KR101524271B1 - 복수 개의 박막으로 이루어진 지문 방지층의 조성물과 그 제조 방법. - Google Patents

복수 개의 박막으로 이루어진 지문 방지층의 조성물과 그 제조 방법. Download PDF

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Abstract

발수 발유 코팅막의 내구성 향상을 위해 증착되는 발수 발유 코팅막의 프라이머(Primer)막 코팅용 조성물은 산화규소(SiOx)와 티타늄(Ti) 화합물, 알루미늄 (Al) 화합물, 지르코늄(Zr) 화합물 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 혼합물인 것을 특징으로 한다.
유리 또는 고분자 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에 에칭(Etching)에 의해 상기 기판 중 지문 방지층을 증착할 부분을 형성시키는 단계, 상기 발수 발유 코팅막을 증착할 부분을 포함하는 상기 기판 표면에 상기 조성물로 이루어진 프라이머(Primer)막을 증착하는 단계, 상기 증착된 프라이머(Primer)막 상에 발수 발유 코팅막을 형성하는 단계 및 상기 발수 발유 코팅막이 형성된 상기 기판을 퍼징 (Purging)하는 단계를 포함하는 것이 가능할 것이다.
이는 기존 증착 대비 우수한 내마모, 내염수, 내약품, 내화장품성을 지니는 효과를 갖는다.

Description

복수 개의 박막으로 이루어진 지문 방지층의 조성물과 그 제조 방법.{A COMPOSITION OF ANTI-FINGERPRINT COATING LAYER WITH A PLURALITY OF THIN FILMS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME.}
본원 발명은 금속 화합물을 포함하는 증착 물질 조성물 및 제조 방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는 글라스, 플라스틱 표면에 발수 발유인 내지문 증착 시 선 증착되는 코팅층의 조성물 및 제조 방법에 관한 것으로 증착된 표면이 우수한 내마모, 내염수, 내약품, 내화장품성을 갖도록 한다.
지문방지코팅은 유리 등의 기재 표면을 특수 처리하여 지문과 같은 오염물질의 부착방지와 오염물질이 부착되더라도 쉽게 제거 가능하도록 하는 기술로서, 박막의 발수 발유 기능을 표면에 부여하는 표면처리 기술이다.
많은 가전 중에 외관에 노출되는 부분 즉, 휴대폰, DVD 등의 가전제품의 윈도우나 케이스의 경우, 사람 손에 노출이 되는 부분이 존재하게 되며, 깨끗한 표면에 손자국(Fingerprint)이 잘 남게 된다.
특히, 스마트폰 및 테블릿의 경우 윈도우 창을 입력수단으로 사용하기 때문에 윈도우 창 표면의 내지문성은 필수적이다.
글라스나 플라스틱 표면에 지문을 방지하는 코팅의 경우 그 응용분야에 따라, 진공코팅, 딥코팅(Dip coating), 스프레이 코팅(Spray coating) 등의 기술을 이용한 코팅방법들이 개발되고 있으며, 국내의 경우 대부분 안경렌즈에 유전물질을 증착하는 용도로 주로 사용되고 있는 전자빔(Electron beam)을 이용한 진공증착 기술이 발달해 있다.
진공증착 기술의 경우 불소계 화합물을 진공에서 기화시켜 글라스나 플라스틱 표면에 박막으로 코팅하는 기술로서, 오염물질에 의한 표면불량률이 낮은 대신에 배치 공정 (Batch process)으로 인한 낮은 생산성이 문제가 되고 있으며, 이를 해소하기 위한 대형장비의 개발이 진행되고 있으나, 높은 설비투자비로 인하여 문제가 되고 있다.
딥코팅(Dip coating), 스프레이 코팅(Spray coating) 등의 액상코팅의 경우 연속 공정으로 인한 높은 생산성을 보이고 있으나, 진공코팅과 비교하여 불량률이 높으며, 성능이 미흡한 문제를 보이고 있다.
또한, 기존의 내지문 증착은 SiO2 위에 표면에너지를 낮춰주는 불소계 화합물을 증착하는 것이다.
이는, 글라스나 플라스틱 상에 발수 발유 물질을 바로 증착하게 되면 내구성 저하가 발생하므로 이를 보완하기 위하여 SiO2를 증착 후 발수 발유 물질 증착을 진행한 것이다.
공개특허 제 10-2011-0138541 호는 내구성이 우수한 내지문 박막 구조물 및 그 형성 방법에 관한 것으로, 내지문 박막 구조물은 기판, 상기 기판 상에 2차원 평면상으로 형성되며, 다수의 그레인들과 다수의 그레인 바운더리들을 포함하는 그레인 박막층 및 상기 그레인 박막층 상부에 내지문 코팅 물질에 의해 형성되는 내지문 코팅층을 포함하고, 내지문 특성의 내구성을 향상시키기 위해, 상기 내지문 코팅 물질이 상기 다수의 그레인 바운더리들에 침투되도록 형성하며, 상기 그레인 박막층의 접착력을 향상시키기 위해 상기 기판과 상기 그레인 박막층 사이에 형성되는 하도층을 더 포함함으로써, 내지문 코팅층의 표면 조도를 높이고, 이를 통해 내지문 코팅층이 마모에 의해 쉽게 없어지는 것을 방지하여 내지문 특성에 대한 내구성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 높은 설비투자비로 인한 문제와 진공코팅과 비교하여 불량률이 높으며, 성능이 미흡한 문제는 여전히 남아 있다.
본원 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기존 증착 대비 우수한 내마모, 내염수, 내약품, 내화장품성을 가질 수 있는 증착 물질 조성물 및 그 증착 방법이다.
발수 발유 코팅막의 내구성 향상을 위해 증착되는 발수 발유 코팅막의 프라이머(Primer)막 코팅용 조성물은 산화규소(SiOx)와 티타늄(Ti) 화합물, 알루미늄(Al) 화합물, 지르코늄(Zr) 화합물 중 적어도 어느 하나 이상 포함한다.
유리 또는 고분자 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에 에칭(Etching)을 이용하여 복수 개의 층으로 이루어진 지문 방지층의 증착할 부분을 형성시키는 단계, 상기 발수 발유 코팅막을 증착할 부분을 포함하는 상기 기판 표면에 상기 조성물로 이루어진 프라이머(Primer)막을 증착하는 단계, 상기 증착된 프라이머 (Primer)막 상에 발수 발유 코팅막을 형성하는 단계 및 상기 발수 발유 코팅막이 형성된 상기 기판을 퍼징(Purging)하는 단계를 포함하는 것이 가능할 것이다.
본원 발명에 의해 증착된 지문 방지층은 기존의 제품에 대비하여 우수한 내마모, 내염수, 내약품, 내화장품성 등을 지니는 제 1 효과를 갖는다.
또한, 기존의 내지문의 내구성 저하를 보완하기 위해 증착하였던 SiO2 뿐만 아니라 다양한 화합물을 이용하여 발수 발유의 코팅막인 내지문막의 프라이머막을 사용할 수 있는 제 2 효과를 갖는다.
이와 함께, 본원 발명의 프라이머(Primer)막 상에 발수 발유 코팅막을 증착하여 형성하는 지문 방지층의 상기 프라이머막은 기존의 진공도 보다 낮은 진공도에서 증착이 되어 증착 시간을 단축할 수 있는 제 3 효과를 갖는다.
이를 통해 시간당 비용을 절감시키고, 생산성을 향상시켜 공정 전체 텍타임 (tack time)을 감소시키고 이에 따라 생산효율을 향상시킬 수 있는 제 4 효과를 갖는다.
도 1은 본원 발명의 실시 예에 의한 복수 개의 박막으로 이루어진 지문 방지층 제조 방법을 나타낸다.
도 2는 본원 발명의 실시 예에 의한 복수 개의 박막으로 이루어진 지문 방지층의 단면도를 나타낸다.
도 3은 본원 발명의 실시 예에 의한 전자빔 증착법(Electron beam evaporation)을 위한 장치의 구조도를 나타낸다.
도 4는 본원 발명의 실시 예에 의한 저항가열식 진공 증착법을 위한 장치의 구조도를 나타낸다.
본원 발명에 의한 복수 개의 박막으로 이루어진 지문 방지층(400)에 있어서, 유리 또는 고분자 기판(100), 상기 기판(100)상에 형성된 청구항 프라이머(Primer)막(200), 상기 프라이머막(200) 상에 형성된 발유 발수 코팅막(300)을 포함하는 것이 가능할 것이다.
상기 발수 발유 코팅막(300)의 내구성 향상을 위해 증착하는 발수 발유 코팅막의 프라이머(Primer)막(200) 코팅용 조성물은 산화규소(SiOx)와 티타늄(Ti) 화합물, 알루미늄(Al) 화합물, 지르코늄(Zr) 화합물 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 혼합물 중 적어도 어느 하나 이상 포함하는 것이 가능할 것이다.
또는, 상기 발수 발유 코팅막(300)의 내구성 향상을 위해 증착하는 발수 발유 코팅막의 프라이머(Primer)막(200) 코팅용 조성물은 티타늄(Ti) 화합물, 알루미늄(Al) 화합물, 지르코늄(Zr) 화합물 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 것도 가능할 것이다.
더욱 자세하게는, 상기 혼합물은 이산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 이산화지르코늄(ZrO2), 규산알루미늄(Al2(SiO4)O), 카올린(Al2Si2O5(OH)4) 중 적어도 어느 하나 이상 포함하는 것이 바람직할 것이다.
상기 산화규소(SiOx)는 석영(Quartz), 크리스토발라이트(Cristobalite), 트리디마이트(Tridymite), 비정질(Amorphous) 중 적어도 어느 하나인 것이 가능할 것이다.
또한, 상기 발수 발유 코팅막(300)은 불소(F), 실리콘(Si) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 화합물을 증착하여 제조되는 것이 바람직할 것이다.
도 1은 본원 발명의 실시 예에 의한 복수 개의 박막으로 이루어진 지문 방지층(400) 제조 방법을 나타낸다.
유리 또는 고분자 기판(100)을 준비하는 단계, 상기 기판(100) 상에 에칭(Etching)에 의해 복수 개의 층으로 이루어진 지문 방지층(400)을 증착할 부분을 형성시키는 단계, 상기 발수 발유 코팅막(300)을 증착할 부분을 포함하는 상기 기판(100) 표면에 상기 조성물로 이루어진 프라이머(Primer)막(200)을 증착하는 단계, 상기 증착된 프라이머(Primer)막(200) 상에 발수 발유 코팅막(300)을 형성하는 단계 및 상기 발수 발유 코팅막(300)이 형성된 상기 기판(100)을 퍼징(Purging)하는 단계를 포함하는 것이 가능할 것이다.
또한, 상기 기판(100) 준비 단계에서, 습식 세정제를 이용하는 세정 공정을 추가로 포함하는 것이 가능할 것이다.
상기 에칭 단계에서는 상기 에칭은 이온 에칭, RF 플라즈마 에칭 중 적어도 어느 하나의 방법으로 에칭하는 것이 가능할 것이다.
상기 에칭 단계에서 이온 에칭을 이용할 경우 진공도 7 x 10-2 Torr 내지 2 x 10-7 Torr 에서 산소(O2), 아르곤(Ar), 또는 산소(O2)와 아르곤(Ar)의 가스를 이온화시키고 이온화된 가스 이온을 소재 표면에 충돌시켜서 소재 표면을 에칭시키는 방법을 포함하는 것이 바람직할 것이다.
가장 바람직한 것은 진공도 내지 6 x 10-4 Torr 에서 에칭하는 것이나, 이에 한정된 것은 아니다.
또한, 상기 에칭 단계에서 RF 플라즈마 에칭을 이용할 경우, 기체는 산소(O2), 아르곤(Ar), 또는 산소(O2)와 아르곤(Ar)의 가스를 포함하여 이용하는 것이 가능할 것이다.
상기 프라이머(Primer)막(200) 증착 단계는 저항 가열식 증착법(Thermal evaporation), 전자빔 증착법(Electron beam evaporation), 전자빔 이온 플레이팅(Electron Beam Ion plating), 스퍼터링(Sputering), 스퍼터링 이온 플레이팅 시스템(Sputering Ion plating System), 레이저 분자빔 증착법(Laser Molecular Beam Epitaxy), 펄스 레이저 증착법 (Pulsed Laser Deposition), 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition), 이온 어시스트 증착법(Ion-Assist Deposition) 중 적어도 어느 하나의 방법을 이용하여 증착하는 것이 가능할 것이다.
도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본원 발명의 실시 예에 의한 전자빔 증착법(Electron beam evaporation)을 위한 장치의 구조도를 나타낸다.
상기 전자빔 증착법은 마그넷(Magnet)(560)의 자력에 의해 텅스텐 건(W-Gun)(550)에서 전자빔(520)을 조사하여 상기 전자빔 증착 소스(Source)(510)가 전자빔 증착 분자(Evaporation Molecule)(540)의 형태로 전자빔 증착법 기판(530)에 증착된다.
도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본원 발명의 실시 예에 의한 저항가열식 진공 증착법을 위한 장치의 구조도를 나타낸다.
상기 저항가열식 진공 증착법은 텅스텐 용기(W-Boat)(620)에 위치한 저항가열식 진공 증착 소스(Source)(610)를 가열하여 상기 저항가열식 증착 소스(Source)(610)가 저항가열식 진공 증착 분자(Evaporation Molecule)(640)의 형태로 저항가열식 진공 증착법 기판(630)에 증착된다.
상기 프라이머(Primer)막을 상기 전자빔 증착법(Electron beam evaporation)으로 증착하는 경우, 진공도는 7 x 10-2 Torr 내지 2 x 10-7 Torr, 온도는 20 내지 180 ℃에서 증착되는 것이 바람직할 것이다.
가장 바람직한 전자빔 증착법(Electron beam evaporation)은 진공도 1.6 x 10-4 Torr, 온도 20 내지 150 ℃에서 증착되는 것이나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 프라이머(Primer)막(200) 증착 단계는 상기 전자빔 증착법(Electron beam evaporation)을 이용하고, 이온빔 증착법(Ion Beam Evaporation)을 이용한 이온 어시스트 증착을 병행하는 것이 더욱 바람직할 것이다.
상기 이온 어시스트 증착에 사용하는 이온빔은 산소(O2), 아르곤(Ar), 또는 산소(O2)와 아르곤(Ar)의 가스인 것이 바람직할 것이며, 상기 이온 어시스트 증착 시, 이온빔을 1 x 1013개/㎠ 내지 5 x 1017개/㎠ 수로 조사하는 것이 바람직할 것이다.
상기 발수 발유 코팅막(300)을 형성 단계에서 상기 발수 발유 코팅막(300)은 불소(F), 실리콘(Si) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 화합물을 증착하여 제조하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기 발수 발유 코팅막(300)은 저항 가열식 증착법(Thermal evaporation), 전자빔 증착법(Electron beam evaporation), 전자빔 이온 플레이팅(Electron Beam Ion plating), 스퍼터링(Sputering), 스퍼터링 이온 플레이팅 시스템(Sputering Ion plating System), 레이저 분자빔 증착법(Laser Molecular Beam Epitaxy), 펄스 레이저 증착법 (Pulsed Laser Deposition), 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition), 이온 어시스트 증착법(Ion-Assist Deposition) 중 적어도 어느 하나의 방법을 이용하여 증착하는 것이 가능할 것이다.
가장 바람직한 것은 저항 가열식 증착법(Thermal evaporation)을 이용하여 상기 발수 발유 코팅막(300)을 증착하는 것이나, 이에 한정된 것은 아니다.
상기 발수 발유 코팅막(300)을 저항 가열식 증착법(Thermal evaporation)을 이용하여 증착할 경우, 진공도는 7 x 10-2 Torr 내지 2 x 10-7 Torr, 온도는 20 내지 180 ℃에서 증착하는 것이 바람직할 것이다.
가장 바람직한 것은 진공도 1.6 x 10-5 Torr, 온도 20 내지 150 ℃에서 증착하는 것이나, 이에 한정된 것은 아니다.
본원 발명에 따라 진행된 발수 발유성을 가지는 내지문 증착은 기존의 높은 진공도 보다 낮은 진공도에서 증착이 되어 증착 시간을 단축할 수 있다.
이는 생산성을 향상시켜 전체 텍타임(tack time)을 감소시키고 생산효율을 향상시키며 시간당 비용을 절감하는 효과를 갖는다.
또한, 기존 증착 대비 우수한 내마모, 내염수, 내약품, 내화장품성을 지니는 효과를 갖는다.
본원 발명에 의한 발수 발유 코팅막(300)의 내구성 향상을 위해 증착하는 발수 발유 코팅막의 프라이머(Primer)막(200)은 본원 발명에 의한 상기 조성물을 전자빔 증착법(Electron beam evaporation)을 이용하여 증착, 또는 전자빔 증착법(Electron beam evaporation)과 이온빔 증착법(Ion Beam Evaporation)을 동시에 병행하는 이온 어시스트 증착법(Ion-Assist Deposition)을 이용하여 증착된다.
도 2는 본원 발명의 실시 예에 의한 복수 개의 박막으로 이루어진 지문 방지층(400)의 단면도를 나타낸다.
복수 개의 박막으로 이루어진 지문 방지층(400)은 유리 또는 고분자 기판, 상기 기판(100)상에 형성된 본원 발명의 프라이머(Primer)막(200) 및 상기 프라이머(Primer)막(200) 상에 형성된 발유 발수 코팅막(300)을 포함하여 이루어지는 것이 가능할 것이다.
상기 본원 발명에 의한 복수 개의 박막으로 이루어진 지문 방지층(400)은 전자기기에 사용될 수 있다. 상기 전자 기기는 휴대폰, 테블릿 등을 포함하며, 핸드폰의 경우 윈도우(Window)에 사용하는 것이 가능할 것이며, 테블릿의 경우 최외곽층에 사용될 수 있을 것이다.
분말로 이루어진 SiO2 90 중량%, Al2O3 6 중량%, ZrO2 2 중량%, TiO2 2 중량%를 혼합한 후 바인더로 PVA, PEG, 올레인산을 5:2:3으로 혼합 후 전체 분말의 1.2중량%,를 추가하여 분무 건조하였다. 분무 건조된 분말을 600kg/㎠의 압력으로 프레싱 후 1150℃에서 6시간 동안 소결하였다.
강화유리를 진공 감압이 가능한 챔버 내 위치시킨 후 소결된 프라이머를 전자빔 증착하는 곳에, 내지문 약품을 저항가열식 증착하는 곳에 위치시킨 후, 진공 펌프를 사용하여 1.8 X 10-4 Torr까지 진공 감압 후 아르곤 가스를 이용하여 기재를 에칭시킨다. 기재가 에칭된 후 챔버를 1.5 X 10-4 Torr, 80℃로 맞추고 전자빔방식을 이용하여 프라이머 증착을 실시한다.
이 후 저항가열방식을 이용하여 발수 발유 증착을 실시하고 작업이 끝나면 진공을 제거 후 증착을 마무리한다. 이렇게 하여 얻어진 프라이머막의 두께는 150Å이고 발수발유 코팅막의 두께는 230Å로 증착된 강화유리의 접촉각, 부착, 내마모, 내염수, 내약품성을 확인하였다.
분말로 이루어진 SiO2 90 중량%, Al2O3 8 중량%, ZrO2 2 중량%를 혼합한 후 바인더로 PVA, PEG, 올레인산을 5:2:3으로 혼합 후 전체 분말의 1.5 중량% 를 추가하여 분무 건조하였다.
분무 건조된 분말을 550kg/㎠의 압력으로 프레싱 후 1200℃에서 8시간 동안 소결하였다.
강화유리를 진공 감압이 가능한 챔버 내 위치시킨 후 소결된 프라이머를 전자빔 증착하는 곳에, 내지문 약품을 저항가열식 증착하는 곳에 위치시킨 후, 진공 펌프를 사용하여 1.8 X 10-4 Torr까지 진공 감압 후 아르곤 가스를 이용하여 기재를 에칭시킨다. 기재가 에칭된 후 챔버를 1.5 X 10-4 Torr, 80℃로 맞추고 전자빔방식을 이용하여 프라이머 증착을 실시한다.
이 후 저항가열방식을 이용하여 발수발유 증착을 실시하고 작업이 끝나면 진공을 제거 후 증착을 마무리한다. 이렇게 하여 얻어진 프라이머막의 두께는 150Å이고 발수발유 코팅막의 두께는 230Å로 증착된 강화유리의 접촉각, 부착, 내마모, 내염수, 내약품성을 확인하였다.
분말로 이루어진 SiO2 90 중량%, Al2O3 6 중량%, TiO2 4 중량%를 혼합한 바인더로 PVA, PEG, 올레인산을 5:2:3으로 혼합 후 전체 분말의 1.5 중량%를 추가하여 분무 건조하였다. 분무 건조된 분말을 550kg/㎠의 압력으로 프레싱 후 1100℃에서 10시간 동안 소결하였다.
강화유리를 진공 감압이 가능한 챔버 내 위치시킨 후 소결된 프라이머를 전자빔 증착하는 곳에, 내지문 약품을 저항가열식 증착하는 곳에 위치시킨 후, 진공 펌프를 사용하여 1.8 X 10-4 Torr까지 진공 감압 후 아르곤 가스를 이용하여 기재를 에칭시킨다. 기재가 에칭된 후 챔버를 1.5 X 10-4 Torr, 80℃로 맞추고 전자빔방식을 이용하여 프라이머 증착을 실시한다.
이 후 저항가열방식을 이용하여 발수발유 증착을 실시하고 작업이 끝나면 진공을 제거 후 증착을 마무리한다. 이렇게 하여 얻어진 프라이머막의 두께는 150Å이고 발수발유 코팅막의 두께는 230Å로 증착된 강화유리의 접촉각, 부착, 내마모, 내염수, 내약품성을 확인하였다.
분말로 이루어진 Al2O3 95 중량%, ZrO2 5 중량%를 혼합한 후 바인더로 PVA, PEG, 올레인산을 5:2:3으로 혼합 후 전체 분말의 1.0 중량%를 추가하여 분무 건조하였다. 분무 건조된 분말을 600kg/㎠의 압력으로 프레싱 후 1650℃에서 8시간 동안 소결하였다.
강화유리를 진공 감압이 가능한 챔버 내 위치시킨 후 소결된 프라이머를 전자빔 증착하는 곳에, 내지문 약품을 저항가열식 증착하는 곳에 위치시킨 후, 진공 펌프를 사용하여 1.8 X 10-4 Torr까지 진공 감압 후 아르곤 가스를 이용하여 기재를 에칭시킨다. 기재가 에칭된 후 챔버를 1.5 X 10-4 Torr, 80℃로 맞추고 전자빔방식을 이용하여 프라이머 증착을 실시한다.
이 후 저항가열방식을 이용하여 발수발유 증착을 실시하고 작업이 끝나면 진공을 제거 후 증착을 마무리한다. 이렇게 하여 얻어진 프라이머막의 두께는 150Å이고 발수발유 코팅막의 두께는 230Å로 증착된 강화유리의 접촉각, 부착, 내마모, 내염수, 내약품성을 확인하였다.
( 비교예 1)
강화유리를 진공 감압이 가능한 챔버 내 위치시킨 후 SiO2를 전자빔 증착하는 곳에, 발수발유 약품을 저항가열식 증착하는 곳에 위치시킨 후, 진공 펌프를 사용하여 3.5 X 10-5 Torr까지 진공 감압 후 아르곤 가스를 이용하여 기재를 에칭시킨다. 기재가 에칭된 후 챔버를 2.5 X 10-5 Torr, 80℃로 맞추고 전자빔방식을 이용하여 SiO2 증착을 실시한다.
이 후 저항가열방식을 이용하여 발수 발유 증착을 실시하고 작업이 끝나면 진공을 제거 후 증착을 마무리한다. 이렇게 하여 얻어진 SiO2 코팅막의 두께는 120Å이고 발수발유 코팅막의 두께는 210Å로 증착된 강화유리의 접촉각, 부착, 내마모, 내염수, 내약품성을 확인하였다.
초기 접촉각
구분 신뢰성 前 접촉각 (초기 접촉각)
항목 내마모 내약품 염수분무
Spec 110º~125º
실시예 1 116.5 116.9 117.2
실시예 2 117.2 117.5 117.1
실시예 3 116.8 116.1 117.5
실시예 4 116.4 117.3 116.7
비교예 1 117.1 116.8 117.1
접촉각 시험법
접촉각 측정기에 증류수를 이용하여 liquid volume을 3㎕ 크기로 600㎕/Min으로 시료 중간에 떨어트린다. Dosing 후 3sec 후 접촉각을 측정한다.
부착
항목 부착
실시예 1 ◎
실시예 2 ◎
실시예 3 ◎
실시예 4 ◎
비교예 1 ◎
◎ : 매우우수, ○ : 우수, △ : 보통, X : 나쁨
부착 시험법
시료에 1mm 간격으로 피막에 달하도록 선을 그어 바둑눈을 만든다. 테이프를 접착시켜 수직방향으로 강하게 잡아 당기되 3회 실시하여 테이프 착탈에서 가공면의 박리 여부를 판단한다.
연필경도
항목 연필경도
실시예 1 9H
실시예 2 9H
실시예 3 9H
실시예 4 9H
비교예 1 9H
연필경도 시험법
연필의 나무부분만 깍아서 심을 원기둥 모양으로 3mm 노출시킨 상태에서 평평한 면에 놓여진 연마지에 심을 직각으로 대고 원을 그리면서 연마하여 심의 끝이 평탄하고 각이 예리하게 되도록하여 시료의 도막면에 약 45도 각도로 1kg 하중으로 연필심을 닿게 하여 균일한 속도로 10mm 움직임. 시료 위치 바꾸어 5회 실시한다.
내마모
항목 초기
접촉각		 내마모 신뢰성 후 접촉각
1500회 +500회 +500회 +500회 +1000회 +1000회 +2000회 +2000회 +2000회
2000회 2500회 3000회 4000회 5000회 7000회 9000회 11000회
Spec 초기 접촉각 대비 ±15º
실시예 1 116.5 113.4 111.4 108.2 106.7 107.5 104.3 103.4 102.8 101.3
실시예 2 117.2 115.6 114.9 114.1 112.6 109.5 105.3 102.9 101.7
실시예 3 116.8 114.7 112.6 110.6 108.5 104.3 103.2 101.5
실시예 4 116.4 115.1 112.5 111.6 109.4 106.5 104.3 103.7 102.6 101.2
비교예 1 117.1 105.8 104.1 102.5 100.5 107.6 103.9 102
내마모 시험법
연필지우개에 500g 하중을 인가 후 지우개를 시료의 도막면에 올리고 왕복한다. (40회 왕복/분)
초기 접촉각 대비 변화량 ±15°이내, 외관상 코팅의 벗겨짐 여부를 판단한다.
내약품
항목 초기
접촉각		 내약품 신뢰성 후 접촉각
250회 +50회 +50회 +50회 +100회 +100회
300회 350회 400회 500회 600회
Spec 초기 접촉각 대비 ±10º
실시예 1 116.9 115.4 113.1 100.8 108.5 106.5
실시예 2 117.5 115.3 113.2 110.9 109.5 107.4
실시예 3 116.1 114.8 111.5 107.6 105.9
실시예 4 117.3 113.2 112.1 110.8 109.2 107.1
비교예 1 116.8 113.2 111.7 109.4 107.9 106.5
내약품 시험법
연필지우개에 500g 하중을 인가 후 지우개를 시료의 도막면에 올리고 메틸 알콜이 마르지 않는 조건으로 계속 투입하면서 왕복한다. (40회 왕복 /분)
초기 접촉각 대비 변화량 ±10°이내, 외관상 코팅의 벗겨짐 여부를 판단한다.
내염수
항목 초기
접촉각		 내염수 신뢰성 후 접촉각
72hr +24 hr +24 hr +24 hr +24 hr +24 hr +48 hr +48 hr
4일 5일 6일 7일 8일 10일 12일
Spec 초기 접촉각 대비 ±10º
실시예 1 117.2 115.4 114.6 113.8 111.8 109.6 108.5 107.9 107.1
실시예 2 117.1 115.7 114.2 112.7 110.5 108.6 107.4 107.0
실시예 3 117.5 116.1 113.4 112.7 111.6 109.4 107.3 106.8
실시예 4 116.7 115.4 114.9 114.5 112.4 110.8 108.5 107.5 106.4
비교예 1 117.1 114.3 111.3 109.4 107.8 106.9
내염수 시험법
35도에서 5% NaCl을 시료에 분무 후 수세 후 물기를 제거하고 상온에서 4시간 방치하여, 초기 접촉각 대비 변화량 ±10°이내, 외관상 코팅의 벗겨짐 여부를 판단한다.
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시 예에 불과하며, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시 예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.
100: 기판 200: 프라이머(Primer)막
300: 발유 발수 코팅막 400: 지문 방지층
510: 전자빔 증착 소스(Source) 520: 전자빔
530: 전자빔 증착법 기판
540: 전자빔 증착 분자(Evaporation Molecule)
550: 텅스텐 건(W-Gun)
560: 마그넷(Magnet)
610: 저항가열식 진공 증착 소스(Source)
620: 텅스텐 용기(W-Boat)
630: 저항가열식 진공 증착법 기판
640: 저항가열식 진공 증착 분자(Evaporation Molecule)

Claims (23)

  1. 발수 발유 지문방지층에 있어서,
    발수 발유 코팅막; 및
    상기 발수 발유 코팅막의 내구성 향상을 위한 프라이머(Primer)막을 포함하되,
    상기 발수 발유 코팅막은,
    상기 프라이머 막 상에 형성되며,
    상기 프리이머 막은,
    티타늄(Ti) 화합물, 알루미늄(Al) 화합물, 지르코늄(Zr) 화합물 중 적어도 어느 하나와;
    산화규소(SiOx)를 포함하는 단일층인 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문방지층.
  2. 발수 발유 지문방지층에 있어서,
    발수 발유 코팅막; 및
    상기 발수 발유 코팅막의 내구성 향상을 위한 프라이머(Primer)막을 포함하되,
    상기 발수 발유 코팅막은,
    상기 프라이머 막 상에 형성되며,
    상기 프리이머 막은,
    티타늄(Ti) 화합물, 알루미늄(Al) 화합물, 지르코늄(Zr) 화합물 중 적어도 2 이상을 포함하는 단일층인 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문방지층.
  3. 발수 발유 지문방지층에 있어서,
    발수 발유 코팅막; 및
    상기 발수 발유 코팅막의 내구성 향상을 위한 프라이머(Primer)막을 포함하되,
    상기 발수 발유 코팅막은,
    상기 프라이머 막 상에 형성되며,
    상기 프리이머 막은,
    이산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 이산화지르코늄(ZrO2), 규산알루미늄(Al2(SiO4)O), 카올린(Al2Si2O5(OH)4) 중 적어도 2 이상을 포함하는 단일층인 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문방지층.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화규소(SiOx)는,
    석영(Quartz), 크리스토발라이트(Cristobalite), 트리디마이트(Tridymite), 비정질(Amorphous) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문 방지층.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 발수 발유 코팅막은,
    불소(F), 실리콘(Si) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 화합물을 증착하여 제조되는 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문 방지층.
  6. 발수 발유 지문 방지층 제조 방법에 있어서,
    (i) 유리 또는 고분자 기판을 준비하는 단계;
    (ii) 상기 기판 상에 에칭(Etching)에 의해 상기 기판 중 상기 발수 발유 지문 방지층을 증착할 부분을 형성시키는 단계;
    (iii) 상기 기판 표면에 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 따른 프라이머(Primer)막을 증착하는 단계;
    (iv) 상기 증착된 프라이머(Primer)막 상에 발수 발유 코팅막을 형성하는 단계; 및
    (v) 상기 발수 발유 코팅막이 형성된 상기 기판을 퍼징(Purging)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문 방지층 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 (i) 단계와 (ii) 단계 사이에,
    습식 세정제를 이용하는 세정 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문 방지층 제조 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 (ii) 단계에서,
    상기 에칭은 이온 에칭, RF 플라즈마 에칭 중 적어도 어느 하나의 방법으로 에칭하는 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문 방지층 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 (ii) 단계에서,
    이온 에칭을 이용할 경우,
    진공도 7 x 10-2 Torr 내지 2 x 10-7 Torr 에서 산소(O2), 아르곤(Ar), 또는 산소(O2)와 아르곤(Ar)의 가스를 이온화시키고 이온화된 가스 이온을 소재 표면에 충돌시켜서 소재 표면을 에칭시키는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문 방지층 제조 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 (ii) 단계에서,
    RF 플라즈마 에칭을 이용할 경우,
    기체는 산소(O2), 아르곤(Ar), 또는 산소(O2)와 아르곤(Ar)의 가스를 포함하여 이용하는 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문 방지층 제조 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 청구항 6에 있어서,
    상기 (iii) 단계에서,
    상기 프라이머(Primer)막 증착은 저항 가열식 증착법(Thermal evaporation), 전자빔 증착법(Electron beam evaporation), 전자빔 이온 플레이팅(Electron Beam Ion plating), 스퍼터링(Sputering), 스퍼터링 이온 플레이팅 시스템(Sputering Ion plating System), 레이저 분자빔 증착법(Laser Molecular Beam Epitaxy), 펄스 레이저 증착법 (Pulsed Laser Deposition), 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition), 이온 어시스트 증착법(Ion-Assist Deposition) 중 적어도 어느 하나의 방법을 이용하여 증착하는 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문 방지층 제조 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 프라이머(Primer)막을 상기 전자빔 증착법(Electron beam evaporation)으로 증착하는 경우, 진공도는 7 x 10-2 Torr 내지 2 x 10-7 Torr, 온도는 20 내지 180 ℃에서 증착되는 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문 방지층 제조 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 이온 어시스트 증착법(Ion-Assist Deposition)은 전자빔 증착법(Electron beam evaporation)과 이온빔 증착법(Ion Beam Evaporation)을 동시에 병행하는 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문 방지층 제조 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 (iii) 단계에서
    상기 이온빔 증착법에 사용하는 이온빔은 산소(O2), 아르곤(Ar), 또는 산소(O2)와 아르곤(Ar)의 가스인 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문 방지층 제조 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 (iii) 단계에서
    상기 이온빔 증착법 증착 시, 이온빔을 1 x 1013개/㎠ 내지 5 x 1017개/㎠ 수로 조사하는 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문 방지층 제조 방법.
  18. 청구항 6에 있어서,
    상기 (iv) 단계에서
    상기 발수 발유 코팅막은 불소(F), 실리콘(Si) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 화합물을 증착하여 제조되는 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문 방지층 제조 방법.
  19. 청구항 6에 있어서,
    상기 (iv) 단계에서
    상기 발수 발유 코팅막은 저항 가열식 증착법(Thermal evaporation), 전자빔 증착법(Electron beam evaporation), 전자빔 이온 플레이팅(Electron Beam Ion plating), 스퍼터링(Sputering), 스퍼터링 이온 플레이팅 시스템(Sputering Ion plating System), 레이저 분자빔 증착법(Laser Molecular Beam Epitaxy), 펄스 레이저 증착법 (Pulsed Laser Deposition), 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition), 이온 어시스트 증착법(Ion-Assist Deposition) 중 적어도 어느 하나의 방법을 이용하여 증착하는 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문 방지층 제조 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 발수 발유 코팅막을 저항 가열식 증착법(Thermal evaporation)을 이용하여 증착할 경우, 진공도는 7 x 10-2 Torr 내지 2 x 10-7 Torr, 온도는 20 내지 180 ℃에서 증착하는 것을 특징으로 하는 발수 발유 지문 방지층 제조 방법.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 따른 발수 발유 지문 방지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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