KR20240052964A - 유리 조성물 및 이를 포함하는 유리 적층 물품 - Google Patents

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KR20240052964A
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Abstract

유리 조성물은 50 mol% 내지 80 mol%의 SiO2; 5 mol% 내지 15 mol%의 Al2O3; 10 mol% 내지 25 mol%의 B2O3; 0 mol% 이상의 Li2O; 0 mol% 이상의 Na2O; 0 mol% 이상의 K2O; 0 mol% 이상의 Rb2O; 0 mol% 이상의 Cs2O; 1.5 mol% 내지 5 mol%의 MgO; 4 mol% 내지 12 mol%의 CaO; 및 0.5 mol% 내지 5 mol%의 SrO를 포함한다. R2O 는 0.1 mol% 내지 15 mol%이고, R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, 및 Cs2O의 합이다.

Description

유리 조성물 및 이를 포함하는 유리 적층 물품
본 출원은 2021년 8월 31일자에 출원된 미국 가 특허출원 제63/238,814호의 우선권을 주장하고, 이들의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
본 명세서는 유리 조성물 및 유리 적층 물품에 관한 것이며, 특히, 반사-방지(AR) 유리 적층 물품을 형성하기 위해 상 분리가 가능한 유리 조성물에 관한 것이다.
AR-코팅되지 않은 유리 표면 상에서 빛의 반사는 공기-유리 경계면에서 발생하며, 프레넬 방정식으로부터 예측된 대로, 수직 입사에서 반사되는 빛의 8%까지일 수 있다. 반사를 최소화하기 위한 종래 기술은 반사된 빛의 강도를 줄이기 위해 유리 표면 상에 배치된 AR 코팅을 포함한다. 반사-방지 코팅은 종종, 스택 내의 상이한 반사들을 파괴적으로 방해하여 반사를 감소시키는, 다중 저-굴절률 및 고-굴절률 물질의 층을 포함한다.
AR 코팅의 대안은 유리의 표면을 에칭 패터닝, 텍스처된 코팅, 또는 벌크 산란의 사용에 의한 눈부심-방지(AG) 처리이고, 이에 의해 입사 광은 정반사 방향으로부터 멀리 산란된다.
그러나, 종래 AR 및 AG 기술은 모두 비용 및 시간 제한(예를 들어, AR 코팅에는 종종 다양한 조성물의 다중 코팅이 필요함)의 어려움을 겪으며, 제어하기 어려울 수 있다.
따라서, 개선된 AR 특성을 갖는 대체 유리에 대한 필요성이 존재한다.
제1 관점(A1)에 따르면, 유리 조성물은: 50 mol% 이상 80 mol% 이하의 SiO2; 5 mol% 이상 15 mol% 이하의 Al2O3; 10 mol% 이상 25 mol% 이하의 B2O3; 0 mol% 이상의 Li2O; 0 mol% 이상의 Na2O; 0 mol% 이상의 K2O; 0 mol% 이상의 Rb2O; 0 mol% 이상의 Cs2O; 1.5 mol% 이상 5 mol% 이하의 MgO; 4 mol% 이상 12 mol% 이하의 CaO; 및 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하의 SrO을 포함하고, 여기서: R2O는 0.1 mol% 이상 15 mol% 이하이며, R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, 및 Cs2O의 합이다.
제2 관점(A2)은 제1 관점(A1)에 따른 유리 조성물을 포함하고, R2O는 0.25 mol% 이상 12 mol% 이하이다.
제3 관점(A3)은 제2 관점(A2)에 따른 유리 조성물을 포함하며, R2O는 0.5 mol% 이상 10 mol% 이하이다.
제4 관점(A4)은 제1 내지 제3 관점(A1-A3) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 13 mol% 이상 25 mol% 이하의 B2O3를 포함한다.
제5 관점(A5)은 제4 관점(A4)에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 14 mol% 이상 22 mol% 이하의 B2O3를 포함한다.
제6 관점(A6)은 제5 관점(A5)에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 15 mol% 이상 19 mol% 이하의 B2O3를 포함한다.
제7 관점(A7)은 제1 내지 제6 관점(A1-A6) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 6 mol% 이상 13 mol% 이하의 Al2O3를 포함한다.
제8 관점(A8)은 제7 관점(A7)에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 7 mol% 이상 11 mol% 이하의 Al2O3를 포함한다.
제9 관점(A9)은 제1 관점 내지 제8 관점(A1-A8) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 1.75 mol% 이상 4 mol% 이하의 MgO를 포함한다.
제10 관점(A10)은 제9 관점(A9)에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 2 mol% 이상 3 mol% 이하의 MgO를 포함한다.
제11 관점(A11)은 제1 내지 제10 관점(A1-A10) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 4.5 mol% 이상 10 mol% 이하의 CaO를 포함한다.
제12 관점(A12)은 제11 관점(A11)에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 5 mol% 이상 9 mol% 이하의 CaO를 포함한다.
제13 관점(A13)은 제1 내지 제12 관점(A1-A12) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0.75 mol% 이상 4 mol% 이하의 SrO를 포함한다.
제14 관점(A14)은 제13 관점(A13)에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 1 mol% 이상 3 mol% 이하의 SrO를 포함한다.
제15 관점(A15)은 제1 내지 제14 관점(A1-A14) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0 mol% 초과 5 mol% 이하의 BaO를 더욱 포함한다.
제16 관점(A16)은 제15 관점(A15)에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0 mol% 초과 4 mol% 이하의 BaO를 포함한다.
제17 관점(A17)은 제16 관점(A16)에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0 mol% 초과 3 mol% 이하의 BaO를 포함한다.
제18 관점(A18)은 제1 내지 제17 관점(A1-A17) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0 mol% 초과 0.5 mol% 이하의 SnO2를 더욱 포함한다.
제19 관점(A19)은 제18 관점(A18)에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0.01 mol% 이상 0.25 mol% 이하의 SnO2를 포함한다.
제20 관점(A20)은 제19 관점(A19)에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0.05 mol% 이상 0.1 mol% 이하의 SnO2를 포함한다.
제21 관점(A21)은 제20 관점(A20)에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0.1 mol% 이상 0.5 mol% 이하의 SnO2를 포함한다.
제22 관점(A22)은 제1 내지 제21 관점(A1-A21) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 55 mol% 이상 75 mol% 이하의 SiO2를 포함한다.
제23 관점(A23)은 제22 관점(A22)에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 60 mol% 이상 70 mol% 이하의 SiO2를 포함한다.
제24 관점(A24)은 제1 내지 제23 관점(A1-A23) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 제1 상 및 적어도 하나의 제2 상으로 상 분리가능하다.
제25 관점(A25)은 제1 내지 제24 관점(A1-A24) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 10 kP 이상 15000 kP 이하의 액상선 점도를 갖는다.
제26 관점(A26)은 제1 내지 제25 관점(A1-A25) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0.5 ohm-m(옴-미터) 이상 15 ohm-m 이하의 용융 저항률(melt resistivity)을 갖는다.
제27 관점(A27)은 제1 내지 제26 관점(A1-A26) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 20 GPa 이상 35 GPa 이하의 전단 계수(shear modulus)를 갖는다.
제28 관점(A28)은 제1 내지 제27 관점(A1-A27) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 60 GPa 이상 75 GPa 이하의 영률을 갖는다.
제29 관점(A29)은 제1 내지 제28 관점(A1-A28) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 500 VHN 이상 650 VHN 이하의 비커스 경도를 갖는다.
제30 관점(A30)에 따르면, 유리 적층 물품은: 코어 유리층; 및 상기 코어 유리층의 표면에 적층된 클래드 유리층을 포함하고, 여기서: 상기 코어 유리층은 제1 내지 제29 관점(A1-A29) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물로부터 형성된다.
제31 관점(A31)에 따르면, 유리 적층 물품을 형성하는 방법은: 적어도 하나의 유리 클래딩 층을 유리 코어층의 적어도 일부에 융합하는 단계, 여기서 상기 적어도 하나의 유리 클래딩층은 상 분리가능한 유리 조성물을 포함하고, 상기 유리 조성물은: 50 mol% 이상 80 mol% 이하의 SiO2; 5 mol% 이상 15 mol% 이하의 Al2O3; 10 mol% 이상 25 mol% 이하의 B2O3; 0 mol% 이상의 Li2O; 0 mol% 이상의 Na2O; 0 mol% 이상의 K2O; 0 mol% 이상의 Rb2O; 0 mol% 이상의 Cs2O; 1.5 mol% 이상 5 mol% 이하의 MgO; 4 mol% 이상 12 mol% 이하의 CaO; 및 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하의 SrO를 포함하고, 여기서: R2O는 0.1 mol% 이상 15 mol% 이하이며, R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, 및 Cs2O의 합이고; 적어도 하나의 유리 클래딩층에서 상 분리를 일으키기에 충분한 온도로 유리 코어층에 융합된 적어도 하나의 유리 클래딩층을 가열하여, 상기 가열 후, 적어도 하나의 유리 클래딩층은 제1 상 및 적어도 하나의 제2 상을 포함하고, 상기 제1 상 및 적어도 하나의 제2 상의 각각은 상이한 조성을 갖도록 하는, 적어도 하나의 유리 클래딩층을 가열하는 단계; 및 상 분리된 적어도 하나의 유리 클래딩 층을 에칭 용액으로 에칭하여, 적어도 하나의 유리 클래딩층으로부터 적어도 하나의 제2 유리 상을 선별적으로(selectively) 제거하여, 상기 적어도 하나의 유리 클래딩층은 상 분리가능한 유리 조성물의 제1 상으로부터 형성된 다공성의 상호연결된 매트릭스를 포함하도록 하는, 상 분리된 적어도 하나의 유리 클래딩층을 에칭 용액으로 에칭하는 단계를 포함한다.
제32 관점(A32)은 제31 관점(A31)에 따른 방법을 포함하고, 상기 적어도 하나의 유리 클래딩 층을 가열하는 단계는, 적어도 하나의 유리 클래딩 층을 650℃ 이상 850℃ 이하의 온도에서 0.25 시간 이상 8 시간 이하의 기간 동안 유지하는 단계를 포함한다.
제33 관점(A33)은 제31 관점(A31) 또는 제32 관점(A32)에 따른 방법을 포함하며, 상기 제1 상은 상호연결된 매트릭스를 포함하고, 적어도 하나의 제2 상은 상호연결된 매트릭스 전체에(throughout) 분산되어 있다.
제34 관점(A34)은 제33 관점(A33)에 따른 방법을 포함하고, 상기 적어도 하나의 제2 상은 제1 상의 상호연결된 매트릭스 내에서 상호연결된다.
제35 관점(A35)은 제31 내지 제34 관점(A31-A34) 중 어느 하나에 따른 방법을 포함하며, 에칭된 적어도 하나의 유리 클래딩층은 1.15 이상 1.3 이하의 굴절률을 갖는다.
제36 관점(A36)은 제31 내지 제35 관점(A31-A35) 중 어느 하나에 따른 방법을 포함하며, 에칭된 적어도 하나의 유리 클래딩층은 20 nm 이상 60 nm 이하의 평균 기공 크기를 갖는다.
제37 관점(A37)은 제31 내지 제36 관점(A31-A36) 중 어느 하나에 따른 방법을 포함하며, 에칭된 적어도 하나의 유리 클래딩층은 60% 이상 80% 이하의 다공도를 갖는다.
제38 관점(A38)은 제31 내지 제37 관점(측A1-A37) 중 어느 하나에 따른 방법을 포함하며, 상 분리된 적어도 하나의 유리 클래딩 층은 0.7 mm의 물품 두께에서 측정되었을 때 400 nm 내지 750 nm의 파장 범위에 걸쳐 광의 85% 이상 99% 이하의 평균 투과율을 갖는다.
제39 관점(A39)은 제31 내지 제38 관점(A1-A38) 중 어느 하나에 따른 방법을 포함하며, 적어도 하나의 유리 클래딩층은 10% 이상 120% 이하의 헤이즈를 갖는다.
여기에 기재된 유리 조성물 및 이로부터 형성된 유리 적층 물품의 부가적인 특색 및 장점은 하기 상세한 설명에서 서술될 것이고, 부분적으로 하기 상세한 설명으로부터 기술분야의 통상의 기술자에게 명백하거나, 또는 하기 상세한 설명, 청구범위뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 여기에 기재된 구현예를 실행시켜 용이하게 인지될 것이다.
전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 다양한 구현예를 설명하고, 청구된 주제의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해될 것이다. 수반되는 도면은 다양한 구현예의 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 혼입되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 여기에 기재된 다양한 구현예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 청구된 주제의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따른 유리 적층 물품의 단면도이다.
도 2는 도 1의 유리 적층 물품을 제조하기 위한 융합 인발 공정의 구현예의 개략도이다.
도 3은 여기에 기재된 유리 적층 물품 중 임의의 것을 포함하는 전자 장치의 평면도이다.
도 4는 도 3의 전자 장치의 사시도이다.
도 5는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따른 실시예 유리 조성물 및 비교예 유리 조성물의 온도 대 용융 저항률(x축: 온도; y축: 용융 저항률)의 플롯이다.
도 6a는 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 검정색 배경에서 비교예 유리 조성물의 이미지이다.
도 6b는 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 검정색 배경에서 비교예 유리 조성물의 이미지이다.
도 6c는 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 검정색 배경에서 비교예 유리 조성물의 이미지이다.
도 7a는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 검정색 배경에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 7b는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예/에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 검정색 배경에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 7c는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 검정색 배경에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 7d는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 검정색 배경에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 7e는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 검정색 배경에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 7f는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 검정색 배경에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 7g는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 검정색 배경에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 8a는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 가장자리 조명 하에서 예시적인 유리 조성물의 이미지이다.
도 8b는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 가장자리 조명 하에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 8c는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 가장자리 조명 하에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 8d는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 가장자리 조명 하에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 8e는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 가장자리 조명 하에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 8f는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 가장자리 조명 하에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 8g는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 가장자리 조명 하에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 9a는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열 처리 후 검정색 배경에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 9b는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 검정색 배경에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 9c는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 검정색 배경에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 9d는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 가장자리 조명 하에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 9e는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 검정색 배경에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 9f는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 검정색 배경에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 9g는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 검정색 배경에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 10a는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 가장자리 조명 하에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 10b는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 가장자리 조명 하에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 10c는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 가장자리 조명 하에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 10d는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 가장자리 조명 하에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 10e는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 가장자리 조명 하에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 10f는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 가장자리 조명 하에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 10g는 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따라, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 가장자리 조명 하에서 실시예 유리 조성물의 이미지이다.
도 11은 여기에 기재된 하나 이상의 구현예에 따른, 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 비교예 유리 조성물과 실시예 유리 조성물의 파장 대 투과율(x축: 파장; y축: 투과율)의 플롯이다.
도 12는 주어진 온도 및 시간에서 열처리 후 비교예 유리 조성물과 실시예 유리 조성물의 파장 대 투과율(x축: 파장; y축: 투과율)의 플롯이다.
AR 유리 적층 물품을 형성하기 위한 유리 조성물의 다양한 구현예를 이제 상세히 참조할 것이다. 유리 조성물은 상대적으로 더 낮은 온도에서 더 빠른 상 분리를 가능하게 하고, 상대적으로 더 낮은 용융 저항률을 가져서, AR 유리 적층 물품의 더 효율적인 생산을 가능하게 한다. 구현예에 따르면, 유리 조성물은 50 mol% 이상 80 mol% 이하의 SiO2; 5 mol% 이상 15 mol% 이하의 Al2O3; 10 mol% 이상 25 mol% 이하의 B2O3; 0 mol% 이상 Li2O; 0 mol% 이상의 Na2O; 0 mol% 이상의 K2O; 0 mol% 이상의 Rb2O; 0 mol% 이상의 Cs2O; 1.5 mol% 이상 5 mol% 이하의 MgO; 4 mol% 이상 12 mol% 이하의 CaO; 및 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하의 SrO를 포함할 수 있다. R2O는 0.1 mol% 이상 15 mol% 이하일 수 있고, R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, 및 Cs2O의 합일 수 있다. 유리 조성물 및 그로부터 AR 유리 적층 물품을 형성하는 방법의 다양한 구현예는 첨부된 도면을 구체적으로 참조하여 여기에서 언급될 것이다
범위는 "약" 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 "약" 또 다른 특정 값까지 여기에서 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현된 경우, 또 다른 구현예는 하나의 특정 값으로부터 및/또는 나머지 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 선행하는 "약"의 사용에 의해, 값이 근사치로 표현된 경우, 특정 값이 또 다른 구현예를 형성하는 것으로 이해될 것이다. 범위의 각 말단 점은 나머지 다른 말단 점과 관련하여, 그리고 나머지 다른 말단 점과는 독립적으로 모두 의미 있는 것으로 더욱 이해될 것이다.
여기에 사용된 바와 같은 방향 용어 - 예를 들어, 위, 아래, 우측, 좌측, 앞, 뒤, 상부, 하부 -는 오직 도시된 대로의 도면들을 참조하여 만들어진 것이고, 절대적인 방향을 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
달리 명시적으로 언급이 없는 한, 여기에서 서술된 임의의 방법은, 이의 단계들이 특정 순서로 수행되거나, 또는 임의의 장치에서 특정 방향이 요구되는 것을 요구한다고 해석되는 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 이의 단계들이 수반되는 순서를 사실상 열거하지 않거나, 또는 임의의 장치 청구항이 개별적인 구성요소에 대한 순서 또는 방향을 사실상 열거하지 않거나, 또는 단계들이 특정한 순서로 제한되거나, 또는 장치의 구성요소에 대한 특정 순서 또는 방향이 열거되지 않은 것으로 청구범위 또는 상세한 설명에서 구체적으로 언급되지 않는 경우, 이것은, 어떤 면에서, 특정 순서 또는 방향으로 추정되는 것으로 의도되지 않는다. 이것은, 단계의 배열, 작동의 흐름, 구성요소의 순서, 또는 구성요소의 방향에 관한 논리의 문제; 문법적 구성 또는 구두점에서 파생된 일반 의미; 및 본 명세서에서 기재된 구현예들의 수 또는 타입을 포함하는, 해석에 대한 어떤 가능한 비-표현적 근거에 대해서도 마찬가지다.
여기에서 사용된 바와 같이, 단수 형태 "일" 및 "그"는 문맥이 명백하게 달리 나타내지 않는 한 복수 지시 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "일" 구성요소에 대한 언급은, 문맥이 달리 명백하게 나타내지 않는 한, 2개 이상의 그러한 구성요소를 갖는 관점을 포함한다.
유리 조성물 중 특정 구성 성분의 농도 및/또는 부존재를 설명하기 위해 사용되는 용어 "실질적으로 없는"은 구성 성분이 유리 조성물에 의도적으로 첨가되지 않음을 의미한다. 그러나, 유리 조성물은 오염물질이나 트램프로서 0.1 mol% 미만의 양으로 구성성분의 극미량(trace)을 함유할 수 있다.
유리 조성물 중 특정 구성 성분의 농도 및/또는 부존재를 기재하기 위해 사용되는 용어 "0 몰%" 및 "없는"은 구성 성분이 유리 조성물에 존재하지 않음을 의미한다.
여기에 기재된 유리 조성물의 구현예에서, 구성 성분(예를 들어, SiO2, Al2O3 등)의 농도는 달리 명시되지 않는 한 산화물 기준으로 몰%(mol%)로 명시된다.
투과율 데이터는 적분구(integrating sphere)를 갖는 X-Rite Ci7860 벤치탑 분광광도계를 사용하여 측정된다. 측정은 확산 투과율과 정반사 투과율을 모두 포함하는 총계이다.
여기에서 사용된 바와 같은, 용어 "평균 투과율"은 동일하게 가중치를 준 각각의 정수로 표시된 파장으로 주어진 파장 범위 내에서 수행된 투과율 측정의 평균을 지칭한다. 여기에 기재된 구현예에서, "평균 투과율"은 400 nm 내지 700 nm(말당점 포함)의 파장 범위에 걸쳐 보고된다.
여기에서 사용된 바와 같은, 용어 "투과 헤이즈"는 전체 투과에 걸쳐 모든 투과된 빛에 대하여 법선으로부터 2.5°보다 큰 각도에서 산란된 투과된 빛의 비율을 지칭한다. 여기에 기재된 바와 같은, 투과 헤이즈는, 달리 명시하지 않는 한, 2 mm 두께에서 400 nm 내지 700 nm의 파장 범위를 갖는 표준 CIE-C 광원을 사용하여 ASTM D1003에 따라 측정된다.
여기에서 사용된 바와 같은, 용어 "용융점"은 ASTM C338에 따라 측정된 유리 조성물의 점도가 200 포이즈인 온도를 지칭한다.
여기에서 사용된 바와 같은, 용어 "연화점"은, 유리 조성물의 점도가 1x107.6 포이즈일 때의 온도를 지칭한다. 연화점은 ASTM C1351M과 유사하게 온도의 함수로서 무기 유리의 점도를 107 내지 109 포이즈로 측정하는 평행 판 점도법에 따라 측정된다.
여기에서 사용된 바와 같은, 용어 "어닐링점"은 ASTM C598에 따라 측정된 유리 조성물의 점도가 1x1013.18 포이즈일 때의 온도를 지칭한다.
여기에서 사용된 바와 같은, 용어 "변형점"은 ASTM C598에 따라 측정된 유리 조성물의 점도가 1x1014.68 포이즈일 때의 온도를 지칭한다.
여기에서 사용된 바와 같은, 용어 "액상선 점도(liquidus viscosity)"는 실투의 개시에서(즉, ASTM C829-81에 따른 구배 퍼니스 방법으로 측정된 액상선 온도에서) 유리 조성물의 점도를 지칭한다.
여기에서 사용된 바와 같은, 용어 "액상선 온도(liquidus temperature)"는 전구체 유리 조성물이, ASTM C829-81에 따른 구배 퍼니스 방법으로 결정되었을 때, 실투되기 시작할 때의 온도를 지칭한다.
여기에 기재된 바와 같은, 유리 조성물의 탄성 계수(영률이라고도 지칭함)는 기가파스칼(GPa) 단위로 제공되며, ASTM C623에 따라 측정된다.
여기에 기재된 바와 같은, 유리-세라믹 물품의 전단 계수(shear modulus)는 기가파스칼(GPa) 단위로 제공되며, ASTM C623에 따라 측정된다.
여기에 기재된 바와 같은, 비커스 경도는 수정된 ASTM C1327에 따라 측정된다. 200 g의 하중이 사용되었다. 추가적으로, 연구 등급의 반사광 현미경이 대각선 길이를 측정하는데 사용되었다.
여기에 기재된 바와 같은, 푸아송 비는 ASTM C623에 따라 측정된다.
여기에 기재된 바와 같은, 용어 "선형 열팽창 계수" 및 "CTE"는 ASTM E228-85에 따라, 25℃ 내지 300℃의 온도 범위에 걸쳐 평균으로서 측정되고, "x 10-7/℃"로 표현된다.
여기에 기재된 바와 같은, 밀도는 ASTM C693-93의 부력 방법에 의해 측정된다.
여기에서 사용된 바와 같은, 용어 "상 분리가능한 유리 조성물"은, 열 처리 등과 같은 상 분리 처리에 노출시, 2개 이상의 별개의 상으로 상 분리를 겪는 유리 조성물을 지칭한다.
여기에 기재된 바와 같은, 굴절률은 ASTM E1967에 따라 측정된다.
여기에 기재된 바와 같은, 용융 저항률은 "S. L. Schiefelbein, N. A. Fried, K. G. Rhoads, D. R. Sadoway: "A high-accuracy, calibration-free technique for measuring the electrical conductivity of liquids"; Review of Scientific Instruments, vol. 69, Sept 1998, no. 9, p 153-158"에서 설명된 바와 같이, 1300℃ 내지 1550℃에에서 백금 동축(coaxial) 프로브 방법에 따라 측정된다.
여기에 기재된 바와 같은, 용어 "다공도"는, 유리가 상호 연결된 기공의 네트워크를 포함하고, 주사 전자 현미경(SEM)을 사용하여 측정되는 경우에서, 개방 다공도를 지칭한다. 이미지 분석이 개방 및 폐쇄 기공의 맵을 생성하는데 사용되고, 이는 다공도의 계산을 할 수 있게 한다.
여기에 기재된 바와 같은, 용어 "평균 기공 크기"는, 유리가 상호연결된 기공의 네트워크를 포함하고, SEM을 사용하여 측정되는 경우에서, 개방 다공도를 지칭한다. 이미지 분석이 유리의 영역 내의 개방 기공의 지도를 생성하는데 사용되고, 이는 평균 기공 크기의 계산을 할 수 있게 한다.
일반적으로, AR 유리 적층 물품에서 클래딩층은 상 분리 및 에칭을 포함하는 2-단계 공정을 사용하여 달성될 수 있다. 그러나, 유리 적층체의 클래딩층을 형성하는 데 사용되는 종래의 유리 조성물은 최종 제품을 얻기 위해 더 높은 공정 온도, 더 긴 기간, 및/또는 용융을 위한 더 큰 에너지를 필요로 하고, 이에 의하여 AR 유리 적층 물품을 형성하는데 필요한 비용과 시간을 증가시킬 수 있다.
전술한 문제를 완화시키는 유리 조성물 및 이로부터 형성된 유리 적층 물품이 여기에서 개시된다. 구체적으로, 여기에 기재된 유리 조성물은 R2O(즉, Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, 및/또는 Cs2O)의 농도를 포함하며, 이는, 상대적으로 더 낮은 온도에서 상대적으로 더 빠르게 상 분리될 수 있는 유리 조성물이, AR 유리 적층 물품을 생산하는 것을 가능하게 한다. 더욱이, R2O의 농도는 또한 유리 조성물의 용융 저항률을 낮추어, 유리 조성물이 더 쉽게 용융되도록 한다.
여기에 기재된 유리 조성물은, 유리 적층체의 유리 클래딩층을 형성하는데 사용되며, 상 분리 처리에 노출시 상 분리가 일어나기 쉽다. 구현예들에서, 유리 클래딩층의 상 분리된 유리는, 스피노달 상 분리된 유리일 수 있다(즉, 유리 클래딩층은 스피노달 분해되기 쉬운 유리 조성물로부터 형성된다). 이들 실시 구현예들에서, 유리 클래딩층은, 제1 상의 상호연결된 매트릭스 전체에 분산된 적어도 하나의 제2 상을 갖는 제1 상으로부터 형성된 유리의 상호연결된 매트릭스를 포함한다. 적어도 하나의 제2 상은 그 자체가 제1 상의 상호연결된 매트릭스 내에서 상호연결될 수 있다. 이들 구현예들에서, 제1 상 및 적어도 하나의 제2 상은 물, 알칼리성 용액 및/또는 산성 용액에서 상이한 용해 속도를 가질 수 있다. 예를 들어, 상 분리된 유리 클래딩층에 존재하는 적어도 하나의 제2 상은 제1 상보다 물 및/또는 산성 용액에서 더 쉽게 용해될 수 있다. 대안적으로, 상 분리된 유리 클래딩층에 존재하는 제1 상은, 적어도 하나의 제2 상보다 물 및/또는 산성 용액에서 더 쉽게 용해될 수 있다. 이러한 특성은, 제1 상 또는 적어도 하나의 제2 상이, 유리 클래딩 층으로부터 선별적으로 제거될 수 있게 하여, 유리 클래딩층이 상 분리된 유리 조성물의 나머지 상으로부터 형성된 다공성의 상호연결된 매트릭스가 되도록 한다. 상 분리된 유리 조성물의 나머지 상은, AR 유리 적층 물품을 달성하는데 필요한 물리적 특성(예를 들어, 굴절률, 평균 기공 크기, 다공도)을 가질 수 있다.
이러한 상 분리가능한 유리 조성물은, 개질된 알루미노보로실리케이트 유리 조성물(즉, 알칼리 및 알칼리 토류 원소를 함유하는 알루미노보로실리케이트)로서 기재될 수 있으며, SiO2, Al2O3, 및 B2O3를 포함한다. 여기에 기재된 유리 조성물은 R2O를 포함하고, Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, 및 Cs2O의 합이며, 상 분리를 촉진하고, 유리 조성물의 액상선 점도를 증가시켜, 유리 조성물이 상대적으로 더 낮은 온도에서 및 상대적으로 더 짧은 기간 동안 상 분리될 수 있도록 한다. R2O는 또한 유리 조성물의 용융 저항률을 낮춤으로써 용융 거동을 개선시킨다. 여기에 기재된 유리 조성물은, R2O와 마찬가지로, 용융에 필요한 온도를 낮추고 용융 거동을 개선하는데 도움이 되는, MgO, CaO 및 SrO를 더욱 포함한다.
SiO2는 여기에 기재된 유리 조성물에서 주요 유리 형성제이며, 유리 네트워크 구조를 안정화시키는 기능을 할 수 있다. 유리 조성물에서 SiO2 농도는 기본적인(basic) 유리 형성 능력을 제공하기 위해 충분히 높아야 한다(예를 들어, 50 mol% 이상). 순수한 SiO2 유리 또는 고 SiO2 유리의 용융 온도는 바람직하지 않게 높기 때문에, 유리 조성물의 용융점을 제어하기 위해 SiO2의 양은 제한될 수 있다(예를 들어, 80 몰% 이하로). 따라서, SiO2의 농도를 제한하는 것은, 유리 조성물의 용융성 및 성형성(formability)을 개선시키는데 도움이 될 수 있다.
따라서, 구현예들에서, 유리 조성물은 50 mol% 이상 80 mol% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 55 mol% 이상 75 mol% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 60 mol% 이상 70 mol% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 중 SiO2의 농도는 50 mol% 이상, 55 mol% 이상, 또는 심지어 60 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 중 SiO2의 농도는 80 mol% 이하, 75 mol% 이하, 또는 심지어 70 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 중 SiO2의 농도는 50 mol% 이상 80 mol% 이하, 50 mol% 이상 75 mol% 이하, 50 mol% 이상 70 mol% 이하, 55 mol% 이상 80 mol% 이하, 55 mol% 이상 75 mol% 이하, 55 mol% 이상 70 mol% 이하, 60 mol% 이상 80 mol% 이하, 60 mol% 이상 75 mol% 이하, 또는 심지어 60 mol% 이상 70 mol% 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다.
SiO2와 마찬가지로, Al2O3도 또한 유리 네트워크를 안정화할 수 있으며, 추가적으로 유리 조성물에 개선된 기계적 특성 및 화학적 내구성을 제공한다. Al2O3의 양은 또한 유리 조성물의 점도를 제어하기 위해 조정될 수 있다. Al2O3의 양이 너무 많으면(예를 들어, 15 mol% 초과), 용융물의 점도가 증가할 수 있고, 이에 의하여 유리 조성물의 성형성(formability)을 저하시킬 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 5 mol% 이상 15 mol% 이하의 Al2O3를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 6 mol% 이상 13 mol% 이하의 Al2O3를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 7 mol% 이상 11 mol% 이하의 Al2O3를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 중 Al2O3의 농도는 5 mol% 이상, 6 mol% 이상, 또는 심지어 7 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 중 Al2O3의 농도는 15 mol% 이하, 13 mol% 이하, 11 mol% 이하, 또는 심지어 9 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 중 Al2O3의 농도는 5 mol% 이상 15 mol% 이하, 5 mol% 이상 13 mol% 이하, 5 mol% 이상 11 mol% 이하, 5 mol% 이상 9 mol% 이하, 6 mol% 이상 15 mol% 이하, 6 mol% 이상 13 mol% 이하, 6 mol% 이상 11 mol% 이하, 6 mol% 이상 9 mol% 이하, 7 mol% 이상 15 mol% 이하, 7 mol% 이상 13 mol% 이하, 7 mol% 이상 11 mol% 이하, 또는 심지어 7 mol% 이상 9 mol% 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다.
SiO2 및 Al2O3와 마찬가지로, B2O3는 유리 네트워크의 형성에 기여한다. B2O3는 유리 조성물의 용융 온도를 감소시킨다. 부가적으로, 유리 조성물에 B2O3를 포함시키는 것은 또한 유리 조성물을 실리카-풍부한 상과 산화붕소-풍부한 상으로 분리하는 것을 촉진시킬 수 있다. 이러한 구현예들에서, 실리카-풍부한 상은, 산화붕소-풍부한 상보다 물 및/또는 산성 용액에서 용해에 덜 민감할 수 있으며, 이는 결과적으로 산화붕소-풍부한 상의 선별적인 제거 및 유리 적층 물품에서 다공성 미세 구조의 형성을 촉진한다. 구현예들에서, 유리 조성물은 10 mol% 이상 25 mol% 이하의 B2O3를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 13 mol% 이상 25 mol% 이하의 B2O3를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 14 mol% 이상 22 mol% 이하의 B2O3를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 15 mol% 이상 19 mol% 이하의 B2O3를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 중 B2O3의 농도는 10 mol% 이상, 13 mol% 이상, 14 mol% 이상, 또는 심지어 15 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 중 B2O3의 농도는 25 mol% 이하, 22 mol% 이하, 19 mol% 이하, 또는 심지어 17 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 중 B2O3의 농도는 10 mol% 이상 25 mol% 이하, 10 mol% 이상 22 mol% 이하, 10 mol% 이상 19 mol% 이하, 10 mol% 이상 17 mol% 이하, 13 mol% 이상 25 mol% 이하, 13 mol% 이상 22 mol% 이하, 13 mol% 이상 19 mol% 이하, 13 mol% 이상 17 mol% 이하, 14 mol% 이상 25 mol% 이하, 14 mol% 이상 22 mol% 이하, 14 mol% 이상 19 mol% 이하, 14 mol% 이상 17 mol% 이하, 15 mol% 이상 25 mol% 이하, 15 mol% 이상 22 mol% 이하, 15 mol% 이상 19 mol% 이하, 또는 심지어 15 mol% 이상 17 mol% 이상, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다.
여기에서 사용된 바와 같은, R2O는 유리 조성물에 존재하는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, 및 Cs2O의 (몰%로)합이다 (즉, R2O = Li2O (mol%) + Na2O (mol%) + K2O (mol%) + Rb2O (mol%) + Cs2O (mol%)). 여기에 기재된 바와 같은, 유리 조성물에서 R2O는 상 분리를 촉진시키고, 유리 조성물의 액상선 점도를 증가시켜, 유리 조성물이 상대적으로 더 짧은 기간 동안 더 낮은 온도에서 상 분리될 수 있도록 한다. 특히, R2O는 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도를 낮추는데 도움을 주고, 이에 의하여, 예를 들어, 유리 조성물 중 더 많은 양의 SiO2로 인한 유리 조성물의 연화점 및 몰딩 온도의 증가를 상쇄시킨다. R2O는 또한, 유리 조성물이 더 쉽게 용융될 수 있도록, 유리 조성물의 용융 저항률을 낮춤으로써 용융 거동을 개선한다.
구현예들에서, 유리 조성물에서 R2O의 농도는 0.1 mol% 이상 15 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 R2O의 농도는 0.25 mol% 이상 12 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 R2O의 농도는 0.5 mol% 이상 10 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 R2O의 농도는 0.1 mol% 이상, 0.25 mol% 이상, 0.5 mol% 이상, 0.75 mol% 이상, 또는 심지어 1 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 R2O의 농도는 15 mol% 이하, 12 mol% 이하, 10 mol% 이하, 8 mol% 이하, 5 mol% 이하, 또는 심지어 2 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 R2O의 농도는 0.1 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 2 mol% 이하, 1 mol% 이상 15 mol% 이하, 1 mol% 이상 12 mol% 이하, 1 mol% 이상 10 mol% 이하, 1 mol% 이상 8 mol% 이하, 1 mol% 이상 5 mol% 이하, 또는 심지어 1 mol% 이상 2 mol% 이상, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 0 mol% 이상의 Li2O를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 Li2O의 농도는 0 mol% 이상, 0.25 mol% 이상, 0.5 mol% 이상, 0.75 mol% 이상, 또는 심지어 1 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 Li2O의 농도는 15 mol% 이하, 12 mol% 이하, 10 mol% 이하, 8 mol% 이하, 5 mol% 이하, 또는 심지어 2 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 Li2O의 농도는 0 mol% 이상 15 mol% 이하, 0 mol% 이상 12 mol% 이하, 0 mol% 이상 10 mol% 이하, 0 mol% 이상 8 mol% 이하, 0 mol% 이상 5 mol% 이하, 0 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 2 mol% 이하, 1 mol% 이상 15 mol% 이하, 1 mol% 이상 12 mol% 이하, 1 mol% 이상 10 mol% 이하, 1 mol% 이상 8 mol% 이하, 1 mol% 이상 5 mol% 이하, 또는 심지어 1 mol% 이상 2 mol% 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 Li2O가 없거나 또는 실질적으로 없을 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 0 mol% 이상의 Na2O를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 Na2O의 농도는 0 mol% 이상, 0.25 mol% 이상, 0.5 mol% 이상, 0.75 mol% 이상, 또는 심지어 1 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 Na2O의 농도는 15 mol% 이하, 12 mol% 이하, 10 mol% 이하, 8 mol% 이하, 5 mol% 이하, 또는 심지어 2 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 Na2O의 농도는 0 mol% 이상 15 mol% 이하, 0 mol% 이상 12 mol% 이하, 0 mol% 이상 10 mol% 이하, 0 mol% 이상 8 mol% 이하, 0 mol% 이상 5 mol% 이하, 0 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 2 mol% 이하, 1 mol% 이상 15 mol% 이하, 1 mol% 이상 12 mol% 이하, 1 mol% 이상 10 mol% 이하, 1 mol% 이상 8 mol% 이하, 1 mol% 이상 5 mol% 이하, 또는 심지어 1 mol% 이상 2 mol% 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 Na2O가 없을 수 있거나 또는 실질적으로 없을 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 0 mol% 이상의 K2O를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 K2O의 농도는 0 mol% 이상, 0.25 mol% 이상, 0.5 mol% 이상, 0.75 mol% 이상, 또는 1 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 K2O의 농도는 15 mol% 이하, 12 mol% 이하, 10 mol% 이하, 8 mol% 이하, 5 mol% 이하, 또는 심지어 2 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 K2O의 농도는 0 mol% 이상 15 mol% 이하, 0 mol% 이상 12 mol% 이하, 0 mol% 이상 10 mol% 이하, 0 mol% 이상 8 mol% 이하, 0 mol% 이상 5 mol% 이하, 0 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 2 mol% 이하, 1 mol% 이상 15 mol% 이하, 1 mol% 이상 12 mol% 이하, 1 mol% 이상 10 mol% 이하, 1 mol% 이상 8 mol% 이하, 1 mol% 이상 5 mol% 이하, 또는 심지어 1 mol% 이상 2 mol% 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에는 K2O가 없을 수 있거나 또는 실질적으로 없을 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 0 mol% 이상의 Rb2O를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 Rb2O의 농도는 0 mol% 이상, 0.25 mol% 이상, 0.5 mol% 이상, 0.75 mol% 이상, 또는 심지어 1 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 Rb2O의 농도는 15 mol% 이하, 12 mol% 이하, 10 mol% 이하, 8 mol% 이하, 5 mol% 이하, 또는 심지어 2 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성에서 Rb2O의 농도는 0 mol% 이상 15 mol% 이하, 0 mol% 이상 12 mol% 이하, 0 mol% 이상 10 mol% 이하, 0 mol% 이상 8 mol% 이하, 0 mol% 이상 5 mol% 이하, 0 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 2 mol% 이하, 1 mol% 이상 15 mol% 이하, 1 mol% 이상 12 mol% 이하, 1 mol% 이상 10 mol% 이하, 1 mol% 이상 8 mol% 이하, 1 mol% 이상 5 mol% 이하, 또는 심지어 1 mol% 이상 2 mol% 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에는 Rb2O가 없을 수 있거나 또는 실질적으로 없을 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 0 mol% 이상의 Cs2O를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 Cs2O의 농도는 0 mol% 이상, 0.25 mol% 이상, 0.5 mol% 이상, 0.75 mol% 이상, 또는 심지어 1 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 Cs2O의 농도는 15 mol% 이하, 12 mol% 이하, 10 mol% 이하, 8 mol% 이하, 5 mol% 이하, 또는 심지어 2 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 Cs2O의 농도는 0 mol% 이상 15 mol% 이하, 0 mol% 이상 12 mol% 이하, 0 mol% 이상 10 mol% 이하, 0 mol% 이상 8 mol% 이하, 0 mol% 이상 5 mol% 이하, 0 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 15 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 12 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 10 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 2 mol% 이하, 1 mol% 이상 15 mol% 이하, 1 mol% 이상 12 mol% 이하, 1 mol% 이상 10 mol% 이하, 1 mol% 이상 8 mol% 이하, 1 mol% 이상 5 mol% 이하, 또는 심지어 1 mol% 이상 2 mol% 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 Cs2O가 없을 수 있거나 또는 실질적으로 없을 수 있다.
여기에 기재된 유리 조성물은 MgO, CaO, 및 SrO를 더욱 포함한다. 이들 알칼리 토류 산화물은 일반적으로 용융에 필요한 온도를 낮춤으로써 유리 조성물의 용융 거동을 개선한다. 게다가, 몇 개의 상이한 알칼리 토류 산화물의 조합은 유리 조성물의 액상선 온도를 낮추는데 및 유리 조성물의 액상선 점도를 높이는데 도움이 될 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 1.5 mol% 이상 5 mol% 이하의 MgO를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 1.75 mol% 이상 4 mol% 이하의 MgO를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 2 mol% 이상 및 3 mol% 이하의 MgO를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 MgO의 농도는 1.5 mol% 이상, 1.75 mol% 이상, 또는 심지어 2 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 MgO의 농도는 5 mol% 이하, 4 mol% 이하, 또는 심지어 3 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 MgO의 농도는 1.5 mol% 이상 5 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 4 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 3 mol% 이하, 1.75 mol% 이상 5 mol% 이하, 1.75 mol% 이상 4 mol% 이하, 1.75 mol% 이상 3 mol% 이하, 2 mol% 이상 5 mol% 이하, 2 mol% 이상 4 mol% 이하, 또는 심지어 2 mol% 이상 3 mol% 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 4 mol% 이상 및 12 mol% 이하의 CaO를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 4.5 mol% 이상 10 mol% 이하의 CaO를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 5 mol% 이상 및 9 mol% 이하의 CaO를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 CaO의 농도는 4 mol% 이상, 4.5 mol% 이상, 5 mol% 이상, 5.5 mol% 이상, 또는 심지어 6 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 CaO의 농도는 12 mol% 이하, 10 mol% 이하, 9 mol% 이하, 또는 심지어 8 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 CaO의 농도는 4 mol% 이상 12 mol% 이하, 4 mol% 이상 10 mol% 이하, 4 mol% 이상 9 mol% 이하, 4 mol% 이상 8 mol% 이하, 4.5 mol% 이상 12 mol% 이하, 4.5 mol% 이상 10 mol% 이하, 4.5 mol% 이상 9 mol% 이하, 4.5 mol% 이상 8 mol% 이하, 5 mol% 이상 12 mol% 이하, 5 mol% 이상 10 mol% 이하, 5 mol% 이상 9 mol% 이하, 5 mol% 이상 8 mol% 이하, 5.5 mol% 이상 12 mol% 이하, 5.5 mol% 이상 10 mol% 이하, 5.5 mol% 이상 9 mol% 이하, 5.5 mol% 이상 8 mol% 이하, 6 mol% 이상 12 mol% 이하, 6 mol% 이상 10 mol% 이하, 6 mol% 이상 9 mol% 이하, 또는 심지어 6 mol% 이상 8 mol% 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하의 SrO를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 0.75 mol% 이상 4 mol% 이하의 SrO를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 1 mol% 이상 3 mol% 이하의 SrO를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 SrO의 농도는 0.5 mol% 이상, 0.75 mol% 이상, 또는 심지어 1 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 SrO의 농도는 0.5 mol% 이상, 0.75 mol% 이상, 또는 심지어 1 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 SrO의 농도는 5 mol% 이하, 4 mol% 이하, 3 mol% 이하, 또는 심지어 2 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 SrO의 농도는 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 3 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 3 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 2 mol% 이하, 1 mol% 이상 5 mol% 이하, 1 mol% 이상 4 mol% 이하, 1 mol% 이상 3 mol% 이하, 또는 심지어 1 mol% 이상 2 mol% 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 BaO를 더욱 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 0 mol% 초과 5 mol% 이하의 BaO를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 0 mol% 초과 4 mol% 이하의 BaO를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 0 mol% 초과 3 mol% 이하의 BaO를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 BaO의 농도는 0 mol% 초과, 0.5 mol% 이상, 또는 심지어 1 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 BaO의 농도는 5 mol% 이하, 4 mol% 이하, 3 mol% 이하, 또는 심지어 2 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 BaO의 농도는 0 mol% 초과 5 mol% 이하, 0 mol% 초과 4 mol% 이하, 0 mol% 초과 3 mol% 이하, 0 mol% 초과 2 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 3 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 2 mol% 이하, 1 mol% 이상 5 mol% 이하, 1 mol% 이상 4 mol% 이하, 1 mol% 이상 3 mol% 이하, 또는 심지어 1 mol% 이상 2 mol% 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 BaO가 없을 수 있거나 또는 실질적으로 없을 수 있다.
구현예들에서, 여기에 기재된 유리 조성물은 하나 이상의 청징제를 더욱 포함할 수 있다. 구현예들에서, 청징제는 예를 들어 SnO2를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 0 mol% 초과 및 0.5 mol% 이하의 SnO2를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 0.01 mol% 이상 0.25 mol% 이하의 SnO2를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 0.05 mol% 이상 0.1 mol% 이하의 SnO2를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 0.1 mol% 이상 0.5 mol% 이하의 SnO2를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 SnO2의 농도는 0 mol% 초과, 0.01 mol% 이상, 0.05 mol% 이상, 또는 심지어 0.1 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 SnO2의 농도는 0.5 mol% 이하, 0.25 mol% 이하, 또는 심지어 0.1 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물에서 SnO2의 농도는 0 mol% 초과 0.5 mol% 이하, 0 mol% 초과 0.25 mol% 이하, 0 mol% 초과 0.1 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.25 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.1 mol% 이하, 0.05 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.05 mol% 이상 0.25 mol% 이하, 0.05 mol% 이상 0.1 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 또는 심지어 0.1 mol% 이상 0.25 mol% 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 SnO2가 없을 수 있거나 또는 실질적으로 없을 수 있다.
구현예들에서, 여기에 기재된 유리 조성물은 TiO2, MnO, MoO3, WO3, Y2O3, CdO, As2O3, Sb2O3와 같은 트램프 물질(tramp materials), 황산염과 같은 황-계 화합물, 할로겐, 또는 이들의 조합을 더욱 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 개별 트램프 물질, 트램프 물질의 조합, 또는 모든 트램프 물질이 없을 수 있거나 또는 실질적으로 없을 수 있다. 예를 들어, 구현예들에서, 유리 조성물은 TiO2, MnO, MoO3, WO3, Y2O3, CdO, As2O3, Sb2O3, 황-계 화합물, 예를 들어 황산염, 할로겐, 또는 이들의 조합이 없을 수 있거나 또는 실질적으로 없을 수 있다.
구현예들에서, 유리 클래딩층을 형성하기 위해 사용된 여기에 기재된 유리 조성물은 이들을 용융 인발 공정에 사용하기에 적합하게 만들고, 특히, 용융 적층 공정을 위한 유리 클래딩 조성물로서 사용하기에 적합하게 만드는 액상선 점도를 갖는다. 예를 들어, 구현예들에서, 유리 조성물은 10 kP 이상, 50 kP 이상, 100 kP 이상, 250 kP 이상, 또는 심지어 500 kP 이상의 액상선 점도를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 15000 kP 이하, 5000 kP 이하, 2500 kP 이하, 또는 심지어 1000 kP 이하의 액상선 점도를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 10 kP 이상 15000 kP 이하, 10 kP 이상 5000 kP 이하, 10 kP 이상 2500 kP 이하, 10 kP 이상 1000 kP 이하, 50 kP 이상 15000 kP 이하, 50 kP 이상 5000 kP 이하, 50 kP 이상 2500 kP 이하, 50 kP 이상 1000 kP 이하, 100 kP 이상 15000 kP 이하, 100 kP 이상 5000 kP 이하, 100 kP 이상 2500 kP 이하, 100 kP 이상 1000 kP 이하, 250 kP 이상 15000 kP 이하, 250 kP 이상 5000 kP 이하, 250 kP 이상 2500 kP 이하, 250 kP 이상 1000 kP 이하, 500 kP 이상 15000 kP 이하, 500 kP 이상 5000 kP 이하, 500 kP 이상 2500 kP 이하, 또는 심지어 500 kP 이상 1000 kP 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 액상선 점도를 가질 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 850℃ 이상 또는 심지어 900℃ 이상의 액상선 온도를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 1050℃ 이하 또는 심지어 1000℃ 이하의 액상선 온도를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 850℃ 이상 1050℃ 이하, 850℃ 이상 1000℃ 이하, 900℃ 이상 1050℃ 이하, 또는 심지어 900℃ 이상 1000℃ 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 액상선 온도를 가질 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 800℃ 이상 또는 심지어 850℃ 이상의 변형점을 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 1000℃ 이하 또는 심지어 950℃ 이하의 변형점을 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 800℃ 이상 1000℃ 이하, 800℃ 이상 950℃ 이하, 850℃ 이상 1000℃ 이하, 또는 심지어 850℃ 이상 950℃ 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 변형점을 가질 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 550℃ 이상 또는 심지어 600℃ 이상의 어닐링점을 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 750℃ 이하 또는 심지어 700℃ 이하의 어닐링점을 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 550℃ 이상 750℃ 이하, 550℃ 이상 700℃ 이하, 600℃ 이상 750℃ 이하, 또는 심지어 600℃ 이상 700℃ 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 어닐링점을 가질 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 500℃ 이상 또는 심지어 550℃ 이상의 연화점을 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 700℃ 이하 또는 심지어 650℃ 이하의 연화점을 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 500℃ 이상 700℃ 이하, 500℃ 이상 650℃ 이하, 550℃ 이상 700℃ 이하, 또는 심지어 550℃ 이상 650℃ 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 연화점을 가질 수 있다.
여기에 기재된 바와 같이, 유리 조성물은 용융 거동을 개선시키는 R2O를 포함한다. 특히, 알칼리 이온 이동성은 알칼리 토류 및 Al2O3, B2O3, 및 SiO2와 같은 네트워크 산화물보다 높으며, 유리 조성물의 용융 저항률을 낮춘다. 구현예들에서, 유리 조성물은 0.5 ohm-m 이상 15 ohm-m 이하의 용융 저항률을 가질 수 있다. 구현예들에서에서, 유리 조성물은 0.5 ohm-m 이상, 1 ohm-m 이상, 2 ohm-m 이상, 또는 심지어 3 ohm-m 이상의 용융 저항률을 가질 수 있다. 구현예들에서에서, 유리 조성물은 15 ohm-m 이하, 12.5 ohm-m 이하, 10 ohm-m 이하, 또는 심지어 7.5 ohm-m 이하의 용융 저항률을 가질 수 있다. 구현예들에서에서, 유리 조성물은 0.5 ohm-m 이상 15 ohm-m 이하, 0.5 ohm-m 이상 12.5 ohm-m 이하, 0.5 ohm-m 이상 10 ohm-m 이하, 0.5 ohm-m 이상 7.5 ohm-m 이하, 1 ohm-m 이상 15 ohm-m 이하, 1 ohm-m 이상 12.5 ohm-m 이하, 1 ohm-m 이상 10 ohm-m 이하, 1 ohm-m 이상 7.5 ohm-m 이하, 2 ohm-m 이상 15 ohm-m 이하, 2 ohm-m 이상 12.5 ohm-m 이하, 2 ohm-m 이상 10 ohm-m 이하, 2 ohm-m 이상 7.5 ohm-m 이하, 3 ohm-m 이상 15 ohm-m 이하, 3 ohm-m 이상 12.5 ohm-m 이하, 3 ohm-m 이상 10 ohm-m 이하, 또는 심지어 3 ohm-m 이상 7.5 ohm-m 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 용융 저항률을 가질 수 있다.
여기에 기재된 유리 조성물은 개선된 기계적 특성(예를 들어, 전단 계수, 영률, 비커스 경도)을 가질 수 있다. 이론에 구속되는 것을 바라는 것은 아니지만, R2O의 존재로 인해 유리 형성 공정은 상 분리 열 처리 전에 유리의 일부에서 상 분리를 발생시킬 수 있다. 이러한 상 분리는 개선된 기계적 특성으로 이어질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 20 GPa 이상 35 GPa 이하의 전단 계수를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 20 GPa 이상 또는 심지어 25 GPa 이상의 전단 계수를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 35 GPa 이하 또는 심지어 30 GPa 이하의 전단 계수를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 20 GPa 이상 35 GPa 이하, 20 GPa 이상 30 GPa 이하, 25 GPa 이상 35 GPa 이하, 또는 심지어 25 GPa 이상 30 GPa 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 전단 계수를 가질 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 60 GPa 이상 75 GPa 이하의 영률을 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 60 GPa 이상 또는 심지어 65 GPa 이상의 영률을 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 75 GPa 이하 또는 심지어 70 GPa 이하의 영률을 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 60 GPa 이상 75 GPa 이하, 60 GPa 이상 70 GPa 이하, 65 GPa 이상 75 GPa 이하, 또는 심지어 65 GPa 이상 70 GPa 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 영률을 가질 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 500 VHN 이상 650 VHN 이하의 비커스 경도를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물(104a, 104b)은 500 VHN 이상 또는 심지어 550 VHN 이상의 비커스 경도를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 650 VHN 이하 또는 심지어 600 VHN 이하의 비커스 경도를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 500 VHN 이상 650 VHN 이하, 500 VHN 이상 600 VHN 이하, 550 VHN 이상 650 VHN 이하, 또는 심지어 550 VHN 이상 600 VHN 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 비커스 경도를 가질 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 0.15 이상 또는 심지어 0.2 이상의 푸아송 비를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 0.3 이하 또는 심지어 0.25 이하의 푸아송 비를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 0.15 이상 0.3 이하, 0.15 이상 0.25 이하, 0.2 이상 0.3 이하, 또는 심지어 0.2 이상 0.25 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 푸아송 비를 가질 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 25 x 10-7/℃ 이상 또는 심지어 30 x 10-7/℃ 이상의 CTE를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 45 x 10-7/℃ 이하 또는 심지어 40 x 10-7/℃ 이하의 CTE를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 25 x 10-7/℃ 이상 45 x 10-7/℃ 이하, 25 x 10-7/℃ 이상 40 x 10-7/℃ 이하, 30 x 10-7/℃ 이상 45 x 10-7/℃ 이하, 또는 심지어 30 x 10-7/℃ 이상 40 x 10-7/℃ 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 CTE를 가질 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물은 2.25 g/cm3 이상 또는 심지어 2.3 g/cm3 이상의 밀도를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 2.45 g/cm3 이하 또는 심지어 2.4 g/cm3 이하의 밀도를 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물은 2.25 g/cm3 이상 2.45 g/cm3 이하, 2.25 g/cm3 이상 2.4 g/cm3 이하, 2.3 g/cm3 이상 2.45 g/cm3 이하, 또는 심지어 2.3 g/cm3 이상 2.4 g/cm3 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 밀도를 가질 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 여기에 기재된 유리 조성물은 유리 적층 물품(100)과 같은 유리 물품의 유리 클래딩층을 형성하는데 사용될 수 있다. 유리 적층 물품(100)은 유리 코어 조성물로부터 형성된 유리 코어층(102)을 포함한다. 구현예들에서, 유리 코어 조성물은 알칼리 토류 보로알루미노실리케이트 유리(예를 들어, 코닝 이글 XG®), 코닝 포토폼® 유리, 코닝 아이리스TM 유리, 또는 코닝 고릴라® 유리일 수 있다. 구현예들에서, 유리 코어 조성물은 예를 들어 이들의 초-저 자가-형광으로 인해 코닝 이글 XG® 유리 또는 코닝 아이리스TM 유리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 통상의 기술자는 유리 코어 조성물이 특정 클래드 유리 조성물에 맞게 적절하게 팽창 및 점도가 일치(match)어야 한다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 구현예들에서, 점도 일치(match)를 달성하기 위해 유리 코어 조성물에 개질(modification)이 이루어질 수 있다.
유리 코어층(102)은 제1 유리 클래딩층(104a) 및 제2 유리 클래딩층(104b)과 같은 한 쌍의 유리 클래딩층들 사이에 개재될 수 있다. 제1 유리 클래딩 층(104a) 및 제2 유리 클래딩 층(104b)은 각각 제1 유리 클래딩 조성물 및 제2 유리 클래딩 조성물로부터 형성될 수 있다. 구현예들에서, 제1 유리 클래딩 조성물 및/또는 제2 유리 클래딩 조성물은 여기에 기재된 유리 조성물을 포함할 수 있다. 구현예들에서, 제1 유리 클래딩 및 제2 유리 클래딩 조성물은 동일한 조성물일 수 있다. 구현예들에서, 제1 유리 클래딩 조성물과 제2 유리 클래딩 조성물은 상이한 조성물일 수 있다.
도 1은 제1 표면(103a) 및 제1 표면(103a)의 반대편에 있는 제2 표면(103b)을 갖는 유리 코어층(102)을 예시한다. 제1 유리 클래딩층(104a)은 유리 코어층(102)의 제1 표면(103a)에 직접 융합되고, 제2 유리 클래딩층(104b)은 유리 코어층(102)의 제2 표면(103b)에 직접 융합된다. 유리 클래딩층(104a, 104b)은, 유리 코어층(102)과 유리 클래딩층(104a, 104b)의 사이에 배치되고 있는 접착제, 폴리머층, 코팅층 등과 같은 임의의 추가 물질 없이, 유리 코어층(102)에 융합된다. 따라서, 유리 코어층(102)의 제1 표면(103a)은 제1 유리 클래딩층(104a)에 직접 인접하고, 유리 코어층(102)의 제2 표면(103b)은 제2 유리 클래딩층(104b)에 직접 인접해 있다. 구현예들에서, 유리 코어층(102)과 유리 클래딩층(104a, 104b)은 융합 적층 공정을 통해 형성된다. 확산층(미도시)은 유리 코어층(102)과 유리 클래딩층(104a, 104b)의 사이에 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 확산층의 CTE는 유리 코어층(102)과 유리 클래딩층(104a, 104b)의 CTE의 값 사이의 값을 갖는다.
구현예들에서, 유리 적층 물품은 0.1 mm 이상 3 mm 이하, 0.1 mm 이상 2 mm 이하, 0.1 mm 이상 1 mm 이하, 0.3 mm 이상 3 mm 이하, 0.3 mm 이상 2 mm 이하, 0.3 mm 이상 1 mm 이하, 0.5 mm 이상 3 mm 이하, 0.5 mm 이상 2 mm 이하, 또는 심지어 0.5 mm 이상 1 mm 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 두께를 가질 수 있다.
구현예들에서, 유리 적층 물품(100)은 두께 t를 가질 수 있고, 각각의 유리 클래딩층(104a, 104b)은 0.01t 이상 0.35t 이하, 0.01t 이상 0.25t 이하, 0.01t 이상 0.15t 이하, 0.01t 이상 0.1t 이하, 0.025t 이상 0.35t 이하, 0.025t 이상 0.25t 이하, 0.025t 이상 0.15t 이하, 0.025t 이상 0.1t 이하, 0.05t 이상 0.35t 이하, 0.05t 이상 0.25t 이하, 0.05t 이상 0.15t 이하, 또는 심지어 0.05t 이상 0.1t 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 두께를 가질 수 있다.
여기에 기재된 유리 적층 물품(100)은 미국 특허 제4,214,886호에 기재된 공정과 같은 융합 적층 공정에 의해 형성될 수 있고, 이는 여기에 참고로 혼입된다. 예로서 도 2를 참조하면, 유리 적층 물품을 형성하기 위한 적층 융합 인발 장치(200)는 하부 아이소파이프(204) 위에 위치한 상부 아이소파이프(202)를 포함한다. 상부 아이소파이프(202)는, 용융된 유리 클래딩 조성물(206)이 용융기(미도시)로부터 공급되는, 트로프(trough)(210)를 포함한다. 유사하게, 하부 아이소파이프(204)는 용융된 코어 유리 조성물(203)이 용융기(미도시)로부터 공급되는 트로프(212)를 포함한다.
용융 유리 코어 조성물(208)이 트로프(212)를 채울 때, 그것은 트로프(212)를 넘치고, 하부 아이소파이프(204)의 외부 형성 표면(216, 218) 위로 흐른다. 하부 아이소파이프(204)의 외부 형성 표면(216, 218)은 루트(root)(220)에서 수렴한다. 따라서, 외부 형성 표면(216, 218) 위로 흐르는 용융 유리 코어 조성물(208)은 하부 아이소파이프(204)의 루트(220)에서 재결합하고, 이에 의하여 유리 적층 물품의 유리 코어층(102)을 형성한다.
동시에, 용융 유리 클래딩 조성물(206)은 상부 아이소파이프(202)에 형성된 트로프(210)를 넘쳐흐르고, 상부 아이소파이프(202)의 외부 형성 표면(222, 224) 위로 흐른다. 용융 유리 클래딩 조성물(206)은 상부 아이소파이프(202)에 의해 바깥쪽으로 편향되어, 용융 유리 클래딩 조성물(206)이 하부 아이소파이프(204) 주위로 흐르고, 하부 아이소파이프의 외부 형성 표면(216, 218) 위로 흐르는 용융 유리 코어 조성물(208)과 접촉하며, 용융 유리 코어 조성물을 융합하고, 유리 코어층(102) 주위에 유리 클래딩층(104a, 104b)을 형성시킨다.
적층 공정 후 유리 적층 물품(100)의 냉각 시, 유리 코어층(102)과 유리 클래딩층(104a, 104b) 사이의 CTE 차이는 유리 코어층(102)이 유리 클래딩층(104a, 104b)보다 더 많이 수축(contract 또는 shrink)되도록 하기에 충분하다. 이것은 유리 코어층(102)이 인장 상태에 있도록 하고, 유리 클래딩층(104a, 104b)이 압축 상태에 있도록 만든다. 유리 클래딩층(104a, 104b)의 압축 응력은 파괴 형성 및 유리 클래딩층(104a, 104b)으로의 파괴 전파를 억제하고, 이에 의하여 유리 적층 물품(100)을 강화시킨다.
유리 클래딩층(104a, 104b)이 유리 코어층(102)에 융합되고, 이에 의하여 유리 적층 물품(100)을 형성하면, 유리 적층 물품은 선택적으로(optionally), 예를 들어, 진공 몰딩 또는 임의의 다른 종래 유리 성형(shaping) 공정에 의해 원하는 3차원 형태로 성형될 수 있다.
유리 적층 물품(100)이, 유리 클래딩층(104a, 104b)을 유리 코어층(102)에 융합함으로써 형성되고, 선택적으로 성형되면, 유리 적층 물품(100)은 열처리되어 유리 클래딩층(104a, 104b)에서 상 분리를 유도하고, 이에 의하여, 제1 상에서 적어도 하나의 제2 상이 유리 클래딩 층(104a, 104b)에 분산되어 있는 제1 상의 상호 연결된 매트릭스를 생산한다. 열처리 공정은 일반적으로, 유리 적층 물품을 유리 클래딩층(104a, 104b)이 형성되는 상 분리가능한 유리 조성물의 상부 영사관 온도(consulate temperature) 또는 스피노달 온도로 가열하고, 및 유리 적층 물품(100)을 이 온도에서 유리 클래딩층(104a, 104b)에서 원하는 양의 상 분리를 유도하기에 충분한 기간 동안 유지하는 것을 포함한다. 구현예들에서, 유리 클래딩층(104a, 104b)을 가열하는 것은, 유리 클래딩층을 650℃ 이상 850℃ 이하의 온도에서 0.25 시간 이상 8 시간 이하의 기간 동안 유지하는 것을 포함한다. 구현예들에서, 상 분리를 유도하기 위한 가열 온도는 650℃ 이상 850℃ 이하, 650℃ 이상 825℃ 이하, 650℃ 이상 800℃ 이하, 675℃ 이상 850℃ 이하, 675℃ 이상 825℃ 이하, 675℃ 이상 800℃ 이하, 700℃ 이상 850℃ 이하, 700℃ 이상 825℃ 이하, 또는 심지어 700℃ 이상 800℃ 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다. 구현예들에서, 상 분리를 유도하기 위한 가열 기간은 0.25 시간 이상 8 시간 이하, 0.25 시간 이상 6 시간 이하, 0.25 시간 이상 4 시간 이하, 0.5 시간 이상 8 시간 이하, 0.5 시간 이상 6 시간 이하, 0.5 시간 이상 4 시간 이하, 1 시간 이상 8 시간 이하, 1 시간 이상 6 시간 이하, 1 시간 이상 4 시간 이하, 2 시간 이상 8 시간 이하, 2 시간 이상 6 시간 이하, 또는 심지어 2 시간 이상 4 시간 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다.
구현예들에서, 열처리 시간 및 온도는, 적어도 하나의 제2 상이 후속적으로 제1 상으로부터 제거되는 경우, 유리 클래딩층(104a, 104b)이 유리 클래딩층의 결과적으로 생성된 다공성에 기인하는 원하는 굴절률을 갖도록, 선택된다. 좀더 구체적으로, 열처리의 시간 및 온도는, 적어도 하나의 제2 상의 원하는 양 및 분포가, 제1 상의 상호연결된 매트릭스에 존재하도록 선택될 수 있으며, 이는, 제1 상의 상호연결된 매트릭스로부터 제거될 때, 유리 클래딩층(104a, 104b)에서 원하는 굴절률을 생성시킨다.
구현예들에서, 상 분리된 유리 클래딩층은, 0.7 mm의 물품 두께에서 측정될 때, 400 nm 내지 750 nm의 파장 범위에 걸쳐 빛의 85% 이상 99% 이하의 평균 투과율을 가질 수 있다. 구현예들에서, 상 분리된 유리 클래딩층은, 0.7 mm의 물품 두께에서 측정될 때, 400 nm 내지 750 nm의 파장 범위에 걸쳐 빛의 85% 이상 또는 심지어 90% 이상의 평균 투과율을 가질 수 있다. 구현예들에서, 상 분리된 유리 클래딩층은, 0.7 mm의 물품 두께에서 측정될 때, 400 nm 내지 750 nm의 파장 범위에 걸쳐 빛의 99% 이하, 97% 이하, 또는 심지어 95% 이하의 평균 투과율을 가질 수 있다. 구현예들에서, 상 분리된 유리 클래딩층은, 0.7 mm의 물품 두께에서 측정될 때, 400 nm 내지 750 nm의 파장 범위에 걸쳐 빛의 85% 이상 99% 이하, 85% 이상 97% 이하, 85% 이상 95% 이하, 90% 이상 99% 이하, 90% 이상 97% 이하, 또는 심지어 90% 이상 95% 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 평균 투과율을 가질 수 있다.
구현예들에서, 상 분리된 유리 클래딩층은 10% 이상 120% 이하의 투과 헤이즈를 가질 수 있다. 구현예들에서, 상 분리된 유리 클래딩층은 10% 이상, 15% 이상, 또는 심지어 20% 이상의 투과 헤이즈를 가질 수 있다. 구현예들에서, 상 분리된 유리 클래딩층은 120% 이하, 100% 이하, 80% 이하, 60% 이하, 또는 심지어 40% 이하의 투과 헤이즈를 가질 수 있다. 구현예들에서, 상 분리된 유리 클래딩층은 10% 이상 120% 이하, 10% 이상 100% 이하, 10% 이상 80% 이하, 10% 이상 60% 이하, 10% 이상 40% 이하, 15% 이상 120% 이하, 15% 이상 100% 이하, 15% 이상 80% 이하, 15% 이상 60% 이하, 15% 이상 40% 이하, 210% 이상 120% 이하, 20% 이상 100% 이하, 20% 이상 80% 이하, 20% 이상 60% 이하, 또는 심지어 20% 이상 40% 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 투과 헤이즈를 가질 수 있다.
구현예들에서, 유리 클래딩층(104a, 104b)에서 상 분리를 유도하기 위하여 열처리를 한 후에, 유리 적층 물품(100)은, 예를 들어 제1 상의 다공성, 상호연결된 매트릭스가 유리 클래딩 층(104a, 104b)에서 필요할 때, 유리 클래딩층(104a, 104b)의 제1 상의 상호연결된 매트릭스로부터 적어도 하나의 제2 상을 제거하기 위해 더욱 공정처리된다. 이러한 구현예들에서, 적어도 하나의 제2 상은 유리 적층 물품을 에칭함으로써 제1 상의 상호연결된 매트릭스로부터 제거될 수 있다. 여기에서 언급된 바와 같이, 구현예들에서, 적어도 하나의 제2 상은 유리 클래딩층(104a, 104b)의 상 분리된 유리 조성물의 제1 상보다 물, 염기성 용액, 및/또는 산성 용액에서 더 큰 용해 속도를 가져서, 적어도 하나의 제2 상을 제1 상보다 용해되기 더 쉽게 만든다. 불화수소산, 염산, 질산, 황산, 또는 이들의 조합을 포함하되 이에 제한되지 않는 다양한 에칭제 또는 에칭제의 조합이 사용될 수 있다. 유리 적층 물품(100)은, 유리 클래딩층(104a, 104b)에서 제1 상의 상호연결된 매트릭스로부터 적어도 하나의 제2 상을 완전히 제거하기에 충분한 기간 동안 에칭제와 접촉되고, 이에 의하여 제1 상의 다공성, 상호연결된 매트릭스를 남긴다.
여기에 기재된 바와 같이, 상 분리 열 처리는, AR 유리 적층 물품에서 반사-방지 특성을 달성하는데 필요한 물리적 특성(예를 들어, 굴절률, 다공성, 평균 기공 크기)을 달성하도록 맞춤화될 수 있다.
구현예들에서, 에칭된 유리 클래딩층은 반사를 감소시켜 투과율을 증가시키는데 도움이 되도록 1.15 이상 1.3 이하의 유효 굴절률을 갖는다. 특히, 순수 실리카는 더 높은 굴절률(예를 들어, 1.47)을 갖는다. 에칭된 유리 클래딩층은 다공성이고, 따라서, 그의 "유효(effective)" 굴절률은 더 낮다. 구현예들에서, 에칭된 유리 클래딩층의 굴절률은 1.15 이상 또는 심지어 1.2 이상일 수 있다. 구현예들에서, 에칭된 유리 클래딩층의 굴절률은 1.3 이하 또는 심지어 1.25 이하일 수 있다. 구현예들에서, 에칭된 유리 클래딩층의 굴절률은 1.15 이상 1.3 이하, 1.15 이상 1.25 이하, 1.2 이상 1.3 이하, 1.2 이상 1.25 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위일 수 있다.
구현예들에서, 에칭된 유리 클래딩층은 20 nm 이상 60 nm 이하의 평균 기공 크기를 가질 수 있다. 구현예들에서, 에칭된 유리 클래딩 층은 20 nm 이상 또는 심지어 30 nm 이상의 평균 기공 크기를 가질 수 있다. 구현예들에서, 에칭된 유리 클래딩층은 60 nm 이하 또는 심지어 50 nm 이하의 평균 기공 크기를 가질 수 있다. 구현예들에서, 에칭된 유리 클래딩층은 20 nm 이상 60 nm 이하, 20 이상 50 nm 이하, 30 nm 이상 60 nm 이하, 또는 심지어 30 nm 이상 50 nm 이하, 또는 이들 말단점 중 임의의 것으로부터 형성된 임의의 및 모든 하위-범위의 평균 기공 크기를 가질 수 있다.
구현예들에서, 에칭된 유리 클래딩층은 60% 이상 80% 이하의 다공도를 가질 수 있다. 구현예들에서, 에칭된 유리 클래딩층은 60% 이상 또는 심지어 65% 이상의 다공도를 가질 수 있다. 구현예들에서, 에칭된 유리 클래딩층은 80% 이하 또는 심지어 75% 이하의 다공도를 가질 수 있다. 구현예들에서, 에칭된 유리 클래딩층은 60% 이상 80% 이하, 60%% 이상 75% 이하, 65%% 이상 80% 이하, 또는 심지어 65%% 이상 75% 이하의 다공도를 가질 수 있다.
여기에 개시된 유리 적층 물품은, 디스플레이를 갖는 물품 (또는 디스플레이 물품) (예를 들어, 휴대폰, 태블릿, 컴퓨터, 내비게이션 시스템, 웨어러블 장치(예를 들어, 손목시계) 등을 포함하는 소비자 전자제품), 건축 물품, 운송 물품(예를 들어, 자동차, 기차, 항공기, 선박 등), 가전 제품, 또는 AR 특성이 요구되는 모든 물품과 같은 다른 물품에 포함될 수 있다. 여기에 개시된 유리 적층 물품 중 어느 하나를 포함하는 대표적인 물품이 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 구체적으로, 도 3 및 도 4는 전면(304), 후면(306) 및 측면(308)을 갖는 하우징(302); 적어도 부분적으로 하우징 내부에 있거나 또는 전체적으로 하우징 내에 있고, 하우징의 전면에 또는 이에 인접하여 적어도 컨트롤러, 메모리 및 디스플레이(310)를 포함하는 전기 부품(미도시); 및 디스플레이 위에 있도록 하우징의 전면에 또는 전면 위에 있는 커버 기판(312)을 포함하는 소비자 전자 장치(300)를 도시한다. 몇몇 구현예에서, 커버 기판(312) 또는 하우징(302)의 일부 중 적어도 하나는 여기에 개시된 유리 물품 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시예
다양한 구현예가 더 쉽게 이해될 수 있도록, 여기에 기재된 유리 조성물의 다양한 구현예를 예시하도록 의도된 다음의 실시예가 참조된다.
표 1은 비교예 유리 조성물 및 실시예 유리 조성물(몰% 기준) 및 상기 유리 조성물의 각각의 특성을 나타낸다. 비교예 유리 조성물 C1 및 실시예 유리 조성물 E1-E15를 갖는 유리가 형성되었다.
표 1 계속
표 1 계속
표 1에서 실시예 유리 조성물에 의해 나타낸 바와 같이, 0.1 mol% 이상 15 mol% 이하의 R2O를 포함하는 여기에 기재된 유리 조성물은, R2O가 없는 유리 조성물(비교예 유리 조성물 C1)과 비교하여 증가된 액상선 점도를 갖는다. R2O의 존재는 더 낮은 온도에서 유리 조성물을 상 분리하는 것을 촉진시킨다.
이제 표 2를 참조하면, 0.1 mol% 이상 15 mol% 이하의 R2O를 포함하는 여기에서 기재된 유리 조성물은 R2O가 없는 유리 조성물과 비교하여 비교적 더 낮은 온도에서 원하는 점도를 가질 수 있다. 예를 들어, 실시예 유리 조성물 E3-E9는 비교예 유리 조성물 C1보다 더 낮은 온도에서 35 kP의 점도를 가졌다.
낮은 농도에서 알칼리 첨가는 모든 온도에서 점도에 선형적인 영향을 미치지 않을 수 있다. 이것은 실시예 유리 조성물 E1, E2 및 E13-E15의 35 kP의 점도에 해당하는 온도에서 각각 Li2O 및 Na2O 첨가의 최소한의 영향에 의해 예시된다. 그러나, 통상의 기술자는 이들 유리 조성물에서 Li2O 및 Na2O의 존재는, 각각, 비교예 유리 조성물 1과 비교하여 변형점 및/또는 어닐링점(anneal point)을 낮추고, 이는 더 낮은 온도에서 상 분리를 가능하게 한다는 것을 관찰할 수 있다.
표 2 계속
표 2 계속
이제 도 5를 참조하면, 유리 조성물 E1-E3 및 E10-E12는 비교예 유리 조성물 C1보다 더 낮은 용융 저항률을 가졌다. 도 1에 의해 나타낸 바와 같이, 0.1 mol% 이상 15 mol% 이하의 R2O를 포함하는 여기에서 기재된 유리 조성물은, R2O가 없는 유리 조성물(비교예 유리 조성물 C1)과 비교하여, 더 낮은 용융 저항률을 가져서, 유리 조성물이 더 쉽게 용융될 수 있다.
다시 표 1을 참조하면, 유리 조성물 E1-E3은 비교예 유리 조성물 C1보다 더 높은 전단 계수, 영률 및 비커스 경도를 가졌다. 이론에 구속되는 것을 바라는 것은 아니지만, 0.1 mol% 이상 15 mol% 이하의 R2O를 포함하는 여기에서 기재된 유리 조성물은 유리 형성 공정 동안 상 분리될 수 있으며, 이는 R2O가 없는 유리 조성물과 비교하여 개선된 기계적 특성을 가져올 수 있다.
이제 표 3 및 도 6a-6c, 7a-7g, 8a-8g, 9a-9g, 및 10a-10g를 참조하면, 비교예 유리 조성물 C1 및 실시예 유리 조성물 E8 및 E9는 이미지에 표시된 시간 및 온도에서 열처리되어 상 분리를 유도하였다. 도 6a-6c는 검정색 배경에서 열처리 후의 비교예 유리 조성물 C1의 이미지이다. 도 7a-7g 및 도 8a-8g는 각각 검정색 배경에서 및 가장자리 조명 하에서 열처리 후의 실시예 유리 조성물 E8의 이미지이다. 도 9a-9g 및 10a-10g는 각각 검정색 배경에서 및 가장자리 조명 하에서 열처리 후의 실시예 유리 조성물 E9의 이미지이다. 표 3은 지정된 열처리로부터 발생한 관찰가능한 수준의 헤이즈 및 투과 헤이즈를 열거한다.
표 3 및 이미지들에 의해 나타난 바와 같이, 실시예 유리 조성물 E8 및 E9에 비해 비교예 유리 조성물 C1에서, 상 분리로 인해 유리가 헤이즈를 나타내는데 훨씬 더 높은 온도 및 더 긴 시간이 걸렸다. 예를 들어, 도 7a 및 9a의 각각 800℃에서 4시간 동안 열처리 후의 실시예 유리 조성물 E8 및 E9의 이미지는, 도 6b의 850℃에서 8시간 동안 열처리 후의 비교예 유리 조성물 C1의 이미지(즉, 낮은 헤이즈)와 비교하여, 절반의 시간 동안 50℃ 더 차가운 열처리에 노출되었을 때, 더 많은 헤이즈(즉, 각각 111% 및 74%(높은 헤이즈))를 나타냈다. 또한, 표 3 및 도 8f, 8g, 10f, 및 10f에 나타낸 바와 같이, 실시예 유리 조성물 E8 및 E9는 상대적으로 낮은 온도(예를 들어, 725℃ - 750℃)에서 열처리 후 빛을 산란시키기에 충분한 상 분리를 나타냈다. 표 3 및 도 6a-6c, 7a-7g, 8a-8g, 9a-9g, 및 10a-10g에 나타낸 바와 같이, 0.1 mol% 이상 15 mol% 이하의 R2O를 포함하는 여기에서 기재된 유리 조성물은, R2O가 없는 유리 조성물과 비교하여, 더 낮은 온도에서 및 더 짧은 기간 동안 열처리 후 상 분리될 수 있다.
이제 도 11 및 12를 참조하면, 열처리된 유리 조성물 E8 및 E9는, 동일한 열처리 또는 심지어 더 낮은 온도에서 열처리된 비교예 유리 조성물 C1(즉, 이러한 광학 특성에 매우 적합한 것으로 알려진 유리)과 유사한 투과율의 결과를 나타낸다. 도 11 및 12에 의해 나타낸 바와 같이, 여기에서 기재된 유리 조성물은 열처리되어 원하는 투과율을 갖는 유리 적층 물품을 생산할 수 있다.
다양한 수정 및 변화가 청구된 주제의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 여기에서 기재된 구현예에 대해 만들어질 수 있음은 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 수정 및 변화가 첨부된 청구범위 및 그 균등물의 범주 내에 있는 한, 본 명세서는 여기에서 기재된 다양한 구현예의 수정 및 변화를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (39)

  1. 유리 조성물로서:
    50 mol% 이상 80 mol% 이하의 SiO2;
    5 mol% 이상 15 mol% 이하의 Al2O3;
    10 mol% 이상 25 mol% 이하의 B2O3;
    0 mol% 이상의 Li2O;
    0 mol% 이상의 Na2O;
    0 mol% 이상의 K2O;
    0 mol% 이상의 Rb2O;
    0 mol% 이상의 Cs2O;
    1.5 mol% 이상 5 mol% 이하의 MgO;
    4 mol% 이상 12 mol% 이하의 CaO; 및
    0.5 mol% 이상 5 mol% 이하의 SrO를 포함하고, 여기서:
    R2O는 0.1 mol% 이상 15 mol% 이하이며, R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, 및 Cs2O의 합인, 유리 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    R2O는 0.25 mol% 이상 12 mol% 이하인, 유리 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    R2O는 0.5 mol% 이상 10 mol% 이하인, 유리 조성물.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 13 mol% 이상 25 mol% 이하의 B2O3를 포함하는, 유리 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 유리 조성물은 14 mol% 이상 22 mol% 이하의 B2O3를 포함하는, 유리 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 유리 조성물은 15 mol% 이상 19 mol% 이하의 B2O3를 포함하는, 유리 조성물.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 6 mol% 이상 13 mol% 이하의 Al2O3를 포함하는, 유리 조성물.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 유리 조성물은 7 mol% 이상 11 mol% 이하의 Al2O3를 포함하는, 유리 조성물.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 1.75 mol% 이상 4 mol% 이하의 MgO를 포함하는, 유리 조성물.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 유리 조성물은 2 mol% 이상 3 mol% 이하의 MgO를 포함하는, 유리 조성물.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 4.5 mol% 이상 10 mol% 이하의 CaO를 포함하는, 유리 조성물.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 유리 조성물은 5 mol% 이상 9 mol% 이하의 CaO를 포함하는, 유리 조성물.
  13. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.75 mol% 이상 4 mol% 이하의 SrO를 포함하는, 유리 조성물.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 유리 조성물은 1 mol% 이상 3 mol% 이하의 SrO를 포함하는, 유리 조성물.
  15. 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0 mol% 초과 5 mol% 이하의 BaO를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0 mol% 초과 및 4 mol% 이하의 BaO를 포함하는, 유리 조성물.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0 mol% 초과 및 3 mol% 이하의 BaO를 포함하는, 유리 조성물.
  18. 청구항 1 내지 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0 mol% 초과 및 0.5 mol% 이하의 SnO2를 더욱 포함하는, 유리 조성물.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.01 mol% 이상 0.25 mol% 이하의 SnO2를 포함하는, 유리 조성물.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.05 mol% 이상 0.1 mol% 이하의 SnO2를 포함하는, 유리 조성물.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.1 mol% 이상 및 0.5 mol% 이하의 SnO2를 포함하는, 유리 조성물.
  22. 청구항 1 내지 21 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 55 mol% 이상 75 mol% 이하의 SiO2를 포함하는, 유리 조성물.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 유리 조성물은 60 mol% 이상 70 mol% 이하의 SiO2를 포함하는, 유리 조성물.
  24. 청구항 1 내지 23 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 제1 상 및 적어도 하나의 제2 상으로 상 분리가능한, 유리 조성물.
  25. 청구항 1 내지 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 10 kP 이상 15000 kP 이하의 액상선 점도를 갖는, 유리 조성물.
  26. 청구항 1 내지 25 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.5 ohm-m 이상 15 ohm-m 이하의 용융 저항률(melt resistivity)을 갖는, 유리 조성물.
  27. 청구항 1 내지 26 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 20 GPa 이상 35 GPa 이하의 전단 계수를 갖는, 유리 조성물.
  28. 청구항 1 내지 27 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 60 GPa 이상 75 GPa 이하의 영률을 갖는, 유리 조성물.
  29. 청구항 1 내지 28 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 500 VHN 이상 650 VHN 이하의 비커스 경도를 갖는, 유리 조성물.
  30. 유리 적층 물품으로서:
    코어 유리층; 및
    상기 코어 유리층의 표면에 적층된 클래드 유리층을 포함하고,
    여기서 상기 코어 유리층은 청구항 1 내지 29 중 어느 한 항의 유리 조성물로부터 형성된, 유리 적층 물품.
  31. 유리 적층 물품을 형성하는 방법이며, 상기 방법은:
    적어도 하나의 유리 클래딩층을 유리 코어층의 적어도 일부에 융합시키는 단계, 여기서 상기 적어도 하나의 유리 클래딩층은 상 분리가능한 유리 조성물을 포함하고, 상기 유리 조성물은:
    50 mol% 이상 80 mol% 이하의 SiO2;
    5 mol% 이상 15 mol% 이하의 Al2O3;
    10 mol% 이상 25 mol% 이하의 B2O3;
    0 mol% 이상의 Li2O;
    0 mol% 이상의 Na2O;
    0 mol% 이상의 K2O;
    0 mol% 이상의 Rb2O;
    0 mol% 이상의 Cs2O;
    1.5 mol% 이상 5 mol% 이하의 MgO;
    4 mol% 이상 12 mol% 이하의 CaO; 및
    0.5 mol% 이상 5 mol% 이하의 SrO를 포함하고, 여기서:
    R2O는 0.1 mol% 이상 15 mol% 이하이고, R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, 및 Cs2O의 합이며;
    상기 적어도 하나의 유리 클래딩층에서 상 분리를 일으키기에 충분한 온도로 유리 코어층에 융합된 적어도 하나의 유리 클래딩층을 가열하여, 상기 가열 후, 적어도 하나의 유리 클래딩층은 제1 상 및 적어도 하나의 제2 상을 포함하고, 상기 제1 상 및 적어도 하나의 제2 상의 각각은 상이한 조성을 갖도록 하는, 적어도 하나의 유리 클래딩층을 가열하는 단계; 및
    상 분리된 적어도 하나의 유리 클래딩 층을 에칭 용액으로 에칭하여 적어도 하나의 유리 클래딩층으로부터 적어도 하나의 제2 유리 상을 선별적으로 제거하여, 상기 적어도 하나의 유리 클래딩층은 상 분리가능한 유리 조성물의 제1 상으로부터 형성된 다공성의 상호연결된 매트릭스를 포함하도록 하는, 상 분리된 적어도 하나의 유리 클래딩층을 에칭 용액으로 에칭하는 단계를 포함하는, 유리 적층 물품을 형성하는 방법.
  32. 청구항 31에 있어서,
    상기 적어도 하나의 유리 클래딩층을 가열하는 단계는, 적어도 하나의 유리 클래딩 층을 650℃ 이상 850℃ 이하의 온도에서 0.25 시간 이상 8 시간 이하의 기간 동안 유지하는 단계를 포함하는, 유리 적층 물품을 형성하는 방법.
  33. 청구항 31 또는 32에 있어서,
    상기 제1 상은 상호연결된 매트릭스를 포함하고, 적어도 하나의 제2 상은 상호연결된 매트릭스 전체에(throughout) 분산되어 있는, 유리 적층 물품을 형성하는 방법.
  34. 청구항 33에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 상은 제1 상의 상호연결된 매트릭스 내에서 상호연결되어 있는, 유리 적층 물품을 형성하는 방법.
  35. 청구항 31 내지 34 중 어느 한 항에 있어서,
    에칭된 적어도 하나의 유리 클래딩층은 1.15 이상 1.3 이하의 굴절률을 갖는, 유리 적층 물품을 형성하는 방법.
  36. 청구항 31 내지 35 중 어느 한 항에 있어서,
    에칭된 적어도 하나의 유리 클래딩층은 20 nm 이상 60 nm 이하의 평균 기공 크기를 갖는, 유리 적층 물품을 형성하는 방법.
  37. 청구항 31 내지 36 중 어느 한 항에 있어서,
    에칭된 적어도 하나의 유리 클래딩층은 60% 이상 80% 이하의 다공도를 갖는, 유리 적층 물품을 형성하는 방법.
  38. 청구항 31 내지 37 중 어느 한 항에 있어서,
    상 분리된 적어도 하나의 유리 클래딩 층은 0.7 mm의 물품 두께에서 측정되었을 때 400 nm 내지 750 nm의 파장 범위에 걸쳐 빛의 85% 이상 99% 이하의 평균 투과율을 갖는, 유리 적층 물품을 형성하는 방법.
  39. 청구항 31 내지 38 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 유리 클래딩층은 10% 이상 120% 이하의 헤이즈를 갖는, 유리 적층 물품을 형성하는 방법.
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