KR20240023516A - 향상된 기계적 내구성을 갖는 착색 유리 물품 - Google Patents

향상된 기계적 내구성을 갖는 착색 유리 물품 Download PDF

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Abstract

유리 조성물은 50 mol% 이상 70 mol% 이하의 SiO2; 10 mol% 이상 20 mol% 이하의 Al2O3; 1 mol% 이상 10 mol% 이하의 B2O3; 7 mol% 이상 14 mol% 이하의 Li2O; 0 mol% 초과 8 mol% 이하의 Na2O; 0 mol% 초과 1 mol% 이하의 K2O; 0 mol% 이상 7 mol% 이하의 CaO; 0 mol% 이상 8 mol% 이하의 MgO; 및 0 mol% 이상 8 mol% 이하의 ZnO를 포함한다. R2O + R'O 는 25 mol% 이하이고, 여기서 R2O는 Li2O, Na2O 및 K2O의 합이고, R'O 는 CaO, MgO 및 ZnO의 합이다. 상기 유리 조성물은 NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO는 0.001 mol% 이상; CeO2는 0.1 mol% 이상; 및 TiO2는 0.1 mol% 이상; 중 적어도 하나를 포함한다.

Description

향상된 기계적 내구성을 갖는 착색 유리 물품
본 출원은 2022년 3월 10일에 출원된 미국 가출원 일련번호 63/318,553, 2021년 6월 18일에 출원된 미국 가출원 일련번호 63/212,179, 2022년 5월 31일에 출원된 미국 가출원 일련번호 63/347,095, 2022년 5월 31일에 출원된 미국 가출원 일련번호 63/347,201의 이익을 주장하며, 각 내용은 여기에 전체적으로 신뢰되고 참조로서 본원에 통합된다.
본 명세서는 일반적으로 유리 조성물 및 유리 물품, 특히 유리 조성물 및 그로부터 형성된 이온-교환 가능한, 착색 유리 물품에 관한 것이다.
알루미노실리케이트 유리 물품은 우수한 이온-교환성과 낙하 성능을 나타낼 수 있다. 소비자 가전 산업을 포함하는 다양한 산업은 동일하거나 유사한 강도 및 파단 인성 특성을 가진 착색된 재료를 원한다. 그러나 기존의 알루미노실리케이트 유리 조성물에 착색제를 포함시키는 것만으로는 원하는 색상을 생성하지 못하거나 및/또는 고주파(예컨대, 5 세대(5G) 무선 주파수)를 송신 및/또는 수신하는 전자 장치에 사용하기에 적합한 착색 유리 물품을 만들 수 없다.
따라서, 전자 장치에 사용하기 위해 필요한 고강도 및 파단 인성을 제공하면서 고주파 송신 및/또는 수신 방해를 최소화하는 대안의 착색 유리 물품에 대한 필요성이 존재한다.
제1 관점(A1)에 따르면, 유리 조성물은 50 mol% 이상 70 mol% 이하의 SiO2; 10 mol% 이상 20 mol% 이하의 Al2O3; 1 mol% 이상 10 mol% 이하의 B2O3; 7 mol% 이상 14 mol% 이하의 Li2O; 0 mol% 초과 8 mol% 이하의 Na2O; 0 mol% 초과 1 mol% 이하의 K2O; 0 mol% 이상 7 mol% 이하의 CaO; 0 mol% 이상 8 mol% 이하의 MgO; 및 0 mol% 이상 8 mol% 이하의 ZnO를 포함한다. R2O + R'O 는 25 mol% 이하이고, 여기서 R2O는 Li2O, Na2O 및 K2O의 합이고, R'O 는 CaO, MgO 및 ZnO의 합이다. 상기 유리 조성물은 NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO는 0.001 mol% 이상; CeO2는 0.1 mol% 이상; 및 TiO2는 0.1 mol% 이상; 중 적어도 하나를 포함한다.
제2 관점(A2)은 제1 관점(A1)에 따른 유리 조성물을 포함하며, 여기서 NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO는 0.001 mol% 이상 3 mol% 이하이다.
제3 관점(A3)은 제1 관점(A1)에 따른 유리 조성물을 포함하며, 여기서 CeO2는 0.1 mol% 이상 2 mol% 이하이다.
제4 관점(A4)은 제1 관점(A1)에 따른 유리 조성물을 포함하며, TiO2는 0.1 mol% 이상 2 mol% 이하이다.
제5 관점(A5)은 제1 관점(A1)에 따른 유리 조성물을 포함하며, NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO + CeO2 + TiO2는 0.001 mol% 이상 10 mol% 이하이다.
제6 관점(A6)은 제1 관점(A1) 내지 제5 관점(A5) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, R2O + R'O는 7 mol% 이상 25 mol% 이하이다.
제7 관점(A7)은 제1 관점(A1) 내지 제6 관점(A6) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, R2O는 7 mol% 이상 25 mol% 이하이다.
제8 관점(A8)은 제1 관점(A1) 내지 제7 관점(A7) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, R'O는 0 mol% 이상 12 mol% 이하이다.
제9 관점(A9)은 제1 관점(A1) 내지 제8 관점(A8) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 3.802946 + 0.01747*B2O3 + 0.058769*Al2O3 + 0.080876*Li2O + 0.148433*Na2O + 0.153264*K2O + 0.045179*MgO + 0.080113*CaO는 6.8 이하이다.
제10 관점(A10)은 제1 관점(A1) 내지 제9 관점(A9) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, R2O - Al2O3는 -8 mol% 이상 4 mol% 이하이다.
제11 관점(A11)은 제1 관점(A1) 내지 제10 관점(A10) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 7.5 mol% 이상 13.5 mol% 이하의 Li2O를 포함한다.
제12 관점(A12)은 제1 관점(A1) 내지 제11 관점(A11) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0.1 mol% 이상 7 mol% 이하의 Na2O를 포함한다.
제13 관점(A13)은 제1 관점(A1) 내지 제12 관점(A12) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0.1 mol% 이상 0.7 mol% 이하의 K2O를 포함한다.
제14 관점(A14)은 제1 관점(A1) 내지 제13 관점(A13) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0.25 mol% 이상 6.5 mol% 이하의 CaO를 포함한다.
제15 관점(A15)은 제1 관점(A1) 내지 제14 관점(A14) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0.25 mol% 이상 7 mol% 이하의 MgO를 포함한다.
제16 관점(A16)은 제1 관점(A1) 내지 제15 관점(A15) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0.5 mol% 이상 7 mol% 이하의 ZnO를 포함한다.
제17 관점(A17)은 제1 관점(A1) 내지 제16 관점(A16) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0.01 mol% 이상 1 mol% 이하의 Fe2O3를 포함한다.
제18 관점(A18)은 제1 관점(A1) 내지 제16 관점(A16) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0.001 mol% 이상 0.5 mol% 이하의 Fe2O3를 포함한다.\
제19 관점(A19)은 제1 관점(A1) 내지 제18 관점(A18) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 0.01 mol% 이상 1 mol% 이하의 SnO2를 포함한다.
제20 관점(A20)은 제1 관점(A1) 내지 제19 관점(A19) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 12 mol% 이상 17.5 mol% 이하의 Al2O3를 포함한다.
제21 관점(A21)은 제1 관점(A1) 내지 제20 관점(A20) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 2 mol% 이상 9 mol% 이하를 포함하는 B2O3를 포함한다.
제22 관점(A22)은 제1 관점(A1) 내지 제21 관점(A21) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 12 mol% 이상 18 mol% 이하의 Al2O3를 포함한다.
제23 관점(A23)은 제1 관점(A1) 내지 제22 관점(A22) 중 어느 하나에 따른 유리 조성물을 포함하며, 상기 유리 조성물은 50 mol% 이상 67 mol% 이하의 SiO2를 포함한다.
제24 관점(A24)에 따르면, 착색 유리 물품은 50 mol% 이상 70 mol% 이하의 SiO2; 10 mol% 이상 20 mol% 이하의 Al2O3; 1 mol% 이상 10 mol% 이하의 B2O3; 7 mol% 이상 14 mol% 이하의 Li2O; 0 mol% 초과 8 mol% 이하의 Na2O; 0 mol% 초과 1 mol% 이하의 K2O; 0 mol% 이상 7 mol% 이하의 CaO; 0 mol% 이상 8 mol% 이하의 MgO; 및 0 mol% 이상 8 mol% 이하의 ZnO를 포함하고, 여기서, R2O + R'O는 25 mol% 이하이고, 여기서 R2O는 Li2O, Na2O 및 K2O의 합이고, R'O 는 CaO, MgO 및 ZnO의 합이며; 그리고 NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO는 0.001 mol% 이상; CeO2는 0.1 mol% 이상; 및 TiO2 는 0.1 mol% 이상; 중 적어도 하나이다.
제25 관점(A25)은 제24 관점(A24)에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO는 0.001 mol% 이상 3 mol% 이하이다.
제26 관점(A26)은 제24 관점(A24)에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, CeO2는 0.1 mol% 이상 2 mol% 이하이다.
제27 관점(A27)은 제24 관점(A24)에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, TiO2는 0.1 mol% 이상 2 mol% 이하이다.
제28 관점(A28)은 제24 관점(A24)에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO + CeO2 + TiO2는 0.001 mol% 이상 10 mol% 이하이다.
제29 관점(A29)은 제24 관점(A24) 내지 제28 관점(A28) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 R2O + R'O는 7 mol% 이상 25 mol% 이하이다.
제30 관점(A30)은 제24 관점(A24) 내지 제29 관점(A29) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 R2O는 7 mol% 이상 25 mol% 이하이다.
제31 관점(A31)은 제24 관점(A24) 내지 제30 관점(A30) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 R'O는 0 mol% 이상 12 mol% 이하이다.
제32 관점(A32)은 제24 관점(A24) 내지 제31 관점(A31) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서, 3.802946 + 0.01747*B2O3 + 0.058769*Al2O3 + 0.080876*Li2O + 0.148433*Na2O + 0.153264*K2O + 0.045179*MgO + 0.080113*CaO가 6.8 이하이다.
제33 관점(A33)은 제24 관점(A24) 내지 제32 관점(A32) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서, R2O - Al2O3는 -8 mol% 이상 4 mol% 이하이다.
제34 관점(A34)은 제24 관점(A24) 내지 제33 관점(A33) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 착색 유리 물품은 7.5 mol% 이상 13.5 mol% 이하의 Li2O를 포함한다.
제35 관점(A35)은 제24 관점(A24) 내지 제34 관점(A34) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 상기 착색 유리 물품은 0.1 mol% 이상 및 7 mol% 이하의 Na2O를 포함한다.
제36 관점(A36)은 제24 관점(A24) 내지 제35 관점(A35) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 상기 착색 유리 물품은 0.1 mol% 이상 0.7 mol% 이하의 K2O를 포함한다.
제37 관점(A37)은 제24 관점(A24) 내지 제36 관점(A36) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 상기 착색 유리 물품은 0.25 mol% 이상 6.5 mol% 이하의 CaO를 포함한다.
제38 관점(A38)은 제24 관점(A24) 내지 제37 관점(A37) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 상기 착색 유리 물품은 0.25 mol% 이상 7 mol% 이하의 MgO를 포함한다.
제39 관점(39)은 제24 관점(24) 내지 제38 관점(38) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 상기 착색 유리 물품은 0.5 mol% 이상 7 mol% 이하의 ZnO를 포함한다.
제40 관점(40)은 제24 관점(24) 내지 제39 관점(39) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 상기 착색 유리 물품은 0.01 mol% 이상 1 mol% 이하의 Fe2O3를 포함한다.
제41 관점(41)은 제24 관점(24) 내지 제39 관점(39) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 상기 유리 조성물은 0.001 mol% 이상 0.5 mol% 이하의 Fe2O3를 포함한다.
제42 관점(42)은 제24 관점(24) 내지 제41 관점(41) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 상기 착색 유리 물품은 0.01 mol% 이상 1 mol% 이하의 SnO2를 포함한다.
제43 관점(43)은 제24 관점(24) 내지 제42 관점(42) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 상기 착색 유리 물품은 12 mol% 이상 17.5 mol% 이하의 Al2O3을 포함한다.
제44 관점(A44)은 제24 관점(A24) 내지 제43 관점(A43) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 상기 착색 유리 물품은 2 mol% 이상 9 mol% 이하의 B2O3를 포함한다.
제45 관점(A45)은 제24 관점(A24) 내지 제44 관점(A44) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 상기 착색 유리 물품은 12 mol% 이상 18 mol% 이하의 Al2O3를 포함한다.
제46 관점(A46)은 제24 관점(A24) 내지 제45 관점(A45) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 착색 유리 물품은 50 mol% 이상 67 mol% 이하의 SiO2를 포함한다.
제47 관점(A47)은 제24 관점(A24) 내지 제46 관점(A46) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 상기 착색 유리 물품은 F2 조명 및 10° 표준 관찰자 각도 하에서 1.33 mm의 물품 두께에서 측정된, 65 이상 98 이하의 L*, -20 이상 10 이하의 a*, -15 이상 15 이하의 b*의 CIELAB 색상 공간에서의 투과율 색상 좌표를 갖는다.
제48 관점(A48)은 제24 관점(A24) 내지 제47 관점(A47) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 상기 착색 유리 물품은 10GHz에서 6.8 이하의 유전 상수(dielectric constant, Dk)를 갖는다.
제49 관점(A49)은 제24 관점(A24) 내지 제48 관점(A48) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 상기 착색 유리 물품은 250 ㎛ 이상 6 mm 이하의 두께를 갖는다.
제50 관점(A50)은 제24 관점(A24) 내지 제49 관점(A49) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 상기 착색 유리 물품은 0.7 MPa·m1/2 이상의, 셰브론 노치 쇼트 바(chevron notch short bar) 방법으로 측정되는, KIC 파단 인성(fracture toughness)을 갖는다.
제51 관점(A51)은 제24 관점(A24) 내지 제50 관점(A50) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 상기 착색 유리 물품은 이온-교환된 착색 유리 물품이다.
제52 관점(A52)은 제24 관점(A24) 내지 제51 관점(A51) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서, 이온 교환 착색 유리 물품은 3 ㎛ 이상의 압축 깊이를 갖는다.
제53 관점(A53)은 제24 관점(A24) 내지 제52 관점(A52) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서, 상기 이온-교환된 착색 유리 물품은 두께 "t" 및 0.15t 이상의 압축 깊이를 갖는다.
제54 관점(A54)은 제24 관점(A24) 내지 제53 관점(A53) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서, 상기 이온-교환된 착색 유리 물품은 300 MPa 이상의 표면 압축 응력을 갖는다.
제55 관점(A55)은 제24 관점(A24) 내지 제54 관점(A54) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함하며, 여기서 상기 이온-교환된 착색 유리 물품은 40 MPa 이상의 최대 중심 장력을 갖는다.
제56 관점(A56)에 따르면, 소비자 전자 장치는, 전면, 후면, 및 측면을 갖는 하우징; 및 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 제공되는 전기 부품을 포함하고, 상기 전기 부품은 적어도 컨트롤러, 메모리 및 디스플레이를 포함하며, 상기 디스플레이는 하우징의 전면에 또는 이에 인접하여 제공되고; 여기서 상기 하우징은 제24 관점(A24) 내지 제55 관점(A55) 중 어느 하나에 따른 착색 유리 물품을 포함한다.
제57 관점(A57)에 따르면, 착색 유리 물품을 형성하는 방법은 착색 유리 물품을 형성하기 위해, 유리 조성물을 열 처리하는 단계를 포함하며, 상기 유리 조성물은, 50 mol% 이상 70 mol% 이하의 SiO2; 10 mol% 이상 20 mol% 이하의 Al2O3; 1 mol% 이상 10 mol% 이하의 B2O3; 7 mol% 이상 14 mol% 이하의 Li2O; 0 mol% 초과 8 mol% 이하의 Na2O; 0 mol% 초과 1 mol% 이하의 K2O; 0 mol% 이상 7 mol% 이하의 CaO; 0 mol% 이상 8 mol% 이하의 MgO; 및 0 mol% 이상 8 mol% 이하의 ZnO를 포함하고, 여기서, R2O + R'O 는 25 mol% 이하이고, 여기서 R2O는 Li2O, Na2O 및 K2O의 합이고, R'O 는 CaO, MgO 및 ZnO의 합이며; 그리고 NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO는 0.001 mol% 이상; CeO2는 0.1 mol% 이상; 및 TiO2는 0.1 mol% 이상; 중 적어도 하나이다.
제58 관점(A58)은 제57 관점(A57)에 따른 방법을 포함하며, 상기 열 처리 단계는 (i) 유리 조성물을 1-100℃/분의 속도로 유리 균질화 온도까지 가열하는 단계; (ii) 상기 유리 조성물을 유리 균질화 온도에서 0.25 시간 이상 40 시간 이하의 시간 동안 유지하여 착색 유리 물품을 생산하는 단계; 및 (iii) 형성된 착색 유리 물품을 실온으로 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.
제59 관점(A59)은 제57 관점(A57) 또는 제58 관점(A58)에 따른 방법을 포함하고, 상기 방법은 이온 교환 유리-세라믹 물품을 형성하기 위해, 2 시간 이상 12 시간 이하의 기간 동안 350℃ 이상 500℃ 이하의 온도에서 이온 교환 욕에서 착색 유리 물품을 강화하는 단계를 더욱 포함한다.
제60 관점(A60)은 제59 관점(A59)에 따른 방법을 포함하며, 여기서, 이온 교환 욕은 KNO3를 포함한다.
제61 관점(A61)은 제60 관점(A60)에 따른 방법을 포함하며, 여기서, 이온 교환 욕은 NaNO3를 포함한다.
본원에 기재된 착색 유리 물품의 추가적인 특징 및 장점은 후술하는 상세한 설명에 기재될 것이며, 부분적으로는 그 기재로부터 당업자에게 쉽게 명백하거나, 뒤에 오는 상세한 설명, 청구범위 및 첨부된 도면을 포함하여 본원에 기재된 구현예를 실시함으로써 인식될 것이다.
전술한 일반적 설명과 다음의 상세한 설명은 다양한 구현예를 설명하며 청구된 주제의 성격과 특성을 이해하기 위한 개요 또는 프레임워크를 제공하기 위한 것임이 이해되어야 한다. 첨부된 도면은 다양한 구현예에 대한 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본원에 설명된 다양한 구현예를 예시하며, 설명과 함께 청구된 주제의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 파단 인성(KIC) 및 그 단면을 결정하기 위해 이중 캔틸레버 빔(DCB) 절차에 활용된 실시예를 개략적으로 나타낸 것이다;
도 2는 낙하 성능을 결정하기 위해 낙하 테스트에 활용된 실시예를 개략적으로 나타낸 것이다;
도 3은 본원에 기술된 하나 이상의 구현예에 따른 임의의 착색 유리 물품을 혼입하는 전자 장치의 평면도이다;
도 4는 도 3의 전자 장치의 사시도이다;
도 5는 선택된 발명의 실시예에 대한 누프 스크래치 임계값 테스트의 결과 미세연성(microductile) 크래킹을 보여준다;
도 6은 선택된 발명의 실시예에 대한 누프 스크래치 임계값 테스트의 결과 측면 크래킹을 보여준다;
도 7은 선택된 발명의 실시예에 대한 누프 스크래치 임계값 테스트의 결과 미세연성 크래킹을 보여준다;
도 8은 선택된 발명의 실시예에 대한 누프 스크래치 임계값 테스트의 결과 측면 크래킹을 보여준다;
도 9는 선택된 발명의 실시예 및 비교예에 대해 사포 상의 점진적인 면 낙하(즉, "낙하 테스트")의 결과를 그래프로 도시한 것이다; 및
도 10은 선택된 발명의 실시예와 비교예에 대한 사포로 손상 후 4점 파괴 테스트(즉, "슬래퍼(slapper) 테스트")의 결과를 그래프로 도시한 것이다.
이제, 원하는 색상을 가지며 고주파 적용에 사용하기에 적합한 유리 조성물 및 이에 의해 형성된 착색 유리 물품의 다양한 구현예에 대한 참조가 상세히 이루어질 것이다. 구현예들에 따르면, 유리 조성물은 50 mol% 이상 70 mol% 이하의 SiO2; 10 mol% 이상 20 mol% 이하의 Al2O3; 1 mol% 이상 10 mol% 이하의 B2O3; 7 mol% 이상 14 mol% 이하의 Li2O; 0 mol% 초과 8 mol% 이하의 Na2O; 0 mol% 초과 1 mol% 이하의 K2O; 0 mol% 이상 7 mol% 이하의 CaO; 0 mol% 이상 8 mol% 이하의 MgO; 및 0 mol% 이상 8 mol% 이하의 ZnO를 포함한다. R2O + R'O는 25 mol% 이하이고, 여기서 R2O는 Li2O, Na2O 및 K2O의 합이고, R'O 는 CaO, MgO 및 ZnO의 합이다. 상기 유리 조성물은 NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO는 0.001 mol% 이상; CeO2는 0.1 mol% 이상; 및 TiO2는 0.1 mol% 이상; 중 적어도 하나를 포함한다. 착색 유리 물품의 다양한 구현예 및 이를 제조하는 방법이 첨부된 도면을 구체적으로 참조하여 본원에 설명될 것이다.
범위는 본원에서 "약" 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 다른 구현예는 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 값이 근사치로 표현될 때, 전치사 "약"을 사용함으로써, 특정 값은 다른 구현예를 형성하는 것으로 이해될 것이다. 각 범위의 끝점은 다른 끝점과 관련하여 그리고 다른 끝점과 독립적으로 모두 중요하다는 것이 더욱 이해될 것이다.
본원에 사용된 방향 용어 - 예를 들어, 위, 아래, 오른쪽, 왼쪽, 앞, 뒤, 탑, 바텀 -는, 그려진 도면을 참조해서만 만들어지며, 절대적인 방향을 암시하기 위한 것이 아니다.
달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본원에 기재된 방법이 그 단계가 특정 순서로 수행될 것을 요구하거나 장치에 특정 방향이 요구되는 것으로 해석되는 것을 의도하지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 실제로 그 단계에 따라야 할 순서를 기재하지 않거나, 장치 청구항이 실제로 개별 구성요소에 대한 순서 또는 방향을 기재하지 않거나, 청구항 또는 설명에 단계가 특정 순서로 제한되어야 한다는 것이 달리 구체적으로 기재되어 있지 않거나, 장치의 구성요소에 대한 특정 순서 또는 방향이 기재되어 있지 않은 경우, 어떤 관점에서든 순서 또는 방향을 유추하도록 의도된 것은 아니다. 이는 단계의 배열, 동작 흐름, 구성 요소의 순서 또는 구성 요소의 방향과 관련된 논리 문제; 문법적 구성 또는 구두점에서 파생되는 통상적인 의미; 및 명세서에 기재된 구현예의 수 또는 유형을 포함하여 가능한 모든 비명시적 해석 근거에 유지된다.
본원에 사용되는, 표현 "일", "하나" 및 "상기"는 문맥에서 달리 명시하지 않는 한 복수의 지칭자를 포함한다. 따라서 예를 들어, 문맥에서 달리 명시하지 않는 한 "일" 구성 요소에 대한 참조는 둘 이상의 그러한 구성 요소를 갖는 관점들을 포함한다.
본원에 기술된 유리 조성물 및 그 결과물인 착색 유리 물품의 구현예에서, 산화물 형태의 구성 성분(예를 들어, SiO2 , Al2O3 등)의 농도는 달리 명시되지 않는 한, 산화물 기준 mol 퍼센트(mol%)로 명시된다.
용어 "실질적으로 없는"은, 유리 조성물 및 그 결과물인 착색 유리 물품에서 특정 구성 성분의 농도 및/또는 부재를 설명하기 위해 사용될 때, 상기 구성 성분이 유리 조성물 및 그 결과물인 착색 유리 물품에 의도적으로 첨가되지 않았음을 의미한다. 그러나, 유리 조성물 및 그 결과물인 착색 유리 물품은 본원에 달리 명시되지 않는 한, 0.01 mol% 미만의 양으로 오염 물질 또는 트램프로서 미량의 구성 성분을 함유할 수 있다. "실질적으로 없는"의 정의는 생성물 착색 유리 물품에서 설명된 색상을 얻기 위해, 예를 들어, 0.01 mol% 미만의 양과 같이 상대적으로 적은 양으로 유리 조성물에 의도적으로 첨가될 수 있는 NiO, Co3O4 , Cr2O3 및 CuO를 제외한다는 점에 유의해야 한다.
유리 조성물에서 특정 구성 성분의 농도 및/또는 부재를 설명하는데 사용될 때, 용어 "0 mol%" 및 "없는"은 구성 성분이 유리 조성물에 존재하지 않음을 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "파단 인성"은 KIC 값을 지칭하며, 달리 명시되지 않는 한 이온 교환 처리 전에 셰브론 노치 쇼트 바 방법으로 측정된다. 셰브론 노치 쇼트 바(CNSB) 방법은 Y*m가 Bubsey, R.T. et al., "Closed-Form Expressions for Crack-Mouth Displacement and Stress Intensity Factors for Chevron-Notched Short Bar and Short Rod Specimens Based on Experimental Compliance Measurements," NASA Technical Memorandum 83796, pp. 1-30 (October 1992)의 식 5를 사용하여 계산된 것을 제외하고, Reddy, K.P.R. et al, "Fracture Toughness Measurement of Glass and Ceramic Materials Using Chevron-Notched Specimens," J. Am. Ceram. Soc., 71 [6], C-310-C-313 (1988)에 개시된다.
대안의 KIC 파단 인성 측정이 이중 캔틸레버 빔(double cantilever beam, DCB) 절차로 일부 샘플에 대해 수행되었다. DCB 시편 지오메트리는 도 1에 도시되며, 파라미터는 크랙 길이 a, 가해진 로드 P, 단면 치수 w 및 2h, 크랙-가이딩 그루브의 두께 b이다. 샘플은 폭 2h = 1.25cm, w= 0.3 mm 내지 1 mm 범위의 두께의 직사각형으로 절단되었으며, 임계 치수가 아닌 샘플의 전체 길이는 5 cm 내지 10 cm로 다양했다. 홀은 다이아몬드 드릴로 양쪽 끝에 드릴링되었고, 샘플 홀더와 로드에 샘플을 부착하는 수단을 제공했다. 다이아몬드 블레이드를 갖는 웨이퍼 다이싱 톱을 사용하여 양쪽 평평한 면에 크랙 "가이딩 그루브"가 샘플의 길이만큼 절단되어, 전체 플레이트 두께의 대략 절반(도 49 의 치수 b)이며 블레이드 두께에 해당하는 180㎛ 의 높이를 갖는 재료의 "웹(web)"을 남겼다. 다이싱 톱의 고정밀 치수 공차는 샘플간 편차를 최소화할 수 있다. 다이싱 톱은 a = 15mm인 초기 균열을 절단하는 데도 사용되었다. 이 최종 작업의 결과로 매우 얇은 재료의 웨지(wedge)가 크랙 팁 근처에 생성되어(블레이드 곡률로 인해) 샘플에서 더 쉬운 크랙 시작을 허용한다. 샘플은 샘플의 바텀 홀에 강철 와이어가 있는 금속 샘플 홀더에 마운트되었다. 또한 샘플은 반대쪽 끝에서 지지되어, 낮은 로딩 조건에서 샘플 레벨이 유지되었다. 로드 셀(FUTEK, LSB200)과 직렬로 연결된 스프링은 상단 홀에 걸어지고, 이후 연장되어, 로프와 고정밀 슬라이드를 사용하여 점차적으로 로드를 가했다. 크랙은 디지털 카메라와 컴퓨터에 부착된 5 ㎛ 해상도의 현미경을 사용하여 모니터링되었다. 적용된 응력 강도(KP)는 다음 식을 사용하여 계산되었다:
각 샘플에 대해, 먼저 크랙이 웹의 팁에서 시작된 다음, 출발 크랙은 응력 강도를 정확하게 계산하기 위해 치수 a/h 의 비율이 1.5 보다 커질 때까지 조심스럽게 임계 이하로 성장되었다. 이 시점에서, 크랙 길이, a는 5 ㎛ 해상도의 이동 현미경을 사용하여 측정되고, 기록되었다. 그런 다음 톨루엔 한 방울을 크랙 그루브에 넣고 모세관 힘에 의해 그루브의 길이를 따라 휘게 하여 파단 인성에 도달할 때까지 크랙이 움직이지 않도록 고정했다. 그런 다음 샘플 파단이 발생할 때까지 로드가 증가되었고, 파괴 로드와 샘플 치수를 통해 임계 응력 강도 KIC가 계산되었으며, 측정 방법에 따라 KP는 KIC와 동일했다.
일반적인 낙하 테스트는 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 각 샘플(1310)은 일반적인 "스마트" 폰의 크기, 질량 및 균형과 유사한 표준 테스트 차량(1320)에 부착되고, 낙하 높이(h)에서 연마 표면(1335)을 갖는 사포(1330) 시트에 낙하되었다. 낙하 높이(h)는 0.1 미터씩 증가하는 약 0.2 미터 내지 2.2 미터의 범위였다. 낙하 테스트는 180 그릿 실리콘 카바이드 사포 표면과 80 그릿 실리콘 카바이드 사포 표면을 사용하여 수행되었다. 낙하 성능은 착색 유리 물품이 파손되기 전 최대 낙하 높이(cm)로 보고된다.
표면 압축 응력은 Orihara Industrial Co., Ltd.(일본)에서 제조된, FSM-6000과 같은 시중에서 판매되는 장비와 같은 표면 응력 측정기(FSM)로 측정된다. 표면 응력 측정은 유리 물품의 복굴절과 관련된, 응력 광학 계수(stress optical coefficient, SOC)의 측정에 의존한다. 차례로, SOC는 "Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient" 라고 명명된 ASTM 표준 C770-16에 설명된 절차 C(유리 디스크 방법)에 따라 측정되며, 그 내용은 전체가 여기에 참조로 통합된다. 압축의 깊이(DOC)도 FSM으로 측정된다. 최대 중심 장력(CT) 값은 당업계에 알려진 산란광 편광(SCALP) 기술을 사용하여 측정된다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "압축의 깊이(DOC)"는 압축 응력이 인장 응력으로 전환되는 물품의 위치를 지칭한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "CIELAB 색 공간"은 1976년에 International Commission on Illumination (CIE)에 정의된 색 공간을 지칭한다. 이는 색을 3가지 값으로 표현한다: 검은색(0)에서 흰색(100)까지의 밝기의 L*, 녹색(-)에서 빨간색(+)까지의 a*, 파란색(-)에서 노란색(+)까지의 B*.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "색 영역(gamut)"은 CIELAB 색상 공간 내에서 착색 유리 물품이 달성될 수 있는 색상 팔레트를 지칭한다.
착색 유리 물품의 유전 상수는 당업계에 알려진 바와 같이, 10 GHz 의 주파수에서, SPDR(split post dielectric resonator)을 사용하여 측정될 수 있다. 유전 상수는 3 인치(76.2mm)의 길이, 3 인치(76.2mm)의 너비, 및 0.9mm 미만의 두께를 갖는 착색 유리 물품의 샘플에서 측정되었다. 착색 유리 물품의 유전 상수는 당업계에 알려진 바와 같이 이중 오목 반사 거울 Fabry-Perot 개방형 공진기를 사용하여 10GHz 내지 60GHz의 주파수 범위에서 측정될 수도 있다. 유전 상수는 개방형 공진기의 거울 간격을 조정하여 다양한 주파수에서 측정될 수 있다. 유전 상수는 길이 120mm, 너비 120mm 및 두께 2mm 이하의 착색 유리 물품의 샘플에서 측정될 수 있다. 이론에 얽매이고 싶지는 않지만, 10GHz 에서 측정된 착색 유리 물품의 유전 상수는 10GHz 내지 60GHz 범위의 각 주파수에서의 유전 상수에 근사한 것으로 믿어진다.
착색 유리 물품의 유전 상수 Dk는 다음 식에 따라 계산될 수 있다:
Dk = 3.802946 + 0.01747*B2O3 (mol%) + 0.058769*Al2O3 (mol%)+ 0.080876*Li2O (mol%) + 0.148433*Na2O (mol%) + 0.153264*K2O (mol%) + 0.045179*MgO (mol%) + 0.080113*CaO (mol%).
원하는 색상과 향상된 기계적 특성을 갖는 착색 유리 물품을 얻기 위해 기존의 알루미노실리케이트 유리 조성물에 착색제가 첨가되었다. 예를 들어, 전이 금속 산화물 및/또는 희토류 산화물이 첨가될 수 있다. 그러나, 단순히 알루미노실리케이트 유리 조성물에 착색제를 포함시키는 것만으로는 원하는 색상을 생성하지 못하거나 및/또는 고주파(예컨대, 5 세대(5G) 주파수)를 송수신하는 전자 장치에 사용하기에 적합한 착색 유리 물품을 얻지 못할 수 있다.
본원에 개시된 것은 전이 금속 산화물 및/또는 희토류 산화물을 첨가하여 원하는 색상 및 고주파 적용에 사용하기 위한 감소된 유전 상수를 갖는 착색 물품을 생산하면서 착색 유리 물품의 우수한 이온 교환성 및 낙하 성능을 유지하여, 전술한 문제를 완화할 수 있는 유리 조성물 및 그로부터 형성된 착색 유리 물품이다. 구체적으로, 본원에 개시된 유리 조성물은 원하는 색상을 얻기 위해 전이 금속 산화물 및/또는 희토류 산화물을 포함한다. 또한, 본원에 개시된 유리 조성물은 감소된 유전율(예를 들어, 6.90 이하)을 달성하기 위해 상대적으로 낮은 농도(예를 들어, 25 mol% 이하)의 알칼리 산화물(예를 들어, Li2O, Na2O 및 K2O) 및 알칼리토 산화물(예를 들어, CaO, MgO 및 ZnO)을 포함한다.
본원에 기술된 유리 조성물 및 착색 유리 물품은 알루미노보로실리케이트 유리 조성물 및 착색 유리 물품으로 기술될 수 있으며, SiO2, Al2O3, 및 B2O3를 포함할 수 있다. SiO2, Al2O3, 및 B2O3에 더하여, 본원에 기술된 유리 조성물 및 착색 유리 물품은 전이 금속 산화물(예를 들어, NiO, Co3O4, Cr2O3, CuO, TiO2) 및/또는 희토류 산화물(CeO2)을 포함하여, 원하는 색상을 갖는 착색 유리 물품을 생성할 수 있다. 또한, 본원에 개시된 유리 조성물 및 착색 유리 물품은 감소된 유전 상수(예를 들어, 6.8 이하)를 달성하기 위해, R2O(예를 들어, Li2O, Na2O 및 K2O)와 R'O(예를 들어, CaO, MgO, 및 ZnO)의 상대적으로 낮은 합계(예를 들어, 25 mol% 이하)를 포함한다. 본원에 기술된 유리 조성물 및 착색 유리 물품은 또한 착색 유리 물품의 이온 교환성을 가능하게 하기 위해 Li2O, Na2O 및 K2O와 같은 알칼리 산화물을 포함한다.
SiO2는 본원에 기술된 유리 조성물에서 주요 유리 형성제이며, 착색 유리 물품의 네트워크 구조를 안정화시키는 기능을 할 수 있다. 유리 조성물 및 그 결과물인 착색 유리 물품의 SiO2의 농도는 유리 조성물의 화학적 내구성, 특히 산성 용액, 염기성 용액 및 물에 노출될 때 분해에 대한 유리 조성물의 내성을 향상시키기에 충분히 높아야 한다(예를 들어, 50 mol% 이상). SiO2의 양은 유리 조성물의 용융점을 제어하기 위해 제한될 수 있는데(예를 들어, 70 mol% 이하로), 이는 순수한 SiO2 또는 고 SiO2 유리의 용융점이 바람직하지 않게 높기 때문이다. 따라서, SiO2의 농도를 제한하는 것은 결과적인 착색 유리 물품의 용융성 및 성형성을 개선하는 데 도움이 될 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 결과적인 착색 유리 물품은 50 mol% 이상 70 mol% 이하의 SiO2를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 결과적인 착색 유리 물품 내의 SiO2의 농도는 50 mol% 이상, 53 mol% 이상, 55 mol% 이상, 또는 심지어 57 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 착색된 결과물인 유리 물품 내의 SiO2의 농도는 50 mol% 이상 70 mol% 이하, 50 mol% 이상 67 mol% 이하, 50 mol% 이상 65 mol% 이하, 50 mol% 이상 63 mol% 이하, 53 mol% 이상 70 mol% 이하, 53 mol% 이상 67 mol% 이하, 53 mol% 이상 63 mol% 이하, 55 mol% 이상 70 mol% 이하, 55 mol% 이상 67 mol% 이하, 55 mol% 이상 65 mol% 이하, 55 mol% 이상 63 mol% 이하, 57 mol% 이상 70 mol% 이하, 57 mol% 이상 67 mol% 이하, 57 mol% 이상 65 mol% 이하, 57 mol% 이상 63 mol% 이하, 또는 이러한 임의의 끝점 중에서 형성되는 모든 하위 범위일 수 있다.
SiO2와 마찬가지로, Al2O3는 유리 네트워크를 안정화시키고 유리 조성물 및 그 결과물인 착색 유리 물품에 향상된 기계적 특성 및 화학적 내구성을 추가로 제공할 수 있다. Al2O3의 양은 또한 유리 조성물의 점도를 제어하기 위해 조정될 수 있다. 결과 유리 조성물이 원하는 파단 인성(예컨대, 0.7 MPa·m1/2)을 갖도록 Al2O3가 포함될 수 있다. 그러나, Al2O3의 양이 너무 많으면(예를 들어, 20 mol% 이상), 용융물의 점도가 증가하여 착색 유리 물품의 성형성이 감소될 수 있다. 구현예들에서, Al2O3의 양이 너무 높으면, 유리 용융물 내의 하나 이상의 착색제의 용해도가 감소하여 유리 내에 바람직하지 않은 결정상의 형성을 결과할 수 있다. 예를 들어, 그리고 이에 국한되는 것 없이, 착색제가 Cr2O3를 포함할 때, 유리 용융물 내 Cr2O3의 용해도는 Al2O3 농도가 증가함에 따라(예를 들어, 17.5 mol% 이상의 농도) 감소하여 바람직하지 않은 결정상의 침전으로 이어질 수 있다. 이론에 얽매이고 싶지 않지만, 유사한 거동이 Cr2O3 이외의 착색제에서도 발생할 수 있다고 가정된다.
따라서, 구현예들에서, 유리 조성물 및 결과적인 착색 유리 물품은 10 mol% 이상 20 mol% 이하의 Al2O3를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 결과적인 착색 유리 물품에서 Al2O3의 농도는 10 mol% 이상, 12 mol% 이상, 12.5 mol% 이상, 13 mol% 이상, 13.5 mol% 이상, 또는 심지어 14 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 결과적인 착색 유리 물품에서 Al2O3의 농도는 20 mol% 이하, 18 mol% 이하, 17.5 mol% 이하, 또는 심지어 17 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 결과적인 착색 유리 물품에서 Al2O3의 농도는 10 mol% 이상 20 mol% 이하, 10 mol% 이상 18 mol% 이하, 10 mol% 이상 17.5 mol% 이하, 10 mol% 이상 17 mol% 이하, 12 mol% 이상 20 mol% 이하, 12 mol% 이상 18 mol% 이하, 12 mol% 이상 17.5 mol% 이하, 12 mol% 이상 17 mol% 이하, 12.5 mol% 이상 20 mol% 이하, 12.5 mol% 이상 18 mol% 이하, 12.5 mol% 이상 17.5 mol% 이하, 12.5 mol% 이상 17 mol% 이하, 13 mol% 이상 20 mol% 이하, 13 mol% 이상 18 mol% 이하, 13 mol% 이상 17.5 mol% 이하, 13 mol% 이상 17 mol% 이하, 13.5 mol% 이상 20 mol% 이하, 13.5 mol% 이상 18 mol% 이하, 13.5 mol% 이상 17.5 mol% 이하, 13.5 mol% 이상 17 mol% 이하, 14 mol% 이상 20 mol% 이하, 14 mol% 이상 18 mol% 이하, 14 mol% 이상 17.5 mol% 이하, 또는 14 mol% 이상 17 mol% 이하, 또는 이러한 임의의 끝점 중에서 형성되는 모든 하위 범위일 수 있다.
B2O3는 유리 조성물의 용융점을 감소시켜, 유리 내 특정 착색제의 유지력을 향상시킬 수 있다. B2O3는 또한 생성된 착색 유리 물품의 손상 저항성을 향상시킬 수 있다. 또한, B2O3가 첨가되어, 비-브릿징 산소의 형성을 줄이고, 이의 존재는 파단 이성을 감소시킬 수 있다. B2O3의 농도는 유리 조성물의 용융점을 낮추고 성형성을 개선하며 착색 유리 물품의 파단 인성을 높이기에 충분히 높아야합니다(예컨대, 1 mol% 이상). 그러나 B2O3가 너무 높으면(예컨대, 10 mol% 이상), 어닐링 점과 변형 점이 감소하여 응력 완화를 증가시키고, 착색 유리 물품의 전체 강도를 감소시킬 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 결과적인 착색 유리 물품은 1 mol% 이상 10 mol% 이하의 B2O3를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성된 착색 유리 물품에서 B2O3의 농도는 1 mol% 이상, 2 mol% 이상, 3 mol% 이상, 4 mol% 이상, 4.5 mol% 이상, 5 mol% 이상 또는 심지어 5.5 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성된 착색 유리 물품에서 B2O3의 농도는 10 mol% 이하, 9 mol% 이하, 8 mol% 이하, 7.5 mol% 이하, 7 mol% 이하, 또는 심지어 6.5 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성된 착색 유리 물품에서 B2O3의 농도는 1 mol% 이상 10 mol% 이하, 1 mol% 이상 9 mol% 이하, 1 mol% 이상 8 mol% 이하, 1 mol% 이상 7.5 mol% 이하, 1 mol% 이상 7 mol% 이하, 1 mol% 이상 6.5 mol% 이하, 2 mol% 이상 10 mol% 이하, 2 mol% 이상 9 mol% 이하, 2 mol% 이상 8 mol% 이하, 2 mol% 이상 7.5 mol% 이하, 2 mol% 이상 7 mol% 이하, 2 mol% 이상 6.5 mol% 이하, 3 mol% 이상 10 mol% 이하, 3 mol% 이상 9 mol% 이하, 3 mol% 이상 8 mol% 이하, 3 mol% 이상 7.5 mol% 이하, 3 mol% 이상 7 mol% 이하, 3 mol% 이상 6.5 mol% 이하, 4 mol% 이상 10 mol% 이하, 4 mol% 이상 9 mol% 이하, 4 mol% 이상 8 mol% 이하, 4 mol% 이상 7.5 mol% 이하, 4 mol% 이상 7 mol% 이하, 4 mol% 이상 6.5 mol% 이하, 4.5 mol% 이상 10 mol% 이하, 4.5 mol% 이상 9 mol% 이하, 4.5 mol% 이상 8 mol% 이하, 4.5 mol% 이상 7.5 mol% 이하, 4.5 mol% 이상 7 mol% 이하, 4.5 mol% 이상 6.5 mol% 이하, 5 mol% 이상 10 mol% 이하, 5 mol% 이상 9 mol% 이하, 5 mol% 이상 8 mol% 이하, 5 mol% 이상 7.5 mol% 이하, 5 mol% 이상 7 mol% 이하, 5 mol% 이상 6.5 mol% 이하, 5.5 mol% 이상 10 mol% 이하, 5.5 mol% 이상 9 mol% 이하, 5.5 mol% 이상 8 mol% 이하, 5.5 mol% 이상 7.5 mol% 이하, 5.5 mol% 이상 7 mol% 이하, 5.5 mol% 이상 6.5 mol% 이하, 또는 이러한 임의의 끝점 중에서 형성되는 모든 하위 범위일 수 있다.
본원에서 전술한 바와 같이, 유리 조성물 및 그 생성물인 착색 유리 물품은 착색 유리 물품의 이온 교환성을 가능하게 하기 위해 Li2O, Na2O 및 K2O 와 같은 알칼리 산화물을 함유할 수 있다.
Li2O는 착색 유리 물품의 이온 교환성을 돕고 유리 조성물의 연화점을 감소시켜 착색 유리 물품의 성형성을 증가시킨다. 또한, Li2O는 유리 조성물의 용융점을 감소시켜 유리에서 착색제의 유지력을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다. 유리 조성물 및 생성된 착색 유리 물품에서 Li2O의 농도는 유리 조성물의 용융점을 낮추고 원하는 최대 중심 장력(예컨대, 40 MPa 이상)을 달성하기에 충분히 높아야 한다(예컨대, 7 mol% 이상). 그러나 Li2O의 양이 너무 많으면(예컨대, 14 mol% 이상), 액상선 온도가 상승하여 착색 유리 물품의 제조성이 저하될 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 7 mol% 이상 14 mol% 이하의 Li2O를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 Li2O의 농도는 7 mol% 이상, 7.5 mol% 이상, 8 mol% 이상, 심지어 8.5 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 Li2O의 농도는 14 mol% 이하, 13.5 mol% 이하, 13 mol% 이하, 또는 심지어 12.5 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 Li2O의 농도는 7 mol% 이상 14 mol% 이하, 7 mol% 이상 13.5 mol% 이하, 7 mol% 이상 13 mol% 이하, 7 mol% 이상 12.5 mol% 이하, 7.5 mol% 이상 14 mol% 이하, 7.5 mol% 이상 13.5 mol% 이하, 7.5 mol% 이상 13 mol% 이하, 7.5 mol% 이상 12.5 mol% 이하, 8 mol% 이상 14 mol% 이하, 8 mol% 이상 13.5 mol% 이하, 8 mol% 이상 13 mol% 이하, 8 mol% 이상 12.5 mol% 이하, 8.5 mol% 이상 14 mol% 이하, 8.5 mol% 이상 13.5 mol% 이하, 8.5 mol% 이상 13 mol% 이하, 8.5 mol% 이상 12.5 mol% 이하, 또는 이들 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다.
Na2O는 유리에서 알칼리 이온의 확산성을 개선하여 이온 교환 시간을 줄이고 원하는 표면 압축 응력(예컨대, 300MPa 이상)을 달성하는 데 도움을 준다. Na2O는 또한 착색 유리 물품의 성형성을 향상시킨다. 또한 Na2O는 유리 조성물의 용융점을 감소시켜 착색제 유지력을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다. 그러나, 유리 조성물에 너무 많은 Na2O가 첨가되면 용융점이 너무 낮아질 수 있다. 따라서, 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에 존재하는 Li2O의 농도는 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에 존재하는 Na2O의 농도보다 더 클 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 0 mol% 이상 8 mol% 이하의 Na2O를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품의 Na2O의 농도는 0 mol% 이상, 0.1 mol% 이상, 0.5 mol% 이상, 1 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품의 Na2O의 농도는 8 mol% 이하, 7 mol% 이하, 6 mol% 이하, 5 mol% 이하, 4 mol% 이하, 3 mol% 이하, 또는 이들 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품의 Na2O의 농도는 0 mol% 이상 8 mol% 이하, 0 mol% 이상 7 mol% 이하, 0 mol% 이상 6 mol% 이하, 0 mol% 이상 5 mol% 이하, 0 mol% 이상 4 mol% 이하, 0 mol% 이상 3 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 7 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 6 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 3 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 7 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 6 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 3 mol% 이하, 1 mol% 이상 8 mol% 이하, 1 mol% 이상 7 mol% 이하, 1 mol% 이상 6 mol% 이하, 1 mol% 이상 5 mol% 이하, 1 mol% 이상 4 mol% 이하, 1 mol% 이상 3 mol% 이하, 또는 이들 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다.
K2O는 이온 교환을 촉진하고 압축 깊이를 증가시키고 용융점을 감소시켜 착색 유리 물품의 성형성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 너무 많은 K2O의 첨가는 표면 압축 응력 및 용융점이 너무 낮아지는 것을 초래할 수 있다. 따라서, 구현예에서, 유리 조성물에 첨가되는 K2O의 양은 제한될 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 선택적으로 0 mol% 이상 1 mol% 이하의 K2O를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품 내의 K2O의 농도는 0 mol% 이상, 0.1 mol% 이상, 심지어 0.2 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 K2O의 농도는 1 mol% 이하, 0.7 mol% 이하, 또는 심지어 0.5 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 K2O의 농도는 0 mol% 이상 1 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.7 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.7 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 0.7 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 또는 이들 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다.
R2O는 유리 조성물 및 그 생성물인 착색 유리 물품에 존재하는 Li2O, Na2O 및 K2O의 합계(mol%)이다(즉, R2O = Li2O(mol%) + Na2O(mol%) + K2O(mol%)). B2O3와 마찬가지로 알칼리 산화물은 유리 조성물의 연화점 및 mol딩 온도를 낮추는 데 도움이되므로 예를 들어 유리 조성물에서 더 많은 양의 SiO2로 인한 유리 조성물의 연화점 및 mol딩 온도 증가를 상쇄한다. 유리 조성물에 알칼리 산화물(예컨대, 2 이상의 알칼리 산화물)의 조합을 포함함으로써 연화점 및 mol딩 온도는 더 낮춰질 수 있으며, 이러한 현상을 "혼합 알칼리 효과"라고 한다. 그러나 R2O의 양이 너무 많으면 유리 조성물의 평균 열팽창 계수가 100 x 10-7/℃ 이상으로 증가하여 바람직하지 않을 수 있다는 사실이 밝혀졌다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품 내의 R2O의 농도는 7 mol% 이상, 8 mol% 이상, 9 mol% 이상, 또는 심지어 10 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성된 착색 유리 물품의 R2O의 농도는 25 mol% 이하, 23 mol% 이하, 또는 심지어 20 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 R2O의 농도는 7 mol% 이상 25 mol% 이하, 7 mol% 이상 23 mol% 이하, 7 mol% 이상 20 mol% 이하, 8 mol% 이상 25 mol% 이하, 8 mol% 이상 23 mol% 이하, 8 mol% 이상 20 mol% 이하, 9 mol% 이상 25 mol% 이하, 9 mol% 이상 23 mol% 이하, 9 mol% 이상 20 mol% 이하, 10 mol% 이상 25 mol% 이하, 10 mol% 이상 23 mol% 이하, 또는 심지어 10 mol% 이상 20 mol% 이하, 또는 이들 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다.
구현예에서, 유리 조성물에서 R2O와 Al2O3의 차이(즉, R2O (mol%) - Al2O3 (mol%))는 비-브릿징 산소의 형성을 감소시키도록 조정될 수 있으며, 그 존재는 파단 인성을 감소시킬 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 생성된 착색 유리 물품의 R2O - Al2O3는 -8 mol% 이상, -7 이상, -6 이상, 심지어 -5 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 R2O - Al2O3는 4 mol% 이하, 3 mol% 이하, 2 mol% 이하, 또는 심지어 1 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 R2O - Al2O3는 -8 mol% 이상 4 mol% 이하, -8 mol% 이상 3 mol% 이하, -8 mol% 이상 2 mol% 이하, -8 mol% 이상 1 mol% 이하, -7 mol% 이상 4 mol% 이하, -7 mol% 이상 3 mol% 이하, -7 mol% 이상 2 mol% 이하, -7 mol% 이상 1 mol% 이하, -6 mol% 이상 4 mol% 이하, -6 mol% 이상 3 mol% 이하, -6 mol% 이상 2 mol% 이하, -6 mol% 이상 1 mol% 이하, -5 mol% 이상 4 mol% 이하, -5 mol% 이상 3 mol% 이하, -5 mol% 이상 2 mol% 이하, -5 mol% 이상 1 mol% 이하, 또는 이들 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다.
구현예에서, 본원에 기술된 유리 조성물 및 그 결과물인 착색 유리 물품은 CaO 를 더 포함할 수 있다. CaO는 유리 조성물의 점도를 낮추어 성형성, 변형점 및 영률을 향상시키고, 이온 교환성을 향상시킬 수 있다. 그러나 유리 조성물에 CaO가 너무 많은 첨가는 유리 조성물에서 나트륨 및 칼륨 이온의 확산도를 감소시켜, 결과적으로 생성 유리의 이온 교환 성능(즉, 이온 교환 능력)에 부정적인 영향을 미친다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품의 CaO의 농도는 0 mol% 이상, 0.25 mol% 이상, 0.5 mol% 이상, 또는 심지어 0.75 mol% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품 내의 CaO의 농도는 7 mol% 이하, 6.5 mol% 이하, 6 mol% 이하, 5.5 mol% 이하, 5 mol% 이하, 4.5 mol% 이하, 4 mol% 이하, 3.5 mol% 이하, 3 mol% 이하, 2.5 mol% 이하, 2 mol% 이하, 또는 심지어 1.75 mol% 이하일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 생성된 착색 유리 물품의 CaO의 농도는 0 mol% 이상 7 mol% 이하, 0 mol% 이상 6.5 mol% 이하, 0 mol% 이상 6 mol% 이하, 0 mol% 이상 5.5 mol% 이하, 0 mol% 이상 5 mol% 이하, 0 mol% 이상 4.5 mol% 이하, 0 mol% 이상 4 mol% 이하, 0 mol% 이상 3.5 mol% 이하, 0 mol% 이상 3 mol% 이하, 0 mol% 이상 2.5 mol% 이하, 0 mol% 이상 2 mol% 이하, 0 mol% 이상 1.75 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 7 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 6.5 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 6 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 5.5 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 4.5 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 3.5 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 3 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 2.5 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.25 mol% 이상 1.75 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 7 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 6.5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 6 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 5.5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 4.5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 3.5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 3 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 2.5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 1.75 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 7 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 6.5 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 6 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 5.5 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 4.5 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 3.5 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 3 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 2.5 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.75 mol% 이상 1.75 mol% 이하, 또는 이들 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 CaO가 실질적으로 없거나, 없을 수 있다.
구현예에서, 본원에 기술된 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 MgO를 더 포함할 수 있다. MgO는 유리 조성물의 점도를 낮추어, 성형성, 변형점 및 영률을 향상시키고, 이온 교환성을 향상시킬 수 있다. 그러나 유리 조성물에 MgO가 너무 많이 첨가되면, 유리 조성물에서 나트륨 및 칼륨 이온의 확산도가 감소되고, 결과물인 착색 유리 물품의 이온 교환 성능(즉, 이온 교환 능력)에 부정적인 영향을 미친다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 0 mol% 이상 8 mol% 이하의 MgO를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 내의 MgO의 농도는 0 mol% 이상, 0.5 mol% 이상, 1 mol% 이상, 1.5 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 내의 MgO의 농도는 8 mol% 이하, 7 mol% 이하, 6 mol% 이하, 5.5 mol% 이하, 5 mol% 이하, 4.5 mol% 이하, 또는 심지어 4 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 내의 MgO의 농도는 0 mol% 이상 8 mol% 이하, 0 mol% 이상 7 mol% 이하, 0 mol% 이상 6 mol% 이하, 0 mol% 이상 5.5 mol% 이하, 0 mol% 이상 5 mol% 이하, 0 mol% 이상 4.5 mol% 이하, 0 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 7 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 6 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 5.5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 4.5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 4 mol% 이하, 1 mol% 이상 8 mol% 이하, 1 mol% 이상 7 mol% 이하, 1 mol% 이상 6 mol% 이하, 1 mol% 이상 5.5 mol% 이하, 1 mol% 이상 5 mol% 이하, 1 mol% 이상 4.5 mol% 이하, 1 mol% 이상 4 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 8 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 7 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 6 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 5.5 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 5 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 4.5 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 4 mol% 이하, 또는 이들 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 MgO가 없거나 실질적으로 없을 수 있다.
구현예들에서, 본원에 기술된 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 ZnO를 더 포함할 수 있다. ZnO는 유리 조성물의 점도를 낮추어 성형성, 변형점 및 영률을 향상시키고, 이온 교환성을 향상시킬 수 있다. 그러나 유리 조성물에 ZnO를 너무 많이 첨가하면 유리 조성물에서 나트륨 및 칼륨 이온의 확산도가 감소하여 결과물인 착색 유리 물품의 이온 교환 성능(즉, 이온 교환 능력)에 부정적인 영향을 미친다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 0 mol% 이상 8 mol% 이하의 ZnO를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물의 ZnO의 농도는 0 mol% 이상, 0.5 mol% 이상, 1 mol% 이상, 또는 심지어 1.5 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 내의 ZnO의 농도는 8 mol% 이하, 7 mol% 이하, 6 mol% 이하, 5.5 mol% 이하, 5 mol% 이하, 4.5 mol% 이하, 또는 심지어 4 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 내의 ZnO의 농도는 0 mol% 이상 8 mol% 이하, 0 mol% 이상 7 mol% 이하, 0 mol% 이상 6 mol% 이하, 0 mol% 이상 5.5 mol% 이하, 0 mol% 이상 5 mol% 이하, 0 mol% 이상 4.5 mol% 이하, 0 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 8 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 7 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 6 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 5.5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 4.5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 4 mol% 이하, 1 mol% 이상 8 mol% 이하, 1 mol% 이상 7 mol% 이하, 1 mol% 이상 6 mol% 이하, 1 mol% 이상 5.5 mol% 이하, 1 mol% 이상 5 mol% 이하, 1 mol% 이상 4.5 mol% 이하, 1 mol% 이상 4 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 8 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 7 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 6 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 5.5 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 5 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 4.5 mol% 이하, 1.5 mol% 이상 4 mol% 이하, 또는 이들 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 ZnO가 없거나 실질적으로 없을 수 있다.
R'O는 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에 존재하는 CaO, MgO 및 ZnO의 합계(mol%)이다(즉, R'O = CaO(mol%) + MgO(mol%) + ZnO(mol%)). 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성된 착색 유리 물품에서 R'O의 농도는 0 mol% 이상, 0.5 mol% 이상, 1 mol% 이상, 2 mol% 이상, 3 mol% 이상, 또는 심지어 4 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서의 R'O의 농도는 12 mol% 이하, 10 mol% 이하, 8 mol% 이하, 또는 6 mol% 이하일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 결과적인 착색 유리 물품에서 R'O의 농도는 0 mol% 이상 12 mol% 이하, 0 mol% 이상 10 mol% 이하, 0 mol% 이상 8 mol% 이하, 0 mol% 이상 6 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 6 mol% 이하, 1 mol% 이상 12 mol% 이하, 1 mol% 이상 10 mol% 이하, 1 mol% 이상 8 mol% 이하, 1 mol% 이상 6 mol% 이하, 2 mol% 이상 12 mol% 이하, 2 mol% 이상 10 mol% 이하, 2 mol% 이상 8 mol% 이하, 2 mol% 이상 6 mol% 이하, 3 mol% 이상 12 mol% 이하, 3 mol% 이상 10 mol% 이하, 3 mol% 이상 8 mol% 이하, 3 mol% 이상 6 mol% 이하, 4 mol% 이상 12 mol% 이하, 4 mol% 이상 10 mol% 이하, 4 mol% 이상 8 mol% 이하, 4 mol% 이상 6 mol% 이하, 또는 이들 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다.
본원에 기술된 바와 같이, R2O 및 R'O의 합(즉, R2O(mol%) + R'O(mol%))은 상대적으로 낮을 수 있고(예를 들어, 25 mol% 이하), 감소된 유전율(예를 들어, 6.8 이하)을 달성하여, 고주파 적용에서 착색 유리 물품을 사용할 수 있게 한다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 R2O + R'O는 7 mol% 이상, 9 mol% 이상, 11 mol% 이상, 13 mol% 이상 또는 15 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서의 R2O + R'O는 25 mol% 이하, 23 mol% 이하, 20 mol% 이하, 또는 심지어 18 mol% 이하일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서의 R2O + R'O는 7 mol% 이상 25 mol% 이하, 7 mol% 이상 23 mol% 이하, 7 mol% 이상 20 mol% 이하, 7 mol% 이상 18 mol% 이하, 9 mol% 이상 25 mol% 이하, 9 mol% 이상 23 mol% 이하, 9 mol% 이상 20 mol% 이하, 9 mol% 이상 18 mol% 이하, 11 mol% 이상 25 mol% 이하, 11 mol% 이상 23 mol% 이하, 11 mol% 이상 20 mol% 이하, 11 mol% 이상 18 mol% 이하, 13 mol% 이상 25 mol% 이하, 13 mol% 이상 23 mol% 이하, 13 mol% 이상 20 mol% 이하, 13 mol% 이상 18 mol% 이하, 15 mol% 이상 25 mol% 이하, 15 mol% 이상 23 mol% 이하, 15 mol% 이상 20 mol% 이하, 15 mol% 이상 18 mol% 이하, 또는 이들 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다.
본원에 기술된 유리 조성물 및 그 결과물인 착색 유리 물품은 착색제 유지력을 향상시키는 데 도움이 될 수 있는 Fe2O3를 추가로 포함할 수 있다. Fe2O3는 착색제로서 작용하여, 예를 들어 분홍색일 수 있는 착색 유리 물품을 생성할 수도 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 Fe2O3의 농도는 0 mol% 이상 또는 심지어 0.01 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 Fe2O3의 농도는 1 mol% 이하, 0.75 mol% 이하, 또는 심지어 0.5 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 Fe2O3의 농도는 0 mol% 이상 1 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.75 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.75 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 또는 이들 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다.
구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 Fe2O3의 농도는 0 mol% 이상, 0.001 mol% 이상, 심지어 0.005 mol% 이상일 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 Fe2O3의 농도는 0.5 mol% 이하, 0.1 mol% 이하, 0.05 mol% 이하, 또는 심지어 0.01 mol% 이하일 수 있다. 구현예에서, 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 0 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.1 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.05 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.01 mol% 이하, 0.001 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.001 mol% 이상 0.1 mol% 이하, 0.001 mol% 이상 0.05 mol% 이하, 0.001 mol% 이상 0.01 mol% 이하, 0.005 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.005 mol% 이상 0.1 mol% 이하, 0.005 mol% 이상 0.05 mol% 이하, 0.005 mol% 이상 0.01 mol% 이하, 또는 이들 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다.
본원에 기술된 유리 조성물 및 그 결과물인 착색 유리 물품은 SnO2를 더 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품의 SnO2의 농도는 0 mol% 이상 또는 심지어 0.01 mol% 이상일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품의 SnO2의 농도는 1 mol% 이하, 0.75 mol% 이하, 0.5 mol% 이하, 또는 0.25 mol% 이하일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품의 SnO2의 농도는 0 mol% 이상 1 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.75 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.25 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.75 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.25 mol% 이하, 또는 이들 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 SnO2가 없거나 실질적으로 없을 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 원하는 색상을 얻기 위해 전이 금속 산화물, 희토류 산화물 또는 이들의 조합으로 이루어지거나, 이들을 포함할 수 있다. 구현예에서, 전이 금속 산화물 및/또는 희토류 산화물은 유리 조성물에 단독 착색제로서 또는 다른 착색제와 조합하여 포함될 수 있다. 구현예에서, 전이 금속 산화물 및/또는 희토류 산화물에 기초한 착색제는 NiO, Co3O4, Cr2O3, CuO, CeO2, TiO2 및/또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 0.001 mol% 이상, 예를 들어 0.001 mol% 이상 10 mol% 이하의 NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO + CeO2 + TiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO + CeO2 + TiO2의 농도는 0.001 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.001 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.001 mol% 이상 3 mol% 이하, 0.001 mol% 이상 2.5 mol% 이하, 0.001 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.001 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 3 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 2.5 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.02 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.02 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.02 mol% 이상 3 mol% 이하, 0.02 mol% 이상 2.5 mol% 이하, 0.02 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.02 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 3 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 2.5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 1.5 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 2.5 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.5 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.7 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.7 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.7 mol% 이상 3 mol% 이하, 0.7 mol% 이상 2.5 mol% 이하, 0.7 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.7 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.9 mol% 이상 5 mol% 이하, 0.9 mol% 이상 4 mol% 이하, 0.9 mol% 이상 3 mol% 이하, 0.9 mol% 이상 2.5 mol% 이하, 0.9 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.9 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 또는 이러한 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 유리 물품은 0 mol%의 NiO, Co3O4, Cr2O3, CuO, CeO2, 및/또는 TiO2 중 하나 이상을 포함할 수 있다
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 0.001 mol% 이상, 예를 들어 0.001 mol% 이상 및 3 mol% 이하의, NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO의 농도는 0.001 mol% 이상 2.5 mol% 이하, 0.001 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.001 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.001 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.001 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.001 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 2.5 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 0.02 mol% 이상 2.5 mol% 이하, 0.02 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.02 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.02 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.02 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.02 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 2.5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 2.5 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 2 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 또는 이러한 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 유리 물품은 0 mol%의 NiO, Co3O4, Cr2O3, 및/또는 CuO 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 0.1 mol% 이상, 예컨대 0.1 mol% 이상 및 2 mol% 이하의 CeO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 CeO2의 농도는 0.1 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.75 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 0.75 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 0.3 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.3 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.3 mol% 이상 0.75 mol% 이하, 0.3 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.3 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 또는 이러한 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 0.1 mol% 이상, 예컨대 0.1 mol% 이상 2 mol% 이하의 TiO2를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 TiO2의 농도는 0.1 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.75 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 0.75 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 0.3 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.3 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.3 mol% 이상 0.75 mol% 이하, 0.3 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.3 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 또는 이러한 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 0.1 mol% 이상, 예를 들어 0.1 mol% 이상 2 mol% 이하의, CeO2 + TiO2를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 CeO2 + TiO2의 농도는 0.1 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.75 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 0.75 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.2 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 0.3 mol% 이상 1.5 mol% 이하, 0.3 mol% 이상 1 mol% 이하, 0.3 mol% 이상 0.75 mol% 이하, 0.3 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.3 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 또는 이러한 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 0 mol% 이상, 예를 들어 0.01 mol% 이상 및 0.05 mol% 이하의 NiO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품의 NiO의 농도는 0 mol% 이상 0.05 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.04 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.035 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.03 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.025 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.02 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.015 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.05 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.04 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.035 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.03 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.025 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.02 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.015 mol% 이하, 0.015 mol% 이상 0.05 mol% 이하, 0.015 mol% 이상 0.04 mol% 이하, 0.015 mol% 이상 0.035 mol% 이하, 0.015 mol% 이상 0.03 mol% 이하, 0.015 mol% 이상 0.025 mol% 이하, 0.015 mol% 이상 0.02 mol% 이하, 및 이러한 끝점 중에서 형성되는 모든 하위 범위일 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 0 mol% 이상, 예를 들어 0.1 mol% 이상 및 0.5 mol% 이하의 CuO를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품의 CuO의 농도는 0.1 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.35 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.3 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.25 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.2 mol% 이하, 0.1 mol% 이상 0.15 mol% 이하, 0.15 mol% 이상 0.5 mol% 이하, 0.15 mol% 이상 0.4 mol% 이하, 0.15 mol% 이상 0.35 mol% 이하, 0.15 mol% 이상 0.3 mol% 이하, 0.15 mol% 이상 0.25 mol% 이하, 또는 심지어 0.15 mol% 이상 0.2 mol% 이하, 및 이러한 끝점 중으로부터 형성되는 모든 하위 범위일 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 0 mol% 이상, 예를 들어 0.0001 mol% 이상 및 0.01 mol% 이하의 Co3O4를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 Co3O4의 농도는 0 mol% 이상 0.01 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.0095 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.009 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.0085 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.0075 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.007 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.0065 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.006 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.0055 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.005 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.0045 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.004 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.0035 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.003 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.0025 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.002 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.01 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.0095 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.009 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.0085 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.0075 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.007 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.0065 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.006 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.0055 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.005 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.0045 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.004 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.0035 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.003 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.0025 mol% 이하, 0.0001 mol% 이상 0.002 mol% 이하, 및 이러한 끝점 중에서 형성되는 모든 하위 범위일 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 0 mol% 이상, 예를 들어 0.01 mol% 이상 0.05 mol% 이하의, Cr2O3를 포함할 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품에서 Cr2O3의 농도는 0 mol% 이상 0.05 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.04 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.035 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.03 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.025 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.02 mol% 이하, 0 mol% 이상 0.015 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.05 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.04 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.035 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.03 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.025 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.02 mol% 이하, 0.01 mol% 이상 0.015 mol% 이하, 0.015 mol% 이상 0.05 mol% 이하, 0.015 mol% 이상 0.04 mol% 이하, 0.015 mol% 이상 0.035 mol% 이하, 0.015 mol% 이상 0.03 mol% 이하, 0.015 mol% 이상 0.025 mol% 이하, 0.015 mol% 이상 0.02 mol% 이하, 및 이러한 끝점 중에서 형성되는 모든 하위 범위일 수 있다.
구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 다음 중 적어도 하나를 포함할 수 있다: 0.001 mol% 이상의, NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO, 예를 들어, 0.001 mol% 이상 3 mol% 이하의, NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO (또는 본원에 설명된 NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO의 임의의 범위); 0.1 mol% 이상의 CeO2, 예컨대, 0.1 mol% 이상 1.5 mol% 이하의 CeO2(또는 본원에 설명된 CeO2의 임의의 범위); 및 0.1 mol% 이상의 TiO2, 예컨대, 0.1 mol% 이상 2 mol% 이하의 TiO2(또는 본원에 설명된 TiO2의 임의의 범위).
구현예들에서, 본원에 기술된 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 MnO, MoO3, WO3, Y2O3, CdO, As2O3, 설페이트, 할로겐 또는 이들의 조합과 같은, 황 기반 화합물과 같은 트램프(tramp) 물질을 더 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 MnO, MoO3, WO3, Y2O3, CdO, As2O3, 설페이트, 할로겐 또는 이들의 조합과 같은, 황 기반 화합물과 같은 트램프 물질이 없거나, 실질적으로 없을 수 있다.
구현예들에서, 유리 물품을 제조하기 위한 공정은 유리 균질화를 유도하기 위해 하나 이상의 미리 선택된 시간 동안 하나 이상의 미리 선택된 온도에서 본원에 기술된 유리 조성물을 열처리하는 것을 포함한다. 구현예들에서, 유리 물품을 제조하기 위한 열처리는 유리 조성물을 1-100℃/분의 속도로 유리 균질화 온도까지 가열하는 단계; (ii) 유리 물품을 제조하기 위해, 유리 조성물을 0.25 시간 이상 40 시간 이하(예컨대, 0.25 시간 내지 4 시간)의 시간 동안 유리 균질화 온도에서 유지하는 단계; 및 유리 물품을 실온으로 냉각하여 유리 물품을 실온에서 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 구현예에서, 유리 균질화 온도는 300℃ 이상 700℃ 이하일 수 있다. 구현예에서, 형성된 유리 물품은 추가적인 열처리가 필요하지 않은 착색 유리 물품일 수 있다. 구현예들에서, 착색 유리 물품은 특정 온도(예를 들어, 유리 균질화 온도) 이상으로 가열할 때 생성될 수 있으며, 유지 단계가 착색 유리 물품을 생성하기 위해 필요하지 않을 수 있다.
본원에 기술된 바와 같이, R2O 및 R'O(즉, R2O(mol%) + R'O(mol%))의 합은 상대적으로 낮아서(예를 들어, 25 mol% 이하) 유전 상수를 감소시킬 수 있으며(예를 들어, 6.8 이하), 따라서 고주파 적용에서 착색 유리 물품을 사용할 수 있게 한다. 구현예들에서, 본원에 기술된 착색 유리 물품은 6.8 이하, 예컨대 6.8 이하 및 5.6 이상과 같이, 10 GHz에서 유전 상수 Dk를 가질 수 있다. 구현예에서, 착색 유리 물품의 유전 상수는 6.8 이하 및 5.7 이상, 6.8 이하 및 5.8 이상, 6.8 이하 및 5.9 이상, 6.8 이하 및 6.0 이상, 6.8 이하 및 6.2 이상, 6.6 이하 및 5.7 이상, 6.6 이하 및 5.8 이상, 6.6 이하 및 5.9 이상, 6.6 이하 및 6.0 이상, 6.6 이하 및 6.2 이상, 6.4 이하 및 5.7 이상, 6.4 이하 및 5.8 이상, 6.4 이하 및 5.9 이상, 6.4 이하 및 6.0 이상, 6.4 이하 및 6.2 이상, 6.3 이하 및 5.6 이상, 6.3 이하 및 5.7 이상, 6.3 이하 및 5.8 이상, 6.3 이하 및 5.9 이상, 6.3 이하 및 6.0 이상, 6.3 이하 및 6.2 이상, 6.2 이하 및 5.7 이상, 6.2 이하 및 5.8 이상, 6.2 이하 및 5.9 이상, 6.2 이하 및 6.0 이상, 또는 심지어 6.2 이하 및 6.1 이상, 또는 이러한 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위일 수 있다. 본원에서 언급된 바와 같이, 이론에 구속되기를 원하지 않지만, 10 GHz에서 측정된 착색 유리 물품의 유전 상수는 10 GHz 내지 60 GHz 범위의 각 주파수에서의 유전 상수에 근사한 것으로 믿어진다. 따라서, 10GHz의 주파수에서 착색 유리 물품에 대해 보고된 유전 상수는 끝점을 포함하여 10GHz 내지 60GHz의 주파수 범위에 걸쳐 각 주파수에서 착색 유리 물품의 유전 상수를 근사화한다.
구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품이 3.802946 + 0.01747*B2O3 + 0.058769*Al2O3 + 0.080876*Li2O + 0.148433*Na2O + 0.153264*K2O + 0.045179*MgO + 0.080113*CaO가 6.8 이하인 관계를 만족할 때, 유전 전기 상수 Dk는 원하는 범위에 있을 수 있다(예컨대, 6.8 이하). 예를 들어, 구현예에서, 유리 조성물 및 생성되는 착색 유리 물품은 3.802946 + 0.01747*B2O3 + 0.058769*Al2O3 + 0.080876*Li2O + 0.148433*Na2O + 0.153264*K2O + 0.045179*MgO + 0.080113*CaO가 6.8 이상 5.7 이하, 6.8 이상 5.8 이하, 6.8 이상 5.9 이하, 6.8 이상 6.0 이하, 6.8 이상 6.2 이하, 6.6 이상 5.7 이하, 6.6 이상 5.8 이하, 6.6 이상 5.9 이하, 6.6 이상 6.0 이하, 6.6 이상 6.2 이하, 6.4 이상 5.7 이하, 6.4 이상 5.8 이하, 6.4 이상 5.9 이하, 6.4 이상 6.0 이하, 6.4 이상 6.2 이하, 6.3 이상 5.7 이하, 6.3 이상 5.8 이하, 6.3 이상 5.9 이하, 6.3 이상 6.0 이하, 6.3 이상 6.2 이하, 6.2 이상 5.7 이하, 6.2 이상 5.8 이하, 6.2 이상 5.9 이하, 6.2 이상 6.0 이하, 또는 심지어 6.2 이하 6.1 이상, 또는 이러한 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위인 관계를 만족할 수 있다.
본원에 기술된 유리 조성물로부터 형성된 착색 유리 물품은 임의의 적절한 두께일 수 있으며, 이는 착색 유리 물품의 특정 적용에 따라 달라질 수 있다. 구현예들에서, 착색 유리 물품은 250 ㎛ 이상 6 mm 이하, 250 ㎛ 이상 4 mm 이하, 250 ㎛ 이상 2 mm 이하, 250 ㎛ 이상 1 mm 이하, 250 ㎛ 이상 750 ㎛ 이하, 250 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하, 500 ㎛ 이상 6 mm 이하, 500 ㎛ 이상 4 mm 이하, 500 ㎛ 이상 2 mm 이하, 500 ㎛ 이상 1 mm 이하, 500 ㎛ 이상 750 ㎛ 이하, 750 ㎛ 이상 6 mm 이하, 750 ㎛ 이상 4 mm 이하, 750 ㎛ 이상 2 mm 이하, 750 ㎛ 이상 1 mm 이하, 1 mm 이상 6 mm 이하, 1 mm 이상 4 mm 이하, 1 mm 이상 2 mm 이하, 2 mm 이상 6 mm 이하, 2 mm 이상 4 mm 이하, 또는 4 mm 이상 6 mm 이하, 또는 이러한 끝점에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위의 두께를 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본원에 기술된 유리 조성물로 형성된 착색 유리 물품은 증가된 파단 인성을 가질 수 있어, 착색 유리 물품이 손상에 대해 더 강한 내성을 가질 수 있다. 구현예들에서, 착색 유리 물품은 셰브론 노치 쇼트 바 방법으로 측정된 0.7 MPa·m1/2 이상, 0.8 MPa·m1/2 이상, 0.9 MPa·m1/2 이상, 또는 심지어 1.0 MPa·m1/2 이상의 KIC 파단 인성을 가질 수 있다.
구현예들에서, 본원에 기술된 유리 조성물은 유리 조성물로부터 제조된 착색 유리 물품을 용이하게 강화하기 위해 이온 교환이 가능하다. 일반적인 이온 교환 공정에서, 유리 조성물 내의 더 작은 금속 이온은 유리 조성물로 제조된 착색 유리 물품의 외부 표면에 가까운 층 내에서 동일한 원자가를 갖는 더 큰 금속 이온으로 교체되거나 "교환"된다. 더 작은 이온의 더 큰 이온으로의 교체는 유리 조성물로 제조된 착색 유리 물품의 층 내에 압축 응력을 생성한다. 구현예에서, 금속 이온은 1가 금속 이온(예를 들어, Li+ , Na+ , K+ 등)이며, 이온 교환은 착색 유리 물품 내의 더 작은 금속 이온과 교체될 더 큰 금속 이온의 적어도 하나의 용융염을 포함하는 욕에 유리 조성물로부터 제조된 유리 물품을 침지함으로써 달성된다. 또는, Ag+ , Tl+ , Cu+ 등과 같은 다른 1가 이온은 1가 이온으로 교환될 수 있다. 유리 조성물로부터 제조된 착색 유리 물품을 강화하기 위해 사용되는 이온 교환 공정 또는 공정들은 착색 유리 물품을 이온 교환 매질과 접촉하는 것을 포함할 수 있다. 구현예에서, 이온 교환 매질은 용융 염 욕일 수 있다. 예를 들어, 이온-교환 공정은 단일 욕 또는 침지 사이에 선택적인 세척 및/또는 어닐링 단계를 갖는 동일 또는 상이한 조성의 다중 욕에의 침지를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
착색 유리 물품에 노출될 때, 이온 교환 용액(예를 들어, KNO3 및/또는 NaNO3 용융 염욕)은, 구현예에 따라, 350℃ 이상 500℃ 이하, 360℃ 이상 450℃ 이하, 370℃ 이상 440℃ 이하, 360℃ 이상 420℃ 이하, 370℃ 이상 400℃ 이하 375℃ 이상 475℃ 이하, 400℃ 이상 500℃ 이하, 410℃ 이상 490℃ 이하, 420℃ 이상 480℃ 이하, 430℃ 이상 470℃ 이하, 또는 440℃ 이상 460℃ 이하, 또는 전술한 값 사이의 임의의 모든 하위 범위의 온도에 있을 수 있다. 구현예들에서, 착색 유리 물품은 2 시간 이상 24 시간 이하, 2 시간 이상 12 시간 이하, 2 시간 이상 6 시간 이하, 8 시간 이상 24 시간 이하, 6 시간 이상 24 시간 이하, 6 시간 이상 12 시간 이하, 8 시간 이상 24 시간 이하, 또는 8 시간 이상 12 시간 이하, 또는 이러한 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위의 기간 동안 이온 교환 용액에 노출될 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물로 제조된 착색 유리 물품은 10 ㎛ 이상, 20 ㎛ 이상, 30 ㎛ 이상, 40 ㎛ 이상, 50 ㎛ 이상, 60 ㎛ 이상, 70 ㎛ 이상, 80 ㎛ 이상, 90 ㎛ 이상 또는 100 ㎛ 이상의 압축 깊이를 달성하기 위해 이온 교환될 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물로 제조된 착색 유리 물품은 3 ㎛ 이상 또는 5 ㎛ 이상의 압축 깊이를 달성하기 위해 이온 교환될 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물로 제조된 착색 유리 물품은 두께 "t"를 가질 수 있고, 0.15t 이상, 0.17t 이상, 또는 심지어 0.2t 이상의 압축 깊이를 달성하기 위해 이온 교환될 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물로 제조된 착색 유리 물품은 두께 "t"를 가질 수 있고, 0.3t 이하, 0.27t 이하, 심지어 0.25t 이하의 압축 깊이를 달성하기 위해 이온 교환될 수 있다. 구현예들에서, 본원에 기술된 유리 조성물로 제조된 착색 유리 물품은 두께 "t"를 가질 수 있고, 0.15t 이상 0.3t 이하, 0.15t 이상 0.27t 이하, 0.15t 이상 0.25t 이하, 0.17t 이상 0.3t 이하, 0.17t 이상 0.27t 이하, 0.17t 이상 0.25t 이하, 0.2t 이상 0.3t 이하, 0.2t 이상 0.27t 이하, 심지어 0.2t 이상 0.25t 이하, 또는 이러한 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위의 압축 깊이를 달성하기 위해 이온 교환될 수 있다.
이러한 표면 압축층의 개발은 비이온 교환 재료에 비해 더 나은 크랙 저항성과 더 높은 굴곡 강도를 달성하는 데 유용하다. 표면 압축층은 착색 유리 물품의 몸체(즉, 표면 압축을 포함하지 않는 면적)에 대해 착색 유리 물품으로 교환되는 이온의 농도와 비교하여 착색 유리 물품으로 교환되는 이온의 농도가 더 높다. 구현예에서, 유리 조성물로 제조된 착색 유리 물품은 300MPa 이상, 400MPa 이상, 500MPa 이상, 또는 심지어 600MPa 이상의 이온 교환 강화 후의 표면 압축 응력을 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물로 제조된 착색 유리 물품은 1 GPa 이하, 900 MPa 이하, 또는 심지어 800 MPa 이하의 이온 교환 강화 후 표면 압축 응력을 가질 수 있다. 구현예에서, 유리 조성물로 제조된 착색 유리 물품은 300 MPa 이상 1 GPa 이하, 300 MPa 이상 900 MPa 이하, 300 MPa 이상 800 MPa 이하, 400 MPa 이상 1 GPa 이하, 400 MPa 이상 900 MPa 이하, 400 MPa 이상 800 MPa 이하, 500 MPa 이상 1 GPa 이하, 500 MPa 이상 900 MPa 이하, 500 MPa 이상 800 MPa 이하, 500 MPa 이상 900 MPa 이하, 600 MPa 이상 1 GPa 이하, 600 MPa 이상 900 MPa 이하, 600 MPa 이상 800 MPa 이하, 또는 이러한 끝점 중 하나에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위의 이온 교환 강화 후 표면 압축 응력을 가질 수 있다.
구현예들에서, 유리 조성물로 제조된 착색 유리 물품은 40 MPa 이상, 60 MPa 이상, 80 MPa 이상, 또는 100MPa 이상의 이온 교환 강화 후 중심 장력을 가질 수 있다. 구현예들에서, 유리 조성물로 제조된 착색 유리 물품은 40MPa 이상 250MPa 이하, 40MPa 이상 200MPa 이하, 40MPa 이상 150MPa 이하, 60MPa 이상 250MPa 이하, 60MPa 이상 200MPa 이하, 60MPa 이상 150MPa 이하, 80MPa 이상 250MPa 이하, 80MPa 이상 200MPa 이하, 80MPa 이상 150MPa 이하, 100MPa 이상 250MPa 이하, 100MPa 이상 200MPa 이하, 또는 심지어 100 MPa 이상 150 MPa 이하, 또는 이러한 끝점 중에서 형성되는 임의의 모든 하위 범위의 이온 교환 강화 후 중심 장력을 가질 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 중심 장력은 달리 명시되지 않는 한 최대 중심 장력 값을 지칭한다.
본원에 기술된 바와 같이, 본원에 기술된 유리 조성물은 원하는 색상을 얻기 위해, 전이 금속 산화물, 희토류 산화물 또는 이들의 조합으로 구성되거나 또는 이들을 포함하는 착색제를 포함한다. 구현예에서, 착색 유리 물품은 65 이상 98 이하의 L*, -20 이상 10 이하의 a*, -15 이상 15 이하의 b*의 F2 조명 및 10°표준 관찰자 각도 하에서 1.33 mm의 물품 두께에서 측정된 CIELAB 색상 공간에서의 투과율 색상 좌표를 가질 수 있다. 구현예에서, 착색 유리 물품은 65 이상 98 이하의 L*, -20 이상 10 이하의 a*, -15 이상 15 이하의 b*의 F2 조명 및 10°표준 관찰자 각도 하에서 측정된 CIELAB 색상 공간에서의 투과율 색상 좌표를 가질 수 있다. 구현예에서, 착색 유리 물품은 65 이상 98 이하의 L*, 0.3 이상의 a*의 절대값(즉, |a*|), 및 0.5 이상의 b*의 절대값(즉, |b*|)의 F2 조명 및 10°표준 관찰자 각도 하에서 1.33 mm의 물품 두께에서 측정된 CIELAB 색상 공간에서의 투과율 색상 좌표를 가질 수 있다.
본원에 개시된 착색 유리 물품은, 예를 들어, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 개인용 컴퓨터, 울트라북, 텔레비전 및 카메라와 같은 소비자 또는 상업용 전자 기기의 후면 커버 적용을 포함하여 다양한 적용에 사용될 수 있다. 본원에 개시된 임의의 착색 유리 물품을 혼입하는 예시적인 물품이 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 구체적으로, 도 3 및 도 4는 전면(104), 후면(106) 및 측면(108)을 갖는 하우징(102); 적어도 부분적으로 하우징의 내부에 또는 전체적으로 하우징 내에 있고, 적어도 컨트롤러, 메모리, 및 하우징의 전면에 또는 이에 인접하여 디스플레이(110)를 포함하는 전기 부품(미도시); 및 커버 기판이 디스플레이의 위에 있도록, 하우징의 전면에 또는 전면 위에 있는 커버 기판(112)을 포함하는 소비자 전자 장치(100)를 도시한다. 구현예에서, 후면(106)과 같은, 하우징(102)의 적어도 일부는 본원에 개시되는 임의의 착색 유리 물품을 포함할 수 있다.
실시예
다양한 구현예를 보다 용이하게 이해하기 위해, 본원에 설명된 착색 유리 물품의 다양한 구현예를 예시하는 다음 실시예를 참조한다.
표 1은 예시 착색 유리 물품 1-32를 형성하는 데 사용되는 배치 조성을 보여준다(mol% 기준).
표 2는 표시된 두께에서의 표 1에서 선택된 실시예들에 대한 유전 상수(계산된) 및 유전 상수(10 GHz에서 측정된)를 나타낸다. 계산 시, 상기 유전 상수는 다음 식에 따라 계산되었다: 3.802946 + 0.01747*B2O3 + 0.058769*Al2O3 + 0.080876*Li2O + 0.148433*Na2O + 0.153264*K2O + 0.045179*MgO + 0.080113*CaO. 표 2는 표 1에서 선택된 샘플들에 대한 CIELAB 좌표도 보여준다.
표 3은 표 1에서 선택된 실시예 및 58.5 mol% SiO2, 17.8 mol% Al2O3, 6.0 mol% B2O3, 10.7 mol% Li2O, 1.7 mol% Na2O, 0.2 mol% K2O, 4.5 mol% MgO, 및 0.6 mol% CaO를 포함하는 비-착색 유리 물품의 비교예에 대한 파단 인성(KIC)을 보여준다. 파단 인성은 쉐브론 노치 쇼트 바(CNSB) 방법 및 이중 캔틸레버 빔(DCB) 방법을 사용하여 측정되었다.
Example KIC CNSB (MPa·m1/2) KIC DCB (MPa·m1/2)
31 0.774 0.816
8 0.8 0.839
32 0.794 0.813
비교예 0.786 0.877
표 4는 상이한 두께 및 이온 교환 조건(온도, 시간, 및 이온 교환 욕 조성)에서 표 1에서 선택된 착색 유리 물품에 대한 이온 교환 특성(CS, DOC, 및 CT)을 보여준다.
이제 도 5-8을 참조하면, 0.6 mm의 두께를 갖고 400℃에서 9 시간 동안 89.3 wt% KNO3, 10 wt% NaNO3, 및 0.7 wt% LiNO3의 이온 교환 욕에서 강화된 실시예 착색 유리 물품 8은 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 5N의 로드 및 도 7 및 8에 도시된 바와 같이 8N의 로드로 누프 스크래치 임계값 테스트를 거쳤다. 누프 스크래치 임계값 테스트는 Gilmore Diamonds의 누프 지오메트리 다이아몬드 팁이 있는 Bruker UMT(universal mechanical tester)를 사용하여 완료되었다. 팁은 5N 또는 8N의 원하는 로드까지 0.14 N/s의 속도로 재료에 로딩되었고, 이 지점에서 팁은 9.34 mm/분의 속도로 재료를 통해 측면으로 드래그되었다. 거기에서, 다이아몬드 팁은 0.14 N/s의 속도로 언로딩되었다.
도 9를 참조하면, 두 가지 상이한 사포 조건(180 그릿 및 80 그릿)에 대한 사포 상의 점진적인 면 낙하의 결과는 실시예 8 및 31 및 58.5 mol% SiO2, 17.8 mol% Al2O3, 6.0 mol% B2O3, 10.7 mol% Li2O, 1.7 mol% Na2O, 0.2 mol% K2O, 4.5 mol% MgO, 및 0.6 mol% CaO를 포함하는 비-착색 유리 물품의 비교예에 대하여 도시된다. 낙하 시험을 수행하기 전에, 실시예 31은 440℃에서 9 시간 동안 89.3 wt% KNO3, 10 wt% NaNO3, 및 0.7 wt% LiNO3 를 포함하는 용융염 배치에서 이온 교환되었다. 실시예 8은 400℃에서 5 시간 동안 79 wt% KNO3, 19.9 wt% NaNO3, 및 1.6 wt% LiNO3를 포함하는 용융염 배치에서 이온 교환되었다. 비교예는 450℃에서 5 시간 동안 90.3 wt% KNO3, 9 wt% NaNO3, 및 0.7 wt% LiNO3를 포함하는 용융염 배치에서 이온 교환되었다.
도 9의 원은 샘플이 파단된 높이를 나타낸다. 다이아몬드는 220cm까지 점진적으로 낙하되었으나 파단되지 않은 샘플을 나타낸다. 도 9에 예시된 바와 같이, 실시예 8 및 31의 착색 유리 물품은 비-착색 유리 물품의 비교예와 비교하여 유사한 낙하 성능을 나타냈다.
이제 도 10을 참조하면, 3가지 상이한 사포 조건(1000 그릿, 180 그릿, 및 80 그릿)에 대한 사포에 의한 손상 후의 4점 파괴 시험(즉, "슬래퍼 시험")의 결과가 실시예 8 및 58.5 mol% SiO2, 17.8 mol% Al2O3, 6.0 mol% B2O3, 10.7 mol% Li2O, 1.7 mol% Na2O, 0.2 mol% K2O, 4.5 mol% MgO, 및 0.6 mol% CaO를 포함하는 비-착색 유리 물품의 비교예에 대해 도시된다. 슬래퍼 시험을 위해, 실시예 8의 샘플 및 비교예는 퍽(puck)에 로딩되고 특정 힘을 사용하여 확인된 그릿을 갖는 사포 상으로 슬래핑되었다. 샘플은 파단되지 않았지만, 사포 충격 후 손상되었다. 그런 다음 샘플은 4점 굽힘으로 로딩되고, 적용 응력은 샘플이 파괴될 때까지 점진적으로 증가되었다. 파단 시 적용 응력은 도 10에 도시된다. 슬래퍼 시험을 수행하기 전에, 실시예 8은 400℃에서 5 시간 동안 79 wt% KNO3, 19.9 wt% NaNO3, 및 1.6 wt% LiNO3을 포함하는 용융염 욕에서 이온 교환되었다. 비교예는 450℃에서 5 시간 동안 90.3 wt% KNO3, 9 wt% NaNO3, and 0.7 wt% LiNO3을 포함하는 용융 염 욕에서 이온 교환되었다. 도 10에 예시된 바와 같이, 착색 유리 물품인 실시예 8은 비-착색 유리 물품의 비교예와 유사한 슬래퍼 시험 결과를 나타냈다.
당업자에게는 청구된 주제의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본원에 기재된 구현예들에 대한 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 따라서, 본 명세서는 그러한 수정 및 변형이 첨부된 청구항 및 균등물의 범위 내에 있는 경우, 본원에 기재된 다양한 구현예의 수정 및 변형을 커버하도록 의도된다.

Claims (61)

  1. 유리 조성물로서,
    50 mol% 이상 70 mol% 이하의 SiO2;
    10 mol% 이상 20 mol% 이하의 Al2O3;
    1 mol% 이상 10 mol% 이하의 B2O3;
    7 mol% 이상 14 mol% 이하의 Li2O;
    0 mol% 초과 8 mol% 이하의 Na2O;
    0 mol% 초과 1 mol% 이하의 K2O;
    0 mol% 이상 7 mol% 이하의 CaO;
    0 mol% 이상 8 mol% 이하의 MgO; 및
    0 mol% 이상 8 mol% 이하의 ZnO를 포함하고, 여기서,
    R2O + R'O 는 25 mol% 이하이고, 여기서 R2O는 Li2O, Na2O 및 K2O의 합이고, R'O 는 CaO, MgO 및 ZnO의 합이며; 그리고
    NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO는 0.001 mol% 이상;
    CeO2는 0.1 mol% 이상; 및
    TiO2는 0.1 mol% 이상; 중 적어도 하나인, 유리 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO는 0.001 mol% 이상 3 mol% 이하인, 유리 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    CeO2는 0.1 mol% 이상 2 mol% 이하인, 유리 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    TiO2는 0.1 mol% 이상 2 mol% 이하인, 유리 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO + CeO2 + TiO2는 0.001 mol% 이상 10 mol% 이하인, 유리 조성물.
  6. 청구항 1-5 중 어느 한 항에 있어서,
    R2O + R'O는 7 mol% 이상 25 mol% 이하인, 유리 조성물.
  7. 청구항 1-6 중 어느 한 항에 있어서,
    R2O는 7 mol% 이상 25 mol% 이하인, 유리 조성물.
  8. 청구항 1-7 중 어느 한 항에 있어서,
    R'O는 0 mol% 이상 12 mol% 이하인, 유리 조성물.
  9. 청구항 1-8 중 어느 한 항에 있어서,
    3.802946 + 0.01747*B2O3 + 0.058769*Al2O3 + 0.080876*Li2O + 0.148433*Na2O + 0.153264*K2O + 0.045179*MgO + 0.080113*CaO는 6.8 이하인, 유리 조성물.
  10. 청구항 1-9 중 어느 한 항에 있어서,
    R2O - Al2O3는 -8 mol% 이상 4 mol% 이하인, 유리 조성물.
  11. 청구항 1-10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 7.5 mol% 이상 13.5 mol% 이하의 Li2O를 포함하는, 유리 조성물.
  12. 청구항 1-11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.1 mol% 이상 7 mol% 이하의 Na2O를 포함하는, 유리 조성물.
  13. 청구항 1-12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.1 mol% 이상 0.7 mol% 이하의 K2O를 포함하는, 유리 조성물.
  14. 청구항 1-13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.25 mol% 이상 6.5 mol% 이하의 CaO를 포함하는, 유리 조성물.
  15. 청구항 1-14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.25 mol% 이상 7 mol% 이하의 MgO를 포함하는, 유리 조성물.
  16. 청구항 1-15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.5 mol% 이상 7 mol% 이하의 ZnO를 포함하는, 유리 조성물.
  17. 청구항 1-16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.01 mol% 이상 1 mol% 이하의 Fe2O3를 포함하는, 유리 조성물.
  18. 청구항 1-16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.001 mol% 이상 0.5 mol% 이하의 Fe2O3를 포함하는, 유리 조성물.
  19. 청구항 1-18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.01 mol% 이상 1 mol% 이하의 SnO2를 포함하는, 유리 조성물.
  20. 청구항 1-19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 12 mol% 이상 17.5 mol% 이하의 Al2O3를 포함하는, 유리 조성물.
  21. 청구항 1-20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 2 mol% 이상 9 mol% 이하를 포함하는 B2O3를 포함하는, 유리 조성물.
  22. 청구항 1-21 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 12 mol% 이상 18 mol% 이하의 Al2O3를 포함하는, 유리 조성물.
  23. 청구항 1-22 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 50 mol% 이상 67 mol% 이하의 SiO2를 포함하는, 유리 조성물.
  24. 착색 유리 물품으로서,
    50 mol% 이상 70 mol% 이하의 SiO2;
    10 mol% 이상 20 mol% 이하의 Al2O3;
    1 mol% 이상 10 mol% 이하의 B2O3;
    7 mol% 이상 14 mol% 이하의 Li2O;
    0 mol% 초과 8 mol% 이하의 Na2O;
    0 mol% 초과 1 mol% 이하의 K2O;
    0 mol% 이상 7 mol% 이하의 CaO;
    0 mol% 이상 8 mol% 이하의 MgO; 및
    0 mol% 이상 8 mol% 이하의 ZnO를 포함하고, 여기서,
    R2O + R'O는 25 mol% 이하이고, 여기서 R2O는 Li2O, Na2O 및 K2O의 합이고, R'O 는 CaO, MgO 및 ZnO의 합이며; 그리고
    NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO는 0.001 mol% 이상;
    CeO2는 0.1 mol% 이상; 및
    TiO2 는 0.1 mol% 이상; 중 적어도 하나인, 착색 유리 물품.
  25. 청구항 24에 있어서,
    NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO는 0.001 mol% 이상 3 mol% 이하인, 착색 유리 물품.
  26. 청구항 24에 있어서,
    CeO2는 0.1 mol% 이상 2 mol% 이하인, 착색 유리 물품.
  27. 청구항 24에 있어서,
    TiO2는 0.1 mol% 이상 2 mol% 이하인, 착색 유리 물품.
  28. 청구항 24에 있어서,
    NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO + CeO2 + TiO2는 0.001 mol% 이상 10 mol% 이하인, 착색 유리 물품.
  29. 청구항 24-28 중 어느 한 항에 있어서,
    R2O + R'O는 7 mol% 이상 25 mol% 이하인, 착색 유리 물품.
  30. 청구항 24-29 중 어느 한 항에 있어서,
    R2O는 7 mol% 이상 25 mol% 이하인, 착색 유리 물품.
  31. 청구항 24-30 중 어느 한 항에 있어서,
    R'O는 0 mol% 이상 12 mol% 이하인, 착색 유리 물품.
  32. 청구항 24-31 중 어느 한 항에 있어서,
    3.802946 + 0.01747*B2O3 + 0.058769*Al2O3 + 0.080876*Li2O + 0.148433*Na2O + 0.153264*K2O + 0.045179*MgO + 0.080113*CaO가 6.8 이하인, 착색 유리 물품.
  33. 청구항 24-32 중 어느 한 항에 있어서,
    R2O - Al2O3는 -8 mol% 이상 4 mol% 이하인, 착색 유리 물품.
  34. 청구항 24-33 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 7.5 mol% 이상 13.5 mol% 이하의 Li2O를 포함하는, 착색 유리 물품.
  35. 청구항 24-34 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 0.1 mol% 이상 및 7 mol% 이하의 Na2O를 포함하는, 착색 유리 물품.
  36. 청구항 24-35 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 0.1 mol% 이상 0.7 mol% 이하의 K2O를 포함하는, 착색 유리 물품.
  37. 청구항 24-36 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 0.25 mol% 이상 6.5 mol% 이하의 CaO를 포함하는, 착색 유리 물품.
  38. 청구항 24-37 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 0.25 mol% 이상 7 mol% 이하의 MgO를 포함하는, 착색 유리 물품.
  39. 청구항 24-38 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 0.5 mol% 이상 7 mol% 이하의 ZnO를 포함하는, 착색 유리 물품.
  40. 청구항 24-39 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 0.01 mol% 이상 1 mol% 이하의 Fe2O3를 포함하는, 착색 유리 물품.
  41. 청구항 24-39 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 조성물은 0.001 mol% 이상 0.5 mol% 이하의 Fe2O3를 포함하는, 착색 유리 물품.
  42. 청구항 24-41 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 0.01 mol% 이상 1 mol% 이하의 SnO2를 포함하는, 착색 유리 물품.
  43. 청구항 24-42 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 12 mol% 이상 17.5 mol% 이하의 Al2O3을 포함하는, 착색 유리 물품.
  44. 청구항 24-43 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 2 mol% 이상 9 mol% 이하의 B2O3를 포함하는, 착색 유리 물품.
  45. 청구항 24-44 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 12 mol% 이상 18 mol% 이하의 Al2O3를 포함하는, 착색 유리 물품.
  46. 청구항 24-45 중 어느 한 항에 있어서,
    착색 유리 물품은 50 mol% 이상 67 mol% 이하의 SiO2를 포함하는, 착색 유리 물품.
  47. 청구항 24-46 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 F2 조명 및 10° 표준 관찰자 각도 하에서 1.33 mm의 물품 두께에서 측정된, 65 이상 98 이하의 L*, -20 이상 10 이하의 a*, -15 이상 15 이하의 b*의 CIELAB 색상 공간에서의 투과율 색상 좌표를 갖는, 착색 유리 물품.
  48. 청구항 24-47 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 10GHz에서 6.8 이하의 유전 상수(dielectric constant, Dk)를 갖는, 착색 유리 물품.
  49. 청구항 24-48 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 250 ㎛ 이상 6 mm 이하의 두께를 갖는, 착색 유리 물품.
  50. 청구항 24-49 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 0.7 MPa·m1/2 이상의, 셰브론 노치 쇼트 바(chevron notch short bar) 방법으로 측정되는, KIC 파단 인성(fracture toughness)을 갖는, 착색 유리 물품.
  51. 청구항 24-50 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색 유리 물품은 이온-교환된 착색 유리 물품인, 착색 유리 물품.
  52. 청구항 24-51 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이온-교환된 착색 유리 물품은 3 ㎛ 이상의 압축 깊이를 갖는, 착색 유리 물품.
  53. 청구항 24-52 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이온-교환된 착색 유리 물품은 두께 "t" 및 0.15t 이상의 압축 깊이를 갖는, 착색 유리 물품.
  54. 청구항 24-53 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이온-교환된 착색 유리 물품은 300 MPa 이상의 표면 압축 응력을 갖는, 착색 유리 물품.
  55. 청구항 24-54 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이온-교환된 착색 유리 물품은 40 MPa 이상의 최대 중심 장력을 갖는, 착색 유리 물품.
  56. 소비자 전자 장치로서,
    전면, 후면, 및 측면을 갖는 하우징; 및
    상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 제공되는 전기 부품을 포함하며, 상기 전기 부품은 적어도 컨트롤러, 메모리 및 디스플레이를 포함하며, 상기 디스플레이는 하우징의 전면에 또는 이에 인접하여 제공되고;
    여기서 상기 하우징은 청구항 24-55 중 어느 한 항의 착색 유리 물품을 포함하는, 소비자 전자 장치.
  57. 착색 유리 물품을 형성하는 방법으로서,
    상기 방법은,
    착색 유리 물품을 형성하기 위해, 유리 조성물을 열 처리하는 단계를 포함하며, 상기 유리 조성물은,
    50 mol% 이상 70 mol% 이하의 SiO2;
    10 mol% 이상 20 mol% 이하의 Al2O3;
    1 mol% 이상 10 mol% 이하의 B2O3;
    7 mol% 이상 14 mol% 이하의 Li2O;
    0 mol% 초과 8 mol% 이하의 Na2O;
    0 mol% 초과 1 mol% 이하의 K2O;
    0 mol% 이상 7 mol% 이하의 CaO;
    0 mol% 이상 8 mol% 이하의 MgO; 및
    0 mol% 이상 8 mol% 이하의 ZnO를 포함하고, 여기서,
    R2O + R'O 는 25 mol% 이하이고, 여기서 R2O는 Li2O, Na2O 및 K2O의 합이고, R'O 는 CaO, MgO 및 ZnO의 합이며; 그리고
    NiO + Co3O4 + Cr2O3 + CuO는 0.001 mol% 이상;
    CeO2는 0.1 mol% 이상; 및
    TiO2는 0.1 mol% 이상; 중 적어도 하나인, 착색 유리 물품을 형성하는 방법.
  58. 청구항 57에 있어서,
    상기 열 처리 단계는
    (i) 유리 조성물을 1-100℃/분의 속도로 유리 균질화 온도까지 가열하는 단계;
    (ii) 상기 유리 조성물을 유리 균질화 온도에서 0.25 시간 이상 40 시간 이하의 시간 동안 유지하여 착색 유리 물품을 생산하는 단계; 및
    (iii) 형성된 착색 유리 물품을 실온으로 냉각하는 단계를 포함할 수 있는, 착색 유리 물품을 형성하는 방법.
  59. 청구항 57 또는 청구항 58에 있어서,
    상기 방법은 이온 교환 유리-세라믹 물품을 형성하기 위해, 2 시간 이상 12 시간 이하의 기간 동안 350℃ 이상 500℃ 이하의 온도에서 이온 교환 욕에서 착색 유리 물품을 강화하는 단계를 더욱 포함하는, 착색 유리 물품을 형성하는 방법.
  60. 청구항 59에 있어서,
    상기 이온 교환 욕은 KNO3를 포함하는, 착색 유리 물품을 형성하는 방법.
  61. 청구항 60에 있어서,
    상기 이온 교환 욕은 NaNO3를 포함하는, 착색 유리 물품을 형성하는 방법.
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