KR20220031208A - Reinforced glass product and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 강화 유리 제품 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a tempered glass article and a method for making the same.
모니터, 카메라, VTR, 휴대폰 등 영상 및 광학장비, 자동차 등 운송장비, 각종 식기류, 건축시설 등 폭넓은 기술 및 산업분야에 있어서 유리제품은 필수 구성요소로 다루어지고 있다. 이에, 각 산업분야의 특성에 맞추어 다양한 물성을 갖는 유리가 제조되어 사용되고 있다.Glass products are treated as essential components in a wide range of technological and industrial fields such as video and optical equipment such as monitors, cameras, VTRs, mobile phones, transportation equipment such as automobiles, various tableware, and construction facilities. Accordingly, glass having various physical properties is manufactured and used according to the characteristics of each industrial field.
특히, 최근에는 플렉시블 디스플레이 장치가 개발됨에 따라, 우수한 굽힘 특성 및 내구성을 갖는 상부 투명 보호 필름의 필요성이 증대되고 있다.In particular, as a flexible display device has recently been developed, the need for an upper transparent protective film having excellent bending properties and durability is increasing.
종래 상부 투명 보호 필름으로 폴리에스테르 또는 아크릴 등의 플라스틱 유기물질이 사용되었으나, 이러한 재료는 기계적 강도가 약하여 반복적인 굽힘 등에 의해 변형되거나 파손되는 등 내구성에 한계가 존재하였다. 이에, 내열성, 기계적 강도 및 경도가 우수한 강화 박판유리가 플렉시블 디스플레이 장치용 상부 투명 보호 필름의 소재로 점차 대두되고 있다.Conventionally, plastic organic materials such as polyester or acrylic have been used as the upper transparent protective film, but these materials have weak mechanical strength and are limited in durability, such as being deformed or damaged by repeated bending. Accordingly, tempered thin glass having excellent heat resistance, mechanical strength and hardness is gradually emerging as a material for an upper transparent protective film for flexible display devices.
그러나, 강화 박판유리의 경우, 우수한 강도에도 불구하고 반복적인 굽힘에 따른 압축응력에 의해 강화 박판유리가 깨질 우려가 존재한다.However, in the case of tempered thin glass, there is a risk that the tempered thin glass is broken by the compressive stress caused by repeated bending in spite of its excellent strength.
따라서, 강화 박판 유리의 우수한 기계적 강도를 유지한 채로 접힘 내구성을 향상시킨 강화 박판 유리에 대한 연구가 필요하다.Therefore, there is a need for a study on the tempered thin glass with improved folding durability while maintaining the excellent mechanical strength of the tempered thin glass.
대한민국 등록특허공보 제10-2011-0049524호에는 화학 강화유리를 이용한 플렉시블 디스플레이 기판이 개시되어 있으나, 접힘 내구성이 우수한 강화 박판 유리를 포함하는 플렉시블 디스플레이용 강화 박판 유리는 개시되어 있지 않다.Korean Patent Publication No. 10-2011-0049524 discloses a flexible display substrate using chemically tempered glass, but does not disclose a tempered thin glass for a flexible display including a tempered thin glass having excellent folding durability.
본 발명의 일 목적은 우수한 굴곡 특성을 갖는 강화 유리 제품을 제공하는 것에 있다.One object of the present invention is to provide a tempered glass article having excellent flexural properties.
또한, 본 발명의 다른 목적은 우수한 굴곡 특성을 갖는 강화 유리 제품의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a tempered glass article having excellent flexural properties.
본 발명은 양 면에 각각 고식각면 및 저식각면을 포함하고 상기 저식각면의 양 단부가 서로 마주보는 방향으로 굴곡된, 강화 유리 몸체를 포함하며, 상기 고식각면의 강화 깊이는 상기 저식각면의 강화 깊이보다 깊은, 강화 유리 제품을 제공한다.The present invention includes a tempered glass body including a high-etching surface and a low-etching surface on both sides, respectively, and both ends of the low-etching surface are bent in a direction facing each other, and the strengthening depth of the high-etching surface is the low-etching surface Deeper than the tempered depth of, provide tempered glass products.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고식각면의 강화 깊이에 대한 상기 저식각면의 강화 깊이의 비율은 66 내지 85%일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ratio of the strengthening depth of the low-etched surface to the strengthening depth of the high-etched surface may be 66 to 85%.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고식각면의 표면 조도에 대한 상기 저식각면의 표면 조도의 비율은 50 내지 80%일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ratio of the surface roughness of the low-etched surface to the surface roughness of the high-etched surface may be 50 to 80%.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 강화 유리 몸체는 칼륨(K)으로 표면 개질된 유리를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the tempered glass body may include a glass surface-modified with potassium (K).
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 저식각면의 표면 칼륨 함량에 대한 상기 고식각면의 표면 칼륨 함량의 비율은 60 내지 95%일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ratio of the surface potassium content of the high-etched surface to the surface potassium content of the low-etched surface may be 60 to 95%.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 저식각면은 비식각면일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the low-etched surface may be a non-etched surface.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 강화 유리 몸체의 두께는 10 내지 100 ㎛일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the thickness of the tempered glass body may be 10 to 100㎛.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 강화 유리 몸체의 컬 양은 5 내지 25 mm일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the amount of curl of the tempered glass body may be 5 to 25 mm.
또한, 본 발명은 유리 원판의 양 면을 비대칭적으로 식각하여 유리 박판을 형성하는 단계; 및 상기 유리 박판의 표면을 화학적으로 강화하는 단계를 포함하는, 강화 유리 제품의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of forming a thin glass plate by asymmetrically etching both sides of the glass plate; and chemically strengthening the surface of the glass sheet.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유리 박판을 형성하는 단계는 상기 유리 원판의 일 면만을 식각하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the step of forming the thin glass plate may be to etch only one surface of the original glass plate.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유리 원판을 식각하기 전, 상기 유리 원판의 일 면을 마스킹하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, before etching the glass original plate, the step of masking one surface of the glass original plate may be further included.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유리 박판의 양 면은 칼륨에 의해 비대칭적으로 개질되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, both surfaces of the thin glass plate may be asymmetrically modified by potassium.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유리 원판의 두께는 50 내지 500 ㎛일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the thickness of the glass original plate may be 50 to 500㎛.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유리 박판의 두께는 10 내지 100 ㎛일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the thickness of the thin glass plate may be 10 to 100 ㎛.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유리 원판은 산성 식각액에 의해 식각되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the glass original plate may be etched by an acidic etchant.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 강화 유리 제품은 양 면에 고식각면 및 저식각면을 포함하며 상기 고식각면 및 저식각면 각각의 강화 정도가 상이할 수 있다. 이에, 상기 강화 유리 제품은 상기 저식각면의 양 단부가 서로 마주보는 방향으로 굴곡될 수 있다.Tempered glass products according to exemplary embodiments of the present invention may include a high-etching surface and a low-etching surface on both surfaces, and the degree of strengthening of each of the high-etching surface and the low-etching surface may be different. Accordingly, the tempered glass product may be bent in a direction in which both ends of the low-etched surface face each other.
또한, 상기 강화 유리 제품은 굴곡된 방향과 일치하는 방향으로 굴곡되는 장치에 적용될 경우 향상된 굴곡 특성을 가질 수 있다.In addition, the tempered glass article may have improved bending properties when applied to a device that is bent in a direction coincident with the bending direction.
또한, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 유리 원판의 양 면을 비대칭적인 강도로 식각한 후 화학적으로 강화하여 양 면의 강화 정도가 상이한 강화 유리 제품을 용이하게 제조할 수 있다.In addition, according to exemplary embodiments of the present invention, it is possible to easily manufacture tempered glass products having different degrees of strengthening on both sides by etching both sides of the glass original plate with asymmetric strength and then chemically strengthening it.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 강화 유리 제품을 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 강화 유리 제품의 제조 방법을 나타내는 개략적인 개념도이다.1 is a schematic cross-sectional view illustrating a tempered glass article according to exemplary embodiments of the present invention.
2 to 4 are schematic conceptual views illustrating a method of manufacturing a tempered glass article according to exemplary embodiments.
본 발명의 실시예들은 양 면의 식각 정도가 상이하고 저식각면의 양 단부가 서로 마주보는 방향으로 굴곡된 강화 유리 제품 및 이의 제조 방법을 제공한다. 일 방향으로 컬이 형성되어 컬 방향에 대한 굴곡 특성이 향상될 수 있다.Embodiments of the present invention provide a tempered glass product in which the etching degree of both surfaces is different and both ends of the low-etched surface are bent in a direction facing each other, and a method of manufacturing the same. Curls are formed in one direction, so that flexural properties in the curl direction may be improved.
본 명세서에 있어서, 표면압축응력(CS; Compressive Stress)은 유리의 최표면에 있어서의 압축응력을 의미할 수 있다.In the present specification, the surface compressive stress (CS; Compressive Stress) may mean a compressive stress in the outermost surface of the glass.
표면압축응력은 유리 표면으로부터 유리 내부로 갈수록 작아질 수 있다. 이때, 표면압축응력이 실질적으로 0이 되는 지점까지의 깊이를 강화 깊이(DOL; Depth of Layer)로 정의할 수 있다.The surface compressive stress may decrease from the surface of the glass toward the inside of the glass. In this case, the depth to the point at which the surface compressive stress becomes substantially zero may be defined as the depth of reinforcement (DOL).
표면압축응력 및 강화 깊이는 표면 응력계(FSM-6000LE)를 사용하여 측정할 수 있다.Surface compressive stress and strengthening depth can be measured using a surface stress meter (FSM-6000LE).
이하, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 예시적으로 설명된 구체적인 실시 형태로 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is merely exemplary and the present invention is not limited to the specific embodiments described by way of example.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 강화 유리 제품을 도시하는 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view illustrating a tempered glass article according to exemplary embodiments of the present invention.
도 1을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 강화 유리 제품(10)은 강화 유리 몸체(100), 고식각면(102) 및 저식각면(104)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , a
본 발명의 일 실시예에 있어서, 강화 유리 몸체(100)는 화학적으로 강화된 유리를 포함할 수 있다. 화학적인 강화는, 예를 들면, 유리 표면의 이온반경이 작은 원자가 이온반경이 큰 원자로 치환되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 있어서, 강화 유리 몸체(100)는 칼륨(K; potassium)으로 개질된 유리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유리는 나트륨(Na; sodium) 이온을 포함할 수 있으며, 유리를 질산 칼륨(KNO3) 등의 칼륨 소스를 포함하는 용액에 침지할 경우, 나트륨 이온의 적어도 일부가 칼륨 이온으로 치환될 수 있다. 이와 같은 칼륨 개질에 의해 유리의 표면에 압축응력이 부여될 수 있으며, 유연성 및 내충격성이 증가될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the
일부 실시예에 있어서, 상기 칼륨으로 개질된 유리의 치환 깊이(DOL; Depth of Layer)는 전체 두께의 5 내지 15%일 수 있다. 상기 치환 깊이는 상기 유리의 표면으로부터 나트륨 이온이 칼륨 이온으로 치환된 최심 지점까지의 깊이를 의미할 수 있다.In some embodiments, a depth of substitution (DOL) of the potassium-modified glass may be 5 to 15% of the total thickness. The substitution depth may mean a depth from the surface of the glass to the deepest point where sodium ions are substituted with potassium ions.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 강화 유리 몸체(100)는 Al2O3의 함량이 15중량% 이상인 알루미노실리케이트(Aluminosilicate)계 유리를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the
본 발명에서, 강화 유리 몸체(100)의 일 면은 고식각면(102)으로 정의될 수 있다. 또한, 강화 유리 몸체(100)의 타 면은 저식각면(104)으로 정의될 수 있다.In the present invention, one surface of the
본 명세서에서 사용되는 용어 "고식각면" 및 "저식각면"은 상대적인 식각 정도를 표현한다. 예를 들면, "고식각면"은 "저식각면"에 비하여 상대적으로 강한 강도로 식각된 면을 의미할 수 있다. 또한, "저식각면"은 "고식각면"에 비하여 약한 강도로 식각된 면을 의미할 수 있다.As used herein, the terms "high-etching surface" and "low-etching surface" express a relative degree of etching. For example, a "high etched surface" may mean a surface etched with relatively strong strength compared to a "low etched surface". In addition, the "low-etched surface" may mean a surface etched with a weaker strength than a "high-etched surface".
본 발명의 일 실시예에 있어서, 고식각면(102)은 저식각면(104)에 비하여 표면 강화 정도(표면 개질 정도)가 높을 수 있다. 예를 들어, 고식각면(102)은 상대적으로 강한 식각에 의해 유리 표면의 보호 피막이 제거되고 유리 표면부의 분자 구조가 적어도 부분적으로 손상될 수 있다. 고식각면(102)의 이미 손상된 표면부에는 화학적 처리가 용이하게 수행될 수 있다. 이에, 고식각면(102)의 표면 강화 정도가 저식각면(104)에 비하여 높을 수 있다.In an embodiment of the present invention, the high-etched
고식각면(102)의 표면 강화 정도가 저식각면(104)보다 높을 경우, 강화 유리 몸체(100)의 양 표면에 비대칭적인 표면압축응력이 형성될 수 있다. 예를 들면, 저식각면(104)의 표면압축응력이 고식각면(102)보다 크게 되어, 저식각면(104)의 양 단부가 마주보는 방향으로 굴곡(컬; curl)이 발생할 수 있다.When the degree of surface strengthening of the highly
강화 유리는 상부 및 하부 방향으로 소정의 유연성을 가질 수 있다. 강화 유리가 자체적으로 특정 방향으로 굴곡된 형상을 가질 경우, 상기 굴곡된 방향과 일치하는 방향에 대한 유연성이 보다 향상될 수 있다. 또한, 굴곡된 방향과 반대 방향에 대하여도 소정 유연성을 가질 수 있다. 예를 들면, 굴곡된 형상이 평면으로 전개된 형태에 대하여 안정적인 유연성을 가질 수 있다.The tempered glass may have some flexibility in upper and lower directions. When the tempered glass itself has a curved shape in a specific direction, flexibility in a direction coincident with the curved direction may be further improved. In addition, it may have a predetermined flexibility with respect to the direction opposite to the bent direction. For example, a curved shape may have stable flexibility with respect to a shape developed in a plane.
통상의 플렉서블 장치의 경우, 폴딩 방향이 한 방향으로 제한될 수 있다. 구체적으로, 상기 플렉서블 장치는 전개된 상태의 평면 형태와, 한 방향으로 접힌 상태의 폴딩 형태가 연속적으로 상호 변환될 수 있다.In the case of a typical flexible device, the folding direction may be limited to one direction. Specifically, in the flexible device, a flat shape in an unfolded state and a folding shape in a folded state in one direction may be continuously converted to each other.
강화 유리 제품(10)의 컬의 방향(저식각면(104)의 양 단부가 마주보도록 접히는 방향)이 플렉서블 장치의 폴딩 방향과 일치되도록 적용될 경우, 굴곡 특성이 현저히 향상될 수 있으며, 상기 평면 형태에서도 안정된 내구성을 확보할 수 있다.When the direction of the curl of the tempered glass product 10 (the direction in which both ends of the low-etched
저식각면(104)은 고식각면(102)의 대향면으로 제공되며, 강화 정도가 고식각면(102)보다 낮다. 따라서, 저식각면(104)은 고식각면(102)보다 표면압축응력이 클 수 있다. 이에, 강화 유리 제품(10)은 표면압축응력이 작은 고식각면(102)이 확장 또는 연장되는 방향으로 굴곡될 수 있다.The low-etched
일부 실시예들에 있어서, 저식각면(104)은 실질적으로 식각이 되지 않은 비식각면을 포함할 수 있다. 이 경우, 각 면의 강화 정도의 차이가 보다 증가할 수 있다. 이에, 고식각면(102)에 대한 물성의 차이가 증가할 수 있다.In some embodiments, the low-etched
본 발명의 일 실시예에 있어서, 고식각면(102)의 강화 깊이(강화 두께)는 저식각면(104)의 강화 깊이보다 깊을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the reinforcement depth (reinforcement thickness) of the high-
본 발명의 일 실시예에 있어서, 저식각면(104)의 강화 깊이는 고식각면(102)의 강화 깊이보다 15% 이상 작을 수 있다. 이 경우, 강화 유리 제품(10)에 소정 량의 컬이 형성될 수 있으며, 컬이 형성된 방향으로의 굴곡 특성이 향상될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the strengthening depth of the low-etched
일부 실시예에 있어서, 고식각면(102)의 강화 깊이에 대한 저식각면(104)의 강화 깊이의 비율은 66 내지 85%일 수 있다. 고식각면(120)의 강화 깊이에 대한 저식각면(104)의 강화 깊이의 비율이 66% 미만일 경우, 컬이 형성된 강화 유리 제품(10)을 평평하게 펼 때, 컬의 중심에 컬의 역방향으로 과도한 응력이 가해질 수 있다. 따라서, 컬의 중심에 크랙이 발생할 수 있다.In some embodiments, the ratio of the strengthening depth of the low-
본 발명의 일 실시예에 있어서, 저식각면(104)에서의 표면압축응력은 고식각면(102)에서의 표면압축응력보다 클 수 있다.In one embodiment of the present invention, the surface compressive stress in the low-
일부 실시예에 있어서, 저식각면(104)의 표면압축응력은 고식각면(102)의 표면압축응력보다 15% 이상 클 수 있다. 이 경우, 저식각면(104)의 양 말단이 서로 접히는 방향으로 자연적으로 컬이 형성될 수 있다. 따라서, 저식각면(104)이 접히는 방향으로의 굴곡될 때 내크랙성이 향상될 수 있다.In some embodiments, the surface compressive stress of the low-etched
일부 실시예에 있어서, 고식각면(102)의 표면압축응력에 대한 저식각면(104)의 표면압축응력의 비율은 115 내지 140%일 수 있다. 고식각면(102)의 표면압축응력에 대한 저식각면(104)의 표면압축응력의 비율이 140%을 초과할 경우, 강화 유리 제품(10)을 평행하게 펼 때 역방향 크랙이 발생할 수 있다.In some embodiments, the ratio of the surface compressive stress of the low-etched
일부 실시예에 있어서, 고식각면(102)의 강화 깊이는 3 내지 30 ㎛일 수 있다. 또한, 저식각면(104)의 강화 깊이는 2 내지 25 ㎛일 수 있다.In some embodiments, the hardening depth of the
본 발명의 일 실시예에 있어서, 고식각면(102)의 강화 깊이에 대한 저식각면(104)의 강화 깊이의 비율은 66 내지 85%일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ratio of the strengthening depth of the low-
본 발명의 일 실시예에 있어서, 고식각면(102)의 표면 조도는 저식각면(104)의 표면 조도보다 클 수 있다.In an embodiment of the present invention, the surface roughness of the high-
일부 실시예에 있어서, 고식각면(102)의 표면 조도는 0.02 내지 0.5 nm일 수 있다. 저식각면(104)의 표면 조도는 0.01 내지 0.4 nm일 수 있다.In some embodiments, the surface roughness of the highly etched
일부 실시예에 있어서, 고식각면(102)의 표면 조도에 대한 저식각면(104)의 표면 조도의 비율은 50 내지 80%일 수 있다.In some embodiments, the ratio of the surface roughness of the low-
본 발명의 일 실시예에 있어서, 저식각면(104)의 표면 칼륨 함량은 고식각면(102)의 표면 칼륨 함량보다 클 수 있다.In an embodiment of the present invention, the surface potassium content of the low-
일부 실시예에 있어서, 저식각면(104)의 표면 칼륨 함량에 대한 고식각면(102)의 표면 칼륨 함량의 비율은 60 내지 95%일 수 있다.In some embodiments, the ratio of the surface potassium content of the high-
본 발명의 일 실시예에 있어서, 강화 유리 몸체(100)의 두께는 10 내지 100 ㎛일 수 있다. 상기 강화 유리 몸체(100)의 두께가 10 ㎛ 미만일 경우, 충분한 경도 및 강도가 확보되지 못하여 내충격성이 저하되고 굴곡 시 파단이 발생할 수 있다. 또한, 상기 강화 유리 몸체(100)의 두께가 100 ㎛ 초과일 경우, 강화 유리 제품(10)의 내굴곡성이 저하될 수 있다. 보다 바람직하게는, 강화 유리 몸체(100)의 두께는 30 내지 80 ㎛일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the thickness of the tempered
본 발명의 일 실시예에 있어서, 강화 유리 몸체(100)의 컬 양은 5 내지 25 mm일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "컬 양"은 강화 유리의 중앙 지점(예를 들면, 강화 유리 상면의 최저점)의 높이와 상기 중앙 지점으로부터 30 mm 만큼 떨어진 지점의 높이 차이를 의미할 수 있다. 상기 강화 유리 몸체(100)의 컬 양이 5 mm 미만일 경우, 특정 방향에 대한 굴곡 특성 향상 효과가 불충분할 수 있다. 상기 강화 유리 몸체(100)의 컬 양이 25 mm 초과일 경우, 강화 유리 제품(10)을 평면 형태로 변형 및 유지하는 것이 어려울 수 있다.In one embodiment of the present invention, the amount of curl of the tempered
도 2 내지 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 강화 유리 제품의 제조 방법을 나타내는 개략적인 개념도이다.2 to 4 are schematic conceptual views illustrating a method of manufacturing a tempered glass article according to exemplary embodiments.
도 2를 참조하면, 유리 원판(200)은 예비 고식각면(202) 및 예비 저식각면(204)을 포함할 수 있다. 이때, 유리 원판(200)의 일 면은 예비 고식각면(202)으로 정의될 수 있다. 또한, 유리 원판(200)의 타 면은 예비 저식각면(204)으로 정의될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
도 2에 도시된 화살표의 크기는 식각 정도를 나타낼 수 있다. 식각 정도는 식각액의 적용 방향, 적용량, 적용 시간 등을 비대칭으로 설정하여 조절될 수 있다. 이때, 식각액은 스프레이 분사, 디핑(dipping), 도포 등의 방법으로 적용될 수 있다.The size of the arrow shown in FIG. 2 may indicate the degree of etching. The etching degree can be adjusted by asymmetrically setting the application direction, application amount, and application time of the etchant. In this case, the etchant may be applied by a method such as spray spraying, dipping, or application.
일부 실시예에 있어서, 상기 식각액은 불산을 포함하는 산성 수용액일 수 있다. 예를 들면, 상기 식각액은 1중량% 내지 20중량%의 불산, 0.1중량% 내지 5중량%의 불화 암모늄, 1중량% 내지 20중량%의 무기산, 1중량% 내지 10중량%의 유기산 또는 상기 유기산의 염, 및 전체 조성물 총 중량이 100중량%가 되도록 하는 물을 포함할 수 있다.In some embodiments, the etchant may be an acidic aqueous solution containing hydrofluoric acid. For example, the etchant may be 1 wt% to 20 wt% of hydrofluoric acid, 0.1 wt% to 5 wt% ammonium fluoride, 1 wt% to 20 wt% inorganic acid, 1 wt% to 10 wt% organic acid or the organic acid of salt, and water such that the total weight of the total composition is 100% by weight.
일부 실시예에 있어서, 상기 무기산은 황산(H2SO4), 염산(HCl), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 설파민산(SO3HNH2), 과염소산(HClO4), 크롬산(HCrO4), 아황산(H2SO3), 아질산(HNO2) 등에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.In some embodiments, the inorganic acid is sulfuric acid (H 2 SO 4 ), hydrochloric acid (HCl), nitric acid (HNO 3 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), sulfamic acid (SO 3 HNH 2 ), perchloric acid (HClO 4 ) , chromic acid (HCrO 4 ), sulfurous acid (H 2 SO 3 ), nitrous acid (HNO 2 ), and the like may include any one or more selected.
일부 실시예에 있어서, 상기 유기산은 카르복시산(carboxylic acid), 디카르복시산(dicarboxylic acid), 트리카르복시산(tricarboxlicacid), 테트라카르복시산(tetracarboxylic acid), 아세트산(acetic acid), 부탄산(butanoic acid), 시트르산(citric acid), 포름산(formic acid), 글루콘산(gluconic acid), 글리콜산(glycolic acid), 말론산(malonic acid), 옥살산(oxalic acid), 펜탄산(pentanoic acid), 설포벤조산(sulfobenzoic acid), 설포석신산(sulfosuccinic acid), 설포프탈산(sulfophthalic acid), 살리실산(salicylic acid), 설포살리실산(sulfosalicylic acid), 벤조산(benzoicacid), 락트산(lactic acid), 글리세르산(glyceric acid), 석신산(succinic acid), 말산(malic acid), 타르타르산(tartaric acid), 이소시트르산(isocitric acid), 프로펜산(propenoic acid), 이미노디아세트산(imminodiacetic acid), 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA; ethylenediaminetetraacetic acid)에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다In some embodiments, the organic acid is carboxylic acid, dicarboxylic acid, tricarboxylic acid (tricarboxlicacid), tetracarboxylic acid, acetic acid (acetic acid), butanoic acid (butanoic acid), citric acid ( citric acid, formic acid, gluconic acid, glycolic acid, malonic acid, oxalic acid, pentanoic acid, sulfobenzoic acid , sulfosuccinic acid, sulfophthalic acid, salicylic acid, sulfosalicylic acid, benzoic acid, lactic acid, glyceric acid, succinic acid From (succinic acid), malic acid (malic acid), tartaric acid (tartaric acid), isocitric acid (isocitric acid), propenoic acid (propenoic acid), imminodiacetic acid (imminodiacetic acid), ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA; ethylenediaminetetraacetic acid) may include any one or more selected
일부 실시예에 있어서, 상기 물은 25℃에서 18 MΩ/cm 이상의 비저항을 갖는 탈이온수일 수 있다.In some embodiments, the water may be deionized water having a resistivity of 18 MΩ/cm or more at 25°C.
예를 들어, 상기 식각액을 예비 고식각면(202) 방향으로 분사할 경우, 예비 고식각면(202)이 많이 식각되고, 반대면인 예비 저식각면(204)은 적게 식각될 수 있다.For example, when the etchant is sprayed in the direction of the preliminary high-
예비 고식각면(202)은 상대적으로 많이 식각되어 고식각면(102)을 형성할 수 있다. 또한, 예비 저식각면(204)은 상대적으로 적게 식각되어 저식각면(104)을 형성할 수 있다.The preliminary high-etched
본 발명의 일 실시예에 있어서, 유리 원판(200)의 두께는 50 내지 500 ㎛일 수 있다. 상기 유리 원판(200)의 두께가 50 ㎛ 미만일 경우, 원판 자체의 강도 및 경도가 지나치게 약하여 내충격성 및 내굴곡성이 감소될 수 있다. 또한, 상기 유리 원판(200)의 두께가 500 ㎛ 초과일 경우, 강화 유리 몸체(100)의 두께를 원하는 범위(예를 들면 100 ㎛ 이하)로 식각하기 어려울 수 있다.In one embodiment of the present invention, the thickness of the glass
비대칭적인 식각에 의해 유리 박판(206)이 형성될 수 있다A
본 발명의 일 실시예에 있어서, 유리 박판(206)의 두께는 10 내지 100 ㎛일 수 있다. 상기 유리 박판(206)의 두께가 10 ㎛ 미만일 경우, 충분한 경도 및 강도가 확보되지 못하여 내충격성이 저하되고 굴곡 시 파단이 발생할 수 있다. 또한, 상기 유리 박판(206)의 두께가 100 ㎛ 초과일 경우, 강화 유리 제품(10)의 내굴곡성이 저하될 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 유리 박판(206)의 두께는 30 내지 80 ㎛일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the thickness of the
유리 박판(206)은 목적하는 크기로 재단된 후 화학적으로 강화될 수 있다. 상기 재단 시 휠 컷(wheel cut) 레이저 컨, 워터젯 컷, 샌드 블라스트 컷(sand blast cut), 초음파 컷, 에어젯 컷 등의 방법이 비제한적으로 사용될 수 있다.The
유리 박판(206)의 재단된 면은 다이아몬드 척 연마, 레이저 용융 연마, 화학적 연마, 브러슁, 열적 연마 등의 비제한적 방법에 의해 연마될 수 있다.The cut surface of the
연마된 유리 박판(206)은 불산, 염산, 질산 등의 산성 용액 처리나 가열 공정을 통해 표면의 상처가 수복될 수 있다.The
도 3을 참조하면, 유리 원판(200)의 예비 저식각면(204)에 식각 마스크(210)가 배치될 수 있다. 식각 마스크(210)는 예비 저식각면(204)을 마스킹하여 비대칭적 식각 공정에서 예비 저식각면(204)의 식각을 실질적으로 방지할 수 있다. 이 경우, 예비 저식각면(204)은 비식각면으로 제공될 수 있다.Referring to FIG. 3 , an
식각 마스크(210)는 불산, 염산, 질산 등의 식각액에 내성을 갖는 마스크 물질을 비제한적으로 사용할 수 있다. 식각 마스크(210)는 비대칭적 식각 공정의 종료 후 제거될 수 있다.The
도 4를 참조하면, 제조된 유리 박판(206)을 화학적으로 강화할 수 있다. 화학 강화에는 이온 치환 용액(230)이 사용될 수 있다. 반응 용기(220) 내에 수용된 이온 치환 용액(230)에 유리 박판(206)을 침지하여 상기 화학 강화를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the manufactured
본 발명의 일 실시예에 있어서, 이온 치환 용액(230)은 질산칼륨(KNO3), 수산화인산칼륨(K2HPO4), 염화칼륨(KCl), 인산칼륨(K2PO4) 등의 칼륨 소스를 포함할 수 있다. 상기 칼륨 소스에 포함된 칼륨 이온은 유리 박판(206) 표면의 나트륨 이온과 치환될 수 있다. 반경이 작은 나트륨 이온이 반경이 큰 칼륨 이온으로 치환됨에 따라 유리의 표면에 압축응력이 인가되어 강화 유리가 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
유리 박판(206)의 고식각면 및 저식각면(비식각면)은 비대칭적으로 화학 강화될 수 있다. 예를 들면, 상기 고식각면 및 상기 저식각면의 칼륨 개절 정도가 상이할 수 있다.A high-etching surface and a low-etching surface (non-etching surface) of the
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, preferred embodiments are presented to help the understanding of the present invention, but these examples are merely illustrative of the present invention and do not limit the appended claims, and are within the scope and spirit of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications are possible, and it is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.
[실시예 1 내지 5][Examples 1 to 5]
약 100 ㎛ 두께의 알루미노실리케이트 유리를 50 x 100 mm로 절단, 가공하여 샘플을 준비하였다.Samples were prepared by cutting and processing aluminosilicate glass with a thickness of about 100 μm to 50×100 mm.
준비된 샘플의 양 면을 불산을 포함하는 식각액(5 내지 10%의 불산, 황산, 질산, 계면활성제 및 물 포함)을 분사하여 식각하였다. 다음으로, 식각된 유리를 수세하였다. 이때, 샘플 양 면의 식각 정도는 식각액의 분사량(분사 유속)을 제어하여 서로 상이하게 조절되었다.Both sides of the prepared sample were etched by spraying an etching solution containing hydrofluoric acid (including 5 to 10% hydrofluoric acid, sulfuric acid, nitric acid, surfactant and water). Next, the etched glass was washed with water. At this time, the etching degree of both sides of the sample was adjusted to be different from each other by controlling the injection amount (injection flow rate) of the etchant.
양 면이 서로 다르게 식각된 샘플을 질산 칼륨을 포함하는 이온 치환 용액(미츠비시화학社, KNO3 99.99%)에 30분 침적하여 화학적으로 강화시켰다.The sample, etched on both sides differently, was chemically strengthened by immersion in an ion replacement solution (Mitsubishi Chemical Co., Ltd., KNO 3 99.99%) containing potassium nitrate for 30 minutes.
화학 강화에 의해 칼륨 이온이 침투한 깊이(강화 깊이, DOL)는 유리 양 면의 식각 정도에 따라 하기 표 1에 기재된 바와 같이 조절되었다.The depth of penetration of potassium ions by chemical strengthening (strengthening depth, DOL) was controlled as described in Table 1 below according to the etching degree of both sides of the glass.
제조된 강화 유리 제품 샘플의 표면압축응력 및 강화 깊이는 표면 유리 응력 측정기(ORIHARA社, FSM-6000LE)를 이용하여 측정하였다.The surface compressive stress and strengthening depth of the prepared tempered glass product samples were measured using a surface glass stress analyzer (ORIHARA, FSM-6000LE).
[비교예][Comparative example]
약 100 ㎛ 두께의 알루미노실리케이트 유리를 50 x 100 mm로 절단, 가공하여 샘플을 준비하였다.Samples were prepared by cutting and processing aluminosilicate glass with a thickness of about 100 μm to 50×100 mm.
제조된 샘플의 양 면을 동일한 정도로 식각한 것을 제외하고는, 실시예와 동일한 방법으로 강화 유리 제품 샘플을 준비하였다.A tempered glass product sample was prepared in the same manner as in Example, except that both sides of the prepared sample were etched to the same extent.
실험예: 컬 방향 굴곡 특성 평가Experimental Example: Curl direction flexural property evaluation
실시예 및 비교예에서 제조된 강화 유리 제품 샘플을 컬이 형성된 방향(일 면의 양 말단이 서로 마주보도록 접힌 방향)으로 접힘부의 곡률 반지름이 5 mm가 되도록 절곡하여 샘플의 양 말단이 서로 평행하게 만들고, 양 말단이 동일 평면 상에 위치하도록 샘플을 완전히 펴는 과정(사이클)을 반복 실시하여 굴곡 특성을 평가하였다.The tempered glass product samples prepared in Examples and Comparative Examples are bent so that the radius of curvature of the fold is 5 mm in the direction in which the curl is formed (the direction in which both ends of one side are folded to face each other), so that both ends of the sample are parallel to each other The flexural properties were evaluated by repeating the process (cycle) of completely unfolding the sample so that both ends were positioned on the same plane.
굴곡 특성은 아래의 기준에 따라 평가되었다.Flexural properties were evaluated according to the following criteria.
O: 20만 사이클 후 크랙 미발생O: No cracks after 200,000 cycles
△: 10만 내지 20만 사이클 중 크랙 발생△: cracks occur during 100,000 to 200,000 cycles
X: 10만 사이클 전 크랙 발생X: Crack occurred before 100,000 cycles
(㎛)reinforcement depth
(μm)
(MPa)surface compressive stress
(MPa)
비율
(저식각면/고식각면)
(%)reinforcement depth
ratio
(Low etch side/high etch side)
(%)
압축응력
비율
(저식각면/고식각면)
(%)surface
compressive stress
ratio
(Low etch side/high etch side)
(%)
굴곡 특성curl direction
Flexural Characteristics
상기 표 1을 참조하면, 제조된 유리 강화 제품 샘플의 양 면의 식각 정도 및 강화 정도가 실질적으로 동일한 비교예 샘플에 비하여 저식각면과 고식각면 사이에 강화 깊이, 표면압축응력이 차이를 갖는 실시예의 샘플에 있어서 컬 방향 굴곡 특성이 현저히 향상된 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, compared to the comparative example sample in which the etching degree and the strengthening degree of both sides of the prepared glass-reinforced product sample are substantially the same, the strengthening depth and the surface compressive stress between the low-etching surface and the high-etching surface are different. In the example sample, it can be seen that the curl direction flexural property is remarkably improved.
10: 강화 유리 제품
100: 강화 유리 몸체
102: 고식각면
104: 저식각면10: tempered glass products
100: tempered glass body
102: high etching plane
104: low etched surface
Claims (15)
상기 고식각면의 강화 깊이는 상기 저식각면의 강화 깊이보다 깊은, 강화 유리 제품.A tempered glass body including a high-etched surface and a low-etched surface on both sides, respectively, and both ends of the low-etched surface are bent in a direction facing each other,
The strengthening depth of the high-etching surface is deeper than the strengthening depth of the low-etching surface, tempered glass products.
상기 고식각면의 강화 깊이에 대한 상기 저식각면의 강화 깊이의 비율은 66 내지 85%인, 강화 유리 제품.According to claim 1,
The ratio of the strengthening depth of the low-etching surface to the strengthening depth of the high-etching surface is 66 to 85%, a tempered glass article.
상기 고식각면의 표면 조도에 대한 상기 저식각면의 표면 조도의 비율은 50 내지 80%인, 강화 유리 제품.According to claim 1,
The ratio of the surface roughness of the low-etched surface to the surface roughness of the high-etched surface is 50 to 80%, tempered glass article.
상기 강화 유리 몸체는 칼륨으로 표면 개질된 유리를 포함하는, 강화 유리 제품.According to claim 1,
wherein the tempered glass body comprises a glass surface-modified with potassium.
상기 저식각면의 표면 칼륨 함량에 대한 상기 고식각면의 표면 칼륨 함량의 비율은 60 내지 95%인, 강화 유리 제품.According to claim 1,
The ratio of the surface potassium content of the high-etching surface to the surface potassium content of the low-etching surface is 60 to 95%, tempered glass article.
상기 저식각면은 비식각면인, 강화 유리 제품.According to claim 1,
The low-etched surface is a non-etched surface, a tempered glass article.
상기 강화 유리 몸체의 두께는 10 내지 100 ㎛인, 강화 유리 제품.According to claim 1,
The thickness of the tempered glass body is 10 to 100 ㎛, tempered glass article.
상기 강화 유리 몸체의 컬 양은 5 내지 25 mm인, 강화 유리 제품.According to claim 1,
wherein the amount of curl of the tempered glass body is 5 to 25 mm.
상기 유리 박판의 표면을 화학적으로 강화하는 단계를 포함하는, 강화 유리 제품의 제조 방법.forming a thin glass plate by asymmetrically etching both surfaces of the glass original plate; and
A method of manufacturing a tempered glass article, comprising chemically strengthening the surface of the glass sheet.
상기 유리 박판을 형성하는 단계는 상기 유리 원판의 일 면만을 식각하는, 강화 유리 제품의 제조 방법.10. The method of claim 9,
Forming the thin glass plate is a method of manufacturing a tempered glass product by etching only one surface of the glass original plate.
상기 유리 원판을 식각하기 전, 상기 유리 원판의 일 면을 마스킹하는 단계를 더 포함하는, 강화 유리 제품의 제조 방법.10. The method of claim 9,
Before etching the glass original plate, the method of manufacturing a tempered glass article further comprising the step of masking one surface of the glass original plate.
상기 유리 박판의 양 면은 칼륨에 의해 비대칭적으로 개질되는, 강화 유리 제품의 제조 방법.10. The method of claim 9,
Both sides of the glass sheet are asymmetrically modified by potassium, a method for producing a tempered glass article.
상기 유리 원판의 두께는 50 내지 500 ㎛인, 강화 유리 제품의 제조 방법.10. The method of claim 9,
The thickness of the glass original plate is 50 to 500 ㎛, a method of manufacturing a tempered glass product.
상기 유리 박판의 두께는 10 내지 100 ㎛인, 강화 유리 제품의 제조 방법.10. The method of claim 9,
The thickness of the glass sheet is 10 to 100 μm, a method of manufacturing a tempered glass article.
상기 유리 원판은 산성 식각액에 의해 식각되는, 강화 유리 제품의 제조 방법.10. The method of claim 9,
The glass original plate is etched by an acidic etchant, a method of manufacturing a tempered glass article.
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KR20110049524A (en) | 2009-11-05 | 2011-05-12 | 웅진케미칼 주식회사 | Flexible display substrate using chemistry strengthening glass |
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