 투과율은 85 % 이상 및 이들의 조합이다. 일부 실시양태에서, 유리 시트는 화학적으로 강화된 것이다. 다른 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
추가적인 실시양태에서, 약 60 mol% 내지 약 80 mol%의 SiO2, 약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 B2O3, 및 약 2 mol% 내지 약 50 mol%의 RxO를 포함하는 유리 시트를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며, 여기서 Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm인 유리 물품이 제공된다. 일부 실시양태에서, 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 갖는다. 추가 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
또 추가 실시양태에서, 약 60 mol% 내지 약 80 mol%의 SiO2, 약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 B2O3, 및 약 2 mol% 내지 약 50 mol%의 RxO를 갖는 유리 시트를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며, 여기서 상기 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는 유리 물품이 제공된다. 일부 실시양태에서, 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 갖는다. 다른 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
다른 실시양태에서, 약 65.79 mol% 내지 약 78.17 mol%의 SiO2, 약 2.94 mol% 내지 약 12.12 mol%의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 11.16 mol%의 B2O3, 및 약 3.52 mol% 내지 약 42.39 mol%의 RxO를 갖는 유리 시트를 포함하고, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며, 여기서 상기 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는 유리 물품이 제공된다. 일부 실시양태에서, 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 갖는다. 추가 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
추가 실시양태에서, 약 60 mol% 내지 약 81 mol%의 SiO2, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 MgO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Li2O, 약 9 mol% 내지 약 15 mol%의 Na2O, 약 0 mol% 내지 약 1.5 mol%의 K2O, 약 7 mol% 내지 약 14 mol%의 CaO, 및 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 SrO를 갖는 유리 시트를 포함하고, 여기서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm인 유리 물품이 제공된다. 일부 실시양태에서, 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는다. 일부 실시양태에서, 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 갖는다. 추가 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
추가적인 실시양태에서, 약 60 mol% 내지 약 81 mol%의 SiO2, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Al2O3, 약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 MgO, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Li2O, 약 9 mol% 내지 약 15 mol%의 Na2O, 약 0 mol% 내지 약 1.5 mol%의 K2O, 약 7 mol% 내지 약 14 mol%의 CaO, 및 약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 SrO를 갖는 유리 시트를 포함하고, 여기서, 상기 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는 유리 물품이 제공된다. 일부 실시양태에서, 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 갖는다. 추가 실시양태에서, 유리는 약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3, 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3, 또는 약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함한다. 추가적인 실시양태에서, 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함한다.
개시된 다양한 실시양태가 특정 실시양태와 관련하여 기재된 특정한 특징, 요소 또는 단계를 포함할 수 있음을 알 것이다. 또한, 특정한 특징, 요소 또는 단계가, 어느 하나의 특정 실시양태와 관련하여 기재되었더라도, 다양한 비-예시적 조합 또는 치환으로 대안의 실시양태와 상호교환 또는 조합될 수 있음을 알 것이다.
또한, 본원에 사용된 용어 "그", "한" 또는 "하나의"은 "적어도 하나"를 의미하며, 그 반대로 명확하게 지시되지 않는 한, "오직 하나"로 제한되어서는 안된다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 예를 들어, "고리"를 언급하는 것은, 문맥상 분명하게 달리 지시되지 않는 한, 2개 이상의 그러한 고리를 갖는 예를 포함한다. 마찬가지로, "복수 개의" 또는 "어레이"는 "하나를 초과하는 것"을 나타내기 위한 것이다. 그러므로, "복수 개의 액적"은 2개 이상의 그러한 액적, 예컨대 3개 이상의 그러한 액적 등을 포함하고, "고리 어레이"는 2개 이상의 그러한 고리, 예컨대 3개 이상의 그러한 고리 등을 포함한다.
본원에서 범위는 "약" 어느 하나의 특정 값부터 및/또는 "약" 또 다른 특정 값까지로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 그 예는 어느 하나의 특정 값부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 마찬가지로, 어떤 값이 선행사 "약"의 사용에 의해 근사값으로 표현될 때, 이는 그 특정 값이 또 다른 측면을 형성하는 것으로 이해될 것이다. 또한, 각 범위의 종점은 다른 종점과 관련하여, 또한 다른 종점과는 무관하게 유의한 것으로 이해될 것이다.
본원에 사용된 용어 "실질적인", "실질적으로" 및 이들의 파생어는 기재된 특징이 값 또는 설명과 동일하거나 또는 대략 동일함을 나타내기 위한 것이다. 예를 들어, "실질적으로 평면인" 표면은 평면이거나 또는 대략 평면인 표면을 나타내기 위한 것이다. 또한, 상기에 정의된 바와 같이, "실질적으로 유사하다"는 것은 2개의 값이 동일하거나 또는 대략 동일함을 나타내기 위한 것이다. 일부 실시양태에서, "실질적으로 유사하다"는 것은 서로의 약 10 % 이내에, 예컨대 서로의 약 5 % 이내에, 또는 서로의 약 2 % 이내에 포함되는 값을 나타낼 수 있다.
달리 명백하게 서술되지 않는 한, 본원에 제시된 임의의 방법을 그의 단계들이 특정 순서로 수행되어야 하는 것으로 해석하지 않도록 한다. 따라서, 방법 청구범위가 단계별로 이어지는 순서를 실제로 나열하지 않았거나 또는 청구범위 또는 명세서에서 단계가 특정 순서로 제한되어야 한다고 달리 구체적으로 서술하지 않은 경우에는, 임의의 특정 순서를 암시하려는 것이 아니다.
특정 실시양태의 다양한 특징, 요소 또는 단계가 연결구 "포함하는"을 사용하여 개시될 수 있지만, 이는 연결구 "이루어진" 또는 "본질적으로 이루어진"을 사용하여 기재될 수 있는 것들을 포함하는 대안의 실시양태가 함축되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어, A + B + C를 포함하는 장치에 대하여 함축된 대안의 실시양태는 장치가 A + B + C로 이루어진 실시양태 및 장치가 A + B + C로 본질적으로 이루어진 실시양태를 포함한다.
본 개시내용의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 본 개시내용에 대하여 다양한 수정 및 변화가 있을 수 있다는 것은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 본 개시내용의 사상 및 실체를 도입하는 개시된 실시양태의 수정의 조합, 하위-조합 및 변화가 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이루어질 수 있으므로, 본 개시내용은 첨부된 청구범위 및 그의 등가물의 범주 내에 포함되는 모든 것을 포함시키는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (95)

  1. 폭과 높이를 갖는 전면, 상기 전면에 대향하는 후면, 및 상기 전면과 상기 후면 사이의 두께를 가지고, 상기 전면 및 후면 주위에 4 개의 에지를 형성하는 유리 시트를 포함하고,
    상기 유리 시트는:
    약 65.79 mol% 내지 약 78.17 mol%의 SiO2,
    약 2.94 mol% 내지 약 12.12 mol%의 Al2O3,
    약 0 mol% 내지 약 11.16 mol%의 B2O3,
    약 0 mol% 내지 약 2.06 mol%의 Li2O,
    약 3.52 mol% 내지 약 13.25 mol%의 Na2O,
    약 0 mol% 내지 약 4.83 mol%의 K2O,
    약 0 mol% 내지 약 3.01 mol%의 ZnO,
    약 0 mol% 내지 약 8.72 mol%의 MgO,
    약 0 mol% 내지 약 4.24 mol%의 CaO,
    약 0 mol% 내지 약 6.17 mol%의 SrO,
    약 0 mol% 내지 약 4.3 mol%의 BaO, 및
    약 0.07 mol% 내지 약 0.11 mol%의 SnO2를 포함하는 유리 물품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  4. 제1항에 있어서, R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며,
    여기서 x = 2 이고 RxO/Al2O3는 0.95 내지 3.23인 유리 물품.
  5. 제1항에 있어서, R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며,
    여기서 RxO/Al2O3는 1.18 내지 5.68인 유리 물품.
  6. 제1항에 있어서, R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며,
    여기서 x = 2 이고 RxO - Al2O3 - MgO는 -4.25 내지 4.0인 유리 물품.
  7. 제1항에 있어서, 상기 유리는 약 522 ℃ 내지 590 ℃의 변형 온도를 갖는 유리 물품.
  8. 제1항에 있어서, 상기 유리는 약 566 ℃ 내지 641 ℃의 서냉 온도를 갖는 유리 물품.
  9. 제1항에 있어서, 상기 유리는 약 800 ℃ 내지 914 ℃의 연화 온도를 갖는 유리 물품.
  10. 제1항에 있어서, 상기 유리는 약 49.6 x 10-7 / ℃ 내지 약 80 x 10-7/℃의 CTE를 갖는 유리 물품.
  11. 제1항에 있어서, 상기 유리는 약 2.34 gm/cc @ 20 C 내지 약 2.53 gm/cc @ 20 C의 밀도를 갖는 유리 물품.
  12. 제1항에 있어서, 상기 유리 물품은 도광 플레이트인 유리 물품.
  13. 제12항에 있어서, 상기 플레이트의 두께는 약 0.2 mm 내지 약 8 mm인 유리 물품.
  14. 제12항에 있어서, 상기 두께는 5 % 미만의 변화를 갖는 유리 물품.
  15. 제12항에 있어서, 상기 도광 플레이트는 퓨전 드로우 공정(fusion draw process), 슬롯 드로우 공정(slot draw process), 또는 플로트 공정(float process)으로부터 제조되는 유리 물품.
  16. 제1항에 있어서, 상기 유리는 각각 1 ppm 미만의 Co, Ni 및 Cr을 포함하는 유리 물품.
  17. 제1항에 있어서, Fe의 농도는 < 약 50 ppm인 유리 물품.
  18. 제1항에 있어서, Fe의 농도는 < 약 20 ppm인 유리 물품.
  19. 제1항에 있어서, Fe의 농도는 < 약 10 ppm인 유리 물품.
  20. 제1항에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm인 유리 물품.
  21. 제1항에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 40 ppm인 유리 물품.
  22. 제1항에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 20 ppm인 유리 물품.
  23. 제1항에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 10 ppm인 유리 물품.
  24. 제1항에 있어서, 적어도 500 mm의 길이로 450 nm에서의 투과율은 85 % 이상, 적어도 500 mm의 길이로 550 nm에서의 투과율은 90 % 이상, 또는 적어도 500 mm의 길이로 630 nm에서의 투과율은 85 % 이상 및 이들의 조합인 유리 물품.
  25. 제1항에 있어서, 상기 유리 시트는 화학적으로 강화된 것인 유리 물품.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리는:
    약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3; 또는
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함하는 유리 물품.
  27. 제26항에 있어서, 상기 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함하는 유리 물품.
  28. 폭과 높이를 갖는 전면, 상기 전면에 대향하는 후면, 및 상기 전면과 상기 후면 사이의 두께를 가지고, 상기 전면 및 후면 주위에 4 개의 에지를 형성하는 유리 시트를 포함하고,
    상기 유리 시트는:
    약 66 mol% 내지 약 78 mol%의 SiO2,
    약 4 mol% 내지 약 11 mol%의 Al2O3,
    약 4 mol% 내지 약 11 mol%의 B2O3,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Li2O,
    약 4 mol% 내지 약 12 mol%의 Na2O,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 K2O,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 ZnO,
    약 0 mol% 내지 약 5 mol%의 MgO,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 CaO,
    약 0 mol% 내지 약 5 mol%의 SrO,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 BaO, 및
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 SnO2를 포함하는 유리 물품.
  29. 제28항에 있어서, 상기 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  30. 제28항에 있어서, 상기 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  31. 제28항에 있어서, R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며,
    여기서 x = 2 이고 RxO/Al2O3는 0.95 내지 3.23인 유리 물품.
  32. 제28항에 있어서, R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며,
    여기서 RxO/Al2O3는 1.18 내지 5.68인 유리 물품.
  33. 제28항에 있어서, R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며,
    여기서 x = 2 이고 RxO - Al2O3 - MgO는 -4.25 내지 4.0인 유리 물품.
  34. 제28항에 있어서, 상기 유리는 약 522 ℃ 내지 590 ℃의 변형 온도를 갖는 유리 물품.
  35. 제28항에 있어서, 상기 유리는 약 566 ℃ 내지 641 ℃의 서냉 온도를 갖는 유리 물품.
  36. 제28항에 있어서, 상기 유리는 약 800 ℃ 내지 914 ℃의 연화 온도를 갖는 유리 물품.
  37. 제28항에 있어서, 상기 유리는 약 49.6 x 10-7 / ℃ 내지 약 80 x 10-7/ ℃의 CTE를 갖는 유리 물품.
  38. 제28항에 있어서, 상기 유리는 약 2.34 gm/cc @ 20 C 내지 약 2.53 gm/cc @ 20 C의 밀도를 갖는 유리 물품.
  39. 제28항에 있어서, 상기 유리 물품은 도광 플레이트인 유리 물품.
  40. 제39항에 있어서, 상기 플레이트의 두께는 약 0.2 mm 내지 약 8 mm인 유리 물품.
  41. 제39항에 있어서, 상기 두께는 5 % 미만의 변화를 갖는 유리 물품.
  42. 제39항에 있어서, 상기 도광 플레이트는 퓨전 드로우 공정, 슬롯 드로우 공정, 또는 플로트 공정으로부터 제조되는 유리 물품.
  43. 제28항에 있어서, 상기 유리는 각각 1 ppm 미만의 Co, Ni 및 Cr을 포함하는 유리 물품.
  44. 제28항에 있어서, Fe의 농도는 < 약 50 ppm인 유리 물품.
  45. 제28항에 있어서, Fe의 농도는 < 약 20 ppm인 유리 물품.
  46. 제28항에 있어서, Fe의 농도는 < 약 10 ppm인 유리 물품.
  47. 제28항에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm인 유리 물품.
  48. 제28항에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 40 ppm인 유리 물품.
  49. 제28항에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 20 ppm인 유리 물품.
  50. 제28항에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 10 ppm인 유리 물품.
  51. 제28항에 있어서, 적어도 500 mm의 길이로 450 nm에서의 투과율은 85 % 이상, 적어도 500 mm의 길이로 550 nm에서의 투과율은 90 % 이상, 또는 적어도 500 mm의 길이로 630 nm에서의 투과율은 85 % 이상 및 이들의 조합인 유리 물품.
  52. 제28항에 있어서, 상기 유리 시트는 화학적으로 강화된 것인 유리 물품.
  53. 제28항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리는:
    약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3; 또는
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함하는 유리 물품.
  54. 제53항에 있어서, 상기 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함하는 유리 물품.
  55. 폭과 높이를 갖는 전면, 상기 전면에 대향하는 후면, 및 상기 전면과 상기 후면 사이의 두께를 가지고, 상기 전면 및 후면 주위에 4 개의 에지를 형성하는 유리 시트를 포함하고,
    상기 유리 시트는:
    약 72 mol% 내지 약 80 mol%의 SiO2,
    약 3 mol% 내지 약 7 mol%의 Al2O3,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 B2O3,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Li2O,
    약 6 mol% 내지 약 15 mol%의 Na2O,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 K2O,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 ZnO,
    약 2 mol% 내지 약 10 mol%의 MgO,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 CaO,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 SrO,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 BaO, 및
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 SnO2를 포함하는 유리 물품.
  56. 제55항에 있어서, 상기 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  57. 제55항에 있어서, 상기 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  58. 제55항에 있어서, R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며,
    여기서 x = 2 이고 RxO/Al2O3는 0.95 내지 3.23인 유리 물품.
  59. 제55항에 있어서, R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며,
    여기서 RxO/Al2O3는 1.18 내지 5.68인 유리 물품.
  60. 제55항에 있어서, R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며,
    여기서 x = 2 이고 RxO - Al2O3 - MgO는 -4.25 내지 4.0인 유리 물품.
  61. 제55항에 있어서, 상기 유리는 약 522 ℃ 내지 590 ℃의 변형 온도를 갖는 유리 물품.
  62. 제55항에 있어서, 상기 유리는 약 566 ℃ 내지 641 ℃의 서냉 온도를 갖는 유리 물품.
  63. 제55항에 있어서, 상기 유리는 약 800 ℃ 내지 914 ℃의 연화 온도를 갖는 유리 물품.
  64. 제55항에 있어서, 상기 유리는 약 49.6 x 10-7 / ℃ 내지 약 80 x 10-7/ ℃의 CTE를 갖는 유리 물품.
  65. 제55항에 있어서, 상기 유리는 약 2.34 gm/cc @ 20 C 내지 약 2.53 gm/cc @ 20 C의 밀도를 갖는 유리 물품.
  66. 제55항에 있어서, 상기 유리 물품은 도광 플레이트인 유리 물품.
  67. 제66항에 있어서, 상기 플레이트의 두께는 약 0.2 mm 내지 약 8 mm인 유리 물품.
  68. 제66항에 있어서, 상기 두께는 5 % 미만의 변화를 갖는 유리 물품.
  69. 제66항에 있어서, 상기 도광 플레이트는 퓨전 드로우 공정, 슬롯 드로우 공정, 또는 플로트 공정으로부터 제조되는 유리 물품.
  70. 제55항에 있어서, 상기 유리는 각각 1 ppm 미만의 Co, Ni 및 Cr을 포함하는 유리 물품.
  71. 제55항에 있어서, Fe의 농도는 < 약 50 ppm인 유리 물품.
  72. 제55항에 있어서, Fe의 농도는 < 약 20 ppm인 유리 물품.
  73. 제55항에 있어서, Fe의 농도는 < 약 10 ppm인 유리 물품.
  74. 제55항에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm인 유리 물품.
  75. 제55항에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 40 ppm인 유리 물품.
  76. 제55항에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 20 ppm인 유리 물품.
  77. 제55항에 있어서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 10 ppm인 유리 물품.
  78. 제55항에 있어서, 적어도 500 mm의 길이로 450 nm에서의 투과율은 85 % 이상, 적어도 500 mm의 길이로 550 nm에서의 투과율은 90 % 이상, 또는 적어도 500 mm의 길이로 630 nm에서의 투과율은 85 % 이상 및 이들의 조합인 유리 물품.
  79. 제55항에 있어서, 상기 유리 시트는 화학적으로 강화된 것인 유리 물품.
  80. 제55항 내지 제79항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리는:
    약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3; 또는
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함하는 유리 물품.
  81. 제80항에 있어서, 상기 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함하는 유리 물품.
  82. 약 60 mol% 내지 약 80 mol%의 SiO2,
    약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 Al2O3,
    약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 B2O3, 및
    약 2 mol% 내지 약 50 mol%의 RxO를 갖는 유리 시트를 포함하고,
    여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며,
    여기서 Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm인 유리 물품.
  83. 제82항에 있어서, 상기 유리는 < 0.015의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  84. 제82항에 있어서, 상기 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  85. 약 60 mol% 내지 약 80 mol%의 SiO2,
    약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 Al2O3,
    약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 B2O3, 및
    약 2 mol% 내지 약 50 mol%의 RxO를 갖는 유리 시트를 포함하고,
    여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며,
    여기서 상기 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  86. 제85항에 있어서, 상기 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  87. 약 65.79 mol% 내지 약 78.17 mol%의 SiO2,
    약 2.94 mol% 내지 약 12.12 mol%의 Al2O3,
    약 0 mol% 내지 약 11.16 mol%의 B2O3, 및
    약 3.52 mol% 내지 약 42.39 mol%의 RxO를 갖는 유리 시트를 포함하고,
    여기서 R은 Li, Na, K, Rb, Cs 중 어느 하나 이상이고 x는 2이거나, 또는 Zn, Mg, Ca, Sr 또는 Ba이고 x는 1이며,
    여기서 상기 유리는 < 0.015의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  88. 제87항에 있어서, < 0.005의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  89. 약 60 mol% 내지 약 81 mol%의 SiO2,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Al2O3,
    약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 MgO,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Li2O,
    약 9 mol% 내지 약 15 mol%의 Na2O,
    약 0 mol% 내지 약 1.5 mol%의 K2O,
    약 7 mol% 내지 약 14 mol%의 CaO, 및
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 SrO를 갖는 유리 시트를 포함하고,
    여기서, Fe + 30Cr + 35Ni < 약 60 ppm인 유리 물품.
  90. 제89항에 있어서, 상기 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  91. 제89항에 있어서, 상기 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  92. 약 60 mol% 내지 약 81 mol%의 SiO2,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Al2O3,
    약 0 mol% 내지 약 15 mol%의 MgO,
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 Li2O,
    약 9 mol% 내지 약 15 mol%의 Na2O,
    약 0 mol% 내지 약 1.5 mol%의 K2O,
    약 7 mol% 내지 약 14 mol%의 CaO, 및
    약 0 mol% 내지 약 2 mol%의 SrO를 갖는 유리 시트를 포함하고,
    여기서, 상기 유리는 < 0.008의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  93. 제92항에 있어서, 상기 유리는 < 0.005의 컬러 변질을 갖는 유리 물품.
  94. 제89항 내지 제93항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리는:
    약 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol%의 ZnO;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 TiO2;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 V2O3;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Nb2O5;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MnO;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 ZrO2;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 As2O3;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 SnO2;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 MoO3;
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 Sb2O3; 또는
    약 0.1 mol% 내지 약 1.0 mol%의 CeO2를 포함하는 유리 물품.
  95. 제94항에 있어서, 상기 유리는 ZnO, TiO2, V2O3, Nb2O5, MnO, ZrO2, As2O3, SnO2, MoO3, Sb2O3 및 CeO2 중 임의의 하나 또는 조합을 0.1 mol% 내지 약 3.0 mol% 이하로 포함하는 유리 물품.
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