KR101063745B1 - 글라스 및 그 코팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 글라스 및 그 코팅 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 글라스 표면에 코팅층 사이에 단일의 SiO₂ 막을 형성함으로써 강화 글라스의 내얼룩, 내표면 스크래치성이 개선되고, 투과율이 향상되고, b*값이 감소되어 표면손상방지가 가능하고, 방오성을 확보할 수 있는 글라스 및 그 코팅 방법에 관한 것이다.

Description

글라스 및 그 코팅 방법 {Glass And Coating Method}

본 발명은 글라스 및 그 코팅 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 글라스 표면에 코팅층 사이에 단일의 SiO₂ 막을 형성함으로써 강화 글라스의 내얼룩, 내표면 스크래치성이 개선되고, 투과율이 향상되고, b*값이 감소되어 표면손상방지가 가능하고, 방오성을 확보할 수 있는 글라스 및 그 코팅 방법에 관한 것이다.

휴대폰과 같은 각종 전자기기의 디스플레이부를 보호하기 위한 수단으로 강화 글라스가 널리 이용되고 있다.

종래의 강화 글라스는 방오성 확보를 위해 글라스 표면에 다층막으로 구성된 베이스층과 상기 베이스층 상에 형성된 방오 코팅층(AF)을 포함하는 구조를 가진다.

상기 베이스층은 글라스와 방오 코팅층의 결합력을 향상시키고, 투과율 향상을 위해 저굴절 산화물과 고굴절 산화물이 다층으로 형성되는 구조이므로 베이스층을 위한 박막 설계가 필요하며, 상기 베이스층과 방오 코팅층(AF)을 별도로 형성하여야 하므로 공정시간이 증가하는 문제가 있었다.

또한, 종래의 베이스층의 형성에 의해 투과율은 개선되지만, b*값도 증가하여 디스플레이부에 황변현상이 발생하는 문제가 있었다.

그리고, 종래의 베이스층은 글라스 표면과 방오 코팅층의 결합력을 상승시키는 효과만 있을 뿐, 강화 글라스의 표면 스크래치, 찍힘, 얼룩 방지 등 표면 보호 기능이 떨어지는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 글라스 표면에 코팅층 사이에 단일의 SiO₂ 막을 형성함으로써 강화 글라스의 내얼룩, 내표면 스크래치성이 개선되고, 투과율이 향상되고, b*값이 감소되어 표면손상방지가 가능하고, 방오성을 확보할 수 있는 글라스 및 그 코팅 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 글라스는 표면에 형성된 단일 SiO₂ 막과 상기 단일 SiO₂ 막 상에 형성된 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 단일 SiO₂ 막은 100Å~1000Å 두께 범위로 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 코팅층은 스테인레스 스틸, 카본, 플루오르 화합물을 주성분으로 하는 방오 코팅 조성물에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 글라스 코팅 방법은 글라스 표면에 단일 SiO₂ 막과 코팅층을 단일의 전자-빔(E-beam) 증착 방식에 의해 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 단일 SiO₂ 막은 100Å~1000Å 두께 범위로 형성하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 글라스 표면에 상기 단일 SiO₂ 막 형성 전에 상기 단일 SiO₂ 막과 결합력을 높이기 위해 상기 글라스 표면을 에칭 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코팅층은 스테인레스 스틸, 카본, 플루오르 화합물을 주성분으로 하는 방오 코팅 조성물에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 글라스 및 그 코팅 방법은 글라스 표면과 코팅층 사이에 베이스층으로 단일의 SiO₂ 막을 형성함으로써 방오성 확보와 함께 글라스 표면의 내얼룩, 내표면 스크래치성이 개선되고, 투과율이 향상되는 탁월한 효과가 발생한다.

또한, b* 값이 감소되어 디스플레이부에서 발생하는 황변 현상을 방지할 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글라스 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 글라스의 접촉각과 표면 개질 효과를 대비한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 글라스의 스크래치와 얼룩 발생 상태를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SiO2 막 두께에 따른 투과율을 측정한 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 글라스의 b* 성능을 비교한 그래프이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 글라스 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 글라스는 글라스 기판(10) 표면에 형성된 단일 SiO₂ 막(20)과 상기 단일 SiO₂ 막 상에 형성된 코팅층(30)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 단일 SiO₂ 막(20)의 두께는 지나치게 작을 경우 결합력이 떨어지고, 내스크래치 성능이 떨어질 수 있으며, 두께가 지나치게 클 경우 투과율이 저하되고, b*값이 높아지고, 글라스 전체 두께가 증가할 수 있으므로 100Å~1000Å 두께 범위로 형성하고, 바람직하게는 200 ~ 600Å 두께 범위의 SiO₂ 막을 형성하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 글라스 코팅 방법에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 글라스 코팅 방법은 건식 코팅 방법인 전자-빔 증착 방식에 의해 글라스 기판(10) 표면상에 단일 SiO₂ 막(20)과 코팅층(30) 형성을 단일 공정으로 진행할 수 있다.

즉, 전자-빔 증착 방식을 이용하여 글라스 기판(10) 상에 단일 SiO₂ 막(20)을 형성한 후 연속적으로 전자-빔 증착 방식을 이용해서 코팅층(30)을 형성한다. 따라서, 종래의 이종 방식의 증착에 의한 공정시간을 단축시킬 수 있다.

보다 구체적으로 전자-빔 증착을 위한 챔버 내에 성막 형성을 위한 진공 분위기를 조성하고, 표면적을 넓혀서 단일 SiO₂ 막(20)의 결합력 향상을 위해 글라스 기판(10) 표면을 에칭 처리한다.

이어서, SiO₂ 와 코팅 조성물을 전자-빔 방식에 의해 차례대로 글라스 기판(10) 표면에 증착하여 글라스 코팅이 완료된다.

본 실시예에서는 상기 코팅층으로 방오 코팅층이 사용되었으며, 사용된 방오 코팅층(AF)의 물성은 하기의 <표 1>과 같다.

구성요소	중량%	C.A.S. NO.
스테인레스 스틸	60 ~ 70%	65997-19-5
카본	24 ~ 27%	7440-44-0
플루오르 화합물	3 ~ 8%	Trade Secret

상기 코팅층은 이외에도 AF(Anti-finger), AS(Anti-Scratch), AC(Anti-Corrosion) 등 C.F 계 다른 기능성 혼합물로 구성된 코팅층이 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 글라스의 효과에 대해 살펴보기로 한다.

하기의 표 2는 본 발명에 따른 글라스에 대한 접촉각을 비교한 것이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 글라스의 접촉각과 표면 개질 효과를 대비한 것이다.

	1회	2회	3회	4회	5회	Min	Max	평균
글라스 표면	45.2	40.1	38.9	43.3	40.5	40.1	45.2	41.6
SiO2 막 적용 후 (500Å)	120	119.8	119.7	120.2	119.8	119.7	120.2	119.9

상기 <표 2>와 도 2를 통해 알 수 있듯이, 글라스 표면에 단일 SiO₂ 막을 증착하여 코팅층을 형성한 경우 코팅층이 없는 경우의 글라스 표면의 접촉각(평균 41.6)보다 접촉각(평균 119.9)이 크게 증가하였음을 알 수 있다.

또한, 도 2를 통해 알 수 있듯이 단일 SiO₂ 막 상에 코팅층을 형성한 경우 표면 개질 상태가 크게 향상되었음을 알 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 글라스의 스크래치와 얼룩 발생 상태를 도시한 것이다.

도 3을 통해 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 글라스 표면에 단일 SiO₂ 막과 코팅층을 증착한 경우 내스크래치성이 크게 개선되고, 표면 얼룩 발생도 크게 저하됨을 알 수 있다.

이는 상기 단일 SiO2 막과 스테인레스 스틸, 카본, 플루오르 화합물을 주성분으로 하는 코팅층이 반응하여 코팅층의 조직과 표면 상태가 개선되어 코팅층의 조직이 강화되고, SiO2 막이 글라스 모재 자체의 버퍼층 역할을 수행하고, 글라스의 성분과 SiO2막의 성분이 유사하여 SiO2 막이 글라스와 반응을 하게 되고 이로 인해 글라스의 표면 상태가 개질되어 종래에 비해 내스래치성과 내얼룩성이 개선되었기 때문이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SiO2 막 두께에 따른 투과율을 측정한 그래프이다.

도 4를 통해 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 단일 SiO₂ 막을 증착한 경우 종래의 구조와 유사하거나 투과율이 개선됨을 알 수 있다.

또한, SiO₂ 막 두께가 100Å부터 두께가 두꺼워질수록 투과율이 증가하다가 두께가 1000Å인 경우 투과율이 감소하기 시작하므로, SiO₂의 두께는 1000Å이하로 형성하는 것이 바람직함을 알 수 있다.

하기의 <표 3>은 두께에 따른 b*값을 비교한 것이고, 도 5는 본 발명에 따른 글라스의 b* 성능을 비교한 그래프이다.

	글라스 표면	종래 구조	본 발명에 따른 구조(SiO2 두께별)
			200Å	300Å	400Å	500Å	600Å	1000Å
b*	0.13	1.10	0.03	-0.05	-0.06	-0.05	0.09	0.55

표 3 및 도 5를 통해 알 수 있듯이, 종래 구조는 코팅층이 없는 경우 글라스 표면 보다도 b*값이 높음을 알 수 있으므로, 방오 성능에 비해 표면 보호에 취약한 문제가 있음을 알 수 있으며, 본 발명에 따른 단일 SiO₂ 막을 증착한 경우 종래에 비해 b* 값이 낮게 분포함을 알 수 있으며, 이를 통해 본 발명은 디스플레이부의 황변 현상 방지 성능이 크게 개선됨을 알 수 있다.

또한, SiO₂의 두께가 100Å부터 증가하면서 b*값이 유사하게 낮은 분포임을 확인할 수 있으며, 1000Å인 경우 b*값이 크게 증가함을 알 수 있다. 따라서, SiO₂의 두께는 1000Å이하로 형성하되, 300Å ~ 500Å 두께로 형성하는 것이 바람직함을 알 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 글라스 20 : 단일 SiO₂막
30 : 코팅층

Claims (7)

1. 글라스 기판 상에 단일 SiO₂ 막과;
   상기 단일 SiO₂ 막 상에 형성된 코팅층을 포함하고;
   상기 글라스 기판을 진공 분위기가 조성된 상태에서 SiO₂를 타겟으로 전자-빔이 상기 SiO₂를 기화시켜 상기 글라스 기판 상에 단일의 SiO₂막이 형성되고;
   연속적으로 코팅 조성물(시약)을 타겟으로 전자빔이 상기 코팅 조성물을 기화시켜 상기 SiO₂막이 형성된 글라스 기판 상에 코팅층을 형성시켜 상기 SiO₂ 막과 코팅층이 연속적인 전자 빔 증착 방식에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 글라스.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 SiO₂ 막은
   100Å ~ 1000Å 범위의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 글라스.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 코팅층은
   스테인레스 스틸, 카본, 플루오르 화합물을 포함하는 방오 코팅 조성물에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 글라스.
   
4. 글라스 코팅 방법으로서,
   챔버 내의 글라스 기판에 대하여 진공 분위기를 조성하는 단계와;
   SiO₂를 타겟으로 전자-빔을 조사하여 상기 SiO₂를 기화시켜 상기 글라스 기판 표면에 단일의 SiO₂ 막을 형성하는 단계와;
   연속적으로 코팅 조성물(시약)을 타겟으로 전자빔을 조사하여 상기 코팅 조성물을 기화시켜 상기 SiO₂막이 형성된 글라스 기판 상에 코팅층을 형성하는 단계를 포함하여 상기 SiO₂ 막과 코팅층을 연속적인 전자 빔 증착 방식에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 글라스 코팅 방법.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 SiO₂ 막은
   100Å ~ 1000Å 범위의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 글라스 코팅 방법.
   
6. 제 4항에 있어서,
   상기 글라스 표면에 상기 단일 SiO₂ 막 형성 전에
   상기 단일 SiO₂ 막과 결합력을 높이기 위해 상기 글라스 표면을 에칭 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 글라스 코팅 방법.
   
7. 제 4항에 있어서,
   상기 코팅층은
   스테인레스 스틸, 카본, 플루오르 화합물을 포함하는 방오 코팅 조성물에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 글라스 코팅 방법.

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