KR20210046026A - 재인발 및 화학적 박형화 공정의 조합에 의한 유리의 향상된 강도 - Google Patents

재인발 및 화학적 박형화 공정의 조합에 의한 유리의 향상된 강도 Download PDF

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Abstract

전자 소자용 커버 부재로서, 20 ㎛ 내지 125 ㎛의 두께를 갖는 유리 부재, 제1의 주 표면, 제2의 주 표면, 상기 제1의 주 표면으로부터 제1의 깊이까지 연장하는 압축 응력 영역 및 상기 제1의 주 표면에 걸쳐 배치된 고분자 층을 포함한다. 또한, 상기 유리 부재는 10% 고장 확률에서 약 1850 MPa 이상의 굽힘 강도를 갖도록 응력 프로파일을 가지며, 상기 커버 부재는 재인발 박형화 단계 및 적어도 두 개의 화학적 에칭 단계를 이용하는 다-단계에 의해 제작된다.

Description

재인발 및 화학적 박형화 공정의 조합에 의한 유리의 향상된 강도
본 출원은 35 U.S.C. § 119 하에 2018년 8월 20일자로 출원된 미국 가출원번호 제62/719801호의 우선권을 청구하며, 그 내용은 전체가 참고로서 인용되고 본원에 포함된다.
본 기재는 개선된 굽힘 강도 및 표면 품질을 갖는 박형 유리, 및 이러한 유리의 제조방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 기재는 폴더블 유리 부재 및 제품에 사용될 수 있는 박형 유리의 제조방법에 관한 것이다.
전통적으로 본래 리지드한 제품 및 부품의 플렉시블 버전이 신규 적용에 대해 개념화되고 있다. 예를 들어, 플렉시블 전자 소자는 신규 적용, 예를 들어, 곡선 디스플레이 및 웨어러블 소자를 위한 기회를 제공하는 박형의 경량 및 플렉시블 성질을 제공할 수 있다. 많은 이들 플렉시블 전자 소자는 이들 소자의 전자 부품을 홀딩하고 마운팅하기 위한 플렉시블 기판을 사용한다. 예를 들어, 금속박은 열 안정성 및 내화학성을 포함하는 수 개의 이점을 갖지만, 고비용 및 광학적 투과성의 결여의 문제를 갖는다. 고분자 박은 피로 파괴에 대한 저항성을 포함하는 몇몇 이점을 가지나, 미미한 광학적 투과성, 열적 안정성의 결여 및 제한된 기밀성의 문제점을 갖는다.
이들 전자 소자 중 몇몇은 또한 플렉시블 디스플레이의 사용을 가능하게 할 수 있다. 광학적 투과성 및 열적 안정성은 플렉시블 디스플레이 적용에 종종 바람직하다. 또한, 플렉시블 디스플레이는 특히 터치 스크린 기능성을 갖거나 및/또는 폴드될 수 있는 플렉시블 디스플레이에 대해서, 작은 굽힘 반경에서의 고장에 대한 저항성을 포함하는 높은 피로 및 펑크 저항성을 가져야 한다.
종래의 플렉시블 유리 물질은 플렉시블 기판 및/또는 디스플레이 적용에 대해서 많은 유리한 성질을 제공한다. 그러나, 단단한 유리 물질의 이러한 적용에 대한 노력은 현재까지 크게 성공적이지 않았다. 일반적으로, 유리 기판은 좀 더 작고 작은 굽힘 반경을 달성하기 위하여 매우 낮은 두께의 수준(< 25 ㎛)으로 제작될 수 있다. 이들 "박형" 유리 기판은 제한된 펑크 저항성을 겪는다. 동시에, 좀 더 두꺼운 유리 기판(> 150 ㎛)은 좀 더 나은 펑크 저항성으로 제작될 수 있으나, 이들 기판은 굽힘 시 기계적 신뢰성 및 적합한 피로 저항성이 부족하다.
따라서, 플렉시블 기판 및/또는 디스플레이 적용 및 기능에서의 신뢰할만한 사용을 위하여, 특히 플렉시블 전자 소자 적용을 위한 유리 물질, 부품 및 어셈블리에 대한 요구가 존재한다.
제1의 관점에서, 유리-계 부재의 제조방법으로서, 상기 제조방법은 프리폼 유리 시트를 재인발하여 재인발된 유리 시트를 형성하는 단계; 상기 재인발된 유리 시트를 커팅하여 재인발된 유리 부분을 얻는 단계, 상기 재인발된 유리 부분은 제1의 표면 및 제2의 표면을 포함함; 제1의 화학적 에칭 단계에서, 상기 제1의 및/또는 제2의 재인발된 유리 부분 표면을 제1의 에칭액과 접촉시켜 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부분을 형성하는 단계; 상기 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부분을 이온 교환 단계에 투입하여 이온-교환된 재인발된 유리 부분을 형성하는 단계, 상기 이온-교환된 재인발된 유리 부분은 압축 응력 영역, 제1의 표면 및 제2의 표면을 가지며, 상기 압축 응력 영역은 상기 이온-교환된 재인발된 유리 부분의 제1의 표면으로부터 이온-교환된 재인발된 유리 부분에서 제1의 깊이까지 연장함; 및 제2의 화학적 에칭 단계에서, 상기 제1의 및/또는 제2의 이온-교환된 재인발된 유리 부분 표면을 제2의 에칭액과 접촉시켜 유리-계 부재를 형성하는 단계를 포함한다.
관점 1의 일부 실시 예에서, 상기 프리폼 유리 시트는 재인발 로에 공급되고 약 105 내지 약 107 poise의 점도로 가열되며 약 25 내지 약 200 미크론(미크론 또는 ㎛)의 최종 평균 두께로 인발된다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 방법은 상기 제1의 화학적 에칭 단계 전에 상기 재인발된 유리 부분을 에지 마감질하는 단계를 더욱 포함한다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 제1의 화학적 에칭 단계는 제1의 패스 에칭 및 제2의 패스 에칭을 포함한다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 제1의 에칭액은 제1의 산을 포함하며, 상기 제2의 에칭액은 제2의 산을 포함하며, 상기 제1의 에칭액 내의 제1의 산의 농도는 상기 제2의 에칭액 내의 제2의 산의 농도보다 크다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 프리폼 유리 시트는 약 250 미크론 내지 약 1,300 미크론의 평균 두께를 갖는다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 재인발된 유리 부분은 약 75 내지 약 200 미크론의 평균 두께를 갖는다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부분은 약 25 내지 약 125 미크론의 평균 두께를 갖는다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 유리-계 부재는 약 20 내지 약 125 미크론의 평균 두께를 갖는다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 유리-계 부재는 약 25 내지 약 60 미크론의 평균 두께를 갖는다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 제2의 에칭액은 제1의 및/또는 제2의 이온-교환된 재인발된 유리 부분 표면 각각으로부터 2 미크론 미만의 두께를 제거한다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 제2의 화학적 에칭 단계는 상기 이온-교환된 재인발된 유리 부분으로부터 3 미크론 미만의 총 두께를 제거한다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 유리-계 부재의 평균 두께는 상기 프리폼 유리 시트의 평균 두께보다 약 80% 내지 약 95% 더 얇다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 프리폼 유리 시트는 상기 재인발 단계 동안 약 95% 까지 얇아진다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 재인발된 유리 부분은 상기 제1의 화학적 에칭 단계 동안 약 30% 내지 약 80% 얇아진다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 이온-교환된 재인발된 유리 부분은 상기 제2의 화학적 에칭 단계 동안 약 4% 내지 약 12% 얇아진다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 이온 교환 단계는 상기 화학적으로 재인발된 유리 부분 내의 상대적으로 작은 알카리 금속 양이온을 상대적으로 큰 양이온, 예를 들어 칼륨으로 대체한다.
관점 1의 또 다른 실시 예에서, 상기 방법은 전자 소자의 디스플레이 부분에 사용하기 위한 유리-계 부재를 포함한다.
제2의 관점에서, 1% 내지 10%의 고장 확률 에서 약 1000 내지 약 1800 MPa의 굽힘 강도를 갖는 유리-계 부재가 존재한다.
관점 2의 또 다른 실시 예에서, 상기 유리-계 부재는 약 20 내지 약 60 미크론의 평균 두께를 갖는다.
관점 2의 또 다른 실시 예에서, 상기 유리-계 부재는 알카리 금속을 포함하는 유리 조성물을 갖는다.
관점 2의 또 다른 실시 예에서, 상기 알카리 금속은 리튬 또는 나트륨, 또는 이들의 조합을 포함한다.
관점 2의 또 다른 실시 예에서, 상기 굽힘 강도는 1%의 고장 확률에서 약 1100 MPa를 초과한다.
관점 2의 또 다른 실시 예에서, 상기 유리-계 부재는 75 미크론 미만의 평균 두께 및 5%의 고장 확률에서 약 1400 MPa 초과의 굽힘 강도를 갖는다.
제3의 관점에서, 전면, 후면 및 측면(예를 들어, 제1의 측면 및 제2의 측면)을 갖는 하우징을 포함하는 소비자 전자 제품이 존재한다. 전자 부품은 상기 하우징 내에서 적어도 부분적으로 위치되며, 상기 전자 부품은 하나 이상의 컨트롤러, 메모리 및 디스플레이를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이는 상기 하우징의 전면에 또는 그 부근에 배열되며, 커버 기판이 상기 디스플레이에 걸쳐 위치되며, 상기 하우징 또는 커버 기판의 적어도 일 부분은, 예를 들어, 관점 1 및 2의 어느 실시 예로부터의 유리-계 부재를 포함한다.
전술한 관점 중 어느 하나(또는 이들 관점의 실시 예)가 전술한 관점의 하나 이상의 실시 예와 조합되어 또는 단독으로 제공될 수 있으며; 예를 들어, 상기 제1의 관점은 전술한 제1의 관점의 하나 이상의 실시 예 중 하나 이상과 조합되어 또는 단독으로 제공될 수 있으며; 상기 제2의 관점은 전술한 제2의 관점의 어느 하나 이상의 실시 예와 조합으로 또는 단독으로 제공될 수 있다.
부가적인 특징 및 장점이 이어질 상세한 설명에서 서술될 것이며, 부분적으로는 이어질 상세한 설명, 청구항 및 첨부된 도면을 포함하여, 본원에 기술된 바와 같은 구현 예를 실시함으로써 당업자에게 설명으로부터 또는 인식될 것임이 명백할 것이다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두는 단지 예시를 위한 것으로서, 청구항의 성질 및 특성을 이해하기 위한 개관 또는 틀을 제공하고자 의도된다는 점이 이해되어야 한다. 첨부 도면은 추가적인 이해를 제공하기 위하여 포함되며, 본 명세서에 포함되어 그 부분을 구성한다. 도면은 다양한 구현 예의 원리 및 작동을 설명하기 위한 설명과 함께 하나 이상의 구현 예를 예시한다. 본원에서 사용되는 바에 따른 방향 용어 - 예를 들어, 위, 아래, 오른쪽, 왼쪽, 전, 후, 상부, 하부 - 는 도시된 도면에서 단지 참조를 위하여 이루어지며, 절대적 배향을 의미하도록 의도되지 않는다.
본 기재의 관점 또는 실시 예의 상술한 그리고 기타의 특징, 실시 예 및 이점은 다음의 첨부된 도면을 참고로 하여 상세한 설명이 읽혀지는 경우 보다 나은 이해를 제공한다:
도 1은 본 기재의 일부 관점에 따른 유리-계 부재를 형성하는 방법의 흐름도이며;
도 2는 본 기재의 일부 관점에 따른 강화된 유리 층을 포함하는 스택 어셈블리의 단면도이며;
도 3은 본 기재의 일부 관점에 따른 강화된 유리 층을 포함하는 스택 어셈블리의 단면도이며;
도 4는 본 기재의 일부 관점에 따른 다양한 다른 유리 샘플의 2개의 지점 굽힘 하에 고장 확률 대 강도에 대한 와이블 플롯(Weibull plot)이며;
도 5a는 본원에 기술된 어느 강화된 제품을 포함하는 예시적인 전자 소자의 평면도이며; 그리고
도 5b는 도 5a의 예시적인 전자 소자의 사시도이다.
첨부된 도면에서 예시되는 실시 예, 구현 예에 대해 참조가 상세히 이루어질 것이다. 가능하다면, 동일한 참조 부호가 동일하거나 또는 유사한 부분을 언급하기 위하여 도면 전반에 사용될 것이다. 범위는 "약" 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 "약" 또 다른 특정 값까지로서 본원에서 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표시되는 경우, 일부 구현 예는 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 선행사 "약"의 사용에 의해 값이 대략으로 표시되는 경우, 이는 특정 값이 또 다른 구현 예를 형성하는 것으로 이해될 것이다. 본 명세서에서 수치 또는 범위의 끝점이 "약"을 기재하고 있는지 여부에 상관없이, 상기 수치 또는 범위의 끝점은 다음의 두 가지 구현 예를 포함하는 것으로 의되된다: "약"에 의해 변형된 하나, 및 "약"에 의해 변형되지 않은 하나. 범위의 각 끝점은 다른 끝점과 관련하여, 그리고 다른 끝점과 독립적으로 둘 모두에서 중요하다는 점이 더욱 이해될 것이다.
용어 "실질적인", "실질적으로" 및 이들의 변형은 기술된 특징이 값 또는 설명과 동일하거나 또는 대략 동일하다는 것을 나타내려고 의도된다. 예를 들어, "실질적으로 평평한" 표면은 평평하거나 또는 대략 평평한 표면을 나타내도록 의도된다. 또한, "실질적인"은 두 개의 값이 동일하거나 또는 대략 동일한 것을 나타내도록 의도된다. 일부 구현 예에서, "실질적인"은 서로 약 10% 이내, 예를 들어 서로 약 5% 이내, 또는 서로 약 2% 이내의 값을 나타낼 수 있다. 또한 용어 "실질적으로" 및 "약"은 어느 양적 비교, 값, 측정 또는 기타 표현에 기여할 수 있는 내재된 불확실성을 나타내도록 사용될 것이라는 점이 주지된다. 이러한 용어들은 또한 양적인 표현이 중요한 주제의 기본적 기능에서의 변화로 귀결되지 않고 언급된 참조로부터 달라질 수 있는 정도를 나타내기 위하여 본원에서 사용된다. 따라서, 예를 들어, "B2O3가 없는" 또는 "B2O3가 실질적으로 없는" 유리는 B2O3가 유리에 능동적으로 부가되지 않거나 또는 배치되지 않는 것이며, 오염물로서 매우 작은 양(예를 들어, < 0.001 mol%)으로 존재할 수 있다. B2O3와 유사하게, 다른 성분, 예를 들어, 산소가 "없는" 또는 "실질적으로 없는" 화합물은 동일한 방식으로 특성화될 수 있다.
다른 특징 및 유리함 중, 본 기재의 스택 어셈블리, 유리 부재 및 유리 제품 이들의 다-단계 제조방법이 작은 굽힘 반경에서 기계적 신뢰성(예를 들어, 정적 인장 및 피로)을 제공할 것이다. 상기 작은 굽힘 반경은 스택 어셈블리, 유리 부재 및/또는 유리 제품 또는 커버 부재가 디스플레이에서 사용되는 경우, 예를 들어, 디스플레이의 하나의 부분(예를 들어, 폴더블 디스플레이)이 디스플레이의 또 다른 부분의 상부에 걸쳐 폴드되는 경우 유리하다. 예를 들어, 스택 어셈블리, 유리 부재 및/또는 유리 제품 또는 커버 부재는 다음 중 하나 이상으로서 사용될 수 있다: 펑크 저항성이 특히 바람직한 위치인 디스플레이의 사용자-대면 부분 상의 커버; 전자 부품이 배치된 디바이스 그 자체 내에 내부에 배치된 기판; 또는 폴더블 디스플레이 소자 내의 다른 곳. 대안적으로, 상기 스택 어셈블리, 유리 부재, 및/또는 유리 제품은 디스플레이를 갖지 않는 소자 내에 사용될 수 있으나, 유리 층이 그 유리한 성질을 위하여 사용되고 폴드되며, 폴더블 디스플레이에서와 유사한 방식으로 타이트한 굽힘 반경으로 폴드되는 것 내에서 사용될 수 있다.
유리 부재를 제조하는 단계는 선택적인 공정의 조합, 예를 들어, 개선된 강도를 갖는 박형 유리 부재, 예를 들어 굽힘 강도를 달성하기 위하여 재인발, 에치 및 화학적 강화 또는 이온 교환 공정을 포함하는 다-단계 방법을 따른다. 본 발명의 방법은 어느 개별적인 공정 단독으로부터 달성할 수 없는 유리 부재에 대한 예기치않은 굽힘 강도를 제공할 수 있는 공정의 선택적인 조합을 갖는 유리 부재를 제조하는 것에 관한 것이다. 도 1은 개선된 굽힘 강도를 갖는 유리 부재를 형성하기 위한 예시적인 다-단계 방법의 흐름도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 상기 방법은 출발 유리 물질 소스, 예를 들어, 프리폼 유리 시트 형태의 퓨전 인발 유리로 시작한다. 재인발 공정 단계에서, 상기 유리 물질 또는 프리폼은 가열되고 예를 들어 시트 형태로 재인발되어, 약 500 ㎛보다 클 수 있는 유리 물질의 두께를 원하는 두께, 예를 들어, 약 300 ㎛ 아래 또는 약 50 ㎛ 내지 약 275㎛의 범위, 예를 들어 약 60 ㎛ 내지 약 265 ㎛, 예를 들어 약 75 ㎛ 내지 약 250 ㎛, 예를 들어 약 80 ㎛ 내지 약 245 ㎛, 예를 들어 약 85 ㎛ 내지 약 235 ㎛, 예를 들어 약 90 ㎛ 내지 약 225 ㎛, 약 100 내지 약 200 ㎛, 예를 들어 약 110 ㎛ 내지 약 290 ㎛, 예를 들어 약 1200 ㎛ 내지 약 180 ㎛, 또는 약 125 ㎛ 내지 약 175 ㎛, 이들의 어느 범위 및 이들 사이의 서브범위를 포함하는 범위로 감소시킨다. 상기 재인발된 유리 시트를 제조하기 위하여, 프리폼 유리 시트는 출발 유리 물질로서 사용될 수 있으며, 이후 예를 들어 600℃ 내지 1,100 ℃의 범위의 온도에서 가열될 수 있다(예를 들어, 가열 장치, 로 또는 오븐 내에서). 예시적인 재인발 공정에서, 상기 재인발된 유리는 하나의 재인발 단계에서 베이스 유리 물질을 원하는 두께로 박형화하기 위한 가열 조건(예를 들어, 900° 내지 1,700℃) 하에서 롤러(예를 들어, 퓨전 인발 유리)로 베이스 유리 물질 또는 프리폼을 인발함으로써 형성될 수 있으며, 상기 롤러는 상기 유리의 에지 또는 비-품질 영역을 접촉한다. 예시적인 재인발 방법은 예를 들어 WO 제2017/095791호에 개시된 바와 같은 방법을 포함한다. 상기 재인발된 유리 부재는 재인발 공정, 예를 들어 화학적 에칭 공정과 다른 박형화 공정에 의해 형성된 유리 부재에 비해서 좀 더 적은 표면 결함, 예를 들어, 스크래치, 함몰 또는 피트를 바람직하게 함유한다.
상기 재인발된 유리 부재는 재인발 공정, 예를 들어 화학적 에칭 공정과 다른 박형화 공정에 의해 형성된 유리 부재에 비해서 감소된 표면 거칠기를 갖는 매끄러운(smooth) 표면을 가질 수 있다. 일부 구현 예에서, 상기 재인발 유리 부재 또는 부분은 약 0.1 nm 내지 약 2 nm, 약 0.15 nm 내지 약 1 nm, 약 0.2 nm 내지 약 0.9 nm, 또는 약 0.25 nm 미만, 약 0.3 nm 미만, 약 0.4 nm 미만, 약 0.5 nm 미만, 약 0.6 nm 미만, 약 0.7 nm 미만 또는 약 0.8 nm 미만, 및 이들 어느 범위 및 이들 사이의 서브범위를 포함하는 범위의 평균 표면 거칠기(Ra)를 가질 수 있다.
상기 재인발 공정에 대하여, 출발 유리 물질 또는 프리폼(예를 들어, 퓨전 인발된 유리 프리폼)은 재인발 공정의 질량 균형을 조절함으로써 제어될 수 있는 원하는 목표 두께까지 유리 소스 프리폼을 재인발하기 전에 예를 들어 약 105 내지 약 107 poise의 범위의 유리 점도 값에 다다르도록 가열된다. 상기 프리폼 유리 시트는 목표 두께에 다다르기 위하여 예를 들어 분당 50 내지 1000 mm의 당김 속도(pull speed)에서 예를 들어 분당 3 내지 100 밀리미터 (mm)의 속도로 공급된다. 상기 재인발된 유리는 예를 들어 109 내지 약 1015 poise의 범위에서 점도에 이르기 위하여 설정 존을 통해서 프리폼 유리의 팽창 곡선과 일치하는 속도에서 냉각될 수 있다.
상기 재인발된 박형 유리 시트는 개별화(singulated)되어(예를 들어, 레이저 개별화) 또는 컷(예를 들어, 물 커팅)되어 미리결정된 형상 및 치수를 갖는 재인발된 유리 샘플 또는 부분(예를 들어, 유리 커버 부재 또는 디스플레이)을 형성할 수 있다. 상기 개별화된 재인발된 유리 부분은 전자 소자 또는 디스플레이용 커버 부재에 사용하기 위한 최종 유리 부재에 이르도록 추가적인 공정을 위하여 사용된 분리된(separate) 재인발된 유리 시트 부분일 수 있다. 상기 박형화된 재인발된 유리는 예를 들어, 기계적 스코어(mechanical score) 및 파괴(break), 또는 레이저 커팅에 의해 개별화될 수 있다. 상기 공정은 매끄러운 표면을 갖는 유리 기판으로 귀결된다. 상기 재인발된 유리 부분(개별화 후)의 에지는 개선된 강도, 예를 들어 굽힘 강도를 위하여 에지 상에서 흠을 감소시키기 위하여 마감질된다. 에지 마감질은 표준 방법, 예를 들어 재인발된 유리 부분의 에지 표면(예를 들어, 코너 및 측면 에지)의 산 에지 에칭 또는 기계적 마감질 또는 폴리싱에 의해 달성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 재인발된 유리 부분의 평평한, 1차 표면은 에지 마감질 기술에 의해 마감질되지 않는다.
상기 재인발된 유리 부분, 예를 들어 에지-마감질된 재인발된 유리 부분은 예를 들어, 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부분을 형성하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같은 제1의 화학적 에칭 단계에서 박형화될 수 있다. 상기 제1의 화학적 에칭 단계는 단일 단계, 또는 대안적으로 다중 스테이지 또는 패스에서 수행될 수 있다. 상기 재인발된 유리 부분은 원하는 두께, 예를 들어, 약 150 ㎛ 아래, 예를 들어, 약 15 ㎛ 내지 약 130 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛, 약 35 ㎛ 내지 약 115 ㎛, 약 45 ㎛ 내지 약 110 ㎛, 또는 약 50 내지 약 100 ㎛, 및 이들 어느 범위 및 이들 사이의 서브범위를 포함하는 범위로 상기 부분의 두께를 감소시키기 위하여 상기 부분의 하나 이상의 표면으로부터 유리 물질을 제거하기 위하여 제1의 에칭액(예를 들어, 수성 산 용액, 염화수소 또는 불화수소 산 에치 용액)과 접촉된다.
상기 제1의 에칭액과 재인발 유리 부분을 접촉시키는 것은 예를 들어 종래의 에칭 방법에 의해 달성될 수 있다. 에칭 방법은 상기 부분을 에칭액(정적 에치(static etch))에 침지시키고 상기 부분을 코팅, 예를 들어 스프레이 또는 롤러 코팅에 의해 코팅하는 것을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 재인발된 유리 부분의 상부, 하부 또는 둘 모두의 표면을 코팅하는 수평 에칭. 다른 실시 예에서, 이들 물질은 적층 또는 스크린 인쇄 공정에 의해 유리 구조체 상에 코팅될 수 있는 필름 또는 잉크일 수 있다. 선택적인 에칭이 완결된 후, 상기 공정은 탈염수로 에칭액 용액을 세척하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 세척은 약 30℃ 내지 약 50℃의 범위의 온도에서 실온 또는 가열된 물, 예를 들어 탈염수 또는 수성 계면 활성제 용액을 사용하는 단계를 포함할 수 있다.
다양한 산 에칭 및/또는 산 박형화 공정이 당해 분야의 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 상기 목적으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 적합한 에칭액 용액은 수성 산 용액을 포함할 수 있다. 수성 산 용액은 산, 예를 들어, 불화수소 (HF), 질산 (HNO3) 및/또는 염산 (HCl)를 포함할 수 있다. 예시적인 수성 산 용액은 10 내지 40 vol% 범위의 총 농도로 하나 이상의 산을 포함한다. 예를 들어, 제1의 에칭액은 5 내지 20 vol% HF 및 5 내지 20 vol% HCl, 또는 5 내지 20 vol% HF 및 5 내지 15 vol% HNO3의 수성 용액일 수 있다. 상기 제1의 에칭액은 예를 들어 약 20° 내지 약 50℃의 범위의 온도에서 재인발된 유리 부분을 접촉시키기 위해 일정한 온도에서 유지될 수 있다.
에칭 시간 및/또는 에칭액 용액 농도를 제어함으로써, 바람직한 최종 두께가 유리 부재 또는 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부분에서 얻어질 수 있다. 상기 제1의 에칭액 (예를 들어, 제1의 에칭액 용액)을 사용한 예시적인 물질 제거 속도 또는 에칭 속도는 분당 약 0.5 ㎛ 내지 분당 약 1.5 ㎛이다. 또 다른 실시 예에서, 에칭 속도는 스프레이 적용에서의 컨베이어 속도 또는 정적 에칭 적용에서의 체류 시간에 의해 제어될 수 있다. 상기 방법의 일부 관점에서, 최종 두께에 이르기 위해 이용된 물질 제거 공정은 유리 부재의 표면에 근접한 최대 흠 크기를 예를 들어 5 마이크로미터 (㎛, 또는 미크론) 이하, 2.5 ㎛ 이하, 0.5 ㎛ 이하, 또는 더욱 낮게 감소시키기 위하여 더욱 구성될 수 있다.
상기 제1의 에칭액의 공정 동안, 상기 유리 부분의 에지는 상기 제1의 에칭액과의 접촉이 소정의 공정 적용(예를 들어, 침지 및 스프레이 코팅)에서 일어남에 따라 라이트 에치에 투입될 수 있다. 상기 에지의 라이트 에치는 그들의 강도를 유리하게 개선할 수 있다. 특히, 에칭 공정 전에 부분으로 상기 재인발된 유리 구조체를 섹션하기 위하여 이용된 커팅 또는 개별화 공정은 상기 유리 구조체의 표면 내에 흠 및 기타 결함을 남길 수 있다. 이들 흠 및 결함은 적용 환경 및 사용으로부터 스택 어셈블리에 응력의 적용 동안 전파되어 유리 파괴를 야기할 수 있다. 이들 에지를 가볍게 에칭하는 단계를 포함할 수 있는 산 에칭 공정은 이들 흠의 적어도 일부를 제거함으로써 강도를 증가시키거나 및/또는 스택 어셈블리의 에지의 파절 저항성(fracture resistance)을 증가시킬 수 있다.
상기 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부재 또는 부분은 상기 부재 또는 부분들을 이온 교환 단계에 투입함으로써 더욱 공정될 수 있다. 상기 이온 교환 단계는 전형적으로 유리 부재의 두께를 더욱 감소시키지 않으며, 오히려 본원에 기술된 바와 같이, 상기 이온 교환 단계는 유리 부재의 압축 응력 영역을 형성할 수 있다. 상기 이온 교환 단계는 이온-교환 물질 내에 존재하는 이온-교환 이온(예를 들어, K+ 이온)으로 유리 부재 내의 일부 이온-교환가능한 이온(예를 들어, Na+ 이온)을 대체할 수 있다. 더욱 높은 압축 응력은 이온 교환의 결과로 나타날 수 있으며, 여기서 K+ 이온은 상기 유리 부재의 선택적으로 노출된 표면 부분에서 또는 그 부근에서 일부 Na+ 이온을 효과적으로 대체한다.
상기 이온 교환 단계는 특정된 양의 시간 동안 이온-교환 물질과 상기 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부재 또는 부분을 접촉시킴으로써 수행될 수 있다. 상기 이온-교환 물질 및 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부재 또는 부분 사이의 접촉 시간은 유리의 두께에 좌우될 수 있다. 상기 이온 교환 단계의 일부 관점에서, 상기 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부재 또는 부분은 약 10 분 내지 약 8 시간, 약 15 분 내지 약 4 시간, 약 20 분 내지 약 2 시간, 약 30 분 내지 약 90 분, 또는 약 30, 45, 60 또는 75 분, 및 이들 어느 범위 및 이들 사이의 서브범위를 포함하는 기간 동안 이온-교환 물질(예를 들어, 단일 단계 또는 다-단계 공정에서)과 접촉될 수 있다. 상기 이온-교환 물질은 유리 부재 또는 부분과 접촉하는 한편 상승된 온도에서 유지될 수 있다. 예를 들어, 상기 이온-교환 물질은 약 250℃ 내지 약 550℃, 약 275℃ 내지 약 475℃, 약 300℃ 내지 약 450℃, 약 350℃ 내지 약 425℃ 또는 약 375℃, 400℃ 또는 410℃, 및 이들의 어느 범위 및 이들 사이의 서브 범위를 포함하는 범위의 온도에서일 수 있다.
이온 교환 물질과 접촉하기 전에, 상기 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부재 또는 부분은 예비-가열될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부재 또는 부분은 약 250° 내지 약 500℃, 약 275° 내지 약 450℃, 약 300° 내지 약 400℃ 또는 약 325° 내지 375℃, 및 이들 어느 범위 및 이들 사이의 서브범위를 포함하는 범위의 온도로 가열될 수 있다. 상기 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부재 또는 부분의 가열은 종래의 기구(예를 들어, 오븐)에서 어느 바람직한 기간, 예를 들어, 약 20 분 내지 약 4 시간, 약 30 분 내지 약 2 시간 또는 약 45 분 내지 90 분 동안 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부재 또는 부분은 이온 교환 물질과 접촉하기 전에 실온에서부터 약 325° 내지 약 375℃의 범위의 온도까지 약 30분 내지 60분의 기간에 걸쳐 가열될 수 있다.
이온 교환 물질은 유리에 이온-교환 이온을 제공할 수 있는 화합물을 포함할 수 있으며, 여기서 상기 유리는 좀 더 큰 이온에 대해 이온-교환될 수 있는 어느 유리 함유 이온, 예를 들어 칼륨 및/또는 나트륨 이온에 대해서 유리 내의 나트륨 및/또는 리튬 이온을 교환하여 이온-교환될 수 있는 어느 유리 함유 이온일 수 있다. 상기 이온 교환 물질은 어느 적합한 매체, 페이스트, 용융된 액체, 염 욕, 프릿 등 내에 있을 수 있다. 이온-교환 물질의 한 예는 KNO3이다. 상기 이온 교환 물질과 접촉이 완결된 후, 상기 유리 부재 또는 부분은 이온-교환된 재인발된 유리 부재 또는 부분에 이르기 위하여 표면으로부터 이온-교환 물질을 제거하기 위하여 세척될 수 있다. 물(예를 들어, 탈염수)이 세척 액체로서 사용될 수 있다.
상기 이온-교환된 재인발된 유리 부재 또는 부분은 제2의 화학적 에칭 단계에서 더욱 박형화되어 유리 부재를 형성할 수 있다. 상기 이온-교환된 재인발된 유리 부재 또는 부분은 제2의 에칭액(예를 들어, 수성 산 용액)과 접촉되어 상기 부분의 하나 이상의 표면으로부터 유리 물질을 제거하여 상기 부분의 두께를 원하는 두께, 예를 들어, 약 100 ㎛ 미만 또는 약 10 ㎛ 내지 약 90 ㎛, 약 20 ㎛ 내지 약 80 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 약 75 ㎛, 또는 약 30 내지 약 70 ㎛, 또는 약 35 ㎛ 내지 약 65 ㎛, 또는 약 40 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 및 이들의 어느 범위 및 이들 사이의 서브범위를 포함하는 범위로 감소시킬 수 있다. 상기 제2의 화학적 에칭 단계는 유리 부재의 하나 이상의 표면으로부터 유리 물질을 제거할 수 있으며, 예를 들어, 유리 물질은 약 0.5 ㎛ 내지 약 15 ㎛, 약 0.5 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 약 0.5 ㎛ 내지 약 5 ㎛, 약 0.5 ㎛ 내지 약 2 ㎛, 약 0.5 ㎛ 내지 약 1 ㎛, 약 0.75 ㎛ 내지 약 5 ㎛, 약 0.85 ㎛ 내지 약 5 ㎛, 약 0.90 ㎛ 내지 약 5 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 12 ㎛, 약 2 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 또는 약 3 ㎛ 내지 약 8 ㎛의 범위의 양으로 제거될 수 있다.
상기 이온-교환된 재인발된 유리 부재 또는 부분을 제2의 에칭액으로 접촉시키는 단계는 상기 제1의 에칭 단계에 대해서, 예를 들어 상기 에칭액(정적 에치) 내에 부분을 침지시키는 단계 및 스프레이 또는 롤러 코팅에 의해 상기 부분을 코팅하는 단계와 같은 종래의 에칭 방법에 의해 달성될 수 있다. 일부 실시 예에서, 수평 에칭은 상기 재인발된 유리 부분의 상부, 하부 또는 양 표면을 코팅한다. 다른 실시 예에서, 이들 물질은 적층 또는 스크린 인쇄 공정에 의해 유리 적층체 상에 코팅될 수 있는 필름 또는 잉크일 수 있다. 상기 선택적인 제2의 에칭이 완결된 후, 상기 공정은 탈염수로 상기 에칭액 용액을 세척하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 세척은 실온에서 또는 가열된 물, 예를 들어 약 30 내지 약 50℃ 범위의 온도에서 수성 계면 활성제 용액을 사용하는 것을 포함할 수 있다.
상기 제2의 에칭액은 용액 또는 수성 산 용액, 예를 들어 산을 갖는 용액 또는 산의 조합을 갖는 용액을 포함할 수 있다. 산은 불화수소 (HF), 질산 (HNO3) 및/또는 염산 (HCl)를 포함할 수 있다. 예시적인 수성 산 용액은 10 내지 40 vol% 범위의 총 농도의 하나 이상의 산을 포함한다. 예를 들어, 제2의 에칭액은 5 내지 20 vol% HF 및 5 내지 20 vol% HCl, 또는 5 내지 20 vol% HF 및 5 내지 15 vol% HNO3의 수성 용액일 수 있다. 상기 제2의 에칭액은 예를 들어 약 20 내지 약 50℃의 범위의 온도에서 이온-교환된 재인발된 유리 부분을 접촉시키기 위해 일정한 온도에서 유지될 수 있다.
도 2는 유리 부재(50)를 포함하는 스택 어셈블리(100)를 나타낸다. 유리 부재(50)는 유리 부재 두께(52), 제1의 주 표면(54) 및 제2의 주 표면(56)을 갖는다. 두께(52)는 일부 관점에서 약 25 ㎛ 내지 약 125 ㎛ 범위일 수 있다. 다른 관점에서, 두께(52)는 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 또는 약 60 ㎛ 내지 약 80 ㎛, 또는 상기 유리 부분에 대해서 언급된 기타 두께의 범위일 수 있다. 두께(52)는 또한 전술한 범위 사이의 다른 두께에서 설정될 수 있다.
상기 유리 부재(50)는 유리 층 제1의 주 표면 및 유리 층 제2의 주 표면을 갖는 하나 이상의 유리 층을 포함할 수 있다. 부가적으로, 유리 층은 또한 일반적으로 상기 유리 층 제1 및 제2의 주 표면에 대해 오른쪽 각에서 구성된 에지를 포함한다. 유리 층은 유리 층 두께에 의해 더욱 한정된다. 도 2 및 3에 도시된 스택 어셈블리(100)의 일부 관점에서, 상기 유리 부재(50)는 하나의 유리 층을 포함한다. 결과적으로, 상기 유리 층 두께(52)는 스택 어셈블리(100)를 위한 유리 부재 두께(522)와 비교된다. 다른 관점에서, 유리 부재(50)는 둘 이상의 유리 층을 포함할 수 있다. 이처럼, 유리 층의 두께는 약 1 ㎛ 내지 약 125 ㎛ 범위일 수 있다. 그러나, 유리 부재(50)는 하나 이상의 유리 층에 덧붙여 다른 비-유리 층(예를 들어, 순응성 고분자 층)을 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 나아가, 상기 부재(50)는 유리-계 부재일 수 있으며, 즉, 일부 구현 예에서 세라믹 및/또는 유리-세라믹 물질로 이루어지거나, 또는 포함할 수 있다.
나아가, 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "유리"는 유리 및 유리-세라믹을 포함하는, 적어도 부분적으로 유리로 이루어진 어느 물질을 포함하는 것을 의미한다. "유리-세라믹"은 유리의 제어된 결정화를 통해서 생산된 물질을 포함한다. 일부 구현 예에서, 유리-세라믹은 약 30% 내지 약 90% 결정도를 갖는다. 사용될 수 있는 유리 세라믹 시스템의 비-한정적인 실시 예는 Li2O × Al2O3 × nSiO2 (즉, LAS 시스템), MgO × Al2O3 × nSiO2 (즉, MAS 시스템), 및 ZnO × Al2O3 × nSiO2 (즉, ZAS 시스템)을 포함한다. 용어 "유리-계"는 유리, 유리-세라믹 및 세라믹, 물질을 포함하는 것을 의미하며, 따라서 "유리-계 부재"은 전체적으로, 또는 부분적으로 유리, 유리-세라믹 및/또는 세라믹으로 이루어질 수 있다.
일부 구현 예에서, 도 2 및 3의 실시 예에 대하여, 유리 부재(50)는 무-알카리 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트, 및 실리케이트 유리 조성물로부터 제작될 수 있다. 유리 부재(50)는 또한 알카리-함유 알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 보로알루미노실리케이트, 및 실리케이트 유리 조성물로부터 제작될 수 있다. 소정의 구현 예에서, 알카리토 개질제는 유리 부재(50)용 전술한 어느 조성물에 부가될 수 있다. 일부 구현 예에서, 다음의 유리 조성물이 유리 부재(50)에 적합하다: SiO2 64 내지 69% (mol%); Al2O3 5 내지 12%; B2O3 8 내지 23%; MgO 0.5 내지 2.5%; CaO 1 내지 9%; SrO 0 내지 5%; BaO 0 내지 5%; SnO2 0.1 내지 0.4%; ZrO2 0 내지 0.1%; 및 Na2O 0 내지 1%. 일부 구현 예에서, 다음의 조성물은 유리 부재(50)용으로 적합하다: SiO2 ~67.4% (mol%); Al2O3 ~12.7%; B2O3 ~3.7%; MgO ~2.4%; CaO 0%; SrO 0%; SnO2 ~0.1%; 및 Na2O ~13.7%. 일부 구현 예에서, 다음의 조성물은 또한 유리 부재(50) 용으로 적합하다: SiO2 68.9% (mol%); Al2O3 10.3%; Na2O 15.2%; MgO 5.4 %; 및 SnO2 0.2%. 일부 구현 예에서, 유리 부재(50)용 조성물은 상대적으로 낮은 탄성 계수(다른 대안적인 유리에 비해서)로 선택된다. 유리 부재(50)에서 좀 더 낮은 탄성 계수는 사용 동안 예를 들어 전자 디스플레이 소자의 굽힘 또는 플렉싱 동안 부재(50) 내에 인장 응력을 감소시킬 수 있다. 다른 기준은 유리 부재(50)용 조성물을 선택하는데 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니나, 흠의 혼입을 최소화시키면서 낮은 두께 수준으로의 용이한 제작성, 굽힘 동안 발생되는 인장 응력을 상쇄시키기 위한 잠재적 압축 응력 영역의 전개의 용이성, 광학적 투명성, 및/또는 내식성(corrosion resistance)을 포함한다. 본원에 기술된 바와 같은 유리 부재(50)의 사용은 선택적으로 상술한 기준을 달성한다.
상기 유리 부재(50)는 전자 소자에서의 사용을 위한 다양한 물리적 형태 및 형상을 채택할 수 있다. 단면 사시도로부터, 상기 부재(50) 및 층(또는 층들)은 평평하거나 평탄한 시트 부분일 수 있다. 일부 구현 예에서, 부재(50)는 최종 적용에 따라 비-직선, 시트-형 형태로 제작될 수 있다. 실시 예로서, 타원형 디스플레이 및 베젤을 갖는 모바일 디스플레이 소자는 일반적으로 타원형, 시트-형 형태를 갖는 유리 층을 포함할 수 있다.
도 2 및 3을 참조하면, 상기 스택 어셈블리(100)의 유리 부재(50)는 유리 부재(50)의 제1의 주 표면(54)으로부터 유리 부재(50)의 제1의 깊이(62) 까지 연장하는 압축 응력 영역(60)을 더욱 포함한다. 다른 장점 중, 상기 압축 응력 영역(60)은 굽힘 시 유리 부재(50) 내에 발생된 인장 응력, 특히 상기 제1의 주 표면(54) 부근에서 최대에 다다르는 인장 응력을 상쇄하기 위하여 유리 부재(50) 내에서 이용될 수 있다. 상기 압축 응력 영역(60)은 재인발 단계 및 두 개의 화학적 에칭 단계를 이용하는 다중 방법과의 조합으로, 개별적인 박형화 방법으로 달성할 수 없는 예기치않은 개선된 굽힘 강도로 귀결될 수 있다.
상기 압축 응력 영역(60)은 상기 층(54)의 제1의 주 표면에서 약 100 MPa 이상의 압축 응력을 포함할 수 있다. 일부 관점에서, 제1의 주 표면(54)에서의 압축 응력은 약 500 MPa 내지 약 2000 MPa, 예를 들어, 약 600 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 650 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 660 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 670 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 675 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 680 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 690 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 700 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 720 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 750 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 775 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 800 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 825 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 850 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 875 MPa 내지 약 1500 MPa, 약 900 MPa 내지 약 1500 MPa, 또는 약 950 MPa 내지 약 1500 MPa이다. 본원에서 사용된 바와 같은 압축 응력(표면 CS를 포함하여)은 Orihara Industrial Co., Ltd. (일본)에 의해 제작된, FSM-6000과 같은 상업적으로 입수가능한 기구를 사용하여 표면 응력 미터(FSM)에 의해 측정된다.　 표면 응력 측정은 응력 광학 계수(SOC)의 정확한 측정에 좌우되며, 이는 유리의 복굴절과 관련된다.　 SOC는 명칭 "Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient"의 ASTM 표준 C770-16에서 기술된 과정 C (유리 디스크 방법)에 따라 측정되며, 상기 내용은 전체가 본원에 참고로서 포함된다.　 다른 관점에서, 상기 압축 응력은 유리 부재(50)에서 압축 응력을 생산하기 위하여 이용되는 공정에 따라, 상기 제1의 주 표면(54)에서 1000 MPa 이상 내지 2000 MPa까지일 수 있다. 상기 압축 응력은 또한 상기 기재의 다른 관점에서 상기 제1의 주 표면(54)에서 약 100 MPa 내지 약 600 MPa 범위일 수 있다.
상기 압축 응력 영역(60) 내에서, 상기 압축 응력은 상기 유리 층(54)의 제1의 주 표면으로부터 상기 제1의 깊이(62)까지의 깊이의 함수로서 상기 유리 부재(50) 내에서 일정하게 머무르거나, 감소하거나 또는 증가할 수 있다. 이처럼, 다양한 압축 응력 프로파일이 압축 응력 영역(60)에서 이용될 수 있다. 나아가, 상기 깊이(62)는 상기 유리 부재(50)의 제1의 주 표면(54)으로부터 약 15 ㎛ 이하에서 설정될 수 있다. 다른 관점에서, 상기 깊이(62)는 상기 유리 부재(50)의 제1의 주 표면(54)으로부터 상기 유리 부재(50)의 두께(52)의 20% 이하, 또는 상기 유리 부재(50)의 두께(52)의 대략 1/3 이하이도록 설정될 수 있다.
스택 어셈블리(100)에서, 상기 유리 부재(50)의 압축 응력 영역(60)은 전술한 바와 같은 이온 교환 공정을 통하여 전개될 수 있다. 즉, 상기 압축 응력 영역(60)은 복수의 이온-교환 가능한 금속 이온 및 복수의 이온-교환된 금속 이온을 포함할 수 있으며, 상기 이온-교환된 금속 이온은 상기 영역(60)에서 압축 응력을 생산하도록 선택된다. 스택 어셈블리(100)의 일부 관점에서, 상기 이온-교환된 금속 이온은 상기 이온-교환가능한 금속 이온의 원자 반경보다 큰 원자 반경을 갖는다. 상기 이온-교환가능한 이온(예를 들어, Na+ 이온)은 이온 교환 공정에 투입되기 전에 유리 부재(50) 내에 존재한다. 이온-교환 이온(예를 들어, K+ 이온)은 유리 부재(50) 내로 혼입될 수 있으며, 이온-교환가능한 이온의 일부를 대체한다. 상기 이온-교환 이온, 예를 들어 K+ 이온의 유리 부재(50) 내로의 혼입은 이온-교환 이온을 함유하는 용융 염(예를 들어, 용융된 KNO3 염) 욕 내에 부재 또는 층을 침지함으로써 영향을 받을 수 있다. 상기 실시 예에서, 상기 K+ 이온은 Na+ 이온보다 큰 원자 반경을 가지며, 존재하는 유리 내의 국부적인 압축 응력을 발생시키는 경향이 있다. 상기 방법의 다른 관점에서, 상기 침지 단계는 압축 응력 영역(60)을 전개하기 위하여 약 400℃ 내지 약 480℃에서 약 15분 내지 약 180분 동안 강화 욕 내에 유리 부재(50)를 침지시키는 단계를 포함한다. 일부 구현 예에서, 부가로 또는 대안적으로, 상기 유리 부재(50)의 두께 내에서 제2의 주 표면(56)으로부터 깊이까지 연장하는 압축 응력 영역이 존재할 수 있다. 따라서, 상기 스택 어셈블리(100)가 폴드되는 경우 곡선의 중심은 제1의 표면(54)의 측면(적어도 제2의 표면(56)이 압축 층을 갖는 경우에서), 제2의 표면(56)의 측면(적어도 제1의 표면(54)이 압축 층을 갖는 경우에서), 또는 다중 폴드가 존재하는 경우 이들 모두(제1 및 제2의 표면(54, 56) 모두가 압축 층을 갖는 경우에서) 상에 중 어느 하나 상에서 일 수 있다.
일부 관점에서, 상기 유리 부재(50)의 표면으로부터 물질을 제거하기 위한 포스트-이온 교환 공정은 흠 크기의 감소의 측면에서 유리함을 제공할 수 있다. 특히, 이러한 제거 공정은 압축 응력 영역(60)의 형성 후 제1의 주 표면(54)에서 유리 부재(52)의 최종 두께로부터 약 1 ㎛ 내지 약 5 ㎛를 제거하기 위하여 제2의 화학적 에칭 단계를 이용할 수 있다. 예를 들어, 제거 단계는 상기 목적으로 950 ppm F- 이온(예를 들어, HF 산), 0.1M 시트르산 에칭액 용액을 ~128 분 동안 이용할 수 있다. 상기 유리 층 및/또는 유리 부재(50) 내에서, 특히 그들의 표면 부근에서 최대 흠 크기의 감소는 층 및/또는 부재를 굽히는 것으로부터 생산된 응력 강도 인자를 감소시키는 역할을 할 수 있다.
일부 관점에서, 상기 제거 공정은 상기 유리 부재(50)의 제1의 주 표면(54)에서 5 ㎛ 이하의 최대 흠 크기로 압축 응력 영역(60) 내의 흠 분포를 제어하도록 수행될 수 있다. 상기 제거 단계는 또한 상기 압축 응력 영역(60)이 상기 유리 부재(50)의 제1의 주 표면(54)에서 2.5 ㎛ 이하, 또는 0.4 ㎛ 이하 만큼 낮은 최대 흠 크기를 갖도록 수행될 수 있다. 상기 최대 흠 크기는 또한 2.5 ㎛ 이하, 2.4 ㎛ 이하, 2.3 ㎛ 이하, 2.2 ㎛ 이하, 2.1 ㎛ 이하, 2 ㎛ 이하, 1.9 ㎛ 이하, 1.8 ㎛ 이하, 1.75 ㎛ 이하, 1.7 ㎛ 이하, 1.6 ㎛ 이하, 1.5 ㎛ 이하, 1.4 ㎛ 이하, 1.3 ㎛ 이하, 1.2 ㎛ 이하, 1.1 ㎛ 이하, 1 ㎛ 이하, .9 ㎛ 이하, .8 ㎛ 이하, .75 ㎛ 이하, 0.6 ㎛ 이하, 0.5 ㎛ 이하, 0.4 ㎛ 이하, 또는 좀 더 작은 흠 크기 범위로 유지될 수 있다. 상기 유리 부재(50)의 압축 응력 영역 내의 흠 크기를 줄이는 것은 예를 들어 굽힘력에 의한 인장 응력의 적용 시 이들 부재 및/또는 층기 균열 전파에 의해 고장나는 경향을 더욱 감소시킬 수 있다. 부가적으로, 스택 어셈블리(100)의 일부 관점은 압축 응력 영역의 중첩이 또한 결여된 제어된 흠 크기 분포(예를 들어, 상기 유리 층(50)의 제1의 주 표면(54)에서 0.5 ㎛ 이하의 흠 크기)를 갖는 표면 영역을 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 부가적인 관점에 따르면, 상기 제거 단계는 또한 압축 응력 영역(60)의 중첩이 결여된 유리 부재(50)의 영역 내에서 흠 크기 분포를 제어하기 위하여 수행될 수 있다. 나아가, 상기 제거 공정의 변형은 에지에서 흠 크기 분포를 제어하기 위하여 유리 부재(50)의 에지에서 수행될 수 있다.
도 2 및 3을 참조하면, 상기 유리 부재(50)는 상기 부재가 약 25℃에서 그리고 약 50%의 상대 습도에서 60분 이상 동안 약 3 mm 내지 약 20 mm의 특정화된 굽힘 반경에서 유지되는 경우 고장의 부재로 특성화될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "고장나다," "고장" 및 그 유사 용어는 본 기재의 스택 어셈블리, 유리 제품 및 유리 부재를 의도된 목적에 부적합하게 하는 파괴, 파멸(destruction), 박리, 균열 전파 또는 기타 메커니즘을 나타낸다. 상기 유리 부재(50)가 이들 조건 하에 굽힘 반경에서 유지되는 경우, 굽힘 력(예를 들어, 아래로 당김)이 부재(50)의 단부에 적용된다. 일반적으로, 인장 응력은 부재(50)의 제1의 주 표면(54)에서 발생되고 압축 응력은 굽힘 력의 적용 동안 제2의 주 표면(56)에서 발생된다. 다른 관점에서, 유리 부재(50)는 약 3 mm 내지 약 10 mm 범위인 굽힘 반경의 고장을 피하도록 구성될 수 있다. 일부 관점에서, 상기 굽힘 반경은 약 1 mm 내지 약 5 mm 범위로 설정될 수 있다. 상기 굽힘 반경은 스택 어셈블리(100)의 다른 관점에 따라 유리 부재(50)에서의 고장을 야기하지 않고 약 5 mm 내지 7 mm 범위로 또한 설정될 수 있다. 상기 유리 부재(50)는 또한 상기 부재가 약 3 mm 내지 약 10 mm의 굽힘 반경에서 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 120 시간 이상 유지되는 경우 고장 없는 것으로 일부 관점에서 특성화될 수 있다. 굽힘 시험 결과는 전술한 것과 다른 수준의 온도 및/또는 습도를 갖는 시험 조건 하에서 달라질 수 있다. 예를 들어, 좀 더 작은 굽힘 반경 (예를 들어, < 3 mm)을 갖는 유리 부재(50)는 50% 상당히 아래의 상대 습도 수준의 습도에서 수행된 굽힘 시험에서 고장 없는 것으로 특성화될 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 상기 전자 소자 어셈블리(200) 및 커버 부재(100)는 두께(72)를 갖는 고분자 층(70)을 포함한다. 도시된 구성에서, 상기 고분자 층(70)은 사이 유리 부재(50)의 제1의 주 표면(54)에 걸쳐 배치된다. 예를 들어, 상기 고분자 층(70)은 일부 구현 예에서 상기 유리 부재의 제1의 주 표면(54)과 접촉하여 그 위에 직접 위치될 수 있다. 상기 유리 부재(50) 및 제2의 층(70)의 직접적인 접촉은 서로 균일한 접촉에 있는 양 층들의 전체의 대향하는 표면을 포함할 수 있다. 다른 구현 예에서, 상기 유리 부재(50) 및 제2의 층(70) 사이의 접촉은 둘 모두의 층의 전체 대향하는 표면 미만을 포함할 수 있다.
다른 구현 예에서, 도 2에서 예시적인 형태로 나타낸 바와 같이, 상기 고분자 층(70)은 접착제(80)로 유리 부재(50)에 접착될 수 있다. 상기 접착제(80)는 균일하게 적용되어 상기 유리 부재(50) 및 고분자(70) 층 둘 모두의 전체 표면과 접촉될 수 있다. 다른 구현 예에서, 상기 유리 부재(50) 및 제2의 층(70) 사이의 접촉은 양 층의 전체 대향하는 표면 미만을 포함할 수 있다.
상기 고분자 층(70)의 두께(72)는 일부 구현 예에서 약 1 마이크로미터 내지 약 200 ㎛ 이하에서 설정될 수 있다. 다른 구현 예에서, 상기 고분자 층(70)의 두께(72)는 약 10 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 또는 약 10 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 또는 약 15 ㎛ 내지 약 175 ㎛, 또는 약 20 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 또는 약 25 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 또는 약 20 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 또는 약 30 ㎛ 내지 약 90 ㎛, 또는 약 40 ㎛ 내지 약 80 ㎛, 또는 약 50 ㎛ 내지 약 90 ㎛, 또는 약 75 ㎛ 내지 약 125 ㎛, 또는 약 50 ㎛ 내지 약 125 ㎛, 또는 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛로 설정될 수 있다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 상기 고분자 층(70)의 두께(72)는 약 1 ㎛ 내지 약 200 ㎛ 및 모든 범위 및 전술한 값들 사이의 서브 범위의 어느 수준으로 구성될 수 있다.
일부 구현 예에 따르면, 상기 고분자 층(70)은 낮은 마찰 계수를 가질 수 있다. 이들 구성에서, 상기 고분자 층(70)은 상기 유리 부재(50)의 제1의 주 표면(54) 상에 배치된다. 본 기재의 커버 부재 및 전자 소재에서 이용되는 경우, 상기 고분자 층(70)은 마찰을 감소시키거나 및/또는 마모로부터의 표면 손상을 감소시키는 기능을 할 수 있다. 상기 고분자 층(70)은 또한 부재 및/또는 층이 고장을 야기하는 과잉의 디자인 한계에서 응력에 투입되는 경우 유리 부재(50)의 남은 피스 및 조각(shard)에서 안정성의 측정을 제공할 수 있다. 상기 고분자 층(70)의 두께(72)는 일부 관점에서 1 마이크로미터 이하로 설정될 수 있다. 다른 관점에서, 상기 고분자 층(70)의 두께(72)는 소정의 조성물에 대해서 500 nm 이하, 또는 10 nm 이하만큼 낮게 설정될 수 있다. 나아가, 상기 전자 소자 어셈블리(200) 및 커버 부재(100)의 일부 관점에서, 상기 고분자 층(70)은 이들 과잉의 디자인 조건에서 응력으로부터 귀결되는 유리 부재(50) 및/또는 층의 남은 조각에서의 안정성의 유리함을 제공하기 위하여 주 표면(56) 상에서 이용될 수 있다. 상기 주 표면(56) 상의 고분자 층(70)은 또한 펑크에 대한 증가된 저항성을 커버 부재(100)에 제공할 수 있다. 이론에 구속되길 바라는 것은 아니나, 상기 고분자 층(70)은 고분자 층(70) 없이 지탱할 수 없는 하중을 커버 부재(100)가 취할 수 있도록 에너지 흡수 및/또는 소멸 및/또는 분배 특성을 가질 수 있다. 상기 하중은 정적이거나 또는 동적 중 어느 것일 수 있으며, 상기 고분자 층(70)을 갖는 커버 부재(100)의 측면 상에 적용될 수 있다.
도 2에 도시된 전자 소자 어셈블리(200) 및 커버 부재(100)에서 배치된 바와 같이, 일부 구현 예에 따른 상기 고분자 층(70)은 소자 어셈블리(200) 및 커버 부재(100) 내에 구성된 바와 같이, 고장을 야기하는 과한 디자인 한정에서 부재 및/또는 층이 응력에 투입되는 경우 유리 부재(50)의 남은 피스 및 조각에서의 안정성의 측정을 제공할 수 있다. 나아가, 전자 소자 어셈블리(200) 및 커버 부재(100)의 일부 구현 예에서, 부가적인 고분자 층(70)(미도시)은 그들의 과잉의 디자인 조건에서 응력으로부터 귀결되는 유리 부재(50) (즉, 제2의 주 표면(56) 상에 또는 이에 근접하여 위치된 바와 같이)의 남은 조각에서의 부가적인 안정성에 이익을 제공하도록 유리 부재(50)의 제2의 주 표면(56) 상에 이용될 수 있다.
상기 커버 부재(100) 내의 고분자 층(70)의 존재는 유리 부재(50)에 직접적으로 충격을 가할 수 있는 대상 및 기타 기구가 상기 고분자 층(70)에 대해 충격 받도록 보장할 수 있다. 이는 정적 및/또는 주기적 굽힘에서 강도를 감소시킬 수 있는 유리 부재(50) 내의 충격-관련 흠, 결함 및 그 유사물의 전개 가능성을 감소시키는 측면에서 유리함을 제공할 수 있다. 추가적으로, 고분자 층(70)의 존재는 또한 존재하는 경우, 하부 유리 부재(50) 및 어느 전자 소자 기판(150)의 좀 더 큰 영역에 걸쳐 충격으로부터 응력 장을 펼치는 기능을 할 수 있다. 일부 구현 예에서, 상기 고분자 층(70)의 존재는 전자 소자 기판(150) 내에 함유된 전자 부품, 디스플레이 피쳐, 픽셀 및 그 유사물에 충격 가능성을 감소시킬 수 있다.
일부 구현 예에 따르면, 상기 고분자 층(70)은 어느 다양한 에너지-저항성 고분자 물질을 이용할 수 있다. 일부 구현 예에서, 상기 고분자 층(70)은 층(70)을 포함하는 전자 소자 어셈블리(200) 또는 커버 부재(100)가 디스플레이 소자 또는 관련 적용에서 이용되는 경우, 높은 광학 투과도를 갖는 고분자 조성물을 갖도록 선택된다. 일부 구현 예에 따르면, 상기 고분자 층(70)은 폴리이미드 ("PI"), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 ("PET"), 폴리카보네이트 ("PC") 또는 폴리메틸 메타크릴레이트("PMMA")를 포함한다. 일부 구현 예에서, 상기 층(70)은 도 2 및 3에 나타낸 바와 같이, 접착제(80)(예를 들어, OCA)에 의해 유리 부재(50)에 연결될 수 있다.
제2의 층(70)은 접착을 위하여 기계적 연결에 전형적으로 의존하는, 열가소성 수지, 예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌, ("PTFE"), 불화 에틸렌 프로필렌 ("FEP"), 폴리비닐리덴 플루오라이드 ("PVDF"), 및 무정형 플루오로카본 (예를 들어, DuPont® Teflon® AF 및 Asahi® Cytop® 코팅)를 포함하는 낮은 표면 에너지를 갖는 다양한 플루오로카본 물질을 이용할 수 있다. 제2의 층(70)은 또한 단층 또는 다층으로서 증착될 수 있는 실리콘-함유 제조, 예를 들어 Dow Corning® 2634 코팅 또는 기타 플루오로- 또는 퍼플루오로실란(예를 들어, 알킬실란)로부터 제작될 수 있다. 일부 관점에서, 제2의 층(70)은 그 자체로 사용되거나 또는 핫-엔드 코팅, 예를 들어 산화 주석, 또는 기상-증착된 코팅, 예를 들어, 파릴렌 및 다이아몬드-형 코팅("DLCs")와 조합하여 사용된 실리콘 수지, 왁스, 폴리에틸렌(산화된)을 포함할 수 있다. 제2의 층(70)은 또한 전술한 코팅 조성물 및 제조에서 첨가제로서 또는 단독으로 중 어느 하나로 사용될 수 있는, 산화 아연, 몰리브덴 이황화물, 텅스텐 이황하물, 육방정 질화붕소 또는 알루미늄 마그네슘 붕소화물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 고분자 층(70)은 유리 부재(50)에 직접 적용될 수 있거나(예를 들어, 층(70)의 물질이 액체로서 적용되는 경우와 같은), 유리 부재(50)의 상단에 위치될 수 있거나(예를 들어, 시트 또는 필름의 형태로 층(70)의 물질이 있는 경우와 같은), 또는 예를 들어 접착제(예를 들어 접착제(80))를 사용하여 유리 부재(50)(예를 들어, 유리 층)에 결합될 수 있다. 존재하는 경우, 상기 접착제(80), 예를 들어 단일 층으로서는 광학적으로 투명하거나, 압력 감응성이거나, 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 접착제 층(80)은 유리 부재(50) 및 제2의 층(70) 모두에 직접적으로 그리고 균일하게 접착될 수 있다.
상술한 점에 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 고분자 층(70)은 다양한 다른 기여, 예를 들어 항균, 방부제, 얼룩 방지, 및 지문 방지 특성을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 고분자 층(70)은 한 층 초과로 이루어질 수 있거나, 또는 한 층 내에 다른 물질로 이루어질 수 있어 전자 소자 어셈블리(200) 또는 커버 부재(100)용으로 다양한 기능을 제공할 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 일부 구현 예에 따르면, 도 2에 도시된, 상기 전자 소자 어셈블리(200) 및 커버 부재(100)는 상기 고분자 층(70)에 걸쳐 배치된 내-스크레치성 코팅(90)을 포함할 수 있다. 상기 코팅(90)은 일부 구현 예에서 1 ㎛ 이하의 설정으로, 두께(92)로 구성될 수 있다. 다른 구현 예에서, 상기 코팅(90)의 두께(92)는 코팅(90)의 소정의 조성물에 대해서 500 nm 이하, 또는 10 nm 이하 만큼 낮게, 그리고 이들 모든 범위, 전술한 값들 사이의 서브 범위로 설정될 수 있다. 다른 구현 예에서, 상기 코팅(90)은 이들 결합들 사이의 모든 두께 수준을 포함하여, 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 범위인 두께(92)를 갖는다. 좀 더 일반적으로, 상기 내-스크래치성 코팅(90)은 이를 이용하는 폴더블 전자 소자 어셈블리(200) 및 커버 부재(100)에 대해서 부가적인 내-스크래치성(예를 들어, 750 g 이상의 하중으로 ASTM 시험 방법 D3363에 따라 시험된 증가된 연필 경도에서 증명된 바와 같이)을 제공하는 기능을 할 수 있다. 나아가, 상기 내-스크래치성 코팅(90)은 또한 상기 폴더불 전자 소자 어셈블리(200) 및 커버 부재(100)의 내충격성을 향상시킬 수 있다. 상기 부가된 내스크래치성(및 일부 구현 예에서 부가적인 내충격성)은 고분자 층(70)에 의해 제공된 펑크 및 충격 저항성에서 상당한 증가는 감소된 내스크래치성에 의해 상쇄돼지 않는다는 것을 보장함으로써 상기 소자 어셈블리(200) 및 커버 부재(100)에 유리할 수 있다(예를 들어, 고분자 층(70)이 결여될 수 있는 소자 어셈블리 및/또는 커버 부재에 비해서).
일부 구현 예에서, 상기 내-스크래치성 코팅(90)은 단일층 또는 다층으로서 증착될 수 있는, 실리콘-함유 제조, 예를 들어 Dow Corning® 2634 코팅 또는 기타 플루오로- 또는 퍼플루오로실란(예를 들어, 알킬실란)을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 가이, 이러한 실란-함유 제형은 또한 하드 코팅("HC")으로서 언급될 수 있는 한편, 본 기재의 분야에서 이해되는 바와 같은 다른 제형이 또한 하드 코팅을 구성할 수 있는 것으로 인식된다. 일부 구현 예에서, 상기 내-스크래치성 코팅(90)은 그 자체로 사용되거나, 또는 핫-엔드 코팅, 예를 들어 산화 주석, 또는 증기-증착 코팅, 예를 들어 파릴렌 및 다이아몬드-형 코팅("DLCs")과 조합되어 사용되는, 실리콘 수지, 왁스, 폴리에틸렌(산화된), PET, 폴리카보네이트(PC), HC 부품을 갖는 PC, PI, 및 HC 부품을 갖는 PI, 또는 접착제 테이프(예를 들어, 3M® 코드 471 접착제 테이프)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 내-스크래치성 코팅(90)은 또한 예를 들어, 낮은 표면 에너지를 갖는 부가적인 플루오로카본 물질을 포함하여, 접착을 위한 기계적 연결 메커니즘에 전형적으로 의존하는, 열가소성 수지, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌 ("PTFE"), 불화 에틸렌 프로필렌 ("FEP"), 폴리비닐리덴 플루오라이드 ("PVDF"), 및 무정형 플루오로카본(예를 들어, DuPont® Teflon® AF 및 Asahi® Cytop® 코팅)를 포함하는 기타 기능적인 성질을 갖는 표면 층을 포함할 수 있다. 일부 부가적인 구현 예에서, 상기 내-스크래치성 코팅(90)은 전술한 코팅 조성물 및 제조에서 부가제로서 또는 단독으로 중 어느 하나로 사용될 수 있는 산화 아연, 몰리브덴 이황화물, 텅스텐 이황화물, 육방정 질화붕소 또는 알루미늄 마그네슘 붕소화물을 포함할 수 있다.
도 3에 도시된, 상기 전자 소자 어셈블리(200) 및 커버 부재(100)의 소정의 구현 예에서, 상기 내-스크래치성 코팅(90)은 5H 이상의 연필 경도를 갖는다(750 g 이상의 하중으로 ASTM 시험 방법 D3363에 따라 측정된 바와 같이). 일부 구현 예에 따르면, 상기 내-스크래치성 코팅(90)은 ASTM 시험 방법 D3363에 따라 측정된 바와 같은 연필 경도 6H, 7H, 8H, 9H 이상, 및 이들 연필 경도 수준 사이의 모든 값을 나타낼 수 있다.
도 2 및 3에 나타낸 전자 소자 어셈블리(200) 및 커버 부재(100)의 소정의 구현 예에 따르면, 하나 이상의 접착제(80)가 상기 고분자 층(70) 및 유리 부재(50) 사이, 및/또는 상기 전자 소자 기판(150) 및 유리 부재(50) 사이에 이용될 수 있다. 일부 구현 예에서, 상기 접착제(80)는 유리 부재(50), 고분자 층(70) 및/또는 기판(150)의 양 표면과 직접 접촉하여 그리고 전 표면에 균일하게 적용된다. 다른 구현 예에서, 상기 접착제(80)는 유리 부재(50) 및/또는 고분자 층(70)의 전 표면 미만에 걸쳐 적용된다. 이러한 접착제는 일반적으로 일부 구현 예에서 약 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께 범위일 수 있다. 다른 구현 예에서, 각 접착제(80)의 두께는 약 10 ㎛ 내지 약 90 ㎛, 약 20 ㎛ 내지 약 60 ㎛, 또는 일부 경우 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 어느 두께 값, 및 전술한 값의 모든 범위 및 그들 사이의 서브-범위일 수 있다. 일부 구현 예에서, 특히 디스플레이-타입 적용을 위해 구성된 전자 소자 어셈블리(200) 및 커버 부재(100)에 대해서, 상기 접착제(80)는 본 기재의 분야의 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 실질적으로 투과성, 예를 들어 광학적으로 투명한 접착제("OCA")이다.
일부 다른 실시에서, 폴더블 피쳐를 갖는 폴더블 전자 소자(200)는 스택 어셈블리(100)를 포함할 수 있다. 상기 폴더블 피쳐는, 예를 들어, 디스플레이, 인쇄회로기판, 하우징 또는 전자 소자와 관련된 기타 피쳐일 수 있다. 상기 폴더블 피쳐가 디스플레이인 경우, 예를 들어, 상기 스택 어셈블리(100)는 실질적으로 투명할 수 있다. 나아가, 상기 스택 어셈블리(100)는 전술한 바와 같이 굽힘 반경 능력을 가질 수 있다. 일부 구현 예에서, 상기 폴더블 전자 소자는 전술한 스택 어셈블리(100)가 혼입된 또는 포함된, 웨어러블 전자 소자, 예를 들어, 시계, 지갑 또는 팔찌이다. 본원에서 정의된 바와 같이, "폴더블"은 완전한 폴딩, 부분적인 폴딩, 굽힘, 플렉싱 및 다중-폴드 능력을 포함한다.
도 2 및 3에 도시된 스택 어셈블리(100)는 다음 단계를 포함하는 방법에 따라 제작될 수 있다: 제1의 주 표면(54), 유리 부재(50)의 제1의 주 표면(54)으로부터 부재(50) 내의 제1의 깊이(62)까지 연장하는 압축 응력 영역(60), 및 최종 두께(52)를 갖는 제1의 유리 부재(50), 예를 들어 제1의 유리 층을 형성하는 단계. 상기 스택 어셈블리(100)에 관련되므로, 상기 압축 응력 영역(60)은 상기 부재(50)의 제1의 주 표면(54)에서 약 100 MPa 이상의 압축 응력에 의해 정의된다.
도 2 및 3에서 도시된 스택 어셈블리(100)를 형성하는 방법은 또한 약 20 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께(52)를 갖는 유리 부재(50)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 부재(50)는 유리 층, 제1의 주 표면(54), 및 제2의 주 표면(56)을 더욱 포함한다. 이들 관점에서, 상기 유리 부재(50)는 또한 다음을 포함할 수 있다: (a) 상기 부재(50)(예를 들어 유리 층)가 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 약 60분 동안 약 3 mm 내지 약 20 mm의 굽힘 반경에서 유지되는 경우 고장의 부재. 상기 방법의 다른 관점에서, 유리 부재(50)는 약 3 mm 내지 약 10 mm 범위의 굽힘 반경에 대한 고장을 피하도록 구성될 수 있다. 일부 관점에서, 상기 굽힘 반경은 약 1 mm 내지 약 5 mm 범위로 설정될 수 있다. 상기 굽힘 반경은 또한 본 방법의 다른 관점에 따라 유리 부재(50)의 고장을 야기하지 않고 약 5 mm 내지 7 mm의 범위로 설정될 수 있다.
예시적인 구현 예에서, 유리 부재(50) (예를 들어, 제1의 유리 층)를 형성하는 단계는 유리의 본래 표면 특성을 유지하는 재인발 유리 형성 공정을 사용하여 유리 부재(50)의 최종 두께(52)를 초과하는 중간 두께(예를 들어, 약 200 ㎛)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 중간 유리 부재(50)는 다음으로 커팅 공정(예를 들어, 물 커팅, 레이저 커팅, 등)을 사용하여 분리되거나, 커팅되거나 및/또는 최종-부근 부분 치수로 성형될 수 있다. 이 지점에서, 상기 중간 유리 부재(50)는 전술한 공정 단계에 따라 최종 두께(52)(예를 들어, 약 50 또는 75 ㎛, 또는 전술한 어느 두께) 근처로 에칭될 수 있다(즉, 제1의 화학적 에칭 단계). 본 공정에서 상기 스테이지에서 최종 두께 부근으로의 에칭은 유리 형성 및 분리 및/또는 커팅 단계 전에 유도된 기타 결함 및 남겨진 흠에 유리함을 제공할 수 있다. 다음으로, 상기 유리 부재(50)는 이에 한정되는 것은 아니나 전술한 이온 교환 공정을 포함하는 압축 응력 영역(60)을 형성하는 공정 단계에 투입될 수 있다. 최종적으로, 라이트 에치(즉, 제2의 화학적 에칭 단계)는 전술한 공정에 따른 압축 응력 영역(60)을 함유하는 유리 부재(50) 상에서 수행될 수 있다. 상기 최종, 라이트 에치는 이온 교환 공정 전에 결과된 유리 부재(50)의 표면에서 어느 적합한 흠 및 결함을 제거할 수 있다. 상기 방법에 따라 생산된 상기 유리 부재(50)는 다음을 포함할 수 있다: (a) 상기 부재(50) 또는 층이 약 25℃ 및 약 50% 상대 습도에서 약 60분 이상 동안 약 3 mm 내지 약 20 mm의 굽힘 반경에서 유지되는 경우 고장의 부재.
본원에 기재된 유리 부재는 약간의 투명성, 내-스크래치성, 내마모성 또는 이들의 조합을 얻을 수 있는 디스플레이 (또는 디스플레이 물품) (예를 들어, 소비자 전자제품, 모바일 폰, 테블릿, 컴퓨터, 네비게이션 시스템, 웨어러블 소자(예를 들어 시계) 및 그 유사품을 포함함), 건축 물품, 수송 물품(예를 들어, 자동차, 기차, 우주선, 원양 항해선, 등), 가정용가전 물품, 어느 물품과 같은 또 다른 물품 내에 혼입될 수 있다. 본원에 기재된 어느 유리 부재를 혼입하는 예시적인 물품을 도 5a 및 5b에 나타낸다. 특히, 도 5a 및 5b는 전면(504), 후면(506), 및 측면(508)을 갖는 하우징(502); 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 있으며, 상기 하우징의 전면에 또는 그 부근에 적어도 컨트롤러, 메모리, 및 디스플레이(510)를 포함하는 전자 부품(미도시); 및 상기 디스플레이에 걸쳐 있도록 하우징의 전면에서 또는 이에 걸친 커버 기판을 포함하는 소비자 전자 소자(500)를 도시한다. 일부 구현 예에서, 상기 커버 기판(512)의 적어도 하나 또는 하우징(102)의 일부는 본원에 기재된 어느 유리 부재를 포함할 수 있다.
추가적인 이해를 촉진하기 위하여, 다음의 실시 예가 제공된다. 이들 실시 예는 단지 예시를 위한 것으로서 한정적인 것은 아니다.
실시 예
도 4에 도시된 결과에 의해 증명된 바와 같이, 개선된 굽힘 강도 및 유리 부재 두께는 커버 부재의 본 기재와 관련될 수 있다. 도 4에서의 결과는 50 ㎛의 두께를 갖는 다양한 재인발된, 화학적 에칭된 그리고 재인발되고 화학적으로 에칭된 유리 샘플을 측정한 것이다. 유리 부재를 형성하기 위한 다-단계 방법에서 재인발 및 화학적 에칭 공정의 조합은 개별적인 공정 어느 것에 비해서도 개선된 강도 및 감소된 흠 분포로 귀결되는 점이 증명된다.
일부 관점에 따르면, Corning® Gorilla 유리® 2.0과 일치하는 조성물을 갖는 75 ㎛ 두께 유리 샘플이 430℃에서 30분 동안 KNO3 욕 침지를 포함한 이온 교환 공정에 투입되었다. 유리 층 깊이(㎛)의 함수로서의 압축 응력(MPa)은 다음으로 측정되었고 결과는 유리의 표면에서 약 889 MPa의 압축 응력이었으며, 주목할만한 압축 응력 수준은 약 11.4 ㎛ (즉, DOL = 11.4 ㎛)의 깊이로 측정되었다. 본원에서 사용된 바와 같이, 압축의 깊이(DOC)는 본원에 기재된 화학적으로 강화된 알카리 알루미노실리케이트 유리 물품에서의 응력이 압축에서 인장으로 변화하는 깊이를 의미한다.　 DOC는 FSM 또는 이온 교환 처리에 좌우되는 산란 광 편광기(SCALP)에 의해 측정될 수 있다. 유리 물품 내의 응력이 유리 물품 내로 칼륨 이온을 교환시킴으로써 발생되는 경우, FSM은 DOC를 측정하는데 사용된다. 상기 응력이 나트륨 이온을 유리 물품 내로 교환시킴으로써 발생되는 경우, SCALP가 DOC를 측정하는데 사용된다. 상기 유리 물품 내의 응력이 칼륨 및 나트륨 이온 둘 모두를 유리 내로 교환시킴으로써 발생되는 경우, 나트륨의 교환 깊이가 DOC를 나타내고 칼륨의 교환 깊이가 압축 응력의 크기에서의 변화(그러나 압축에서부터 인장까지의 응력에서의 변화는 아님)를 나타내므로, 상기 DOC는 SCALP에 의해 측정되며; 이러한 유리 물품 내의 칼륨 이온의 교환 깊이(칼륨 이온의 DOL)는 FSM에 의해 측정된다.
시험된 화학적으로 박형화된 유리 샘플은 제1의 에칭 단계에 의해 제조되었다. Corning® Gorilla 유리® 2.0와 일치하는 조성물을 갖는 200 ㎛-두께 퓨전 인발 유리는 2-단계 에칭 공정을 사용하여 약 50 ㎛의 두께로 박형화되었다. 수평 에치 공정에서, 27℃에서 제1의 에칭액 용액은 상기 유리 샘플의 상부 및 하부 표면 상에 스프레이 되어 약 80 ㎛의 유리 물질을 제거함으로써 120 ㎛-두께 유리 샘플로 귀결되었다. 상기 제1의 에칭액 용액은 12.5% HF, 6.5% HNO3, 및 81% 탈염수 (DI)였다. 제2의 패스에서, 동일한 에칭액 용액이 유리 샘플의 상부 및 하부 표면 상에 스프레이되어 약 70 ㎛의 유리 물질을 제거하여 약 50 ㎛-두께 유리 샘플로 귀결되었다. 상기 유리 샘플은 DI 수로 세척되어 어느 에칭액 잔류물을 제거한 다음 건조되었다.
상기 화학적으로 박형화된 유리 샘플은 다음으로 스테인리스 강 고정물 내로 로딩되고, 상기 샘플 및 고정물이 360℃로 60분의 기간에 걸쳐 가열되었다. 다음으로 상기 고정물 및 샘플은 410℃에서 60℃까지 60분의 기간 동안 제거 및 냉각을 개시하기 전에 약 20분 동안 410℃ 질산 칼륨 염(0.5% 규산을 갖는) 내로 하강되었다. 다음으로, 상기 고정물 내의 유리 샘플을 잔여 염이 제거될 때까지 DI 수 내에 담근 후, 상기 샘플을 고정물로부터 뽑아내었다. 다음으로 유리 층 깊이(㎛)의 함수로서의 압축 응력(MPa)이 측정되었고 결과는 유리의 표면에서 약 890 MPa의 압축 응력이었으며, 주목할만한 압축 응력 수준은 약 10.8 ㎛의 깊이로 측정되었다.
제2의 화학적 에칭 단계에서, 27℃에서 에칭액 용액이 유리 샘플의 상부 및 하부 표면 상에 스프레이 되어 약 1 ㎛의 유리 물질을 제거하여 약 50 ㎛-두께 유리 샘플로 귀결되었다. 상기 에칭액 용액은 2% HF, 5% HNO3, 및 93% 탈염수 (DI)였다. 상기 유리 샘플은 DI 수로 세척되어 어느 에칭액 잔여물을 제거한 후 건조되었다.
시험된 재인발된 유리 샘플이 약 50 ㎛ 두께 수준까지 유리를 박형화하기 위하여 Corning® Gorilla 유리® 2.0과 일치하는 조성물을 갖는 200 ㎛-두께의 퓨전 인발된 유리를 재인발함으로써 제조되었다. 본원에 그 전체가 혼입되는, WO 제2017/095791호에 기재된 바와 같은 재인발된 공정은 퓨전 인발된 유리 프리폼을 박형화하도록 수행되어 인발 박형화된 유리 샘플을 생산하였다. 특히, 퓨전 인발된 유리 프리폼은 재인발 공정의 중량 균형을 조절함으로써 제어되는 특정의 목표 두께로 프리폼을 재인발하기 전에 105 내지 107 poise 범위의 유리 점도 값에 이르도록 가열된다. 상기 퓨전 인발된 프리폼은 목표 두께에 이르기 위하여 분당 50 내지 1000 mm의 당김 속도에서 분당 3 내지 100 mm의 속도로 공급된다. 재인발된 유리가 109 내지 1015 poise의 범위에서 점도에 이르도록 설정 존을 통해서 프리폼 유리의 팽창 곡선을 일치시키는 속도로 냉각되었다. 상기 박형화된 유리는 유리 샘플로 개별화되었고 추가적인 공정을 위하여 에지 마감질되었다.
다음으로, 상기 재인발된 유리 샘플은 스테인리스 강 고정물 내로 로딩되었고, 상기 샘플 및 고정물은 360℃로 60분의 기간에 걸쳐 가열되었다. 다음으로, 상기 고정물 및 샘플은 410℃에서 60℃까지 60분의 기간에 걸쳐 제거 및 냉각을 개시하기 전에 410℃ 질산 칼륨 염 (0.5% 규산을 가짐) 내로 약 20분 동안 하강되었다. 다음으로, 상기 고정물 내의 유리 샘플을 잔여 염이 제거될 때까지 DI 수 내에 담근 후, 상기 샘플을 고정물로부터 뽑아내었다. 유리 층 깊이(㎛)의 함수로서의 압축 응력(MPa)은 유리의 표면에서 약 905 MPa의 압축 응력이었으며, 주목할만한 압축 응력 수준은 약 8.4 ㎛의 깊이에서이다.
연이은 화학적 에칭 단계에서, 27℃에서 에칭액 용액이 상기 재인발된 유리 샘플의 상부 및 하부 표면 상에 스프레이 되어 약 1 ㎛의 유리 물질을 제거하여 약 50 ㎛-두께 유리 샘플로 귀결되었다. 상기 에칭액 용액은 2% HF, 5% HNO3, 및 93% 탈염수 (DI)였다. 상기 재인발된 유리 샘플은 DI 수로 세척되어 어느 에칭액 잔여물을 제거한 후 건조되었다.
또 다른 시험된 샘플에서, 상기 화학적 박형화 공정 및 재인발 공정이 조합되었다. 약 200 ㎛ 두께 수준까지 유리를 박형화하기 위하여 Corning® Gorilla 유리® 2.0과 일치하는 조성물을 갖는 1100 ㎛-두께의 퓨전 인발된 유리가 제1의 재인발되었다. 본원에 그 전체가 혼입되는, WO 제2017/095791호에 기재된 바와 같은 재인발된 공정은 퓨전 인발된 유리 프리폼을 박형화하도록 수행되어 인발 박형화된 유리 샘플을 생산하였다. 특히, 퓨전 인발된 유리 프리폼은 재인발 공정의 중량 균형을 조절함으로써 제어되는 특정의 목표 두께로 프리폼을 재인발하기 전에 105 내지 107 poise 범위의 유리 점도 값에 이르도록 가열된다. 상기 퓨전 인발된 프리폼은 목표 두께에 이르기 위하여 분당 50 내지 1000 mm의 당김 속도에서 분당 3 내지 100 mm의 속도로 공급된다. 재인발된 유리가 109 내지 1015 poise의 범위에서 점도에 이르도록 설정 존을 통해서 프리폼 유리의 팽창 곡선을 일치시키는 속도로 냉각되었다. 상기 박형화된 유리는 유리 샘플로 개별화되었고 추가적인 공정을 위하여 에지 마감질되었다.
제1의 화학적 에칭 단계에서, 상기 재인발된 유리는 2-단계 에칭 공정을 사용하여 약 50 ㎛의 두께로 박형화되었다. 수평 에치 공정에서, 27℃에서 제1의 에칭액 용액은 상기 유리 샘플의 상부 및 하부 표면 상에 스프레이 되어 약 80 ㎛의 유리 물질을 제거함으로써 120 ㎛-두께 유리 샘플로 귀결되었다. 상기 제1의 에칭액 용액은 12.5% HF, 6.5% HNO3, 및 81% 탈염수 (DI)였다. 제2의 패스에서, 동일한 에칭액 용액이 유리 샘플의 상부 및 하부 표면 상에 스프레이되어 약 70 ㎛의 유리 물질을 제거하여 약 50 ㎛-두께 유리 샘플로 귀결되었다. 상기 유리 샘플은 DI 수로 세척되어 어느 에칭액 잔류물을 제거한 다음 건조되었다.
상기 재인발되고 화학적으로 박형화된 유리 샘플은 다음으로 스테인리스 강 고정물 내로 로딩되고, 상기 샘플 및 고정물이 360℃로 60분의 기간에 걸쳐 가열되었다. 다음으로 상기 고정물 및 샘플은 410℃에서 60℃까지 60분의 기간 동안 제거 및 냉각을 개시하기 전에 약 20분 동안 410℃ 질산 칼륨 염(0.5% 규산을 갖는) 내로 하강되었다. 다음으로, 상기 고정물 내의 유리 샘플을 잔여 염이 제거될 때까지 DI 수 내에 담근 후, 상기 샘플을 고정물로부터 뽑아내었다. 유리 층 깊이(㎛)의 함수로서의 압축 응력(MPa)은 유리의 표면에서 약 905 MPa이고, 주목할만한 압축 응력 수준은 약 8.4 ㎛의 깊이에서이다.
제2의 화학적 에칭 단계에서, 27℃에서 에칭액 용액이 유리 샘플의 상부 및 하부 표면 상에 스프레이 되어 약 1 ㎛의 유리 물질을 제거하여 약 50 ㎛-두께 유리 샘플로 귀결되었다. 상기 에칭액 용액은 2% HF, 5% HNO3, 및 93% 탈염수 (DI)였다. 상기 유리 샘플은 DI 수로 세척되어 어느 에칭액 잔여물을 제거한 후 건조되었다.
박형 유리 부재를 형성하기 위한 다-단계 화학적 에칭 방법 및 IOX 강화 단계를 갖는 재인발 방법의 조합의 유리함을 도 4에 나타내며, 여기서 전술한 시험된 유리 셈플에 대하여 다양한 2개 지점의 굽힘 강도 분포를 나타낸다. 상기 도면에서 2개의 지점의 굽힘 값은 다음과 같이 샘플을 시험함으로써 측정되었다. 상기 샘플은 250 MPa/sec의 일정한 속도에서 응력을 받았다. 2개의 지점 굽힘 프로토콜에 대하여 다음을 참조할 것: S. T. Gulati, J. Westbrook, S. Carley, H. Vepakomma, 및 T. Ono, "45.2: Two point bending of thin glass substrates," in SID Conf., 2011, pp. 652-654. 환경이 50% 상대 습도 및 25℃에서 제어되었다. 상기 데이터 세트는 고장에서의 최대 응력을 나타내며, 상기 고장은 최소 반경(2mm) 위치에서 일어나는 것으로 추정된다. 솔리드 원 포인트(●)로 나타낸 선은 화학적 박형화에 의하여 제조되고 박형화된 유리 샘플의 강도에 대한 와이블 분포(Weibull distribution)를 나타낸다. 오픈 스퀘어 포인트(□)로 나타낸 선은 재인발 방법에 의해 제조되고 박형화된 유리의 강도에 대한 와이블 분포를 나타낸다. 오픈 다이아몬드 포인트(◇)로 나타낸 선은 화학적 박형화 및 재인발 방법을 조합하여 제조되고 박형화된 유리 샘플의 강도에 대한 와이블 분포를 나타낸다.
상기 샘플의 세트는 화학적 박형화 및 재인발 방법을 조합함으로써 제조된 유리 샘플에 대하여 10%의 고장 확률에서 약 1850 MPa 이상의 강도, 5% 고장 확율에서 약 1600 MPa 이상, 및 1% 고장 확률에서 약 1250 MPa 이상의 강도를 나타낸다. 대조적으로, 상기 데이터는 화학적 박형화에 의해 제조된 유리 샘플에 대해서 10% 고장 확률에서 약 775 MPa, 5% 고장 확률에서 약 600 MPa, 및 1% 고장 확률에서 약 250 MPa의 강도를 나타낸다. 유리 물질의 화학적 박형화 및 재인발 조합한 방법은 단지 화학적 박형화를 이용한 방법에 비해서 굽힘 강도에서 증가를 초래하며, 예를 들어, 10% 고장 확률에서 약 139%, 5% 고장 확률에서 약 167%, 및 1% 고장 확률에서 약 400%의 증가를 이끈다. 추가적인 비교에서, 상기 데이터는 재인발된 방법에 의해 제조된 유리 샘플에 대해서 10% 고장 확률에서 약 825 MPa, 5% 고장 확률에서 약 600 MPa, 및 1% 고장 확률에서 약 200 MPa의 강도를 나타낸다. 유리 물질의 화학적 박형화 및 재인발의 조합 방법은 단지 박형화를 위한 재인발을 사용한 방법에 비해서 굽힘 강도에서의 증가, 예를 들어, 10% 고장 확률에서 약 124%, 5% 고장 확률에서 약 167%, 및 1% 고장 확률에서 약 525%의 증가를 이끈다.
이론에 국한되길 바라는 것은 아니나, 유리 물질을 박형화하기 위하여 화학적 박형화 및 재인발 방법을 조합하는 것은 재인발 유리의 본래의 표면 품질을 이용하고 유리 물질의 에지 강도 및 표면을 유지하는 화학적 박형화의 소정의 정도에 의해 흠을 감소시키거나 또는 제거함으로써 굽힘 강도를 증가시키는 것으로 보인다. IOX 후의 라이트 에치는 흠 깊이를 감소시키고 IOX 공정 그 자체에 의해 도입된 균열 팁을 무디게함으로써 바람직한 박형화 방법에 덧붙여 샘플의 강도를 증가시키는 것으로 믿어진다.
많은 변형 및 변경이 본 기재의 사상 및 다양한 원리를 실질적으로 벗어나지 않고 본 기재의 전술한 구현 예에 대해서 이루어질 수 있다. 이러한 모든 변경 및 변형은 다음의 청구항에 의해 보호되고 본 기재의 보호 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.
예를 들어, 일부 구현 예에서, 상기 커버 부재는 디스플레이용 전형적인 "커버 유리"로서 사용되는 것으로 기재되나, 상기 커버 부재는 소자 하우징의 어느 부분 상에 사용될 수 있으며, 일부 구현 예에서는 투명할 필요가 없다(상기 커버 부재는 그를 통해서 대상을 볼 위치에 사용되지 않는 바와 같이).

Claims (26)

  1. 유리-계 부재의 제조방법으로서, 상기 제조방법은:
    프리폼 유리 시트를 재인발하여 재인발된 유리 시트를 형성하는 단계;
    상기 재인발된 유리 시트를 커팅하여 재인발된 유리 부분을 얻는 단계, 상기 재인발된 유리 부분은 제1의 표면 및 제2의 표면을 포함함;
    제1의 화학적 에칭 단계에서, 상기 제1의 및/또는 제2의 재인발된 유리 부분 표면을 제1의 에칭액과 접촉시켜 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부분을 형성하는 단계;
    상기 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부분을 이온 교환 단계에 투입하여 이온-교환된 재인발된 유리 부분을 형성하는 단계, 상기 이온-교환된 재인발된 유리 부분은 압축 응력 영역, 제1의 표면 및 제2의 표면을 포함하며, 상기 압축 응력 영역은 상기 이온-교환된 재인발된 유리 부분의 제1의 표면으로부터 이온-교환된 재인발된 유리 부분에서 제1의 깊이까지 연장함; 및
    제2의 화학적 에칭 단계에서, 상기 제1의 및/또는 제2의 이온-교환된 재인발된 유리 부분 표면을 제2의 에칭액과 접촉시켜 유리-계 부재를 형성하는 단계를 포함하는, 유리-계 부재의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프리폼 유리 시트는 재인발 로에 공급되고 약 105 내지 약 107 poise의 점도로 가열되며 약 25 내지 약 200 미크론의 최종 평균 두께로 인발되는, 유리-계 부재의 제조방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1의 화학적 에칭 단계 전에 상기 재인발된 유리 부분을 에지 마감질하는 단계를 더욱 포함하는, 유리-계 부재의 제조방법.
  4. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1의 화학적 에칭 단계는 제1의 패스 에칭 및 제2의 패스 에칭을 포함하는, 유리-계 부재의 제조방법.
  5. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1의 에칭액은 제1의 산을 포함하며, 상기 제2의 에칭액은 제2의 산을 포함하며, 상기 제1의 에칭액 내의 제1의 산의 농도는 상기 제2의 에칭액 내의 제2의 산의 농도보다 큰, 유리-계 부재의 제조방법.
  6. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프리폼 유리 시트는 약 250 미크론 내지 약 1,300 미크론의 평균 두께를 포함하는, 유리-계 부재의 제조방법.
  7. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재인발된 유리 시트는 약 75 내지 약 200 미크론의 평균 두께를 포함하는, 유리-계 부재의 제조방법.
  8. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화학적으로 에칭된 재인발된 유리 부분은 약 25 내지 약 125 미크론의 평균 두께를 포함하는, 유리-계 부재의 제조방법.
  9. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 부재는 약 20 내지 약 125 미크론의 평균 두께를 포함하는, 유리-계 부재의 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 유리-계 부재는 약 25 내지 약 60 미크론의 평균 두께를 포함하는, 유리-계 부재의 제조방법.
  11. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2의 에칭액은 제1의 및/또는 제2의 이온-교환된 재인발된 유리 부분 표면 각각으로부터 2 미크론 미만의 두께를 제거하는, 유리-계 부재의 제조방법.
  12. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2의 화학적 에칭 단계는 상기 이온-교환된 재인발된 유리 부분으로부터 3 미크론 미만의 총 두께를 제거하는, 유리-계 부재의 제조방법.
  13. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리-계 부재의 평균 두께는 상기 프리폼 유리 시트의 평균 두께보다 약 80% 내지 약 95% 더 얇은, 유리-계 부재의 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 프리폼 유리 시트는 상기 재인발 단계 동안 약 95% 까지 얇아지는, 유리-계 부재의 제조방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 재인발된 유리 부분은 상기 제1의 화학적 에칭 단계 동안 약 30% 내지 약 80% 얇아지는, 유리-계 부재의 제조방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 이온-교환된 재인발된 유리 부분은 상기 제2의 화학적 에칭 단계 동안 약 4% 내지 약 12% 얇아지는, 유리-계 부재의 제조방법.
  17. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이온 교환 단계는 상기 화학적으로 재인발된 유리 부분 내의 상대적으로 작은 알카리 금속 양이온을 상대적으로 큰 양이온으로 대체하는 단계를 포함하는, 유리-계 부재의 제조방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 상대적으로 큰 양이온은 칼륨을 포함하는, 유리-계 부재의 제조방법.
  19. 전술한 청구항 중 어느 한 항의 공정에 의해 제조된 유리-계 부재.
  20. 약 1000 내지 약 1800 MPa의 굽힘 강도 및 1% 내지 10%의 고장 확률을 포함하는 유리-계 부재.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 유리-계 부재는 약 20 내지 약 60 미크론의 평균 두께를 포함하는, 유리-계 부재.
  22. 청구항 20 또는 21에 있어서,
    상기 유리 조성물은 알카리 금속을 포함하는, 유리-계 부재.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 알카리 금속은 리튬 또는 나트륨을 포함하는, 유리-계 부재.
  24. 청구항 21에 있어서,
    상기 굽힘 강도는 1%의 고장 확률에서 약 1100 MPa를 초과하는, 유리-계 부재.
  25. 청구항 20에 있어서,
    상기 유리-계 부재는 75 미크론 미만의 평균 두께 및 5%의 고장 확률에서 약 1400 MPa 초과의 굽힘 강도를 포함하는, 유리-계 부재.
  26. 소비자 전자 제품으로서,
    전면, 후면 및 측면을 포함하는 하우징;
    상기 하우징 내에서 적어도 부분적으로 있는 전자 부품, 상기 전자 부품은 적어도 컨트롤러, 메모리, 및 디스플레이를 포함하며, 상기 디스플레이는 상기 하우징의 전면에 또는 그 부근에 있음; 및
    상기 디스플레이에 걸쳐 배치된 커버 기판을 포함하며,
    상기 하우징 또는 커버 기판의 적어도 일부는 청구항 19 내지 25 중 어느 하나의 유리-계 부재를 포함하는, 소비자 전자 제품.
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