KR100754287B1 - 변형을 위한 적당한 표면을 가진 붕규산염 유리의 생산방법, 상기 방법에 의하여 생산된 유리 및 유리의 사용 - Google Patents

변형을 위한 적당한 표면을 가진 붕규산염 유리의 생산방법, 상기 방법에 의하여 생산된 유리 및 유리의 사용 Download PDF

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Abstract

본 발명은 붕규산염 유리의 생산과 관련되며, 구체적으로 변형을 위한 적당한 표면을 가진 붕규산염 유리 기판(a borosilicate glass substrate), 그리고 본 발명에 따른 방법에 의하여 얻어진 유리 및 상기 유리의 사용과 관련된다. 본 발명에 따른 유리의 생산은 SiOH-그룹과 반응성을 가지면서 쉽게 변형될 수 표면을 가진 붕규산염 유리(borosilicate glass)를 생산하기 위한 방법에서 유리 융해물(a glass melt)이 생산되고, 그리고 물이 유리 1리터에 대하여 적어도 물 30mMol의 양으로 상기 유리 융해물 내에서 용해되는 것을 특징으로 한다.
붕규산염 유리, 부동화, 플로트 유리, 기판, 마이크로어레이

Description

변형을 위한 적당한 표면을 가진 붕규산염 유리의 생산 방법, 상기 방법에 의하여 생산된 유리 및 유리의 사용{METHOD FOR THE PRODUCTION OF BOROSILICATE GLASS WITH A SURFACE SUITABLE FOR MODIFICATION, GLASS OBTAINED ACCORDING TO SAID METHOD AND THE USE THEREOF}
본 발명은 붕규산염 유리의 생산과 관련되며, 구체적으로 변형을 위한 적당한 표면을 가진 붕규산염 유리 기판(a borosilicate glass substrate), 그리고 본 발명에 따른 방법에 의하여 얻어진 유리 및 상기 유리의 사용과 관련된다.
많은 분야의 사용을 위한 캐리어 기판으로서 유리의 사용은 공지되어 있다. 일반적인 절차에 따르면, 생물 분자(biomolecules)와 같은 필요한 화학적 기판(변형시키는 작용제)은 유리 표면에서 유동성을 가지지 않는다. 상기와 같은 방법은 일반적으로 SiOH 그룹을 사용하여 실시되고, 상기 SiOH 그룹은 유리 표면 상에서 자유로이 이용 가능하다. 충분한 수 또는 밀도의 변형 작용제(modifying available)를 얻기 위하여, 반응성을 가진 SiOH 그룹의 수는 증가되어야 한다. 상기 증가는 예를 들어 유리 플라즈마 내에서 처리를 사용하여 이루어질 수 있다. 유리 표면의 반응성을 증가시키는 추가적인 방법은 알칼리 수산화물(alkali hydroxides)을 이용하여 표면을 처리하는 것이며, 특히 나트륨 수산화물(sodium hydorxides)을 이용하여 처리하는 것이다. 상기와 같은 방법으로 처리된 유리 표면은 다른 반응물과 쉽게 반응하고, 그리고 코팅된 유리 표면이 얻어진다. 상기와 같은 방법으로, 시레인(silanes)을 이용하여 결합하는 것에 의하여 먼지를 방지하는 성질과 같은 특정한 성질을 얻기 위하여 유리 표면을 공유 결합(covalently bond)을 시키는 것이 가능하거나 또는 예를 들어 생물학적 분자를 이용하여 어떤 반응성을 얻는 것이 가능하다.
"바이오칩(biochip)"은 고체 캐리어 기판 위에서 유동성을 가지지 않은 생물학적 또는 유기 물질을 가지는 장치를 의미한다. 실리콘 웨이퍼, 얇은 유리 판, 플라스틱 또는 나일론 멤버레인은 상기 형태의 칩을 위한 일반적인 캐리어 기판으로서 역할을 한다. 알루미늄이 또한 캐리어 물질로서 사용된다. 그러나, 표면 성질, 다른 플라스틱 물질과 비교할 때 낮은 자연 형광성(fluorescence), 화학적 물질에 대한 저항성 및 온도에 대한 안정성으로 인하여 유리가 전형적으로 적절하다. 또한 유리는 노화(aging)에 대하여 저항성을 가진다. 그러나, 유리는 또한 자연적인 형광(fluorescence)과 같은 불리한 점을 가진다는 것이 제시되어 왔다. 그러나, 위에서 언급된 처리 방법은 플라즈마 처리와 같은 복합적인 방법이거나 또는 만족스럽지 못한 활성화된 표면을 생산하는 결과를 가져온다.
그러므로, 본 발명의 목적은 변형을 위한 적당한 표면을 가지고 그로 인하여 수많은 분야에서 기판의 베이스(basis) 및/또는 캐리어로서 사용될 수 있는 표면을 가진 유리를 제공하는 것이며, 많은 분야의 사용에서 유리 표면은 작용제(agent)를 이용하여 처리 및/또는 코팅이 된다. 상기 유리 및/또는 표면은 노화에 대하여 저항성을 가져야 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 위와 같은 성질을 가진 유리가 매우 높은 재생산성을 가지는 방법으로 얻어질 수 있는 방법을 제공하는 것이다. 마지막으로, 본 발명의 목적은 전형적인 광학 기술 분야에서 사용될 때 단지 최소한의 형광성만을 나타내는 성질을 가진 유리를 생산하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항에 한정된 것으로서 본 발명에 따른 방법으로 이루어진다. 적절한 실시 형태는 종속항에서 규정된다.
놀라운 발견으로서 본 발명이 기초하고 있는 목적은 융해된 붕규산염 유리에게 물을 첨가하는 것에 의하여 이루어진다는 사실이었다. 특별히, 출발 물질의 물에 의한 결정화(crystallization)는 적절한 물 원료(water source)가 된다. 본 발명에 따르면, 붕소 산(boric acid)은 특별히 붕산화(boroxide)를 위한 재료(source)로서 적절하다.
본 발명에 따른 방법은 강하게 수화된 대기(hydrous atmosphere) 내에 있는 수성으로서 물(aqueous water)의 존재 하에서 적절하게 실시된다. 상기 용해는 전형적으로 수화된 대기를 이용하여 접촉이 이루어진다. 본 발명에 따른 방법에서 사용된 수화된 대기는 다양한 방법으로 생산될 수 있다. 적절한 과정은 화석 연료를 이용하여 챔버 내에서 융해된 유리를 가열시키고, 그에 의하여 공기 대신 순수한 산소를 이용하여 연소가 이루어진다("산소 연료(oxyfuel) 기술"). 그러나 원칙적으로 본 발명에 따르면, 다른 기술적 수단을 사용하여 융해물을 가열하고 상기 대기 내로 가스 상태의 물을 유입시키는 것이 가능하다.
융해물 내에 있는 물 내용물(water content)을 증가시키기 위한 추가적인 가능성은 예를 들어 공개 공보 DE-A 100 43 454에 기술되어 있다. 상기 공개 공보에 따르면, 정제 과정에서 방출된 산소는 백금 파이프 상에서-수소 또는 수증기에 의하여 세척된 백금 파이프-유리 융해물 내에서 분해되는 물로 전달된다.
본 발명에 따른 추가적인 적절한 실시 형태로서, 유리 물질(a glass body)이 수화된 대기 내에서 단지 표면 위에서만 융해된다. 충분한 양의 물이 또한 융해된 유리 표면 내에서 분해된다. 본 발명에 따르면, 좋은 변형 가능성을 가지는 표면이 상기와 같은 방법으로 쉽고 편리하게 또한 생산될 수 있다는 것은 놀라운 것이다.
본 발명에 따른 방법을 이용하여, 적어도 30 mMol/liter의 용해된 물 분자를 포함하는 붕규산염 유리를 제공하는 것이 가능하다. 이에 의하여 적어도 물의 일부분이 화학적으로 SiO2 그물 구조에 결합되고, 그리고 SiOH 그룹이 형성된다.
그러나, 전형적으로 상기와 같은 방법으로 처리된 유리는 적어도 35 mMol/liter를 포함하고, 그리고 적어도 40 mMol/liter 물이 특별히 대부분의 경우에 적절하다. 상기와 같은 사실은 존재하는 OH 그룹의 양은 적어도 60, 일반적으로 적어도 79 및 대부분의 경우 적어도 80 mMol/liter가 된다는 것을 의미한다. 그러나 본 발명에 따른 방법에 있어서, 물-가스 대기를 증가시키는 것에 의하거나 또는 위에서 언급된 방법을 사용하여 물 및/또는 OH 그룹을 형성하기 위하여 수소를 이용하여 세척된 백금 파이프 상에서 융해물(the melt) 내에 존재하는 산소를 반응시키는 것에 의하여 반응성 OH 그룹의 보다 높은 농도를 쉽게 만드는 것이 또한 가능하다.
물 내용물의 유리한 상한 제한(upper limits)은 75 mMol/liter, 특별히 70mMol/liter, 그리고 65 mMol/liter 및/또는 60 mMol/liter가 되는 것이 특별히 적절하다. 40 내지 60 mM/liter의 범위가 가장 적절하다.
상기와 같은 방법에서, 변형(modification)을 위한 기판으로서 이용 가능한 유리를 즉시 제공하는 것이 가능하고, 일반적으로 적어도 1500 반응 점/cm2 (reactive spots/cm2)을 가진다. 본 발명에 따라 생산된 유리는 전형적으로 결합할 수 있는 많은 반응성 OH 그룹을 가지고 있으므로 제곱 평방 미터(square centimeter) 당 적어도 3,000, 일반으로 적어도 4,000 및 적당하게는 5,000 코팅 및/또는 변형 분자가 유리 표면 위에 결합할 수 있다. 제곱 평방 미터 당 7,000 내지 8,000 심지어 10,000 분자에 이르는 점(spots)을 가진 코팅 밀도가 본 발명에 따른 유리에 대하여 가능하다. 상기와 같은 두께를 가지는 코팅은 당업계에 공지된 인쇄 기술을 사용하여 쉽게 적용할 수 있고, 예를 들어 잉크-젯 프린트가 적절한 기술이 된다.
본 발명에 따르면, 플로트 유리(float glass)와 같은 형태의 유리를 생산하는 것이 적절하다. 상기와 같은 방법으로, 유리가 높은 반응성 및 10 nm, 일반적으로 20 nm보다 더 큰 거칠기(roughness)를 제공할 수 있다. 상기 형태의 유리는 일반적으로 150nm의 표면 거칠기(surface roughness)를 제공한다. 본 발명에 따른 유리의 높은 반응성은 예를 들어 공개 공보 WO 99/40038에서 개시된 것처럼 상기 형태의 유리는 적어도 10 nm보다 더 작은 표면 거칠기를 가져야 하기 때문에 훨씬 놀라운 것이다.
본 발명에 따른 방법을 사용함으로서, 붕규산염 유리를 이용하여 표면 반응 성에 있어서의 증가를 가져오는 것이 가능하다. 만약 플로트 유리의 경우처럼 표면에서의 산화를 방지하기 위하여 수소가 또한 상기 방법에 첨가가 된다면, 플로트 유리 장치(bath) 대기 내에 존재하는 산소 내용물은 또한 물에 대하여 감소한다. 상기의 결과로서, 융해된 유리 및/또는 플로팅이 된(floated) 유리를 관통하는 수증기의 농도는 한층 증가한다. 적절한 플로트 대기는 N2, He 등과 같은 불활성 기체를 포함하고, H2와 같은 기체상태의 환원제(reductant)를 포함한다. 불활성 기체는 부피 상으로 80 내지 85 %의 양으로 존재하고, 환원 기체는 부피 상으로 5 내지 15% 양으로 존재한다.
붕규산염 유리는 본 발명에 따른 적절한 유리가 된다. 적절한 붕규산염 유리는 SiO2 중량비 70 내지 85 및/또는 87%, B2O3의 중량비 7 내지 15%, Al2O3의 중량비 1.5 내지 7%, Na2O의 중량비 2 내지 6% 및 K2O의 중량비 0 내지 3%로 이루어지는 조성물이 된다. SiO2의 양은 전형적으로 78 내지 83 중량%가 되고, 그리고 적절하게는 79 내지 82 중량%가 된다. B2O3의 양은 전형적으로 10 내지 14 중량%가 되고, 적절하게는 11 내지 13.3 중량%가 된다. Al2O3의 양은 전형적으로 1.5 내지 3 중량%가 되고, 적절하게는 1.8 내지 2.6 중량%가 된다. Na2O의 양은 전형적으로 2.8 내지 5 중량%가 되고, 적절하게는 3. 내지 4.5 중량%가 된다. 마지막으로 본 발명 에 따른 붕규산염 유리에 있어서, K2O의 양은 전형적으로 0 내지 1.5 중량%가 되고, 적절하게는 0 내지 1.2 중량%가 된다. 특히 적절한 실시 형태에 있어서, 상기 유리는 SiO2 80 내지 81.5 중량%, B2O3 12 내지 12.9 중량%, Al2O 3 2.1 내지 2.4 중량%, Na2O 3.2 내지 4.1 중량% 및 K2O 0 내지 0.95 중량%를 포함한다. 본 발명에 따른 적절한 붕규산염 유리를 위하여 Na2O 및 K2O의 전체 양은 적어도 2.5 중량%가 되고 최대 8 중량%가 되는 것이 유리한 것으로 나타났다. 알카리 산화물(alkali oxides)의 최소 양은 전형적으로 적어도 3 중량% 그리고 최대 4.5 중량%가 되는 것이 적절하다. 특히 적절하게는, 알칼리 산화물의 전체 양은 적어도 4 중량% 그리고 최대 4.25 중량%가 되는 것이 적절하다. 상기 성질을 가진 유리에 있어서, SiO2가 그물 구조 형성체(network former)가 된다.
본 발명에 따른 방법은 또한 알칼리 토금속 산화물(alkaline-earth oxides)을 포함하는 붕규산염 유리를 이용하여 실시될 수 있다. 그러나, 알칼리 토금속 산화물을 포함하지 않거나 또는 단지 불순물에 해당하는 소량만을 포함하는 유리에 대하여 실시되는 것이 적절하다.
적절하게, 본 발명에 따른 방법에서 사용된 붕규산염 유리는 As2O3 또는 Sb2 O3와 같은 다원자가 이온 특성을 가진 5 주기 그룹에 해당하는 독성을 가진 정제 산 화물을 포함하지 않는다.
추가적으로, 철(iron)을 포함하지 않는 붕규산염 유리는 특별히 좋은 전도성(transmission properties)을 가지는 것으로 나타났다: 상기 성질은 마이크로어레이(microarrays) 및 바이오칩과 같은 유리 기판을 사용하는 수많은 적용을 위하여 필요하다.
또한, 유리를 생산하기 위한 적절한 원료 물질을 선택하는 것에 의하여 철의 농도 특히 Fe2O3와 같은 Fe3+의 농도가 0.015 중량%보다 작은 농도(150 ppm 보다 낮은 농도)로 쉽게 감소되는 것이 발견되었다. 상기와 같은 사실은 극도로 낮은 자연 형광을 나타내는 유리가 얻어지는 것이 가능하도록 한다. 유리가 자외선 범위에서, 특히 UVB/UVA 파장 범위에서 높은 투명성을 가지는 방법으로 얻어질 수 있도록 한다. 예를 들어, 360nm의 파장에서 90%보다 큰 전달 값(transmission values)이 단지 0.7mm 내지 7 mm의 플로트 표준 두께(floated standard thicknesses)를 이용하여 이루어질 수 있다. 심지어 300nm의 파장에서 70%의 전달 값이 0.7 내지 1 mm의 두께를 이용하여 이루어질 수 있다.
특히 적절한 실시 형태로서, 본 발명에 따른 유리는 8면체 형태로 결합된 Fe3+<10ppm, Cr3+<10ppm 이 되는 농도로서 포함하고, 그리고 적절하게는 5 ppm보다 작은 농도로서, 특히 적절한 농도로서 2ppm 보다 작은 농도로서 포함한다. 본 발명에 따라 얻어진 붕규산염 유리는 또한 극히 낮은 자연 형광을 나타내고 그리고 그로 인하여 형광 염색(fluorescent dyes)으로부터 방출된 신호 탐지 및 신호에 대한 결함이 없는 평가가 가능하도록 하고, 상기 형광 염색은 오늘날 형광 표지(fluorescent markers)로서 전형적으로 사용된다. 상기 성질의 장치 및/또는 마커(marker)의 작동 범위는 488nm 내지 633nm의 파장 범위가 된다. 본 발명에 따른 유리는 낮은 형광성을 가지며, 예를 들어 형광성이 낮은 값을 가짐으로서 전형적인 작동 범위에서 본 발명에 따른 유리는 시험(test)를 방해할 수 있는 감지할 수 있는 자연 형광을 방출하지 않거나 자연 형광을 전혀 방출하지 않는다.
본 발명에 따르면, 또한 본 발명에 따른 과정은 예를 들어 공개 공보 WO 99/40038에서 기술된 것과 같은 알칼리 이온이 없는 기판 유리를 제공할 필요성을 제거한다. 놀라운 사실로서, 또한 본 발명에 따른 방법을 사용하여 생산된 유리에 대하여 상기 공개 공보에서 기술된 것과 같은 기능 층(functional layers) 내로의 나트륨 이온의 확산(diffusion)이 발생하지 않는 것으로 밝혀졌다.
본 발명에 따른 유리는 산 및 세척액(lyes), 특히 알칼리 세척액(alkaline lyes)에 대하여 높은 화학적 저항성을 나타낸다. 마찬가지로, 본 발명에 따른 유리는 오랜 기간의 안정성을 가지며, 또한 오랜 기간의 저장 후에 높은 반점(dot) 및/또는 점(spot) 밀도로서 코팅이 되는 것이 가능하도록 한다.
본 발명에 따른 방법을 사용하여, 특히 플로트 방법을 사용하여 생산하는 방법에 대하여 기판 유리는 아래쪽 면에서 0.08μm의 범위에서 평균 파상도(waviness)를 가지며 위쪽 면에서 0.11μm의 평균 파상도를 가지는 매우 편평하고, 파이어 폴리쉬(fire-polished)가 된 표면을 가진다. 상기와 같은 성질의 구멍이 형성되지 않은(non-porous) 편평한 표면은 특히 이종 결합(hybridization) 과정을 위하여 유리하다.
본 발명에 따른 방법은 모든 일반적인 붕규산염 유리에 대하여 사용될 수 있다. 상기 유리의 생산은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하고, 예를 들어 일군의(batch) 석영 모래(SiO2), 4붕산수산화나트륨 염(hydrated sodium tetraborate : Na2B4O7), 질산 칼륨(potassium nitrate), 수산화 알루미늄(aluminum hydroxide) 및 정제 작용제(refining agent)로서 일반적인 염(salt)을 융해시키는 것에 의하여 얻어질 수 있다. 전형적인 혼합물은 SiO2 70 내지 87 중량%, B2O3 7 내지 15 중량%, Al2O3 0 내지 8 중량%, 특히 1 내지 8 중량%, Na2O 1 내지 8 중량%, K2O 0.1 내지 8 중량% 및 필요한 경우에는 다른 구성성분 0.1 내지 8 중량%를 포함한다. 필요하다면, SiO2가 그물구조 형성체(a network former)로서 기능을 하는 범위에서 SiO2의 양은 마찬가지로 62 내지 64 중량%로 감소될 수 있다. 각각의 경우 에 있어서, SnO2는 6 중량%까지, TiO2는 4 중량%까지, 조금 작은 양으로서 즉 Sb2 O3는 0.1 중량%까지 존재할 수 있다.
본 발명에 따라 얻어지는 상기와 같은 형태의 유리는 본질적으로 공지된 방법으로 코팅될 수 있다. 전형적인 절차에 따라, 유리 표면이 먼저 세척된다. 표면의 임의의 염(salts)이 제거된다. 다양한 세척 방법(cleaning methods)이 사용될 수 있다. 세척 과정은 알칼리(alkaline), 산 및/또는 유기 매개체를 이용한 처리를 포함한다. 자주 사용되는 세척 형태는 "컨 세척 방법(Kern cleaning method)"이며, 상기 세척 방법에서는 헹굼(rinsing)이 알칼리 및 산화 용액(oxidizing solution)을 이용하여 상승된 온도(elevated temperatures)에서 먼저 실시되고, 다음 단계로 실온에서 물을 이용한 헹굼(rinsing)이 실시되고, 산(acids)을 이용한 후처리 과정이 상승된 온도에서 실시된다(W. Kern. 및 D.A. Puotinen : Cleaning solutions based on hydrogen peroxide for use in silicon semi-conductor technology, RCA Rev.(1970) 187-206). 물을 이용한 헹굼 과정이 이루어진 후에, 가장 다양한 형태의 시약(reagents)이 유동성을 가지지 못하도록 하기 위하여 사용될 수 있는 유리 표면이 얻어진다. 상기와 같은 형태의 세척에 대한 요약은 "Comparison of chemical cleaning methods of glass in preparation for silanization" in Biosensors & Bioelectronics 14(1999) 683-686에 개시되어 있다(J.J. Cras, C.A. Rowe-Taitt, D.A. Nievens and F.S.Ligler). 세척 과정 후, 특히 본 발명에 따라 얻어진 유리가 일반적으로 유리의 SiOH 그룹을 이용하여 화학 적 반응을 통하여 표면에 대하여 공유 결합 반응 및/또는 물질의 기능성 그룹(functional groups)에 의하여 특히 필요한 물질을 이용하여 코팅이 된다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법에 의하여 얻어지는 붕규산염 유리 및/또는 붕규산염 유리 기판과 관련되고, 상기 유리 및/ 유리 기판은 적어도 30mMol/liter, 적어도 표면에서 상기와 같은 양의 반응성 OH 그룹 밀도를 가진다.
본 발명은 평면 형태의 유리(planar glass), 특히 플로트 유리(float glass)와 같은 평판 유리에 대하여 적절하다.
본 발명은 또한 반응성 물질의 화학적 공유 형태의 부동화(covalent immobilization)를 위한 상기 형태의 유리의 사용과 관련된다; 특히 센서 및 바이오칩, 방진 유리(dirt-proof glasses), 특히 Duran(등록상표)과 같은 윈도우 유리, 실험실 유리, 반응 시약 유리(reagent glasses), 전자 노우즈 및/또는 인공 노우즈 칩, 전자 음성(electronic tongues) 및 폴리머라제-연쇄 반응, DNA-마이크로어레이 칩 및/또는 유전자 칩, 단백질 칩 및 "생화학적 실험실" 상의 칩과 같은 마이크로어레이를 생산하기 위하여 사용된다. 상기와 같은 성질을 가진 칩은 또한 샘플의 진단 및 분석, 그리고 특히 형광-, 색깔- 또는 방사성 동위-표시가 된 샘플과 같이 표시가 된 샘플(labelled samples), 및 가스 및 증기(smoke) 경보에서 사용된다. 본 발명에 따라 코팅된 유리는 또한 압력, 전복(rollover) 및 스키드 센서와 같은 자동차 산업에 있어서의 센서에서 사용되기 위하여 적당하게 만들어질 수 있다. 본 발명은 아래의 실시 예를 이용하여 간단하고 보다 상세하게 기술될 것이다.
적당한 출발 물질이 표준 EN 1748-1을 따르는 붕규산염 유리를 융해시키기 위하여 함께 융해되었다(fused). 상기 유리는 융해 과정에서 일반적인 염(salt)을 이용하여 정련되었다(refined). 상기와 같은 방법으로 정련된 유리는 평판 유리(flat glass)를 형성하도록 하기 위하여 플로트 시스템 내로 부어졌다. 0.7mm, 1.1mm, 2mm, 3mm 및 5mm의 얇은 두께를 가지는 얇은 유리 기판이 상기와 같은 방법으로 생산되었다. 적당한 원료 물질을 선택하는 것에 의하여 플로팅이 된 유리는 150ppm 보다 작은 양의 Fe2O3를 포함하였다. 아래의 유리가 상기와 같은 방법으로 생산되었다.
Figure 112004020261964-pct00001
상기와 같은 방법으로 생산된 유리에 대하여 전도성(transmission properties)과 관련된 조사가 실시되었다. 상기와 같은 방법으로 얻어진 유리는 UVB 및 UVA 파장 범위에서 높은 투명성(tansparency)을 가지는 것으로 나타났다. 360nm의 파장에서 90%의 전도 값(transmission values)이 위에서 언급한 표준 두께에 대하여 얻어졌다. 300nm의 파장 범위에서, 본 명세서에서 언급된 유리는 1mm의 두께에 대하여 70% 보다 큰 값의 전도 값을 가지는 것으로 나타난다. 추가로, 본 발명에 따른 유리는 약간의 예를 들어 거의 감지할 수 없는 반전 현상(solarization)을 나타내며, 전형적으로 사용된 파장 범위에서 강한 조사(irradiation)가 발생하는 경우 반전 현상에 의하여 유발된 빛의 투과성(permeability)에 있어서의 방출 손상 및/또는 에러가 무시될 수 있다. 추가로, 본 발명에 따른 유리는 단지 약간의 형광 성질만을 나타낸다.
사용을 하기 전에, 본 발명에 따른 유리 기판의 표면에 존재하는 유기적 및 탈유기성(anorganic)오염 물질이 제거된다. 상기와 같은 물질의 제거 공정(cleaning)은 표면의 유도(derivatization)를 위하여 적절하다. 본 명세서의 내용에서, 반도체 기술 분야에서 공지된 "컨 세척 공정(Kern cleaning method)"이 특히 본 발명에 따른 유리를 위하여 적절하다(W. Kern and D.A. Puotinen: Cleaning solutions based on hydrogen peroxide for use in silicon semi-conductor technology, RCA Rev.(1970) 187-206).
본 발명에 따른 유리는 산 및 세척액(lyes), 특히 알칼리 세척액(alkaline lyes)에 대하여 높은 화학적 저항성을 나타낸다. 마찬가지로, 본 발명에 따른 유리는 오랜 기간의 안정성을 가지며, 또한 오랜 기간의 저장 후에 높은 반점(dot) 및/또는 점(spot) 밀도로서 코팅이 되는 것이 가능하도록 한다.

Claims (13)

  1. SiOH-그룹과 반응성을 가지면서 쉽게 변형될 수 있는 표면을 가진 붕규산염 유리(borosilicate glass)를 생산하기 위한 방법에 있어서,
    유리 융해물(a glass melt)이 생산되고, 그리고 물이 유리 1리터에 대하여 적어도 물 30mMol의 양으로 상기 유리 융해물 내에서 용해되는 것을 특징으로 하는 유리를 생산하기 위한 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 물은 수화된 출발 물질(hydrous starting materials)을 통하여 첨가되는 것을 특징으로 하는 유리를 생산하기 위한 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 유리는 가스 상태의 물을 포함하는 대기(atmosphere) 내에서 적어도 표면에서 융해되는 것을 특징으로 하는 유리를 생산하기 위한 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 가스 상태의 대기는 순수한 산소를 이용한 화석 연료(fossil fuels)의 연소에 의하여 만들어지는 것을 특징으로 하는 유리를 생산하기 위한 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    생산되는 유리가 플로트 유리인 것을 특징으로 하는 유리를 생산하기 위한 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 유리는 다음을 포함함을 특징으로 하는 유리를 생산하는 방법 :
    - SiO2 70 내지 87 중량%,
    - B2O3 7 내지 15 중량%,
    - Al2O3를 포함하지 않거나 8 중량% 이하 포함,
    - Na2O를 포함하지 않거나 8 중량% 이하 포함, 및
    - K2O를 포함하지 않거나 8 중량% 이하 포함.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 유리는 독성을 가지지 않는 정련 작용제에 의하여 생산되는 것을 특징으로 하는 유리를 생산하는 방법.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 유리는 알카리 이온을 포함하는 유리를 생산하는 방법.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 유리는 150 ppm 보다 작은 Fe2O3 및 5 ppm 보다 작은 Cr3+를 포함하는 유리를 생산하는 방법.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    유리 표면의 일부분 또는 전체가 물질 내 반응성 그룹을 가진 SiOH 그룹의 화학적 반응성을 이용하여 적어도 하나의 물질로서 코팅되는 것을 특징으로 하는 유리를 생산하는 방법.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 의하여 생산된 유리.
  12. 반응성 물질의 화학적 공유 부동화(covalent immobilization)를 위한 기판으로서 청구항 1 또는 청구항 2에 따라서 생산된 유리의 사용.
  13. 센서 및 바이오칩, 윈도우용 방진 유리(dirt-proof glasses), 실험실 유리, 반응시약 유리, 마이크로어레이, 전자 노우즈(noses), 인공 노우즈 칩, 전자 음성(electronic tongues) 및 폴리머라제-연쇄 반응용 칩, DNA-마이크로어레이 칩, 유전자 칩, 단백질 칩 및 칩 상의 생화학적 실험실(biochemical laboratories)을 생산하기 위한 청구항 12의 유리의 사용.
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