KR20230150232A

KR20230150232A - 광 센서들을 위해 선택적으로 패턴화된 불투명 층들을 포함하는 유리 제품들 및 이를 포함하는 디스플레이 시스템들

Info

Publication number: KR20230150232A
Application number: KR1020230052992A
Authority: KR
Inventors: 싱후아 리; 야웨이 선
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 2022-04-21
Filing date: 2023-04-21
Publication date: 2023-10-30
Also published as: EP4265575A2; TW202406870A; JP2023160790A; US20230339043A1; CN116929543A; EP4265575A3

Abstract

유리 제품은 제1 주 표면 및 상기 제1 주 표면의 반대편에 있는 제 2 주 표면을 가지는 유리 기판을 포함한다. 불투명 층이 상기 제2 주 표면 상에 배치된다. 상기 불투명 층은, 상기 불투명 층에 의해 커버된 상기 유리 기판의 부분들이 400nm 내지 700nm의 광에 대해 0.5% 이하의 평균 광 투과율을 포함하도록 3.0 초과의 광학 밀도를 포함한다. 상기 유리 제품의 센서 영역 내에서, 상기 센서 영역 내에서 상기 유리 제품의 평균 광 투과율은 상기 복수의 절제된 부분들의 결과로서 400nm 내지 700nm의 상기 광에 대해 1.0% 이상이 되도록 상기 불투명 층은 복수의 절제된 부분들을 포함한다.

Description

광 센서들을 위해 선택적으로 패턴화된 불투명 층들을 포함하는 유리 제품들 및 이를 포함하는 디스플레이 시스템들{GLASS ARTICLES COMPRISING SELECTIVELY PATTERNED OPAQUE LAYERS FOR LIGHT SENSORS AND DISPLAY SYSTEMS COMPRISING THE SAME}

본 출원은 2022년 4월 21일자로 출원된 미국 예비출원 일련번호 제63/333,231호의 35 U.S.C.§119 하의 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 전체적으로 참조로 본 명세서에 통합된다.

본 개시 내용은 센서와 관련된 감지 파장에서 상대적으로 높은 광학 투과 영역들을 제공하기 위해 선택적으로 패턴화된 불투명 층들을 포함하는 유리 제품들, 및 이를 포함하는 디스플레이 시스템들에 관한 것이다.

디스플레이들을 포함하는 다양한 응용 분야들에서, 디스플레이의 동작을 제어하기 위해 사용될 수 있는 다양한 입력들을 제공하기 위해 주변광(ambient light) 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 주변광 센서에 의해 감지되는 주변광의 양이 증가하면, 디스플레이는 증가된 휘도로 동작되어 이미지의 가시성을 향상시킬 수 있다. 이러한 주변광 센서가 사용할 수 있는 한 가지 컨텍스트는 주변 조명 조건들이 위치와 시각에 따라 크게 달라질 수 있는 자동차 인테리어들이다.

주변광 센서에 의해 제어되는 디스플레이 근처에 주변광 센서를 배치하여 센서가 디스플레이에 의해 직면하는 조명 조건들의 정확한 표현을 측정하도록 하는 것이 일반적으로 유리하다. 예를 들어, 디스플레이와 관련된 커버 유리 뒤에 주변광 센서를 배치하는 것이 유리할 수 있다. 디스플레이 제어 관점에서 유리하지만, 이러한 주변광 센서의 위치 지정은 디스플레이의 외관에 악영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 주변 광 센서는 센서의 외관을 숨기기 위한 추가 조치를 취하지 않는 경우 커버 유리 뒤에 위치했을 때 관찰자에게 보일 수 있다. 센서를 숨기기 위한 기존 접근 방식들은 커버 유리에 스크린 인쇄된 반투명 잉크 층을 사용할 수 있다. 반투명 잉크층은 주변광 센서의 가시성을 가릴 만큼 충분히 크게 커버 유리의 광 투과율을 감소시키면서 여전히 주변광 센서의 작동을 용이하게 하기에 충분히 높은 투과율을 가질 수 있다. 그러나 이러한 반투명 잉크층은 일반적으로 커버 유리에 스크린 인쇄되며, 이는 제조 공정에 복잡성과 비용을 추가한다.

따라서, 디스플레이와 함께 사용되는 센서들을 숨기기 위한 대안적인 프로세스가 요구된다.

본 발명의 양태 (1)은 유리 제품에 관한 것으로, 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖고, 제2 주 표면은 제1 주 표면 반대편에 있는 유리 기판; 및 상기 제2 주표면 상에 배치된 불투명층;을 포함하며, 상기 불투명층은 상기 불투명층에 의해 커버된 상기 유리 기판의 부분들이 400nm 내지 700nm의 광에 대해서 0.5% 이하의 평균 광 투과율을 포함하도록 3.0보다 큰 광학 밀도를 포함하며, 유리 제품의 센서 영역 내에서, 상기 불투명 층은 복수의 절제된 부분들을 포함하고, 상기 센서 영역 내에서 상기 유리 제품의 평균 광 투과율은 상기 복수의 절제된 부분들의 결과로서 400nm 내지 700nm의 광에 대해 1.0% 이상이다.

본 발명의 양태 (2)는 양태 (1)에 따른 유리 제품에 관한 것으로, 상기 센서 영역 내 상기 유리 제품의 상기 평균 광 투과율은 400nm 내지 700nm의 광에 대해 1.0% 이상 20% 이하이다.

본 발명의 양태 (3)은 양태 (1) 내지 (2) 중 어느 하나에 따른 유리 제품에 관한 것으로, 상기 복수의 절제된 부분 각각은 상기 불투명 층의 나머지를 이루는 재료가 전혀 없다.

본 발명의 양태 (4)는 양태 (1)-(2) 중 어느 하나에 따른 유리 제품에 관한 것으로, 상기 복수의 절제된 부분들의 각각 내에서, 상기 불투명 층의 재료는 상기 불투명 층이 상기 복수의 절제된 부분들의 각각에서 상기 재료의 적어도 일부를 포함하도록 단지 부분적으로 제거된다.

본 발명의 양태 (5)는 양태 (1)-(4) 중 어느 하나에 따른 유리 제품에 관한 것으로, 상기 복수의 절제된 부분들의 각각은 상기 제2 주 표면에 평행한 방향으로 측정된, 100㎛ 이하인 최대 수평 치수를 포함한다.

본 발명의 양태 (6)은 양태 (5)에 따른 유리 제품에 관한 것으로, 상기 최대 수평 치수는 70㎛ 이하이다.

본 발명의 양태 (7)은 양태 (5)-(6) 중 어느 하나에 따른 유리 제품에 관한 것으로, 상기 복수의 절제된 부분들의 상기 절제된 부분들은 상기 최대 수평 치수 이상인 최소 에지 대 에지 분리 거리만큼 서로로부터 분리된다

본 발명의 양태 (8)은 양태 (7)에 따른 유리 제품에 관한 것으로, 상기 복수의 절제된 부분들은 불투명 층에 형성된 복수의 분리된 구멍들을 포함한다.

본 발명의 양태 (9)는 양태 (1)-(8) 중 어느 하나에 따른 유리 제품에 관한 것으로, 상기 복수의 절제된 부분들의 조합된 표면적은 상기 센서 영역의 총 표면적의 50% 이하를 구성한다.

본 발명의 양태 (10)은 양태 (9)에 따른 유리 제품에 관한 것으로, 상기 복수의 절제된 부분들의 상기 조합된 표면적은 상기 센서 영역의 총 표면적의 25% 이하를 구성한다.

본 발명의 양태 (11)은 양태 (1)-(10) 중 어느 하나에 따른 유리 제품에 관한 것으로, 상기 불투명층은 경화성 잉크를 포함하고, 25㎛ 이하의 두께를 포함한다.

본 발명의 양태 (12)는 양태 (1)-(11) 중 어느 하나에 따른 유리 제품에 관한 것으로, 상기 불투명 층은 상기 불투명 층에 의해 커버되지 않는 이미지 영역과 상기 불투명 층에 의해 커버되는 상기 유리 제품의 주변 영역 사이의 경계를 나타내는 에지를 포함하며, 상기 센서 영역은 상기 주변 영역의 하위 영역을 포함한다.

본 발명의 양태 (13)은 차량 인테리어 시스템용 디스플레이에 관한 것으로, 상기 디스플레이는 제1 주 표면 및 상기 제1 주 표면의 반대편에 있는 제2 주 표면을 포함하는 유리 기판; 상기 제2 주 표면 상에 배치된 불투명 층; 및 상기 제1 주 표면에 처음 입사하는 광이 상기 센서에 입사되기 전에 유리 기판 및 상기 불투명층을 통해 전파하도록 상기 유리 기판 뒤에 위치된 센서를 포함하고, 여기서 상기 센서는 유리 제품의 센서 영역 내에서 관심의 파장 범위 내의 광을 검출하도록 구성되고, 상기 불투명 층은 제1 주 표면에 처음 입사하는 상기 광이 복수의 절제된 부분들 중 하나를 통해 상기 센서 상으로 전파되도록 상기 센서를 포함하는 광학 경로를 따라 위치된 복수의 절제된 부분들을 포함하고, 상기 불투명 층의 재료는 관심의 파장 범위의 광에 대해 0.5% 미만의 평균 광 투과율을 포함하고, 상기 절제된 부분들의 결과로 상기 센서 영역은 상기 관심의 파장 범위의 광에 대해 1.0% 이상의 평균 광 투과율을 포함한다.

본 발명의 양태 (14)는 양태 (13)에 따른 디스플레이에 관한 것으로, 상기 센서 영역은 상기 관심의 파장 범위의 광에 대해 5.0% 이상 20% 이하의 평균 광 투과율을 포함한다.

본 발명의 양태 (15)는 양태 (13)-(14) 중 어느 하나에 따른 디스플레이에 관한 것으로, 상기 관심 파장 범위는 400nm 내지 700nm이다.

본 발명의 양태 (16)은 양태 (13)-(15) 중 어느 하나에 따른 디스플레이에 관한 것으로, 상기 복수의 절제된 부분들의 각각 내에서 상기 불투명 층의 상기 재료는 적어도 부분적으로 제거된다.

본 발명의 양태 (17)은 양태 (13)-(16) 중 어느 하나에 따른 디스플레이에 관한 것으로, 상기 복수의 절제된 부분들의 각각은 상기 제2 주 표면에 평행한 방향으로 측정된, 100㎛ 이하의 최대 수평 치수를 포함한다.

본 발명의 양태 (18)은 양태 (13)-(17) 중 어느 하나에 따른 디스플레이에 관한 것으로, 상기 복수의 절제된 부분들의 조합된 표면적은 상기 센서 영역의 총 표면적의 50% 이하를 구성한다.

본 발명의 양태 (19)는 유리 제품을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은: 불투명 층의 재료를 절제하기 위해 상기 불투명 층을 레이저 빔에 노출시킴으로써 상기 유리 기판의 주 표면 상에 위치된 상기 불투명 층의 센서 영역에 복수의 절제된 부분들을 형성하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 불투명 층은 상기 불투명 층에 의해 커버된 상기 유리 기판의 부분들이 400nm 내지 700nm의 광에 대해 0.5% 이하의 평균 광 투과율을 포함하도록 3.0 초과의 광학 밀도를 포함하고, 상기 센서 영역 내의 상기 유리 제품의 평균 광 투과율은 상기 복수의 절제된 부분들의 결과로서 400nm 내지 700nm의 광에 대해 1.0% 이상이다.

본 발명의 양태 (20)은 양태 (19)에 따른 방법에 관한 것으로, 레이저 소스로 레이저 빔을 생성하는 단계를 더 포함하고, 여기서 상기 레이저 소스는 CO₂ 레이저, 자외선 레이저 또는 적외선 레이저를 포함한다.

본 발명의 양태 (21)은 양태 (19)-(20) 중 어느 하나에 따른 방법에 관한 것으로, 상기 복수의 절제된 부분들을 형성하는 단계는 상기 센서 영역 위에 스캐닝 패턴으로 상기 레이저 빔을 스캐닝하는 단계를 포함한다.

본 발명의 양태 (22)는 양태 (21)에 따른 방법에 관한 것으로, 상기 레이저 빔은 상기 복수의 절제된 부분들 중 단일의 하나를 형성하는 동안 상기 유리 기판에 대해 이동된다.

본 발명의 양태 (23)은 양태 (19)-(22) 중 어느 하나에 따른 방법에 관한 것으로, 상기 유리 기판은 복수의 절제된 부분들을 형성하는 동안 고정되어 있다.

본 발명의 양태 (24)는 양태 (19)-(22) 중 어느 하나에 따른 방법에 관한 것으로, 상기 유리 기판은 복수의 절제된 부분들의 형성 동안 이동한다.

전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 단지 예시적인 것이며 청구범위의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 뼈대를 제공하기 위한 것임을 이해해야 한다. 첨부된 도면들은 추가적인 이해를 제공하기 위해 구성되며, 본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성한다. 도면들은 하나 이상의 실시예(들)를 예시하고, 설명과 함께 다양한 실시예들의 원리 및 동작을 설명하는 역할을 한다.

본 명세서에 통합되어 그 일부를 형성하는 첨부하는 도면들은 본 발명의 몇가지 양태들을 예시하며, 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따라, 차량 디스플레이 시스템을 구비한 차량 인테리어의 사시도이다.
도 2a는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 1의 라인 II-II를 통한 차량 인테리어 디스플레이 시스템의 디스플레이의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 2b는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 2a에 도시된 유리 제품의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 2c는 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따라, 도 2a 및 2b1에 도시된 유리 제품과 관련된 불투명 층의 절제된 부분들의 어레이를 개략적으로 도시한다.
도 3a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 디스플레이 시스템을 제조하는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 유리 제품의 불투명 층에 절제된 부분들의 어레이를 형성하는 데 사용될 수 있는 장치를 도시한다.
도 4a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, CO₂ 레이저로 형성된 불투명 층에서 절제된 부분들의 제1의 예시적 어레이를 도시한다.
도 4b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 자외선 레이저로 형성된 불투명 층에서 절제된 부분들의 제2의 예시적 어레이를 도시한다.
도 5a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, CO₂ 레이저로 형성된 예시적 절제된 부분을 도시한다.
도 5b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 자외선 레이저로 형성된 예시적 절제된 부분을 도시한다.
도 5c는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 적외선 레이저로 형성된 예시적 절제된 부분을 도시한다.
도 6a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 각각의 절제된 부분 내에서 불투명 층이 유리 제품으로부터 완전히 제거된, 불투명 층 내의 절제된 부분들의 예시적인 어레이를 도시한다.
도 6b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 각각의 절제된 부분 내에서 불투명 층이 유리 제품으로부터 완전히 제거되지 않은, 불투명 층 내의 절제된 부분들의 예시적인 어레이를 도시한다.
도 7은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 기판을 개략적으로 도시한다.

일반적으로 도면들을 참조하면, 여기에서는 유리 제품의 상승된 광 투과 영역들인 절제된 부분들의 어레이를 포함하도록 선택적으로 절제된 불투명 층을 포함하는 유리 제품들의 실시예들이 설명된다. 상승된 광 투과 영역들에서, 유리 제품은 유리 제품에 근접하게 위치된 센서와 관련된 관심의 파장 범위의 광을 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 실시예에서, 상승된 광 투과 영역들은 센서가 유리 제품에 입사하는 가시광선의 상대 강도를 감지할 수 있도록(예를 들어, 센서가 주변광 센서인 경우) 가시 스펙트럼(예를 들어, 400 nm 내지 700 nm)에 걸쳐 1% 이상(예를 들어, 5%, 이상 10% 이상, 15% 이상, 20% 초과)의 평균 광 투과율을 제공할 수 있다. 실시예에서, 불투명 층은 상대적으로 높은 광학 밀도(예를 들어, 3.0 초과 또는 4.0 이상 또는 5.0 이상)를 포함할 수 있고, 따라서 가시광선이 유리 제품을 통해 전파되는 것을 실질적으로 차단할 수 있다. 불투명 층은 시야로부터 유리 제품과 관련된 다양한 구성요소들을 숨기기 위해 사용될 수 있는 반면, 절제된 부분들의 어레이는 유리 제품을 통해 충분한 양의 광이 센서에 의한 검출을 허용하도록 허용한다.

양태들에서, 절제된 부분들의 어레이는 센서의 작동을 용이하게 하기에 충분한 광 투과율을 여전히 제공하면서 센서의 외관을 감추도록 구조화될 수 있다. 실시예에서, 예를 들어, 절제된 부분들의 어레이는 센서와 충첩하는 유리 제품의 센서 영역 위로 연장된다. 실시예들에서, 절제된 부분들의 어레이가 복수의 절제된 부분들(즉, 그 이상 또는 절제된 부분)을 포함할 때, 절제된 부분들의 어레이는 센서 영역에서 유리 기판의 적어도 50%(예를 들어, 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%)는 여전히 불투명 층에 의해 커버되도록 구조화된다. 달리 말하면, 센서 영역 내에서 불투명 층의 50% 이하(예를 들어, 45% 이하, 40% 이하, 35% 이하, 30% 이하, 25% 이하, 20% 이하)가 본 명세서에 기재된 공정들을 통해 절제된다. 절제된 부분들은 또한 크기가 100㎛ 이하(예를 들어, 90㎛ 이하, 또는 80㎛ 이하, 70㎛ 이하, 60㎛ 이하, 50㎛ 이하, 40㎛ 이하, 35㎛ 이하)인 (유리 기판의 주 표면에 평행한 방향으로 측정된) 최대 수평 치수를 갖도록 될 수 있다. 절제된 부분들의 어레이는 상기 절제된 부분들의 최대 수평 치수보다 더 큰(예를 들어, 적어도 1.25배 더 큰, 적어도 1.5배 더 큰, 적어도 2.0배 더 큰, 적어도 2.5배 더 큰, 적어도 3.0배 더 큰) 인접한 절제된 부분들을 분리하는 최소 에지-대-에지 분리 거리를 포함할 수 있다. 이러한 절제된 부분들의 제한된 크기는 그 사이의 간격과 함께 센서 영역에 포함된 나머지 불투명 층을 통해 센서를 은폐하는 데 도움이 된다.

양태들에서, 본 명세서에 기술된 불투명 층의 절제된 부분들의 어레이는 임의의 적합한 레이저 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 실시예들에서, 불투명 층은 자외선("UV")에서 ("IR") 스펙트럼 범위의 광에 대해 흡수성이다. 예를 들어, 실시예에서, 본 명세서에 기재된 불투명 층은 적합한 에폭시, 아크릴, 폴리우레탄 또는 라텍스 페인트 또는 잉크로 형성될 수 있다. 이와 같이, 그 파장 범위에서 광을 방출하는 임의의 적합한 레이저 소스는 유리 제품의 선택 영역들로부터 불투명 층의 재료를 제거하기에 충분히 큰 정도로 불투명 층의 일부를 선택적으로 가열함으로써 불투명 층을 절제하는 데 사용될 수 있다. 불투명 층의 절제 임계값 재료 이상으로 광을 생성할 수 있는 임의의 레이저 소스(예를 들어, 펄스 레이저 소스, 연속파 레이저 소스)가 사용될 수 있다. 또한, 유리 제품과 레이저 빔 사이의 상대적인 이동을 제공하기 위한 다양한 적절한 메커니즘들(예를 들어, 레이저 소스에 대한 유리 기판의 이동, 유리 기판에 대한 레이저 빔을 이동시키는 주사 광학 시스템, 또는 이들의 조합)이 본 발명의 범위 내에서 고려된다. 기존의 레이저 마킹 시스템을 사용하여 절제된 부분들의 어레이를 생성할 수 있다. 이와 같이, 본 명세서에 기술된 절제된 부분들의 어레이는, 추가적인 반투명 필름 또는 잉크 층을 사용하지 않고 여전히 센서를 시야로부터 숨기면서 유리 제품 뒤에서 센서(예를 들어, 주변 파장 센서)의 작동을 용이하게 한다. 본 개시의 유리 제품은 디스플레이의 외관에 미치는 영향을 최소화하면서 센서 통합을 용이하게 한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "광 투과율(optical transmission)" 및 "퍼센트 투과율(percent transmission)" 또는 "투과율(transmittance)"은 상호 교환적으로 사용되며, 관심의 파장 범위에 걸쳐 제품을 통해 투과되는 광의 백분율을 지칭한다. 특정 파장 범위의 광에 대한 "평균 광 투과율"은 해당 파장 범위 내의 모든 파장에서 측정된 광 투과율을 평균화하여 결정된다. 본 명세서에서 달리 언급하지 않는 한, 평균 광 투과율 값들은 전체 제품에 입사되는 주변 광에 대한 값들이며, 이는 CIE D65 광원으로 근사화될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 달리 언급되지 않는 한 "가시 스펙트럼"이라는 용어는 400nm 내지 700nm의 파장 범위를 의미한다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 디스플레이(110)를 포함하는 차량 디스플레이 시스템(100)을 도시한다. 차량 디스플레이 시스템(100)은 사람이 조종하는 차량, 반자율 차량 및 완전 자율 차량을 모두 포함하여, 기차, 자동차(예를 들어, 승용차, 트럭, 버스 등), 선박(예를 들어, 보트, 배, 잠수함 등) 및 항공기(예를 들어, 드론, 비행기, 제트기, 헬리콥터 등)와 같은 운송 수단에 통합될 수 있다. 차량 디스플레이 시스템(100)은 중앙 콘솔, 대시보드 또는 차량의 스티어링 휠과 같은 차량 베이스(105)를 포함한다. 실시예에서, 차량 베이스(105)는 팔걸이, 기둥, 좌석 등받이, 마루판, 머리받이, 도어 패널 또는 차량 인테리어의 임의의 부분과 같은 다양한 다른 차량 부분들을 포함할 수 있다. 본 명세서의 설명은 주로 차량 디스플레이에서의 유리 제품의 사용에 관한 것이지만, 본 명세서에서 논의된 다양한 실시예는 임의의 유형의 디스플레이 응용에 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 본 개시는 또한 디스플레이 응용으로 제한되지 않고, 균일한 외관이 요구되는 서로 근접한 광원 및 센서를 포함하는 임의의 응용에 사용될 수 있다.

실시예들에서, 차량 디스플레이 시스템(100)은 차량의 전자 시스템과 통합될 수 있거나, 차량 디스플레이 시스템(100)은 그것으로부터 분리될 수 있다. 디스플레이(110)는 차량의 일부로 제조되거나 개조될 수 있다. 실시예들에서, 디스플레이(110)는 차량 베이스(105)에 장착된 적절한 지지 구조체에 부착된다. 실시예에서, 디스플레이(110)의 후면은 디스플레이(110) 상의 이미지가 차량 탑승자에 의해 보여질 수 있도록, 디스플레이(110)의 전면인 사용자를 향하는 표면(예를 들어, 본 명세서에 기재된 제1 주 표면(470)에 대응함)이 차량 내부를 향하도록 지지 구조체와 접촉할 수 있다. 실시예들에서, 디스플레이(110)는 차량 베이스(105)의 일부를 형성하도록 위치될 수 있고, 그 형상 및 윤곽을 따를 수 있다.

디스플레이(110)의 다양한 구성들이 본 개시의 범위 내에서 고려된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 디스플레이(110)는 중앙 콘솔인 차량 베이스(105)에 통합된다. 디스플레이(110)는 구현에 따라 평평하거나 또는 곡선형일 수 있다. 실시예들에서, 디스플레이(110)는 냉간 굽힘 유리 기판 또는 평평한 유리 기판과 같은 유리 기판, 및 백라이트 유닛 및 제2 유리 기판을 포함할 수 있는 디스플레이 모듈을 포함한다. 냉간 성형된 유리 기판을 포함하는 곡선형 실시예는 "장식 및 디스플레이 커버 적용을 위한 곡선형 성형 플라스틱 표면에 얇은 강화 유리를 적층하는 것(Laminating thin strengthened glass to curved molded plastic surface for decorative and display cover application)"이라는 제목의 미국 사전 승인 공개 번호 2019/0329531 A1에, "냉간 성형 유리 제품 및 그 조립 방법(Cold-formed glass article and assembly process thereof)"이라는 제목의 미국 사전 승인 공개 번호 2019/0315648 A1에, "곡면 커버 유리 및 디스플레이를 갖는 차량 내부 시스템 또는 터치 패널 및 이를 형성하는 방법(Vehicle interior systems having a curved cover glass and a display or touch panel and methods for forming the same,)"이라는 제목의 미국 사전 승인 공개 번호 2019/0012033 A1에, 및 "곡면 유리 구조 및 형성 방법(Curved glass constructions and methods for forming same)")이라는 제목의 미국 특허 출원 제17/214,124호에 기술된 임의의 기술을 이용하여 형성될 수 있으며, 이들은 전체 내용이 참조로 본 명세서에 포함된다. 실시예에서, 디스플레이(110)는 "Dynamically Adjustable Display System and Methods of Dynamically Adjusting a Display"라는 제목의 미국 특허 출원 제17/295,502호에 설명된 바와 같이 형상 및/또는 위치를 조작할 수 있는 가요성 디스플레이이며, 그 전체 내용이 참조로 포함된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 차량 디스플레이 시스템(100)은 센서(150)를 포함한다. 센서(150)는 디스플레이(110)에 근접하게 배치된다. 실시예들에서, 센서(150)는 차량 디스플레이 시스템(100)과 관련된 제어 시스템(미도시)에 의해 사용되어 차량 디스플레이(110)의 동작을 제어한다. 실시예에서, 센서(150)는 센서에 입사되는 빛에 응답하여 전기 신호를 생성하도록 구성된 광검출기를 포함한다. 그러한 실시예들에서, 센서(150)는 주변광 상태를 결정하기 위해 디스플레이 상에 입사하는 광을 검출하는 데 사용될 수 있다. 주변광이 상대적으로 높은 것으로 감지되는 경우, 예를 들어 제어 시스템(예를 들어, 메모리에 저장된 명령들을 실행하는 프로세서를 통해)은 디스플레이(110)에 의해 생성된 이미지의 밝기를 증가시켜 이미지를 차량 내부의 시청자에게 더 잘 보이게 할 수 있다. 이러한 동적 밝기 조정은 차량 내부의 주변광 상태에 관계없이 시청자가 이미지를 유리하게 볼 수 있도록 한다.

실시예들에서, 센서(150)는 주변광 상태를 결정하기 위해 관심의 적절한 파장 범위 내의 광을 검출한다. 예를 들어, 실시예들에서, 센서(150)는 가시 스펙트럼(예를 들어, 400nm에서 700nm) 전체에 걸쳐 광을 측정하여 주변광 조건들이 디스플레이(110)에서 눈부심을 유발할 가능성이 있는지 여부를 결정할 수 있다. 센서(150)가 관심의 다른 파장 범위의 광에 반응하여 신호들을 생성하는(예를 들어, 가시 스펙트럼 외부의 광을 검출하는 것) 실시예들이 또한 본 발명의 범위 내에서 고려된다. 또한, 본 명세서에서는 광검출기를 예로 들어 설명하였으나, 센서(150)는 다양한 형태(예를 들어, 위치 검출기, 카메라, 근접 센서)로 채용될 수 있다. 도시된 예는 단일 센서(150)만을 포함하지만, 하나보다 많은 센서를 포함하는 실시예도 고려된다.

실시예들에서, 센서(150)는 디스플레이(110)와 관련된 커버 유리 뒤에 위치된다. 도 2a는 예시적 실시예에 따라, 도 1 및 도 2a에 도시된 II-II 라인을 통한 디스플레이(110)의 단면도를 개략적으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 디스플레이(110)는 일반적으로 유리 제품(400) 및 디스플레이 모듈(540)을 포함한다. 실시예들에서, 디스플레이 모듈(540)은 차량 인테리어에서 관찰자에게 정보를 제공하기 위해 유리 제품(400)을 통해 투과되는 광을 생성하도록 구성된 광원을 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 디스플레이 모듈(540)은 디스플레이 및 터치 패널을 포함하는 터치 지원 디스플레이와 같은 디스플레이를 포함한다. 예시적인 디스플레이는 LED 디스플레이, DLP MEMS 칩, LCD, OLED, 투과형 디스플레이 등을 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 디스플레이 모듈(540)은 다른 적절한 발광 장치(예를 들어, 발광 다이오드 또는 발광 다이오드 어레이, 레이저, 또는 다른 광원)를 포함한다. 유리 제품(400)은 일반적으로 디스플레이 모듈(540)에 대한 보호 및 기타 성능 향상 속성(예를 들어, 눈부심 방지 또는 반사 방지)을 제공하는 커버 유리의 역할을 한다.

센서(150)는 유리 제품(400) 뒤에 그리고 디스플레이 모듈(540)에 근접하게 배치되는 것으로 도시되어 있다. 이러한 구조는 센서(150)가 디스플레이(110)가 실시간으로 노출되는 것을 정확하게 나타내는 환경 조건들을 검출할 수 있다는 점에서 유리하다(도 1 참조). 더욱이, 유리 제품(400)은 또한 센서(150)에 대한 보호 커버로서 기능하고 본 명세서에 설명된 방법들을 통해 시야로부터 센서(150)를 숨긴다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 유리 제품(400)은 적어도 기판(450) 및 불투명 층(500)을 포함한다. 기판(450)은 관찰자를 향하는 제1 주 표면(470) 및 불투명 층(500)이 (적어도 부분적으로) 배치될 수 있는 제2 주 표면(480)을 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "배치하다"라는 용어는 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여 재료를 표면 상에 코팅, 증착 및/또는 형성하는 것을 포함한다. 배치된 재료는 본 명세서에서 정의된 바와 같이 층을 구성할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "위에 배치된"이라는 어구는 재료가 표면과 직접 접촉하도록 표면 상에 재료를 형성하는 경우를 포함하고, 또한 재료가 배치된 재료와 상기 표면 사이에 하나 이상의 개재(intervening) 재료(들)를 가지며 상기 표면 상에 형성되는 경우를 포함한다. 상기 개재 재료(들)는 본 명세서에서 정의된 바와 같이 층을 구성할 수 있다. "층"이라는 용어는 단일층을 포함하거나 하나 이상의 하위층을 포함할 수 있다. 이러한 하위층은 서로 직접 접촉할 수 있다. 하위층들은 동일한 재료 또는 둘 이상의 상이한 재료들로 형성될 수 있다. 하나 이상의 대안적인 실시예에서, 이러한 하위층들은 그들 사이에 배치된 상이한 재료의 개재 층들을 가질 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 층은 하나 이상의 인접되고 중단되지 않은 층 및/또는 하나 이상의 불연속적이고 중단된 층(즉, 서로 인접하게 형성된 상이한 재료들을 갖는 층)을 포함할 수 있다. 층 또는 하위층들은 불연속 증착 또는 연속 증착 공정들을 포함하는 당업계의 임의의 공지된 방법에 의해 형성될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 층은 단지 연속 증착 공정만을 사용하거나, 대안적으로 개별 증착 공정만을 사용하여 형성될 수 있다.

실시예들에서, 기판(450)은 선택적으로 화학적으로 강화되고 0.05 내지 2.0mm의 두께를 포함하는 유리 기판이다. 이러한 유리 기판의 구성에 대한 보다 상세한 내용은 도 7과 관련하여 본 명세서에서 제공될 것이다. 실시예들에서, 기판(450)은 PMMA, 폴리카보네이트 등과 같은 투명한 플라스틱일 수 있다.

실시예들에서, 유리 제품(400)은 기능성 표면층(490)을 포함한다. 상기 기능성 표면층(490)은 하나 이상의 다양한 기능을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 기능성 표면층(490)은 세정하기 쉬운 성능, 눈부심 방지 특성, 반사 방지 특성 및/또는 하프 미러 코팅을 제공하도록 구성된 광학 코팅일 수 있다. 이러한 광학 코팅은 단일 층 또는 다중 층들을 사용하여 형성될 수 있다. 반사 방지 기능 표면층들의 경우, 이러한 층들은 고굴절률과 저굴절률이 교대로 있는 다중 층들을 사용하여 형성될 수 있다. 저굴절률 필름의 비제한적인 예들은 SiO₂, MgF₂ 및 Al₂O₃를 포함하고, 고굴절률 필름의 비제한적인 예들은 Nb₂O₅, TiO₂, ZrO₂, HfO₂ 및 Y₂O₃를 포함한다. 실시예들에서, 이러한 광학 코팅(눈부심 방지 표면 또는 매끄러운 기판 표면 위에 배치될 수 있음)의 총 두께는 5nm 내지 750nm이다. 추가로, 실시예들에서, 세정하기 쉬운 성능을 제공하는 기능적 표면 층(490)은 또한 터치 스크린 및/또는 지문을 줄이기 위한 코팅/처리에 대해 향상된 느낌을 제공한다. 일부 실시예들에서, 기능적 표면 층(490)은 기판의 제1 표면에 통합된다. 예를 들어, 그러한 기능성 표면 층은 눈부심 방지 표면(또는, 예를 들어 2% 내지 20%의 헤이즈)을 제공하는 기판(450)의 제1 표면에 에칭된 표면을 포함할 수 있다.

실시예들에서, 불투명 층(500)은 기판(450)의 제2 주 표면(480) 상에 인쇄된다. 불투명 층(500)은 적합한 잉크(예를 들어, 광경화성 잉크, 열경화성 잉크)로 구성될 수 있어서, 상기 불투명 층(500)이 광 투과율을 차단하기 위해 상대적으로 높은 광학 밀도(예를 들어, 3 초과 또는 4 이상의 광학 밀도)를 갖는다. 실시예에서, 불투명 층(500)은 안료 분산액(예를 들어, 카본 블랙 및 모노머와 같은 적합한 착색제 함유) 및 결합제 용액을 포함하는 적합한 잉크로 구성된다. 상업적으로 이용 가능한 다양한 광경화성 및 방사선 경화성 잉크들이 본 발명의 범위 내에서 고려된다. 불투명 층(500)을 형성하는데 사용되는 잉크는 일반적으로 UV 스펙트럼으로부터 적외선 스펙트럼까지의 방사선을 흡수할 수 있다.

실시예들에서, 불투명 층(500)은 유리 제품(400)의 특정 영역들을 통해 투과하는 광을 차단하는 데 사용된다. 실시예들에서, 불투명 층(500)은 유리 제품(400)의 작동을 위해 제공되는 기능적 또는 비장식적 요소를 가린다. 실시예들에서, 불투명 층(500)은 그러한 아이콘(icon)들 및/또는 그래픽들의 에지들에서 콘트라스트를 증가시키기 위해 백라이트 아이콘들 및/또는 다른 그래픽들(미도시)의 윤곽을 잡기 위해 제공된다. 불투명 층(500)은 임의의 색상일 수 있으며, 그러나 특정 실시예들에서 불투명 층(500)은 흑색 또는 회색이다. 실시예들에서, 불투명 층(500)은 기판(450)의 제2 주 표면(480) 위에 적합한 적용 기술(예를 들어, 잉크젯 인쇄, 스크린 인쇄)을 통해 적용된다. 일반적으로, 불투명 층(500)의 두께는 25㎛ 이하(예를 들면, 1.0㎛ 이상 25.0㎛ 이하, 5.0㎛ 이상 25.0㎛ 이하, 5.0㎛ 이상 20.0㎛ 이하, 5.0㎛ 이상 10.0㎛ 이하)이다.

실시예들에서, 불투명 층(500)은 제2 주 표면(480) 상에 직접 증착된다. 실시예들에서, 불투명 층(500)의 증착 전에, 제2 주 표면(480)은 기판(450)에 대한 불투명 층(500)의 접착을 용이하게 하기 위해 적합한 프라이머(예를 들어, 아크릴옥시 실란 프라이머)를 사용하여 프라이밍될 수 있다. 제2 주 표면(480)에 대한 임의의 적절한 처리가 기판(450)에 대한 불투명 층(500)의 접착을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다.

실시예들에서, 불투명 층(500)의 높은 광학 밀도는 불투명 층(500)을 포함하는 유리 제품(400)의 영역들이 가시 스펙트럼에서 상대적으로 낮은 평균 광 투과율(예를 들어, 0.5% 이하 또는 0.1% 이하의 평균 투과율)을 갖도록 야기한다. 따라서, 불투명 층(500)의 경계는 이미지 영역(520)을 한정할 수 있고, 여기서 유리 제품(400)은 비교적 높은 광 투과율(예를 들어, 가시 스펙트럼에 걸쳐 평균화된, 50%, 60%, 70%, 80% 또는 90% 이상)을 나타낼 수 있어서, 디스플레이 모듈(540) 및 주변 영역(530)에 의해 생성된 광의 가시성을 용이하게 할 수 있으며, 여기서 유리 제품(400)은 일반적으로 다양한 구성요소의 은폐를 용이하게 하기 위해 이미지 영역(520)에서보다 낮은 광 투과율을 나타낸다. 도시된 실시예에서, 불투명 층(500)은 디스플레이 모듈(540)의 에지(550)를 커버하여 제1 주 표면(470)을 통해 에지(550)를 시야로부터 숨긴다. 불투명 층(500)은 또한 시야로부터 다양한 다른 구성요소들(예를 들어, 전기적 연결, 기계적 하우징 등)을 보기 어렵게하는 데 사용될 수 있다. 불투명 층(500)은 일반적으로 디스플레이 모듈(540)의 원하는 부분이 제1 주 표면(470)을 바라보는 사용자에 의해 보여지는 것을 용이하게 한다.

여전히 도 2a를 참조하면, 불투명 층(500)의 불투명도 및 높은 광학 밀도는 관심되는 파장 범위의 광이 센서(150)에 도달하는 것을 방지함으로써 센서(150)의 작동을 방해할 수 있다. 따라서, 유리 제품(400)의 센서 영역(560) 내에서, 불투명 층(500)의 부분들은 (적어도 부분적으로)선택적으로 제거되어 (불투명 층(500)의 일부가 제거되지 않은 유리 제품(400)의 부분들에 비교해서) 상대적으로 높은 광 투과율의 영역들을 제공한다. 불투명 층(500)의 그러한 선택적 제거의 결과로서, 불투명 층(500)은 센서 영역(560)에 복수의 절제된 부분(562)들을 포함한다. 실시예들에서, 복수의 절제된 부분(562)들의 각각 내에서, 불투명 층(500)의 재료의 적어도 일부는 불투명 층(500)이 복수의 절제된 부분(562)들 내에서 감소된 두께를 포함하도록 제거된다. 실시예들에서, 불투명 층(500) 재료의 모두는 복수의 절제된 부분(562)들 각각 내에서 제거되어서, 복수의 절제된 부분(562)들 각각 내에서 불투명 층(500)에는 불투명 층(500)의 나머지를 구성하는 재료가 완전히 없게 된다. 복수의 절제된 부분(562)들은 불투명 층(500)의 재료(예를 들어, 경화된 잉크)가 없는 공극들을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 복수의 절제된 부분(562)들은 공기 또는 디스플레이(110)의 외부 환경의 구성요소인 다른 가스로 채워진다. 실시예들에서, 복수의 절제된 부분(562)들은 적어도 부분적으로는 다른 재료(예를 들어, 센서(150) 또는 지지 구조체와 같은 다른 구성요소를 부착하는 데 사용되는 광학적으로 투명한 접착제)로 채워져 있다.

실시예들에서, 불투명 층(500) 내의 복수의 절제된 부분(562)들은 불투명 층(500)의 나머지 부분을 구성하는 센서(150)와 관련된 관심있는 파장 범위에서 광 방사선을 흡수하는 경향이 있는 재료를 더 적게 함유한다. 그 결과, 복수의 절제된 부분(562)들 내에서, 유리 제품(400)은 불투명 층(500)이 전체 두께를 포함하는 유리 제품(400)의 다른 부분들보다 관심있는 파장 범위 내에서 더 높은 광 투과율을 포함한다. 복수의 절제된 부분(562)들은 관심의 파장 범위에서 상승된 광 투과율의 영역들을 포함하여, 검출 가능한 양의 방사선이 센서 영역(560) 내의 유리 제품(400)을 통해 전파되어 센서(150)에 도달하고, 디스플레이(110)의 주변광 상태를 추정하고 이에 따라 디스플레이 모듈(540)을 제어하는 데 사용될 수 있는 센서 신호를 생성할 수 있게 한다.

도 2b는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 유리 제품(400)의 평면도(예를 들어, 제1 주 표면(470)측으로부터)을 개략적으로 도시한다. 도시된 실시예에서, 불투명 층(500)에 의해 적어도 부분적으로 정의된 이미지 영역(520)은 직사각형 형상이다(예를 들어, 도 2a에 도시된 디스플레이 모듈(540)에 의해 생성된 이미지에 대응하기 위해). 불투명 층(500)의 광 흡수성 재료에 의해 덮이는 유리 기판(450)의 부분에 대응하는 주변 영역(530)은 이미지 영역(520)을 원주방향으로 둘러싼다. 실시예들에서, 주변 영역(530)은 유리 기판(450)의 외주 에지로부터 이미지 영역(520)의 외부 경계를 정의하는 불투명 층(500)의 내부 에지까지 내측으로 방사상으로 연장된다. 이미지 영역(520) 및 주변 영역(530)의 특정 형상 및 크기는 특별히 제한되지 않는다.

도시된 실시예에서, 센서 영역(560)은 주변 영역(530)에 포함된다. 센서 영역(560)은 복수의 절제된 부분(562)들에서 최외측의 절제된 부분들에 접하며 연장되는 가장 작은 형상에 대응한다. 전체적으로 보았을 때 복수의 절제된 부분(562)들의 기하학적 중심(예를 들어, 절제된 부분들의 어레이(564)의 기하학적 중심, 도 2b 참조)으로부터 가장 큰 방사상 거리인 기하학적 중심을 포함한다. 실시예들에서, 센서 영역(560)은 모양과 크기가 센서(150)의 감지 영역에 해당한다(도 2a 참조). 센서 영역(560)의 크기 및 형상은 센서(150)가 방사선을 검출할 수 있는 특정 영역(예를 들어, 광검출기 또는 광검출기 어레이의 크기에 대응하는, 또는 센서(150) 내의 광학에 의해 결정되는 감지 영역에 대응하는)에 대응할 수 있다. 이러한 구성은 복수의 절제된 부분(562)들이 센서(150)의 전체 감지 영역에 걸쳐 배열되어, 넓은 영역에 대한 감지를 용이하게 하고 센서 영역(560)이 전체 감지 영역보다 작은 실시예들에 비해 유리한 감도라는 점에서 유리하다. 센서 영역(560)이 센서(150)보다 크기가 작거나 큰 실시예들도 구상된다. 실시예들에서, 예를 들어, 센서 영역(560)이 단일 절제 부분만을 포함할 때, 센서 영역의 표면적은 200μm² 이상(예를 들어, 300μm² 이상, 500μm² 이상, 600μm² 이상, 700μm² 이상, 800μm² 이상, 200μm² 이상 4000μm² 이하)일 수 있다. 실시예들에서, 예들 들어, 센서 영역이 복수의 절제된 부분들을 포함할 때, 센서 영역의 표면적은 1mm²이상(예를 들어, 1.5mm²이상, 2.0mm² 이상, 2.5mm² 이상 또는 그 이상) 및 400mm² 이하(예를 들어, 300mm² 이하, 200mm² 이하, 100mm² 이하, 또는 50mm² 이하)일 수 있다. 임의의 이전 범위들보다 크기가 더 큰 센서 영역들이 또한 고려되며 본 발명의 범위 내에 있다.

실시예들에서, 복수의 절제 부분(562)들은 적어도 1개(예를 들어, 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 4개, 적어도 6개, 적어도 6개, 적어도 7개, 적어도 8개, 적어도 9개, 적어도 10개, 적어도 12개, 적어도 14개, 적어도 16개, 적어도 18개, 적어도 20개, 적어도 22개, 적어도 24개, 적어도 26개, 적어도 28개, 적어도 30개, 적어도 40개, 적어도 50개)의 불투명 층(500)의 분리된 절제된 부분들을 포함한다. 복수의 절제된 부분(562)들은 일반적으로 절제된 부분들의 어레이(564)로 배열된다. 절제된 부분들의 어레이(564)는 임의의 적합한 절제된 부분들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 묘사된 실시예에서, 절제된 부분들의 어레이(564)는 복수의 동일하게 이격된 절제된 부분들의 로우(row)들을 포함하고, 절제된 부분들의 각 로우는 복수의 동일하게 이격된 절제된 부분들을 포함한다. 그러한 배열은 센서 영역(560)에 걸쳐 절제된 부분들을 균일하게 분포시키고, 센서(150)에 의한 일관된 측정을 용이하게 할 수 있다. 절제된 부분들이 불균일하게 분포되거나 다른 패턴으로 분포되는 다른 배열들도 고려되며 본 발명의 범위 내에 있다. 실시예들에서, 예를 들어, 절제된 부분들의 어레이(564)는 교번하는 로우 배열로 배열되며, 여기에서 절제된 부분들의 다른 모든 로우는 로우 방향에 수직으로 연장되는 방향으로 정렬되지만, 인접한 로우들은 로우 방향을 따라 서로 오프셋된다. 절제된 부분들의 임의의 적합한 패턴이 가능하며, 본 명세서에 기재된 방법에 따라 제조될 수 있다.

절제된 부분들의 어레이(564)는 센서 영역(560) 내에서 유리 제품(400)이 센서(150)와 관련된 관심사의 파장 범위에서 0.5% 이상(예를 들어, 1.0% 이상, 1.5% 이상, 2.0% 이상, 2.5% 이상, 3.0% 이상, 3.5% 이상, 4.0% 이상, 이상 4.5% 이상, 5.0% 이상, 6.0% 이상, 7.0% 이상, 8.0% 이상, 9.0% 이상, 10% 이상, 12% 이상, 14% 이상, 16% 이상, 18% 이상, 19% 이상)의 평균 광 투과율을 포함하도록 구성된다. 이러한 광학 투과율은 센서(150)가 유리 제품(400)을 통해 전파되는 광으로부터 사용 가능한 검출 신호들(예를 들어, 센서(150)와 관련된 신호 대 잡음비 이상)을 제공할 수 있게 한다. 실시예들에서, 절제된 부분들의 어레이(564)는 센서 영역(560) 내에서 유리 제품(400)이 가시 스펙트럼에서 25% 이하(예를 들어, 24% 이하, 23% 이하, 22% 이하, 21% 이하, 20% 이하, 19% 이하, 18% 이하, 17% 이하, 15% 이하, 14% 이하, 13% 이하, 12% 이하, 11% 이하, 10% 이하)의 평균 광 투과율을 포함하여 시야로부터 센서(150)를 숨기는 것을 돕도록 구성된다. 이와 같이, 실시예에서, 센서 영역(460) 내에서, 유리 제품(400)은 0.5% 이상 25% 이하(예를 들어, 1% 이상 20% 이하, 2% 이상 20% 이하, 3% 이상 20% 이하, 4% 이상 20% 이하, 5% 이상 20% 이하)인, 가시 스펙트럼(예: 400nm 내지 700nm)에서의 평균 광 투과율을 포함할 수 있다. 그러한 광 투과는 디스플레이(110)가 차량의 내부로부터 보여질 때 여전히 시야로부터 센서(150)를 숨기면서 센서(150)의 작동을 용이하게 한다.

이러한 광 투과를 제공하기 위해, 불투명 층(500)의 절제된 부분들은 센서 영역(560)에서 불투명 층(500)의 표면적의 대부분이 절제된 부분을 포함하지 않도록 하는 크기 및 간격으로 구성될 수 있다. 실시예들에서, 예를 들어 절제된 부분들의 어레이(564)가 하나보다 많은 절제된 부분을 포함할 때, 복수의 절제된 부분(562)들의 조합된 표면적은, 유리 기판(450)의 제2 주 표면(480)에 평행하게 연장되는 방향으로 측정된 센서 영역(560)의 표면적의 50% 미만(예를 들어, 45% 미만, 40% 미만, 35% 미만, 30% 미만, 25% 미만, 10% 미만))을 이룬다(도 2a 참조). 복수의 절제된 부분(562)들의 조합된 표면적 백분율이 클수록 관심 파장 범위 및/또는 가시 스펙트럼에서 광 투과율이 높아진다. 이와 같이, 절제된 부분들의 어레이(564)가 구성되는 방식은 디스플레이(110)의 구성에 따라 달라질 수 있다. 센서(150)가 광에 대해 더욱 반사성일 경향이 있는 경우, 예를 들어 복수의 절제된 부분(562)들이 조합된 표면적 백분율은 일반적으로 상기 범위의 하단(예를 들어, 30% 미만, 25% 미만, 10% 미만)에 있을 수 있어서 센서를 숨기는 것을 도울 수 있다. 복수의 절제된 부분(562)들의 조합된 표면적 백분율은 또한 센서(150)의 감도에 따라 변할 수 있다(예를 들어, 더 민감한 검출 회로는 서로로부터 더 큰 거리로 떨어져 있는 더 작은 절제된 부분들이 시야로부터 센서(150)를 숨기는데 도움이 될 수 있다.

도 2c는 절제된 부분의 어레이(564)를 더 상세하게 개략적으로 도시한다. 도시된 실시예에서, 복수의 절제된 부분(562)의 각각의 절제된 부분은 동일한 형상이다. 이러한 구조는 본 명세서에 기술된 바와 같이, 절제된 부분들을 형성할 때 일관된 레이저 작동 매개변수들을 허용함으로써 절제된 부분들의 효율적인 실현을 용이하게 할 수 있다. 절제된 부분들이 크기와 형상에서 서로 다른 실시예들도 고려되지만, 그러한 실시예들은 불리하게도 본 명세서에 기재된 방법들 동안에 더 복잡한 레이저 제어 체제를 요구할 수 있다.

도시된 실시예에서, 복수의 절제된 부분(562)들의 각각의 절제된 부분은 형상이 실질적으로 원형이다. 절제된 부분들의 형상은 일반적으로 복수의 절제된 부분(562)들을 형성하는 데 사용되는 레이저 빔의 공간 강도 밀도 분포에 형상에서 대응할 수 있다. 레이저 빔이 불투명 층(500) 재료의 절제 임계값 이상의 강도를 갖는 공간 강도 분포의 형상은 일반적으로 절제된 부분들의 형상 및 크기를 결정한다. 이해할 수 있는 바와 같이, 절제된 부분들의 실제 형상은 레이저 변형들 및 절제 공정으로 인해 정확한 원형에서 다소 변할 수 있다. 실시예들에서, 복수의 절제된 부분(562)들의 각각의 절제된 부분은 유리 기판(450)의 제2 주 표면(480)에 평행하게 연장되는 방향으로 측정된 최대 수평 치수(565)를 포함하며, 이는 100㎛ 이하(예를 들면, 90㎛ 이하, 80㎛ 이하, 70㎛ 이하, 60㎛ 이하, 50㎛ 이하, 40㎛ 이하, 30㎛ 이하, 20㎛ 이하)이다. 최대 수평 치수는 절제된 부분들 중 하나를 통해 연장되고, 절제된 부분들 중 하나의 주변 에지의 2개의 상이한 부분들을 연결하는 가장 긴 직선 광의 길이에 해당한다. 최대 수평 치수(565)를 100㎛ 미만으로 유지하면 육안으로 보이지 않게 하는 것을 용이하게 하고 유리한 외관을 갖는 디스플레이(110)를 제공한다.

도 2c에 도시된 바와 같이, 절제된 부분들의 어레이(564)는 제1 방향(566)을 따라 연장되는 절제된 부분들의 복수의 로우들을 포함한다. 복수의 로우들은 제2 방향(568)을 따라 이격되어 있다. 각각의 로우에서 인접한 절제된 부분들은 각각의 절제된 부분의 최대 수평 치수(565)보다 크거나 같은 최소의 제1 방향 에지 대 에지 거리(570)을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 상기 최소의 제1 방향 에지 대 에지 거리(570)는 최대 수평 치수(465)의 0.9배 이상(예를 들어, 1.0배 이상, 1.1배 이상, 1.2배 이상, 1.3배 이상, 1.4배 이상, 1.5배 이상, 1.6배 이상, 1.7배 이상, 1.8배 이상, 1.9배 이상, 2.0배 이상)이다. 절제된 부분들의 어레이(564)에서 인접한 로우들은 또한 서로로부터 분리될 수 있어서, 제2 방향(568)에서 서로 가장 가까운 절제된 부분들이 각각의 절제된 부분의 최대 수평 치수(565)보다 크거나 같은 최소의 제2 방향 에지 대 거리(572)를 포함한다. 실시예들에서, 예를 들어, 최소의 제2 방향 에지 대 에지 거리(572)는 최대 수평 치수(465)의 0.9배 이상(예를 들어, 1.0배 이상, 1.1배 이상, 1.2배 이상, 1.3배 이상, 1.4배 이상, 1.5배 이상, 1.6배 이상, 1.7배 이상, 1.8배 이상, 1.9배 이상, 2.0배 이상)이다. 일반적으로, 절제된 부분들의 정확한 배열에 관계없이, 절제된 부분들은 최소의 에지 대 에지 분리 거리(서로 가장 가까운 한 쌍의 절제된 부분들을 분리하는 제2 주 표면(480)에 평행하게 연장되는 라인의 길이를 측정하는 것)는 최대 수평 치수(465)의 0.9배 이상이다. 이러한 절제된 부분들의 간격은 시야로부터 센서(150)를 숨기는 불투명 층(500)의 존재를 용이하게 한다.

절제된 부분들의 어레이(564)는 절제된 부분들의 균일하게 이격된 로우들의 직사각형 주변 형상을 포함하지만, 절제된 부분들의 다양한 배열들이 고려되고 본 발명의 범위 내에 있음을 이해해야 한다. 임의의 적합한 크기 또는 주변 형상들을 갖는 절제된 부분들의 임의의 적합한 조합들이 고려되며 본 발명의 범위 내에 있다. 본 명세서에 기술된 절제된 부분들은 불투명 층(500)의 레이저 절제를 통해 형성될 수 있기 때문에, 절제된 부분들의 배열은 레이저 파라미터들의 조작을 통해 사용 사례 요구들에 구체적으로 맞추어질 수 있다.

도 3a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 주변광 센서를 포함하는 디스플레이 시스템을 제조하는 방법(600)의 흐름도를 도시한다. 예에서, 상기 방법(600)은 도 1 내지 도 2c와 관련하여 본 명세서에 기술된 유리 제품(400) 및/또는 디스플레이(110)를 제조하는 데 사용될 수 있다. 상기 방법(600)은 또한 다른 유리 제품을 제조하는데 사용될 수 있다. 도 1 내지 도 2c와 관련하여 본 명세서에 기술된 바와 같이, 디스플레이(110)의 다양한 구성요소가 상기 방법(600)의 설명을 돕기 위해 참조가 이루어질 것이다.

블록(602)에서, 불투명 층(500)이 그 위에 배치된 유리 기판(450)이 제공된다. 유리 기판(450)은 임의의 적합한 방법(예를 들어, 플로트 방법, 다운-드로우 방법)을 통해 제조되거나 상업적으로 구입될 수 있다. 불투명 층(500)은, 예를 들어 안료 분산액, 결합제 시스템 및 광개시제를 포함하는 적합한 경화성 잉크(예를 들어, 열경화성 잉크 또는 방사선 경화성 잉크)를 증착함으로써 형성될 수 있다. 상기 안료 분산액은 일단 경화되면 잉크가 3 이상 또는 4 이상의 광학 밀도를 제공할 수 있도록 상대적으로 높은 중량 퍼센트(예를 들어, 적어도 10 wt%, 적어도 20 wt%, 적어도 30 wt%)로 적합한 착색제를 함유할 수 있다. 상기 잉크는 적절한 퇴적 공정(예를 들어, 잉크젯 인쇄 또는 스크린 인쇄)을 사용하여 제2 주 표면(480)(또는 그 위에 배치된 프라이머 층 또는 다른 코팅) 상에 퇴적될 수 있다. 적절한 경화 방법을 통한 경화 후, 불투명 층(500)은 400nm 내지 700nm의 광에 대해 1% 이하(예를 들어, 0.5% 이하, 0.1% 이하)의 평균 광 투과율을 포함할 수 있다.

블록(604)에서, 불투명 층(500)은 불투명 층(500)에 투과 영역들을 형성하기 위해 패턴에서 불투명 층을 선택적으로 제거하기 위해 광원으로부터의 광에 노출된다. 실시예들에서, 불투명 층(500)의 일부들은 레이저 빔이 불투명 층(500)의 재료를 가열하여 재료를 절제하고 복수의 절제된 부분(562)들을 형성하도록 레이저 빔에 대해 선택적으로 노출된다. 도 3b는 복수의 절제된 부분(562)들을 형성하는 데 사용될 수 있는 장치(610)를 개략적으로 도시한다. 상기 장치(610)는 레이저 소스(612) 및 베이스(614)를 포함한다. 레이저 소스(612)는 레이저 빔(616)이 불투명 층(500)의 재료를 절제할 수 있도록 하는 적합한 파장 및 강도에서 레이저 빔(616)을 방출하는 레이저 시스템이다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 불투명 층(500)은 UV 내지 IR 스펙트럼(예: 300nm 내지 10,000nm)에 걸치는 광 대해 상대적으로 높은 흡광도를 나타내는 흑색 또는 회색 잉크로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서, 불투명 층(500)은 400nm 내지 700nm의 광에 대해 적어도 99%의 평균 흡광도를 포함하는 에폭시계 잉크, 아크릴계 잉크, 라텍스계 잉크 또는 폴리우레탄계 잉크와 같은 적합한 잉크로 구성될 수 있다. 상업적으로 이용 가능한 레이저 소스들은 불투명 층(500)의 재료를 절제할 수 있는 광을 방출하기 위해 사용될 수 있다. UV 레이저들(예를 들어, 355nm를 포함하는 선폭을 갖는 레이저 빔(616)을 방출하는), CO₂ 레이저들(예를 들어, 9.3㎛를 포함하는 선폭을 갖는 레이저 빔(616)을 방출하는), 및 IR 레이저들(예를 들어, 1.06㎛를 포함하는 선폭을 갖는 레이저 빔(616)을 방출하는 것)의 사용이 고려되며, 본 발명의 범위 내에 있다. 이러한 파장들은, 적절한 광학 시스템 구성으로, 유리 기판(450)을 손상시키지 않고 사용될 수 있다는 점에서 유리하다.

절제된 부분들의 어레이(564)를 형성하기 위한 다양한 접근법이 고려된다. 예를 들어, 실시예들에서, 베이스(614)는 고정되어 있다. 그 결과, 유리 기판(450)은 베이스(614) 상에 배치될 때 레이저 빔(616)에 노출될 때 고정된 상태로 유지될 수 있다. 따라서, 절제된 부분들을 원하는 패턴으로 형성하기 위해, 레이저 빔(616)은 불투명 층(500) 위로 스캐닝될 수 있어서, 그 다양한 영역들이 불투명 층(500)의 재료를 절제하기에 충분한 기간 동안 레이저 빔(616)에 노출되도록 한다. 이와 관련하여, 상기 장치(610)는 광학 시스템(618)을 포함할 수 있다. 광학 시스템(618)은 레이저 빔(616)을 조작하고 원하는 패턴으로 불투명 층(500)을 스캔하여 절제된 부분들의 어레이(564)를 형성하기 위한 하나 이상의 광학 요소(예를 들어, 렌즈, 미러 등)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서, 광학 시스템(618)은 불투명 층(500) 상의 레이저 빔(616)의 입사 지점을 변경하기 위해 레이저 빔(616)의 전파 방향을 변경하는 검류계 스캐너(예를 들어, 1D 광학 스캐너, 2D 광학 스캐너)를 포함한다. 실시예들에서, 예를 들어, 레이저는 빔(616)은 초기에 불투명 층(500)의 제1 부분에 입사할 수 있다. 불투명 층(500)은 불투명 층(500)의 재료를 절제하기에 충분한 가열을 유발하는 노출 기간 동안 레이저 빔(616)에 노출될 수 있다. 노출 기간 이후, 검류계 스캐너는 레이저 빔(616)의 입사 지점을 변경하여 다른 절제된 부분을 형성하도록 구성들을 변경할 수 있다. 이러한 공정은 절제된 부분들의 원하는 패턴이 형성될 때까지 반복될 수 있다.

실시예들에서, 유리 기판(450)이 레이저 빔(616)에 노출되는 동안 베이스(614)는 움직이고 있다. 예를 들어, 베이스(614)는 컨베이어 방향(620)에서 유리 기판(450)을 이동시키는 컨베이어 벨트일 수 있다(또는 컨베이어 벨트 상에 배치될 수 있다). 이러한 실시예들에서, 컨트롤러(도시되지 않음)는 유리 기판(450)의 위치를 검출하고 레이저 소스(612)를 발사하여 전술한 바와 같이 불투명 층(500)의 부분들을 제거할 수 있다. 레이저 빔(616)의 스캐닝 패턴들은 유리 기판(450)의 이동 속도 및 방향에 기초하여 수정될 수 있다. 이러한 "온 더 플라이(on the fly)" 접근법은 유리 기판(450)이 정지하는 것을 방지함으로써 작동 효율을 유리하게 개선한다.

실시예들에서, 광학 시스템(618)은 또한 레이저 빔(616)이 불투명 층(500)에 입사할 때 레이저 빔(616)의 공간 강도 분포를 조작할 수 있는 빔 컨디셔닝 광학 장치를 포함한다. 예를 들어, 광학 시스템(618)은 레이저 빔(616)의 적어도 일부가 불투명 층(500) 재료의 절제 임계값 이상의 강도를 갖도록 해주는 레이저 빔(616)에 집중할 수 있다. 광학 시스템(618)은 또한 레이저 빔(616)의 강도 분포의 형상을 조작함으로써 절제된 부분들의 형상을 부분적으로 결정할 수 있다.

실시예들에서, 광학 시스템(618)은 복수의 절제된 부분(562)들 중 단일의 하나를 형성하는 동안 레이저 빔(616)을 조작할 수 있다. 즉, 단일의 절제된 부분을 형성하는 동안, 광학 시스템(618)은 절제된 부분의 각각의 개별이 레이저 빔(616)을 스캐닝 패턴으로 스캐닝함으로써 형성되도록 불투명 층(500) 상의 레이저 빔(616)의 입사 지점을 변경할 수 있다. 그러한 접근법은, 사용된 스캐닝 패턴이 절제를 유발하기에 충분한 방사선에 노출되는 불투명 층(500)의 정확한 부분을 변경할 수 있기 때문에, 형성될 수 있는 절제된 부분의 형상 및 크기에 유연성을 제공한다. 그러한 접근법을 사용하여, 레이저 빔(616)의 공간 강도 분포로부터 형상이 변할 수 있는 다양한 절제된 부분들이 형성될 수 있다. 원형, 타원형 및 평행 육면체 형상 단면의 절제된 부분들이 고려되며, 본 발명의 범위 내에 있다.

실시예들에서, 광학 시스템(618)은 하나 이상의 회절 광학 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예에들서, 상기 회절 광학 요소는 레이저 빔(618)을 각각 불투명 층(500)의 재료를 절제할 수 있는 복수의 회절 빔들로 회절시킬 수 있는 1차원 또는 2차원 회절 빔 스플리터이다. 이 방식으로, 절제된 영역들의 패턴은 레이저 빔(618)을 스캐닝하지 않고 회절을 통해 형성될 수 있다. 실시예들에서, 광학 시스템(618)은, 이동하지 않고 절제된 부분들의 어레이(618)를 형성하기 위해 레이저 빔(618)을 불투명 층(500) 상의 복수의 초점으로 포커싱하기 위한 마이크로 렌즈 어레이를 포함할 수 있다. 각각의 초점은 원하는 형상의 절제된 부분들을 형성하는 것을 용이하게 하기 위해 원형 또는 비원형 공간 배율(power) 분포를 가질 수 있다.

실시예들에서, 광학 시스템(618)은 기하학적 위상 홀로그램, 공간 광 변조기, 또는 다른 적합한 빔 조작 장치를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 예를 들어, 홀로그램 또는 공간 광 변조기는 임의의 움직이는 부분들 없이 절제된 영역들의 패턴을 형성하기 위해 불투명 층(500) 상에 원하는 패턴을 생성하기 위해 적합한 광학 시스템(예를 들어, 렌즈 시스템)과 조합하여 사용될 수 있다. 패턴 생성에 추가적인 유연성을 제공하기 위해 공간 광 변조기, 홀로그램, 회절 광학 요소(들) 또는 마이크로 렌즈 어레이가 스캐너와 조합하여 사용될 수 있는 실시예들이 또한 구상된다.

일반적으로 도 3b를 참조하면, 레이저 소스(612)는 본 발명에 따라 펄스형 또는 연속파 레이저 빔을 생성하고 여전히 불투명 영역에서 절제된 부분들을 성공적으로 생성하도록 작동될 수 있음이 밝혀졌다. 실시예들에서, 예를 들어, 레이저 소스(612)는 준-cw(quasi-cw) 레이저로서 작동될 수 있으며, 여기서 cw 레이저 소스의 펌프는 불투명 층(500)을 원하는 방식(예를 들어, 0.5ms 이하, 0.4ms 이하, 0.3ms 이하, 0.2ms 이하, 0.1ms 이하)으로 절제하기에 충분할 정도로 결정된 간격 동안 스위칭될 수 있다. 예를 들어, 9.3㎛에서 가우시안 강도 분포로 작동하는 CO₂ 레이저를 작동하여 아크릴 불투명 층에 절제된 부분들을 형성했다. 상기 레이저는 약 80㎛의 초점에서 빔 크기(1/e²)로 포커싱되었다. 레이저를 4W의 파워에서 각 절제된 부분에 대해 0.1ms의 온(on)-간격을 사용하여 작동시켰을 때, 최대 수평 치수가 65㎛인 절제된 부분이 관찰되었다. 또 다른 예에서, 355nm에서 작동하는 펄스형 UV 레이저를 사용하여 아크릴 불투명 층에 절제된 부분들을 생성했다. 펄스 지속 시간은 60kHz 반복률에서 20ns였다. UV 레이저는 가우시안 강도 분포를 가지며 렌즈를 사용하여 25㎛의 스폿 크기로 초점을 맞췄다. 실시예들에서, 초점에서 관찰된 최소 스폿 크기가 제2 주 표면(480)으로부터 변위되도록 레이저는 유리에서 디포커싱(예를 들어, 10mm 이하까지, 5mm 이하까지, 4mm 이하까지, 3mm 이하까지)될 수 있다. 레이저가 4mm만큼 디포커싱되고 1.8 와트의 파워를 가졌을 때, 30 펄스 영역의 노출은 불투명 층이 완전히 제거된 상태에서 65㎛의 구멍을 생성했다. 이와 같이, 레이저 빔(616)이 광학 시스템(618)을 통해 포커싱되는 방법에 따라 다양한 크기의 절제된 부분들이 다양한 레이저 시스템을 사용하여 형성될 수 있다. 절제된 부분들의 크기는 또한 불투명 층의 각 부분에 대한 노출 기간(예를 들어, 펄스의 수 또는 기간)에 따라 변할 수 있다. 레이저 소스 및 광학 시스템의 다양한 조합이 고려되며, 본 발명의 범위 내에 있다.

다시 도 3a를 참조하면, 블록(606)에서, 유리 기판(450)은 유리 기판(450)을 통해 전파하는 광이 복수의 절제된 부분(562)들을 통해 센서(150) 상으로 투과되도록 센서(150)에 대해 배치된다. 실시예들에서, 센서(150)는 센서(150)가 절제된 부분들의 어레이(564)를 포함하는 센서 영역(560)과 적어도 부분적으로 중첩하도록 불투명 층(500)(예를 들어, 적절한 광학적으로 투명한 접착제를 통해)에 부착된다. 실시예들에서, 센서(150)는 디스플레이(110)가 차량 디스플레이 시스템(100)에 통합되고, 센서 영역(560)을 통해 전파되는 적어도 일부 광이 센서(150)에 입사되도록 광학 경로 상에 위치될 때 차량 디스플레이 시스템(100)에 위치된다. 예에서, 디스플레이 모듈(540)은 도 2b에 도시된 바와 같이 유리 기판(450)에 적층된다. 유리 제품(400)은 이어서 차량 디스플레이 시스템(100)에 탑재하기 위해 지지 구조체(도시되지 않음)에 부착될 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 불투명 층(500)의 절제된 부분들은 유리하게도 시야로부터 센서(150)를 숨기면서 센서(150)의 작동을 허용한다.

본 발명에 따른 디스플레이 제품들은 임의의 수의 센서 영역들을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 실시예들에서, 각각의 이러한 센서 영역은 불투명 층(500)의 절제된 부분들의 상이한 어레이를 포함한다. 절제된 부분들의 어레이는 각각의 센서 영역이 앞에 배치되는 센서들에 따라 변할 수 있다. 단일 센서 영역이 다중의 센서들 앞에 배치되는 실시예들도 구상된다. 센서들을 시야로부터 숨기면서 복수의 센서의 작동을 용이하게 하기 위해 절제된 부분들의 단일 어레이가 사용될 수 있다.

예시들

본 개시 내용의 실시예들은 다음의 예시들을 고려하여 추가로 이해될 수 있다.

하기 예시들에서, 상업적으로 입수 가능한 잉크의 불투명 층을 유리 기판 상에 배치하고 다양한 레이저에 노출시켜 도시된 바와 같이 절제된 부분들을 형성하였다. 예시들에서, 본 명세서에 기재된 두께 범위 내의 아크릴 불투명 층을 유리 기판 상에 배치하고 다양한 레이저 소스로부터 노출시켜 도시된 절제된 영역들을 생성하였다.

제1 예시에서, 4W의 유효 파워를 갖는 9.3㎛ 파장에서 작동하는 CO₂ 레이저가 불투명 층 위로 스캔되었고 격자형 패턴(균일한 간격)으로 불투명 층에 원형 구멍들을 생성하는 데 사용되었다. 레이저는 가우시안 강도 분포를 가지며 약 80㎛의 스폿 크기로 불투명 층에 포커싱되었다. 레이저는 절제된 부분당 온-타임이 0.1ms인 준-cw 소스로 작동되었다. 이러한 접근법은 불투명 층이 완전히 제거된 절제된 부분들을 성공적으로 생성했다. 구멍들은 직경이 60㎛이고, 20x20 격자가 0.5초 이내에 생성되었다. 도 4a는 9.3㎛의 CO₂ 레이저 및 2.6W의 파워로 불투명 층에 형성된 절제된 부분들의 또 다른 예시적인 어레이(702)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 절제된 부분들은 직경이 50.4㎛인 구멍들이었다. 구멍들의 최소 에지 대 에지 간격은 48.7㎛이다. 이와 같이, 구멍들의 직경은 이 예시에서 최소 에지 대 에지 거리와 거의 동일했다. 이 예시에서 주변광의 평균 광 투과율은 표면 반사를 고려하지 않고 약 20%로 계산되었다(가시 영역에서 약 4%).

도 4b는 불투명 층 위에 355nm로 UV 레이저를 스캐닝함으로써 형성된 절제된 부분들의 다른 예시적인 어레이(704)를 도시한다. 레이저는 40kHz 반복률(펄스 폭 20ns)과 0.75W의 파워로 실행되었다. 레이저 빔은 25㎛의 이론적 스폿 크기(1/e²)로 불투명 층에 포커싱되었다. 레이저 빔은 불투명 층을 제거하기 위해 각 위치에서 총 4개의 펄스에 불투명 층을 노출시키기 위해 원하는 위치에서 멈추는 그리드 패턴(라인-바이-라인)으로 스캔되었다. 레이저는 직경 20㎛의 원형 구멍들인 절제된 부분들을 생성했다. 구멍들의 에지 대 에지 간격은 약 77.5㎛로, 또는 구멍 직경의 3배 이상인 것으로 측정되었다. 이러한 구조는 주변 광에 대해 약 5%의 계산된 광 투과율을 초래했다. 도 4a 및 도 4b와 관련하여 본 명세서에 기술된 예시들은 구멍 크기 및 간격이 센서 영역 내에서 유리 제품의 투과율을 결정하기 위해 어떻게 사용될 수 있는지를 보여준다.

도 5a, 5b 및 5c는 상이한 레이저로 형성된 절제된 부분들의 클로즈업 이미지들을 도시한다. 도 5a는 9.3㎛에서 CO₂ 레이저에 대한 노출을 통해 생성된 66.3㎛의 직경을 갖는 제1 절제 부분(708)을 도시한다. 레이저 파워는 4.6W였다. 레이저를 켜고 반경 1㎛ 및 속도 50mm/s의 원형 스캔을 사용하여 절제된 구멍을 만들었다. 도 5b는 355nm에서 UV 레이저에 대한 노출을 통해 64.0㎛의 직경을 갖는 제2 절제된 부분(710)을 도시한다. 레이저 파워는 60kHz의 반복률로 2W에서 실행되었다. 레이저 빔은 25㎛(1/e²)dml 이론적 빔 크기로 불투명 잉크층에 포커싱되었다. 불투명한 잉크층을 제거하기 위해 레이저를 2개의 동심원을 따라 400 mm/s의 속도로 스캔하였다. 동심원의 반지름은 각각 약 32㎛ 16㎛이였다. 도 5c는 1.06㎛에서 IR 레이저에 대한 노출을 통해 생성된 31.8㎛의 직경을 갖는 제3 절제된 부분(712)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 제3 절제된 부분(712)은 제1 및 제2 절제된 부분(708 및 710) 중 어느 하나보다 더 거친 에지를 포함하였다. 이것은 IR 레이저의 형상의 변화 또는 1.06㎛에서 불투명 층의 감소된 흡수율 때문인 것으로 생각된다. 이들 예시들은 상업적으로 입수 가능한 다양한 레이저를 사용하여 절제된 부분들의 성공적인 형성을 입증한다. 또한, 이들 예시들은 임의의 원하는 형상을 갖는 절제된 부분들이 형성될 수 있도록 스캐닝 패턴의 조합을 사용하여(예를 들어, 각각의 절제된 부분을 생성하기 위해 하나 이상의 원에서 레이저 빔을 스캐닝함) 각각의 개별적인 절제된 부분이 어떻게 형성될 수 있는지를 보여준다. 불투명 층을 절제하는 데 필요한 스캐닝 속도는 레이저 소스의 출력 및 레이저 소스가 펄스인지 또는 cw인지에 따라 달라질 수 있다.

도 6a는 불투명 층에서 절제된 부분들의 다른 예시적인 어레이(714)를 도시한다. 도 6b는 불투명 층에서 절제된 부분들의 다른 예시적인 어레이(716)를 도시한다. 두 예시들에서 절제된 부분들은 CO₂ 레이저를 사용하여 형성되었다. 도 6a의 절제된 부분들은 불투명 층의 재료가 완전히 제거된(불투명 층의 재료가 각각의 절제된 부분 내에 존재하지 않도록) 불투명 층의 구멍들을 포함하였다. 구멍의 직경은 39.5㎛이고 최소 에지 대 에지 거리는 60.2㎛이다. 도 6b의 절제된 부분들은 불투명 층의 재료가 부분적으로만 제거된 불투명 층의 구멍들을 포함한다. 즉, 도 6b에서, 불투명 층의 일부 재료는 절제된 부분들이 나머지 불투명 층과 유사한 외관을 갖도록 각각의 절제된 부분들에 남아 있었다. 이러한 구조는 다양한 센서들을 숨기는 데 도움이 될 수 있다. 도 6b의 절제된 부분들은 불투명 층의 제거된 재료의 얕은 피트(pit)들을 포함한다. 피트들은 원형이고 직경이 33.3㎛이고 최소 에지 대 에지 간격이 42.1㎛이었다. 도 6a에서, 레이저는 각각의 절제된 부분에 대해 2W의 파워 및 0.1ms의 온-타임을 사용하여 작동되었다. 각 절제된 부분에서 불투명 층을 완전히 제거하기 위해 약 0.5초의 간격으로 절제 공정을 추가로 4회 반복하였다. 도 6b에서, 레이저 파워는 1.8W였다. 레이저는 0.1ms 동안 온 되었다. 이것은 온-타임들 사이에 7.5초 간격으로 약 14회 반복되었다. 온-타임 간의 이러한 증가된 간격은 절제 임계값에 거의 도달하지 못하여 불투명 층이 완전히 제거되지 않는 결과를 낳았다. 이러한 예시들은 임의의 센서들의 가시성을 변경하고 광 투과 성능을 변경하기 위해 잉크 제거량을 제어하기 위해 레이저 작동 파라미터들(레이저 파워, 펄스 지속 시간, 펄스 수, 펄스 간격)을 어떻게 약간 변경할 수 있는 지를 보여준다.

유리 재료들

도 7을 참조하면, 실시예들에서 유리 기판(450)은 유리 기판(450)의 폭과 길이에 걸쳐 실질적으로 일정하며, 제1 주 표면(470)과 제2 주 표면(480) 사이의 거리로 정의된 두께 t를 갖는다. 다양한 실시예들에서, T는 유리 기판(450)의 평균 두께 또는 최대 두께를 의미할 수 있다. 또한, 유리 기판(450)은 두께 t에 직교하는 제1 또는 제2 주 표면(470, 480) 중 하나의 제1 최대 치수로 정의되는 폭 W 및 두께 및 폭 모두에 직교하는 제1 또는 제2 주 표면(470, 480) 중 하나의 제2 최대 치수로서 정의되는 길이 L을 포함한다. 다른 실시예들에서, W 및 L은 각각 유리 기판(450)의 평균 폭 및 평균 길이일 수 있고, 다른 실시예들에서 W 및 L은 각각 유리 기판(450)의 최대 폭 및 최대 길이일 수 있다(예를 들어, 가변 폭 또는 길이를 갖는 유리 기판(450)에 대해).

다양한 실시예들에서, 두께 t는 2mm 이하이다. 특히, 두께 t는 0.30mm 내지 2.0mm이다. 예를 들어, 두께 t는 약 0.30 mm 내지 약 2.0mm, 약 0.40mm 내지 약 2.0mm, 약 0.50mm 내지 약 2.0mm, 약 0.60mm 내지 약 2.0mm, 약 0.70mm 내지 약 2.0mm, 약 0.80mm 내지 약 2.0mm, 약 0.90mm 내지 약 2.0mm, 약 1.0mm 내지 약 2.0mm, 약 1.1mm 내지 약 2.0mm, 약 1.2mm 내지 약 2.0mm, 약 1.3mm 내지 약 2.0mm, 약 1.4mm 내지 약 2.0mm, 약 1.5mm 내지 약 2.0mm, 약 0.30mm 내지 약 1.9mm, 약 0.30mm 내지 약 1.8mm, 약 0.30mm 내지 약 1.7mm, 약 0.30mm 내지 약 1.6mm, 약 0.30mm 내지 약 1.5mm, 약 0.30mm 내지 약 1.4mm, 약 0.30mm 내지 약 1.4mm, 약 0.30mm 내지 약 1.3mm, 약 0.30mm 내지 약 1.2mm, 약 0.30mm 내지 약 1.1mm, 약 0.30mm 내지 약 1.0mm, 약 0.30mm 내지 약 0.90mm, 약 0.30mm 내지 약 0.80mm, 약 0.30mm 내지 약 0.70mm, 약 0.30mm 내지 약 0.60mm, 또는 약 0.30mm 내지 약 0.40mm 범위일 수 있다. 다른 실시예들에서, t는 이 문단에 제시된 정확한 수치 범위들 중 임의의 하나에 속한다.

다양한 실시예에서, 폭 W는 5cm 내지 250cm, 약 10cm 내지 약 250cm, 약 15cm 내지 약 250cm, 약 20cm 내지 약 250cm, 약 25cm 내지 약 250cm, 약 30cm 내지 약 250cm, 약 35cm 내지 약 250cm, 약 40cm 내지 약 250cm, 약 45cm 내지 약 250cm, 약 50cm 내지 약 250cm , 약 55cm 내지 약 250cm, 약 60cm 내지 약 250cm, 약 65cm 내지 약 250cm, 약 70cm 내지 약 250cm, 약 75cm 내지 약 250cm, 약 80cm 약 250cm, 약 85cm 내지 약 250cm, 약 90cm 내지 약 250cm, 약 95cm 내지 약 250cm, 약 100cm 내지 약 250cm, 약 110cm 내지 약 250cm, 약 120cm 내지 약 250cm, 약 130cm 내지 약 250cm, 약 140cm 내지 약 250cm, 약 150cm 내지 약 250cm, 약 5cm 내지 약 240cm, 약 5cm 내지 약 230cm, 약 5cm 내지 약 220cm, 약 5cm 내지 약 210cm, 약 5cm 내지 약 200cm, 약 5cm 내지 약 190cm, 약 5cm 내지 약 180cm, 약 5cm 내지 약 170cm, 약 5cm 내지 약 160cm, 약 5cm 내지 약 150cm, 약 5cm 내지 약 140cm, 약 5cm 내지 약 130cm, 약 5cm 내지 약 120cm, 약 5cm 내지 약 110cm, 약 5cm 내지 약 110cm, 약 5cm 내지 약 100cm, 약 5cm 내지 약 90cm, 약 5cm 내지 약 80cm, 또는 약 5cm 내지 약 75cm의 범위일 수 있다. 다른 실시예에서, W는 이 문단에 제시된 정확한 수치 범위들 중 임의의 하나에 속한다.

다양한 실시예들에서, 길이 L은 약 5cm 내지 약 2500cm, 약 5cm 내지 약 2000cm, 약 4 내지 약 1500cm, 약 50cm 내지 약 1500cm, 약 100cm 내지 약 1500cm, 약 150cm 내지 약 1500cm, 약 200cm 내지 약 1500cm, 약 250cm 내지 약 1500cm, 약 300cm 내지 약 1500cm, 약 350cm 내지 약 1500cmcm, 약 400cm 내지 약 1500cm, 약 450cm 내지 약 1500cm, 약 500cm 내지 약 1500cm, 약 550cm 내지 약 1500cm, 약 600cm 내지 약 1500cm, 약 650cmcm 내지 약 1500cm, 약 650cm 내지 약 1500cm, 약 700cm 내지 약 1500cm, 약 750cm 내지 약 1500cm, 약 800cm 내지 약 1500cm, 약 850cm 내지 약 1500cm , 약 900cm 내지 약 1500cm, 약 950cm 내지 약 1500cm, 약 1000cm 내지 약 1500cm, 약 1050cm 내지 약 1500cm, 약 1100cm 내지 약 1500cm, 약 1150cm 약 1500cm, 약 1200cm 내지 약 1500cm, 약 1250cm 내지 약 1500cm, 약 1300cm 내지 약 1500cm, 약 1350cm 내지 약 1500cm, 약 1400cm 내지 약 1500cm, 또는 약 1450cm 내지 약 1500cm의 범위일 수 있다. 다른 실시예들에서, L은 이 문단에 제시된 정확한 수치 범위들 중 어느 하나에 속한다.

실시예들에서, 기판(450)은 소다 석회 유리, 알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 보로알루미노실리케이트 유리, 알칼리 함유 알루미노실리케이트 유리, 알칼리 함유 보로실리케이트 유리 및 알칼리 함유 보로알루미노실리케이트 유리를 포함하는 임의의 적합한 유리 조성물로부터 형성될 수 있다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 유리 조성물은 산화물 기준으로 분석된 바와 같이 몰 퍼센트(mol%)로 기술된다.

하나 이상의 실시예들에서, 유리 조성물은 SiO₂를 약 66 mol% 내지 약 80 mol%, 약 67 mol% 내지 약 80 mol%, 약 68 mol% 내지 약 80 mol%, 약 69 mol% 내지 약 80 mol%, 약 70 mol% 내지 약 80 mol%, 약 72 mol% 내지 약 80 mol%, 약 65 mol% 내지 약 78 mol%, 약 65 mol% 내지 약 76 mol%, 약 65 mol% 내지 약 75 mol%, 약 65 mol% 내지 약 74 mol%, 약 65 mol% 내지 약 72 mol%, 또는 약 65 mol% 내지 약 70 mol%의 범위, 및 그 사이의 모든 범위들 및 하위 범위들의 양으로 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시예들에서, 유리 조성물은 약 4 mol% 초과, 또는 약 5 mol% 초과의 양으로 Al₂O₃를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 약 7 mol% 초과 내지 약 15 mol%, 약 7 mol% 초과 내지 약 14 mol%, 약 7 mol% 내지 약 13 mol%, 약 4 mol% 내지 약 12 mol%, 약 7 mol% 내지 약 11 mol%, 약 8 mol% 내지 약 15 mol%, 9 mol% 내지 약 15 mol%, 약 9 mol% 내지 약 15 mol%, 약 10 mol% 내지 약 15 mol%, 약 11 mol% 내지 약 15 mol%, 또는 약 12 mol% 내지 약 15 mol%의 범위, 및 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위의 Al₂O₃를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, Al₂O₃의 상한은 약 14 mol%, 14.2 mol%, 14.4 mol%, 14.6 mol% 또는 14.8 mol%일 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 본 명세서의 유리 층(들)은 알루미노실리케이트 유리 제품 또는 알루미노실리케이트 유리 조성물을 포함하는 것으로 기술된다. 그러한 이러한 실시예들에서, 유리 조성물 또는 그로부터 형성된 제품은 SiO₂ 및 Al₂O₃를 포함하고, 소다 석회 실리케이트 유리가 아니다. 이와 관련하여, 유리 조성물 또는 그로부터 형성된 제품은 Al₂O₃를 약 2 mol% 이상, 2.25 mol% 이상, 2.5 mol% 이상, 약 2.75 mol% 이상, 약 3 mol% 이상의 양으로 포함한다.

하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 B₂O₃(예를 들어, 약 0.01mol% 이상)를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 5 mol%, 약 0 mol% 내지 약 4 mol%, 약 0 mol% 내지 약 3 mol%, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%, 약 0 mol% 내지 약 1 mol%, 약 0 mol% 내지 약 0.5 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 5 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 4 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 3 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 2 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 1 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 0.5 mol%의 범위, 및 그 사이의 모든 범위와 하위 범위의 양으로 B₂O₃를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 실질적으로 B₂O₃가 없다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 조성물의 성분에 대해 "실질적으로 없는"이라는 어구는 성분이 초기 배칭(batching) 동안 조성물에 능동적으로 또는 의도적으로 첨가되지는 않지만 불순물로서 약 0.001 mol% 미만의 양으로 존재할 수 있음을 의미한다.

하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 선택적으로 P₂O₅(예를 들어, 약 0.01mol% 이상)를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 2 mol%, 1.5 mol%, 1 mol%, 또는 0.5 mol% 이하의 0이 아닌 양의 P₂O₅를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 실질적으로 P₂O₅가 없다.

하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 약 8 mol% 이상, 약 10 mol% 이상, 또는 약 12 mol% 이상인 R₂O의 총량(이는 Li₂O, Na₂O, K₂O, Rb₂O, 및 Cs₂O와 같은 알칼리 금속 산화물의 총량이다)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 유리 조성물은 약 8 mol% 내지 약 20 mol%, 약 8 mol% 내지 약 18 mol%, 약 8 mol% 내지 약 16 mol%, 약 8 mol% 내지 약 14 mol%, 약 8 mol% 내지 약 12 mol%, 약 9 mol% 내지 약 20 mol%, 약 10 mol% 내지 약 20 mol%, 약 11 mol% 내지 약 20 mol%, 약 12 mol% 내지 약 20 mol%, 약 13 mol% 내지 약 20 mol%, 약 10 mol% 내지 약 14 mol%, 또는 11 mol% 내지 약 13 mol% 범위, 및 그들 사이의 모두 범위와 하위 범위의 R₂O의 총량을 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 Rb₂O, Cs₂O, 또는 Rb₂O 및 Cs₂O 모두가 실질적으로 없을 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, R₂O는 Li₂O, Na₂O 및 K₂O만의 총량을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 Li₂O, Na₂O 및 K₂O로부터 선택되는 적어도 하나의 알칼리 금속 산화물을 포함할 수 있고, 여기서 알칼리 금속 산화물은 약 8 mol% 이상의 양으로 존재한다.

하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 약 8 mol% 이상, 약 10 mol% 이상 또는 약 12 mol% 이상의 양으로 Na₂O를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 조성물은 약 8 mol% 내지 약 20 mol%, 약 8 mol% 내지 약 18 mol%, 약 8 mol% 내지 약 16 mol%, 약 8 mol% 내지 약 14 mol%, 약 8 mol% 내지 약 12 mol%, 약 9 mol% 내지 약 20 mol%, 약 10 mol% 내지 약 20 mol%, 약 11 mol% 내지 약 20 mol%, 약 12 mol% 내지 약 20 mol%, 약 13 mol% 내지 약 20 mol%, 약 10 mol% 내지 약 14 mol%, 또는 11 mol% 내지 약 16 mol% 범위, 및 그 사이의 모든 범위 및 하위 범위로 Na₂O를 포함한다.

하나 이상의 실시예들에서, 유리 조성물은 약 4 mol% 미만의 K₂O, 약 3 mol% 미만의 K₂O, 또는 약 1 mol% 미만의 K₂O를 포함한다. 일부 경우에, 유리 조성물은 K₂O를 약 0 mol% 내지 약 4 mol%, 약 0 mol% 내지 약 3.5 mol%, 약 0 mol% 내지 약 3 mol%, 약 0 mol% 내지 약 2.5 mol%, 약 0 mol% 내지 약 2 mol%, 약 0 mol% 내지 약 1.5 mol%, 약 0 mol% 내지 약 1 mol%, 약 0 mol% 내지 약 0.5 mol%, 약 0 mol% 내지 약 0.2 mol%, 약 0 mol% 내지 약 0.1 mol%, 약 0.5 mol% 내지 약 4 mol%, 약 0.5 mol% 내지 약 3.5 mol%, 약 0.5 mol% 내지 약 3 mol%, 약 0.5 mol% 내지 약 2.5 mol%, 약 0.5 mol% 내지 약 2 mol%, 약 0.5 mol% 내지 약 1.5 mol%, 또는 약 0.5 mol% 내지 약 1 mol% 범위, 및 그 사이의 모든 범위 및 하위 범위의 양으로 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 실질적으로 K₂O가 없을 수 있다.

하나 이상의 구체예에서, 유리 조성물은 실질적으로 Li₂O가 없다.

하나 이상의 실시예에서, 조성물 내 Na₂O의 양은 Li₂O의 양보다 더 많을 수 있다. 어떤 경우에는 Na₂O의 양이 Li₂O와 K₂O를 합친 양보다 많을 수 있다. 하나 이상의 대체 실시예에서, 조성물 내의 Li₂O의 양은 Na₂O의 양, 또는 Na₂O와 K₂O의 합한 양보다 더 많을 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 2 mol% 범위의 RO(CaO, MgO, BaO, ZnO 및 SrO와 같은 알칼리 토금속 산화물의 총량임) 총량을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 조성물은 약 2 mol% 이하의 0이 아닌 양의 RO를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 RO를 약 0 mol% 내지 약 1.8 mol%, 약 0 mol% 내지 약 1.6 mol%, 약 0 mol% 내지 약 1.5 mol%, 약 0 mol% 내지 약 1.4 mol%, 약 0 mol% 내지 약 1.2 mol%, 약 0 mol% 내지 약 1 mol%, 약 0 mol% 내지 약 0.8 mol%, 약 0 mol% 내지 약 0.5 mol% 범위, 및 그 사이의 모든 범위와 하위 범위의 양으로 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 약 1 mol% 미만, 약 0.8 mol% 미만, 또는 약 0.5 mol% 미만의 양으로 CaO를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 실질적으로 CaO가 없다. 일부 실시예에서, 유리 조성물은 약 0 mol% 내지 약 7 mol%, 약 0 mol% 내지 약 6 mol%, 약 0 mol% 내지 약 5 mol%, 약 0 mol% 내지 약 4 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 7 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 6 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 5 mol%, 약 0.1 mol% 내지 약 4 mol%, 약 1 mol% 내지 약 7 mol%, 약 2 mol% 내지 약 6 mol%, 또는 약 3 mol% 내지 약 6 mol% 범위, 및 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위의 양으로 MgO를 포함한다.

하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 ZrO₂를 약 0.2 mol% 이하, 약 0.18 mol% 이하, 약 0.16 mol% 이하, 약 0.15 mol% 이하, 약 0.14 mol% 이하, 약 0.12 mol% 이하의 양으로 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 약 0.01 mol% 내지 약 0.2 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.18 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.16 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.15 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.14 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.12 mol%, 또는 약 0.01 mol% 내지 약 0.10 mol%의 범위, 및 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위의 ZrO₂를 포함한다.

하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 약 0.2 mol% 이하, 약 0.18 mol% 이하, 약 0.16 mol% 이하, 약 0.15 mol% 이하, 약 0.14 mol% 이하, 약 0.12 mol% 이하의 양으로 SnO₂를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 약 0.01 mol% 내지 약 0.2 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.18 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.16 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.15 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.14 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.12 mol%, 또는 약 0.01 mol% 내지 약 0.10 mol%의 범위, 및 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위의 SnO₂를 포함한다.

하나 이상의 구체예에서, 유리 조성물은 유리 제품에 색상 또는 색조를 부여하는 산화물을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유리 조성물은 유리 제품이 자외선에 노출될 때 유리 제품의 변색을 방지하는 산화물을 포함한다. 이러한 산화물의 예는 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ce, W 및 Mo의 산화물을 포함하나 이에 제한되지 않는다.

하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 Fe₂O₃로 표현되는 Fe를 포함하고, 여기서 Fe는 약 1 mol%까지의(및 이를 포함하는) 양으로 존재한다. 일부 실시예에서, 유리 조성물은 실질적으로 Fe가 없다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 Fe₂O₃를 약 0.2 mol% 이하, 약 0.18 mol% 미만, 약 0.16 mol% 미만, 약 0.15 mol% 미만, 약 0.14 mol% 미만, 약 0.12mol% 미만의 양으로 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 약 0.01 mol% 내지 약 0.2 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.18 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.16 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.15 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.14 mol%, 약 0.01 mol% 내지 약 0.12 mol%, 또는 약 0.01 mol% 내지 약 0.10 mol%의 범위, 및 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위의 Fe₂O₃를 포함한다.

유리 조성물이 TiO₂를 포함하는 경우, TiO₂는 약 5 mol% 이하, 약 2.5 mol% 이하, 약 2 mol% 이하 또는 약 1 mol% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 조성물은 TiO₂가 실질적으로 없을 수 있다.

예시적인 유리 조성물은 약 65 mol% 내지 약 75 mol% 범위의 양의 SiO₂, 약 8 mol% 내지 약 14 mol% 범위의 양의 Al₂O₃, 약 12 mol% 내지 약 17 mol% 범위의 양의 Na₂O, 약 0 mol% 내지 약 0.2 mol% 범위의 양의 K₂O, 및 약 1.5 mol% 내지 약 6 mol% 범위의 양의 MgO를 포함할 수 있다. 선택적으로, SnO₂는 본 명세서에 달리 개시된 양으로 포함될 수 있다.

강화 유리 특성들

하나 이상의 실시예에서, 본 명세서에서 논의된 유리 기판(450)은 강화된 유리 시트 또는 제품으로부터 형성될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 본 명세서에서 논의된 장식된 유리 구조물의 층(들)을 형성하기 위해 사용된 유리 제품들은 표면에서 압축 깊이(DOC;depth of compression)까지 연장되는 압축 응력을 포함하도록 강화될 수 있다. 압축 응력 영역들은 인장 응력을 나타내는 중앙 부분에 의해 균형을 이룬다. DOC에서 응력은 양(압축) 응력에서 음(인장) 응력으로 교차한다.

하나 이상의 실시예에서, 본 명세서에서 논의된 장식된 유리 구조물의 층(들)을 형성하기 위해 사용된 유리 제품들은 유리의 부분들 사이의 열팽창 계수의 불일치를 이용하여 기계적으로 강화되어 압축 응력 영역 및 인장 응력을 나타내는 중앙 영역을 생성한다. 일부 실시예에서, 유리 제품은 유리를 유리 전이점 이상의 온도로 가열한 후 빠르게 담금질함으로써 열적으로 강화될 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 본 명세서에서 논의된 장식된 유리 구조물의 층(들)을 형성하기 위해 사용된 유리 제품들은 이온 교환에 의해 화학적으로 강화될 수 있다. 이온 교환 공정에서, 유리 제품의 표면 또는 그 근처의 이온들은 원자가 또는 산화 상태가 동일한 더 큰 이온들로 대체되거나 - 또는 이들과 교환된다. 유리 제품이 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 포함하는 실시예들에서, 제품의 표면층에 있는 이온들 및 더 큰 이온들은 Li+, Na+, K+, Rb+ 및 Cs+와 같은 1가 알칼리 금속 양이온들이다. 대안적으로, 표면층의 1가 양이온들은 Ag+ 등과 같은 알칼리 금속 양이온 이외의 1가 양이온들로 대체될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 유리 제품 내로 교환된 1가 이온들(또는 양이온들)은 응력을 발생시킨다.

이온 교환 공정들은 전형적으로 유리 제품에서 더 작은 이온들로 교환될 더 큰 이온들을 함유하는 용융 염 욕조(또는 2개 이상의 용융 염 욕조들)에 유리 제품을 침지함으로써 수행된다. 수성 염 욕조들이 또한 이용될 수 있음을 주목해야 한다. 또한, 욕조(들)의 조성은 하나보다 많은 유형의 큰 이온(예: Na+ 및 K+) 또는 하나의 큰 이온을 포함할 수 있다. 욕조 조성 및 온도, 침지 시간, 염 욕조(또는 욕조들)에서 유리 제품의 침지 횟수, 다중 염 욕조들의 사용, 어닐링, 세척 등과 같은 추가 단계들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 이온 교환 공정에 대한 파라미터들은 일반적으로 장식된 유리 구조물(제품의 구조 및 존재하는 임의의 결정상을 포함)의 유리 층(들)의 조성, 및 강화로부터 결과되는 장식된 유리 구조물의 유리 층(들)의 원하는 DOC 및 CS에 의해 결정된다.

예시적인 용융 욕조 조성물은 보다 큰 알칼리 금속 이온의 질산염들, 황산염들 및 염화물들을 포함할 수 있다. 전형적인 질산염들은 KNO₃, NaNO₃, LiNO₃, NaSO₄및 이들의 조합을 포함한다. 용융 염 욕조의 온도는 일반적으로 약 380℃에서 약 450℃ 범위에 있으며, 반면에 침지 시간들은 유리 두께, 욕조 온도 및 유리(또는 1가 이온) 확산도에 따라 약 15분에서 최대 약 100시간 범위이다. 그러나, 위에서 설명한 것과 다른 온도들 및 침지 시간들도 사용될 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 장식된 유리의 층(들)을 형성하기 위해 사용되는 유리 제품들은 약 370℃ 내지 약 480℃의 온도를 갖는 100% NaNO₃, 100% KNO₃, 또는 100% NaNO₃ 및 100% KNO₃의 조합의 용융 염 욕조에 침지될 수 있다. 일부 실시예에서, 장식 유리의 유리 층(들)은 약 5% 내지 약 90% KNO₃ 및 약 10% 내지 약 95% NaNO₃를 포함하는 용융 혼합 염 욕조에 침지될 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 유리 제품은 제1 욕조에 침지된 후, 제2 욕조에 침지될 수 있다. 제1 및 제2 욕조들은 서로 상이한 조성들 및/또는 온도들을 가질 수 있다. 제1 및 제2 욕조들에의 침지 시간들은 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 욕조에 침지하는 것이 제2 욕조에 침지하는 것보다 길 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 장식된 유리 구조물의 층(들)을 형성하는 데 사용되는 유리 제품들은 약 420℃ 미만(예를 들어, 약 400℃ 또는 약 380℃)의 온도를 갖는 NaNO₃ 및 KNO₃(예를 들어, 49%/51%, 50%/50%, 51%/49%)를 포함하는 용융, 혼합 염 욕조에 약 5시간 미만, 또는 심지어 약 4시간 이하 동안 침지될 수 있다.

이온 교환 조건들은 "스파이크(spike)"를 제공하거나, 장식된 유리 구조물의 생성된 유리 층(들)의 표면에서 또는 그 근처에서 응력 프로파일의 기울기를 증가시키기 위해 맞춰질 수 있다. 스파이크로 인해 표면 CS 값이 더 커질 수 있다. 이 스파이크는 본 명세서에 기술된 장식된 유리 구조물의 유리 층(들)에 사용되는 유리 조성물의 고유한 특성에 기인하여 단일 조성 또는 혼합 조성을 갖는 욕조(들)로, 단일 욕조 또는 다중 욕조에 의해 달성될 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 하나보다 많은 1가 이온이 장식된 유리 구조물의 층(들)을 형성하는 데 사용되는 유리 제품 내로 교환되는 경우, 상이한 1가 이온들은 유리 층 내에서 상이한 깊이들로 교환될 수 있다(그리고 상이한 깊이들에서 유리 제품 내에서 상이한 크기의 응력들을 생성할 수 있다). 응력 생성 이온들의 결과적인 상대적 깊이들이 결정될 수 있으며, 이는 응력 프로파일의 다른 특성들을 유발할 수 있다.

CS는 Orihara Industrial Co., Ltd.(일본)에서 제조한 FSM-6000과 같은 상업적으로 이용 가능한 기기를 사용하는 표면 응력 측정기(FSM; surface stress meter)와 같은 당업계에 알려진 수단을 사용하여 측정된다. 표면 응력 측정은 유리의 복굴절과 관련된 응력 광학 계수(SOC; stress optical coefficient)의 정확한 측정에 의존한다. 이어서 SOC는 "Standard Test Method for Measurement of Glass Stress- Optical Coefficient”(그 내용은 전체적으로 참조로 본 명세서에 포함됨)이라는 명칭의 ASTM 표준 C770-98 (2013)에 둘 모두가 설명된 섬유 및 4 지점 굽힘 방법들, 그리고 벌크 실린더 방법등과 같이 당업계에 알려진 방법들에 의해 측정된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, CS는 압축 응력 층 내에서 측정된 가장 높은 압축 응력 값인 "최대 압축 응력"일 수 있다. 일부 실시예에서, 최대 압축 응력은 유리 제품의 표면에 위치한다. 다른 실시예에서, 최대 압축 응력은 표면 아래의 깊이에서 발생할 수 있으며, 압축 프로파일에 "매립 피크(buried peak)"의 외관을 제공한다.

DOC는 강화 방법 및 조건에 따라 FSM 또는 산란광 편광기(SCALP)(예컨데, 에스토니아 Tallinn 소재 Glasstress Ltd.에서 구입 가능한 SCALP-04 산란광 편광기)로 측정될 수 있다. 유리 제품이 이온 교환 처리에 의해 화학적으로 강화될 때, 유리 제품 내에 어떤 이온이 교환되는지에 따라 FSM 또는 SCALP가 사용될 수 있다. 유리 제품의 응력이 유리 제품에 칼륨 이온들을 교환시킴으로써 발생하는 경우, FSM을 사용하여 DOC를 측정한다. 유리 제품에 나트륨 이온들을 교환시켜 응력이 발생하는 경우, SCALP를 사용하여 DOC를 측정한다. 유리 제품의 응력이 칼륨 및 나트륨 이온 모두를 유리에 교환시킴으로써 생성되는 경우, DOC는 SCALP에 의해 측정되는데, 이는 나트륨의 교환 깊이가 DOC를 나타내고 칼륨 이온의 교환 깊이가 압축 응력의 크기(단, 압축에서 인장으로의 응력 변화는 아님)를 나타내기 때문이며, 이러한 유리 제품에서 칼륨 이온의 교환 깊이는 FSM에 의해 측정된다. 중심 장력 또는 CT는 최대 인장 응력이며 SCALP로 측정된다.

하나 이상의 실시예에서, 장식된 유리 구조물의 층(들)을 형성하는 데 사용되는 유리 제품들은 유리 제품의 두께 t(본 명세서에 기재된 바와 같이)의 분율로 기술되는 DOC를 나타내도록 강화될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 실시예에서, DOC는 약 0.05t 이상, 약 0.1t 이상, 약 0.11t 이상, 약 0.12t 이상, 약 0.13t 이상, 약 0.14t 이상, 약 0.15t 이상, 약 0.16t 이상, 약 0.17t 이상, 약 0.18t 이상, 약 0.19t 이상, 약 0.2t 이상, 약 0.21t 이상일 수 있다. 일부 실시예에서, DOC는 약 0.08t 내지 약 0.25t, 약 0.09t 내지 약 0.25t, 약 0.18t 내지 약 0.25t, 약 0.11t 내지 약 0.25t, 약 0.12t 내지 약 0.25t, 약 0.13t 내지 약 0.25t, 약 0.14t 내지 약 0.25t, 약 0.15t 내지 약 0.25t, 약 0.08t 내지 약 0.24t, 약 0.08t 내지 약 0.23t , 약 0.08t 내지 약 0.22t, 약 0.08t 내지 약 0.21t, 약 0.08t 내지 약 0.2t, 약 0.08t 내지 약 0.19t, 약 0.08t 내지 약 0.18t, 약 0.08t 내지 약 0.17t, 약 0.08t 내지 약 0.16t, 또는 약 0.08t 내지 약 0.15t의 범위일 수 있다. 일부 경우들에서, DOC는 약 20㎛ 이하일 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, DOC는 약 40㎛ 이상(예를 들어, 약 40㎛ 내지 약 300㎛, 약 50㎛ 내지 약 300㎛, 약 60㎛ 내지 약 300㎛, 약 70㎛ 내지 약 300㎛, 약 80㎛ 내지 약 300㎛, 약 90㎛ 내지 약 300㎛, 약 100㎛ 내지 약 300㎛, 약 110㎛ 내지 약 300㎛, 약 120㎛ 내지 약 300㎛, 약 140㎛ 내지 약 300㎛, 약 150㎛ 내지 약 300㎛, 약 40㎛ 내지 약 290㎛, 약 40㎛ 내지 약 280㎛, 약 40㎛ 내지 약 260㎛, 약 40㎛ 내지 약 250㎛, 약 40㎛ 내지 약 240㎛, 약 40㎛ 내지 약 230㎛, 약 40㎛ 내지 약 220㎛, 약 40㎛ 내지 약 210㎛, 약 40㎛ 내지 약 200㎛, 약 40㎛ 내지 약 180㎛, 약 40㎛ 내지 약 160㎛, 약 40㎛ 내지 약 150㎛, 약 40㎛ 내지 약 140㎛, 약 40㎛ 내지 약 130㎛, 약 40㎛ 내지 약 120㎛, 약 40㎛ 내지 약 110㎛, 또는 약 40㎛ 내지 약 100㎛)일 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 장식된 유리 구조물의 층(들)을 형성하는 데 사용되는 유리 제품은 약 200 MPa 이상, 300MPa 이상, 400MPa 이상, 약 500MPa 이상, 약 600MPa 이상, 약 700MPa 이상, 약 800MPa 이상, 약 900MPa 이상, 약 930MPa 이상, 약 1000 MPa 이상 또는 약 1050MPa 이상의 CS(유리 제품 내의 표면 또는 일정 깊이에서 발견될 수 있음)를 가질 수 있다.

하나 이상의 실시예에서, 장식된 유리 구조물의 층(들)을 형성하는 데 사용되는 유리 제품은 약 20MPa 이상, 약 30MPa 이상, 약 40MPa 이상, 약 45MPa 이상, 약 50MPa 이상, 약 60MPa 이상, 약 70MPa 이상, 약 75MPa 이상, 약 80MPa 이상 또는 약 85MPa 이상의 최대 인장 응력 또는 중심 장력(CT)을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 최대 인장 응력 또는 중심 장력(CT)은 약 40MPa 내지 약 100MPa 범위일 수 있다.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에 설명된 임의의 방법이 그 단계가 특정 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되는 것은 결코 아니다. 따라서 방법 청구항이 그 단계가 따라야 할 순서를 실제로 인용하지 않거나 단계가 특정 순서로 제한된다는 것이 청구항 또는 설명에 달리 구체적으로 언급되지 않은 경우, 임의의 특정 순서가 유추되도록 의도하는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 관사 "a"는 하나 이상의 구성요소 또는 요소를 포함하는 것으로 의도되며, 단지 하나만을 의미하는 것으로 해석되지 않는다.

개시된 실시예들의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정들 및 변경들이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 개시된 실시예들의 정신 및 본질을 포함하는 개시된 실시예들의 수정들, 조합들, 하위 조합들 및 변형들이 당업자에게 일어날 수 있으므로, 개시된 실시예들은 첨부된 특허청구범위 및 그 균등물의 범위 내에 있는 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

제1 주 표면 및 상기 제1 주 표면의 반대편에 있는 제 2 주 표면을 가지는 유리 기판; 및
상기 제2 주 표면 상에 배치된 불투명 층;을 포함하는 유리 제품으로서,
상기 불투명 층은, 상기 불투명 층에 의해 커버된 상기 유리 기판의 부분들이 400nm 내지 700nm의 광에 대해 0.5% 이하의 평균 광 투과율을 포함하도록 3.0 초과의 광학 밀도를 포함하며,
상기 유리 제품의 센서 영역 내에서, 상기 불투명 층은 복수의 절제된 부분들을 포함하며, 그리고
상기 센서 영역 내에서 상기 유리 제품의 평균 광 투과율은 상기 복수의 절제된 부분들의 결과로서 400nm 내지 700nm의 상기 광에 대해 1.0% 이상 20% 이하인, 유리 제품.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 절제된 부분들의 각각에는 상기 불투명 층의 나머지를 이루는 재료가 전혀 없는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 절제된 부분들의 각각 내에서, 상기 불투명 층의 재료는 상기 불투명 층이 상기 복수의 절제된 부분들의 각각에서 상기 재료의 적어도 일부를 포함하도록 단지 부분적으로 제거된 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 1 내지 3 중의 어느 하나에 있어서,
상기 복수의 절제된 부분들의 각각은 상기 제2 주 표면에 평행한 방향으로 측정된, 100㎛ 이하의 최대 수평 치수를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 4에 있어서,
상기 복수의 절제된 부분들 중의 인접한 것들은 상기 최대 수평 치수 이상인 최소 에지 대 에지 분리 거리만큼 서로로부터 분리된 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 1 내지 3 중의 어느 하나에 있어서,
상기 복수의 절제된 부분들의 조합된 표면적은 상기 센서 영역의 총 표면적의 50% 이하를 구성하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 6에 있어서,
상기 복수의 절제된 부분들의 상기 조합된 표면적은 상기 센서 영역의 상기 총 표면적의 25% 이하를 구성하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 1 내지 3 중의 어느 하나에 있어서,
상기 불투명 층은 경화성 잉크를 포함하며 25㎛ 이하의 두께를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 1 내지 3 중의 어느 하나에 있어서,
상기 불투명 층은 상기 불투명 층에 의해 커버되지 않는 이미지 영역과 상기 불투명 층에 의해 커버되는 상기 유리 제품의 주변 영역 사이의 경계를 나타내는 에지를 포함하고, 그리고
상기 센서 영역은 상기 주변 영역의 서브-영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 주 표면에 처음으로 입사하는 광이 센서에 입사되기 전에 상기 유리 기판을 통해 그리고 상기 복수의 절제된 부분들을 통해 전파되도록 상기 유리 기판의 뒤에 위치된 상기 센서; 및
상기 유리 기판의 뒤에 위치되며, 상기 센서에 의해 제어되는 디스플레이 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품.