KR20230136870A - Glass composition, glass article prepared therefrom and display device - Google Patents
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Abstract
유리 조성물, 이로부터 제조된 유리 제품 및 디스플레이 장치가 제공된다. 유리 제품은 유리 조성으로서, 총 중량에 대하여 SiO2 60 내지 70mol%, Al2O3 5 내지 15mol%, Na2O 5 내지 15mol%, Li2O 5 내지 15%, MgO 0 내지 5mol% 및 ZrO2 0 내지 5mol%를 포함하고, 관계식 1을 만족하며, 두께가 20 내지 100㎛의 범위를 갖는다.Glass compositions, glass articles made therefrom, and display devices are provided. The glass product has a glass composition of 60 to 70 mol% SiO 2 , 5 to 15 mol% Al 2 O 3, 5 to 15 mol% Na 2 O, 5 to 15 mol% Li 2 O, 0 to 5 mol% MgO, and ZrO. 2 It contains 0 to 5 mol%, satisfies Relation 1, and has a thickness in the range of 20 to 100㎛.
Description
본 발명은 유리 조성물, 이로부터 제조된 유리 제품 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to glass compositions, glass articles made therefrom, and display devices.
유리 제품은 디스플레이 장치를 포함하는 전자 기기나 건축 자재 등에 많이 사용된다. 예를 들어, 액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD), 유기 발광 디스플레이 장치(Organic light emitting display device, OLED), 전기 영동 디스플레이 장치 등의 평판 디스플레이 장치의 기판이나 이를 보호하는 커버 윈도우 등에 유리 제품이 적용된다. Glass products are widely used in electronic devices including display devices and building materials. For example, glass products such as substrates or cover windows that protect flat display devices such as liquid crystal display devices (LCD), organic light emitting display devices (OLED), and electrophoretic displays. This applies.
스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 전자 기기가 늘어나면서 그에 적용되는 유리 제품도 외부 충격에 빈번하게 노출된다. 휴대성을 위해 얇으면서도 외부 충격에 견딜 수 있는 유리 제품의 개발이 요구되고 있다. As the number of portable electronic devices such as smartphones and tablet PCs increases, glass products used in them are frequently exposed to external shocks. For portability, there is a need to develop glass products that are thin and can withstand external shocks.
최근에는 사용자 편의를 위해 접힐 수 있는 디스플레이 장치가 연구되고 있다. 접힐 수 있는 디스플레이 장치에 적용되는 유리 제품은 접힐 때 벤딩 스트레스를 완화하기 위해 얇은 두께를 가지는 동시에 외부의 충격에 견딜 수 있는 강도를 가지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 유리 제품의 조성물이 갖는 성분 비율, 및 제조 공정 조건 변경을 통해 얇은 유리 제품의 강도 개선을 하려는 시도가 있다.Recently, foldable display devices are being researched for user convenience. It is desirable for glass products applied to a foldable display device to have a thin thickness to relieve bending stress when folded and at the same time have the strength to withstand external impacts. Accordingly, there are attempts to improve the strength of thin glass products by changing the component ratio of the composition of the glass product and the manufacturing process conditions.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 신규한 조성비를 갖는 유리 조성물, 및 이로부터 제조된 유리 제품과 유리 제품을 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a glass composition having a novel composition ratio, a glass product manufactured therefrom, and a display device including the glass product.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 유리 제품은 유리 조성으로서, 총 중량에 대하여 SiO2 60 내지 70mol%, Al2O3 5 내지 15mol%, Na2O 5 내지 15mol%, Li2O 5 내지 15%, MgO 0 내지 5mol% 및 ZrO2 0 내지 5mol%를 포함하고, 하기 관계식 1을 만족하며, 두께가 20 내지 100㎛의 범위를 가질 수 있다.A glass product according to an embodiment for solving the above problem has a glass composition of 60 to 70 mol% SiO 2 , 5 to 15 mol% Al 2 O 3 , 5 to 15 mol% Na 2 O 5 to 15 mol%, and Li 2 O 5 relative to the total weight. to 15%,
[관계식 1][Relationship 1]
0.3 <Al2O3/(Na2O+Li2O)(R 비율, R ratio)≤ 10.3 <Al 2 O 3 /(Na 2 O+Li 2 O)(R ratio, R ratio)≤ 1
(여기서, Al2O3, Na2O 및 Li2O는 상기 유리 조성에서 각 성분의 함량(mol%)이다.)(Here, Al 2 O 3 , Na 2 O and Li 2 O are the contents (mol%) of each component in the glass composition.)
상기 유리 조성은 P2O5 0 내지 5mol%를 더 포함할 수 있다. The glass composition may further include 0 to 5 mol% of P 2 O 5 .
상기 유리 제품은 불소계 에천트에 대한 식각 속도(Etch rate, ER)는 1 내지 4㎛/min의 범위를 가질 수 있다.The glass product may have an etch rate (ER) for a fluorine-based etchant in the range of 1 to 4 μm/min.
상기 유리 제품은 유리 전이 온도가 500℃ 내지 700℃의 범위를 가질 수 있다. The glass product may have a glass transition temperature ranging from 500°C to 700°C.
상기 유리 제품은 밀도가 2.4g/cm3 내지 2.5g/cm3 범위를 가질 수 있다.The glass product may have a density ranging from 2.4 g/cm 3 to 2.5 g/cm 3 .
상기 유리 제품은 탄성 계수가 75GPa 내지 85GPa의 범위를 가질 수 있다.The glass product may have an elastic modulus ranging from 75 GPa to 85 GPa.
상기 유리 제품은 경도가 6.0GPa 내지 7.0GPa의 범위를 가질 수 있다.The glass product may have a hardness ranging from 6.0 GPa to 7.0 GPa.
상기 유리 제품은 파괴 인성이 1.0MPa*m0.5 내지 1.5MPa*m0.5범위를 가질 수 있다.The glass product may have a fracture toughness ranging from 1.0 MPa*m 0.5 to 1.5 MPa*m 0.5 .
상기 유리 제품은 취성이 4.5㎛-0.5 내지 6㎛-0.5범위를 가질 수 있다.The glass product may have a brittleness ranging from 4.5㎛ -0.5 to 6㎛ -0.5 .
상기 유리 제품은 열 팽창 계수가 70*10-7 K-1 내지 85*10-7 K-1범위를 가질 수 있다.The glass product may have a coefficient of thermal expansion ranging from 70*10 -7 K -1 to 85*10 -7 K -1 .
상기 유리 제품은 포아손비가 0.18 내지 0.22범위를 가질 수 있다.The glass product may have a Poison ratio ranging from 0.18 to 0.22.
상기 유리 제품은 펜 드롭 파손의 한계 낙하 높이의 평균값이 4.5㎝이상일 수 있다.The average drop height of the pen drop breakage limit for the glass product may be 4.5 cm or more.
또한, 일 실시예에 따른 유리 조성물은 총 중량에 대하여 SiO2 60 내지 70mol%, Al2O3 5 내지 15mol%, Na2O 5 내지 15mol%, Li2O 5 내지 15%, MgO 0 내지 5mol% 및 ZrO2 0 내지 5mol%를 포함하고, 하기 관계식 1을 만족할 수 있다. In addition, the glass composition according to one embodiment contains 60 to 70 mol% of SiO 2 , 5 to 15 mol% of Al 2 O 3, 5 to 15 mol% of Na 2 O, 5 to 15% of Li 2 O, and 0 to 5 mol of MgO, based on the total weight. % and 0 to 5 mol% of ZrO 2 , and may satisfy the following
[관계식 1][Relationship 1]
0.3 <Al2O3/(Na2O+Li2O)(R 비율, R ratio) ≤ 10.3 <Al 2 O 3 /(Na 2 O+Li 2 O)(R ratio, R ratio) ≤ 1
(여기서, Al2O3, Na2O 및 Li2O는 상기 유리 조성에서 각 성분의 함량(mol%)이다.)(Here, Al 2 O 3 , Na 2 O and Li 2 O are the contents (mol%) of each component in the glass composition.)
상기 유리 조성물은 P2O5 0 내지 5mol%를 더 포함할 수 있다.The glass composition may further include 0 to 5 mol% of P 2 O 5 .
상기 유리 조성물은 상기 Na2O와 상기 Li2O를 제외한 R2O(R=K)는 포함하지 않을 수 있다.The glass composition may not contain R 2 O (R=K) except for Na 2 O and Li 2 O.
또한, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 복수의 화소를 포함하는 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널 상부에 배치된 커버 윈도우, 및 상기 디스플레이 패널과 상기 커버 윈도우 사이에 배치된 광학 투명 결합층을 포함하되, 상기 커버 윈도우는 유리 조성으로서, 총 중량에 대하여 SiO2 60 내지 70mol%, Al2O3 5 내지 15mol%, Na2O 5 내지 15mol%, Li2O 5 내지 15%, MgO 0 내지 5mol% 및 ZrO2 0 내지 5mol%를 포함하고, 상기 커버 윈도우는 하기 관계식 1을 만족하며, 두께가 20 내지 100㎛의 범위를 가질 수 있다. In addition, the display device according to one embodiment includes a display panel including a plurality of pixels, a cover window disposed on an upper portion of the display panel, and an optically transparent bonding layer disposed between the display panel and the cover window, The cover window is a glass composition of 60 to 70 mol% SiO 2 , 5 to 15 mol% Al 2 O 3, 5 to 15 mol% Na 2 O, 5 to 15 mol% Li 2 O, 0 to 5 mol% MgO, and ZrO, based on the total weight. 2 0 to 5 mol%, the cover window satisfies the following
[관계식 1][Relationship 1]
0.3 <Al2O3/(Na2O+Li2O)(R 비율, R ratio) ≤ 10.3 <Al 2 O 3 /(Na 2 O+Li 2 O)(R ratio, R ratio) ≤ 1
(여기서, Al2O3, Na2O 및 Li2O는 상기 유리 조성에서 각 성분의 함량(mol%)이다.)(Here, Al 2 O 3 , Na 2 O and Li 2 O are the contents (mol%) of each component in the glass composition.)
상기 커버 윈도우는 P2O5 0 내지 5mol%를 더 포함할 수 있다. The cover window may further include 0 to 5 mol% of P 2 O 5 .
상기 커버 윈도우는 상기 Na2O와 상기 Li2O를 제외한 R2O(R=K)는 포함하지 않을 수 있다.The cover window may not include R 2 O (R=K) except for Na 2 O and Li 2 O.
상기 커버 윈도우는 유리 전이 온도가 500℃ 내지 700℃의 범위를 가질 수 있다.The cover window may have a glass transition temperature ranging from 500°C to 700°C.
상기 커버 윈도우는 밀도가 2.4g/cm3 내지 2.5g/cm3 범위를 가질 수 있다.The cover window may have a density ranging from 2.4 g/cm 3 to 2.5 g/cm 3 .
상기 커버 윈도우는 탄성 계수가 75GPa 내지 85GPa의 범위를 가질 수 있다.The cover window may have an elastic modulus in the range of 75 GPa to 85 GPa.
상기 커버 윈도우는 경도가 6.0GPa 내지 7.0GPa의 범위를 가질 수 있다.The cover window may have a hardness ranging from 6.0 GPa to 7.0 GPa.
상기 커버 윈도우는 파괴 인성이 1.0MPa*m0.5 내지 1.5MPa*m0.5범위를 가질 수 있다.The cover window may have a fracture toughness ranging from 1.0 MPa*m 0.5 to 1.5 MPa*m 0.5 .
상기 커버 윈도우는 취성이 4.5㎛-0.5 내지 6㎛-0.5범위를 가질 수 있다.The cover window may have a brittleness ranging from 4.5㎛ -0.5 to 6㎛ -0.5 .
상기 커버 윈도우는 열 팽창 계수가 70*10-7 K-1 내지 85*10-7 K-1범위를 가질 수 있다. The cover window may have a thermal expansion coefficient ranging from 70*10 -7 K -1 to 85*10 -7 K -1 .
상기 커버 윈도우는 포아손비가 0.18 내지 0.22범위를 가질 수 있다.The cover window may have a Poison ratio ranging from 0.18 to 0.22.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
일 실시예에 따른 유리 조성물은 각 성분들이 신규한 조성비를 포함할 수 있고, 이로부터 제조된 유리 제품은 유연성을 가지면서 기계적 강도, 표면 강도, 내충격 특성이 우수할 수 있다. 특히, 유리 제품은 우수한 가공성도 가질 수 있고, 폴더블 디스플레이 장치에 적용될 수 있을 정도로 뛰어난 유연성 및 강도를 가질 수 있다.The glass composition according to one embodiment may include a novel composition ratio of each component, and a glass product manufactured therefrom may have flexibility and excellent mechanical strength, surface strength, and impact resistance properties. In particular, glass products can have excellent processability and can have excellent flexibility and strength enough to be applied to foldable display devices.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.Effects according to the embodiments are not limited to the contents exemplified above, and further various effects are included in the present specification.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 유리 제품의 사시도들이다.
도 2는 일 실시예에 따른 유리 제품이 적용된 디스플레이 장치가 펼쳐진 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 디스플레이 장치가 폴딩된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 유리 제품이 디스플레이 장치의 커버 윈도우로 적용된 예를 도시한 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 평판 플레이트 형상의 유리 제품의 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 유리 제품의 응력 프로파일을 나타낸 그래프이다.
도 7은 일 실시예에 따른 유리 제품의 제조 공정 단계별 순서도이다.
도 8은 도 7의 커팅 단계부터 강화 후 표면 연마 단계를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 유리 제품의 내충격 특성 평가를 위한 펜 드랍 테스트(Pen drop test) 결과를 보여주는 그래프이다.1 is perspective views of glass products according to various embodiments.
Figure 2 is a perspective view showing a display device to which a glass product according to one embodiment is applied in an unfolded state.
FIG. 3 is a perspective view showing the display device of FIG. 2 in a folded state.
Figure 4 is a cross-sectional view showing an example in which a glass product according to an embodiment is applied as a cover window of a display device.
Figure 5 is a cross-sectional view of a flat plate-shaped glass product according to one embodiment.
Figure 6 is a graph showing the stress profile of a glass product according to one embodiment.
Figure 7 is a step-by-step flowchart of the manufacturing process of a glass product according to an embodiment.
Figure 8 is a schematic diagram schematically showing the surface polishing stage after strengthening from the cutting stage of Figure 7.
Figure 9 is a graph showing the results of a pen drop test for evaluating the impact resistance characteristics of a glass product according to an embodiment.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms. The present embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and that common knowledge in the technical field to which the present invention pertains is not limited. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. When an element or layer is referred to as “on” another element or layer, it includes instances where the element or layer is directly on top of or intervening with the other element. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. The shape, size, ratio, angle, number, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments are illustrative and the present invention is not limited to the details shown.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may also be a second component within the technical spirit of the present invention.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.Each feature of the various embodiments of the present invention can be combined or combined with each other, partially or entirely, and various technological interconnections and operations are possible, and each embodiment can be implemented independently of each other or together in a related relationship. It may be possible.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.Hereinafter, specific embodiments will be described with reference to the attached drawings.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 유리 제품의 사시도이다. 1 is a perspective view of a glass product according to various embodiments.
유리는 태블릿 PC, 노트북 PC, 스마트 폰, 전자 서적, 텔레비전, PC 모니터뿐만 아니라 표시 화면을 포함하는 냉장고, 세탁기 등 디스플레이를 포함하는 전자 기기에서 디스플레이를 보호하기 위한 커버 윈도우, 디스플레이 패널용 기판, 터치 패널용 기판, 도광판과 같은 광학 부재 등으로 사용된다. 유리는 자동차 계기판 등의 커버 유리, 태양 전지용 커버 유리, 건축재의 내장재, 빌딩이나 주택의 창 등에도 사용될 수 있다. Glass is used to protect displays in electronic devices including tablet PCs, laptop PCs, smart phones, e-books, televisions, PC monitors, as well as refrigerators and washing machines with display screens, as cover windows, display panel substrates, and touch screens. It is used as a panel substrate and optical members such as light guide plates. Glass can also be used for cover glass such as automobile dashboards, cover glass for solar cells, interior materials for building materials, and windows of buildings and houses.
유리는 강한 강도를 갖는 것이 요구된다. 예를 들어, 윈도우용 유리의 경우 높은 투과율과 가벼운 무게의 요건을 충족시키기 위해 얇은 두께를 가지면서도, 외부 충격에 의해 쉽게 파손되지 않는 강도를 갖는 것이 바람직하다. 강도가 강화된 유리는 화학적 강화 또는 열적 강화 등의 방법으로 제조될 수 있다. 다양한 형상의 강화 유리의 예들이 도 1에 도시되어 있다. Glass is required to have high strength. For example, in the case of window glass, it is desirable to have a thin thickness to meet the requirements of high transmittance and light weight, while having a strength that does not easily break due to external impact. Strength-reinforced glass can be manufactured by methods such as chemical strengthening or thermal strengthening. Examples of tempered glass of various shapes are shown in Figure 1.
도 1을 참조하면, 일 실시예에서, 유리 제품(100)은 평판 시트 또는 평판 플레이트 형상일 수 있다. 다른 실시예에서 유리 제품(101, 102, 103)은 휘어진 부분을 포함하는 3차원 형상일 수 있다. 예를 들어, 평탄부의 에지가 굴곡되거나('101' 참조), 전반적으로 커브드되거나('102' 참조), 폴딩('103' 참조)될 수 있다. 또는, 유리 제품(100)은 평판 시트 또는 평판 플레이트 형상을 갖되, 유연성을 갖고 접히거나 늘어날 수도 있고 롤링될 수도 있다.Referring to Figure 1, in one embodiment,
유리 제품(100-103)의 평면 형상은 직사각형일 수 있지만, 이에 제한되지 않고, 모서리가 둥근 직사각형, 정사각형, 원, 타원 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 이하의 실시예에서는 유리 제품(100-104)으로 평면 형상이 직사각형인 평판 플레이트를 예로 하여 설명하지만, 이에 제한되지 않음은 명백하다.The planar shape of the glass products 100-103 may be rectangular, but is not limited thereto and may have various shapes such as rectangles with rounded corners, squares, circles, and ovals. In the following embodiments, the glass products 100 - 104 are described by taking a flat plate having a rectangular planar shape as an example, but it is clear that the glass products 100 - 104 are not limited thereto.
도 2는 일 실시예에 따른 유리 제품이 적용된 디스플레이 장치가 펼쳐진 상태를 나타낸 사시도이다. 도 3은 도 2의 디스플레이 장치가 폴딩된 상태를 보여주는 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing a display device to which a glass product according to one embodiment is applied in an unfolded state. FIG. 3 is a perspective view showing the display device of FIG. 2 in a folded state.
도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(500)는 폴더블(foldable) 표시 장치일 수 있다. 후술할 바와 같이, 디스플레이 장치(500)는 도 1의 유리 제품(100)이 커버 윈도우로 적용될 수 있고, 유리 제품(100)은 유연성을 갖고 접힐 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 3 , the
도 2 및 도 3에서, 제1 방향(DR1)은 평면 상에서 바라볼 때 디스플레이 장치(500)의 일 변과 나란한 방향으로, 예를 들어 디스플레이 장치(500)의 가로 방향일 수 있다. 제2 방향(DR2)은 평면 상에서 바라볼 때 디스플레이 장치(500)의 일변과 접하는 타 변과 나란한 방향으로, 디스플레이 장치(500)의 세로 방향일 수 있다. 제3 방향(DR3)은 디스플레이 장치(500)의 두께 방향일 수 있다.2 and 3 , the first direction DR1 may be a direction parallel to one side of the
일 실시예에서 디스플레이 장치(500)는 평면 상에서 바라볼 때 직사각형으로 이루어질 수 있다. 디스플레이 장치(500)는 평면 상에서 바라볼 때 코너들이 수직인 직사각형 또는 코너들이 둥근 직사각형 형상일 수 있다. 디스플레이 장치(500)는 평면 상에서 바라볼 때 제1 방향(DR1)으로 배치된 2 개의 단변과 제2 방향(DR2)으로 배치된 2 개의 장변을 포함할 수 있다. In one embodiment, the
디스플레이 장치(500)는 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 평면 상에서 바라볼 때 표시 영역(DA)의 형태는 디스플레이 장치(500)의 형태에 대응될 수 있다. 예를 들어 디스플레이 장치(500)가 평면 상에서 바라볼 때 직사각형인 경우, 표시 영역(DA) 역시 직사각형일 수 있다. The
표시 영역(DA)은 복수의 화소들을 포함하여 화상을 표시하는 영역일 수 있다. 복수의 화소들은 행렬 방향으로 배열될 수 있다. 복수의 화소들은 평면 상에서 바라볼 때 직사각형, 마름모 또는 정사각형일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 화소들은 평면 상에서 바라볼 때 직사각형, 마름모 또는 정사각형 이외 다른 사각형, 사각형 이외 다른 다각형, 원형 또는, 타원형일 수 있다.The display area DA may be an area that displays an image including a plurality of pixels. A plurality of pixels may be arranged in a matrix direction. The plurality of pixels may have a rectangular, diamond, or square shape when viewed on a plane, but is not limited thereto. For example, when viewed on a plane, the plurality of pixels may be rectangular, diamond, or other squares, polygons other than squares, circular, or oval.
비표시 영역(NDA)은 화소를 포함하지 않아 화상을 표시하지 않는 영역일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 주변에 배치될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 표시 영역(DA)은 비표시 영역(NDA)에 의해 부분적으로 둘러싸일 수 있다.The non-display area (NDA) may be an area that does not display an image because it does not contain pixels. The non-display area NDA may be placed around the display area DA. The non-display area NDA may be arranged to surround the display area DA, but is not limited to this. The display area DA may be partially surrounded by the non-display area NDA.
일 실시예에서 디스플레이 장치(500)는 폴딩된 상태와 펼쳐진 상태를 모두 유지할 수 있다. 디스플레이 장치(500)는 도 3과 같이 표시 영역(DA)이 내측에 배치되는 인 폴딩(in-folding) 방식으로 폴딩될 수 있다. 디스플레이 장치(500)가 인 폴딩 방식으로 폴딩되는 경우, 디스플레이 장치(500)의 상면은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 다른 예로, 디스플레이 장치(500)는 표시 영역(DA)이 외측에 배치되는 아웃 폴딩(out-folding) 방식으로 폴딩될 수 있다. 디스플레이 장치(500)가 아웃 폴딩 방식으로 폴딩되는 경우, 디스플레이 장치(500)의 하면은 서로 마주보도록 배치될 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서 디스플레이 장치(500)는 폴더블 장치일 수 있다. 본 명세서에서 폴더블 장치라 함은 폴딩이 가능한 장치로서, 폴딩되어 있는 장치뿐만 아니라, 폴딩 상태와 언폴딩 상태를 모두 가질 수 있는 장치를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 폴딩은 대표적으로 약 180°의 각도로 접히는 것을 포함하지만, 그에 제한되지 않고, 접히는 각도가 180°를 초과하거나 그에 미치지 못하는 경우, 예컨대 90° 이상 180° 미만 또는 120° 이상 180° 미만의 각도로 꺾이는 경우에도 폴딩된 것으로 이해될 수 있다. 아울러, 폴딩 상태는 완전한 폴딩이 이루어지지 않더라도, 언폴딩 상태를 벗어나 꺾여 있는 상태인 경우 폴딩 상태로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 90° 이하의 각도로 꺽여 있다고 하더라도, 최대 폴딩 각도가 90° 이상이 되는 이상 언폴딩 상태와 구별하기 위해 폴딩 상태에 있는 것으로 표현될 수 있다. 폴딩시 곡률 반경은 5mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 1mm 내지 2mm의 범위에 있거나, 약 1.5mm일 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the
일 실시예에서 디스플레이 장치(500)는 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)을 포함할 수 있다. 폴딩 영역(FDA)은 디스플레이 장치(500)가 접히는 영역이고, 제1 비폴딩 영역(NFA1)과 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 디스플레이 장치(500)가 접히지 않는 영역일 수 있다.In one embodiment, the
제1 비폴딩 영역(NFA1)은 폴딩 영역(FDA)의 일 측, 예를 들어 상측에 배치될 수 있다. 제2 비폴딩 영역(NFA2)은 폴딩 영역(FDA)의 타 측, 예를 들어 하측에 배치될 수 있다. 폴딩 영역(FDA)은 소정의 곡률로 구부러진 영역일 수 있다. The first non-folding area NFA1 may be disposed on one side, for example, on the upper side of the folding area FDA. The second non-folding area NFA2 may be disposed on the other side of the folding area FDA, for example, on the lower side. The folding area FDA may be an area bent with a predetermined curvature.
일 실시예에서, 디스플레이 장치(500)의 폴딩 영역(FDA)은 특정 위치에 정해져 있을 수도 있다. 디스플레이 장치(500)에서 특정 위치에 정해진 폴딩 영역(FDA)은 하나이거나, 2 이상일 수 있다. 다른 실시예에서, 폴딩 영역(FDA)은 디스플레이 장치(500)에서 그 위치가 특정되어 있지 않고, 다양한 영역에서 자유롭게 설정될 수도 있다. In one embodiment, the folding area (FDA) of the
일 실시예에서, 디스플레이 장치(500)는 제2 방향(DR2)으로 접힐 수 있다. 이로 인해, 디스플레이 장치(500)의 제2 방향(DR2)의 길이는 대략 절반으로 줄어들 수 있으므로, 사용자가 디스플레이 장치(500)를 휴대하기 편리할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서 디스플레이 장치(500)가 접히는 방향은 제2 방향(DR2)에 한정되지 않는다. 예를 들어, 디스플레이 장치(500)는 제1 방향(DR1)으로 접힐 수 있다. 이 경우, 디스플레이 장치(500)의 제1 방향(DR1)의 길이는 대략 절반으로 줄어들 수 있다. In one embodiment, the direction in which the
도면에서는 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA) 각각이 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2)에 중첩하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA) 각각은 폴딩 영역(FDA), 제1 비폴딩 영역(NFA1), 및 제2 비폴딩 영역(NFA2) 중 적어도 하나에 중첩할 수 있다.In the drawing, the display area (DA) and the non-display area (NDA) each overlap the folding area (FDA), the first non-folding area (NFA1), and the second non-folding area (NFA2), but are not limited to this. No. For example, each of the display area DA and the non-display area NDA may overlap at least one of the folding area FDA, the first non-folding area NFA1, and the second non-folding area NFA2. .
도 4는 일 실시예에 따른 유리 제품이 디스플레이 장치의 커버 윈도우로 적용된 예를 도시한 단면도이다.Figure 4 is a cross-sectional view showing an example in which a glass product according to an embodiment is applied as a cover window of a display device.
도 4를 참조하면, 디스플레이 장치(500)는 디스플레이 패널(200), 디스플레이 패널(200) 상에 배치되고 커버 윈도우의 역할을 하는 유리 제품(100), 디스플레이 패널(200)과 유리 제품(100) 사이에 배치되어 디스플레이 패널(200)과 유리 제품(100)을 결합하는 광학 투명 결합층(300)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the
디스플레이 패널(200)은 예를 들어, 유기 발광 표시 패널(OLED), 무기 발광 표시 패널(inorganic EL), 퀀텀닷 발광 표시 패널(QED), 마이크로 LED 표시 패널(micro-LED), 나노 LED 표시 패널(nano-LED), 플라즈마 표시 패널(PDP), 전계 방출 표시 패널(FED), 음극선 표시 패널(CRT)등의 자발광 표시 패널뿐만 아니라, 액정 표시 패널(LCD), 전기 영동 표시 패널(EPD) 등의 수광 표시 패널을 포함할 수 있다.The
디스플레이 패널(200)은 복수의 화소(PX)를 포함하며, 각 화소(PX)에서 방출하는 빛을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 디스플레이 장치(500)는 터치 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 터치 부재는 디스플레이 패널(200)에 내재화되어 있을 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(200)의 표시 부재 상에 터치 부재가 직접 형성됨으로써 디스플레이 패널(200) 자체가 터치 기능을 수행할 수 있다. 다른 실시예에서, 터치 부재는 디스플레이 패널(200)과 별도로 제조된 후, 광학 투명 결합층에 의해 디스플레이 패널(200)의 상면 상에 부착될 수 있다.The
디스플레이 패널(200)의 상부에는 디스플레이 패널(200)을 보호하는 유리 제품(100)이 배치된다. 유리 제품(100)은 디스플레이 패널(200)보다 크기가 커서 그 측면이 디스플레이 패널(200)의 측면보다 외측으로 돌출될 수 있지만, 그에 제한되는 것은 아니다. 디스플레이 장치(500)는 유리 제품(100)의 테두리 부위에서 유리 제품(100)의 적어도 일 표면 상에 배치된 인쇄층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 인쇄층은 디스플레이 장치(500)의 베젤 영역이 외부로 시인되지 않도록 하며, 경우에 따라 장식 기능을 수행할 수 있다. A
디스플레이 패널(200)과 유리 제품(100) 사이에는 광학 투명 결합층(300)이 배치된다. 광학 투명 결합층(300)은 유리 제품(100)을 디스플레이 패널(200) 상에 고정시키는 역할을 한다. 광학 투명 결합층(300)은 광학 투명 접착제(Optical Clear Adhesive; OCA) 또는 광학 투명 수지(Optical Clear Resin; OCR) 등을 포함할 수 있다. An optically transparent bonding layer 300 is disposed between the
이하, 상술한 강화된 유리 제품(100)에 대해 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, the above-described strengthened
도 5는 일 실시예에 따른 평판 플레이트 형상의 유리 제품의 단면도이다. Figure 5 is a cross-sectional view of a flat plate-shaped glass product according to one embodiment.
도 5를 참조하면, 유리 제품(100)은 제1 표면(US), 제2 표면(RS) 및 측면을 포함할 수 있다. 평판 플레이트 형상의 유리 제품(100)에서 제1 표면(US)과 제2 표면(RS)은 넓은 면적을 가진 주된 표면이고, 측면은 제1 표면(US)과 제2 표면(RS)을 연결하는 외측 표면이 된다. Referring to FIG. 5 , the
제1 표면(US)과 제2 표면(RS)은 두께 방향으로 서로 대향한다. 유리 제품(100)이 디스플레이의 커버 윈도우와 같이 빛을 투과시키는 역할을 하는 경우, 빛은 주로 제1 표면(US)과 제2 표면(RS) 중 어느 하나로 진입해서 다른 하나로 투과할 수 있다. The first surface US and the second surface RS face each other in the thickness direction. When the
유리 제품(100)의 두께(t)는 제1 표면(US)과 제2 표면(RS) 사이의 거리로 정의된다. 유리 제품(100)의 두께(t)는 이에 제한되는 것은 아니지만, 20㎛ 내지 100㎛의 범위일 수 있다. 일 실시예에서, 유리 제품(100)의 두께(t)는 80㎛ 이거나 그보다 작을 수 있다. 다른 실시예에서, 유리 제품(100)의 두께(t)는 약 75㎛이거나 그보다 작을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 유리 제품(100)의 두께(t)는 약 70㎛이거나 그보다 작을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 유리 제품(100)의 두께(t)는 약 60㎛이거나 그보다 작을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 유리 제품(100)의 두께(t)는 약 65㎛이거나 그보다 작을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 유리 제품(100)의 두께(t)는 약 50㎛이거나 그보다 작을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 유리 제품(100)의 두께(t)는 약 30㎛이거나 그보다 작을 수 있다. 특정한 몇몇 실시예에서, 유리 제품(100)의 두께(t)는 20㎛ 내지 50㎛의 범위에 있거나, 또는 30㎛ 내외의 값을 가질 수 있다. 유리 제품(100)은 균일한 두께(t)를 가질 수 있지만, 이에 제한되지 않고 영역별로 서로 다른 두께(t)를 가질 수 있다. The thickness (t) of the
유리 제품(100)은 강화되어 내부에 소정의 응력 프로파일을 가질 수 있다. 강화된 유리 제품(100)은 강화 전 유리 제품(100)보다 외부 충격에 의한 크랙 발생, 크랙의 전파, 파손 등을 더 잘 방지한다. 강화 공정을 통해 강화된 유리 제품(100)은 영역별로 다양한 응력을 가질 수 있다. 예를 들어, 유리 제품(100)의 표면 인근, 즉 제1 표면(US)과 제2 표면(RS) 인근에는 압축 응력이 작용하는 압축 영역(CSR1, CSR2)이, 유리 제품(100)의 내부에는 인장 응력이 작용하는 인장 영역(CTR)이 배치될 수 있다. 압축 영역(CSR1, CSR2)과 인장 영역(CTR)의 경계(DOC1, DOC2)는 응력값이 0일 수 있다. 하나의 압축 영역(CSR1, CSR2) 내의 압축 응력은 위치(즉, 표면으로부터의 깊이)에 따라 그 응력값이 달라질 수 있다. 또한, 인장 영역(CTR)의 경우에도 표면(US, RS)으로부터의 깊이에 따라 다른 응력값을 가질 수 있다.
유리 제품(100) 내에서 압축 영역(CSR1, CSR2)의 위치, 압축 영역(CSR1, CSR2) 내의 응력 프로파일, 압축 영역(CSR1, CSR2)의 압축 에너지 또는 인장 영역(CTR)의 인장 에너지 등은 표면 강도와 같은 유리 제품(100)의 기계적 물성에 큰 영향을 끼칠 수 있다. The location of the compression regions (CSR1, CSR2) within the
도 6은 일 실시예에 따른 유리 제품의 응력 프로파일을 나타낸 그래프이다. 도 6의 그래프에서 x축은 유리 제품의 두께 방향을 나타낸다. 도 6에서는 압축 응력이 양의 값으로, 인장 응력이 음의 값으로 표시되었다. 본 명세서에서 압축/인장 응력의 크기는 그 값의 부호와 상관없는 절대값의 크기를 의미한다.Figure 6 is a graph showing the stress profile of a glass product according to one embodiment. In the graph of Figure 6, the x-axis represents the thickness direction of the glass product. In Figure 6, compressive stress is shown as a positive value and tensile stress is shown as a negative value. In this specification, the magnitude of compressive/tensile stress refers to the magnitude of the absolute value regardless of the sign of the value.
도 6을 참조하면, 유리 제품(100)은 제1 표면(US)으로부터 제1 압축 깊이(DOC1)까지 연장(또는 확장)하는 제1 압축 영역(CSR1) 및 제2 표면(RS)으로부터 제2 압축 깊이(DOC2)까지 연장(또는 확장)하는 제2 압축 영역(CSR2)을 포함한다. 제1 압축 깊이(DOC1)와 제2 압축 깊이(DOC2) 사이에는 인장 영역(CTR)이 배치된다. 유리 제품(100) 내의 전반적인 응력 프로파일은 두께(t) 방향 중심을 기준으로 양 표면(US, RS) 측 영역이 상호 대칭인 관계를 가질 수 있다. 도 6에 도시되지는 않았지만, 유리 제품(100)의 마주하는 측면들 사이에도 유사한 방식으로 압축 영역과 인장 영역이 배치될 수 있을 것이다. 6, the
제1 압축 영역(CSR1)과 제2 압축 영역(CSR2)은 외부 충격에 저항하여 유리 제품(100)에 크랙이 발생하거나 유리 제품(100)이 파손되는 것을 방지하는 역할을 한다. 제1 압축 영역(CSR1)과 제2 압축 영역(CSR2)의 최대 압축 응력(CS1, CS2)이 클수록 대체로 유리 제품(100)의 강도가 증가한다. 외부 충격은 통상 유리 제품(100)의 표면을 통해 전달되므로, 유리 제품(100)의 표면에서 최대 압축 응력(CS1, CS2)을 갖는 것이 내구성 측면에서 유리하다. 이와 같은 관점에서 제1 압축 영역(CSR1) 및 제2 압축 영역(CSR2)의 압축 응력은 표면에서 가장 크고 내부로 갈수록 대체로 감소하는 경향을 보인다.The first compression region (CSR1) and the second compression region (CSR2) serve to prevent the
제1 압축 깊이(DOC1)와 제2 압축 깊이(DOC2)는 제1 표면(US) 및 제2 표면(RS)에 형성된 크랙이나 홈이 유리 제품(100) 내부의 인장 영역(CTR)으로 전파하는 것을 저지한다. 제1 압축 깊이(DOC1)와 제2 압축 깊이(DOC2)가 클수록 크랙 등의 전파를 잘 저지할 수 있다. 제1 압축 깊이(DOC1)와 제2 압축 깊이(DOC2)에 해당하는 지점은 압축 영역(CSR1, CSR2)과 인장 영역(CTR)의 경계에 해당하며, 그 응력값은 0이 된다. The first compression depth (DOC1) and the second compression depth (DOC2) are the cracks or grooves formed on the first surface (US) and the second surface (RS) propagating to the tension region (CTR) inside the
유리 제품(100) 전체에 걸쳐, 인장 영역(CTR)의 인장 응력은 압축 영역(CSR1, CSR2)의 압축 응력과 균형을 이룰 수 있다. 즉, 유리 제품(100) 내의 압축 응력의 총합(즉, 압축 에너지)과 인장 응력의 총합(즉, 인장 에너지)은 동일할 수 있다. 유리 제품(100) 내에서 두께(t) 방향으로 일정한 폭을 갖는 일 영역에 누적된 응력 에너지는 응력 프로파일을 적분한 값으로 계산될 수 있다. 두께가 t인 유리 제품(100) 내의 응력 프로파일이 함수 f(x)로 표시될 때 아래의 식이 성립할 수 있다. Throughout the
[식 1][Equation 1]
유리 제품(100)은 내부의 인장 응력의 크기가 클수록 유리 제품(100)이 깨졌을 때 파편이 격렬히 방출되고 유리 제품(100) 내부로부터 파쇄가 일어날 우려가 있다. 이와 같은 유리 제품(100)의 취약성 기준을 충족하는 최대 인장 응력은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 아래의 식을 만족할 수 있다. The larger the internal tensile stress of the
[식 2][Equation 2]
몇몇 실시예에서, 최대 인장 인력(CT1)은 100 MPa 이하이거나, 85 MPa 이하일 수 있다. 한편, 최대 인장 인력(CT1)은 75 MPa 이상인 것이 강도와 같은 기계적인 특성을 개선하는 데에 바람직할 수 있다. 일 실시예에서, 최대 인장 인력(CT1)은 75 MPa 이상 85 MPa 이하일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.In some embodiments, the maximum tensile force (CT1) may be less than or equal to 100 MPa, or less than or equal to 85 MPa. Meanwhile, a maximum tensile force (CT1) of 75 MPa or more may be desirable to improve mechanical properties such as strength. In one embodiment, the maximum tensile force (CT1) may be 75 MPa or more and 85 MPa or less, but is not limited thereto.
유리 제품(100)의 최대 인장 응력(CT1)은 대체로 유리 제품(100)의 두께(t) 방향 중앙부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 유리 제품(100)의 최대 인장 응력(CT1)은 0.4t 내지 0.6t의 범위, 또는 0.45t 내지 0.55t의 범위의 깊이에 위치하거나, 약 0.5t의 깊이에 위치할 수 있다.The maximum tensile stress (CT1) of the
한편, 유리 제품(100)의 강도를 높이기 위해서는 압축 응력 및 압축 깊이(DOC1, DOC2)가 큰 것이 바람직하지만, 압축 에너지가 커지면 인장 에너지도 함께 커지면서 최대 인장 응력(CT1)도 증가할 수 있다. 높은 강도를 가지면서도 취약성 기준을 충족시키기 위해서는 최대 압축 응력(CS1, CS2) 및 압축 깊이(DOC1, DOC2)는 크면서 압축 에너지가 작아지도록 응력 프로파일을 조절하는 것이 바람직하다. 이를 위해 유리 제품(100)은 특정 성분들을 정해진 함량으로 포함하는 유리 조성물에 의해 제조될 수 있다. 상기 유리 조성물이 포함하는 성분들의 조성 비율에 따라, 제조된 유리 제품(100)은 우수한 강도를 가질 수 있고, 이와 동시에 폴더블 디스플레이 장치에 적용될 수 있도록 유연한 성질과 물성들을 가질 수 있다. Meanwhile, in order to increase the strength of the
일 실시예에 따르면, 유리 제품(100)을 형성하는 유리 조성물은 유리 조성물 총 중량에 대하여 SiO2를 60 내지 70mol%, Al2O3을 5 내지 15mol%, Na2O를 5 내지 15mol%, Li2O를 5 내지 15%, MgO를 0 내지 5mol% 및 ZrO2를 0 내지 5mol%의 함량으로 포함할 수 있다. 여기서, "함량이 0mol%인 것"은 해당 성분을 실질적으로 함유하지 않는 것을 의미한다. 조성물이 특정 성분을 "실질적으로 함유하지 않는다"는 것은 원재료 등에 의도적으로 함유시키지 않은 것을 의미하며, 예를 들어, 0.1mol% 이하와 같은 미량의 불순물이 불가피하게 함유되어 있는 경우를 포함한다.According to one embodiment, the glass composition forming the
유리 조성물의 각 성분에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Each component of the glass composition is described in more detail as follows.
SiO2는 유리의 골격을 구성하며, 화학적 내구성을 높이고, 유리 표면에 흠집(압흔)이 생겼을 때의 크랙 발생을 저감시키는 역할을 할 수 있다. SiO2는 유리의 망목를 형성하는 망목 형성 산화물(Network former oxide)일 수 있으며, SiO2를 포함하여 제조된 유리 제품(100)은 열 팽창 계수가 감소하고 기계적 강도가 향상될 수 있다. 위와 같은 역할을 충분히 수행하기 위해 SiO2는 60mol% 이상의 함량으로 포함될 수 있다. 충분한 용융성을 나타내기 위해 유리 조성물 내에서 SiO2는 70mol% 이하의 함량을 가질 수 있다. SiO 2 constitutes the skeleton of glass and can play a role in increasing chemical durability and reducing the occurrence of cracks when scratches (indentations) occur on the glass surface. SiO 2 may be a network former oxide that forms a network of glass, and the
Al2O3는 유리의 파쇄성을 향상시키는 역할을 한다. 즉, Al2O3는 유리가 깨졌을 때 더 작은 수의 파편이 발생하도록 하는 역할을 할 수 있다. Al2O3는 망목 구조를 형성하는 SiO2와 결합을 형성하는 중간 형성 산화물(Intermediate oxide)일 수 있다. 또한, Al2O3는 화학 강화 시의 이온 교환 성능을 향상시키고, 강화 후의 표면 압축 응력을 크게 하는 유효 성분으로 작용할 수 있다. Al2O3의 함량이 5mol% 이상인 경우 상기와 같은 기능을 효과적으로 수행할 수 있다. 한편, 유리의 내산성, 용융성을 유지하기 위해서는 Al2O3의 함량이 15mol% 이하인 것이 바람직하다.Al 2 O 3 plays a role in improving the crushability of glass. In other words, Al 2 O 3 can play a role in generating a smaller number of fragments when glass breaks. Al 2 O 3 may be an intermediate oxide that forms a bond with SiO 2 to form a network structure. In addition, Al 2 O 3 can serve as an active ingredient that improves ion exchange performance during chemical strengthening and increases surface compressive stress after strengthening. When the Al 2 O 3 content is 5 mol% or more, the above functions can be effectively performed. Meanwhile, in order to maintain the acid resistance and meltability of glass, it is preferable that the Al 2 O 3 content is 15 mol% or less.
Na2O는 이온 교환에 의해 표면 압축 응력을 형성시키고, 유리의 용융성을 향상시키는 역할을 한다. Na2O는 망목 구조를 형성하는 SiO2의 산소와 이온 결합을 형성함으로써 SiO2 망목 구조 내에서 비가교 산소를 형성할 수 있다. 비가교 산소의 증가는 망목 구조의 유연성을 향상시킬 수 있고, 유리 제품(100)은 폴더블 디스플레이 장치에 적용될 수 있는 물성을 가질 수 있다. Na2O는 5mol% 이상의 함량을 갖는 것이 위와 같은 역할을 유효하게 수행하는 데에 바람직하다. 다만, 유리 제품(100)의 내산성 관점에서는 15mol% 이하의 함량을 갖는 것이 바람직할 수 있다. Na 2 O forms surface compressive stress through ion exchange and plays a role in improving the meltability of glass. Na 2 O can form non-crosslinked oxygen within the SiO 2 network structure by forming an ionic bond with the oxygen of SiO 2 forming the network structure. An increase in non-crosslinking oxygen can improve the flexibility of the network structure, and the
Li2O는 상술한 Na2O와 유사하게 이온 교환에 의해 표면 압축 응력을 형성시키고, 유리의 용융성을 향상시키는 역할을 한다. Li2O는 망목 구조를 형성하는 SiO2의 산소와 이온 결합을 형성함으로써 SiO2 망목 구조 내에서 비가교 산소를 형성할 수 있다. 비가교 산소의 증가는 망목 구조의 유연성 및 충격 흡수 기능을 향상시킬 수 있고, 유리 제품(100)은 폴더블 디스플레이 장치에 적용될 수 있는 물성을 가질 수 있다. Li2O는 5mol% 이상의 함량을 갖는 것이 위와 같은 역할을 유효하게 수행하는 데에 바람직하다. 다만, 유리 제품(100)의 열 저항성 관점에서는 15mol% 이하의 함량을 갖는 것이 바람직할 수 있다. Li 2 O, similar to the above-described Na 2 O, forms surface compressive stress through ion exchange and plays a role in improving the meltability of glass. Li 2 O can form non-crosslinked oxygen within the SiO 2 network structure by forming an ionic bond with the oxygen of SiO 2 forming the network structure. An increase in non-crosslinked oxygen can improve the flexibility and shock absorption function of the mesh structure, and the
MgO는 유리의 표면 강도를 향상시키고, 유리의 형성 온도를 저감할 수 있다. MgO는 망목 구조를 형성하는 SiO2 망목 구조를 개질하는 망목 수식 산화물(Network modifier oxide)일 수 있다. MgO는 유리의 굴절률을 감소시키고, 유리의 열 팽창 계수와 탄성 계수를 조절할 수 있다. MgO는 생략될 수도 있지만(0mol%), 0.5mol% 이상 함유되었을 때 상기 기능을 유의미하게 수행할 수 있다. 다만, 유리 제품(100)의 용융성 관점에서는 5mol% 이하의 함량을 갖는 것이 바람직할 수 있다. MgO can improve the surface strength of glass and reduce the forming temperature of glass. MgO may be a network modifier oxide that modifies the SiO 2 network structure forming a network structure. MgO can reduce the refractive index of glass and adjust the thermal expansion coefficient and elastic coefficient of glass. MgO may be omitted (0 mol%), but can perform the above function significantly when contained in an amount of 0.5 mol% or more. However, from the viewpoint of meltability of the
ZrO2는 유리의 투과율과 표면 강도를 향상시키고 표면 크랙 확장에 대한 저항성을 증가시킬 수 있다. ZrO2는 망목 구조를 형성하는 SiO2와 결합을 형성하는 중간 형성 산화물(Intermediate oxide)일 수 있다. ZrO2는 SiO2 망목 구조에서 Li2O와 Na2O에 의해 결합이 끊어진 부분에 결합되어, 유리의 파괴 인성을 증가시키고 굴곡에 대한 반발력을 증가시킬 수 있다. ZrO2는 생략될 수도 있지만(0mol%), 0.5mol% 이상 함유되었을 때 상기 기능을 유의미하게 수행할 수 있다. 다만, 유리 제품(100)의 유연성 관점에서는 5mol% 이하의 함량을 갖는 것이 바람직할 수 있다. ZrO 2 can improve the transmittance and surface strength of glass and increase resistance to surface crack expansion. ZrO 2 may be an intermediate oxide that forms a bond with SiO 2 forming a network structure. ZrO 2 is bonded to the portion where the bond is broken by Li 2 O and Na 2 O in the SiO 2 network structure, thereby increasing the fracture toughness of the glass and the repulsive force against bending. ZrO 2 may be omitted (0 mol%), but can perform the above function significantly when contained in an amount of 0.5 mol% or more. However, from the viewpoint of flexibility of the
일 실시예에 따르면, 유리 조성물은 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.According to one embodiment, the glass composition may satisfy the following
[관계식 1][Relationship 1]
0.3 <Al2O3/(Na2O+Li2O)(R 비율, R ratio) ≤ 10.3 <Al 2 O 3 /(Na 2 O+Li 2 O)(R ratio, R ratio) ≤ 1
(상기 관계식 1에서 Al2O3, Na2O 및 Li2O는 각 성분의 함량(mol%)이다.)(In
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 유리 조성물에 의해 제조된 유리 제품(100)은 폴더블 디스플레이 장치에 적용될 수 있는 특성 및 물성을 가질 수 있다. 예를 들어, 유리 제품(100)은 폴딩 및 언폴딩이 가능하도록 유연한 성질을 가질 수 있으면서, 디스플레이 장치(500)의 커버 윈도우로 적용될 수 있을 정도의 강도 및 화학적 특성을 가질 수 있다. 유리 조성물이 SiO2 및 Al2O3를 포함하여 형성된 망목 구조는 Na2O 및 Li2O가 첨가되어 유연성을 갖는 망목 구조가 형성될 수 있다. Na2O 및 Li2O의 첨가에 의해 망목 구조를 형성하는 결합, 예컨대 SiO2 간 결합 사이에서 Na 이온 또는 Li 이온이 산소와 이온 결합을 형성하여 비가교 산소가 증가할 수 있다. 망목 구조 내에서 비가교 산소의 증가는 망목 구조의 결합이 깨지거나 열린(Open) 상태가 됨을 의미하고, 유리의 망목 구조가 유연성을 가질 수 있다. 유리 조성물은 제조된 유리 제품(100)이 충분한 유연성을 가질 수 있도록 Na2O를 5mol% 이상의 함량으로 포함하고 Li2O를 5mol% 이상의 함량으로 포함할 수 있다.As described above, the
유리 조성물이 상대적으로 과량의 Na2O 및 Li2O를 포함함에 따라, 기계적 강도에는 취약할 수 있다. 이를 보완하기 위해 유리 조성물은 Al2O3를 포함하는데, 상기 관계식 1에 따라 Al2O3의 함량과, Na2O와 Li2O의 함량의 합의 비율이 0.3 내지 1의 범위로 조절됨에 따라 망목 구조에 기계적 강도가 더해질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 유리 조성물은 Al2O3의 함량과, Na2O와 Li2O의 함량의 합의 비율, 또는 R 비율(R ratio)가 0.3 내지 1의 범위를 가질 수 있다. As the glass composition contains a relatively excessive amount of Na 2 O and Li 2 O, it may be weak in mechanical strength. In order to compensate for this, the glass composition includes Al 2 O 3 , and the ratio of the sum of the content of Al 2 O 3 and the content of Na 2 O and Li 2 O is adjusted to the range of 0.3 to 1 according to
유리 조성물에 함유된 Al2O3의 함량과, Na2O와 Li2O의 함량의 합의 비율 (R 비율)이 1에 가까울수록 Al2O3는 SiO2가 형성하는 사면체(Tetrahedron) 결정구조를 가질 수 있다. SiO2가 형성한 망목 구조에서 SiO2는 사면체 결정 구조([SiO4])를 가질 수 있는데, Na2O와 Li2O의 함량의 합과 Al2O3가 유사한 함량으로 포함되면 Al2O3도 사면체 결정 구조([AlO4])를 가질 수 있다. 이 경우, Na2O 및 Li2O의 첨가로 인해 형성된 비가교 산소의 함량이 줄어들고, 유리 조성물의 이온 이동도(Ion mobility)가 증가될 수 있다. 이온 이동도의 증가는 유리 제품(100)의 형성 공정에서 화학 강화 공정에서 이동하는 이온의 양이 증가하고 이온의 침투 깊이가 증가함을 의미하고, 유리 제품(100) 표면의 기계적 강도가 향상될 수 있다. The closer the ratio (R ratio) of the sum of the content of Al 2 O 3 to the content of Na 2 O and Li 2 O contained in the glass composition is 1, the closer Al 2 O 3 to the tetrahedral crystal structure formed by SiO 2 You can have In the network structure formed by SiO 2 , SiO 2 may have a tetrahedral crystal structure ([SiO 4 ]). If the sum of the contents of Na 2 O and Li 2 O and Al 2 O 3 are included in similar amounts, Al 2 O It may have a third- degree tetrahedral crystal structure ([AlO 4 ]). In this case, the content of non-crosslinked oxygen formed due to the addition of Na 2 O and Li 2 O may be reduced, and the ion mobility of the glass composition may be increased. The increase in ion mobility means that the amount of ions moving in the chemical strengthening process in the formation process of the
유리 조성물에 포함된 Al2O3의 함량과, Na2O와 Li2O의 함량의 합의 비율(R 비율)이 0.3보다 큰 값을 가질 경우, Na2O와 Li2O의 함량이 증가되고 증가된 Na2O와 Li2O가 SiO2의 망목 구조를 끊어주어 망목 구조 내의 원자간 거리를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, SiO2의 망목 구조 내에 여분의 공간(space)이 많이 형성되어, 충격 흡수 특성이 향상될 수 있다. When the ratio (R ratio) of the sum of the content of Al 2 O 3 and the content of Na 2 O and Li 2 O contained in the glass composition has a value greater than 0.3, the content of Na 2 O and Li 2 O increases. The increased Na 2 O and Li 2 O can break the network structure of SiO 2 and increase the distance between atoms in the network structure. Accordingly, a lot of extra space is formed within the network structure of SiO 2 , and shock absorption characteristics can be improved.
일 실시예에서는 유리 조성물에 포함된 Al2O3의 함량과, Na2O와 Li2O의 함량의 합의 비율(R 비율)이 0.3 내지 1 사이의 값을 가짐으로써, 유리 제품(100)의 유연성, 외부 충격에 대한 충분한 강도 및 충격 흡수 특성을 향상시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 유리 조성물은 SiO2 66mol%, Al2O3 11.7mol%, Na2O 9.2mol%, Li2O는 9mol%를 포함하고, 상기 관계식 1에 따른 R 비율이 0.64일 수 있다. In one embodiment, the ratio (R ratio) of the sum of the content of Al 2 O 3 and the content of Na 2 O and Li 2 O contained in the glass composition has a value between 0.3 and 1, so that the
유리 조성물은 이상에서 열거한 성분들 이외에도 필요에 따라 Y2O3, La2O3, Nb2O5, Ta2O5, Gd2O3 등의 성분을 더 포함할 수도 있다. 또한, 청징제로서 미량의 Sb2O3, CeO2, 및/또는 As2O3 등을 더 포함할 수도 있다. In addition to the components listed above, the glass composition may further include components such as Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , and Gd 2 O 3 if necessary. Additionally, trace amounts of Sb 2 O 3 , CeO 2 , and/or As 2 O 3 , etc. may be further included as a fining agent.
한편, 유리 조성물은 유리의 충격 흡수 특성을 향상시키기 위해 P2O5를 더 포함할 수 있다. P2O5는 이온 교환 성능과 칩핑 내성을 향상시킨다. P2O5도 SiO2와 함께 망목 구조를 형성하는 망목 형성 산화물일 수 있다. P2O5는 고분자와 유사한 체인 구조를 형성하여 이온 이동성이 우수할 수 있어, 충격시 원자의 위치가 변동하면서 충격을 흡수할 수 있다. P2O5는 0.5mol% 이상 함유되었을 때 상기 기능을 유의미하게 수행할 수 있다. P2O5는 유리 제품의 화학적 저항성 관점에서 5mol% 이하의 함량을 갖는 것이 바람직할 수 있다.Meanwhile, the glass composition may further include P 2 O 5 to improve the shock absorption properties of the glass. P 2 O 5 improves ion exchange performance and chipping resistance. P 2 O 5 may also be a network-forming oxide that forms a network structure together with SiO 2 . P 2 O 5 may have excellent ion mobility by forming a chain structure similar to a polymer, and can absorb shock while changing the positions of atoms during impact. P 2 O 5 can perform the above function significantly when it is contained in an amount of 0.5 mol% or more. It may be desirable for P 2 O 5 to have a content of 5 mol% or less from the viewpoint of chemical resistance of glass products.
예시적인 실시예에서, 유리 조성물이 P2O5를 포함하는 경우, 유리 조성물은 SiO2를 63mol%, Al2O3를 11.7mol%, Na2O를 10.6mol%, Li2O를 7.5mol%, P2O5를 3mol%를 포함하고, 상기 관계식 1에 따른 R 비율이 0.65일 수 있다.In an exemplary embodiment, when the glass composition includes P 2 O 5 , the glass composition contains 63 mol % SiO 2 , 11.7 mol % Al 2 O 3 , 10.6 mol % Na 2 O, and 7.5 mol % Li 2 O. %, P 2 O 5 and 3 mol%, and the R ratio according to
한편, 유리 조성물은 화학 강화 공정에서 이온 교환이 원활하도록 Na2O 및 Li2O 이외의 다른 R2O(R=K)들 중, K2O는 포함하지 않을 수 있다. 유리 제품(100) 형성 공정에서 이온 교환이 이루어지는 강화 공정은 1회의 공정만이 수행될 수 있다. 화학 강화 공정에서 Na 이온 및 Li 이온이 유리 제품(100)의 표면에 다수 이동할 수 있도록, 유리 조성물은 K2O를 포함하지 않을 수 있다. 유리 조성물 총 중량에서 R2O의 함량, 즉 Na2O 함량과 Li2O의 함량의 합은 15 내지 20mol%의 범위를 가지는 것이 바람직하다.Meanwhile, the glass composition may not include K 2 O among R 2 O (R=K) other than Na 2 O and Li 2 O to facilitate ion exchange in the chemical strengthening process. In the process of forming the
상술한 조성을 갖는 유리 조성물은 본 기술분야에서 공지된 다양한 방법으로 판 유리 형상으로 성형될 수 있다. 판 유리 형상으로 성형되면 이를 추가 가공하여 디스플레이 장치(500)에 적용 가능한 유리 제품(100)으로 제조될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 유리 조성물은 판 유리 형상으로 형성되지 않고 추가적인 성형 공정 없이 제품에 적용 가능한 유리 제품(100)으로 직접 성형될 수도 있다. The glass composition having the above-described composition can be molded into a plate glass shape by various methods known in the art. Once molded into a plate glass shape, it can be further processed to produce a
이하에서는 유리 조성물이 판 유리 형상으로 성형되고, 상기 유리가 유리 제품(100)으로 가공되는 공정에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a process in which a glass composition is molded into a plate glass shape and the glass is processed into a
도 7은 일 실시예에 따른 유리 제품의 제조 공정 단계별 순서도이다. 도 8은 도 7의 커팅 단계부터 강화 후 표면 연마 단계를 개략적으로 나타낸 모식도이다.Figure 7 is a step-by-step flowchart of the manufacturing process of a glass product according to an embodiment. Figure 8 is a schematic diagram schematically showing the surface polishing stage after strengthening from the cutting stage of Figure 7.
도 7 및 도 8을 참조하면, 유리 제품(100)의 제조 방법은 성형 단계(S1), 커팅 단계(S2), 측면 연마 단계(S3), 강화 전 표면 연마 단계(S4), 강화 단계(S5), 및 강화 후 표면 연마 단계(S6)를 포함할 수 있다.7 and 8, the manufacturing method of the
성형 단계(S1)는 유리 조성물을 준비하는 단계와 유리 조성물을 성형하는 단계를 포함할 수 있다. 유리 조성물은 상술한 바와 같이 조성 및 성분을 가질 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. 유리 조성물은 플로트법(Float process), 퓨전 인발법(Fusion draw process), 슬롯 인발법(Slot draw process) 등의 방법으로 판 유리 형상으로 성형될 수 있다.The molding step (S1) may include preparing a glass composition and molding the glass composition. The glass composition may have the composition and components as described above. A detailed description of this will be omitted. The glass composition can be molded into a plate glass shape using methods such as float process, fusion draw process, and slot draw process.
평판 플레이트 형상으로 성형된 유리는 커팅 단계(S2)를 통해 커팅될 수 있다. 평판 플레이트 형상으로 성형된 유리는 최종 유리 제품(100)에 적용되는 것과 다른 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 유리 성형은 복수의 유리 제품을 포함하는 모 기판(10a)으로서 큰 면적의 기판 상태로 진행하고, 이를 복수의 셀(10)로 커팅하여 복수의 유리 제품을 제조할 수 있다. 예를 들어, 최종 유리 제품(100)은 6인치 내외의 크기를 갖는다고 하더라도, 수배 내지 수백배의 크기, 예컨대 120인치로 유리를 성형한 후 이를 커팅하면, 한꺼번에 20개의 평판 플레이트 형상으로 성형된 유리를 얻을 수 있다. 이와 같이 함으로써, 개별 유리 제품을 별도로 성형하는 것보다 공정 효율을 개선할 수 있다. 또한, 하나의 유리 제품 크기에 해당하는 유리를 성형하는 경우에도 최종 유리 제품이 다양한 평면 형상을 갖는 경우 커팅 공정을 통해 원하는 형상을 만들 수도 있다. Glass molded into a flat plate shape can be cut through a cutting step (S2). Glass molded into a flat plate shape may have a different size than that applied to the
유리(10a)의 커팅은 커팅 나이프(20), 커팅 휠, 레이저 등을 이용하여 수행될 수 있다.Cutting of the
유리의 커팅 단계(S2)는 유리의 강화 단계(S5) 이전에 진행될 수 있다. 모 기판 단위의 유리(10a)를 한꺼번에 강화한 후 최종 유리 제품 크기로 절단할 수도 있지만, 이 경우에는 커팅된 면(예컨대, 유리의 측면)이 강화되지 않은 상태에 놓일 수 있으므로, 먼저 커팅을 완료한 후 강화 단계(S5)를 진행하는 것이 바람직할 수 있다. The glass cutting step (S2) may be performed before the glass strengthening step (S5). It is possible to strengthen the
유리의 커팅 단계(S2)와 강화 단계(S5) 사이에는 강화 전 연마 단계가 진행될 수 있다. 연마 단계는 측면 연마 단계(S3) 및 강화 전 표면 연마 단계(S4)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 측면 연마 단계(S3)를 먼저 수행한 후 강화 전 표면 연마 단계(S4)를 수행하지만, 이 순서는 바뀔 수도 있다. A pre-strengthening polishing step may be performed between the glass cutting step (S2) and the strengthening step (S5). The polishing step may include a side polishing step (S3) and a surface polishing step before strengthening (S4). In one embodiment, the side polishing step (S3) is performed first, followed by the surface polishing step (S4) before strengthening, but this order may be reversed.
측면 연마 단계(S3)는 커팅된 유리(10)의 측면을 연마하는 단계이다. 측면 연마 단계(S3)는 유리(10)의 측면을 연마하여 매끄러운 면을 갖도록 한다. 또한, 측면 연마 단계(S3)를 통해 유리(10)의 각 측면이 균일한 면을 갖게 될 수 있다. 더욱 구체적으로 설명하면, 커팅된 유리(10)는 하나 이상의 커팅된 면을 포함할 수 있다. 커팅된 몇몇 유리(10)는 4개의 측면 중 2개의 측면이 커팅된 면일 수 있다. 커팅된 다른 몇몇 유리(10)는 4개의 측면 중 3개의 측면이 커팅된 면일 수 있다. 커팅된 몇몇 다른 유리(10)는 4개의 측면이 모두 커팅된 면일 수 있다. 측면이 커팅된 면인 경우와 커팅되지 않은 면인 경우는 표면 거칠기 등이 상이할 수 있다. 또한, 커팅된 면 사이에서도 서로 다른 표면 거칠기를 가질 수 있다. 따라서, 측면 연마 단계(S3)를 통해 각 측면을 연마함으로써, 각 측면이 균일한 표면 거칠기 등을 가질 수 있다. 나아가, 측면에 작은 크랙이 있는 경우, 측면 연마 단계(S3)를 통해 제거될 수 있다. The side polishing step (S3) is a step of polishing the side of the
측면 연마 단계(S3)는 복수의 커팅된 유리(10)에 대해 동시에 이루어질 수 있다. 즉, 복수의 커팅된 유리(10)를 적층한 상태에서 적층된 유리(10)들을 동시에 연마할 수 있다. The side polishing step (S3) may be performed simultaneously on a plurality of cut glasses (10). That is, in a state where a plurality of
측면 연마 단계(S3)는 연마 장치(30)를 이용한 기계적 연마 방식 또는 화학 기계적 연마 방식으로 진행될 수 있다. 일 실시예에서, 커팅된 유리(10)들의 2개의 마주보는 측면들을 동시에 연마하고, 이후 다른 2개의 마주보는 측면들을 동시에 연마할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. The side polishing step (S3) may be performed using a mechanical polishing method or a chemical mechanical polishing method using the
강화 전 표면 연마 단계(S4)는 각 유리(10)가 균일한 표면을 갖도록 하기 위해 수행될 수 있다. 강화 전 표면 연마 단계(S4)는 커팅된 각 유리(10)별로 하나씩 진행될 수도 있지만, 화학 기계적 연마 장치(40)가 유리(10)에 비해 충분히 큰 경우 복수의 유리(10)를 수평으로 배열한 후 복수의 유리(10)를 동시에 표면 연마할 수도 있다. The surface polishing step (S4) before strengthening may be performed to ensure that each
강화 전 표면 연마(S4)는 화학 기계적 연마 방식(40)으로 진행될 수 있다. 구체적으로, 화학 기계적 연마 장치(40) 및 연마 슬러리를 이용하여 커팅된 유리(10)의 제1 표면과 제2 표면을 연마한다. 제1 표면과 제2 표면은 동시에 연마될 수도 있고, 어느 하나의 표면을 먼저 연마한 후 나머지 표면을 연마할 수도 있다. Surface polishing (S4) before strengthening may be performed using a chemical mechanical polishing method (40). Specifically, the first and second surfaces of the
강화 전 연마 단계(S4) 이후에는 강화 단계(S5)가 진행된다. 강화 단계(S5)는 화학적 강화 및/또는 열적 강화로 진행될 수 있다. 2mm 이하, 나아가 약 0.75mm 또는 그 이하의 얇은 두께를 갖는 유리(10)의 경우, 정교한 응력 프로파일 제어를 위해 화학적 강화 방식이 적합하게 적용될 수 있다. After the pre-strengthening polishing step (S4), the strengthening step (S5) proceeds. The strengthening step (S5) may proceed with chemical strengthening and/or thermal strengthening. In the case of
강화 단계(S5) 이후에는 선택적으로 강화 후 표면 연마 단계(S6)를 더 수행할 수 있다. 강화 후 표면 연마 단계(S6)는 강화된 유리(10) 표면의 미세 크랙을 제거하고, 강화된 유리(10)의 제1 표면과 제2 표면의 압축 응력을 제어하는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 판 유리 제조방법 중 하나인 플로팅법은 주석 욕조에 유리 조성물을 흘리는 방식으로 진행하는데, 이 경우 주석 욕조와 접촉하는 면과 접촉하지 않는 면은 다른 조성을 가질 수 있다. 그에 따라 유리(10)의 강화 공정(S5) 이후 주석 접촉면과 비접촉면간 압축 응력의 편차가 발생할 수 있는데, 연마에 의해 유리(10)의 표면을 적절한 두께로 제거함으로써 접촉면과 비접촉면 간 압축 응력 편차를 감소시킬 수 있다.After the strengthening step (S5), a post-strengthening surface polishing step (S6) can optionally be further performed. The surface polishing step (S6) after strengthening may serve to remove micro cracks on the surface of the strengthened
강화 후 표면 연마 공정(S6)은 화학 기계적 연마 방식으로 진행될 수 있다. 구체적으로, 화학 기계적 연마 장치(60) 및 연마 슬러리를 이용하여 피처리 유리(10)인 강화 유리(10)의 제1 표면과 제2 표면을 연마한다. 연마 두께는 예를 들어, 100nm 내지 1000nm의 범위에서 조절될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 표면과 제2 표면의 연마 두께는 동일할 수도 있지만, 상이할 수도 있다.The surface polishing process (S6) after strengthening may be performed using a chemical mechanical polishing method. Specifically, the first surface and the second surface of the tempered
도면으로 도시하지는 않았지만, 강화 후 표면 연마 공정(S6) 후에 필요에 따라 형상 가공 공정을 더 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 3차원 형상의 유리 제품(101-103)을 제조하는 경우, 강화 후 표면 연마 공정(S6)이 완료된 후에 3차원 가공 공정을 수행할 수 있다. Although not shown in the drawing, a shape processing process may be further performed as needed after the post-strengthening surface polishing process (S6). For example, when manufacturing the three-dimensional glass products 101-103 shown in FIG. 1, a three-dimensional processing process may be performed after the post-strengthening surface polishing process (S6) is completed.
상술한 공정을 통해 제조된 유리 제품(100)은 유리 조성물의 성분 비율과 유사한 성분 비율을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유리 제품(100)은 SiO2를 60 내지 70mol%, Al2O3을 5 내지 15mol%, Na2O를 5 내지 15mol%, Li2O를 5 내지 15%, MgO를 0 내지 5mol% 및 ZrO2를 0 내지 5mol%의 함량으로 포함할 수 있다. 또한, 다른 실시예에 따른 유리 제품(100)은 상술한 성분 비율에 더하여 P2O5를 0 내지 5mol%의 함량으로 포함할 수 있다. 유리 제품(100)을 제조하기 위한 유리 조성물은 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.The
[관계식 1][Relationship 1]
0.3 <Al2O3/(Na2O+Li2O)(R 비율, R ratio) ≤ 10.3 <Al 2 O 3 /(Na 2 O+Li 2 O)(R ratio, R ratio) ≤ 1
(상기 관계식 1에서 Al2O3, Na2O 및 Li2O는 각 성분의 함량(mol%)이다.)(In
또한, 일 실시예에 따른 유리 제품(100)은 Na2O 및 Li2O 이외의 다른 R2O(R=K), 예를 들어 K2O를 포함하지 않을 수 있다. Additionally, the
일 실시예 따르면, 유리 제품(100)은 에천트에 대한 식각 속도(Etch rate)가 1㎛/min 내지 4㎛/min의 범위를 가질 수 있다. 유리 제품(100)은 디스플레이 장치(500), 일 예로 폴더블 디스플레이 장치(500)에 적용될 수 있도록 유연성 및 강도를 가지며, 필요에 따라 성형이 용이한 물성을 가질 수 있다. 상술한 바와 같이, Na2O 및 Li2O를 포함하는 유리 조성물에 의해 제조된 유리 제품(100)은 폴더블 디스플레이 장치(500)에 적용될 수 있을 정도의 충분한 기계적 강도를 가질 수 있다. 또한, 유리 제품(100)은 Li2O를 포함하여 충격 흡수 특성이 향상될 수 있고, ZrO2를 포함하여 표면 내스크래치성 및 크랙 확장 저항성이 향상될 수 있다. 또한, 유리 제품(100)은 에천트에 대한 식각 속도가 좋기 때문에 성형에 필요한 공정 시간이 줄어들 수 있고, 성형에 따른 표면 손상이 거의 일어나지 않을 수 있다. According to one embodiment, the
예시적인 실시예에서, 유리 제품(100)은 에천트에 대한 식각 속도가 1㎛/min 내지 4㎛/min의 범위를 가질 수 있다. 일 예로, 유리 제품(100)의 성형을 위해 사용가능한 에천트는 불소계 에천트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 에천트는 불화 수소(HF)계 에천트, 산성불화암모늄(NH4HF2)계 에천트, 및 중불화암모늄(NH4F2)계 에천트 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 상기 에천트는 상기 불소계 에천트에 첨가제로 염산(HCl), 황산(H2SO4), 나이트록실(HNO), 초순수 등을 더 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the
일 실시예에 따르면, 이상에서 설명한 유리 조성물로부터 제조된 유리 제품(100)은 두께가 20㎛ 내지 100㎛의 범위를 가지면서, 다음과 같은 물성을 만족할 수 있다. According to one embodiment, the
i) 유리 전이 온도(Tg): 500℃ 내지 700℃i) Glass transition temperature (T g ): 500°C to 700°C
ii) 밀도: 2.3g/cm3 내지 2.6g/cm3 ii) Density: 2.3 g/cm 3 to 2.6 g/cm 3
iii) 탄성 계수: 75GPa 내지 85GPaiii) Elastic modulus: 75GPa to 85GPa
iv) 경도: 6.0GPa 내지 7.0GPaiv) Hardness: 6.0GPa to 7.0GPa
v) 파괴 인성: 1.0MPa*m0.5 내지 1.5 MPa*m0.5 v) Fracture toughness: 1.0 MPa*m 0.5 to 1.5 MPa*m 0.5
vi) 취성(Brittleness): 4.5㎛-0.5 내지 6㎛-0.5 vi) Brittleness: 4.5㎛ -0.5 to 6㎛ -0.5
vii) 열 팽창 계수(10-7 K-1): 70*10-7 K-1 내지 85*10-7 K-1 vii) Coefficient of thermal expansion (10 -7 K -1 ): 70*10 -7 K -1 to 85*10 -7 K -1
viii) 포아손비(Poisson ratio): 0.18 내지 0.22viii) Poisson ratio: 0.18 to 0.22
이하, 실시예의 더욱 구체적인 내용이 제조예 및 실험예들을 통해 설명된다. Hereinafter, more specific details of the examples are explained through manufacturing examples and experimental examples.
제조예 1: 유리 제품의 제조Preparation Example 1: Preparation of glass products
하기 표 1에 따라 다양한 조성을 갖는 유리 기재를 복수 개 준비하고, SAMPLE#1, SAMPLE#2, SAMPLE#3, SAMPLE#4, SAMPLE#5 및 SAMPLE#6으로 나눈 후 각 SAMPLE 별로 상술한 방법에 따른 유리 제품 제조 공정을 진행하였다. 각 SAMPLE별 유리 제품은 50㎛ 두께를 갖는 제품으로 제조하였다. Prepare a plurality of glass substrates with various compositions according to Table 1 below, divide them into
각 SAMPLE별 유리 제품의 조성은 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 각 SAMPLE별 유리 제품의 밀도, 유리 전이 온도, 경도, 파괴 인성, 취성, 탄성 계수, 열 팽창 계수 및 포아손비를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. The composition of the glass products for each sample is shown in Table 1 below. In addition, the density, glass transition temperature, hardness, fracture toughness, brittleness, elastic modulus, thermal expansion coefficient, and Poison ratio of the glass products for each sample were measured and shown in Table 2 below.
상기 표 1 및 표 2를 참조하면, SAMPLE#1과 SAMPLE#2는 각각 Li2O와 ZrO2를 포함하는 유리 조성물로 제조된 유리 제품이고, SAMPLE#3은 Li2O, ZrO2 및 P2O5를 포함하는 유리 조성물로 제조된 유리 제품이다. 그 외, SAMPLE#4, #5 및 #6은 각각 Li2O, ZrO2 및 P2O5를 포함하지 않는 유리 조성물로부터 제조된 유리 제품이다. SAMPLE#1, SAMPLE#2 및 #3은 SAMPLE#4, #5 및 #6에 비하여 경도가 6.5GPa 이상이고 탄성 계수가 79 이상으로 높은 것을 알 수 있다. 이를 통해, 강도와 함께 유연성이 우수한 것을 의미할 수 있다. 반면, SAMPLE#4, #5 및 #6은 경도가 6.1GPa 이하이고 탄성 계수가 74 이하로 상대적으로 낮은 것을 알 수 있다. 이를 통해, SAMPLE#4, #5 및 #6은 강도 및 유연성이 상대적으로 낮다는 것을 알 수 있다. Referring to Tables 1 and 2,
또한, SAMPLE#1, SAMPLE#2 및 SAMPLE#3은 파괴 인성이 각각 1.27MPa*m0.5, 1.29 MPa*m0.5, 및 1.32MPa*m0.5이고, 취성이 각각 5.82㎛-0.5, 5.08㎛-0.5, 및 4.99㎛-0.5으로 나타낸 것을 알 수 있었다. 반면, SAMPLE#4, #5 및 #6은 파괴 인성이 0.7 MPa*m0.5 이하이고 취성이 7.7㎛-0.5 이상인 것을 볼 때, SAMPLE#1, SAMPLE#2 및 SAMPLE#3이 다른 SAMPLE들에 비하여 내충격 특성이 우수한 것을 알 수 있다.In addition,
실험예 1: 내충격 특성 평가 - 펜 드랍(Pen drop, 펜 직경 0.7π) 평가Experimental Example 1: Evaluation of impact resistance characteristics - Pen drop (pen diameter 0.7π) evaluation
상기 표 1의 SAMPLE들 중, SAMPLE#1, SAMPLE#2 및 SAMPLE#4에 대하여 펜 드랍 실험(Pen drop test, PDT)을 진행하였다. 펜 드랍 실험은 고정된 SAMPLE 제품 표면에 직경이 0.7π인 펜을 낙하하여 제품의 표면에 깨짐이 발생하는 높이를 확인하는 방식으로 진행하였다. 펜의 낙하 높이는 0.1cm씩 이동하며, 0.5cm 내지 10cm의 범위에서 진행되었다. 펜 낙하를 반복하다가 최종적으로 깨짐이 발생하였을 때 그 바로 전의 높이(즉, 깨짐이 이루어지지 않은 최대 높이)를 한계 낙하 높이로 결정하였다. 그 결과를 도 9에 도시하였다. 특히, SAMPLE#1은 유리 제조 공정 중 강화 단계를 20분, 40분, 60분 및 80분으로 각각 달리하여 제조한 후 펜 드랍 실험을 진행하였고, SAMPLE#2는 강화 단계를 20분 수행한 후 펜 드랍 실험을 진행하였다.Among the samples in Table 1, a pen drop test (PDT) was conducted on
도 9는 일 실시예에 따른 유리 제품의 내충격 특성 평가를 위한 펜 드랍 테스트(Pen drop test) 결과를 보여주는 그래프이다.Figure 9 is a graph showing the results of a pen drop test for evaluating the impact resistance characteristics of a glass product according to an embodiment.
도 9를 참조하면, SAMPLE#4의 한계 낙하 높이의 평균값(Average)은 2.32cm로 측정되었다. 반면, SAMPLE#1의 경우 강화 단계를 각각 20분, 40분, 60분 및 80분으로 달리하였을 때, 한계 낙하 높이의 평균값이 6.57cm, 6.38cm, 4.57cm 및 6.83cm로 측정되었다. SAMPLE#2의 경우 한계 낙하 높이의 평균값이 7.7cm로 측정되었다. Referring to Figure 9, the average value of the critical drop height of
이를 통해, SAMPLE#1 및 SAMPLE#2는 펜 드랍 테스트에서 한계 낙하 높이의 평균값이 SAMPLE#4보다 월등히 높은 값을 나타내고, 우수한 표면 강도를 가짐을 알 수 있다. 일 실시예에 따른 유리 제품(100)은 직경이 0.7π인 펜을 이용한 펜 드랍 테스트 결과 한계 낙하 높이의 평균값이 4.5cm 이상을 가질 수 있다.Through this, it can be seen that
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the attached drawings, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. You will be able to understand it. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
10: 유리
100: 유리 제품
500: 디스플레이 장치 10: glass 100: glass product
500: display device
Claims (26)
하기 관계식 1을 만족하며, 두께가 20 내지 100㎛의 범위를 갖는 유리 제품.
[관계식 1]
0.3 <Al2O3/(Na2O+Li2O)(R 비율, R ratio) ≤ 1
(여기서, Al2O3, Na2O 및 Li2O는 상기 유리 조성에서 각 성분의 함량(mol%)이다.)As a glass composition, SiO 2 60 to 70 mol%, Al 2 O 3 5 to 15 mol%, Na 2 O 5 to 15 mol%, Li 2 O 5 to 15%, MgO 0 to 5 mol% and ZrO 2 0 to 15 mol%, based on the total weight. Contains 5 mol%,
A glass product that satisfies the following relational expression 1 and has a thickness in the range of 20 to 100㎛.
[Relationship 1]
0.3 <Al 2 O 3 /(Na 2 O+Li 2 O)(R ratio, R ratio) ≤ 1
(Here, Al 2 O 3 , Na 2 O and Li 2 O are the contents (mol%) of each component in the glass composition.)
상기 유리 조성은 P2O5 0 내지 5mol%를 더 포함하는 유리 제품.According to claim 1,
The glass composition further includes 0 to 5 mol% of P 2 O 5 .
불소계 에천트에 대한 식각 속도(Etch rate, ER)는 1 내지 4㎛/min의 범위를 갖는 유리 제품.According to claim 1,
A glass product having an etch rate (ER) for a fluorine-based etchant in the range of 1 to 4㎛/min.
유리 전이 온도가 500℃ 내지 700℃의 범위를 갖는 유리 제품.According to claim 1,
A glass article having a glass transition temperature in the range of 500°C to 700°C.
밀도가 2.4g/cm3 내지 2.5g/cm3 범위를 갖는 유리 제품.According to claim 1,
Glass articles having a density ranging from 2.4 g/cm 3 to 2.5 g/cm 3 .
탄성 계수가 75GPa 내지 85GPa의 범위를 갖는 유리 제품.According to claim 1,
Glass products having an elastic modulus in the range of 75 GPa to 85 GPa.
경도가 6.0GPa 내지 7.0GPa의 범위를 갖는 유리 제품.According to claim 1,
Glass products having a hardness ranging from 6.0 GPa to 7.0 GPa.
파괴 인성이 1.0MPa*m0.5 내지 1.5MPa*m0.5범위를 갖는 유리 제품.According to claim 1,
A glass product having a fracture toughness ranging from 1.0 MPa*m 0.5 to 1.5 MPa*m 0.5 .
취성이 4.5㎛-0.5 내지 6㎛-0.5범위를 갖는 유리 제품.According to claim 1,
Glass products with brittleness ranging from 4.5㎛ -0.5 to 6㎛ -0.5 .
열 팽창 계수가 70*10-7 K-1 내지 85*10-7 K-1범위를 갖는 유리 제품.According to claim 1,
Glass products with a coefficient of thermal expansion ranging from 70*10 -7 K -1 to 85*10 -7 K -1 .
포아손비가 0.18 내지 0.22범위를 갖는 유리 제품.According to claim 1,
A glass product having a Poison ratio in the range of 0.18 to 0.22.
펜 드롭 파손의 한계 낙하 높이의 평균값이 4.5㎝이상인 유리 제품.According to claim 1,
Glass products with an average drop height of 4.5 cm or more.
하기 관계식 1을 만족하는 유리 조성물.
[관계식 1]
0.3 <Al2O3/(Na2O+Li2O)(R 비율, R ratio) ≤ 1
(여기서, Al2O3, Na2O 및 Li2O는 상기 유리 조성에서 각 성분의 함량(mol%)이다.)Contains 60 to 70 mol% of SiO 2 , 5 to 15 mol% of Al 2 O 3 , 5 to 15 mol% of Na 2 O, 5 to 15% of Li 2 O, 0 to 5 mol% of MgO, and 0 to 5 mol% of ZrO 2 relative to the total weight. do,
A glass composition that satisfies the following relational expression 1.
[Relationship 1]
0.3 <Al 2 O 3 /(Na 2 O+Li 2 O)(R ratio, R ratio) ≤ 1
(Here, Al 2 O 3 , Na 2 O and Li 2 O are the contents (mol%) of each component in the glass composition.)
P2O5 0 내지 5mol%를 더 포함하는 유리 조성물.According to claim 13,
A glass composition further comprising 0 to 5 mol% of P 2 O 5 .
상기 Na2O와 상기 Li2O를 제외한 R2O(R=K)는 포함하지 않는 유리 조성물.According to claim 13,
A glass composition that does not contain R 2 O (R=K) except for Na 2 O and Li 2 O.
상기 디스플레이 패널 상부에 배치된 커버 윈도우; 및
상기 디스플레이 패널과 상기 커버 윈도우 사이에 배치된 광학 투명 결합층을 포함하되,
상기 커버 윈도우는 유리 조성으로서, 총 중량에 대하여 SiO2 60 내지 70mol%, Al2O3 5 내지 15mol%, Na2O 5 내지 15mol%, Li2O 5 내지 15%, MgO 0 내지 5mol% 및 ZrO2 0 내지 5mol%를 포함하고,
상기 커버 윈도우는 하기 관계식 1을 만족하며, 두께가 20 내지 100㎛의 범위를 갖는 디스플레이 장치.
[관계식 1]
0.3 <Al2O3/(Na2O+Li2O)(R 비율, R ratio) ≤ 1
(여기서, Al2O3, Na2O 및 Li2O는 상기 유리 조성에서 각 성분의 함량(mol%)이다.)A display panel including a plurality of pixels;
a cover window disposed above the display panel; and
Comprising an optically transparent bonding layer disposed between the display panel and the cover window,
The cover window has a glass composition of 60 to 70 mol% SiO 2 , 5 to 15 mol% Al 2 O 3, 5 to 15 mol% Na 2 O, 5 to 15 mol% Li 2 O, 0 to 5 mol% MgO, and Contains 0 to 5 mol% of ZrO 2 ,
The cover window satisfies the following relational expression 1 and has a thickness in the range of 20 to 100㎛.
[Relationship 1]
0.3 <Al 2 O 3 /(Na 2 O+Li 2 O)(R ratio, R ratio) ≤ 1
(Here, Al 2 O 3 , Na 2 O and Li 2 O are the contents (mol%) of each component in the glass composition.)
상기 커버 윈도우는 P2O5 0 내지 5mol%를 더 포함하는 디스플레이 장치.According to claim 16,
The cover window is a display device further comprising 0 to 5 mol% of P 2 O 5 .
상기 커버 윈도우는 상기 Na2O와 상기 Li2O를 제외한 R2O(R=K)는 포함하지 않는 디스플레이 장치.According to claim 16,
The cover window is a display device that does not include R 2 O (R=K) except for Na 2 O and Li 2 O.
상기 커버 윈도우는 유리 전이 온도가 500℃ 내지 700℃의 범위를 갖는 디스플레이 장치.According to claim 16,
The cover window is a display device having a glass transition temperature in the range of 500°C to 700°C.
상기 커버 윈도우는 밀도가 2.4g/cm3 내지 2.5g/cm3 범위를 갖는 디스플레이 장치.According to claim 16,
The cover window is a display device having a density in the range of 2.4g/cm 3 to 2.5g/cm 3 .
상기 커버 윈도우는 탄성 계수가 75GPa 내지 85GPa의 범위를 갖는 디스플레이 장치.According to claim 16,
The cover window is a display device having an elastic modulus in the range of 75GPa to 85GPa.
상기 커버 윈도우는 경도가 6.0GPa 내지 7.0GPa의 범위를 갖는 디스플레이 장치.According to claim 16,
The cover window is a display device having a hardness in the range of 6.0 GPa to 7.0 GPa.
상기 커버 윈도우는 파괴 인성이 1.0MPa*m0.5 내지 1.5MPa*m0.5범위를 갖는 디스플레이 장치.According to claim 16,
The cover window is a display device having a fracture toughness in the range of 1.0MPa*m 0.5 to 1.5MPa*m 0.5 .
상기 커버 윈도우는 취성이 4.5㎛-0.5 내지 6㎛-0.5범위를 갖는 디스플레이 장치.According to claim 16,
The cover window is a display device having a brittleness in the range of 4.5㎛ -0.5 to 6㎛ -0.5 .
상기 커버 윈도우는 열 팽창 계수가 70*10-7 K-1 내지 85*10-7 K-1범위를 갖는 디스플레이 장치.According to claim 16,
The cover window is a display device having a thermal expansion coefficient in the range of 70*10 -7 K -1 to 85*10 -7 K -1 .
상기 커버 윈도우는 포아손비가 0.18 내지 0.22범위를 갖는 디스플레이 장치.According to claim 16,
The cover window is a display device having a Poisson ratio in the range of 0.18 to 0.22.
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