KR20210018929A - 유리에서 내파괴성 응력 프로파일 - Google Patents

유리에서 내파괴성 응력 프로파일 Download PDF

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알렉산드라 라이 칭 카오 앤드류스 미셸
파스칼 오람
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로스티스라브 밧췌브 로세브
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Abstract

유리-계 물품은 개선된 내파괴성을 제공하는 응력 프로파일을 포함한다. 여기에서의 유리-계 물품은 여러 번의 낙하 후 높은 내파괴성을 제공한다.

Description

유리에서 내파괴성 응력 프로파일
본 출원은 2018년 7월 17일자에 출원된 미국 가출원 제62/699,306호 및 2018년 6월 8일자에 출원된 미국 가출원 제62/682,672호의 우선권을 주장하며, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 인용되고 병합된다.
본 명세서는 일반적으로 유리 물품 내에 내파괴성 응력 프로파일(fracture resistant stress profiles)에 대한 응력 프로파일에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 명세서는, 전자 장치에 활용될 수 있는, 리튬-함유일 수 있는, 유리에 대한 응력 프로파일에 관한 것이다.
스마트폰(smart phones), 태블릿(tablets), 휴대용 미디어 플레이어, 개인용 컴퓨터, 및 카메라와 같은, 휴대용 장치의 모바일 성질(mobile nature)은, 이러한 장치가, 지면과 같은, 경질 표면(hard surfaces)에 우발적인 낙하에 특히 취약하게 만든다. 이러한 장치는 통상적으로 경질 표면과 충격시 손상될 수 있는, 커버 유리(cover glasses)를 혼입한다. 이러한 많은 장치에서, 커버 유리는 디스플레이 커버로서 역할을 하며, 터치 기능성(touch functionality)을 혼입할 수 있어, 커버 유리가 손상시 장치의 사용에 부정적인 영향을 미친다.
관련된 휴대용 장치가 경질 표면에 낙하된 경우, 커버 유리의 2개의 주요 파손 모드(failure modes)가 있다. 모드 중 하나는, 장치가 경질 표면과의 충격으로부터 동적 하중(dynamic load)을 받을 때 유리의 굽힘(bending)에 의해 유발되는, 휨 파손(flexure failure)이다. 다른 모드는, 유리 표면에 손상의 도입에 의해 유발되는, 날카로운 접촉 파손이다. 아스팔트, 화강암, 등과 같이, 거친 경질 표면과 유리의 충격은, 유리 표면에 날카로운 압흔(indentations)을 결과할 수 있다. 이러한 압흔은 균열이 발생하고 전파될 수 있는 유리 표면 내에 파손 부위가 된다.
유리 제조업자 및 휴대용 장치 제조업자는, 파손에 대한 휴대용 장치의 저항성을 개선하기 위해 지속적인 노력을 기울여 왔다. 또한, 휴대용 장치는 가능한 한 얇은 것이 바람직하다. 따라서, 강도에 부가하여, 또한, 휴대용 장치에 커버 유리로 사용되는 유리는 가능한 한 얇게 만드는 것이 바람직하다. 따라서, 커버 유리의 강도를 증가시키는 것에 부가하여, 얇은 유리 시트와 같은, 얇은 유리 물품을 만들 수 있는 공정에 의해 유리가 형성되는 것을 가능하게 하는 기계적 특징을 갖는 것이 유리에 대해 또한 바람직하다.
따라서, 예컨대, 이온 교환에 의해, 강화될 수 있고, 얇은 유리 물품으로 형성될 수 있는 기계적 특성을 갖는 유리에 대한 요구가 존재한다.
본 개시의 관점들은, 유리-계 물품 및 이의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다. 여기에서의 유리-계 물품은 높은 내파괴성을 나타낸다. 특히, 여기에서의 유리-계 물품은, 여러 번 낙하 후 높은 내파괴성을 제공한다.
하나의 관점에서, 유리-계 물품은: 0.4 ㎜ 이상 내지 1.3 ㎜ 이하인, 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판(glass-based substrate); 1.5 MPa/micron 이하인 DOC에서의 응력 기울기(stress slope); 및 0.15t 이상인 압축의 깊이(DOC) 및 4 MPa·㎜ 내지 20 MPa·㎜의 범위에 있는 하나의 압축 존(compression zone)에 응력 적분(stress integral)의 절대값을 포함하는 응력 프로파일을 포함한다.
관점 (1)에 따르면, 유리-계 물품은 제공된다. 상기 유리-계 물품은: 0.4 ㎜ 이상 내지 1.3 ㎜ 이하인, 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판; 및 0.15t 이상인 압축의 깊이(DOC), 1.5 MPa/micron 이하인 DOC에서의 응력 기울기; 및 4 MPa·㎜ 내지 20 MPa·㎜의 범위에 있는 하나의 압축 존에 응력 적분의 절대값을 포함하는 응력 프로파일을 포함한다.
관점 (2)에 따르면, 전술한 관점의 유리-계 물품은 제공되며, 500 MPa 이상의 최고 압축 응력(CS)을 포함한다.
관점 (3)에 따르면, 임의의 전술한 관점의 유리-계 물품은 제공되며, 70 MPa 이상의 니(knee)에서의 압축 응력(CSk)을 포함한다.
관점 (4)에 따르면, 임의의 전술한 관점의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, DOC는 95 microns 이상의 깊이에 위치된다.
관점 (5)에 따르면, 유리-계 물품은 제공된다. 상기 유리-계 물품은: 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판; 리튬을 포함하는 유리-계 물품의 중앙(center)에서의 중심 조성물(central composition); 및 유리-계 물품의 표면으로부터 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함하며; 여기서, 상기 유리-계 물품은 500 MPa 이상의 최고 압축 응력(CS), 0.73 ㎜ 이하의 두께(t), 140 MPa 이상의 니에서의 압축 응력(CSk), 및 0.17을 초과하는 DOC/t를 포함한다.
관점 (6)에 따르면, 임의의 전술한 관점의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, DOC/t는 0.18 이상이다.
관점 (7)에 따르면, 임의의 전술한 관점의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 최고 CS는 600 MPa 이상이다.
관점 (8)에 따르면, 임의의 전술한 관점의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 최고 CS는 720 MPa 이상이다.
관점 (9)에 따르면, 임의의 전술한 관점의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 최고 CS는 800 MPa 이상이다.
관점 (10)에 따르면, 유리-계 물품은 제공된다. 상기 유리-계 물품은: 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판; 리튬을 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서의 중심 조성물; 및 유리-계 물품의 표면으로부터 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함하며, 여기서, 상기 유리-계 물품은 970 MPa 이상의 최고 압축 응력(CS), 90 MPa 이상의 니에서의 압축 응력(CSk), 및 0.17 이상의 DOC/t를 포함한다.
관점 (11)에 따르면, 전술한 관점의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, DOC/t는 0.18 이상이다.
관점 (12)에 따르면, 관점 (10) 또는 관점 (11)의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 최고 CS는 1020 MPa 이상이다.
관점 (13)에 따르면, 관점 (10) 내지 관점 (12) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 최고 CS는 1060 MPa 이상이다.
관점 (14)에 따르면, 관점 (10) 내지 관점 (13) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 스파이크(spike)의 층의 깊이(DOLsp)는 0.01t 이상이다.
관점 (15)에 따르면, 관점 (10) 내지 관점 (14) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 스파이크의 층의 깊이(DOLsp)는 7㎛ 이상이다.
관점 (16)에 따르면, 관점 (10) 내지 관점 (15) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 스파이크의 층의 깊이(DOLsp)는 7.8 ㎛ 이상이다.
관점 (17)에 따르면, 관점 (10) 내지 관점 (16) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 CSk는 100 MPa 이상이다.
관점 (18)에 따르면, 관점 (10) 내지 관점 (17) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 CSk는 110 MPa 이상이다.
관점 (19)에 따르면, 유리-계 물품은 제공된다. 상기 유리-계 물품은: 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판; 리튬을 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서의 중심 조성물; 및 유리-계 물품의 표면으로부터 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함하며; 여기서, 상기 유리-계 물품은 970 MPa 이상의 최고 압축 응력(CS), 80 MPa 이상의 니에서의 압축 응력(CSk), 0.17 이상의 DOC/t, 및 0.012t 이상의 스파이크의 층의 깊이(DOLsp)를 포함한다.
관점 (20)에 따르면, 유리-계 물품은 제공된다. 상기 유리-계 물품은: 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판; 리튬을 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서의 중심 조성물; 및 유리-계 물품의 표면으로부터 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함하며; 여기서, 상기 유리-계 물품은 970 MPa 이상의 최고 압축 응력(CS), 50 MPa 이상의 니에서의 압축 응력(CSk), 0.17 이상의 DOC/t, 및 0.02t 이상의 스파이크의 층의 깊이(DOLsp)를 포함한다.
관점 (21)에 따르면, 관점 (19) 또는 관점 (20)의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 DOLsp는 10㎛ 이상이다.
관점 (22)에 따르면, 관점 (19) 내지 관점 (21) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 DOLsp는 10.5 ㎛ 이상이다.
관점 (23)에 따르면, 관점 (19) 내지 관점 (22) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 DOLsp는 11 ㎛ 이상이다.
관점 (24)에 따르면, 전술한 관점 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 최고 중심 장력(PT)은 68MPa 이상이다.
관점 (25)에 따르면, 전술한 관점 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 최고 중심 장력(PT)은 70 MPa 이상이다.
관점 (26)에 따르면, 전술한 관점 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 최고 중심 장력(PT)은 73 MPa 이상이다.
관점 (27)에 따르면, 전술한 관점 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, t는 0.7 ㎜ 이하이다.
관점 (28)에 따르면, 전술한 관점 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 t는 0.65 ㎜ 이하이다.
관점 (29)에 따르면, 유리-계 물품은 제공된다. 상기 유리-계 물품은: 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판; 리튬을 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서의 중심 조성물; 및 유리-계 물품의 표면으로부터 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함하며; 여기서, 상기 유리-계 물품은 500 MPa 이상의 최고 압축 응력(CS), 0.008·t 이상의 스파이크의 층의 깊이(DOLsp), 0.2 MPa/㎛ 이하의 기울기의 평균 절대값으로 낮은 기울기 영역을 포함하는 응력 프로파일을 포함하고, 상기 낮은 기울기 영역은 압축 응력층에 위치되며, 적어도 10 ㎛로 연장되고, 상기 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력은 80 MPa 이상이다.
관점 (30)에 따르면, 관점 (29)의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력은 90 MPa 이상이다.
관점 (31)에 따르면, 관점 (29) 또는 관점 (30)의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력은 100 MPa 이상이다.
관점 (32)에 따르면, 관점 (29) 내지 관점 (31) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 낮은 기울기 영역에서 기울기의 평균 절대값은 0.25 MPa/㎛ 이하이다.
관점 (33)에 따르면, 관점 (29) 내지 관점 (32) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 낮은 기울기 영역은 0.01t 이상의 깊이에서 시작한다.
관점 (34)에 따르면, 관점 (29) 내지 관점 (33) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 낮은 기울기 영역은 0.012t 이상의 깊이에서 시작한다.
관점 (35)에 따르면, 관점 (29) 내지 관점 (34) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 낮은 기울기 영역은 0.015t 이상의 깊이에서 시작한다.
관점 (36)에 따르면, 관점 (29) 내지 관점 (35) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 낮은 기울기 영역은 0.02t 이하의 깊이로 연장된다.
관점 (37)에 따르면, 관점 (29) 내지 (34) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 낮은 기울기 영역은 0.15t 이하의 깊이로 연장된다.
관점 (38)에 따르면, 관점 (29) 내지 (37) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 낮은 기울기 영역은 0.12t 이하의 깊이로 연장된다.
관점 (39)에 따르면, 관점 (29) 내지 (38) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 낮은 기울기 영역은 0.1t 이하의 깊이로 연장된다.
관점 (40)에 따르면, 관점 (29) 내지 (39) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 낮은 기울기 영역은 0.09t 이하의 깊이로 연장된다.
관점 (41)에 따르면, 관점 (29) 내지 (40) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 최고 CS는 600 MPa 이상이다.
관점 (42)에 따르면, 관점 (29) 내지 (41) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 최고 CS는 700 MPa 이상이다.
관점 (43)에 따르면, 관점 (29) 내지 (42) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 최고 CS는 750 MPa 이상이다.
관점 (44)에 따르면, 유리-계 물품은 제공된다. 상기 유리-계 물품은: 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판; 리튬을 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서의 중심 조성물; 및 유리-계 물품의 표면으로부터 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함하며; 여기서, 상기 유리-계 물품은 500 MPa 이상의 최고 압축 응력(CS), 0.008·t 이상의 스파이크의 층의 깊이(DOLsp), 깊이의 함수(function of depth)에 따라 응력의 2차 도함수(second derivative)가 음인, 음의 곡률 영역(negative curvature region)을 포함하는 응력 프로파일을 포함하고, 상기 음의 곡률 영역은 압축 응력층에 위치되며, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.003 MPa/㎛2 이상이다.
관점 (45)에 따르면, 관점 (44)의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.005 MPa/㎛2 이상이다.
관점 (46)에 따르면, 관점 (44) 또는 관점 (45)의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.007 MPa/㎛2 이상이다.
관점 (47)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (46) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.009 MPa/㎛2 이상이다.
관점 (48)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (47) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값과 두께(t)의 곱은 19 GPa 이상이다.
관점 (49)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (48) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값과 두께(t)의 곱은 32 GPa 이상이다.
관점 (50)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (49) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값과 두께(t)의 곱은 45 GPa 이상이다.
관점 (51)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (50) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값과 두께(t)의 곱은 57 GPa 이상이다.
관점 (52)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (51) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.01t 이상의 깊이에서 발생한다.
관점 (53)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (52) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.012t 이상의 깊이에서 발생한다.
관점 (54)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (53) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.015t 이상의 깊이에서 발생한다.
관점 (55)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (54) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.02t 이상의 깊이에서 발생한다.
관점 (56)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (55) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.04t 이상의 깊이에서 발생한다.
관점 (57)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (56) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.05t 이상의 깊이에서 발생한다.
관점 (58)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (57) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.06t 이상의 깊이에서 발생한다.
관점 (59)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (58) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.07t 이상의 깊이에서 발생한다.
관점 (60)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (59) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.2t 이하의 깊이에서 발생한다.
관점 (61)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (60) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.17t 이하의 깊이에서 발생한다.
관점 (62)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (61) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.14t 이하의 깊이에서 발생한다.
관점 (63)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (62) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.11t 이하의 깊이에서 발생한다.
관점 (64)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (63) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.1t 이하의 깊이에서 발생한다.
관점 (65)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (64) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 최고 CS는 600 MPa 이상이다.
관점 (66)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (65) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 최고 CS는 700 MPa 이상이다.
관점 (67)에 따르면, 관점 (44) 내지 관점 (66) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 최고 CS는 750 MPa 이상이다.
관점 (68)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O의 몰 농도 대 Na2O의 몰 농도의 비는 2.0 이하이다.
관점 (69)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O의 몰 농도 대 Na2O의 몰 농도의 비는 1.9 이하이다.
관점 (70)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O의 몰 농도 대 Na2O의 몰 농도의 비는 1.8 이하이다.
관점 (71)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O의 몰 농도 대 Na2O의 몰 농도의 비는 1.6 이하이다.
관점 (72)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O의 몰 농도 대 Na2O의 몰 농도의 비는 1.4 이하이다.
관점 (73)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O 농도는 12 mol% 이하이다.
관점 (74)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O 농도는 11 mol% 이하이다.
관점 (75)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O 농도는 10 mol% 이하이다.
관점 (76)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O 농도는 9.5 mol% 이하이다.
관점 (77)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O 농도는 9 mol% 이하이다.
관점 (78)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O 농도는 8.5 mol% 이하이다.
관점 (79)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O 농도는 8 mol% 이하이다.
관점 (80)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성(fracture toughness)은 0.7 MPa*sqrt(m) 이상이다.
관점 (81)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성은 0.75 MPa*sqrt(m) 이상이다.
관점 (82)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성은 0.77 MPa*sqrt(m) 이상이다.
관점 (83)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성은 1.3 MPa*sqrt(m) 이하이다.
관점 (84)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성은 1.2 MPa*sqrt(m) 이하이다.
관점 (85)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성은 1.1 MPa*sqrt(m) 이하이다.
관점 (86)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성은 0.95 MPa*sqrt(m) 이하이다.
관점 (87)에 따르면, 전술한 관점들 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성은 0.9 MPa*sqrt(m) 이하이다.
관점 (88)에 따르면, 유리-계 물품은 제공된다. 상기 유리-계 물품은: 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판; 리튬 및 나트륨, 및 0.65 이상 내지 1.2 이하의 Li2O/Na2O 몰비를 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서의 중심 조성물; 및 0.7 MPa*sqrt(m) 이상 내지 1.3 MPa*sqrt(m) 이하의 범위에서 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성을 포함한다.
관점 (89)에 따르면, 관점 (88)의 유리-계 물품은 제공되며, 상기 유리 물품의 표면으로부터 0.17t 이상인 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함한다.
관점 (90)에 따르면, 관점 (88) 또는 관점 (89)의 유리-계 물품은 제공되며, 500 MPa 이상 내지 1200 MPa의 범위에서 최고 압축 응력(CS)을 포함한다.
관점 (91)에 따르면, 관점 (88) 내지 관점 (90) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 80 MPa 이상 내지 160 MPa의 범위에서 니에서의 압축 응력(CSk)을 포함한다.
관점 (92)에 따르면, 관점 (88) 내지 관점 (91) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 68 MPa 이상의 최고 장력(PT)을 포함한다.
관점 (93)에 따르면, 관점 (88) 내지 관점 (92) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 스파이크의 층의 깊이(DOLsp)는 0.007t를 초과한다.
관점 (94)에 따르면, 관점 (88) 내지 관점 (93) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 음의 곡률 영역을 포함하는 응력 프로파일을 포함하며, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수는 음이고, 상기 음의 곡률 영역은 압축 응력층에 위치되며, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.003 MPa/㎛2 이상이다.
관점 (95)에 따르면, 관점 (88) 내지 관점 (94) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, 상기 중심 조성물의 LiO2 농도는 8.5 mol% 이하이다.
관점 (96)에 따르면, 관점 (88) 내지 관점 (95) 중 어느 하나의 유리-계 물품은 제공되며, 여기서, t는 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위이다.
관점 (97)에 따르면, 유리-계 물품은 제공된다. 상기 유리-계 물품은: 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판; 리튬 및 0.65 이상 내지 1.2 이하의 Li2O/Na2O 몰비를 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서 중심 조성물; 및 음의 곡률 영역을 포함하는 응력 프로파일을 포함하며, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수는 음이고, 상기 음의 곡률 영역은 압축 응력층에 위치되며, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.003 MPa/㎛2 이상이다.
관점 (98)에 따르면, 관점 (97)의 유리-계 물품은 제공되며, 유리 물품의 표면으로부터 0.17t 이상인 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층; 500 MPa 내지 1200 MPa의 범위에서 최고 압축 응력(CS); 80 MPa 내지 160 MPa의 범위에서 니에서의 압축 응력(CSk); 68 MPa 이상의 최고 장력(PT); 0.007t 이상인 스파이크의 층의 깊이(DOLsp); 8.5 mol% 이하인 중심 조성물의 LiO2 농도; 및 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위에서 t; 중 하나 이상을 포함한다.
관점 (99)에 따르면, 소비자 전자 제품은 제공된다. 상기 소비자 전자 제품은: 전면, 후면, 및 측면을 포함하는 하우징(housing); 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 제공되고, 적어도 컨트롤러, 메모리, 및 상기 하우징의 전면에 또는 인접하게 제공되는 디스플레이(display)를 포함하는 전기 구성요소(electrical components); 및 상기 디스플레이 위에 배치된 커버를 포함하며; 여기서, 상기 하우징 및 커버 중 적어도 하나의 적어도 일부는 전술한 관점들 중 하나의 유리-계 물품을 포함한다.
관점 (100)에 따르면, 하나 이상의 경질 표면 상으로 유리-계 물품을 여러 번 낙하 후 생존 확률을 증가시키는 방법은 제공된다. 상기 방법은: 니를 포함하는 응력 프로파일을 갖는 유리-계 물품을 형성하기 위해 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판을 이온 교환 처리에 노출시키는 단계를 포함하고, 상기 유리-계 물품은: 리튬 및 0.65 이상 내지 1.2 이하의 Li2O/Na2O 몰비를 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서의 중심 조성물; 알칼리 금속 산화물(alkali metal oxide)에 대해 제1 표면으로부터 층의 깊이(DOL)까지 변화하는 0이 아닌 농도를 포함하는 알칼리 금속 산화물; 및 0.7 MPa*sqrt(m) 이상 내지 1.3 MPa*sqrt(m) 이하의 범위에서 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성을 포함한다.
관점 (101)에 따르면, 관점 (100)의 방법은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품은 유리 물품의 표면으로부터 0.17t 이상인 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함한다.
관점 (102)에 따르면, 관점 (100) 또는 관점 (101) 중 어느 하나의 방법은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품은 500 MPa 이상 내지 1200 MPa의 범위에서 최고 압축 응력(CS)을 포함한다.
관점 (103)에 따르면, 관점 (100) 내지 관점 (102) 중 어느 하나의 방법은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품은 80 MPa 이상 내지 160 MPa의 범위에서 니에서의 압축 응력(CSk)을 포함한다.
관점 (104)에 따르면, 관점 (100) 내지 관점 (103) 중 어느 하나의 방법은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품은 68 MPa 이상의 최고 장력(PT)을 포함한다.
관점 (105)에 따르면, 관점 (100) 내지 관점 (104) 중 어느 하나의 방법은 제공되며, 여기서, 상기 유리-계 물품의 DOL은 0.007t를 초과한다.
관점 (106)에 따르면, 관점 (100) 내지 관점 (105) 중 어느 하나의 방법은 제공되며, 여기서, 상기 응력 프로파일은 음의 곡률 영역을 포함하며, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수는 음이고, 상기 음의 곡률 영역은 압축 응력층에 위치되며, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.003 MPa/㎛2 이상이다.
관점 (107)에 따르면, 관점 (100) 내지 관점 (106) 중 어느 하나의 방법은 제공되며, 여기서, 상기 중심 조성물의 LiO2 농도는 8.5 mol% 이하이다.
관점 (108)에 따르면, 관점 (100) 내지 관점 (107) 중 어느 하나의 방법은 제공되며, 여기서, 상기 중심 조성물은 1.2 이하의 Li2O/Na2O 몰비를 포함한다.
관점 (109)에 따르면, 관점 (100) 내지 관점 (108) 중 어느 하나의 방법은 제공되며, 여기서, t는 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위이다.
관점 (110)에 따르면, 유리-계 물품은 제공된다. 상기 유리-계 물품은 관점 (100) 내지 관점 (109) 중 어느 하나의 방법에 따라 제조된다.
몇몇 구현 예에 따르면, 높은 내파괴성을 나타내는 리튬-함유 유리-계 물품에 대한 응력 프로파일은 제공된다.
부가적인 특색 및 장점들은 하기 상세한 설명에서 서술될 것이고, 부분적으로 하기 상세한 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 명백하거나, 또는 하기 상세한 설명, 청구범위뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 여기에 기재된 구현 예를 실행시켜 용이하게 인지될 것이다.
전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 다양한 구현 예를 설명하고, 청구된 주제의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해될 것이다. 수반되는 도면은 다양한 구현 예의 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 혼입되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 여기에 기재된 다양한 구현 예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 청구된 주제의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다.
도 1은, 여기에 개시되고 기재된 구현 예들에 따른 표면 상에 압축 응력층을 갖는 유리의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 2는, 니 응력을 포함하는 응력 프로파일의 개략도이다.
도 3은, 파괴 인성(KIC)을 결정하기 위해 활용된 샘플 및 이의 단면의 개략도이다.
도 4a는, 여기에 개시된 유리 물품 중 어느 하나를 혼입하는 대표적인 전자 장치의 평면도이다.
도 4b는, 도 4a의 대표적인 전자 장치의 사시도이다.
도 5는, 몇몇 구현 예에 따른, 2-단계 이온 교환 후 깊이의 함수에 따른 응력의 플롯(plot)이다.
도 6은, 몇몇 구현 예에 따른, 1-단계 이온 교환 후 깊이의 함수에 따른 응력의 플롯이다.
도 7은, 몇몇 구현 예에 따른, 2-단계 이온 교환 후 깊이의 함수에 따른 응력의 플롯이다.
도 8은, 2-단계 이온 교환 후 깊이의 함수에 따른 응력의 플롯이다.
도 9는, 몇몇 구현 예에 따른, 2-단계 이온 교환 후 깊이의 함수에 따른 응력의 플롯이다.
도 10은, 깊이의 함수에 따른 비교 응력 프로파일 및 몇몇 구현 예에 따른 2-단계 이온 교환 후 깊이의 함수에 따른 응력의 플롯이다.
도 11은, 몇몇 구현 예에 따른, 2-단계 이온 교환 후 깊이의 함수에 따른 응력의 플롯이다.
도 12는, 몇몇 구현 예에 따른, 2-단계 이온 교환 후 깊이의 함수에 따른 응력의 플롯이다.
도 13은, 몇몇 구현 예에 따른 증가된 니 응력을 갖는 유리 물품 및 표준 유리 물품에 대한 압축 응력 (MPa) 대 깊이 (microns)의 모델링된 응력 프로파일의 플롯이다.
도 14는, 파손 모드의 모델링 후 도 13의 유리 물품 내에 응력 프로파일에 대한 잔류 강도(retained strength) (MPa) 대 흠 길이(flaw length) (microns)의 플롯이다.
도 15는, 다른 조성물들 및 0.6 ㎜의 두께를 갖는 유리 물품에 대한 압축 응력 프로파일의 플롯이다.
도 16은, 도 15의 유리 물품에 대한 잔류 강도 프로파일의 플롯이다.
도 17은, 다른 조성물들 및 0.8 ㎜의 두께를 갖는 유리 물품에 대한 압축 응력 프로파일의 플롯이다.
도 18은, 도 17의 유리 물품에 대한 흠 길이 대 잔류 강도 프로파일의 플롯이다.
도 19는, 다양한 조성물 및 두께를 갖는 유리 물품에 대한 생존 확률의 플롯이다.
도 20은, 다른 조성물들 및 0.5 ㎜의 두께를 갖는 유리 물품에 대한 압축 응력 프로파일의 플롯이다.
도 21은, 다른 조성물들 및 0.5 ㎜의 두께를 갖는 유리 물품에 대한 압축 응력 프로파일의 플롯이다.
도 22는, 물품의 압축의 깊이(DOC)에 대한 도 21의 압축 응력 프로파일의 플롯이다.
여러 대표적인 구현 예를 설명하기 전에, 본 개시는, 하기 개시에서 서술되는 구성 또는 공정 단계의 세부사항으로 제한되지 않는 것으로 이해될 것이다. 여기에 제공된 개시는, 다른 구현 예가 가능하고, 다양한 방식으로 실행되거나 수행될 수 있다.
본 명세서 전반에 걸쳐 "하나의 구현 예", "특정 구현 예", "다양한 구현 예", "하나 이상의 구현 예" 또는 "구현 예"에 대한 언급은, 구현 예와 관련하여 기재된 특정 특색, 구조, 물질, 또는 특징이 본 개시의 적어도 하나의 구현 예에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 곳에서 "하나 이상의 구현 예에서", "특정 구현 예에서", "다양한 구현 예에서", "하나의 구현 예에서" 또는 "구현 예에서"와 같은, 문구의 출현은, 반드시 동일한 구현 예, 또는 오직 하나의 구현 예를 지칭하는 것이 아니다. 더군다나, 특정 특색, 구조, 물질, 또는 특징은, 하나 이상의 구현 예에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
정의 및 측정 기술
용어 "유리-계 물품" 및 "유리-계 기판"은, (비정질 상 및 결정질 상을 포함하는) 유리-세라믹을 포함하여, 유리로 전체적으로 또는 부분적으로 만들어진 임의의 물체를 포함하는 것으로 사용된다. 적층 유리-계 물품은 유리 및 비-유리 물질들의 적층, 유리 및 결정질 물질의 적층을 포함한다. 하나 이상의 구현 예에 따른 유리-계 기판은, 소다-라임 실리케이트 유리, 알칼리-알루미노 실리케이트 유리, 알칼리-함유 보로실리케이트 유리, 알칼리-함유 알루미노보로실리케이트 유리, 및 알칼리-함유 유리-세라믹으로부터 선택될 수 있다.
"기본 조성물"은 임의의 이온 교환(IOX) 처리 전에 기판의 화학적 구성이다. 즉, 기본 조성물은 IOX 유래의 임의의 이온에 의해 도핑되지 않는다. IOX 처리된 유리-계 물품의 중앙에서 조성물은 통상적으로, IOX을 위해 공급된 이온이 기판의 중앙으로 확산되지 않는 IOX 처리 조건일 때, 기본 조성물과 동일한다. 하나 이상의 구현 예에서, 유리 물품의 중앙에서 중심 조성물은, 기본 조성물을 포함한다.
용어 "실질적으로" 및 "약"이 임의의 정량적인 비교, 값, 측정, 또는 다른 표현에 기인할 수 있는 내재하는 불확실성의 정도를 나타내는 것으로 여기에서 활용될 수 있다는 것은 주목할 사항이다. 이들 용어는 또한 문제의 주제의 기본적인 기능의 변화를 결과하지 않고 정량적인 표현이 명시된 기준으로부터 변할 수 있는 정도를 나타내는 것으로 여기에서 활용된다. 따라서, 예를 들어, "실질적으로 MgO가 없는" 유리-계 물품은, MgO가 유리-계 물품에 능동적으로 첨가되지 않았거나 또는 배치되지는 (batched) 않았지만, 오염물로서 매우 소량으로 존재할 수 있는 유리이다. 여기에서 사용된 바와 같은, 용어 "약"은, 양, 크기, 제형, 파라미터, 및 기타 수량 및 특징이 정확하지 않고 정확할 필요가 없으며, 허용 오차, 변환 계수 (conversion factors), 반올림, 측정 오차 및 이와 유사한 것, 및 기술분야의 당업자에게 알려진 기타 인자들을 반영하여, 원하는 것에, 대략적이거나 및/또는 더 크거나 작을 수 있음을 의미한다. 용어 "약"이 범위의 값 또는 말단-점을 기재하는데 사용되는 경우, 본 개시는 지칭된 특정 값 또는 말단-점을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 범위의 수치 값 또는 말단-점이 "약"을 언급하는지의 여부에 관계없이, 범위의 수치 값 또는 말단-점은 2개의 구현 예들: "약"에 의해 변경되는 하나, 및 "약"에 의해 변경되지 않는 다른 하나를 포함하는 것으로 의도된다. 각각의 범위의 말단점은 다른 말단점과 관련하여, 및 다른 말단점과 무관하게 모두 의미있는 것으로 더욱 이해될 것이다.
별도로 명시되지 않는 한, 여기에 기재된 모든 조성물은, 산화물 기준으로 몰 퍼센트(mol%)로 표현된다.
"응력 프로파일"은 유리-계 물품을 가로지르는 두께의 함수에 따른 응력이다. 압축 응력 영역은 제1 표면으로부터 물품의 압축의 깊이(DOC)로 연장되며, 여기서 물품은 압축 응력 하에 있다. 중심 장력 영역(central tension region)은 DOC로부터 연장되어 물품이 인장 응력 하에 있는 영역을 포함한다.
여기에서 사용된 바와 같은, 압축의 깊이(DOC)는 유리-계 물품 내의 응력이 압축 응력으로부터 인장 응력으로 변화되는 깊이를 지칭한다. DOC에서, 응력은 양(압축) 응력으로부터 음(인장) 응력으로 교차하며, 따라서, 0의 응력 값을 나타낸다. 기술 분야에서 보통 사용되는 관례에 따르면, 압축은, 음(<0) 응력으로 표현되고, 장력은 양(>0) 응력으로 표현된다. 그러나, 본 상세한 설명 전반에 걸쳐, 양의 값의 응력은, 압축 응력(CS)이고, 이는 양수 또는 절대 값 - 즉, 여기에서 언급된 바와 같이, CS = ｜CS｜로 표현된다. 부가적으로, 음의 값의 응력은, 인장 응력이다. 그러나, 용어 "인장"과 함께 사용된 경우, 응력 또는 중심 장력(CT)은 양의 값, 즉, CT = ｜CT｜로 표현될 수 있다. 중심 장력(CT)은 유리-계 물품의 중심 영역 또는 중심 장력 영역에서 인장 응력을 지칭한다. 최대 중심 장력(최대 CT 또는 CTmax)은, 최대 인장 응력의 위치의 정확한 중앙으로부터 편차를 허용하는, 명목상 0.5·t인 중심 장력 영역에서 발생하며, 여기서 t는 물품 두께이다. 최고 장력(PT)은, 물품의 중앙일 수도 있고 아닐 수도 있는, 측정된 최대 장력을 지칭한다.
응력 프로파일의 "니(knee)"는, 응력 프로파일의 기울기가 가파른 경사로부터 완만하게 전환되는 물품의 깊이이다. 니는 기울기가 변화하는 깊이의 범위에 걸친 전환 구역을 지칭할 수 있다.
금속 산화물에 관하여 제1 표면으로부터 층의 깊이(DOL)까지 변하거나 또는 물품 두께(t)의 적어도 상당 부분을 따라 변하는, 0이 아닌 금속 산화물 농도는, 이온 교환의 결과로서 응력이 물품에서 발생되었음을 나타낸다. 금속 산화물 농도에서 변화는 여기에서 금속 산화물 농도 구배(concentration gradient)로 지칭될 수 있다. 농도가 0이 아니고 제1 표면으로부터 DOL까지 또는 두께의 일부를 따라 변하는 금속 산화물은, 유리-계 물품에서 응력을 발생시키는 것으로 설명될 수 있다. 금속 산화물의 농도 구배 또는 변화는, 유리-계 기판을 화학적으로 강화시켜 생성되며, 여기서 유리-계 기판 내에 복수의 제1 금속 이온은 복수의 제2 금속 이온과 교환된다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "교환의 깊이", "층의 깊이"(DOL), "층의 화학적 깊이", 및 "화학적 층의 깊이"는, 상호교환적으로 사용될 수 있으며, 일반적으로 이온 교환 공정(IOX)에 의해 촉진되는 이온 교환이 특정 이온에 대해 발생하는 깊이를 칭한다. DOL은, 금속 산화물 또는 알칼리 금속 산화물 (예를 들어, 금속 이온 또는 알칼리 금속 이온)의 이온이 유리-계 물품 내로 확산되는 유리-계 물품 내에 깊이 (즉, 유리-계 물품의 표면으로부터 이의 내부 영역까지의 거리)를 지칭하며, 여기서, 이온의 농도는, 백열광 방전 광방사 분광법(GD-OES)에 의해 결정된 것으로, 최소값에 도달한다. 몇몇 구현 예에서, DOL은 이온 교환(IOX) 공정에 의해 도입된 가장 느린-확산 또는 가장 큰 이온의 교환의 깊이로 제공된다.
별도로 명시되지 않는 한, CT 및 CS는 여기에서 MegaPascals(MPa)로 나타내고, 두께는 millimeters로 나타내며, DOC 및 DOL은 microns (micrometers 또는 ㎛)으로 나타낸다.
(표면/최고 CS, CSmax을 포함하는) 압축 응력 및 DOLsp는, Orihara Industrial Co., Ltd. (Japan)에 의해 제작된, FSM-6000과 같은 상업적으로 이용 가능한 기구를 사용하여 표면 응력 측정기(FSM)에 의해 측정된다. 표면 응력 측정은, 유리의 복굴절과 관련된, 응력 광학 계수(SOC)의 정확한 측정에 의존한다. SOC는 결과적으로 명칭이 "Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient"인, ASTM 표준 C770-16에 기재된 절차 C(Glass Disc Method)에 따라 측정되며, 이의 전제적인 내용은 참조로서 여기에 병합된다.
니에서의 압축 응력(CSk)은 2018년 6월 22일자에 출원된, 미국 특허출원 제16/015776호에 따른 방법에 의해 측정될 수 있으며, 이는 참조로서 여기에 병합된다.
최대 중심 장력(CT) 또는 최고 장력(PT) 및 응력 잔류 값(stress retention values)은, 당 업계에 알려진 산란광 편광기(SCALP) 기술을 사용하여 측정된다. 굴절된 근거리-장(Refracted Near-field: RNF) 방법 또는 SCALP는, 응력 프로파일 및 압축의 깊이(DOC)를 측정하는데 사용될 수 있다. RNF 방법이 응력 프로파일을 측정하는데 활용되는 경우, SCALP에 의해 제공된 최대 CT 값은, RNF 방법에 활용된다. 특히, RNF에 의해 측정된 응력 프로파일은, 힘 균형이 이루어지고, SCALP 측정에 의해 제공된 최대 CT 값으로 보정된다. RNF 방법은, 명칭이 "Systems and methods for measuring a profile characteristic of a glass sample"인, 미국 특허 제8,854,623호에 기재되어 있으며, 이의 전체적인 내용은 여기에 참조로서 병합된다. 특히, RNF 방법은 기준 블록(reference block)에 인접하게 유리 물품을 배치하는 단계, 1Hz 내지 50Hz의 속도로 직교 편광들(orthogonal polarizations) 사이에서 전환되는 편광-전환된 광 빔(polarization-switched light beam)을 발생시키는 단계, 편광-전환된 광 빔의 전력량을 측정하는 단계 및 편광-전환된 기준 신호를 발생시키는 단계를 포함하며, 여기서, 각각의 직교 편광에서 측정된 전력량은 서로 50% 이내이다. 상기 방법은, 다른 깊이에 대한 기준 블록 및 유리 샘플을 통해 편광-전환된 광 빔을 유리 샘플 내로 전송시키는 단계, 그 다음, 전송된 편광-전환된 광 빔을 릴레이 광학 시스템(relay optical system)을 사용하여 신호 광검출기(signal photodetector)로 릴레이시키는 단계를 더욱 포함하며, 상기 신호 광검출기는 편광-전환된 검출기 신호를 발생시킨다. 상기 방법은 또한 검출기 신호를 기준 신호로 분할하여 정규화된 검출기 신호(normalized detector signal)를 형성시키는 분할 단계 및 상기 정규화된 검출기 신호로부터 유리 샘플의 프로파일 특성을 결정하는 단계를 포함한다.
유리-계 물품의 특성에 대한 일반 개요
여기에서의 유리-계 물품은, 경질 표면 상으로 여러 번 낙하 후 생존 확률을 증가시키도록 설계된 응력 프로파일을 갖는다. 높은 파괴 인성은, 이러한 유리한 응력 프로파일과 조합될 때 새로운 더 높은 수준의 내파괴성을 제공한다. 응력 프로파일은, 증가된 압축 응력, 예를 들어, 높은 최고 압축 응력(CS) 및 높은 니 응력(CSk)을, 개별적으로 또는 다른 파라미터(parameters)와 조합하여, 포함한다. 높은 압축의 깊이(DOC) 및 높은 스파이크의 층의 깊이(DOLsp)는, 개별적으로 또는 다른 파라미터(parameters)와 조합하여, 또한 달성된다. 원하는 값의 최고 장력(PT)은 또한 얻어진다. 부가적으로, 응력 프로파일은, 음의 2차 도함수를 갖는 것으로 확인된, 압축 응력층에서 음의 곡률 영역을 포함할 수 있으며, 이는 유리-계 물품이 여러 번 낙하를 견디는 능력에 기여한다.
이하, 언급은 다양한 구현 예에 따른 리튬 알루미노실리케이트 유리 및 이의 응력 프로파일에 대해 상세하게 만들어질 것이다. 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 우수한 이온 교환성을 가지며, 화학적 강화 공정은 알칼리 알루미노실리케이트 유리에서 고강도 및 고인성 특성을 달성하는데 사용된다. 소듐 알루미노실리케이트 유리는, 높은 유리 성형성(formability)과 품질을 갖는 고도로 이온 교환 가능한 유리이다. 리튬 알루미노실리케이트 유리는 높은 유리 품질을 갖는 고도로 이온 교환 가능한 유리이다. Al2O3의 실리케이트 유리 네트워크 내로 치환은, 이온 교환 동안에 1가 양이온의 상호확산성을 증가시킨다. 용융염 욕조(예를 들어, KNO3 또는 NaNO3)에서 화학적 강화를 통해, 고강도, 고인성, 및 높은 압입 내균열성(indentation cracking resistance)을 갖는 유리는 달성될 수 있다. 화학적 강화를 통해 달성된 응력 프로파일은, 유리 물품의 낙하 성능, 강도, 인성, 및 기타 속성을 증가시키는 다양한 형상을 가질 수 있다.
따라서, 우수한 물리적 특성, 내화학성, 및 이온 교환성을 갖는 리튬 알루미노실리케이트 유리는, 커버 유리로 사용하기 위해 주목을 받고 있다. 다른 이온 교환 공정을 통해, 더 큰 중심 장력(CT), 압축의 깊이(DOC), 및 높은 압축 응력(CS)은 달성될 수 있다. 여기에 기재된 응력 프로파일은, 리튬 함유 유리 물품에 대해 증가된 내파괴성을 제공한다.
여기에 기재된 유리 조성물의 구현 예에서, 구성 성분 (예를 들어, SiO2, Al2O3, Li2O, 및 이와 유사한 것)의 농도는, 별도로 명시되지 않는 한, 산화물 기준에 대한 몰 퍼센트(mol%)로 제공된다. 하나의 구성요소의 다양하게 인용된 범위 중 어느 하나는 임의의 다른 구성요소에 대해 다양하게 인용된 범위 중 어느 하나와 개별적으로 조합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
리튬 알루미노실리케이트 유리 조성물과 함께 사용하기 위한 응력 프로파일은 여기에 개시된다. 응력 프로파일은 증가된 내파괴성을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 유리는 유리의 표면으로부터 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력 하에 제1 영역 (예를 들어, 도 1에서 제1 및 제2 압축 응력층(120, 122)) 및 상기 DOC로부터 유리의 중심 또는 내부 영역으로 연장되는 인장 응력 또는 중심 장력(CT) 하에 제2 영역 (예를 들어, 도 1에서 중심 영역(130))을 갖는다.
압축 응력(CS)은, 유리의 표면에서 통상적으로 발생하는, 최대 또는 최고 값을 가지며 (그러나, 상기 최고 값이 유리의 표면으로부터의 깊이에서 발생할 수 있는 경우일 필요는 없음), 상기 CS는 기능에 따라 표면으로부터 거리(d)에 따라 변한다. 도 1을 다시 참조하면, 제1 압축 응력층(120)은 제1 표면(110)으로부터 깊이(d1)까지 연장되고, 제2 압축 응력층(122)은 제2 표면(112)으로부터 깊이(d2)까지 연장된다. 종합하면, 이들 세그먼트(segments)는 유리(100)의 압축 또는 CS를 한정한다.
주 표면 모두(도 1에서 110, 112)의 압축 응력은, 유리의 중심 영역(130)에 저장된 장력에 의해 균형이 이루어진다.
유리-계 물품에서, 금속 산화물에 대하여 제1 및 제2 표면 중 하나 또는 모두로부터 층의 깊이(DOL)까지 변하는 0이 아닌 농도를 갖는 알칼리 금속 산화물이 존재한다. 응력 프로파일은, 제1 표면으로부터 변하는 금속 산화물(들)의 0이 아닌 농도로 인해 발생된다. 0이 아닌 농도는 물품 두께의 일부를 따라 변할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 알칼리 금속 산화물의 농도는 0이 아니며, 모두 약 0·t 내지 약 0.3·t의 두께 범위를 따라 변한다. 몇몇 구현 예에서, 알칼리 금속 산화물의 농도는 0이 아니며, 약 0·t 내지 약 0.35·t, 약 0·t 내지 약 0.4·t, 약 0·t 내지 약 0.45·t, 약 0·t 내지 약 0.48·t, 또는 약 0·t 내지 약 0.50·t의 두께 범위를 따라 변한다. 농도의 변화는 위에서-언급된 두께 범위를 따라 연속적일 수 있다. 농도의 변화는 약 100 micrometers의 두께 세그먼트를 따라 약 0.2 mol% 이상의 금속 산화물 농도에서 변화를 포함할 수 있다. 금속 산화물 농도의 변화는 약 100 micrometers의 두께 세그먼트를 따라 약 0.3 mol% 이상, 약 0.4 mol% 이상, 또는 약 0.5 mol% 이상일 수 있다. 이러한 변화는 마이크로프로브(microprobe)를 포함하는 당 업계에 공지된 방법에 의해 측정될 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 농도의 변화는 약 10 micrometers 내지 약 30 micrometers의 범위에서 두께 세그먼트를 따라 연속적일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 알칼리 금속 산화물의 농도는 제1 표면으로부터 제1 표면과 제2 표면 사이에 값으로 감소하고, 상기 값으로부터 제2 표면으로 증가한다.
알칼리 금속 산화물의 농도는 하나 이상의 금속 산화물(예를 들어, Na2O 및 K2O의 조합)을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 2개의 금속 산화물이 활용되고, 이온의 반경이 서로 다른 경우, 더 큰 반경을 갖는 이온의 농도는, 얕은 깊이에서 더 작은 반경을 갖는 이온의 농도를 초과하는 반면, 더 깊은 깊이에서, 더 작은 반경을 갖는 이온의 농도는 더 큰 반경을 갖는 이온의 농도를 초과한다.
하나 이상의 구현 예에서, 알칼리 금속 산화물 농도 구배는 물품의 두께(t)의 실질적인 부분을 통해 연장된다. 몇몇 구현 예에서, 금속 산화물의 농도는, 제1 및/또는 제2 섹션(section)의 전체 두께를 따라 약 0.5 mol% 이상(예를 들어, 약 1 mol% 이상)일 수 있고, 제1 표면 및/또는 제2 표면인, 0·t에서 가장 크며, 제1 표면과 제2 표면 사이에 값으로 실질적으로 지속적으로 감소한다. 이 값에서, 금속 산화물의 농도는, 전체 두께(t)를 따라 가장 적다; 그러나, 그 지점에서 농도는 또한 0이 아니다. 다시 말하면, 특정 금속 산화물의 0이 아닌 농도는, 전체 두께(t) 또는 (여기에 기재된 바와 같은) 두께(t)의 상당한 부분을 따라 연장된다. 유리-계 물품에서 특정 금속 산화물의 총 농도는, 약 1 mol% 내지 약 20 mol%의 범위일 수 있다.
알칼리 금속 산화물의 농도는, 유리-계 물품을 형성하기 위해 이온 교환된 유리-계 기판 내에 금속 산화물의 기준량으로부터 결정될 수 있다.
하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 물품은, 0.7 MPa*sqrt(m) 이상, 예를 들어, 0.75 MPa*sqrt(m), 또는 0.77 MPa*sqrt(m) 이상의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및/또는 1.3 MPa*sqrt(m) 이하, 예를 들어, 1.2 MPa*sqrt(m), 1.1 MPa*sqrt(m), 0.95 MPa*sqrt(m), 또는 0.9 MPa*sqrt(m) 이하의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성를 포함한다.
파괴 인성과 조합하여, 유리-계 물품은, 다음 특색들: 500 MPa, 550 MPa, 600 MPa, 650 MPa, 700 MPa, 750 MPa, 800 MPa, 850 MPa, 900 MPa, 950 MPa, 1000 MPa, 1050 MPa, 1100 MPa, 1150 MPa, 또는 1200 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 압축 응력(CS); 80 MPa, 85 MPa, 90 MPa, 95 MPa, 100 MPa, 105 MPa, 110 MPa, 115 MPa, 120 MPa, 125 MPa, 130 MPa, 135 MPa, 140 MPa, 145 MPa, 150 MPa, 155 MPa, 160 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 니에서의 압축 응력(CSk); 68 MPa, 69 MPa, 70 MPa, 71 MPa, 72 MPa, 73 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 장력(PT); 0.13t, 0.14t, 0.15t, 0.16t, 0.17t, 0.18t, 0.19t, 0.20t, 0.21t, 0.22t 이상, 및/또는 0.30t, 0.29t, 0.28t, 0.27t, 0.26t, 0.25t, 0.24t, 0.23t 이하, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 압축의 깊이(DOC); 0.007t, 0.008t, 0.009t, 또는 0.01t 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하거나, 및/또는 7 microns 이상, 7.8 microns 이상, 8 microns 이상, 8.5 microns 이상, 9 microns 이상, 9.5 microns 이상, 10 microns 이상, 10.5 microns 이상, 또는 11 microns 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 표면으로부터의 깊이에서, 스파이크의 층의 깊이(DOLsp); 중 하나 또는 조합을 보유할 수 있고; 음의 곡률 영역, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수가 음이며, 상기 음의 곡률 영역이 압축 응력층에 위치됨, 및 하나 이상의 다음 특징들: 0.003 MPa/㎛2, 0.005 MPa/㎛2, 0.007 MPa/㎛2, 또는 0.009 MPa/㎛2 이상인 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값; 및/또는 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t, 0.04t, 0.05t, 0.06t, 0.07t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는 최대 절대값; 및/또는 0.2t, 0.17t, 0.14t, 0.11t, 또는 0.1t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는, 최대 절대값; 및/또는 19 GigaPascales(GPa), 32GPa, 45GPa, 또는 57 GPa을 초과하는 음의 2차 도함수의 최대 절대값과 t의 곱을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 다음의 특징들: 0.2 MPa/㎛ 이하의 기울기의 평균 절대값; 및/또는 80 MPa, 90 MPa, 또는 100 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력을 갖는 낮은 기울기 영역을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 구현 예에서, 상기 낮은 기울기 영역은 압축 응력층에 위치되고, 10 ㎛ 이상으로 연장되며, 및/또는 상기 낮은 기울기 영역은 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에서 시작하고; 및/또는 0.2t, 0.15t, 0.12t, 0.1t, 또는 0.09t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치됨; 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 범위에서 t; 및/또는 t는 0.8 ㎜ 이하, 0.75 ㎜ 이하, 0.73 ㎜ 이하, 0.70 ㎜ 이하, 0.65 ㎜ 이하, 0.6 ㎜ 이하, 0.55 ㎜ 이하, 0.4 ㎜ 이하, 0.3 ㎜ 이하, 또는 0.2 ㎜ 이하일 수 있음; 유리-계 물품의 중앙에서, 2.0, 1.9, 1.8, 1.6, 1.4, 1.2 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 0.65 이상 내지 1.2 이하; 또는 0.70 이상 내지 1.1 이하; 또는 0.75 이상 내지 1.5 이하; 0.75 이상 내지 1.25 이하; 또는 0.8 이상 내지 1.1 이하, 또는 0.85 이상 내지 1.05 이하, 또는 0.9 이상 내지 1 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 및 유리-계 물품의 중앙에서, 12 mol%, 11 mol%, 10 mol%, 9.5 mol%, 9 mol%, 8.5 mol%, 또는 8 mol% 이하인 Li2O 몰 농도를 포함한다.
하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 물품은 500 MPa, 550 MPa, 600 MPa, 650 MPa, 700 MPa, 750 MPa, 800 MPa, 850 MPa, 900 MPa, 950 MPa, 1000 MPa, 1050 MPa, 1100 MPa, 1150 MPa, 또는 1200 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 압축 응력(CS)을 포함한다.
최고 CS와 조합하여, 유리-계 물품은, 다음의 특색들: 0.7 MPa*sqrt(m), 0.75 MPa*sqrt(m), 또는 0.77 MPa*sqrt(m) 이상의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및/또는 1.3 MPa*sqrt(m), 1.2 MPa*sqrt(m), 1.1 MPa*sqrt(m), 0.95 MPa*sqrt(m), 또는 0.9 MPa*sqrt(m) 이하의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 80 MPa, 85 MPa, 90 MPa, 95 MPa, 100 MPa, 105 MPa, 110 MPa, 115 MPa, 120 MPa, 125 MPa, 130 MPa, 135 MPa, 140 MPa, 145 MPa, 150 MPa, 155 MPa, 160 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 니에서의 압축 응력(CSk); 68 MPa, 69 MPa, 70 MPa, 71 MPa, 72 MPa, 73 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 장력(PT); 0.13t, 0.14t, 0.15t, 0.16t, 0.17t, 0.18t, 0.19t, 0.20t, 0.21t, 0.22t 이상, 및/또는 0.30t, 0.29t, 0.28t, 0.27t, 0.26t, 0.25t, 0.24t, 0.23t 이하, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 압축의 깊이(DOC); 0.007t, 0.008t, 0.009t, 또는 0.01t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하고, 및/또는 7 microns 이상, 7.8 microns 이상, 8 microns 이상, 8.5 microns 이상, 9 microns 이상, 9.5 microns 이상, 10 microns 이상, 10.5 microns 이상, 또는 11 microns 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 표면으로부터의 깊이에서, 스파이크의 층의 깊이(DOLsp); 중 하나 또는 조합을 보유할 수 있고; 음의 곡률 영역, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수가 음이며, 상기 음의 곡률 영역이 압축 응력층에 위치됨, 및 하나 이상의 다음 특징들: 0.003 MPa/㎛2, 0.005 MPa/㎛2, 0.007 MPa/㎛2, 또는 0.009 MPa/㎛2 이상인 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값; 및/또는 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t, 0.04t, 0.05t, 0.06t, 0.07t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는 최대 절대값; 및/또는 0.2t, 0.17t, 0.14t, 0.11t, 또는 0.1t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는, 최대 절대값; 및/또는 19 GPa, 32GPa, 45GPa, 또는 57 GPa 이상인 음의 2차 도함수의 최대 절대값과 t의 곱을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 다음의 특징들: 0.2 MPa/㎛ 이하의 기울기의 평균 절대값; 및/또는 80 MPa, 90 MPa, 또는 100 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력을 갖는 낮은 기울기 영역을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 구현 예에서, 상기 낮은 기울기 영역은 압축 응력층에 위치되고, 10 ㎛ 이상으로 연장되며, 및/또는 상기 낮은 기울기 영역은 0.012t, 0.015t, 0.02t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에서 시작하고; 및/또는 0.2t, 0.15t, 0.12t, 0.1t, 또는 0.09t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치됨; 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 범위에서 t; 및/또는 t는 0.8 ㎜ 이하, 0.75 ㎜ 이하, 0.73 ㎜ 이하, 0.70 ㎜ 이하, 0.65 ㎜ 이하, 0.6 ㎜ 이하, 0.55 ㎜ 이하, 0.4 ㎜ 이하, 0.3 ㎜ 이하, 또는 0.2 ㎜ 이하일 수 있음; 유리-계 물품의 중앙에서, 2.0, 1.9, 1.8, 1.6, 1.4, 1.2 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 0.65 이상 내지 1.2 이하; 또는 0.70 이상 내지 1.1 이하; 또는 0.75 이상 내지 1.5 이하; 0.75 이상 내지 1.25 이하; 또는 0.8 이상 내지 1.1 이하, 또는 0.85 이상 내지 1.05 이하, 또는 0.9 이상 내지 1 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 및 유리-계 물품의 중앙에서, 12 mol%, 11 mol%, 10 mol%, 9.5 mol%, 9 mol%, 8.5 mol%, 또는 8 mol% 이하인 Li2O 몰 농도를 포함한다.
하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 물품은, 80 MPa, 85 MPa, 90 MPa, 95 MPa, 100 MPa, 105 MPa, 110 MPa, 115 MPa, 120 MPa, 125 MPa, 130 MPa, 135 MPa, 140 MPa, 145 MPa, 150 MPa, 155 MPa, 160 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 니에서의 압축 응력(CSk)을 포함한다. 하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 물품은, 50 MPa, 55 MPa, 60 MPa, 65 MPa, 70 MPa, 75 MPa, 80 MPa, 85 MPa, 90 MPa, 95 MPa, 100 MPa, 105 MPa, 110 MPa, 115 MPa, 120 MPa, 125 MPa, 130 MPa, 135 MPa, 140 MPa, 145 MPa, 150 MPa, 155 MPa, 160 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 니에서의 압축 응력(CSk)을 포함한다.
CSk와 조합하여, 유리-계 물품은, 다음의 특색들: 0.7 MPa*sqrt(m), 0.75 MPa*sqrt(m), 또는 0.77 MPa*sqrt(m) 이상의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및/또는 1.3 MPa*sqrt(m), 1.2 MPa*sqrt(m), 1.1 MPa*sqrt(m), 0.95 MPa*sqrt(m), 또는 0.9 MPa*sqrt(m) 이하의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 500 MPa, 550 MPa, 600 MPa, 650 MPa, 700 MPa, 750 MPa, 800 MPa, 850 MPa, 900 MPa, 950 MPa, 1000 MPa, 1050 MPa, 1100 MPa, 1150 MPa, 또는 1200 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 압축 응력(CS); 68 MPa, 69 MPa, 70 MPa, 71 MPa, 72 MPa, 73 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 장력(PT); 0.13t, 0.14t, 0.15t, 0.16t, 0.17t, 0.18t, 0.19t, 0.20t, 0.21t, 0.22t 이상, 및/또는 0.30t, 0.29t, 0.28t, 0.27t, 0.26t, 0.25t, 0.24t, 0.23t 이하, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 압축의 깊이(DOC); 0.007t, 0.008t, 0.009t, 또는 0.01t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하고, 및/또는 7 microns 이상, 7.8 microns 이상, 8 microns 이상, 8.5 microns 이상, 9 microns 이상, 9.5 microns 이상, 10 microns 이상, 10.5 microns 이상, 또는 11 microns 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 표면으로부터의 깊이에서, 스파이크의 층의 깊이(DOLsp); 중 하나 또는 조합을 보유할 수 있고; 음의 곡률 영역, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수가 음이며, 상기 음의 곡률 영역이 압축 응력층에 위치됨, 및 하나 이상의 다음 특징들: 0.003 MPa/㎛2, 0.005 MPa/㎛2, 0.007 MPa/㎛2, 또는 0.009 MPa/㎛2 이상인 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값; 및/또는 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t, 0.04t, 0.05t, 0.06t, 0.07t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는 최대 절대값; 및/또는 0.2t, 0.17t, 0.14t, 0.11t, 또는 0.1t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는, 최대 절대값; 및/또는 19 GPa, 32GPa, 45GPa, 또는 57 GPa 이상인 음의 2차 도함수의 최대 절대값과 t의 곱을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 다음의 특징들: 0.2 MPa/㎛ 이하의 기울기의 평균 절대값; 및/또는 80 MPa, 90 MPa, 또는 100 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력을 갖는 낮은 기울기 영역을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 구현 예에서, 상기 낮은 기울기 영역은 압축 응력층에 위치되고, 10 ㎛ 이상으로 연장되며, 및/또는 상기 낮은 기울기 영역은 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에서 시작하고; 및/또는 0.2t, 0.15t, 0.12t, 0.1t, 또는 0.09t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치됨; 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 범위에서 t; 및/또는 t는 0.8 ㎜ 이하, 0.75 ㎜ 이하, 0.73 ㎜ 이하, 0.70 ㎜ 이하, 0.65 ㎜ 이하, 0.6 ㎜ 이하, 0.55 ㎜ 이하, 0.4 ㎜ 이하, 0.3 ㎜ 이하, 또는 0.2 ㎜ 이하일 수 있음; 유리-계 물품의 중앙에서, 2.0, 1.9, 1.8, 1.6, 1.4, 1.2 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 0.65 이상 내지 1.2 이하; 또는 0.70 이상 내지 1.1 이하; 또는 0.75 이상 내지 1.5 이하; 0.75 이상 내지 1.25 이하; 또는 0.8 이상 내지 1.1 이하, 또는 0.85 이상 내지 1.05 이하, 또는 0.9 이상 내지 1 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 및 유리-계 물품의 중앙에서, 12 mol%, 11 mol%, 10 mol%, 9.5 mol%, 9 mol%, 8.5 mol%, 또는 8 mol% 이하인 Li2O 몰 농도를 포함한다.
하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 물품은, 68 MPa, 69 MPa, 70 MPa, 71 MPa, 72 MPa, 또는 73 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 장력(PT)을 포함한다.
최고 CT와 조합하여, 유리-계 물품은, 다음의 특색들: 0.7 MPa*sqrt(m), 0.75 MPa*sqrt(m), 또는 0.77 MPa*sqrt(m) 이상의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및/또는 1.3 MPa*sqrt(m), 1.2 MPa*sqrt(m), 1.1 MPa*sqrt(m), 0.95 MPa*sqrt(m), 또는 0.9 MPa*sqrt(m) 이하의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 500 MPa, 550 MPa, 600 MPa, 650 MPa, 700 MPa, 750 MPa, 800 MPa, 850 MPa, 900 MPa, 950 MPa, 1000 MPa, 1050 MPa, 1100 MPa, 1150 MPa, 또는 1200 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 압축 응력(CS); 80 MPa, 85 MPa, 90 MPa, 95 MPa, 100 MPa, 105 MPa, 110 MPa, 115 MPa, 120 MPa, 125 MPa, 130 MPa, 135 MPa, 140 MPa, 145 MPa, 150 MPa, 155 MPa, 160 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 니에서의 압축 응력(CSk); 0.13t, 0.14t, 0.15t, 0.16t, 0.17t, 0.18t, 0.19t, 0.20t, 0.21t, 0.22t 이상, 및/또는 0.30t, 0.29t, 0.28t, 0.27t, 0.26t, 0.25t, 0.24t, 0.23t 이하, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 압축의 깊이(DOC); 0.007t, 0.008t, 0.009t, 또는 0.01t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하고, 및/또는 7 microns 이상, 7.8 microns 이상, 8 microns 이상, 8.5 microns 이상, 9 microns 이상, 9.5 microns 이상, 10 microns 이상, 10.5 microns 이상, 또는 11 microns 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 표면으로부터의 깊이에서, 스파이크의 층의 깊이(DOLsp); 중 하나 또는 조합을 보유할 수 있고; 음의 곡률 영역, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수가 음이며, 상기 음의 곡률 영역이 압축 응력층에 위치됨, 및 하나 이상의 다음 특징들: 0.003 MPa/㎛2, 0.005 MPa/㎛2, 0.007 MPa/㎛2, 또는 0.009 MPa/㎛2 이상인 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값; 및/또는 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t, 0.04t, 0.05t, 0.06t, 0.07t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는 최대 절대값; 및/또는 0.2t, 0.17t, 0.14t, 0.11t, 또는 0.1t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는, 최대 절대값; 및/또는 19 GPa, 32GPa, 45GPa, 또는 57 GPa 이상인 음의 2차 도함수의 최대 절대값과 t의 곱을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 다음의 특징들: 0.2 MPa/㎛ 이하의 기울기의 평균 절대값; 및/또는 80 MPa, 90 MPa, 또는 100 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력을 갖는 낮은 기울기 영역을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 구현 예에서, 상기 낮은 기울기 영역은 압축 응력층에 위치되고, 10 ㎛ 이상으로 연장되며, 및/또는 상기 낮은 기울기 영역은 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에서 시작하고; 및/또는 0.2t, 0.15t, 0.12t, 0.1t, 또는 0.09t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치됨; 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 범위에서 t; 및/또는 t는 0.8 ㎜ 이하, 0.75 ㎜ 이하, 0.73 ㎜ 이하, 0.70 ㎜ 이하, 0.65 ㎜ 이하, 0.6 ㎜ 이하, 0.55 ㎜ 이하, 0.4 ㎜ 이하, 0.3 ㎜ 이하, 또는 0.2 ㎜ 이하일 수 있음; 유리-계 물품의 중앙에서, 2.0, 1.9, 1.8, 1.6, 1.4, 1.2 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 0.65 이상 내지 1.2 이하; 또는 0.70 이상 내지 1.1 이하; 또는 0.75 이상 내지 1.5 이하; 0.75 이상 내지 1.25 이하; 또는 0.8 이상 내지 1.1 이하, 또는 0.85 이상 내지 1.05 이하, 또는 0.9 이상 내지 1 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 및 유리-계 물품의 중앙에서, 12 mol%, 11 mol%, 10 mol%, 9.5 mol%, 9 mol%, 8.5 mol%, 또는 8 mol% 이하인 Li2O 몰 농도를 포함한다.
하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 물품은, 0.13t, 0.14t, 0.15t, 0.16t, 0.17t, 0.18t, 0.19t, 0.20t, 0.21t, 0.22t 이상, 및/또는 0.30t, 0.29t, 0.28t, 0.27t, 0.26t, 0.25t, 0.24t, 0.23t 이하, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 압축의 깊이(DOC)를 포함한다.
DOC와 조합하여, 유리-계 물품은, 다음의 특색들: 0.7 MPa*sqrt(m), 0.75 MPa*sqrt(m), 또는 0.77 MPa*sqrt(m) 이상의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및/또는 1.3 MPa*sqrt(m), 1.2 MPa*sqrt(m), 1.1 MPa*sqrt(m), 0.95 MPa*sqrt(m), 또는 0.9 MPa*sqrt(m) 이하의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 500 MPa, 550 MPa, 600 MPa, 650 MPa, 700 MPa, 750 MPa, 800 MPa, 850 MPa, 900 MPa, 950 MPa, 1000 MPa, 1050 MPa, 1100 MPa, 1150 MPa, 또는 1200 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 압축 응력(CS); 80 MPa, 85 MPa, 90 MPa, 95 MPa, 100 MPa, 105 MPa, 110 MPa, 115 MPa, 120 MPa, 125 MPa, 130 MPa, 135 MPa, 140 MPa, 145 MPa, 150 MPa, 155 MPa, 160 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 니에서의 압축 응력(CSk); 68 MPa, 69 MPa, 70 MPa, 71 MPa, 72 MPa, 73 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 장력(PT); 0.007t, 0.008t, 0.009t, 또는 0.01t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하고, 및/또는 7 microns 이상, 7.8 microns 이상, 8 microns 이상, 8.5 microns 이상, 9 microns 이상, 9.5 microns 이상, 10 microns 이상, 10.5 microns 이상, 또는 11 microns 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 표면으로부터의 깊이에서, 스파이크의 층의 깊이(DOLsp); 중 하나 또는 조합을 보유할 수 있고; 음의 곡률 영역, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수가 음이며, 상기 음의 곡률 영역이 압축 응력층에 위치됨, 및 하나 이상의 다음 특징들: 0.003 MPa/㎛2, 0.005 MPa/㎛2, 0.007 MPa/㎛2, 또는 0.009 MPa/㎛2 이상인 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값; 및/또는 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t, 0.04t, 0.05t, 0.06t, 0.07t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는 최대 절대값; 및/또는 0.2t, 0.17t, 0.14t, 0.11t, 또는 0.1t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는, 최대 절대값; 및/또는 19 GPa, 32GPa, 45GPa, 또는 57 GPa 이상인 음의 2차 도함수의 최대 절대값과 t의 곱을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 다음의 특징들: 0.2 MPa/㎛ 이하의 기울기의 평균 절대값; 및/또는 80 MPa, 90 MPa, 또는 100 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력을 갖는 낮은 기울기 영역을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 구현 예에서, 상기 낮은 기울기 영역은 압축 응력층에 위치되고, 10 ㎛ 이상으로 연장되며, 및/또는 상기 낮은 기울기 영역은 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에서 시작하고; 및/또는 0.2t, 0.15t, 0.12t, 0.1t, 또는 0.09t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치됨; 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 범위에서 t; 및/또는 t는 0.8 ㎜ 이하, 0.75 ㎜ 이하, 0.73 ㎜ 이하, 0.70 ㎜ 이하, 0.65 ㎜ 이하, 0.6 ㎜ 이하, 0.55 ㎜ 이하, 0.4 ㎜ 이하, 0.3 ㎜ 이하, 또는 0.2 ㎜ 이하일 수 있음; 유리-계 물품의 중앙에서, 2.0, 1.9, 1.8, 1.6, 1.4, 1.2 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 0.65 이상 내지 1.2 이하; 또는 0.70 이상 내지 1.1 이하; 또는 0.75 이상 내지 1.5 이하; 0.75 이상 내지 1.25 이하; 또는 0.8 이상 내지 1.1 이하, 또는 0.85 이상 내지 1.05 이하, 또는 0.9 이상 내지 1 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 및 유리-계 물품의 중앙에서, 12 mol%, 11 mol%, 10 mol%, 9.5 mol%, 9 mol%, 8.5 mol%, 또는 8 mol% 이하인 Li2O 몰 농도를 포함한다.
하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 물품은, 0.007t, 0.008t, 0.009t, 또는 0.01t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하고, 및/또는 7 microns 이상, 7.8 microns 이상, 8 microns 이상, 8.5 microns 이상, 9 microns 이상, 9.5 microns 이상, 10 microns 이상, 10.5 microns 이상, 또는 11 microns 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 표면으로부터의 깊이에서, 스파이크의 층의 깊이(DOLsp)를 포함한다. 하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 물품은, 0.012t, 0.014t, 0.016t, 0.018t, 또는 0.02t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 스파이크의 층의 깊이(DOLsp)를 포함한다.
DOLsp와 조합하여, 유리-계 물품은, 다음의 특색들: 0.7 MPa*sqrt(m), 0.75 MPa*sqrt(m), 또는 0.77 MPa*sqrt(m) 이상의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및/또는 1.3 MPa*sqrt(m), 1.2 MPa*sqrt(m), 1.1 MPa*sqrt(m), 0.95 MPa*sqrt(m), 또는 0.9 MPa*sqrt(m) 이하의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 500 MPa, 550 MPa, 600 MPa, 650 MPa, 700 MPa, 750 MPa, 800 MPa, 850 MPa, 900 MPa, 950 MPa, 1000 MPa, 1050 MPa, 1100 MPa, 1150 MPa, 또는 1200 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 압축 응력(CS); 80 MPa, 85 MPa, 90 MPa, 95 MPa, 100 MPa, 105 MPa, 110 MPa, 115 MPa, 120 MPa, 125 MPa, 130 MPa, 135 MPa, 140 MPa, 145 MPa, 150 MPa, 155 MPa, 160 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 니에서의 압축 응력(CSk); 68 MPa, 69 MPa, 70 MPa, 71 MPa, 72 MPa, 73 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 장력(PT); 0.13t, 0.14t, 0.15t, 0.16t, 0.17t, 0.18t, 0.19t, 0.20t, 0.21t, 0.22t 이상, 및/또는 0.30t, 0.29t, 0.28t, 0.27t, 0.26t, 0.25t, 0.24t, 0.23t 이하, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 압축의 깊이(DOC); 중 하나 또는 조합을 보유할 수 있고; 음의 곡률 영역, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수가 음이며, 상기 음의 곡률 영역이 압축 응력층에 위치됨, 및 하나 이상의 다음 특징들: 0.003 MPa/㎛2, 0.005 MPa/㎛2, 0.007 MPa/㎛2, 또는 0.009 MPa/㎛2 이상인 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값; 및/또는 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t, 0.04t, 0.05t, 0.06t, 0.07t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치되는 최대 절대값; 및/또는 0.2t, 0.17t, 0.14t, 0.11t, 또는 0.1t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치되는 최대 절대값; 및/또는 19 GPa, 32GPa, 45GPa, 또는 57 GPa을 초과하는 음의 2차 도함수의 최대 절대값과 t의 곱을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 다음의 특징들: 0.2 MPa/㎛ 이하의 기울기의 평균 절대값; 및/또는 80 MPa, 90 MPa, 또는 100 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력을 갖는 낮은 기울기 영역을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 구현 예에서, 상기 낮은 기울기 영역은 압축 응력층에 위치되고, 10 ㎛ 이상으로 연장되며, 및/또는 상기 낮은 기울기 영역은 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에서 시작하고; 및/또는 0.2t, 0.15t, 0.12t, 0.1t, 또는 0.09t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치됨; 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 범위에서 t; 및/또는 t는 0.8 ㎜ 이하, 0.75 ㎜ 이하, 0.73 ㎜ 이하, 0.70 ㎜ 이하, 0.65 ㎜ 이하, 0.6 ㎜ 이하, 0.55 ㎜ 이하, 0.4 ㎜ 이하, 0.3 ㎜ 이하, 또는 0.2 ㎜ 이하일 수 있음; 유리-계 물품의 중앙에서, 2.0, 1.9, 1.8, 1.6, 1.4, 1.2 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 0.65 이상 내지 1.2 이하; 또는 0.70 이상 내지 1.1 이하; 또는 0.75 이상 내지 1.5 이하; 0.75 이상 내지 1.25 이하; 또는 0.8 이상 내지 1.1 이하, 또는 0.85 이상 내지 1.05 이하, 또는 0.9 이상 내지 1 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 및 유리-계 물품의 중앙에서, 12 mol%, 11 mol%, 10 mol%, 9.5 mol%, 9 mol%, 8.5 mol%, 또는 8 mol% 이하인 Li2O 몰 농도를 포함한다.
하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 물품은, 음의 곡률 영역을 포함하는 응력 프로파일을 포함하고, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수는 음이며, 상기 음의 곡률 영역은 압축 응력층에 위치되고, 그리고 다음의 특징들: 0.003 MPa/㎛2, 0.005 MPa/㎛2, 0.007 MPa/㎛2, 또는 0.009 MPa/㎛2 이상인 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값; 및/또는 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t, 0.04t, 0.05t, 0.06t, 0.07t 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치되는 최대 절대값; 및/또는 0.2t, 0.17t, 0.14t, 0.11t, 또는 0.1t 미만, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치되는 최대 절대값; 및/또는 19 GPa, 32GPa, 45GPa, 또는 57 GPa 이상인 음의 2차 도함수의 최대 절대값과 t의 곱; 중 하나 이상을 포함한다.
음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값 및/또는 이의 깊이 및/또는 유리 두께와 2차 도함수의 최대 절대값의 곱과 조합하여, 유리-계 물품은, 다음의 특색들: 0.7 MPa*sqrt(m), 0.75 MPa*sqrt(m), 또는 0.77 MPa*sqrt(m) 이상의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및/또는 1.3 MPa*sqrt(m), 1.2 MPa*sqrt(m), 1.1 MPa*sqrt(m), 0.95 MPa*sqrt(m), 또는 0.9 MPa*sqrt(m) 이하의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 500 MPa, 550 MPa, 600 MPa, 650 MPa, 700 MPa, 750 MPa, 800 MPa, 850 MPa, 900 MPa, 950 MPa, 1000 MPa, 1050 MPa, 1100 MPa, 1150 MPa, 또는 1200 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 압축 응력(CS); 80 MPa, 85 MPa, 90 MPa, 95 MPa, 100 MPa, 105 MPa, 110 MPa, 115 MPa, 120 MPa, 125 MPa, 130 MPa, 135 MPa, 140 MPa, 145 MPa, 150 MPa, 155 MPa, 160 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 니에서의 압축 응력(CSk); 68 MPa, 69 MPa, 70 MPa, 71 MPa, 72 MPa, 73 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 장력(PT); 0.13t, 0.14t, 0.15t, 0.16t, 0.17t, 0.18t, 0.19t, 0.20t, 0.21t, 0.22t 이상, 및/또는 0.30t, 0.29t, 0.28t, 0.27t, 0.26t, 0.25t, 0.24t, 0.23t 이하, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 압축의 깊이(DOC); 0.007t, 0.008t, 0.009t, 또는 0.01t 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하거나, 및/또는 7 microns 이상, 7.8 microns 이상, 8 microns 이상, 8.5 microns 이상, 9 microns 이상, 9.5 microns 이상, 10 microns 이상, 10.5 microns 이상, 또는 11 microns 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 표면으로부터의 깊이에서, 스파이크의 층의 깊이(DOLsp); 하나 이상의 다음의 특징들: 0.2 MPa/㎛ 이하의 기울기의 평균 절대값; 및/또는 80 MPa, 90 MPa, 또는 100 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력을 갖는 낮은 기울기 영역을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 구현 예에서, 상기 낮은 기울기 영역은 압축 응력층에 위치되고, 10 ㎛ 이상으로 연장되며, 및/또는 상기 낮은 기울기 영역은 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에서 시작하고; 및/또는 0.2t, 0.15t, 0.12t, 0.1t, 또는 0.09t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치됨; 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 범위에서 t; 및/또는 t는 0.8 ㎜ 이하, 0.75 ㎜ 이하, 0.73 ㎜ 이하, 0.70 ㎜ 이하, 0.65 ㎜ 이하, 0.6 ㎜ 이하, 0.55 ㎜ 이하, 0.4 ㎜ 이하, 0.3 ㎜ 이하, 또는 0.2 ㎜ 이하일 수 있음; 유리-계 물품의 중앙에서, 2.0, 1.9, 1.8, 1.6, 1.4, 1.2 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 0.65 이상 내지 1.2 이하; 또는 0.70 이상 내지 1.1 이하; 또는 0.75 이상 내지 1.5 이하; 0.75 이상 내지 1.25 이하; 또는 0.8 이상 내지 1.1 이하, 또는 0.85 이상 내지 1.05 이하, 또는 0.9 이상 내지 1 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 및 유리-계 물품의 중앙에서, 12 mol%, 11 mol%, 10 mol%, 9.5 mol%, 9 mol%, 8.5 mol%, 또는 8 mol% 이하인 Li2O 몰 농도; 중 하나 또는 조합을 보유할 수 있다.
하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 물품은, 하나 이상의 다음의 특징들: 0.2 MPa/㎛ 이하의 기울기의 평균 절대값; 및/또는 80 MPa, 90 MPa, 또는 100 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력을 갖는 낮은 기울기 영역을 포함하는 응력 프로파일을 포함한다. 하나 이상의 구현 예에서, 상기 낮은 기울기 영역은 압축 응력층에 위치되고, 10 ㎛ 이상으로 연장된다. 하나 이상의 구현 예에서, 상기 낮은 기울기 영역은 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에서 시작하고; 및/또는 0.2t, 0.15t, 0.12t, 0.1t, 또는 0.09t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치된다.
낮은 기울기 영역 특징과 조합하여, 유리-계 물품은, 다음의 특색들: 0.7 MPa*sqrt(m), 0.75 MPa*sqrt(m), 또는 0.77 MPa*sqrt(m) 이상의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및/또는 1.3 MPa*sqrt(m), 1.2 MPa*sqrt(m), 1.1 MPa*sqrt(m), 0.95 MPa*sqrt(m), 또는 0.9 MPa*sqrt(m) 이하의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 500 MPa, 550 MPa, 600 MPa, 650 MPa, 700 MPa, 750 MPa, 800 MPa, 850 MPa, 900 MPa, 950 MPa, 1000 MPa, 1050 MPa, 1100 MPa, 1150 MPa, 또는 1200 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 압축 응력(CS); 80 MPa, 85 MPa, 90 MPa, 95 MPa, 100 MPa, 105 MPa, 110 MPa, 115 MPa, 120 MPa, 125 MPa, 130 MPa, 135 MPa, 140 MPa, 145 MPa, 150 MPa, 155 MPa, 160 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 니에서의 압축 응력(CSk); 68 MPa, 69 MPa, 70 MPa, 71 MPa, 72 MPa, 73 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 장력(PT); 0.13t, 0.14t, 0.15t, 0.16t, 0.17t, 0.18t, 0.19t, 0.20t, 0.21t, 0.22t 이상, 및/또는 0.30t, 0.29t, 0.28t, 0.27t, 0.26t, 0.25t, 0.24t, 0.23t 이하, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 압축의 깊이(DOC); 0.007t, 0.008t, 0.009t, 또는 0.01t 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하거나 및/또는 7 microns 이상, 7.8 microns 이상, 8 microns 이상, 8.5 microns 이상, 9 microns 이상, 9.5 microns 이상, 10 microns 이상, 10.5 microns 이상, 또는 11 microns 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 표면으로부터의 깊이에서, 스파이크의 층의 깊이(DOLsp); 중 하나 또는 조합을 보유할 수 있고; 음의 곡률 영역, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수가 음이며, 상기 음의 곡률 영역이 압축 응력층에 위치됨, 및 하나 이상의 다음 특징들: 0.003 MPa/㎛2, 0.005 MPa/㎛2, 0.007 MPa/㎛2, 또는 0.009 MPa/㎛2 이상인 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값; 및/또는 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t, 0.04t, 0.05t, 0.06t, 0.07t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치되는 최대 절대값; 및/또는 0.2t, 0.17t, 0.14t, 0.11t, 또는 0.1t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치되는 최대 절대값; 및/또는 19 GPa, 32GPa, 45GPa, 또는 57 GPa을 초과하는 음의 2차 도함수의 최대 절대값과 t의 곱을 포함하는 응력 프로파일; 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 범위에서 t; 및/또는 t는 0.8 ㎜ 이하, 0.75 ㎜ 이하, 0.73 ㎜ 이하, 0.70 ㎜ 이하, 0.65 ㎜ 이하, 0.6 ㎜ 이하, 0.55 ㎜ 이하, 0.4 ㎜ 이하, 0.3 ㎜ 이하, 또는 0.2 ㎜ 이하일 수 있음; 유리-계 물품의 중앙에서, 2.0, 1.9, 1.8, 1.6, 1.4, 1.2 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 0.65 이상 내지 1.2 이하; 또는 0.70 이상 내지 1.1 이하; 또는 0.75 이상 내지 1.5 이하; 0.75 이상 내지 1.25 이하; 또는 0.8 이상 내지 1.1 이하, 또는 0.85 이상 내지 1.05 이하, 또는 0.9 이상 내지 1 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 및 유리-계 물품의 중앙에서, 12 mol%, 11 mol%, 10 mol%, 9.5 mol%, 9 mol%, 8.5 mol%, 또는 8 mol% 이하인 Li2O 몰 농도를 포함한다.
하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 물품은, 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 범위에서 t를 포함하고; 및/또는 t는 0.8 ㎜ 이하, 0.75 ㎜ 이하, 0.73 ㎜ 이하, 0.70 ㎜ 이하, 0.65 ㎜ 이하, 0.6 ㎜ 이하, 0.55 ㎜ 이하, 0.4 ㎜ 이하, 0.3 ㎜ 이하, 또는 0.2 ㎜ 이하일 수 있다.
t와 조합하여, 유리-계 물품은, 다음의 특색들: 0.7 MPa*sqrt(m), 0.75 MPa*sqrt(m), 또는 0.77 MPa*sqrt(m) 이상의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및/또는 1.3 MPa*sqrt(m), 1.2 MPa*sqrt(m), 1.1 MPa*sqrt(m), 0.95 MPa*sqrt(m), 또는 0.9 MPa*sqrt(m) 이하의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 500 MPa, 550 MPa, 600 MPa, 650 MPa, 700 MPa, 750 MPa, 800 MPa, 850 MPa, 900 MPa, 950 MPa, 1000 MPa, 1050 MPa, 1100 MPa, 1150 MPa, 또는 1200 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 압축 응력(CS); 80 MPa, 85 MPa, 90 MPa, 95 MPa, 100 MPa, 105 MPa, 110 MPa, 115 MPa, 120 MPa, 125 MPa, 130 MPa, 135 MPa, 140 MPa, 145 MPa, 150 MPa, 155 MPa, 160 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 니에서의 압축 응력(CSk); 68 MPa, 69 MPa, 70 MPa, 71 MPa, 72 MPa, 73 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 장력(PT); 0.13t, 0.14t, 0.15t, 0.16t, 0.17t, 0.18t, 0.19t, 0.20t, 0.21t, 0.22t 이상, 및/또는 0.30t, 0.29t, 0.28t, 0.27t, 0.26t, 0.25t, 0.24t, 0.23t 이하, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 압축의 깊이(DOC); 0.007t, 0.008t, 0.009t, 또는 0.01t 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하거나, 및/또는 7 microns 이상, 7.8 microns 이상, 8 microns 이상, 8.5 microns 이상, 9 microns 이상, 9.5 microns 이상, 10 microns 이상, 10.5 microns 이상, 또는 11 microns 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 표면으로부터의 깊이에서, 스파이크의 층의 깊이(DOLsp); 중 하나 또는 조합을 보유할 수 있고; 음의 곡률 영역, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수가 음이며, 상기 음의 곡률 영역이 압축 응력층에 위치됨, 및 하나 이상의 다음 특징들: 0.003 MPa/㎛2, 0.005 MPa/㎛2, 0.007 MPa/㎛2, 또는 0.009 MPa/㎛2 이상인 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값; 및/또는 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t, 0.04t, 0.05t, 0.06t, 0.07t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는 최대 절대값; 및/또는 0.2t, 0.17t, 0.14t, 0.11t, 또는 0.1t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는, 최대 절대값; 및/또는 19 GPa, 32GPa, 45GPa, 또는 57 GPa을 초과하는 음의 2차 도함수의 최대 절대값과 t의 곱을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 다음의 특징들: 0.2 MPa/㎛ 이하의 기울기의 평균 절대값; 및/또는 80 MPa, 90 MPa, 또는 100 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력을 갖는 낮은 기울기 영역을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 구현 예에서, 상기 낮은 기울기 영역은 압축 응력층에 위치되고, 10 ㎛ 이상으로 연장되며, 및/또는 상기 낮은 기울기 영역은 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에서 시작하고; 및/또는 0.2t, 0.15t, 0.12t, 0.1t, 또는 0.09t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치됨; 유리-계 물품의 중앙에서, 2.0, 1.9, 1.8, 1.6, 1.4, 1.2 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 0.65 이상 내지 1.2 이하; 또는 0.70 이상 내지 1.1 이하; 또는 0.75 이상 내지 1.5 이하; 0.75 이상 내지 1.25 이하; 또는 0.8 이상 내지 1.1 이하, 또는 0.85 이상 내지 1.05 이하, 또는 0.9 이상 내지 1 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 및 유리-계 물품의 중앙에서, 12 mol%, 11 mol%, 10 mol%, 9.5 mol%, 9 mol%, 8.5 mol%, 또는 8 mol% 이하인 Li2O 몰 농도를 포함한다.
하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 물품은, 유리-계 물품의 중앙에서, 2.0, 1.9, 1.8, 1.6, 1.4, 1.2 이하인 Li2O/Na2O 몰비를 포함한다. 몇몇 구현 예에서, Li2O/Na2O 몰비는, 0.65 이상 내지 1.2 이하; 또는 0.70 이상 내지 1.1 이하; 또는 0.75 이상 내지 1.5 이하; 0.75 이상 내지 1.25 이하; 또는 0.8 이상 내지 1.1 이하, 또는 0.85 이상 내지 1.05 이하, 또는 0.9 이상 내지 1 이하이다.
Li2O/Na2O 몰비와 조합하여, 유리-계 물품은, 다음의 특색들: 0.7 MPa*sqrt(m), 0.75 MPa*sqrt(m), 또는 0.77 MPa*sqrt(m) 이상의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및/또는 1.3 MPa*sqrt(m), 1.2 MPa*sqrt(m), 1.1 MPa*sqrt(m), 0.95 MPa*sqrt(m), 또는 0.9 MPa*sqrt(m) 이하의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 500 MPa, 550 MPa, 600 MPa, 650 MPa, 700 MPa, 750 MPa, 800 MPa, 850 MPa, 900 MPa, 950 MPa, 1000 MPa, 1050 MPa, 1100 MPa, 1150 MPa, 또는 1200 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 압축 응력(CS); 80 MPa, 85 MPa, 90 MPa, 95 MPa, 100 MPa, 105 MPa, 110 MPa, 115 MPa, 120 MPa, 125 MPa, 130 MPa, 135 MPa, 140 MPa, 145 MPa, 150 MPa, 155 MPa, 160 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 니에서의 압축 응력(CSk); 68 MPa, 69 MPa, 70 MPa, 71 MPa, 72 MPa, 73 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 장력(PT); 0.13t, 0.14t, 0.15t, 0.16t, 0.17t, 0.18t, 0.19t, 0.20t, 0.21t, 0.22t 이상, 및/또는 0.30t, 0.29t, 0.28t, 0.27t, 0.26t, 0.25t, 0.24t, 0.23t 이하, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 압축의 깊이(DOC); 0.007t, 0.008t, 0.009t, 또는 0.01t 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하거나, 및/또는 7 microns 이상, 7.8 microns 이상, 8 microns 이상, 8.5 microns 이상, 9 microns 이상, 9.5 microns 이상, 10 microns 이상, 10.5 microns 이상, 또는 11 microns 이상, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 표면으로부터의 깊이에서, 스파이크의 층의 깊이(DOLsp); 중 하나 또는 조합을 보유할 수 있고; 음의 곡률 영역, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수가 음이며, 상기 음의 곡률 영역이 압축 응력층에 위치됨, 및 하나 이상의 다음 특징들: 0.003 MPa/㎛2, 0.005 MPa/㎛2, 0.007 MPa/㎛2, 또는 0.009 MPa/㎛2 이상인 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값; 및/또는 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t, 0.04t, 0.05t, 0.06t, 0.07t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는 최대 절대값; 및/또는 0.2t, 0.17t, 0.14t, 0.11t, 또는 0.1t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는, 최대 절대값; 및/또는 19 GPa, 32GPa, 45GPa, 또는 57 GPa을 초과하는 음의 2차 도함수의 최대 절대값과 t의 곱을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 다음의 특징들: 0.2 MPa/㎛ 이하의 기울기의 평균 절대값; 및/또는 80 MPa, 90 MPa, 또는 100 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력을 갖는 낮은 기울기 영역을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 구현 예에서, 상기 낮은 기울기 영역은 압축 응력층에 위치되고, 10 ㎛ 이상으로 연장되며, 및/또는 상기 낮은 기울기 영역은 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에서 시작하고; 및/또는 0.2t, 0.15t, 0.12t, 0.1t, 또는 0.09t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치됨; 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 범위에서 t; 및/또는 t는 0.8 ㎜ 이하, 0.75 ㎜ 이하, 0.73 ㎜ 이하, 0.70 ㎜ 이하, 0.65 ㎜ 이하, 0.6 ㎜ 이하, 0.55 ㎜ 이하, 0.4 ㎜ 이하, 0.3 ㎜ 이하, 또는 0.2 ㎜ 이하일 수 있음; 및 유리-계 물품의 중앙에서, 12 mol%, 11 mol%, 10 mol%, 9.5 mol%, 9 mol%, 8.5 mol%, 또는 8 mol% 이하인 Li2O 몰 농도를 포함한다.
하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 물품은, 유리-계 물품의 중앙에서, 12 mol%, 11 mol%, 10 mol%, 9.5 mol%, 9 mol%, 8.5 mol%, 또는 8 mol% 이하인 Li2O 몰 농도를 포함한다.
Li2O 몰 농도와 조합하여, 유리-계 물품은, 다음의 특색들: 0.7 MPa*sqrt(m), 0.75 MPa*sqrt(m), 또는 0.77 MPa*sqrt(m) 이상의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및/또는 1.3 MPa*sqrt(m), 1.2 MPa*sqrt(m), 1.1 MPa*sqrt(m), 0.95 MPa*sqrt(m), 또는 0.9 MPa*sqrt(m) 이하의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성; 500 MPa, 550 MPa, 600 MPa, 650 MPa, 700 MPa, 750 MPa, 800 MPa, 850 MPa, 900 MPa, 950 MPa, 1000 MPa, 1050 MPa, 1100 MPa, 1150 MPa, 또는 1200 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 압축 응력(CS); 80 MPa, 85 MPa, 90 MPa, 95 MPa, 100 MPa, 105 MPa, 110 MPa, 115 MPa, 120 MPa, 125 MPa, 130 MPa, 135 MPa, 140 MPa, 145 MPa, 150 MPa, 155 MPa, 160 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 니에서의 압축 응력(CSk); 68 MPa, 69 MPa, 70 MPa, 71 MPa, 72 MPa, 73 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 장력(PT); 0.13t, 0.14t, 0.15t, 0.16t, 0.17t, 0.18t, 0.19t, 0.20t, 0.21t, 0.22t 이상, 및/또는 0.30t, 0.29t, 0.28t, 0.27t, 0.26t, 0.25t, 0.24t, 0.23t 이하, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 압축의 깊이(DOC); 0.007t, 0.008t, 0.009t, 또는 0.01t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하고, 및/또는 7 microns 이상, 7.8 microns 이상, 8 microns 이상, 8.5 microns 이상, 9 microns 이상, 9.5 microns 이상, 10 microns 이상, 10.5 microns 이상, 또는 11 microns 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 표면으로부터의 깊이에서, 스파이크의 층의 깊이(DOLsp); 중 하나 또는 조합을 보유할 수 있고; 음의 곡률 영역, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수가 음이며, 상기 음의 곡률 영역이 압축 응력층에 위치됨, 및 하나 이상의 다음 특징들: 0.003 MPa/㎛2, 0.005 MPa/㎛2, 0.007 MPa/㎛2, 또는 0.009 MPa/㎛2 이상인 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값; 및/또는 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t, 0.04t, 0.05t, 0.06t, 0.07t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는 최대 절대값; 및/또는 0.2t, 0.17t, 0.14t, 0.11t, 또는 0.1t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에 위치되는, 최대 절대값; 및/또는 19 GPa, 32GPa, 45GPa, 또는 57 GPa 이상인 음의 2차 도함수의 최대 절대값과 t의 곱을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 다음의 특징들: 0.2 MPa/㎛ 이하의 기울기의 평균 절대값; 및/또는 80 MPa, 90 MPa, 또는 100 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력을 갖는 낮은 기울기 영역을 포함하는 응력 프로파일; 하나 이상의 구현 예에서, 상기 낮은 기울기 영역은 압축 응력층에 위치되고, 10 ㎛ 이상으로 연장되며, 및/또는 상기 낮은 기울기 영역은 0.01t, 0.012t, 0.015t, 0.02t 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에서 시작하고; 및/또는 0.2t, 0.15t, 0.12t, 0.1t, 또는 0.09t 미만, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 깊이에 위치됨; 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위, 및 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위의 범위에서 t; 및/또는 t는 0.8 ㎜ 이하, 0.75 ㎜ 이하, 0.73 ㎜ 이하, 0.70 ㎜ 이하, 0.65 ㎜ 이하, 0.6 ㎜ 이하, 0.55 ㎜ 이하, 0.4 ㎜ 이하, 0.3 ㎜ 이하, 또는 0.2 ㎜ 이하일 수 있음; 유리-계 물품의 중앙에서, 2.0, 1.9, 1.8, 1.6, 1.4, 1.2 이하인 Li2O/Na2O 몰비; 및 0.65 이상 내지 1.2 이하; 또는 0.70 이상 내지 1.1 이하; 또는 0.75 이상 내지 1.5 이하; 0.75 이상 내지 1.25 이하; 또는 0.8 이상 내지 1.1 이하, 또는 0.85 이상 내지 1.05 이하, 또는 0.9 이상 내지 1 이하인 Li2O/Na2O 몰비를 포함한다.
구현 예에서, Li-함유 유리 물품의 응력 프로파일은, 높은 표면 CS, 높은 니 응력(CSk), 및 높은 압축의 깊이(DOC)를 갖는다. DOC는, 0.15t 이상, 또는 0.18t 이상과 같은, 유리 물품의 두께(t)의 부분(fraction)으로 표현될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 이들 특성들은 높은 파괴 인성(KIC), 예컨대, 0.77 MPa m1/2 이상의 KIC을 갖는 유리 조성물을 사용하여 생성된다. 이러한 응력 프로파일은, 기존 프로파일이 110 MPa 이하인 CSk를 갖는 경우, 800 MPa를 넘는 CS, 0.18t를 넘는 DOC, 및 7.5㎛ 이상의 스파이크의 층의 깊이(DOLsp)와 조합될 때, 0.7 ㎜ 이하와 같은, 더 작은 두께에 특히 적합하다. 부가적으로, 몇몇 경우에서, 유리 물품의 중앙에서 유리의 조성물은 1.2 이하인 Li2O/Na2O 몰비를 나타낸다. 유리 물품의 중앙에서 조성물은, 유리 물품의 중앙에서 이온 교환이 실질적으로 없거나 전혀 없기 때문에, 이온 교환되기 전에 유리의 조성물과 비슷하다.
구현 예에서, 응력 프로파일은 DOC/t, CS, 및 DOLsp의 높은 값과 동시에 125 MPa 이상의 CSk를 포함한다. 구현 예들에서, 응력 프로파일은, 150 MPa 이상, 160 MPa 이상, 또는 170 MPa 이상과 같은, 140 MPa 이상인 CSk를 가질 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 더 높은 CSk 값은, CS, DOL, 및 DOC/t의 크기에 대해 약간 더 낮은 값들을 가져도 강한 제품을 제공할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 응력 프로파일에서 최고 장력(PT)은, 75 MPa 이상, 또는 80 MPa 이상, 또는 74MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa와 같은, 70 MPa 이상일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 응력 프로파일에서 PT는, 95 MPa 이하, 또는 100 MPa 이하와 같은, 90 MPa 이하이다. 몇몇 구현 예에서, PT는, 100
Figure pct00001
이하, 95
Figure pct00002
이하, 90
Figure pct00003
이하, 80
Figure pct00004
이하, 또는 77
Figure pct00005
이하와 같은, 110
Figure pct00006
이하이며, 여기서, t는 ㎜ 단위로 유리 물품의 두께이다.
높은 CSk 및 기타 바람직한 속성을 갖는 응력 프로파일은, 다른 비의 Na 및 K를 갖는 욕조(baths)에서 2-단계 이온 교환에 의해 Na-함유 유리에서 잠재적으로 얻어질 수 있다. 그러나, 이러한 경우, 이온 교환은, 대략 하루 정도로, 길고, 유리 조성물의 파괴 인성은, 0.73 미만 또는 0.68 미만과 같이, 낮다. 따라서, 리튬 함유 유리는 원하는 응력 프로파일을 달성하는데 바람직하다.
구현 예들에서, Li-함유 유리의 응력 프로파일은, 970 MPa 이상의 표면 CS, 50 MPa 이상의 CSk, 및 150 ㎛ 이상의 DOC 및/또는 0.18 이상의 DOC/t를 갖는다. 몇몇 구현 예에서, CS는 1000 MPa 이상, 예컨대, 1030 MPa 이상이다. 몇몇 구현 예에서, CSk는 70 MPa 이상, 예컨대, 80 MPa 이상, 90 MPa 이상, 100 MPa 이상, 또는 110 MPa 이상이다. 몇몇 구현 예에서, DOC/t는 0.19 이상이다. 몇몇 구현 예에서, 응력 프로파일은 7 ㎛ 이상 내지 9.5 ㎛ 이하의 DOLsp를 갖는다. 몇몇 구현 예에서, DOLsp는 9.5 ㎛ 이상 내지 14 ㎛ 이하이다. 몇몇 구현 예에서, 응력 프로파일의 최고 장력(PT)은, 50 MPa 이상, 예컨대, 60 MPa 이상, 70 MPa 이상, 또는 76 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상이다. 몇몇 구현 예에서, PT는, 95 MPa 이하, 또는 100 MPa 이하와 같은, 90 MPa 이하이다. 몇몇 구현 예에서, PT는, 100
Figure pct00007
이하, 95
Figure pct00008
이하, 90
Figure pct00009
이하, 80
Figure pct00010
이하, 또는 77
Figure pct00011
이하와 같은, 110
Figure pct00012
이하이며, 여기서, t는 ㎜ 단위로 유리 물품의 두께이다.
구현 예들에서, 리튬-함유 유리 물품에 대한 응력 프로파일은, 400 MPa 이상의 최고 CS, 3.5 ㎛ 이상 내지 15 ㎛ 이하의 DOLsp, 73 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상의 최고 장력(PT), 0.18 이상의 DOC/t, 유리 물품의 중앙에서 1.6 이하인 Li2O/Na2O 몰 농도비, 및 응력 프로파일의 장력 영역이 멱승법 프로파일(power-law profile)에 맞는 경우, 2.0 이하인 프로파일을 설명하는 멱승(p)를 갖는다. 몇몇 구현 예에서, 프로파일을 설명하는 멱승(p)은, 2.05 이하, 예컨대, 1.95 이하, 또는 1.9 이하이다. 몇몇 구현 예에서, DOC/t는 0.19 이상이다. 몇몇 구현 예에서, PT는, 110
Figure pct00013
이하, 예컨대, 100
Figure pct00014
이하, 95
Figure pct00015
이하, 90
Figure pct00016
이하, 80
Figure pct00017
이하, 또는 77
Figure pct00018
이하이고, 여기서, t는 ㎜ 단위로 유리 물품의 두께이다. 몇몇 구현 예에서, 유리 물품의 중앙에서 Li2O/Na2O 몰 농도 비는 0.6 이상, 예컨대, 0.7 이상, 또는 0.8 이상이다.
구현 예들에서, 유리 물품의 중앙에서 Li2O의 몰 농도는, 9.5 mol% 이하, 예컨대, 9 mol% 이하, 8.5 mol% 이하, 또는 8.2 mol% 이하이다. 몇몇 구현 예에서, 유리 물품의 중앙에서 Na2O의 몰 농도는, 10 mol% 이하, 예컨대, 9.5 mol% 이하, 9.0 mol% 이하, 또는 8.5 mol% 이하이다. 위에서 논의된 바와 같이, 유리 물품의 중앙에서 조성물은 이온 교환 전에 유리 조성물에 상응한다. 이들 조성물은, 바람직한 이온 확산성이 달성되는 것을 가능하게 하고, 퓨전 형성 공정(fusion forming process)과의 호환성, 및 높은 DOC를 달성하는 능력을 가능하게 한다.
구현 예들에서, 리튬-함유 유리 물품에 대한 응력 프로파일은, 400 MPa 이상의 최고 CS, 3.5 ㎛ 이상 내지 15㎛ 이하의 DOLsp, 65 MPa 이상의 CSk, 150 ㎛ 이상의 DOC 및/또는 0.19 이상의 DOC/t, 및 응력 프로파일에서 음의 곡률 영역을 가지며, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수는 음이고, 상기 음의 곡률 영역은 압축 응력층에 위치되며, 상기 음의 곡률 영역에서 음의 2차 도함수의 절대값에서 최고는 10㎛ 이상 내지 0.18t 이하까지의 깊이에서 발생하고, 상기 음의 곡률 영역에서 음의 2차 도함수의 절대값에서 최고는 3000 MPa/㎜2 이상이다. 몇몇 구현 예에서, 음의 곡률 영역에서 음의 2차 도함수의 절대값에서 최고는 20 ㎛ 이상, 예컨대, 30 ㎛ 이상, 또는 40 ㎛ 이상인 깊이에서 발생한다. 몇몇 구현 예에서, 음의 곡률 영역에서 음의 2차 도함수의 절대값에서 최고는 50000 MPa/㎜2 이하이다. 몇몇 구현 예에서, 음의 곡률 영역에서 음의 2차 도함수의 절대값에서 최고는 4000 MPa/㎜2 이상, 예컨대, 5000 MPa/㎜2 이상, 6000 MPa/㎜2 이상, 또는 8000 MPa/㎜2 이상이다. 몇몇 구현 예에서, 음의 곡률 영역에서 음의 2차 도함수의 절대값에서 최고는 4500/t2 MPa/㎜2 이상, 예컨대, 5500/t2 MPa/㎜2 이상, 또는 6600/t2 MPa/㎜2, 8000/t2 MPa/㎜2 이상, 또는 12000/t2 MPa/㎜2 이상이다. 몇몇 구현 예에서, 최고 CS는 700 MPa 이상, 예컨대, 750 MPa 이상이다. 몇몇 구현 예에서, CSk는 65 MPa 이상, 예컨대, 75 MPa 이상, 또는 85 MPa 이상이다. 몇몇 구현 예에서, DOC는 160 ㎛ 이상이다. 몇몇 구현 예에서, DOC/t는 0.20 이상이다.
구현 예에서, 유리 물품의 중앙에서 Li2O 몰 농도는 6.5 mol% 이상이다. 몇몇 구현 예에서, 유리 물품의 중앙에서 Li2O 대 Na2O의 몰비는, 0.7 이상과 같은, 0.6 이상이다. 몇몇 구현 예에서, 유리 물품의 중앙에서 Li2O 대 Na2O의 몰비는, 1.2 이하, 예컨대, 1.1 이하, 또는 1.0 이하이다. 몇몇 구현 예에서, 최고 장력(PT)은, 65 MPa 이상, 예컨대, 68 MPa 이상, 71 MPa 이상, 또는 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상이다. 몇몇 구현 예에서, PT는, 100 MPa 이하, 예컨대, 95 MPa 이하, 90 MPa 이하, 85 MPa 이하, 82 MPa 이하, 또는 80 MPa 이하이다.
구현 예들에서, 유리 물품은 두께(t)를 갖는 평면 부분을 갖고, 유리 물품의 부분은 압축의 깊이까지 연장되는 외부 표면 상에 압축 응력층을 갖는다. 압축 응력층은 0.1t 이상, 예컨대, 0.12t 이상, 0.15t 이상, 0.17t 이상, 0.18t, 또는 0.19t 이상의 압축의 깊이(DOC)까지 연장된다. 유리 물품은, 980 MPa 이상, 1000 MPa 이상, 1040 MPa 이상, 또는 1070 MPa 이상과 같이, 950 MPa 이상의 최대 압축 응력(CSmax)으로 압축 응력의 근-표면 "스파이크"(near-surface "spike")를 나타내는 비교적 얕은 영역을 갖는다. 유리 물품은, 3 ㎛ 이상 내지 30㎛ 이하의 "스파이크의 층의 깊이"(DOLsp)를 갖는다. 유리 물품은, 50 MPa 이상, 예컨대, 60 MPa 이상, 70 MPa 이상, 80 MPa 이상, 90 MPa 이상 또는 100 MPa 이상의 응력 프로파일의 니 응력(CSk)을 갖는다. 스파이크 영역은, 일반적으로 더 깊은 부분의 압축-응력층에 비해 실질적으로 더 높은 CS를 갖는 것을 특징으로 한다.
니 응력(CSk)은, 더 깊은 부분의 CS 프로파일이 깊이(DOLsp)에서 외삽된 압축 응력의 값으로 정의된다. 스파이크의 깊이(DOLsp)는, 상기 CS-스파이크 영역에서 가이딩된 광학 모드(guided optical modes)에 상응하는 프리즘-커플링 각도-커플링 스펙트럼(prism-coupling angular-coupling spectrum)에서 프린지의 수(the number of fringes)를 활용하는 알려진 방법에 의해 표면-응력 측정기에 의해 측정된 것으로 보고된다. DOLsp이 약 5.5 ㎛ 미만인 경우, 측정 파장은, 590 ㎚ 미만일 수 있어 하나의 편광 상태(polarization state)에서 적어도 둘의 이러한 프린지를 측정하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 측정 파장은 545 ㎚, 또는 심지어 365 ㎚일 수 있다. DOLsp이 약 4 ㎛ 미만인 경우, CS 스파이크가 Na 또는 Li와 같은 유리에서 작은 이온과 비교할 때 칼륨(K)과 같은 더 큰 이온의 근-표면층의 실질적인 농축(enrichment)의 결과인 경우, DOLsp는 정확하게 추정될 수 있다. 이러한 경우에서, DOLsp는, 이러한 더 큰 이온의 농도가 깊이에 따른 이의 추가 붕괴(decay)를 무시 가능한 것으로 간주할 수 있는 수준으로 떨어뜨려진(예를 들어, 최대 K 농도에서 다음 20 ㎛의 깊이에서 발생하는 기준선 수준까지 90% 떨어뜨려진) 깊이인 것으로 간주될 수 있다. 니 응력을 포함하는 응력 프로파일의 개략적인 표현은 도 2에 제공된다.
몇몇 구현 예에서, 비 DOC/t는, 0.3 이하, 예컨대, 0.28 이하, 0.25 이하, 또는 0.24 이하이다.
몇몇 구현 예에서, 유리 물품은, 유리 물품의 중앙에서 Li2O의 농도가 0.1 mol%를 초과하도록, 리튬을 함유한다. 몇몇 구현 예에서, 유리 물품의 중앙에서 Li2O 농도는, 4 mol% 이상, 예컨대, 5 mol% 이상, 6 mol% 이상, 또는 7 mol% 이상이다. 몇몇 구현 예에서, 유리 물품의 중앙에서 Li2O 농도는 25 mol% 이하, 예컨대, 20 mol% 이하, 16 mol% 이하, 또는 12 mol% 이하이다. 몇몇 구현 예에서, 유리 물품의 중앙과 동일한 조성물을 갖는 유리 조성물은, 0.77
Figure pct00019
이상인 파괴 인성(KIC)을 갖는다.
몇몇 구현 예에서, 제1 이온 교환 단계는, 500 MPa 이상의 최고 CS, 140 MPa 이상의 CSk, 4㎛ 이상의 DOLsp, 0.18 이상의 DOC/t 비, 및 73 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상의 최고 장력(PT)을 특징으로 하는 응력 프로파일을 생성할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, PT는, 77
Figure pct00020
이하, 예컨대, 80
Figure pct00021
이하, 90
Figure pct00022
이하, 95
Figure pct00023
이하, 100
Figure pct00024
이하, 또는 110
Figure pct00025
이하이며, 여기서, 두께(t)는 ㎜ 단위로 측정된다. 몇몇 구현 예에서, DOLsp는 4 ㎛ 이상, 예컨대, 5㎛ 이상, 6㎛ 이상, 또는 7㎛ 이상이다. 몇몇 구현 예에서, DOC/t 비는, 0.18 이상, 예컨대, 0.185 이상, 0.19 이상, 또는 0.195 이상이다. 몇몇 구현 예에서, PT는, 73 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상, 예컨대, 78 MPa 이상, 83 MPa 이상, 또는 88 MPa 이상이다.
몇몇 구현 예에서, 제2 이온 교환 단계는, 700 MPa 이상의 CS, 3.5 ㎛ 이상의 DOLsp, 110 MPa 이상의 CSk, 0.18 이상의 DOC/t, 및 73 MPa, 74 MPa, 75 MPa, 77 MPa, 79 MPa, 80 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa 이상의 PT를 갖는 응력 프로파일을 생성할 수 있다. 몇몇 구현 예에서, CS는 800 MPa 이상이다. 몇몇 구현 예에서, DOLsp는 5㎛ 이상, 예컨대, 6㎛ 이상, 7㎛ 이상, 또는 7.5㎛ 이상이다. 몇몇 구현 예에서, CSk는, 120 MPa 이상과 같이, 115 MPa 이상이다. 몇몇 구현 예에서, DOC/t는 0.185 이상, 예컨대, 0.19 이상이다. 몇몇 구현 예에서, PT는 78MPa 이상, 예컨대, 83 MPa 이상이다. 몇몇 구현 예에서, PT는, 110
Figure pct00026
이하, 예컨대, 100
Figure pct00027
이하, 95
Figure pct00028
이하, 90
Figure pct00029
이하, 80
Figure pct00030
이하, 또는 77
Figure pct00031
이하일 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 이들 실시 예들은 또한 비-파열성(non-frangible)일 수 있다.
몇몇 구현 예에서, 유리-계 물품은: 기판 두께(t)(여기서, t는 0.4 ㎜ 이상 내지 1.3 ㎜ 이하임)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판; 1.5 MPa/micron 이하인 DOC에서 응력 기울기; 및 0.15t 이상의 압축의 깊이(DOC) 및 4 MPa·㎜ 내지 20 MPa·㎜의 범위에 있는 하나의 압축 존에서 응력 적분의 절대값을 포함하는 응력 프로파일을 포함한다.
0.4 ㎜ 이상 내지 1.3㎜ 이하인 t, 0.15t 이상인 DOC; 및 4 MPa·㎜ 내지 20 MPa·㎜의 범위에 있는 하나의 압축 존에서 응력 적분의 절대값은, 하기 특색들 중 하나 이상과 조합될 수 있다:
0.16t, 0.17t, 0.18t, 0.19t, 0.195t 이상, 및/또는 0.23t, 또는 0.22t 이하, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, DOC;
95 microns, 110 microns, 120 microns, 130 microns, 150 microns, 160 microns, 165 microns 이상, 및/또는 300 microns, 250 microns, 또는 200 microns 이하, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, DOC;
400 MPa, 500 MPa, 600 MPa, 970 MPa, 1030 MPa 이상, 및/또는 1200 MPa 이하, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 압축 응력(CS);
1.4 MPa/micron 이하, 1.3 MPa/micron 이하, 1.25 MPa/micron 이하, 1.14 MPa/micron 이하, 및/또는 0.4 MPa/micron 이상, 0.5 MPa/micron 이상, 0.6 MPa/micron 이상, 0.65 MPa/micron 이상, 0.7 MPa/micron 이상, 0.75 MPa/micron 이상, 또는 0.8 MPa/micron 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, DOC에서 응력 기울기;
55 MPa 이상, 65 MPa 이상, 72 MPa 이상, 75 MPa 이상, 78 MPa 이상, 또는 80 MPa 이상, 83 MPa 이상, 74 MPa 이상, 77 MPa 이상, 79 MPa 이상, 81 MPa, 82 MPa, 84 MPa, 86 MPa, 또는 88 MPa, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 최고 장력(PT);
110/sqrt(t) 이하, 여기서 t는 ㎜ 단위의 두께임, 102/sqrt(t) 이하, 97/sqrt(t) 이하, 92/sqrt(t) 이하, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, PT(MPa);
6 MPa·㎜ 이상, 7 MPa·㎜ 이상, 8 MPa·㎜ 이상, 및/또는 16 MPa·㎜ 이하, 15 MPa·㎜ 이하, 14 MPa·㎜ 이하, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 하나의 압축 존에서 응력 적분의 절대값;
13 MPa 이상, 14 MPa 이상, 또는 15 MPa 이상, 및/또는 20 MPa 이하, 19 MPa 이하, 18 MPa 이하, 17 MPa 이하, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 두께로 나눈 하나의 압축 존에서 응력 적분의 절대값;
30 MPa·㎜ 이하, 28 MPa·㎜ 이하, 26 MPa·㎜ 이하, 및/또는 13 MPa·㎜ 이상, 15 MPa·㎜ 이상, 17 MPa·㎜ 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 장력 존에 걸친 응력 적분의 절대값;
2개의 서브-영역을 포함하는 압축 응력 영역, 여기서, 더 얕은 서브-영역에서 평균 응력 기울기는 더 깊은 서브-영역에서 평균 응력 기울기보다 적어도 4배 만큼 더 크고, 여기서, 더 얕은 서브-영역은 2 microns을 초과하는 깊이 DOLsp를 가지며, 여기서, 더 깊은 영역은 DOLsp를 초과하는 깊이로부터 DOLsp를 적어도 3배 초과하는 깊이까지 연장됨;
3 microns 이상, 3.5 microns 이상, 4 microns 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, DOLsp;
0.003t 이상, 0.004t 이상, 0.005t 이상, 0.006t 이상, 및/또는 20 microns 이하, 16 microns 이하, 13 microns 이하, 12 microns 이하, 11 microns 이하, 및/또는 0.026t 이하, 0.02t 이하, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, DOLsp;
약 1.2DOLsp 및 1.5DOLsp 범위의 깊이에서 니 응력(CSk), 여기서 CSk는 70 MPa 이상, 80 MPa 이상, 90 MPa 이상, 100 MPa 이상, 120 MPa 이상, 130 MPa 이상, 140 MPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함함;
깊이의 함수에 따른 CS의 절대값에 대해 음의 2차 도함수를 갖는 압축-응력 영역의 부분, 여기서, 2차 도함수의 최대 절대값은 0.003 MPa/micron2 이상, 0.005 MPa/micron2 이상, 0.007 MPa/micron2 이상, 0.009 MPa/micron2 이상임;
0.01t 이상, 0.015t 이상, 0.020t 이상, 0.040t 이상, 0.050t 이상의 깊이, 및/또는 0.2t 이하, 또는 0.17t 이하의 깊이, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는 깊이에서 발생하는 CS의 음의 2차 도함수의 최고 절대값;
19GPa 이상, 32GPa 이상, 45GPa 이상, 57GPa 이상, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, CS의 최대 음의 2차 도함수와 시트 두께의 곱;
0.6 MPa*sqrt(m) 이상, 0.7 MPa*sqrt(m) 이상, 0.76 MPa*sqrt(m) 이상, 및/또는 0.9 MPa*sqrt(m) 이하, 0.83 MPa*sqrt(m) 이하, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 파괴 인성을 갖는 중심 조성물;
5 mol% Na2O 이상, 또는 7 mol% Na2O 이상, 및/또는 18 mol% Na2O 이하, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 중심 조성물; 및
0.5 mol% K2O 이상, 또는 0.3 mol% K2O 이상, 및/또는 4 mol% K2O 이하, 이들 사이에 모든 값들 및 서브범위를 포함하는, 중심 조성물.
여기에 기재된 응력 프로파일을 갖는 유리 물품은, 여러 파손 모드 - (예를 들어, 높은 CS 및 7 ㎛ 이상의 DOL를 갖는 표면 압축 스파이크를 사용하여 억제되는 것과 같은) 부드러운 경질 표면 상으로 낙하로 인한 과응력(overstress), (예를 들어, 증가된 DOC를 갖는 것에 의해 억제된 것과 같은) 장력으로 인한 파손과 함께 (약 90 ㎛ 이상의 깊이와 같은) 깊은 손상 도입, 및 (깊이의 함수에 따른 압축 응력의 음의 2차 도함수 및 높은 DOC를 갖는 프로파일, 또는 증가된 CSk 및 높은 DOC를 동시에 갖는 프로파일에 의해 몇몇 경우에서 얻어진, 중간 및 더 큰 깊이에서 높은 압축 응력을 가짐으로써 억제되는 것과 같은) 동시 또는 후속 굽힘과 함께 조합된 (약 30 ㎛ 이상 내지 약 90 ㎛ 이하의 깊이와 같은) 중간 깊이로 손상 도입을, 동시에 고려할 때 내파괴성의 전반적인 개선의 장점을 제공한다. 여기에 기재된 응력 프로파일은 또한 이온 교환되기 전 유리 내에 적어도 부분적인 리튬 함량으로 인해 빠른 화학적 강화(이온 교환)를 가능하게 하고, 리튬에 대한 나트륨 이온 교환은, DOC의 빠른 증가를 가능하게 한다. 부가적으로, 나트륨 이온 확산의 속도에서 추가적인 증가는, 유리 조성물의 Li2O:Na2O 몰비가 0.3 이상 내지 1.5 이하, 예컨대, 0.65 이상 내지 1.2 이하; 또는 0.70 초과 내지 1.1 미만; 또는 0.75 초과 내지 1.5 미만; 또는 0.75 초과 내지 1.25 미만; 또는 0.8 초과 내지 1.1 미만, 또는 0.85 초과 내지 1.05 미만, 또는 0.9 초과 내지 1 미만인 경우, 달성된다.
여기에 개시된 응력 프로파일은 또한 더 낮은 비용의 화학적 강화(이온 교환)로 달성될 수 있다. 예를 들어, 단일 이온 교환 단계를 통해 얻어진, 높은 파괴 인성을 갖는 Li-함유 유리에서, 상대적으로 높은 표면 CS, DOLsp, CSk, 및 DOC를 동시에 갖는 응력 프로파일은, 2-단계 이온 교환 공정을 통해 얻어진 유사한 응력 프로파일보다 유리하게 더 낮은 비용을 발생시킨다.
하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 물품의 응력 프로파일은, 증가된 수준의 압축 응력을 포함하는 스파이크 영역을 포함할 수 있다. 이러한 응력 프로파일은, 증가된 DOLsp 및 증가된 표면 CS를 특징으로 하며, 감소된 CSk를 나타낼 수 있다. 이러한 응력 프로파일은, 거친 표면 상으로 증가된 다중-방향 낙하 성능(multi-orientation drop performance)에 의해 예시된 것처럼, 스파이크 영역에서 증가된 양의 압축 응력에 기인하여 흠 형성(flaw formation)에 대해 개선된 저항성을 나타낸다. 임의의 특정 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 스파이크 영역의 증가된 구역은, 유리-계 물품에서 흠의 형성을 방지하는 것으로 믿어지며, 3-차원적으로 형상화된 물품 및 감소된 두께를 갖는 물품에 대해 특히 현저한 효과일 수 있다. 증가된 스파이크 영역 구역과 관련된 유익한 효과는, 유리-계 물품에서 더 깊은 깊이에 존재하는 압축 응력의 양이 감소될 수 있고, 원하는 성능을 유지할 수 있을 정도로 매우 중요한 것으로 보이다.
이러한 "큰 스파이크 구역" 프로파일은, 적어도 80 MPa의 CSk, 적어도 970 MPa의 최고 압축 응력, 및 적어도 0.17의 물품 두께에 대한 압축의 깊이의 비와 함께, 적어도 0.02t의 DOLsp를 특징으로 할 수 있고, 여기서, t는 유리-계 물품의 두께 및/또는 적어도 10 ㎛이다. 응력 프로파일의 이러한 특징은, 여기에 기재된 임의의 다른 응력 프로파일 속성과 더욱 조합될 수 있다. 하나 이상의 구현 예에서, 물품은, 최대 0.04t의 DOLsp, 최대 0.036t의 DOLsp, 최대 0.032t의 DOLsp, 최대 0.03t의 DOLsp, 또는 최대 0.028t의 DOLsp를 가질 수 있다. 하나 이상의 구현 예에서, 물품은, 최대 20 ㎛의 DOLsp, 최대 19 ㎛의 DOLsp, 최대 18 ㎛의 DOLsp, 최대 17 ㎛의 DOLsp, 최대 16 ㎛의 DOLsp, 최대 15 ㎛의 DOLsp, 또는 최대 14 ㎛의 DOLsp를 가질 수 있다. 하나 이상의 구현 예에서, 물품은, 50 MPa 이상, 55 MPa 이상, 60 MPa 이상, 65 MPa 이상, 70 MPa 이상, 75 MPa 이상, 80 MPa 이상, 85 MPa 이상, 90 MPa 이상, 95 MPa 이상, 100 MPa 이상, 또는 그 이상의 CSk를 가질 수 있다. 하나 이상의 구현 예에서, 물품은, 150 MPa 이하, 140 MPa 이하, 130 MPa 이하, 120 MPa 이하, 115 MPa 이하, 또는 그 이하의 CSk를 가질 수 있다. 물품의 CSk는, 이들 최소 및 최대 값들의 임의의 조합으로부터 형성된 범위에 있을 수 있다.
하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 물품의 응력 프로파일은, 스파이크 영역의 사다리꼴 구역(trapezoidal area)을 특징으로 할 수 있다. 스파이크 영역의 사다리꼴 구역(TAsp)은 하기 수학식 1에 따라 계산될 수 있다:
[수학식 1]
TAsp = 0.5*(CS+CSk)*DOLsp
여기서, CS는 최고 압축 응력이고, CSk는 니에서 압축 응력이며, DOLsp는 스파이크의 깊이이다. 하나 이상의 구현 예에서, 여기에 기재된 응력 프로파일은, 4000 MPa*㎛ 이상, 4400 MPa*㎛ 이상, 4700 MPa*㎛ 이상, 5000 MPa*㎛ 이상, 5300 MPa*㎛ 이상, 5500 MPa*㎛ 이상, 5700 MPa*㎛ 이상, 5800 MPa*㎛ 이상, 또는 이러한 값으로부터 형성된 임의의 서브-범위의 TAsp 값을 특징으로 할 수 있다.
여기에서 활용된 바와 같은, KIC 파괴 인성은, 이중 외팔보 빔(DCB) 방법에 의해 측정된다. KIC 값은 유리-계 물품을 형성하기 위해 이온 교환되기 전 유리-계 기판에 대해 측정된다. DCB 시편 기하학적 구조(specimen geometry)는, 균열 길이(a), 적용된 하중(P), 단면 치수(w 및 2h), 및 균열-가이딩 그루브(crack-guiding groove)의 두께(b)인, 파라미터와 함께, 도 3에 나타낸다. 샘플은 폭(2h = 1.25 ㎝) 및 두께 범위(w = 0.3 ㎜ 내지 1 ㎜)의 직사각형으로 절단되며, 샘플의 전체 길이는 임계 치수가 아니며, 5 ㎝로부터 10 ㎝까지 변한다. 샘플 홀더 및 로드(load)에 샘플을 부착시키는 수단을 제공하기 위해 다이아몬드 드릴(diamond drill)로 양쪽 말단에 홀(hole)은 천공된다. 균열 "가이딩 그루브"는 다이아몬드 블레이드(diamond blade)를 갖는 웨이퍼 다이싱 쏘(wafer dicing saw)를 사용하여 양 평면들 상에 샘플의 길이로 절개되어, 블레이드 두께에 상응하는 180 ㎛의 높이로, 총 플레이트 두께의 대략 절반인, 물질의 "웹(web)"(도 3에서 치수 b)을 남긴다. 다이싱 쏘의 고정밀 치수 공차는, 최소 샘플-간 변화를 가능하게 한다. 다이싱 쏘는 또한 a = 15 ㎜인 초기 균열을 절단하는데 사용된다. 이러한 최종 작업의 결과로써, 물질의 매우 얇은 웨지(wedge)는, (블레이드 곡률로 인해) 균열 팁 근처에서 생성되어, 샘플에서 더 쉬운 균열 개시를 가능하게 한다. 샘플은 샘플의 하부 홀에서 강철 와이어로 금속 샘플 홀더에 장착된다. 샘플은 또한 낮은 로딩 조건(low loading conditions)하에서 샘플 수준을 유지하기 위해 반대 말단 상에 지지된다. 로드 셀(FUTEK, LSB200)과 직렬로 연결된 스프링은, 로프 및 고정밀 슬라이드를 사용하여, 하중을 점차적으로 적용하기 위해, 상부 홀에 건 다음, 연장된다. 균열은 디지털 카메라 및 컴퓨터에 부착된 5 ㎛ 해상도(resolution)를 갖는 현미경을 사용하여 모니터링된다. 적용된 응력 강도(KP)는, 하기 수학식 2를 사용하여 계산된다:
[수학식 2]
Figure pct00032
각 샘플에 대해, 균열은 먼저 웹의 팁에서 시작된 다음, 첫시작 균열은, 응력 강도(stress intensity)를 정확하게 계산하기 위해 수학식 2에 대해 요구되는, 치수(a/h)의 비가 1.5를 초과할 때까지, 신중하게 준-임계적으로 성장된다. 이 지점에서, 균열 길이(a)는, 5㎛ 해상도를 갖는 이동 현미경(traveling microscope)을 사용하여 측정 및 기록된다. 한 방울의 톨루엔은 그 다음 균열 그루브 내에 놓고, 모세관력에 의해 그루브의 전체 길이를 따라 위킹되어(wicked), 파괴 인성이 도달될 때까지 균열이 움직이지 않도록 고정시킨다. 하중은 그 다음 샘플 파단이 발생할 때까지 증가되고, 임계 응력 강도(KIC)는 파손 하중 및 샘플 치수로부터 계산되며, KP는 측정 방법으로 인해 KIC와 같다.
유리-계 기판
기판으로 사용될 수 있는 유리의 예로는, 비록 다른 유리 조성물이 고려될지라도, 알칼리-알루미노 실리케이트 유리 조성물 또는 알칼리-함유 알루미노보로실리케이트 유리 조성물을 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 유리-계 기판의 구체적인 예로는, 알칼리-알루미노 실리케이트 유리, 알칼리-함유 보로실리케이트 유리, 알칼리-알루미노 보로실리케이트 유리, 알칼리-함유 리튬 알루미노실리케이트 유리, 또는 알칼리-함유 포스페이트 유리를 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 유리-계 기판은, 이온 교환 가능한 것을 특징으로 할 수 있는 기본 조성물을 갖는다. 여기에 사용된 바와 같은, "이온 교환 가능한"은, 조성물을 포함하는 기판이 기판의 표면에 또는 그 근처에 위치된 양이온을 크기가 더 크거나 더 작은 동일한 원자가의 양이온으로 교환할 수 있는 것을 의미한다.
하나 이상의 구현 예에서, 유리-계 기판은 리튬-함유 알루미노실리케이트를 포함할 수 있다.
구현 예들에서, 유리-계 기판은, 응력 프로파일을 형성할 수 있는 임의의 조성물로 형성될 수 있다. 몇몇 구현 예에서, 유리-계 기판은, 2017년 11월 29일자에 출원된, 명칭이 "Glasses with Low Excess Modifier Content"인, 미국 가 출원번호 제62/591,953호에 기재된 유리 조성물로부터 형성될 수 있으며, 이의 전체는 참조로서 여기에 병합된다. 몇몇 구현 예에서, 유리 물품은, 2017년 11월 29일자에 출원된, 명칭이 "Ion-Exchangeable Mixed Alkali Aluminosilicate Glasses"인, 미국 가 출원번호 제62/591,958호에 기재된 유리 조성물로부터 형성될 수 있으며, 이의 전체는 참조로서 여기에 병합된다.
유리-계 기판은 이것이 형성될 수 있는 방식을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 유리-계 기판은, 플로우트-형성 가능한(float-formable) (즉, 플로우트 공정에 의해 형성됨), 다운-인발 가능한, 특히, 퓨전-형성 가능한 또는 슬롯-인발 가능한 (즉, 퓨전 인발 공정 또는 슬롯 인발 공정과 같은 다운 인발 공정에 의해 형성됨) 것을 특징으로 할 수 있다.
여기에 기재된 유리-계 기판의 몇몇 구현 예는 다운-인발 공정에 의해 형성될 수 있다. 다운-인발 공정은 비교적 원래 그대로의 표면을 보유하는 균일한 두께를 가진 유리-계 기판을 생성한다. 유리 물품의 평균 휨 강도(flexural strength)가 표면 흠의 양과 크기에 의해 제어되기 때문에, 접촉이 최소화된 원래 그대로의 표면은 더 높은 초기 강도를 갖는다. 부가적으로, 다운 인발 유리 물품은, 비용이 많이 드는 그라인딩 및 연마없이 이의 최종 적용에 사용될 수 있는 매우 평평하고, 매끄러운 표면을 갖는다.
유리-계 기판의 몇몇 구현 예는, 퓨전-형성 가능한 (즉, 퓨전 인발 공정을 사용하여 형성 가능한) 것으로 설명될 수 있다. 퓨전 공정은 용융 유리 원료를 수용하기 위한 채널을 갖는 인발 탱크를 사용한다. 채널(channel)은 채널의 양측 상에 채널의 길이를 따라 상단이 개방된 웨어(weirs)를 갖는다. 채널이 용융 물질로 채워지면, 용융 유리는 웨어를 넘쳐 흐른다. 중력으로 인해, 용융 유리는 2개의 유동 유리 필름(flowing glass films)으로 인발 탱크의 외부 표면 아래로 흐른다. 인발 탱크의 외부 표면은, 이들이 인발 탱크 아래의 에지(edge)에서 합쳐지도록 아래 안쪽으로 연장된다. 2개의 유동 유리 필름은 이 에지에서 합쳐저 융합하고, 단일의 유동 유리 물품을 형성한다. 퓨전 인발 방법은, 채널을 넘쳐 흐르는 2개의 유리 필름이 함께 융합되기 때문에, 그 결과로 생긴 유리 물품의 외부 표면이 장치의 어떤 부분과도 접촉하지 않는다는 장점을 제공한다. 따라서, 퓨전 인발 유리 물품의 표면 특성은, 이러한 접촉에 영향을 받지 않는다.
여기에 기재된 유리-계 기판의 몇몇 구현 예는, 슬롯 인발 공정에 의해 형성될 수 있다. 슬롯 인발 공정은 퓨전 인발 방법과 다르다. 슬롯 인발 공정에서, 용융 원료 유리는 인발 탱크에 제공된다. 인발 탱크의 버텀은 슬롯의 길이를 연장하는 노즐을 갖는 개방 슬롯을 갖는다. 용융 유리는 슬롯/노즐을 통해 유동하고, 연속 유리 물품으로 아래쪽으로 및 어닐링 영역으로 인발된다.
하나 이상의 구현 예에서, 여기에 기재된 유리-계 기판은, 비정질 미세구조를 나타낼 수 있고, 결정 또는 결정자(crystallites)가 실질적으로 없을 수 있다. 다시 말해서, 유리-계 기판 물품은, 몇몇 구현 예에서, 유리-세라믹 물질을 배제한다.
이온 교환(IOX) 처리
염기 조성물(base compositions)을 갖는 유리 기판의 화학적 강화는, 이온-교환 가능한 유리 기판을 유리 내로 확산되는 양이온(예를 들어, K+, Na+, Ag+, 등)을 함유하면서 용융 욕조로 확산되는 유리의 더 작은 알칼리 이온(예를 들어, Na+, Li+)을 함유하는 용융 욕조에 배치시키는 단계에 의해 수행된다. 더 작은 양이온을 더 큰 양이온으로의 대체는, 유리의 상부 표면 근처에서 압축 응력을 생성시킨다. 인장 응력은 근-표면 압축 응력과 균형을 이루기 위해 유리의 내부에서 발생된다.
이온 교환 공정과 관련하여, 이들은 독립적으로 열-확산 공정 또는 전기-확산 공정일 수 있다. 유리가 다중 이온 교환 욕조에 침지되고, 상기 침지들 사이에 세척 및/또는 어닐링 단계를 갖는, 이온 교환 공정의 비 제한적인 예로는, 명칭이 "Glass with Compressive Surface for Consumer Applications"이고, 2008년 7월 11일자에 출원된, 미국 가 출원번호 제61/079,995호의 우선권을 주장하며, 여기서, 유리는 다양한 농도의 염 욕조들에서 다중의 연속적인 이온 교환 처리로 침지시켜 강화되는, 2013년 10월 22일자에 발행된, Douglas C. Allan et al.에 의한, 미국 특허 제8,561,429호, 및 명칭이 "Dual Stage Ion Exchange for Chemical Strengthening of Glass"이고, 2008년 7월 29일자에 출원된, 미국 가 출원번호 제61/084,398호의 우선권을 주장하며, 여기서, 유리는, 유출 이온으로 희석되는 제1 욕조에서 이온 교환에 의해 강화된 다음, 제1 욕조보다 더 작은 농도의 유출 이온을 갖는 제2 욕조에서 침지가 수반되는, 2011년 11월 20일자에 발행된, Christopher M. Lee et al.에 의한, 미국 특허 제8,312,739호에 기재되어 있다. 미국 특허 제8,561,429호 및 제8,312,739호의 전체적인 내용은 여기에 참조로서 병합된다.
이온 교환 공정이 수행된 후, 유리 물품의 표면에서 조성이 형성된-대로의 유리 물품(즉, 이온 교환 공정을 거치기 전의 유리 물품)의 조성과 다를 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이는, 예를 들어, Li+ 또는 Na+와 같은, 형성된-대로의 유리에서 알칼리 금속 이온의 한 타입이 각각, 예를 들어, Na+ 또는 K+와 같은, 더 큰 알칼리 금속 이온으로 대체된 결과이다. 그러나, 유리 물품의 깊이의 중앙에서 또는 그 근처에서의 유리 조성은, 구현 예에서, 여전히 형성된-대로의 유리 물품의 조성을 가질 것이다.
최종 제품
여기에 개시된 유리-계 물품은, 디스플레이를 갖는 물품(또는 디스플레이 물품)(예를 들어, 휴대 전화, 태블릿, 컴퓨터, 내비게이션 시스템, 및 이와 유사한 것을 포함하는, 소비자 전자제품), 건축용 물품, 수송용 물품(예를 들어, 자동차, 기차, 항공기, 선박, 등), 가전 물품, 또는 약간의 투명성, 내-스크래치성, 내마모성 또는 이들의 조합을 필요로 하는 물품과 같은 또 다른 물품으로 혼입될 수 있다. 여기에 개시된 유리 물품 중 어느 하나를 혼입하는 대표적인 물품은, 도 4a 및 4b에 나타낸다. 구체적으로, 도 4a 및 4b는, 전면(204), 후면(206), 및 측면(208)을 갖는 하우징(202); 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 있고, 적어도 컨트롤러, 메모리, 및 상기 하우징의 전면에 또는 인접한 디스플레이(210)를 포함하는, 전기 구성요소(도시되지 않음); 및 상기 디스플레이 위에 있도록 하우징의 전면에 또는 그 위에 커버 기판(212)을 포함한다. 몇몇 구현 예에서, 커버 기판(212)은, 여기에 개시된 유리 물품 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시 예
구현 예는 하기 실시 예에 의해 더욱 명확해질 것이다. 이들 실시 예는 전술된 구현 예를 제한하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
조성물 A 또는 조성물 B에 따른 리튬-알루미노 실리케이트 유리 조성물을 갖는 유리 시트는 형성된다. 형성되고 분석된 조성물 A는: 63.70 mol% SiO2, 0.39 mol% B2O3, 16.18 mol% Al2O3, 8.10 mol% Na2O, 0.53 mol% K2O, 8.04 mol% Li2O, 0.33 mol% MgO, 0.01 mol% TiO2, 0.02 mol% Fe2O3, 0.05 mol% SnO2, 및 2.64 mol% P2O5를 포함한다. 형성되고 분석된 조성물 B는: 63.60 mol% SiO2, 15.67 mol% Al2O3, 10.81 mol% Na2O, 6.24 mol% Li2O, 1.16 mol% ZnO, 0.04 mol% SnO2, 및 2.48 mol% P2O5를 포함한다.
실시 예 1-29 - 조성물 A에 기초한 유리 물품
유리 물품은 조성물 A로부터 형성되고, 하기 표 1에 기재된 조건에 따라 이온 교환된다.
실시 예 t,
㎜		 3D, Y/N 단계 1
NaNO3/KNO3/LiNO3 중량		 단계 1
℃		 단계 1
시간,
시		 단계 2
NaNO3/KNO3/LiNO3
중량		 단계 2
℃		 단계 2
시간,
시
1 0.5 3D, Y 38/62/0 390 2 - - -
2 0.5 3D, Y 38/62/0 390 2 1/99/0 370 0.33
3 0.5 3D, Y 38/62/0 390 2 5/95/0 380 0.33
4 0.5 3D, Y 38/62/0 390 2 6/94/0 380 0.33
5 0.5 2D, N 38/62/0 390 1.16 - - -
6 0.5 N 38/62/0 390 1.16 6/94/0 380 0.5
7 0.5 N 38/62/0 390 1.16 6/94/0 380 0.5
8 0.5 N 50/50/0 380 1.93 - - -
9 0.5 N 50/50/0 380 1.93 6/94/0 370 0.55
10 0.6 N 50/50/0 390 2 - - -
11 0.6 N 50/50/0 390 2 6/94/0 380 0.4
12 0.6 3D, Y 50/50/0 390 2.23 6/94/0 380 0.5
13 0.7 N 50/50/0 390 1.5 - - -
14 0.7 N 50/50/0 380 2.13 - - -
15 0.7 N 50/50/0 390 1.5 6/94/0 380 0.5
16 0.7 N 50/50/0 380 2.13 6/94/0 380 0.5
17 0.8 N 75/25/0.9 390 4
18 0.8 N 75/25/0.9 390 4 2/98/0 380 0.5
19 0.8 N 75/25/0.9 390 4 2/98/0.5 380 0.5
20 0.8 N 75/25/0.2 390 3.75 - - -
21 0.8 N 75/25/0.2 390 3.75 4/96/0.3 380 0.42
22 0.8 N 75/25/0 390 3.5 4/96/0.3 380 0.5
23 0.8 N 75/25/0.3 390 3.75 0.5/99.5/0 380 0.33
24 0.8 N 38/62/0 380 4.1 - - -
25 0.8 N 38/62/0 380 4.1 0.5/99.5/0 380 0.33
26 0.8 N 12/88/0 380 1.55 - - -
27 0.8 N 12/88/0 380 2.55 - - -
28 0.8 N 15/85/0 380 2.9 - - -
29 0.8 N 75/25/0.3 390 3.75 0.5/99.5/0 380 0.33
표 1에 따라 형성된 유리 물품은, 최고 압축 응력(CSmax), 스파이크의 층의 깊이(DOLsp), 니에서의 압축 응력(CSk), 압축의 깊이(DOC), 및 최고 장력 ( PT)에 대해 분석된다. 결과는 표 2에 보고된다. 실시 예들에서, CSmax 및 DOLsp는 표면 응력 측정기(FSM)에 의해 측정된다. CSk는, 참조로서 여기에 병합되고, 2018년 6월 22일자에 출원된, 미국 특허출원 제16/015,776호에 따른 방법에 의해 측정된다. 응력 프로파일 및 DOC는, 굴절된 근거리-장(RNF) 방법에 의해 측정된다. PT 및 응력 잔류는 산란광 편광기(SCALP) 기술로 측정된다. 표 2에서, CS 값에서 가능한 편차는 ±25 MPa일 수 있으며, DOL 편차는 계량학의 정밀도 제한으로 인해 약 ±0.2 ㎛일 수 있다.
실시 예 CSmax
MPa		 DOLsp
microns		 CSk
MPa		 DOC
㎛		 PT
MPa
1 581 8.95 170-180 97 91.1
2 1100 8.25 108 99 85.9
3 890 8.9 142 98 88.8
4 877 8.9 159 98 88.3
5 613 7.8 176 98 84.4
6 853 8.3 108 99 79.8
7 857 8.1 122.7 98.5 80.5
8 552 8.64 167 98 91.8
9 851 8.36 116 99.7 84.6
10 565 9.06 185-190 115.2 90
11 903 8.36 135 119 88.6
12 911 8.2
13 585 8.6 202 128 82
14 580 8.95 85
15 904 8.4 149 136.6 82
16 911 8.5 145 85
17 373 11.6 164 83-85
18 1035 7.9 166 154 85.3
19 848 8.3 95 170 78.6
20 440 11.6 221 89.3
21 839 8.7 130 163 83.4
22 853 8.5 129 165 84.9
23 1152 7.7 140-150 85.1
24 615 11.9 194
25 1146 10.7 133 158 84.3
26 796 8.6 140-150 56.3
27 792 11.1 140 149 66
28 760 11.6 151 153 72.8
29 1137 7.7 169 159 91
표 2의 응력 프로파일 및 DOCs는, 표 3에 요약된: DOC에서 기울기의 절대값 (MPa/㎛), 외부 압축 영역의 응력 적분의 절대값 (MPa·㎜), 장력 존의 응력 적분의 절대값 (MPa·㎜), 두께에 대한 압축의 깊이의 퍼센트 (DOC/t), 및 두께에 대한 압축 응력 적분 (CS 적분/t)(MPa)을 계산하는데 사용된다.
실시 예 DOC에서 기울기의 절대값
MPa/㎛		 외부 압축 영역의 응력 적분의 절대값
MPa·㎜		 장력 존의 응력 적분의 절대값
MPa·㎜		 DOC/t CS 적분/t
MPa
1 1.15 8.85 17.7 0.194 17.70
2 1.08 8.46 16.9 0.198 16.92
3 0.95-1.1 8.435 16.9 0.196 16.87
4 - 8.59 17.2 0.196 17.18
5 1.11 8.32 16.6 0.196 16.64
6 0.93 7.58 15.2 0.198 15.16
7 0.95-1.1 8.3 16.6 0.197 16.60
8 1.22 9.19 18.4 0.196 18.38
9 1.05 8.2 16.4 0.199 16.40
10 1.06 11.05 22.1 0.192 18.42
11 1.06 10.81 21.6 0.198 18.02
12
13 0.95 12.4 24.8 0.183 17.71
14 12.75 25.5 18.21
15 0.84 11.6 23.2 0.195 16.57
16 12.3 24.6 17.57
17
18 0.193
19 0.65 11.7 23.4 0.213 14.63
20
21 0.75 13.48 27 0.204 16.85
22 0.206
23
24
25 0.67 13.5 27 0.198 16.88
26
27 0.68 12.1 24.2 0.186 15.13
28 0.7 12.6 25.2 0.191 15.75
29 0.75 14.62 29.2 0.199 18.28
실시 예 2에 대한 대표적인 응력 프로파일은 도 5에 나타낸다. 도 5에서 응력 프로파일은, 0.5 ㎜ 두께의 화학적으로 강화된 유리 물품의 전반부(first half)이다. 도 5의 응력 프로파일은, 유리 시트를 3-차원 형상(3D 형성)으로 형성하기 위해 조성물 A의 유리 시트를 580℃의 온도에서 15분 동안 열처리한 후 2-단계 이온 교환 공정에 의해 얻어진다. 이온 교환 공정의 제1 단계는, 390℃에서 2시간 동안 대략 38 wt% NaNO3 및 대략 62 wt% KNO3를 포함하는 염 욕조에 샘플의 침지이다. 이온 교환 공정의 제2 단계는, 370℃에서 20분 동안 대략 1 wt% NaNO3 및 대략 99 wt% KNO3를 포함하는 염 욕조에 샘플의 침지이다. 도 5에 나타낸 바와 같은, 그 결과로 생긴 응력 프로파일은, 1100 MPa의 CSmax, 108 MPa의 니 응력(CSk), 8.25 ㎛의 DOLsp, 및 0.198t를 나타내는 99 ㎛의 DOC를 갖는다.
제1 이온 교환 단계(실시 예 1) 이후의 응력 프로파일은, 표면에서 발생하는 581 MPa의 CSmax, 8.95 ㎛에서 DOLsp, 170 MPa 이상 내지 180 MPa 이하의 범위에서 CSk, 180 MPa, 0.194t에 해당하는 97 ㎛에서 DOC, 및 91.1 MPa의 PT를 갖는다. 인장 영역에 걸친 응력 적분은 17.7 MPa·㎜이고, 각각의 2개의 압축 응력 영역은, 절대값으로 응력의 약 절반인 응력의 깊이 적분을 갖는다. DOC에서 응력 프로파일 기울기의 절대값은 1.15 MPa/micron이다.
또 다른 실시 예에서, 실시 예 1과 동일한 열 이력 및 동일한 1-단계 이온 교환을 갖는 유리 시트는, 실시 예 4에 따라 20분 동안 380℃에서 6 wt% NaNO3 및 대략 94 wt% KNO3를 포함하는 욕조에서 2-단계 이온 교환에 적용된다. 2-단계 후 그 결과로 생긴 응력 프로파일은, 표면에 발생하는 877 MPa의 최고 CS, 8.9 ㎛에서 DOLsp, 159 MPa에서 CSk, 88.3 MPa의 PT, 및 0.196t에 해당하는 98 ㎛에서 DOC를 갖는다.
또 다른 실시 예에서, 실시 예 1과 동일한 열 이력 및 동일한 1-단계 이온 교환을 갖는 유리 시트는, 실시 예 3에 따라 380℃에서 20분 동안 침지와 함께, 5 wt% NaNO3 및 대략 95 wt% KNO3를 포함하는 욕조에서 2-단계 이온 교환에 적용된다. 그 결과로 생긴 응력 프로파일은, 890 MPa의 표면에서 CSmax, 8.9 ㎛에서 DOLsp, 및 142 MPa의 CSk를 포함한다. 최고 장력(PT) 및 DOC는 각각 약 88.8 MPa, 및 98 ㎛이다.
대표적인 응력 프로파일은 도 6에 나타낸다. 도 6에서 응력 프로파일은, 퓨전-인발 열 이력을 갖는 유리(조성물 A)의 0.6 ㎜ 두께의 시트에서 형성된다. 유리 시트는 실시 예 10에 따라 대략 50 wt% NaNO3 및 50 wt% KNO3를 포함하는 욕조에서 390℃에서 2시간 동안 이온 교환된다. 그 결과로 생긴 응력 프로파일은, 표면에서 565 MPa의 최고 CS, 9.06 ㎛에서 DOLsp, 185 내지 190 MPa의 범위에서 CSk, 115.2 ㎛에서 DOC, 0.192의 DOC/t, 90 MPa의 PT를 나타낸다. 전체 장력 존 아래의 적분은, 약 22.1 MPa·㎜이다. 압축 영역은, 절대값으로 약 11.05 MPa·㎜의 응력-깊이 적분을 갖는다. DOC에서 응력 프로파일의 기울기의 절대값은 1.06 MPa/㎛이다.
대표적인 응력 프로파일은, 실시 예 11에 따라서 도 7에 나타낸다. 도 7에서 응력 프로파일은, 유리(조성물 A)의 0.6 ㎜ 두께의 시트에서 형성된다. 응력 프로파일은, 2-단계 이온 교환을 통해 얻어진다. 제1 이온 교환 단계는, 390℃에서 2시간 동안, 대략 50 wt% NaNO3 및 50 wt% KNO3를 포함하는 욕조에서 침지이다. 제1 이온 교환 단계 이후에 응력 프로파일은, 도 6에 나타낸 프로파일과 유사하다. 제2 이온 교환 단계는, 380℃에서 0.4시간 동안, 대략 6 wt% NaNO3 및 94 wt% KNO3를 포함하는 욕조에서 침지이다. 그 결과로 생긴 응력 프로파일은, 903 MPa의 표면 CS, 8.36 ㎛의 DOLsp, 119 ㎛에서 DOC, 0.198의 DOC/t, 135 MPa의 CSk, 및 88.6 MPa의 PT를 갖는다. DOC에서 응력 프로파일의 기울기의 절대값은 1.06 MPa/㎛이다. 인장 영역에 걸친 응력 적분의 절대값은 21.6 MPa·㎜인 반면, 각각의 두 압축 영역에 대한 응력 적분의 절대값은 10.81 MPa·㎜이다.
대표적인 응력 프로파일은, 도 9에 나타낸다. 도 9에서 응력 프로파일은, 조성물 A를 갖는 0.8 ㎜ 두께의 유리 시트에서 생성된다. 유리 시트는, 표 1에서 실시 예 21에 대해 상세히 설명된 바와 같이 2-단계 이온 교환 처리에 적용된다. 도 9에 나타낸 바와 같은, 그 결과로 생긴 응력 프로파일은, 839 MPa의 최고 CS, 8.7 ㎛의 DOLsp, 163 ㎛의 DOC, 0.204의 DOC/t, 83.4 MPa의 PT, 및 130 MPa의 CSk를 갖는다. DOC에서의 응력 프로파일 기울기는 0.75 MPa/㎛이고, 압축 영역에서 CS 적분은 13.48 MPa·mm이다. 두께로 정규화된 CS 적분은 16.85 MPa이다. 16 ㎛ 내지 32 ㎛(0.02t 내지 0.04t)의 깊이 영역에서 압축 응력은, 약 0.19 MPa/㎛의 평균 기울기 절대값으로, 120 MPa로부터 114 MPa로 점진적으로 변화된다.
대표적인 응력 프로파일은 도 10에 나타낸다. 도 10에서 응력 프로파일은, 조성물 A를 갖는 0.8 ㎜ 두께의 유리 시트에서 생성된다. 유리 시트는, 표 1에서 실시 예 19에 대해 상세히 설명된 바와 같이 이온 교환 처리에 적용된다. 도 10은 또한 실시 예 21에 대한 응력 프로파일 및 조성물 B를 갖는 유리 시트에서 생성된 응력 프로파일을 포함한다. 도 10에서 3개의 응력 프로파일은, 스파이크 영역 (대략 처음 10 ㎛) 내에서 실질적으로 동일한다. 실시 예 19의 응력 프로파일은, 표면에서 848 MPa의 최고 CS, 8.3 ㎛의 DOLsp, 78.6 MPa의 PT, 및 0.213t에 해당하는 170 ㎛의 DOC를 특색으로 한다. 실시 예 19의 응력 프로파일은, 처음 30 ㎛에서 조성물 B 프로파일의 CS와 일치하지만, 그 후 30 ㎛ 내지 225 ㎛(약 0.04t 내지 약 0.28t)의 더 큰 깊이에서, 깊이의 함수에 따른 CS의 측면에서 종래의 프로파일보다 높다. 그 차이는 80 ㎛ 내지 120㎛의 깊이 범위에서 가장 크다. 실시 예 19의 응력 프로파일은, 10-2 MPa/㎛2의 절대값으로 약 63 ㎛(0.08t)의 깊이에서 발생하는 CS의 최고 음의 2차 도함수를 갖는다.
대표적인 응력 프로파일은 도 11에 나타낸다. 도 11에서 응력 프로파일은, 표 1에서의 실시 예 29의 세부 사항에 따라 생성된다. 그 결과로 생긴 응력 프로파일은, 1137 MPa의 최고 CS, 159 ㎛의 DOC, 0.199의 DOC/t, 169 MPa의 CSk, 91 MPa의 PT, 및 7.7 ㎛의 DOLsp를 갖는다. 응력 프로파일은 또한 0.75 MPa/㎛의 DOC에서 응력 기울기, 14.62 MPa·㎜의 압축 영역에 걸친 CS 적분을 특색으로 하며, 이는 두께로 정규화될 때 18.28 MPa에 상응한다. 응력 프로파일은, 중량비로 75:25:0.3의 NaNO3, KNO3, 및 LiNO3를 갖는 욕조에서 390℃에서 3.75시간 동안 제1 이온 교환 단계 후 얻어진다. 제2 이온 교환 단계는, LiNO3의 임의의 첨가 없이, 약 0.5 wt% NaNO3 및 99.5 wt% KNO3를 갖는 욕조에 20분 침지이다. 더 낮은 PT(80-86 MPa), 더 낮은 CS(950-1100 MPa), 및 더 낮은 CSk(120-160 MPa)를 갖는 응력 프로파일은, LiNO3 함량의 약간 증가(0.1중량%-0.2중량%)로, 또는 제2 이온 교환 단계의 시간을 35분 이상으로 연장시켜, 또는 NaNO3의 약간 감소(0.5 wt%로부터 0.3-0.4 wt%) 및 제2 단계에서 LiNO3의 증가(0으로부터 0.1-0.2 wt%)에 의해 얻어질 수 있다. NaNO3에 대해 LiNO3의 치환은, PT 및 CSk를 감소시키면서, 최고 CS를 대략 1100 MPa로 유지하는데 사용될 수 있다.
대표적인 응력 프로파일은 도 12에 나타낸다. 도 12에서 응력 프로파일은, 표 1에서 실시 예 25의 세부 사항에 따라 생성된다. 그 결과로 생긴 응력 프로파일은, 1146 MPa의 최고 CS, 10.8 ㎛에서 DOLsp, 133 MPa의 CSk, 84.4 MPa의 PT, 및 0.198의 DOC/t에 해당하는 158 ㎛의 DOC의 조합을 특색으로 한다. 압축 영역에 걸친 CS 적분은, 16.9 MPa에 해당하는 두께로 정규화된, 13.5 MPa·㎜이다. DOC에서 기울기는 0.67 MPa/㎛이다. 높은 CS와 조합한 높은 DOLsp는 낙하 사건 동안에 상당한 국부 응력을 발생하기 쉬운 디자인에서 높은-응력 파괴를 방지하는데 도움이 된다. 부가적으로, 높은 최고 CS 및 높은 DOLsp와 상대적으로 높은 CSk 및 DOC의 조합은 이러한 상황에 대해 특히 유용한다.
실시 예 30 - 조성물 B에 기초한 유리 물품
대표적인 응력 프로파일은 도 8에 나타낸다. 도 8에서 응력 프로파일은, 조성물 B를 갖는 0.6 ㎜ 두께의 유리 시트로 생성된다. 유리 시트는, 유리 시트를 3-차원 형상(3D 형상)으로 형성시키기 위해 580℃의 온도에서 15분 동안 열처리된다. 유리 시트는 그 다음 2-단계 이온 교환 처리에 적용된다. 이온 교환 공정의 제1 단계는, 380℃에서 2시간 동안 대략 38 wt% NaNO3 및 대략 62 wt% KNO3를 포함하는 염 욕조에 샘플의 침지이다. 이온 교환 공정의 제2 단계는, 370℃에서 20분 동안 대략 1 wt% NaNO3 및 대략 99 wt% KNO3을 포함하는 염 욕조에 침지이다. 도 8에 나타낸 바와 같은, 그 결과로 생긴 응력 프로파일은, 유리 물품의 대략 중간-두께에서, 1125 MPa의 최고 CS, 9.1 ㎛의 DOLsp, 113 ㎛의 DOC, 70.4 MPa의 PT를 갖는다. 13 ㎛로부터 30 ㎛까지의 깊이 영역에서 압축 응력은, 76 MPa로부터 71 MPa로 점진적으로 변화하고, (약 0.2 MPa/㎛의 평균 기울기와 관련이 있는) 13 ㎛로부터 23 ㎛까지의 범위에서 약 2 MPa 만 변화했다. 비교해 보면, 조성물 A에 대한 도 5에서 응력 프로파일은, 더 얇은 유리 물품 두께를 가짐에도 불구하고, 이러한 영역에서 20 MPa 이상 더 큰 응력 값을 나타냈다.
실시 예 31 - 모델링
유리 물품의 잔류 강도에 대한 니 응력(CSk)의 효과는 분석된다. 도 13은, 모두 0.8 ㎜의 두께에서, 증가된 CSk(260 MPa)를 갖는 조성물 B의 유리 물품 및 더 낮은 CSk(150 MPa)의 조성물 B의 표준 유리 물품에 대한 유한 차이 모델링(finite difference modeling)을 기반으로 하는, 2-차원(2D) 평면 변형 이온 교환(IOX) 모델을 사용하여 확산 모델링된 응력 프로파일을 제공한다. 도 13은, 시뮬레이션된 이온-교환에 의해 강화된-대로의 물품의 압축 응력(MPa) 대 깊이(microns)를 나타낸다. 잔류 강도는, 균열 팁에서 응력 강도 계수(stress intensity factor)가 물질의 파괴 인성에 도달하고 균열이 파국적으로 전파되기 전에, 특정 깊이에서 균열의 존재하에 유리 물품에 적용될 수 있는 최대 굽힘 응력을 지칭한다. 잔류 강도 플롯은 장치의 잠재적 낙하 성능에 관한 통찰력을 제공한다. 도 14는, 유한 요소 파괴 역학 모델링(finite element fracture mechanic modeling)에 의해 모델링된 날카로운 접촉 손상의 도입 및 거친 표면 상으로 동시에 낙하하는 시뮬레이션된 파손 모드 이후에 결과하는 흠 길이(microns)에 대한 잔류 강도(MPa)의 그래프를 제공한다. 도 14에서, 길이가 약 180 microns 이하인 흠 및/또는 균열의 경우, 더 높은 CSk 프로파일은 곡선 아래에 더 큰 면적을 갖는 것을 보여주며, 이는 더 높은 CSk 프로파일이 약 180 microns 이하의 흠 및/또는 균열의 길이에 대한 표준 유리 물품보다 더 많은 굽힘 응력을 다룰 수 있음을 나타낸다.
도 14의 잔류 강도 플롯의 변곡점(inflection point)은, 도 13의 압축 응력 프로파일에서 변곡점의 깊이를 넘어서 대략 20 microns인 흠에 대해 발생한다. 니에서 압축의 증가의 크기는, 대략 30 microns의 영역에서 흠에 대한 잔류 강도의 증가에 대해 거의 일-대-일로 상응한다. 더 높은 니 응력은, 플롯의 교차점(~180 microns)까지 더 높은 잔류 강도에 상응한다. 이론에 의해 구속되는 것을 의도하지 않고, 더 높은 니 응력 플롯은, 압축의 깊이를 넘어서 더 빠른 장력의 증가로 인해, 가장 긴 흠에 대해 더 낮은 강도를 갖는 것으로 생각된다. 표준 조성물 B 프로파일이 높은 니 응력 프로파일보다 증가된 잔류 강도를 갖는 영역에서 적용된 응력에 대해 파손이 거의 관찰되지 않는다는 점은 주목된다. 더 높은 니 응력 프로파일은, 교차점에 도달할 때까지 감소하는, 더 높은 강도를 갖는다.
실시 예 32 - 시험 및 모델링
여기에 기재된 바와 같은 응력 프로파일은, 0.6 ㎜의 두께를 각각 갖는 조성물 A의 유리 시트, 및 조성물 B의 유리 시트에서 형성된다. 압축 응력(MPa) 대 깊이(microns)의 측정된 응력 프로파일은 도 15에 나타내고, 관련된 잔류 강도는 도 16에 나타내며, 이는 실시 예 31에 따라 발생된다. 조성물 A 및 B는, 동일한 압축의 깊이(DOC)를 나타내었고, 이전에는 조성물 A가 더 높은 압축 응력을 가졌고, 그 후에는 조성물 B가 더 높은 압축 응력을 가졌다. 조성물 A는, 약 180 microns까지의 흠 길이에 대해 더 높은 잔류 강도를 나타냈다. 실시 예 31 및 32의 검토는, 동일한 DOC를 갖는 프로파일에 대해, 잔류 강도 교차가 니 응력와 무관하게 거의 일정하다는 것을 나타낸다.
실시 예 33 - 시험 및 모델링
여기에 기재된 바와 같은 응력 프로파일은, 0.8 ㎜의 두께를 각각 갖는 조성물 A의 유리 시트, 및 조성물 B의 유리 시트에서 형성된다. 압축 응력(MPa) 대 깊이(microns)의 측정된 응력 프로파일은, 도 17에 나타내고, 관련 잔류 강도는 도 18에 나타내며, 이는 실시 예 30에 따라 발생된다. 조성물 A가 중간의 응력점까지 더 높은 압축 응력을 갖는다는 것을 도 17에서 알 수 있다. 도 18에 나타낸, 잔류 강도 플롯은, 이를 반영한다. 조성물 A의 강도는 프로파일 전체에서 더 우수하다.
실시 예 34 - 시험 및 모델링
도 15 및 17에 나타낸 응력 프로파일에 대한 생존 확률은 결정되고, 도 19에 나타낸다. 파손 확률은, 파괴 역학 모델링 및 현장 반품(field returns)에 기초한 파손의 이해에 기초하여 발생된다. 도 19는, 두께 0.6 ㎜ 및 0.8 ㎜ 모두에 대해, (도 15 및 17에 의하면) 압축 응력에서 차이가, 매우 크지는 않지만, 누적 효과(cumulative effect)가 현장 파손의 이해에 기초하여 현장에서 조성물 A의 개선된 낙하 성능을 결과할 것임을 나타낸다.
실시 예 35-57 - 조성물 A에 기초한 유리 물품
유리 물품은 조성물 A로부터 형성되고, 하기 표 4에 기재된 조건에 따라 이온 교환된다.
실시 예 t,
㎜		 3D,
Y/N		 단계 1
NaNO3/KNO3/LiNO3
중량		 단계 1
℃		 단계 1
시간,
시		 단계 2 NaNO3/KNO3/LiNO3
중량		 단계 2
℃		 단계 2
시간,
시
35 0.78 N 75/24.8/0.2 390 225 4/95.7/0.3 380 25
36 0.78 N 75/24.8/0.2 390 225 3/97/0 380 35
37 0.78 N 75/24.8/0.2 390 225 3/97/0 380 40
38 0.55 Y 38/62/0 390 127 6/94/0 380 28
39 0.77 N 75/24.8/0.2 390 225 4/95.7/0.3 380 25
40 0.67 N 50/50/0 390 125 6/94/0 380 30
41 0.57 N 38/62/0 390 95 6/94/0 380 22
42 0.67 Y 38/62/0 390 101 6/94/0 380 30
43 0.57 Y 50/50/0 390 134 6/94/0 380 30
44 0.6 Y 50/50/0 390 134 6/94/0 380 30
45 0.6 Y 50/50/0 385 160 6/94/0 380 30
46 0.5 Y 38/62/0 390 120 6/94/0 380 20
47 0.5 Y 38/62/0 390 105 6/94/0 380 20
48 0.5 Y 37/63/0 385 115 6/94/0 375 20
49 0.55 N 38/62/0 380 87 6/94/0 370 33
50 0.55 Y 38/62/0 390 127 6/94/0 380 20
51 0.6 Y 50/50/0 390 134 1/99/0 375 20
52 0.5 Y 37/63/0 385 115 1/99/0 375 20
53 0.75 N 75/24.8/0.2 390 225 4/95.7/0.3 380 25
54 0.56-0.58 Y 50/50/0 390 134 6/94/0 380 30
55 0.7 N 50/50/0 390 125 6/94/0 380 20
56 0.7 N 50/50/0 390 125 6/94/0 380 20
57 0.7 N 50/50/0 390 125 6/94/0 380 20
표 4에 따라 형성된 유리 물품은, 최고 압축 응력(CSmax), 스파이크의 층의 깊이(DOLsp), 니에서의 압축 응력(CSk), 압축의 깊이(DOC), 및 최고 장력 ( PT)에 대해 분석된다. 결과는 표 5에 보고된다. 실시 예들에서, CSmax 및 DOLsp는 표면 응력 측정기(FSM)에 의해 측정된다. CSk는, 참조로서 여기에 병합되고, 2018년 6월 22일자에 출원된, 미국 특허출원 제16/015,776호에 따른 방법에 의해 측정된다. 응력 프로파일 및 DOC는, 굴절된 근거리-장(RNF) 방법에 의해 측정된다. PT 및 응력 잔류는 산란광 편광기(SCALP) 기술로 측정된다. 표 5에서, CS 값에서 가능한 편차는 ±25 MPa일 수 있으며, DOL 편차는 계량학의 정밀도 제한으로 인해 약 ±0.2 ㎛일 수 있다.
실시 예 CSmax
MPa		 DOLsp
microns		 CSk
MPa		 DOC
㎛		 PT
MPa
35 859.2 8.3 136.0 166.4 84.2
36 800.0 8.3 150.6 160.1 84.1
37 700-750 8.3 150.6 160.1 84.1
38 875.9 9.0 133.5 109.8 90.5
39 859.2 8.3 136.0 166.4 84.2
40 874.3 8.8 139.4 140.3 84.1
41 908.9 8.5 146.3 118.5 88.6
42
43 908.9 8.5 146.3 118.5 88.6
44 908.9 8.5 146.3 118.5 88.6
45 908.9 8.5 146.3 118.5 88.6
46 883.9 9.0 135.6 98.4 89.3
47 887.1 9.1 120.6 100.4 87.3
48 887.1 9.1 120.6 100.4 87.3
49 875.9 9.0 133.5 109.8 90.5
50 875.9 9.0 133.5 109.8 90.5
51
52 1106.2 9.1 115.0 95.6 90.8
53 859.2 8.3 136.0 166.4 84.2
54 875.9 9.0 133.5 109.8 90.5
55 904.2 8.4 149.4 136.6 81.4
56 904.2 8.4 149.4 136.6 81.4
57 904.2 8.4 149.4 136.6 81.4
실시 예 58-62 - 증가된 DOLsp를 갖는 유리 물품
0.5㎜의 두께를 갖는 유리 물품은 조성물 A 또는 B로부터 형성되고, 하기 표 6에 기재된 조건에 따라 이온 교환된다.
실시 예 유리 조성물 단계 1 단계 1
NaNO3/KNO3
(wt%)		 온도
(℃)		 시간
(분)		 NaNO3/KNO3
(wt%)		 온도
(℃)		 시간
(분)
58 B 36/64 380 130 5/95 370 26
59 B 30/70 380 150 1/99 370 20-25
60 A 38/62 390 105 6/94 380 20
61 A 38/62 385 120 1/99 370 20
62 A 25/75 400 93 1/99 380 23
이온 교환 처리에 의해 부여된 특징은 하기 표 7에 보고된다.
실시 예 CSmax
(MPa)		 DOLsp
(㎛)		 CSk
(MPa)		 PT
(MPa)		 DOC
(㎛)
58 804 8.4 94 67 94
59 1050 10.6 45 58 88
60 884 9 136 89.3 98.4
61 1100 9 100-110 83 96-100
62 1080 11 85-95 83 96
실시 예 58(점선) 및 59(실선)의 측정된 응력 프로파일은, 도 20에 나타낸다. 도 20에 나타낸 바와 같이, 실시 예 58의 응력 프로파일은, 실시 예 59와 비교했을 때 DOLsp와 DOC 사이에 더 높은 압축 응력을 포함한다. 실시 예 59가 실시 예 58보다 거친 화강암 상으로 다중-방향 낙하에서 개선된 내파괴성을 나타낸 것으로 관찰된다. 이러한 결과는, 실시 예 59에서 더 큰 압축 응력 구역의 스파이크 영역이, 증가된 다중-방향 거친 표면 낙하 성능에 기여함을 나타낸다. 비교 목적을 위해, 사다리꼴 수치 적분법(trapezoidal method of numerical integration)에 의한 실시 예 59에 대한 스파이크의 구역은, 4 ㎛의 깊이까지 약 2925 MPa*㎛, 5 ㎛의 깊이까지 약 3269 MPa*㎛, 6 ㎛의 깊이까지 약 3555 MPa*㎛, 7 ㎛의 깊이까지 약 3747 MPa*㎛, 및 8 ㎛의 깊이까지 약 3905 MPa*㎛인 반면, 실시 예 58에 대한 스파이크의 구역은 각각의 이들 깊이에서 4 ㎛ 내지 10 ㎛ 낮았다. 달리 말하면, 실시 예 58은 일반적으로 등가 깊이에서 실시 예 59보다 적어도 약 15% 더 낮은 스파이크 구역을 갖고, 4 ㎛ 또는 5 ㎛의 깊이까지 스파이크 구역이 실시 예 59보다 적어도 24% 더 낮았다. 실시 예 58은, 전술한 바와 같이 계산된, 3772 MPa*㎛의 사다리꼴의 스파이크의 구역(TAsp)을 특징으로 하고, 실시 예 59는 5803 MPa*㎛의 TAsp를 갖는다. 따라서, 대체 가능한 스파이크 구역 측정 접근법은 또한 스파이크 구역과 다중-방향 낙하 성능 사이에 상관관계를 나타낸다. 부가적으로, 증가된 스파이크 구역과 관련된 이점은, 도 20의 실시 예 58 및 59의 응력 프로파일을 비교하여 나타낸 바와 같이, 스파이크 영역을 넘어서는 응력 프로파일의 부분이 감소된 압축 응력 값을 나타내는 경우에도 존재한다.
실시 예 59는, 압축 응력 적분을 DOC로 나누어 계산된 것으로, 69 MPa의 압축 응력 영역에서 평균 압축 응력을 생성하는, 약 6073 MPa*㎛의 압축 응력 적분을 나타낸다. 실시 예 59의 경우, DOC에서 응력 프로파일의 기울기의 절대값은 약 0.6 MPa/㎛이고, 두께와 DOC에서 응력 기울기의 절대값의 곱은, 실시 예 59의 경우, 약 300 MPa이다.
실시 예 60(점선), 실시 예 61(이점 쇄선), 및 실시 예 62(실선)에 대한 응력 프로파일은, 물품의 표면으로부터 중간-두께까지 도 21에 나타낸다. 실시 예 60(점선), 실시 예 61(이점 쇄선), 및 실시 예 62(실선)에 대한 응력 프로파일은, 표면으로부터 DOC까지 도 22에 나타낸다. 일반적인 설명으로서, 실시 예 60이 기준선으로 간주되면, 실시 예 61은 증가된 최대 압축 응력을 갖고, 실시 예 62는 증가된 최대 압축 응력 및 DOLsp를 나타낸다. 실시 예 60-62 모두는, 거친 화강암에 대한 다중-방향 낙하 시험에서 실시 예 58 및 59보다 동등하거나 더 우수한 성능을 나타내며, 실시 예 62는 최상의 성능을 나타내고, 실시 예 60은 이들 시험에서 실시 예 60-62의 최소 내파괴성을 나타낸다.
실시 예 62의 경우, DOC에서 응력 프로파일의 기울기의 절대값은, 약 1.2 MPa/㎛ 내지 약 1.4 MPa/㎛이며, DOC에서 응력 기울기의 절대값과 두께의 곱은, 실시 예 62의 경우, 약 600 MPa 내지 약 700 MPa이다.
본 명세서에 기재된 모든 조성 성분, 관계, 및 비는, 별도로 언급되지 않는 한, mol%로 제공된다. 본 명세서에 개시된 모든 범위는, 범위가 개시되기 전 또는 후에 명시적으로 언급되었는지 여부에 관계없이 광범위하게 개시된 범위에 의해 포괄된 임의의 및 모든 범위 및 서브범위를 포함한다.
청구된 주제의 사상 및 범주를 벗어나지 않고, 여기에 기재된 구현 예들에 대해 다양한 변경 및 변화가 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 명세서는 여기에 기재된 다양한 구현 예들의 변경 및 변화를 포함하고, 이러한 변경 및 변화가 첨부된 청구범위 및 이의 균등물의 범주 내에 속하는 것으로 의도된다.

Claims (110)

  1. 0.4㎜ 이상 내지 1.3㎜ 이하인, 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판; 및
    다음을 포함하는 응력 프로파일을 포함하는, 유리-계 물품:
    0.15t 이상인 압축의 깊이(DOC);
    1.5 MPa/micron 이하인 DOC에서의 응력 기울기; 및
    4 MPa·㎜ 내지 20 MPa·㎜의 범위에 있는 하나의 압축 존에 응력 적분의 절대값.
  2. 청구항 1에 있어서,
    500 MPa 이상의 최고 압축 응력(CS)을 포함하는, 유리-계 물품.
  3. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    70 MPa 이상의 니에서의 압축 응력(CSk)을 포함하는, 유리-계 물품.
  4. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    DOC는 95 microns 이상의 깊이에 위치되는m 유리-계 물품.
  5. 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판;
    리튬을 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서의 중심 조성물; 및
    유리-계 물품의 표면으로부터 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함하는 유리-계 물품으로서:
    여기서, 상기 유리-계 물품은 500 MPa 이상의 최고 압축 응력(CS), 0.73 ㎜ 이하의 두께(t), 140 MPa 이상의 니에서의 압축 응력(CSk), 및 0.17을 초과하는 DOC/t를 포함하는, 유리-계 물품.
  6. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    DOC/t는 0.18 이상인, 유리-계 물품.
  7. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최고 CS는 600 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  8. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최고 CS는 720 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  9. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최고 CS는 800 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  10. 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판;
    리튬을 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서의 중심 조성물; 및
    유리-계 물품의 표면으로부터 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함하는 유리-계 물품으로서:
    여기서, 상기 유리-계 물품은 970 MPa 이상의 최고 압축 응력(CS), 90 MPa 이상의 니에서의 압축 응력(CSk), 및 0.17 이상의 DOC/t를 포함하는, 유리-계 물품.
  11. 청구항 10에 있어서,
    DOC/t는 0.18 이상인, 유리-계 물품.
  12. 청구항 10 또는 11에 있어서,
    상기 최고 CS는 1020 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  13. 청구항 10 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최고 CS는 1060 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  14. 청구항 10 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    스파이크의 층의 깊이(DOLsp)는 0.01t 이상인, 유리-계 물품.
  15. 청구항 10 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
    스파이크의 층의 깊이(DOLsp)는 7 ㎛ 이상인, 유리-계 물품.
  16. 청구항 10 내지 15 중 어느 한 항에 있어서,
    스파이크의 층의 깊이(DOLsp)는 7.8 ㎛ 이상인, 유리-계 물품.
  17. 청구항 10 내지 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 CSk는 100 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  18. 청구항 10 내지 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 CSk는 110 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  19. 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판;
    리튬을 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서의 중심 조성물; 및
    유리-계 물품의 표면으로부터 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함하는 유리-계 물품으로서:
    여기서, 상기 유리-계 물품은 970 MPa 이상의 최고 압축 응력(CS), 80 MPa 이상의 니에서의 압축 응력(CSk), 0.17 이상의 DOC/t, 및 0.012t 이상의 스파이크의 층의 깊이(DOLsp)를 포함하는, 유리-계 물품.
  20. 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판;
    리튬을 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서의 중심 조성물; 및
    유리-계 물품의 표면으로부터 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함하는 유리-계 물품으로서:
    여기서, 상기 유리-계 물품은 970 MPa 이상의 최고 압축 응력(CS), 50 MPa 이상의 니에서의 압축 응력(CSk), 0.17 이상의 DOC/t, 및 0.02t 이상의 스파이크의 층의 깊이(DOLsp)를 포함하는, 유리-계 물품.
  21. 청구항 19 내지 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 DOLsp는 10 ㎛ 이상인, 유리-계 물품.
  22. 청구항 19 내지 21 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 DOLsp는 10.5 ㎛ 이상인, 유리-계 물품.
  23. 청구항 19 내지 22 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 DOLsp는 11 ㎛ 이상인, 유리-계 물품.
  24. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 최고 중심 장력(PT)은 68 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  25. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 최고 중심 장력(PT)은 70 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  26. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 최고 중심 장력(PT)은 73 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  27. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    t는 0.7 ㎜ 이하인, 유리-계 물품.
  28. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    t는 0.65 ㎜ 이하인, 유리-계 물품.
  29. 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판;
    리튬을 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서의 중심 조성물; 및
    유리-계 물품의 표면으로부터 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함하는 유리-계 물품으로서:
    여기서, 상기 유리-계 물품은 500 MPa 이상의 최고 압축 응력(CS), 0.008·t 이상의 스파이크의 층의 깊이(DOLsp), 0.2 MPa/㎛ 이하의 기울기의 평균 절대값으로 낮은 기울기 영역을 포함하는 응력 프로파일을 포함하고, 상기 낮은 기울기 영역은 압축 응력층에 위치되며, 적어도 10 ㎛로 연장되고, 상기 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력은 80 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  30. 청구항 29에 있어서,
    상기 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력은 90 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  31. 청구항 29 또는 31에 있어서,
    상기 낮은 기울기 영역에서 평균 압축 응력은 100 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  32. 청구항 29 내지 31 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 낮은 기울기 영역에서 기울기의 평균 절대값은 0.25 MPa/㎛ 이하인, 유리-계 물품.
  33. 청구항 29 내지 32 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 낮은 기울기 영역은 0.01t 이상의 깊이에서 시작하는, 유리-계 물품.
  34. 청구항 29 내지 33 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 낮은 기울기 영역은 0.012t 이상의 깊이에서 시작하는, 유리-계 물품.
  35. 청구항 29 내지 34 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 낮은 기울기 영역은 0.015t 이상의 깊이에서 시작하는, 유리-계 물품.
  36. 청구항 29 내지 35 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 낮은 기울기 영역은 0.02t 이하의 깊이로 연장되는, 유리-계 물품.
  37. 청구항 29 내지 34 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 낮은 기울기 영역은 0.15t 이하의 깊이로 연장되는, 유리-계 물품.
  38. 청구항 29 내지 37 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 낮은 기울기 영역은 0.12t 이하의 깊이로 연장되는, 유리-계 물품.
  39. 청구항 29 내지 38 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 낮은 기울기 영역은 0.1t 이하의 깊이로 연장되는, 유리-계 물품.
  40. 청구항 29 내지 39 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 낮은 기울기 영역은 0.09t 이하의 깊이로 연장되는, 유리-계 물품.
  41. 청구항 29 내지 40 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최고 CS는 600 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  42. 청구항 29 내지 41 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최고 CS는 700 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  43. 청구항 29 내지 42 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최고 CS는 750 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  44. 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판;
    리튬을 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서의 중심 조성물; 및
    유리-계 물품의 표면으로부터 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함하는 유리-계 물품으로서:
    여기서, 상기 유리-계 물품은 500 MPa 이상의 최고 압축 응력(CS), 0.008·t 이상의 스파이크의 층의 깊이(DOLsp), 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수가 음인, 음의 곡률 영역을 포함하는 응력 프로파일을 포함하고, 상기 음의 곡률 영역은 압축 응력층에 위치되며, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.003 MPa/㎛2 이상인, 유리-계 물품.
  45. 청구항 44에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.005 MPa/㎛2 이상인, 유리-계 물품.
  46. 청구항 44 또는 45에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.007 MPa/㎛2 이상인, 유리-계 물품.
  47. 청구항 44 내지 46 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.009 MPa/㎛2 이상인, 유리-계 물품.
  48. 청구항 44 내지 47 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값과 두께(t)의 곱은 19 GPa 이상인, 유리-계 물품.
  49. 청구항 44 내지 48 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값과 두께(t)의 곱은 32 GPa 이상인, 유리-계 물품.
  50. 청구항 44 내지 49 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값과 두께(t)의 곱은 45 GPa 이상인, 유리-계 물품.
  51. 청구항 44 내지 50 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값과 두께(t)의 곱은 57 GPa 이상인, 유리-계 물품.
  52. 청구항 44 내지 51 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.01t 이상의 깊이에서 발생하는, 유리-계 물품.
  53. 청구항 44 내지 52 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.012t 이상의 깊이에서 발생하는, 유리-계 물품.
  54. 청구항 44 내지 53 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.015t 이상의 깊이에서 발생하는, 유리-계 물품.
  55. 청구항 44 내지 54 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.02t 이상의 깊이에서 발생하는, 유리-계 물품.
  56. 청구항 44 내지 55 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.04t 이상의 깊이에서 발생하는, 유리-계 물품.
  57. 청구항 44 내지 56 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.05t 이상의 깊이에서 발생하는, 유리-계 물품.
  58. 청구항 44 내지 57 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.06t 이상의 깊이에서 발생하는, 유리-계 물품.
  59. 청구항 44 내지 58 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.07t 이상의 깊이에서 발생하는, 유리-계 물품.
  60. 청구항 44 내지 59 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.2t 이하의 깊이에서 발생하는, 유리-계 물품.
  61. 청구항 44 내지 60 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.17t 이하의 깊이에서 발생하는, 유리-계 물품.
  62. 청구항 44 내지 61 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.14t 이하의 깊이에서 발생하는, 유리-계 물품.
  63. 청구항 44 내지 62 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.11t 이하의 깊이에서 발생하는, 유리-계 물품.
  64. 청구항 44 내지 63 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.1t 이하의 깊이에서 발생하는, 유리-계 물품.
  65. 청구항 44 내지 64 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최고 CS는 600 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  66. 청구항 44 내지 65 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최고 CS는 700 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  67. 청구항 44 내지 66 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최고 CS는 750 MPa 이상인, 유리-계 물품.
  68. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O의 몰 농도 대 Na2O의 몰 농도의 비는 2.0 이하인, 유리-계 물품.
  69. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O의 몰 농도 대 Na2O의 몰 농도의 비는 1.9 이하인, 유리-계 물품.
  70. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O의 몰 농도 대 Na2O의 몰 농도의 비는 1.8 이하인, 유리-계 물품.
  71. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O의 몰 농도 대 Na2O의 몰 농도의 비는 1.6 이하인, 유리-계 물품.
  72. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O의 몰 농도 대 Na2O의 몰 농도의 비는 1.4 이하인, 유리-계 물품.
  73. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O 농도는 12 mol% 이하인, 유리-계 물품.
  74. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O 농도는 11 mol% 이하인, 유리-계 물품.
  75. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O 농도는 10 mol% 이하인, 유리-계 물품.
  76. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O 농도는 9.5 mol% 이하인, 유리-계 물품.
  77. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O 농도는 9 mol% 이하인, 유리-계 물품.
  78. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O 농도는 8.5 mol% 이하인, 유리-계 물품.
  79. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 중앙에서 Li2O 농도는 8 mol% 이하인, 유리-계 물품.
  80. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성은 0.7 MPa*sqrt(m) 이상인, 유리-계 물품.
  81. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성은 0.75 MPa*sqrt(m) 이상인, 유리-계 물품.
  82. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성은 0.77 MPa*sqrt(m) 이상인, 유리-계 물품.
  83. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성은 1.3 MPa*sqrt(m) 이하인, 유리-계 물품.
  84. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성은 1.2 MPa*sqrt(m) 이하인, 유리-계 물품.
  85. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성은 1.1 MPa*sqrt(m) 이하인, 유리-계 물품.
  86. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성은 0.95 MPa*sqrt(m) 이하인, 유리-계 물품.
  87. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 조성물을 포함하는 유리의 파괴 인성은 0.9 MPa*sqrt(m) 이하인, 유리-계 물품.
  88. 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판;
    리튬 및 나트륨, 및 0.65 이상 내지 1.2 이하의 Li2O/Na2O 몰비를 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서의 중심 조성물; 및
    0.7 MPa*sqrt(m) 이상 내지 1.3 MPa*sqrt(m) 이하의 범위에서 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성을 포함하는, 유리-계 물품.
  89. 청구항 88에 있어서,
    상기 유리 물품의 표면으로부터 0.17t 이상인 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함하는, 유리-계 물품.
  90. 청구항 88 또는 89에 있어서,
    500 MPa 이상 내지 1200 MPa의 범위에서 최고 압축 응력(CS)을 포함하는, 유리-계 물품.
  91. 청구항 88 내지 90 중 어느 한 항에 있어서,
    80 MPa 이상 내지 160 MPa의 범위에서 니에서의 압축 응력(CSk)을 포함하는, 유리-계 물품.
  92. 청구항 88 내지 91 중 어느 한 항에 있어서,
    68 MPa 이상의 최고 장력(PT)을 포함하는, 유리-계 물품.
  93. 청구항 88 내지 92 중 어느 한 항에 있어서,
    스파이크의 층의 깊이(DOLsp)는 0.007t를 초과하는, 유리-계 물품.
  94. 청구항 88 내지 93 중 어느 한 항에 있어서,
    음의 곡률 영역을 포함하는 응력 프로파일을 포함하며, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수는 음이고, 상기 음의 곡률 영역은 압축 응력층에 위치되며, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.003 MPa/㎛2 이상인, 유리-계 물품.
  95. 청구항 88 내지 94 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 조성물의 LiO2 농도는 8.5 mol% 이하인, 유리-계 물품.
  96. 청구항 88 내지 95 중 어느 한 항에 있어서,
    t는 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위인, 유리-계 물품.
  97. 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판;
    리튬 및 0.65 이상 내지 1.2 이하의 Li2O/Na2O 몰비를 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서 중심 조성물; 및
    음의 곡률 영역을 포함하는 응력 프로파일을 포함하며, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수는 음이고, 상기 음의 곡률 영역은 압축 응력층에 위치되며, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.003 MPa/㎛2 이상인, 유리-계 물품.
  98. 청구항 97에 있어서,
    유리 물품의 표면으로부터 0.17t 이상인 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층;
    500 MPa 내지 1200 MPa의 범위에서 최고 압축 응력(CS);
    80 MPa 내지 160 MPa의 범위에서 니에서의 압축 응력(CSk);
    68 MPa 이상의 최고 장력(PT);
    0.007t 이상인 스파이크의 층의 깊이(DOLsp);
    8.5 mol% 이하인 중심 조성물의 LiO2 농도; 및
    0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위에서 t;
    중 하나 이상을 포함하는, 유리-계 물품.
  99. 전면, 후면, 및 측면을 포함하는 하우징;
    상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 제공되고, 적어도 컨트롤러, 메모리, 및 상기 하우징의 전면에 또는 인접하게 제공되는 디스플레이를 포함하는 전기 구성요소; 및
    상기 디스플레이 위에 배치된 커버를 포함하며;
    여기서, 상기 하우징 및 커버 중 적어도 하나의 적어도 일부는 전술한 청구항들 중 하나의 유리-계 물품을 포함하는, 소비자 전자 제품.
  100. 하나 이상의 경질 표면 상으로 유리-계 물품을 여러 번 낙하 후 생존 확률을 증가시키는 방법으로서, 상기 방법은:
    니를 포함하는 응력 프로파일을 갖는 유리-계 물품을 형성하기 위해 기판 두께(t)를 한정하는 대향하는 제1 및 제2 표면을 포함하는 유리-계 기판을 이온 교환 처리에 노출시키는 단계를 포함하고, 상기 유리-계 물품은:
    리튬 및 0.65 이상 내지 1.2 이하의 Li2O/Na2O 몰비를 포함하는 유리-계 물품의 중앙에서의 중심 조성물;
    알칼리 금속 산화물에 관하여 제1 표면으로부터 층의 깊이(DOL)까지 변화하는 0이 아닌 농도를 포함하는 알칼리 금속 산화물; 및
    0.7 MPa*sqrt(m) 이상 내지 1.3 MPa*sqrt(m) 이하의 범위에서 중심 조성물에 상응하는 파괴 인성을 포함하는, 생존 확률을 증가시키는 방법.
  101. 청구항 100에 있어서,
    상기 유리-계 물품은 유리 물품의 표면으로부터 0.17t 이상인 압축의 깊이(DOC)까지 연장되는 압축 응력층을 포함하는, 생존 확률을 증가시키는 방법.
  102. 청구항 100 또는 101에 있어서,
    상기 유리-계 물품은 500 MPa 이상 내지 1200 MPa의 범위에서 최고 압축 응력(CS)을 포함하는, 생존 확률을 증가시키는 방법.
  103. 청구항 100 내지 102 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품은 80 MPa 이상 내지 160 MPa의 범위에서 니에서의 압축 응력(CSk)을 포함하는, 생존 확률을 증가시키는 방법.
  104. 청구항 100 내지 103 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품은 68 MPa 이상의 최고 장력(PT)을 포함하는, 생존 확률을 증가시키는 방법.
  105. 청구항 100 내지 104 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 물품의 DOL은 0.007t를 초과하는, 생존 확률을 증가시키는 방법.
  106. 청구항 100 내지 105 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 응력 프로파일은 음의 곡률 영역을 포함하며, 여기서, 깊이의 함수에 따른 응력의 2차 도함수는 음이고, 상기 음의 곡률 영역은 압축 응력층에 위치되며, 상기 음의 곡률 영역에서 2차 도함수의 최대 절대값은 0.003 MPa/㎛2 이상인, 생존 확률을 증가시키는 방법.
  107. 청구항 100 내지 106 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 조성물의 LiO2 농도는 8.5 mol% 이하인, 생존 확률을 증가시키는 방법.
  108. 청구항 100 내지 107 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 조성물은 1.2 이하의 Li2O/Na2O 몰비를 포함하는, 생존 확률을 증가시키는 방법.
  109. 청구항 100 내지 108 중 어느 한 항에 있어서,
    t는 0.5 ㎜ 내지 0.8 ㎜의 범위인, 생존 확률을 증가시키는 방법.
  110. 청구항 100 내지 109 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 유리-계 물품.
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