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KR20170033210A - 곡면부를 갖는 강화 유리 및 그 제조방법 - Google Patents

곡면부를 갖는 강화 유리 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20170033210A
KR20170033210A KR1020150131268A KR20150131268A KR20170033210A KR 20170033210 A KR20170033210 A KR 20170033210A KR 1020150131268 A KR1020150131268 A KR 1020150131268A KR 20150131268 A KR20150131268 A KR 20150131268A KR 20170033210 A KR20170033210 A KR 20170033210A
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솔브레인 주식회사
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Abstract

본 발명은 평면부와, 상기 평면부로부터 연장되어 벤딩된 곡면부를 갖는 강화 유리에 관한 것으로, 상기 곡면부의 평균 두께가 상기 평면부의 두께보다 얇다.

Description

곡면부를 갖는 강화 유리 및 그 제조방법{Curved Tempered Glass And Method For Manufacturing The Same}
본 발명은 곡면부를 갖는 강화 유리 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 깨지기 쉬운 유리의 기계적 강도를 높이기 위해 그 표면을 강화 처리한 강화 유리가 보급되고 있으며, 그 활용 분야도 다양해지고 있다. 일 예로, 휴대용 정보 처리기기의 발달에 힘입어, 다양한 표시장치(Display)들의 수요가 급증하고 있다. 표시장치는 표시장치의 내부 소자들을 보호하기 위한 보호 커버를 포함하며, 보호 커버의 재료로 유리가 사용될 수 있다. 보호 커버로써 유리를 사용하는 경우, 내후성, 내스크레치성, 및 높은 투과율을 확보할 수 있는 장점이 있으나, 외부에 노출되어 있어 외부 요인으로 인한 충격 등에 의해 쉽게 깨질 수 있는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위해, 유리에 대한 기계적 강도를 확보하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
유리를 강화하기 위한 방법으로, 물리적 강화법이 알려져 있다. 물리적 강화법은 유리를 고온으로 일정시간 가열한 후 유리의 표면을 풍랭 등으로 급냉시켜, 유리의 표면에는 압축 응력이 생기게 하고, 내부에는 인장 응력이 생기도록 하는 방법이다.
다만, 내부와 외부의 온도차를 이용하는 물리적 강화법은 얇은 박막형 유리를 강화함에 있어서 한계를 갖는다. 즉, 얇은 유리의 경우, 표면과 내부의 온도차가 발생하기 어렵기 때문에, 유리판의 표면에 압축 응력을 형성하는 것이 어렵다. 표시장치는 사용자의 터치 및/또는 제스쳐를 인식할 수 있는 터치 스크린 패널을 구비하여, 사용자의 손 혹은 도전체의 움직임을 센싱할 수 있다. 표시 장치를 보호하는 유리는 터치 센싱 감도를 높이기 위해 얇은 박막으로 형성될 것이 요구된다. 이에 따라, 얇은 강화 유리를 형성하기 위해 물리적 강화법을 이용하는 것에는 한계가 있다.
한편, 다양한 분야에서 유리가 응용됨에 따라, 사용자의 다양한 요구에 대응한 곡면부를 갖는 유리가 보급되고 있다. 일 예로, 곡면 표시장치가 제공됨에 따라, 곡면 표시장치에 대응되는 보호 커버로써, 곡면부를 갖는 유리 제작이 요구된다.
곡면부를 포함한 유리를 제작하는 종래 기술에는, 전통적인 선반 및 자동선반(CNC)을 이용한 기계 가공법, 곡면부를 포함한 유리 형상과 대응된 금형을 사용해 유리를 일정 온도 이상으로 가열한 후 가압하는 프레스(55) 성형 방법, 및 고온에서 중력과 금형을 이용하는 슬럼핑(slumping) 성형 방법 등이 있다. 다만, 이러한 방법에 의해 제공된 유리는 품질이 좋지 않고, 생산성 및 수율이 낮은 문제점을 갖는다. 또한, 강화 처리한 유리를 어떠한 방법으로 가공 할 수 있을 것인지도 문제된다.
따라서, 얇은 유리를 강화 처리하여 기계적 강도를 높일 수 있으면서도, 곡면부 가공이 가능한 강화 유리 제조 방법의 개발이 요구되는 실정이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 얇은 유리를 화학적 강화 처리하고 일부에 제거 공정을 수행함으로써, 곡면부를 갖는 강화 유리를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 평면부와 곡면부의 경계에 형성될 수 있는 단차를 줄인 강화 유리를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 다양한 단면 형상을 갖는 강화 유리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 평면부와, 상기 평면부로부터 연장되어 벤딩된 곡면부를 갖는 강화 유리에 관한 것으로, 상기 곡면부의 적어도 일 지점의 두께는, 상기 평면부의 두께보다 얇다.
본 발명에 의한 강화 유리는 화학적 강화법에 의해 강화 처리됨으로써, 얇은 유리 기재에서의 강화 처리가 가능하고, 제조 비용 및 제조 시간을 줄일 수 있으며, 생산성 및 수율이 향상될 수 있다. 또한, 유리 기재의 추가적인 변형이나 물리적 가공 없이 강화시킬 수 있는 장점을 갖는다.
본 발명은, 종래 곡면부를 형성하기 위해 수행하던 가공법들과는 달리, 식각 공정을 통해 곡면부를 형성함으로써, 생산성 및 수율을 향상시킬 수 있고, 가공된 유리의 품질 저하를 방지할 수 있으며, 제조 비용 및 제조 시간을 단축 시킬 수 있는 효과를 갖는다. 아울러, 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리 제조방법에 의하면, 설계자가 공정 조건을 조절하여 최종 결과물의 형상을 다르게 가공할 수 있기 때문에, 종래 금형 등을 이용하는 가공 방법에 비하여 다양한 디자인 변경이 가능하고, 설계 변경이 상대적으로 수월한 장점을 갖는다.
본 발명은, 공정 중에 평면부와 곡면부의 경계를 따라 형성될 수 있는 단차를 줄임으로써, 외부에서 단차가 시인되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 단차 부분에 이물 등이 적층 되어 발생할 수 있는 시인성 저하 문제를 방지할 수 있다.
본 발명은, 곡면부의 단면 형상을 다양하게 설계할 수 있고 이에 대응하여 곡률을 조정할 수 있는 바, 심미성 및 설계 편의성이 향상된 강화 유리를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 강화 유리를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리를 제조하기 위한 공정을 설명하는 단면도들이다.
도 7은 도 6에서 AR 영역을 확대 도시한 도면들이다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리를 제조하기 위한 공정을 설명하는 단면도들이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 의한 강화 유리를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리 및 이를 제조하기 위한 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리 및 이를 제조하기 위한 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 16 내지 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 강화 유리를 제조하기 위한 공정을 설명하는 단면도들이다.
도 20은 도 19에서 AR' 영역을 확대 도시한 도면들이다.
도 21은 본 발명의 제3 실시예에 의한 강화 유리를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 22 내지 도 25는 도 21을 Ⅰ-Ⅰ'로 절취한 것으로, 본 발명의 제3 실시예에 의한 강화 유리의 단면 형상을 설명하기 위한 도면들이다.
도 26은 본 발명의 제1, 제2, 및 제3 실시예에 의한 강화 유리의 응용 분야를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
<제1 실시예>
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 의한 강화 유리 및 그 제조 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 강화 유리를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 강화 유리(1)는 평면부(FA) 및 곡면부(BA)를 포함한다. 평면부(FA)는 본 발명에 의한 강화 유리(1)에서 평면 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 본 발명에 의한 강화 유리(1)가 벤딩되어 만곡 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 평면부(FA)의 적어도 어느 일측으로부터 연장되어 구비된다. 평면부(FA)는 제1 두께(t1)를 갖지며, 곡면부(BA)는 제2 두께(t2)를 갖는다. 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에는, 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 두께 차이에 의한 단차(30)가 형성된다.
도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리(1)의 제조방법을 설명한다. 도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리를 제조하기 위한 공정을 설명하는 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 강화 처리를 위한 유리 기재(10)가 마련된다. 유리 기재(10)에는 평면부(FA)와, 평면부(FA)의 적어도 어느 일측으로부터 연장된 곡면부(BA)가 정의된다. 평면부(FA)는 최종 공정을 거친 후 평면 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 최종 공정을 거친 후 벤딩 된 곡면 형상을 갖는 영역을 의미한다.
도 3을 참조하면, 평면부(FA)와 곡면부(BA)가 정의된 유리 기재(10)를 강화 처리하는 강화 공정이 진행된다. 강화 공정은 화학적 강화법에 따라 진행된다. 화학적 강화법은 이온의 치환을 통해, 유리 표면층에 응력층을 형성하는 방법이다. 응력층은, 압축응력층(20) 일 수 있다. 이온 치환을 위한 구동력은 농도 구배에 의한 확산으로 개개 이온의 확산 계수에 의해 좌우될 수 있다. 예를 들어, 유리 기재(10)를 400~500℃의 염욕조(용융 질산칼륨)에서 일정 시간 동안 침지시킴으로써, 유리 기재(10)의 표면층에 존재하는 이온 반경이 작은 알칼리 금속이온(나트륨 이온)을 이온 반경이 상대적으로 큰 알칼리 금속 이온(칼륨 이온)으로 치환되도록 유도할 수 있다. 이에 따라 유리 기재(10) 표면에는 압축응력층(20)이 형성된다. 압축응력층(20)은 이온 교환에 의해서 상대적으로 큰 이온이 유리 기재(10) 표면에 침입함으로써 형성되는 유리 기재(10)의 외부 표면층을 의미한다. 이러한 압축응력층(20)이 형성됨에 따라, 인장 응력에 취약한 유리 기재(10)의 강도를 증가시킬 수 있다. 유리 기재(10)의 강도는 압축응력층(20)의 깊이(Depth Of Layer, 이하 'DOL'이라 함)(D)가 깊을수록 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리(1)는 물리적 강화법이 아닌 화학적 강화법에 의해 강화 처리됨으로써, 얇은 유리 기재(10)에서의 강화 처리가 가능하고, 제조 비용 및 제조 시간을 줄일 수 있으며, 생산성 및 수율이 향상될 수 있다. 또한, 유리 기재(10)의 추가적인 변형이나 물리적 가공 없이 강화시킬 수 있는 장점을 갖는다.
도 4를 참조하면, 강화 처리된 유리 기재(10) 상에는 마스크(50)가 구비된다. 마스크(50)는 개구부(OR)와 비 개구부(NOR)를 포함한다. 마스크(50)는 식각액(60)에 의해 변형되지 않는 재료로 구성될 수 있다. 마스크(50)는 강화 처리된 유리 기재(10) 둘레를 따라 전면을 둘러 싸되, 곡면부(BA)의 상측 및 하측 표면 중 어느 하나를 개구부(OR)를 통해 노출시킨다. 개구부(OR)를 통해 노출되는 곡면부(BA)의 표면은 설계자가 의도하는 벤딩 방향에 따라 결정될 수 있다. 다시 말해, 개구부(OR)의 위치에 따라, 곡면부(BA)의 벤딩 방향이 결정될 수 있다. 개구부의 위치는 벤딩 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 설계자는 곡면부(BA)를 하측 방향으로 벤딩 시키기 위해, 마스크(50)의 개구부(OR)를 곡면부(BA)의 하측 표면이 노출될 수 있도록 배치할 수 있다. 이하에서는, 곡면부(BA)를 하측 방향으로 벤딩 시키기 위해 개구부(OR)가 하측 표면을 노출하도록 배치된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 5을 참조하면, 마스크(50)가 구비된 유리 기재(10) 표면에 식각액(60)을 도포하는 식각(etching) 공정이 진행된다. 식각 공정은 유리 기재(10)의 표면을 제거할 수 있는 공지된 공정들을 모두 포함할 수 있다. 식각액(60)은 개구부(OR)에 의해 노출된 표면에 수직한 방향으로 도포되는 것이 바람직하다. 식각 공정을 통해, 개구부(OR)에 의해 외부로 노출된 곡면부(BA)의 두께 일부가 제거된다.
도 6을 참조하면, 식각 공정에 의해 곡면부(BA)의 하부 표면이 제거된 경우, 식각 공정이 진행된 하부 표면과 식각 공정이 진행되지 않은 상부 표면 간에 DOL(D)의 차이가 발생 한다. 곡면부(BA)의 하부 표면에 형성된 압축 응력이 상부 표면에 형성된 압축 응력에 비해 줄어듦에 따라, 곡면부(BA)는 압축 응력 차이에 대응하여 하측 방향으로 벤딩된다. 이때, 식각 공정이 곡면부(BA)에 국한적으로 수행됨에 따라, 곡면부(BA)의 두께(t2)는 평면부(FA)의 두께(t1)에 비해 줄어든다. 따라서, 곡면부(BA)와 평면부(FA)의 경계에서 단차(30)가 발생한다.
종래 곡면부(BA)를 형성하기 위해 수행하던 가공법들과는 달리, 본 발명은 식각 공정을 통해 곡면부(BA)를 형성함으로써, 생산성 및 수율을 향상시킬 수 있고, 가공된 유리의 품질 저하를 방지할 수 있으며, 제조 비용 및 제조 시간을 단축 시킬 수 있는 효과를 갖는다. 아울러, 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리 제조방법은, 설계자가 강화 공정 시간 및 그에 따른 DOL의 깊이, 식각액의 종류 및 도포량, 식각 공정 시간 등의 공정 조건을 조절하여 최종 결과물의 형상을 다르게 가공할 수 있다. 따라서, 종래 금형 등을 이용하는 가공 방법에 비하여 다양한 디자인 변경이 가능하고, 설계 변경이 상대적으로 수월한 장점을 갖는다.
일 예로, 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리(1) 제조방법은, 식각량을 달리하여, 곡면부(BA)의 벤딩 정도를 달리할 수 있다. 표 1은, 0.1T 두께(t)의 유리에서 곡면부(BA)의 길이(L)가 10mm일 때를 기준(REF)으로하여(도 3 참조), 다른 조건이 일정한 상태에서 식각량만을 조절하여 곡면부(BA)의 벤딩 정도를 조절할 수 있음을 나타낸 실험데이터이다. 표에서 식각량은 식각 공정을 통해 제거된 곡면부(BA) 하부 표면의 두께를 의미한다.
0.1T Glass DOL(D)(㎛) 식각량(㎛) 곡면부(BA)(mm)
t(두께) L(길이)
REF. - - 0.10 10.00
1
30
 20 4.32 8.31
2 30 4.95 7.91
3 40 6.03 7.11
다른 예로, 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리(1) 제조방법은, DOL(D)을 달리하여, 곡면부(BA)의 벤딩 정도를 달리할 수 있다. 표 2는, 0.1T 두께(t)의 유리에서 곡면부(BA)의 길이(L)가 10mm일 때를 기준(REF)으로하여(도 3 참조), 다른 조건이 일정한 상태에서 DOL(D)만을 조절하여 곡면부(BA)의 벤딩 정도를 조절할 수 있음을 나타낸 실험데이터이다.
0.1T Glass DOL(D)(㎛) 식각량(㎛) 곡면부(BA)(mm)
t(두께) L(길이)
REF. - - 0.10 10.00
1 10
20

 2.23 9.24
2 20 3.16 8.65
3 30 4.32 8.31
4 40 4.15 7.91
또 다른 예로, 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리(1) 제조방법은, 식각량 및 DOL(D)을 달리하여, 곡면부(BA)의 벤딩 정도를 달리할 수 있다. 표 3은, 0.1T 두께(t)의 유리에서 곡면부(BA)의 길이(L)가 10mm일 때를 기준(REF)으로하여(도 3 참조), 다른 조건이 일정한 상태에서 식각량 및/또는 DOL(D)을 조절하여 곡면부(BA)의 벤딩 정도를 조절할 수 있음을 나타낸 실험데이터이다.
0.1T Glass DOL(D)(㎛) 식각량(㎛) 곡면부(BA)(mm)
t(두께) L(길이)
REF. - - 0.10 10.00
1
10
 20 2.23 9.24
2 30 2.81 8.38
3 40 3.58 7.73
4
20
 20 3.16 8.65
5 30 3.68 8.37
6 40 4.84 7.97
7
30
 20 4.32 8.31
8 30 4.95 7.91
9 40 6.03 7.11
10
40
 20 4.15 7.91
11 30 4.81 7.43
12 40 6.35 6.47
도 7을 참조하여, 식각 공정을 통해 제거된 곡면부(BA) 표면 두께(식각량)와, 화학 강화 시 형성된 압축응력층(20)과의 관계를 설명한다. 도 7은 도 6에서 AR 영역을 확대 도시한 도면들이다.
도 7, 및 전술한 실험 예에서 나타낸 바와 같이, 곡면부(BA)의 하부 표면에 식각 공정이 수행됨에 따라, 곡면부(BA)의 하부 표면에 형성된 압축응력층(20)의 두께가 줄어들 수 있고(도 7의 (a)), 압축응력층(20)이 제거될 수 있으며(도 7의 (b)), 압축응력층(20)을 넘어 과식각될 수도 있다(도 7의 (c)). 식각량은, 설계자의 의도에 따라, 타겟이 되는 벤딩 정도에 대응되도록 조절될 수 있다. 다만, 식각량은, 곡면부(BA)의 하부 표면에 형성된 압축응력층(20)이 완전히 제거됨으로써 발생하는 강도 저하를 방지할 수 있도록, 적절히 조절됨이 바람직하다.
이하, 도 8 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리 및 그 제조 방법을 설명한다. 도 8 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리를 제조하기 위한 공정을 설명하는 단면도들이다.
도 8을 참조하면, 강화 처리를 위한 유리 기재(10)가 마련된다. 유리 기재(10)에는 평면부(FA)와, 평면부(FA)의 적어도 어느 일측으로부터 연장된 곡면부(BA)가 정의된다. 평면부(FA)는 최종 공정을 거친 후 평면 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 최종 공정을 거친 후 벤딩 된 곡면 형상을 갖는 영역을 의미한다.
도 9를 참조하면, 평면부(FA)와 곡면부(BA)가 정의된 유리 기재(10)를 강화 처리하는 강화 공정이 진행된다. 강화 공정은 화학적 강화법에 따라 진행된다. 화학적 강화법은 이온의 치환을 통해, 유리 표면층에 응력층을 형성하는 방법이다. 응력층은, 압축응력층(20) 일 수 있다. 이온 치환을 위한 구동력은 농도 구배에 의한 확산으로 개개 이온의 확산 계수에 의해 좌우될 수 있다. 예를 들어, 유리 기재(10)를 400~500℃의 염욕조(용융 질산칼륨)에서 일정 시간 동안 침지시킴으로써, 유리 기재(10)의 표면층에 존재하는 이온 반경이 작은 알칼리 금속이온(나트륨 이온)을 이온 반경이 상대적으로 큰 알칼리 금속 이온(칼륨 이온)으로 치환되도록 유도할 수 있다. 이에 따라 유리 기재(10) 표면에는 압축응력층(20)이 형성된다. 압축응력층(20)은 이온 교환에 의해서 상대적으로 큰 이온이 유리 기재(10) 표면에 침입함으로써 형성되는 유리 기재(10)의 외부 표면층을 의미한다. 이러한 압축응력층(20)이 형성됨에 따라, 인장 응력에 취약한 유리 기재(10)의 강도를 증가시킬 수 있다. 유리 기재(10)의 강도는 압축응력층(20)의 DOL(D)이 깊을수록 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리(1)는 물리적 강화법이 아닌 화학적 강화법에 의해 강화 처리됨으로써, 얇은 유리 기재(10)에서의 강화 처리가 가능하고, 제조 비용 및 제조 시간을 줄일 수 있으며, 생산성 및 수율이 향상될 수 있다. 또한, 유리 기재(10)의 추가적인 변형이나 물리적 가공 없이 강화시킬 수 있는 장점을 갖는다.
도 10을 참조하면, 강화 처리된 유리 기재(10) 상에는 연마 패드(53)와 연마 패드(53)에 하중을 제공하기 위한 프레스(55)가 구비된다. 연마 패드(53)는 곡면부(BA)의 상측 및 하측 표면 중 어느 하나에 배치된다. 연마 패드(53)가 배치되는 곡면부(BA)의 표면은 설계자가 의도하는 벤딩 방향에 따라 결정될 수 있다. 다시 말해, 연마 패드(53)가 배치되는 위치에 따라, 곡면부(BA)의 벤딩 방향이 결정될 수 있다. 예를 들어, 설계자는 곡면부(BA)를 상측 방향으로 벤딩 시키기 위해, 연마 패드(53)를 곡면부(BA)의 상측 표면에 배치할 수 있다. 이하에서는, 곡면부(BA)를 상측 방향으로 벤딩 시키기 위해 연마 패드(53)가 곡면부의 상측 표면 상에 배치된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 11을 참조하면, 강화 처리된 유리 기재(10) 표면에 폴리싱(polishing) 공정이 진행된다. 곡면부의 상측 표면은 연마 패드(53)와 접촉된다. 곡면부의 상측 표면에는 프레스(55)로부터 연마 패드(53)를 통해 연마 하중이 제공된다. 연마 패드(53)는 도시된 바와 같이 특정 방향으로 반복되어 동작 될 수 있다. 연마 패드(53)의 반복 동작에 의해 곡면부(BA)의 상측 표면의 일부가 제거된다. 폴리싱 공정을 계속적으로 수행하기 위해, 연마 패드(53)의 동작 중 연마액과 세정액을 선택적으로 공급할 수 있고, 이를 통해 공정 효율 및 수율을 증가시킬 수 있다. 연마 하중, 연마 속도, 연마 시간 등의 공정 조건은 유리 기재의 강도 등에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 연마 패드(53) 형상 및 구조, 폴리싱 공정 방법 등은 공지된 기술을 이용할 수 있다.
도 12를 참조하면, 폴리싱 공정에 의해 곡면부(BA)의 상부 표면이 제거된 경우, 폴리싱 공정이 진행된 상부 표면과 폴리싱 공정이 진행되지 않은 하부 표면 간에 DOL(D)의 차이가 발생 한다. 곡면부(BA)의 상부 표면에 형성된 압축 응력이 하부 표면에 형성된 압축 응력에 비해 줄어듦에 따라, 곡면부(BA)는 압축 응력 차이에 대응하여 상측 방향으로 벤딩된다. 이때, 폴리싱 공정이 곡면부(BA)에 국한적으로 수행됨에 따라, 곡면부(BA)의 두께(t2)는 평면부(FA)의 두께(t1)에 비해 줄어든다. 따라서, 곡면부(BA)와 평면부(FA)의 경계에서 단차(30)가 발생한다.
본 발명에 의한 강화 유리의 곡면부(BA)는 고정밀도로 폴리싱 공정을 진행함으로써 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리 제조방법은 폴리싱 공정을 이용함으로써, 평탄성과 평활성이 향상된 곡면부(BA)를 갖는 강화 유리를 제공할 수 있다.
<제2 실시예>
본 발명의 제2 실시예는, 제1 실시예와 달리 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 형성되는 단차(30)를 줄인 강화 유리(201)를 제공하는 것을 특징으로 한다. 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 형성된 단차(30)는 외부에서 육안으로 인식되어 강화 유리(201)의 심미성을 저하시키는 요인이 될 수 있다. 또한, 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 형성된 단차(30) 부분에는 제조 공정 및/또는 물류 공정 중에 이물 등이 적층될 수 있고, 이물 등은 강화 유리(201)를 통해 육안으로 입사되는 광의 시인성을 저하 시킬 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 이하에서는 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 형성될 수 있는 단차(30)를 줄인 강화 유리(201) 및 강화 유리(201) 제조방법을 설명한다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 의한 강화 유리를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 강화 유리(201)는 평면부(FA) 및 곡면부(BA)를 포함한다. 평면부(FA)는 본 발명에 의한 강화 유리(201)에서 평면 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 본 발명에 의한 강화 유리(201)가 벤딩되어 만곡 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 평면부(FA)로부터 적어도 어느 일방향으로 연장되어 위치한다. 평면부(FA)의 일면과 이와 이웃하는 곡면부(BA)의 일면이 이루는 경사는 완만하다. 이를 위하여, 곡면부(BA)는 평면부(FA)와 다른 두께를 갖는다. 예를 들어, 평면부(FA)는 제1 두께(t1)를 갖고, 곡면부(BA)는 평면부(FA)와 다른 두께를 갖되, 위치에 따라 서로 다른 두께(t2, t3)를 가질 수 있다.
도 14를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리(201) 및 그 제조방법을 설명한다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리 및 이를 제조하기 위한 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예는, 제1 실시예에 의한 강화 유리(1) 즉, 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 단차(30)가 형성된 유리 기재(210)를 전제로 단차(30)를 줄인 강화 유리(201)를 제공한다. 도 2 내지 도 6, 또는 도 8 내지 도 12 공정을 통해 형성된 강화 유리(201)는, 식각 공정 또는 폴리싱 공정이 곡면부(BA)의 어느 일면에 수행되어 곡면부(BA)의 두께와 평면부(FA)의 두께가 상이해진다. 즉, 곡면부(BA)의 어느 일측면의 두께 일부가 제거되어, 곡면부(BA)의 두께(t2)가 평면부(FA)의 두께(t1)에 비해 줄어든다. 이에 따라, 곡면부(BA)와 평면부(FA)의 경계에서 경사가 급한 단차(30)가 형성된다.
평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 형성된 단차 부분에는 추가 폴리싱 공정이 진행된다. 추가 폴리싱 공정은 공지된 장치 및 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 추가 폴리싱 공정에 의해, 단차가 형성된 유리 기재(210)의 일측 표면이 제거된다. 제거된 일측 표면은 압축응력층(220)일 수 있다. 압축응력층(220)의 일부 영역이 제거됨에 따라 곡면부(BA)의 벤딩 정도가 달라질 수 있다. 설명의 편의를 위해, 곡면부(BA) 중 추가 폴리싱 공정이 진행되는 영역을 제1 곡면부(BA1)로 정의하기로 한다. 다시 말해, 곡면부(BA)는 평면부(FA)와 인접한 제1 곡면부(BA1)와 평면부(FA)로부터 이격된 제2 곡면부(BA2)로 정의되며, 제1 곡면부(BA1)는 추가 폴리싱 공정이 진행되는 영역을 의미한다. 이 경우, 곡면부(BA)의 두께는 평면부(FA)의 두께보다 얇게 형성되되, 제1 곡면부(BA1)의 두께는 상기 평면부(FA)로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어들며, 제2 곡면부(BA2)의 두께는 일정하다.
제1 곡면부(BA1)에 수행되는 추가 폴리싱 공정은 단차(30) 제거를 목적으로 하기 때문에, 좁은 영역의 압축응력층(220)만을 제거하는 것으로 충분할 수 있다. 따라서, 추가 폴리싱 공정이 벤딩 정도에 영향을 미치지 않을 수 있음에 주의하여야 한다.
추가 폴리싱 공정을 통해 단차(30)를 줄인 본 발명의 일 실시예에 의한 강화 유리(201)는 외부에서 단차(30)가 시인되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 단차(30) 부분에 이물 등이 적층 되어 발생할 수 있는 시인성 저하 문제도 방지할 수 있다.
도 15를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리(201) 및 그 제조방법을 설명한다. 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리 및 이를 제조하기 위한 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는, 제1 실시예에 의한 강화 유리(1) 즉, 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 단차(30)가 형성된 유리 기재(210)를 전제로 단차(30)를 줄인 강화 유리(201)를 제공한다. 도 2 내지 도 6, 또는 도 8 내지 도 12 공정을 통해 형성된 강화 유리(201)는, 식각 공정 또는 폴리싱 공정이 곡면부(BA)의 어느 일면에 수행되어 곡면부(BA)의 두께와 평면부(FA)의 두께가 상이해진다. 즉, 곡면부(BA)의 어느 일측면의 두께 일부가 제거되어, 곡면부(BA)의 두께(t2)가 평면부(FA)의 두께(t1)에 비해 줄어든다. 이에 따라, 곡면부(BA)와 평면부(FA)의 경계에서 경사가 급한 단차(30)가 형성된다.
단차(30)를 줄이기 위해, 유리 기재(210)의 곡면부(BA)에 충진층(240)을 형성하는 공정이 진행된다. 충진층(240)은 유리 기재(210)의 곡면부(BA)와 평면부(FA)의 경계에 형성된 단차(30)를 메우는 기능을 한다. 즉, 충진층(240)은 곡면부(BA)와 평면부(FA)의 경계를 따라 형성된 단차(30)를 메우도록 위치하여 평면부(FA)의 일면과 이와 이웃하는 곡면부(BA)의 일면이 완만한 경사를 갖도록 한다.
충진층(240)은 단차(30)가 형성된 곡면부(BA)의 일측 전면에 형성될 수 있다. 이 경우, 강화 유리(201)의 곡면부(BA)에는 유리 기재(210)와 충진층(240)이 적층되어 있으며, 곡면부(BA)의 두께(t2, t3)는 평면부(FA)로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어든다(도 15의 (a)). 충진층(240)은 단차(30)가 형성된 곡면부(BA)의 일측 일부면에만 형성될 수도 있다. 즉, 곡면부(BA)는 평면부(FA)와 인접한 제1 곡면부(BA1)와 평면부(FA)로부터 이격된 제2 곡면부(BA2)로 정의될 수 있다. 이때, 제1 곡면부(BA1)는 유리 기재(210) 상에 충진층(240)이 적층된 영역을 의미한다. 이 경우, 강화 유리(201)의 곡면부(BA) 두께는 평면부(FA)의 두께보다 얇게 형성되되, 제1 곡면부(BA1)의 두께(t2)는 상기 평면부(FA)로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어들며, 제2 곡면부(BA2)의 두께(t3)는 일정하다(도 15의 (b)).
충진층(240)은 광을 투과하는 투명 수지인 것이 바람직하다. 예를 들어, 충진층(240)은 투명한 아크릴(acryl)계 수지, 에폭시(epoxy)계 수지, 및 우레탄(urethane)계 수지 등을 포함할 수 있다. 또한, 충진층(240)은 유리 기재(210)와 접착력이 좋은 물질로 형성됨이 바람직하다. 충진층(240)은, 유리 기재(210) 및 충진층(240)을 통과하여 사용자의 육안으로 입사되는 광의 시인성 저하 문제를 방지하기 위해, 광학 특성이 우수한 물질로 형성됨이 바람직하다. 아울러, 충진층(240)은 투과율 및 굴절율이 유리 기재(210)와 동등한 수준의 물질인 것이 바람직하다.
충진층(240) 형성을 통해 단차(30)를 줄인 본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리(201)는 외부에서 단차(30)가 시인되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 단차(30) 부분에 이물 등이 적층 되어 발생할 수 있는 시인성 저하 문제도 방지할 수 있다.
충진층(240)은 곡면부(BA)에 형성되어 강화 유리(201)에 작용할 수 있는 외력을 흡수하는 완충층으로서 기능할 수 있다. 자세하게는, 본 발명에 의한 강화 유리(201)의 곡면부(BA)는 압축응력층(220)의 일부가 제거되어 주변 영역 대비 낮은 강도를 가질 수 있다. 이러한 상황에서, 본 발명의 다른 실시예는 곡면부(BA)에 충진층(240)을 더 형성함으로써, 외부로부터 제공된 외력에 의한 곡면부(BA)의 변형 또는 크랙 발생을 줄인 강화 유리(201)를 제공할 수 있다.
이하, 도 16 내지 도 19를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 강화 유리(201) 및 그 제조 방법을 설명한다. 도 16 내지 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 강화 유리를 제조하기 위한 공정을 설명하는 단면도들이다.
도 16을 참조하면, 강화 처리를 위한 유리 기재(210)가 마련된다. 유리 기재(210)에는 평면부(FA)와, 평면부(FA)의 적어도 어느 일측으로부터 연장된 곡면부(BA)가 정의된다. 평면부(FA)는 최종 공정을 거친 후 평면 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 최종 공정을 거친 후 벤딩 된 곡면 형상을 갖는 영역을 의미한다.
도 17을 참조하면, 평면부(FA)와 곡면부(BA)가 정의된 유리 기재(210)를 강화 처리하는 강화 공정이 진행된다. 강화 공정은 화학적 강화법에 따라 진행된다. 화학적 강화법은 이온의 치환을 통해, 유리 표면층에 응력층을 형성하는 방법이다. 응력층은, 압축응력층(220) 일 수 있다. 이온 치환을 위한 구동력은 농도 구배에 의한 확산으로 개개 이온의 확산 계수에 의해 좌우될 수 있다. 예를 들어, 유리 기재(210)를 400~500℃의 염욕조(용융 질산칼륨)에서 일정 시간 동안 침지시킴으로써, 유리 기재(210)의 표면층에 존재하는 이온 반경이 작은 알칼리 금속이온(나트륨 이온)을 이온 반경이 상대적으로 큰 알칼리 금속 이온(칼륨 이온)으로 치환되도록 유도할 수 있다. 이에 따라 유리 기재(210) 표면에는 압축응력층(220)이 형성된다. 압축응력층(220)은 이온 교환에 의해서 상대적으로 큰 이온이 유리 기재(210) 표면에 침입함으로써 형성되는 유리 기재(210)의 외부 표면층을 의미한다. 이러한 압축응력층(220)이 형성됨에 따라, 인장 응력에 취약한 유리 기재(210)의 강도를 증가시킬 수 있다. 유리 기재(210)의 강도는 압축응력층(220)의 깊이(Depth Of Layer, 이하 'DOL'이라 함)(D)가 깊을수록 더욱 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 강화 유리(201)는 물리적 강화법이 아닌 화학적 강화법에 의해 강화 처리됨으로써, 얇은 유리 기재(210)에서의 강화 처리가 가능하고, 제조 비용 및 제조 시간을 줄일 수 있으며, 생산성 및 수율이 향상될 수 있다. 또한, 유리 기재(210)의 추가적인 변형이나 물리적 가공 없이 강화시킬 수 있는 장점을 갖는다.
도 18을 참조하면, 강화 처리된 유리 기재(210)의 곡면부(BA)의 일측 표면에 폴리싱 공정이 진행된다. 폴리싱 공정은 공지된 장치 및 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 이하에서는, 폴리싱 공정이 곡면부(BA)의 상측 표면에 진행되는 것을 예로 들어 설명한다. 폴리싱 공정에 의해 곡면부(BA)의 상측 표면의 일부가 제거된다. 이때, 곡면부(BA)의 두께는 폴리싱 공정에 의해 평면부(FA)로부터 멀어질수록 점진적으로 얇아진다. 단면상으로 볼 때, 곡면부(BA)의 상부 표면은 사선 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 평면부(FA)의 일면과 이와 이웃하는 곡면부(BA)의 일면이 이루는 각도는 완만하다.
도 19를 참조하면, 폴리싱 공정에 의해 곡면부(BA)의 상부 표면이 제거된 경우, 폴리싱 공정이 진행된 상부 표면과 폴리싱 공정이 진행되지 않은 하부 표면 간에 DOL(D)의 차이가 발생 한다. 곡면부(BA)의 상부 표면에 형성된 압축 응력이 하부 표면에 형성된 압축 응력에 비해 줄어듦에 따라, 곡면부(BA)는 압축 응력 차이에 대응하여 상측 방향으로 벤딩된다. 이때, 폴리싱 공정이 곡면부(BA)에 국한적으로 수행됨에 따라, 곡면부(BA)의 두께(t2, t3)는 평면부(FA)의 두께(t1)에 비해 줄어든다. 아울러, 곡면부(BA)의 두께(t2, t3)는 위치에 따라 다를 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 강화 유리(201)의 곡면부(BA)는 고정밀도로 폴리싱 공정을 진행함으로써 형성될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 강화 유리(201) 제조방법은 폴리싱 공정을 이용함으로써 평탄성과 평활성이 향상된 곡면부(BA)를 갖는 강화 유리(201)를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 강화 유리(201)는, 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계에 생길 수 있는 단차(30)를 줄임으로써, 외부에서 단차(30)가 시인되는 문제점을 방지할 수 있다. 또한, 단차(30) 부분에 이물 등이 적층 되어 발생할 수 있는 시인성 저하 문제도 방지할 수 있다.
도 20을 참조하여, 폴리싱 공정이 수행된 곡면부(BA)의 구조 예를 설명한다. 도 20은 도 19에서 AR' 영역을 확대 도시한 도면들이다.
곡면부(BA)의 상부 표면에 폴리싱 공정이 수행됨에 따라, 곡면부(BA)의 상부 표면에 형성된 압축응력층(220)의 두께가 줄어들 수 있다. 이때, 곡면부(BA)의 두께는 평면부(FA)로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어들 수 있다(도 20의 (a)). 곡면부(BA)의 상부 표면에 폴리싱 공정이 수행됨에 따라, 상부 표면의 일부 영역에 형성된 압축응력층(220)은 제거될 수 있다. 즉, 곡면부(BA) 중 평면부(FA)와 인접한 일부 영역에만 압축응력층(220)이 잔류할 수 있다. 일 예로, 압축응력층(220)이 잔류하는 영역(BA1)의 곡면부(BA) 두께는 평면부(FA)로부터 멀어질수록 점진적으로 줄어들고, 압축응력층(220)이 잔류하지 않는 영역(BA2)의 곡면부(BA) 두께는 일정할 수 있다(도 20의 (b)). 곡면부(BA)의 상부 표면에 폴리싱 공정이 수행됨에 따라, 곡면부(BA)의 일부 영역은 압축응력층(220)을 넘어 압축응력층(220) 외 영역까지 제거될 수도 있다(도 20의 (c)). 곡면부(BA)의 두께 제거량은, 설계자의 의도에 따라 타겟이 되는 벤딩 정도에 대응되도록 조절될 수 있다. 다만, 곡면부(BA)의 두께 제거량은, 곡면부(BA)의 상부 표면에 형성된 압축응력층(220)이 완전히 제거됨으로써 발생하는 강도 저하를 방지할 수 있도록, 적절히 조절됨이 바람직하다.
<제3 실시예>
이하, 도 21 내지 도 25를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 의한 강화 유리(301)를 설명한다.
도 21은 본 발명의 제3 실시예에 의한 강화 유리를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 22 내지 도 25는 도 21을 Ⅰ-Ⅰ'로 절취한 것으로, 본 발명의 제3 실시예에 의한 강화 유리의 단면 형상을 설명하기 위한 도면들이다.
도 21을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 의한 강화 유리(301)는 평면부(FA)와 곡면부(BA)를 포함한다. 평면부(FA)는 본 발명에 의한 강화 유리(301)에서 평면 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 본 발명에 의한 강화 유리(301)가 벤딩되어 만곡 형상을 갖는 영역을 의미한다. 곡면부(BA)는 평면부(FA)의 적어도 어느 일측으로부터 연장되어 구비된다. 곡면부(BA)는 복수 개일 수 있다. 복수 개의 곡면부(BA)들은 각각 평면부(FA)로부터 서로 다른 방향으로 연장되어 벤딩될 수 있다.
본 발명에 의한 강화 유리(301)는 평면상에서 볼 때 4 변을 갖는 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명에 의한 강화 유리(301)는 평면상에서 볼 때, n(n은 3 이상의 양의 정수)개의 변을 갖는 평면도형 형상을 가질 수 있다. 또한, 도면에서는 하나의 평면부(FA)로부터 일측과 타측으로 각각 연장된 두개의 곡면부(BA)를 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 강화 유리(301)가 n개의 변을 갖는 평면 도형 형상을 갖는 경우, 1~n 개의 곡면부(BA)를 가질 수 있다.
도 22 내지 도 25를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 의한 강화 유리(301)는 평면부(FA)와 곡면부(BA)를 포함한다. 곡면부(BA)는 다양한 단면 형상을 가질 수 있다. 도 22 내지 도 25는 본 발명에 의한 강화 유리(301)의 단면 형상을 설명하기 위한 일 예들에 불과하며, 본 발명이 도시된 도면에 한정되는 것이 아님에 주의하여야 한다. 도 22 내지 도 25는 식각 공정 또는 폴리싱 공정이 진행됨으로써 변형된 곡면부(BA)의 단면 형상을 설명하기 위한 것으로, 설명의 편의를 위해 곡면부(BA)가 벤딩되기 전의 모습을 임의로 도시한 것이다.
곡면부(BA)는 평면부(FA)로부터 연장되어 벤딩되며, 복수 개일 수 있다. 곡면부(BA)의 평균 두께는 평면부(FA)의 두께보다 얇은 것을 특징으로 한다. 곡면부(BA)의 적어도 어느 일 영역에는 식각 공정 또는 폴리싱 공정이 진행되기 때문에, 곡면부(BA)의 평균 두께는 평면부(FA) 보다 얇다. 따라서, 곡면부(BA)의 적어도 일 지점의 두께는 평면부(FA)의 두께보다 얇다.
도 22의 (a)를 참조하면, 강화 유리(301)는 평면부(FA)와 곡면부(BA)의 경계를 따라 형성된 단차를 포함할 수 있다. 곡면부(BA)의 두께는 일정할 수 있다.
도 22의 (b)를 참조하면, 곡면부(BA)는 위치에 따라 다른 두께를 가질 수 있다. 곡면부(BA)의 두께는 끝단으로 갈수록 얇아질 수 있다. 곡면부(BA)의 두께는 끝단으로 갈수록 두꺼워질 수 있다. 즉, 곡면부(BA)는 평면부(FA)로부터 멀어질수록 점진적으로 두께가 변경될 수 있다.
도 22의 (c)를 참조하면, 곡면부(BA)는 위치에 따라 다른 두께를 가질 수 있다. 곡면부(BA)는 복수의 벤딩 영역을 포함할 수 있다. 복수의 벤딩 영역 중 어느 하나의 벤딩 영역의 두께는, 다른 하나의 벤딩 영역의 두께와 서로 상이할 수 있다. 복수의 벤딩 영역 중 적어도 어느 하나의 벤딩 영역의 두께는 일정할 수 있다. 복수의 벤딩 영역 중 적어도 어느 하나의 벤딩 영역의 두께는 길이 방향을 따라 점진적으로 변할 수 있다. 예를 들어, 곡면부(BA)는 제1 벤딩 영역(BN1)과 제2 벤딩 영역(BN2)을 포함할 수 있다. 제1 벤딩 영역(BN1)의 두께는 평면부(FA)로부터 멀어질수록 얇아질 수 있다. 제2 벤딩 영역(BN2)의 두께는 제1 벤딩 영역(BN1)으로부터 멀어질수록 두꺼워질 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 의한 강화 유리(301)는 위치에 따라 서로 다른 두께를 갖는 곡면부(BA)를 포함할 수 있다. 곡면부(BA)가 위치에 따라 서로 다른 두께를 갖는 경우, 위치에 따라 잔류하는 압축응력층의 두께도 달라진다. 곡면부(BA)의 위치에 따라 압축응력층의 두께가 변하는 경우, 위치에 따라 벤딩 곡률이 상이해질 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예는 위치에 따라 벤딩 곡률이 상이한 강화 유리(301)를 제공할 수 있다.
도 23을 참조하면, 곡면부(BA)의 적어도 일 지점은, 곡면부(BA)의 적어도 다른 지점과 두께가 다를 수 있다. 이때, 상기 곡면부(BA)의 적어도 다른 지점은, 복수의 지점일 수 있다. 예를 들어, 곡면부(BA)는 적어도 하나 이상의 홈을 포함할 수 있다. 복수 개의 홈들 중 적어도 어느 하나의 깊이는 다른 하나의 깊이와 서로 상이할 수 있다. 복수 개의 홈들 중 적어도 어느 하나의 폭은 다른 하나의 폭과 서로 상이할 수 있다. 또한, 복수 개의 홈들 중 어느 하나와 다른 하나는 기 설정된 간격을 갖도록 형성될 수 있다. 곡면부(BA)의 벤딩 곡률은 홈들 사이의 간격을 조절하여 설정될 수 있다. 곡면부(BA)에 복수 개의 홈들이 형성된 경우, 각 홈들 사이의 간격들은 서로 동일하거나, 서로 상이할 수 있다.
일 예로, 곡면부(BA)는 제1 홈(H1), 제2 홈(H2), 및 제3 홈(H3)을 포함할 수 있다. 제1 홈의 폭(w1), 제2 홈의 폭(w2), 및 제3 홈의 폭(w3)은 서로 동일할 수 있다. 제1 홈의 깊이(d1), 제2 홈의 깊이(d2), 및 제3 홈의 깊이(d3)는 서로 상이할 수 있다. 제1 홈(H1)과 제2 홈(H2) 사이의 간격(p1), 및 제2 홈(H2)과 제3 홈(H3) 사이의 간격(p2)은 서로 상이할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 의한 강화 유리(301)는 적어도 하나 이상의 홈이 형성된 곡면부(BA)를 포함할 수 있다. 곡면부(BA)에 형성된 홈들의 형상 및 형성 위치가 달라지는 경우, 곡면부(BA)의 위치에 따라 잔류하는 압축응력층의 두께도 달라진다. 곡면부(BA)의 위치에 따라 잔류하는 압축응력층의 두께가 변하는 경우, 위치에 따라 벤딩 곡률이 상이해질 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예는, 홈의 형성 위치에 따라 벤딩 곡률이 상이한 강화 유리(301)를 제공할 수 있다.
또한, 곡면부(BA)는 외력에 의해 데미지(damage)가 발생하기 쉽다. 본 발명의 제3 실시예는, 곡면부(BA)에 홈을 형성함으로써 표면적을 증가시킬 수 있고, 표면적의 증가로 응력이 분산됨에 따라 외력에 의한 데미지를 효과적으로 방지할 수 있다.
도 24를 참조하면, 곡면부(BA)에 형성된 홈에는 충진재(340)가 충진될 수 있다. 충진재(340)는 광을 투과하는 투명 수지인 것이 바람직하다. 충진재(340)는 공지된 수지 중에서 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 충진재(340)는 투명한 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 및 우레탄계 수지 등을 포함할 수 있다. 또한, 충진재(340)는 유리 기재와 접착력이 좋은 물질로 형성됨이 바람직하다. 충진재(340)는, 유리 기재 및 충진재(340)를 통과하여 사용자의 육안으로 입사되는 광의 시인성 저하 문제를 방지하기 위해, 광학 특성이 우수한 물질로 형성됨이 바람직하다. 아울러, 충진재(340)는 투과율 및/또는 굴절율이 유리 기재와 동등한 수준의 물질인 것이 바람직하다.
도 25를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 의한 강화 유리(301)는 평면부(FA)로부터 연장된 복수 개의 곡면부(BA)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 강화 유리(301)는 평면부(FA)의 일측으로부터 연장된 제1 곡면부(BAL)와 평면부(FA)의 타측으로부터 연장된 제2 곡면부(BAR)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 곡면부(BAL)의 단면 형상과 제2 곡면부(BAR)의 단면 형상을 서로 상이할 수 있다. 이 경우, 제1 곡면부(BAL)와 제2 곡면부(BAR)의 곡률은 서로 상이할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예는, 곡면부(BA)의 단면 형상을 다양하게 설계할 수 있고 이에 대응하여 곡률을 조정할 수 있는 바, 심미성 및 설계 편의성이 향상된 강화 유리(301)를 제공할 수 있다.
<제4 실시예>
본 발명의 제1, 제2, 및 제3 실시예에 의한 강화 유리(1, 201, 301)는 다양한 분야에 이용될 수 있다. 도 26은 본 발명의 제1, 제2, 및 제3 실시예에 의한 강화 유리의 응용 분야를 설명하기 위한 도면이다.
일 예로, 도 26의 (a)를 참조하면, 본 발명에 의한 강화 유리(1, 201, 301)는, 곡면부를 갖는 표시장치의 커버 유리(CW)일 수 있다. 커버 유리(CW)는 표시장치 내부의 소자들을 보호하는 기판으로서 기능한다. 표시 장치는, 영상 구현을 위한 표시 소자들 및 구동 소자를 구비한 표시 패널(DP)과, 사용자의 손 및/또는 도전체의 움직임을 센싱하는 터치 스크린 패널(TSP)을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 터치 스크린 패널(TSP) 상부에 배치되는 커버 유리(CW)는, 터치 센싱 감도 저하 방지를 위해 얇으면서도, 외부 충격에 쉽게 깨지지 않도록 강화된 박막형 강화 유리가 사용될 필요가 있다. 아울러, 다양하게 변하는 이형 표시장치에 대응하여, 곡면부를 포함하는 커버 유리(CW)가 사용될 필요가 있다. 따라서, 본 발명에 의한 강화 유리(1, 201, 301)는 전술한 기능을 모두 수행할 수 있는바, 표시 장치의 커버 유리(CW)로서 적합할 수 있다.
다른 예로, 도 26의 (b)를 참조하면, 본 발명에 의한 강화 유리(1, 201, 301)는, 표시장치의 커버 유리를 보호하는 보호 필름(PF)일 수 있다. 표시장치(DD)의 커버 유리(CW)를 보호하기 위한 보호 필름(PF)으로 강화 유리(이하, "강화 유리 필름"이라 함)가 사용되고 있다. 강화 유리 필름(PF)은 표시장치(DD) 최외측에 구비된 커버 유리(CW)를 보호 하기 위해 요구되는 기계적 강도를 확보할 필요가 있다. 또한, 심미성을 향상시키기 위해 다양한 이형 제품에 대응될 필요가 있고, 두께 증가를 방지하기 위해 얇을 필요가 있다. 따라서, 본 발명에 의한 강화 유리(1, 201, 301)는, 이러한 요구를 충족할 수 있는바, 표시장치(DD)의 최외각에 구비되는 커버 유리(CW)를 보호하기 위한 강화 유리 필름(PF)으로서 적합할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양하게 변경 및 수정할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
1, 201, 301 : 강화 유리 10, 210 : 유리 기재
FA : 평면부 BA : 곡면부
20, 220 : 압축응력층 30 : 단차
240 : 충진층 340 : 충진재
PF : 강화 유리 필름

Claims (18)

  1. 평면부와, 상기 평면부로부터 연장되어 벤딩된 곡면부를 갖는 강화 유리에 있어서,
    상기 곡면부의 적어도 일 지점의 두께는, 상기 평면부의 두께보다 얇은 강화 유리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 곡면부는,
    위치에 따라 서로 다른 두께를 갖는 강화 유리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 평면부와 상기 곡면부의 경계를 따라 형성된 단차를 더 포함하는 강화 유리.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 곡면부는,
    상기 곡면부의 끝단으로 갈수록 두께가 얇아지는 강화 유리.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 곡면부는,
    상기 곡면부의 끝단으로 갈수록 두께가 두꺼워지는 강화 유리.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 곡면부는 복수의 벤딩 영역들을 포함하고,
    적어도 어느 하나의 벤딩 영역의 두께는, 다른 하나의 벤딩 영역의 두께와 서로 상이한 강화 유리.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 곡면부는 복수의 벤딩 영역들을 포함하고,
    적어도 어느 하나의 벤딩 영역의 두께는, 일정하거나 점진적으로 변하는 강화 유리.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 곡면부는,
    상기 위치에 따라 벤딩 곡률이 상이한 강화 유리.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 곡면부는,
    하나 이상의 홈들을 포함하는 강화 유리.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수 개의 홈들 중 적어도 어느 하나와 다른 하나의 깊이가 서로 다른 강화 유리.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수 개의 홈들 중 적어도 어느 하나와 다른 하나의 폭이 서로 다른 강화 유리.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수 개의 홈들 중 어느 하나와 다른 하나는 기 설정된 간격을 갖는 강화 유리.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수 개의 홈들 사이 간격들은, 서로 동일하거나 서로 상이한 강화 유리.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 홈 중 적어도 하나 이상에 충진된 충진재를 더 포함하는 강화 유리.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 홈의 형성 위치에 따라 곡률이 서로 다른 강화 유리.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 곡면부는,
    상기 평면부의 일측으로부터 연장되는 제1 곡면부; 및
    상기 평면부의 타측으로부터 연장되는 제2 곡면부를 포함하고,
    상기 제1 곡면부와 제2 곡면부의 곡률이 서로 상이한 강화 유리.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 곡면부의 적어도 일 지점은,
    상기 곡면부의 적어도 다른 지점과 두께가 다른 강화 유리.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 곡면부의 적어도 다른 지점은,
    복수의 지점인 강화 유리.
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