KR101948932B1 - 장쇄 유기 물질을 이용한 유리 표면 보호 - Google Patents

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Abstract

시트 표면상에서 주 사슬의 일 말단에 적어도 12 개의 탄소 원자들 및 하나의 친수성기를 포함하는 주 탄소 사슬을 갖는 장쇄 유기 물질의 불연속 층을 형성함으로써 시트 표면을 보호하는 시트 표면의 보호방법이 개시된다. 보호층은 입자 오염 및 스크래치들에 대한 만족할만한 표면 보호를 제공하면서, 매우 낮은 코팅 두께에서 표준 세정 방법을 이용하여 제거가 용이하다. 본 발명은 모서리 연마 및 광택과 같은 유리 시트 마무리를 하는 동안에 유리 시트 표면을 보호하는데 특히 유용하다. 본 발명은 LCD 유리 기판들의 마무리 및 포장에 특히 유용하다.

Description

장쇄 유기 물질을 이용한 유리 표면 보호{GLASS SURFACE PROTECTION USING LONG-CHAIN ORGANIC MATERIAL}
관련출원
본 출원은 35 U.S.C § 119 하에 2010년 11월 29일에 제출된 미국 가출원 계열 번호 61/417603 호의 우선권의 이익을 주장하며, 그 내용은 그대로 참고로 신뢰하며 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 일반적으로 유리 시트 마무리 및 포장에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 유리 마무리 및 포장하는 동안에 유리 시트 표면 보호에 관한 것이다. 본 발명은 예컨대, LDD 디스플레이와 같은 광전자 장치에 유용한 유리 시트의 마무리, 포장 및 수송에 있어서 유용하다.
퓨전 다운 드로(Fusion down-draw)는 액정 디스플레이(LCD)로의 사용 및 다른 광학-전자 장치에서의 사용에 적당한 정밀 유리 시트를 얇게 제작하기 위하여 미국 뉴욕주 코닝시 소재 코닝사(Corning Incorporated)가 개발한 주요 기술이다. 이 공정에 있어서, 용융 유리의 흐름이 루트(root)라고 불리는 라인에서 수렴하는 2 개의 측면들을 갖는 아이소파이프(isopipe)라고 불리는 형성 트로프(trough)로 상기 아이소파이프의 트로프에 결합된 인렛(inlet) 파이프를 통해 도입된다. 유리 용융물은 2 개의 용융 유리 리본(ribbons)로서 아이소파이프의 양쪽 표면들을 따라 아래로 위어(weirs)라고 불리는 아오소파이프의 트로프 측벽들의 양쪽 상면상으로 흐르게 한 이후에, 루트에서 합류하고 융합하여 단일한 유리 리본을 형성한 이후에, 아래로 인발되고(drawn) 상기 루트의 아래에서 냉각되어 원하는 치수의 유리 시트를 형성하게 된다. 상기 루트의 아래 구역에서는, 상기 유리 리본이 인발되어 점성인 상태에서 점탄성 및 궁극적으로는 실질적인 탄성 상태로 냉각되는 동안에 실질적인 수직 아래로 이동하게 된다. 상기 탄성 유리 리본은 이후 각각의 유리 시트들로 절단되고, 모서리 라운딩 및 광택을 더 거친 이후에 TFT 또는 컬러 필러 기판으로 사용하기 위해 포장되고 LCD 패널 제조사들로 선적된다. 상기 아이소파이프 아래에서 유리 리본을 절단하는 단계는 통상적으로 리본 표면에 새김눈을 긋고(scoring) 이후, 상기 새김 선을 따라 구부려서 이로 인하여 불연속적인 유리 시트들이 상기 리본으로부터 분리된 이후에 다음 단계들로 이동하게 된다.
유리 시트를 제작하기 위한 퓨전 다운 드로 공정의 장점들 중 하나는 유리 시트의 양질의 부분들이 대기 중에서 형성되며 형성 장비와 같은 고체 물질을 접촉하지 않기 때문에 상기 유리 시트의 표면 품질이 우수하다 라는 것이다. 이 공정은 300 ㎜ 정도의 폭과 약 0.6 ㎜의 두께를 갖는 유리 시트의 제작에 성공적으로 사용되어 왔다.
인발(draw)의 바닥에서 유리 시트를 절단하고 분리하는 동안 및 비드 제거, 모서리 챔퍼링(edge chamfering) 및 광택과 같은 유리 마무리 단계들을 하는 동안에, 수많은 유리 입자들이 발생하게 된다. 유리 입자들은 유리 표면을 스크래치할 수 있거나 유리 표면에 달라붙을 수 있어 이후 세척 및 세정 단계에서 제거될 수 있거나 제거되지 않을 수 있다. 유리 표면상에 남아있는 임의의 유리 입자들은 시트 적층이 필요한 경우 시트를 포장하고 수송하는 동안에 스크래치를 유발할 수 있다. 또한, 시트 포장 및 수송하는 동안에, 다른 입자들이 유리 표면과 접촉할 수 있는데, 이는 보호가 충분이 이루어질 수 없다면 표면의 질을 떨어뜨릴 수 있다.
LCD 유리 표면을 보호하는 지금까지 사용된 수단으로는 종이, 플라스틱 막, 다당류, 계면활성제 등과 같은 코팅의 사용이 있다. 그러나, 이들은 다양한 단점들을 갖고 있다.
따라서, 마무리, 포장 및 수송을 하는 동안에 순수한 표면(pristine surface)을 필요로 하는 유리 시트의 표면을 보호하는 방법에 대한 요구가 여전히 존재한다.
본 발명의 일부 측면들이 본 명세서에 개시되어 있다. 이러한 측면들은 서로 중첩될 수 있거나 그렇지 않을 수 있다는 것을 알아야 한다. 따라서, 일 측면의 일부가 다른 측면의 범위 내에 속할 수 있거나 그 반대일 수 있다.
각각의 측면은 하나 이상의 특이적인 실시 형태들을 차례로 포함할 수 있는 수많은 실시 형태들로 예시된다. 이러한 실시 형태들은 서로 중첩될 수 있거나 그렇지 않을 수 있다는 것을 알아야 한다. 따라서, 일 실시 형태의 일부 또는 그 특이적인 실시 형태들은 다른 실시 형태, 또는 그 특이적인 실시 형태들의 범위 내에 속할 수 있거나 그렇지 않을 수 있으며, 그 반대일 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 측면은 하기 단계들을 포함하는 실질적으로 깨끗한 시트 표면을 갖는 시트 물질의 취급 방법에 관한 것이다:
(I) 적어도 12 개의 탄소 원자들 및 하나의 친수성기를 포함하는 주 탄소 사슬을 갖는 장쇄 유기 물질의 불연속적인 층을 상기 깨끗한 표면상에 상기 주쇄의 말단들 중 하나에 근접하게 형성하는 단계; 및
(II) 상기 장쇄 유기 물질을 함유하는 상기 시트 표면을 스크래치 하지 않고 복수개의 이동하는 입자들에 노출시키는 단계.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 상기 시트 물질은 유리, 유리-세라믹, 세라믹, 결정들 또는 그 조합으로부터 선택된 무기 물질이다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 상기 시트 물질의 실질적으로 깨끗한 표면은 친수성이다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I)에서 상기 유기 물질은 상기 주쇄의 말단들 중 하나에 친수성기를 포함하는 주 탄소 사슬을 갖는다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I)에서 상기 유기 물질은 히드록실기 및 카르복실기로부터 선택된 친수성기를 포함하는 주 탄소 사슬을 갖는다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I)에서 상기 유기 물질은 최대 40 개의 탄소 원자들, 특정 실시 형태들에서 최대 30 개의 탄소 원자들, 특정 실시 형태들에서 최대 28 개의 탄소 원자들, 특정 실시 형태들에서 최대 26 개의 탄소 원자들, 특정 실시 형태들에서 최대 24 개의 탄소 원자들, 특정 실시 형태들에서 최대 22 개의 탄소 원자들을 포함하는 주 탄소 사슬을 갖는다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I)에서 상기 유기 물질은 C18-OH, C18-COOH 및 그 혼합물로부터 선택된다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I)의 말미에 상기 장쇄 유기 물질의 면적 밀도는 20 ngㆍcm-2 내지 160 ngㆍcm-2, 특정 실시 형태들에 있어서 30 ngㆍcm-2 내지 150 ngㆍcm-2, 특정 실시 형태들에 있어서 45 ngㆍcm-2 내지 140 ngㆍcm-2, 특정 실시 형태들에 있어서 40 ngㆍcm-2 내지 120 ngㆍcm-2, 특정 실시 형태들에 있어서 40 ngㆍcm-2 내지 100 ngㆍcm-2이다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I)의 말미에 상기 장쇄 유기 물질 층의 평균 두께는 최대 10 ㎚, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 8 ㎚, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 6 ㎚, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 4 ㎚이다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 상기 깨끗한 표면상에서 장쇄 유기 물질 층의 평균 두께는 상기 주 탄소 사슬의 길이의 최대 3 배이다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 상기 장쇄 유기 물질의 분자들은 실질적으로 단층 구조를 형성한다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 상기 장쇄 유기 물질의 분자들은 상기 깨끗한 표면상에 복수개의 불연속적인 아일릿들(islets)을 형성한다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 상기 아일릿들은 상기 깨끗한 표면상에 실질적으로 균일하게 분포된다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 상기 아일릿들은 상기 깨끗한 표면의 코팅되지 않은 드러난(bare) 표면 부분에 의하여 분리된다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 상기 깨끗한 표면상의 인접한 아일릿들 사이의 평균 거리는 0.1 ㎛ 내지 3 ㎛, 특정 실시 형태들에 있어서 0.2 ㎛ 내지 2.5 ㎛, 특정 실시 형태들에 있어서 0.3 ㎛ 내지 2.0 ㎛, 특정 실시 형태들에 있어서 0.4 ㎛ 내지 2.0 ㎛, 특정 실시 형태들에 있어서 0.5 ㎛ 내지 1.5 ㎛, 특정 실시 형태들에 있어서 0.6 ㎛ 내지 1.5 ㎛, 특정 실시 형태들에 있어서 1.0 ㎛ 내지 1.5 ㎛이다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (II)는 하기 단계를 포함한다:
(II.1) 상기 시트 물질의 모서리를 연마하는 단계.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (II)는 하기 단계를 더 포함한다:
(II.2) 상기 시트 물질의 모서리에 물을 도포하는 단계.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (II)는 하기 단계를 포함한다:
(II.3) 상기 시트 물질의 깨끗한 표면의 일부에 선을 그어 새김 선을 형성하는 단계; 및
(II.4) 상기 새김 선을 따라 상기 시트 물질의 일 부분을 상기 시트 물질로부터 분리하는 단계.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I)의 말미에 상기 장쇄 유기 물질을 함유하는 시트 표면은 12°내지 50°, 일부 실시 형태들에서 12°내지 45°, 일부 실시 형태들에서 15°내지 40°, 일부 실시 형태들에서 20°내지 40°의 물 접촉각을 보인다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I)의 말미에 상기 장쇄 유기 물질을 함유하는 시트 표면은 AFM으로 측정된 바와 같이 접착력이 20% 내지 70%, 특정 실시 형태들에서 25% 내지 60%, 특정 실시 형태들에서 30% 내지 50%, 특정 실시 형태들에서 30% 내지 40%의 감소를 보인다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 상기 방법은 하기 단계 (III)을 더 포함한다:
(III) 상기 시트 표면을 세척하여 스크래치들이 없는 실질적으로 깨끗한 시트 표면을 획득하는 단계.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (III)에서 Semiclean KG의 세정제가 사용된다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (III)의 말미에서 상기 시트 표면은 0°내지 10°, 특정 실시 형태들에서 0°내지 8°, 특정 실시 형태들에서 0°내지 6°, 특정 실시 형태들에서 0°내지 5°의 물 접촉각을 보인다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I)은 하기 단계를 포함한다:
(I.1) 상기 장쇄 유기 물질을 포함하는 기체 흐름을 제공하는 단계; 및
(I.2) 상기 기체 흐름을 상기 시트 표면과 충분한 시간 동안 접촉시켜 상기 장쇄 유기 물질 층의 형성을 달성하는 단계.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I.1)는 하기 단계를 포함한다:
(I.1.1) 상기 장쇄 유기 물질을 포함하는 액체를 형성하는 단계; 및
(I.1.2) 캐리어(carrier) 기체 흐름을 상기 액체에 통과시키거나 상기 액체 표면 근처에 통과시켜 상기 기체 흐름에 상기 장쇄 유기 물질을 부가(load)하는 단계.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I)에서 상기 시트 물질의 온도는 상기 장쇄 유기 물질의 용융점 미만에서 유지된다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I)에서 상기 유기 물질은 최대 40 개의 탄소 원자들, 특정 실시 형태들에서 최대 30 개의 탄소 원자들, 특정 실시 형태들에서 최대 28 개의 탄소 원자들, 특정 실시 형태들에서 최대 26 개의 탄소 원자들, 특정 실시 형태들에서 최대 24 개의 탄소 원자들, 특정 실시 형태들에서 최대 22 개의 탄소 원자들을 포함하는 주 탄소 사슬을 포함하며, 상기 시트 물질의 온도는 55℃ 미만, 특정 실시 형태들에서 50℃ 미만, 특정 실시 형태들에서 40℃ 미만으로 유지된다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I.2)에서 상기 기체 흐름은 상기 장쇄 유기 물질의 용융점을 초과하지만, 상기 장쇄 유기 물질의 인화점 미만의 온도를 갖는다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I.1.1)에서 상기 액체의 온도는 상기 장쇄 유기 물질의 용융점을 초과하지만, 상기 장쇄 유기 물질의 인화점 미만이다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I.1.1)에서 상기 액체의 온도는 상기 장쇄 유기 물질의 용융점보다 적어도 10℃, 특정 실시 형태들에 있어서 상기 장쇄 유기 물질의 용융점보다 적어도 20℃; 특정 실시 형태들에 있어서 상기 장쇄 유기 물질의 용융점보다 적어도 30℃ 초과이다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I.2)에서 상기 기체 흐름과 상기 시트 표면 사이의 접촉 시간은 최대 2 분, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 1.5 분, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 1 분, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 50 초, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 40 초, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 30 초, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 20 초, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 10 초이다.
본 발명의 제 1 측면의 특정 실시 형태들에 있어서, 상기 시트 물질은 LCD 기판용 유리 시트, TV 커버 유리, 광전압 기판 또는 다른 광전자 장치용 기판이다.
본 발명의 하나 이상의 실시 형태들은 하기의 장점들 중 하나 이상을 갖는다. 첫째, C18-OH와 같은 장쇄 유기 물질들 중 아주 적은 량을 사용하여, 높은 유효성의 표면 보호 기능을 갖는 유리 표면상에 비-연속적인 유기 코팅이 형성될 수 있다. 둘째, 복잡한 장비가 필요 없기 때문에, 본 발명은 저비용으로 수행될 수 있으며 기존의 공정과 장비를 현저히 변형시키지 않고 기존 유리 생산 라인으로 개장될 수 있다. 셋째, 상기 본 발명의 방법은 유리 수송 및 보관을 하는 동안에 값비싼 플라스틱 막을 표면 보호에 사용하는 용도를 제거하는 잠재성을 갖는다. 넷째, 본 발명에 따르면 보호 효과를 위해 필요한 표면 코팅 물질의 극미량은 상기 공정이 작업 환경의 공기를 현저히 오염시키지 않으면서 수행될 수 있다는 것을 의미한다.
첨부한 도면들에 있어서:
도 1은 장쇄 유기 물질 층을 시트 물질의 표면으로 도포하는 조작에서 본 발명의 일 실시 형태에 있어서 장비 셋업(set-up)의 모식도이다.
도 2는 유리 기판상에 C18-OH 코팅을 형성하는데 사용된 실험 셋업의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 C18-OH의 층이 도포된 유리 시트의 조각 표면의 10 ㎛ x 10 ㎛ 면적의 AFM 영상이다.
도 4는 상기 AFM 영상에서 선택된 직선을 따라 AFM으로 측정한 바와 같이, 도 3에 도시된 상기 C18-0H 층의 두께 프로파일을 보여주는 다이아그램이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 따라 C18-OH의 층이 도포된 유리 시트의 조각 표면의 10 ㎛ x 10 ㎛ 면적의 AFM 영상이다.
도 6은 상기 AFM 영상에서 선택된 직선을 따라 AFM으로 측정한 바와 같이, 도 5에 도시된 상기 C18-0H 층의 두께 프로파일을 보여주는 다이아그램이다.
도 7은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 유리 시트의 표면적을 AFM으로 측정한, 접착력의 분포를 보여주는 다이아그램이다.
도 8은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 유리 시트의 표면적을 AFM으로 측정한, 접착력의 분포를 보여주는 다이아그램이다.
달리 지시하지 않으면, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 성분들의 중량 퍼세트 및 몰 퍼센트를 나타내는 모든 숫자들, 치수들 및 특정한 물리적 특성에 대한 값들은 모든 경우에 있어서 "약"이라는 용어에 의해 변형되는 것으로 이해해야 할 것이다. 또한, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 정확한 수량적 값들은 발명의 다른 실시 형태들을 형성한다는 것을 알아야 할 것이다. 실시예에 개시된 수량적 값들의 정확도를 보장하기 위하여 노력하였다. 그러나, 임의의 측정된 수량적 값은 그 각각의 측정 기법에서 발견되는 표준 편차로부터 유래하는 특정한 오차들을 본래부터 포함할 수 있다.
본 발명을 기술하고 청구하는 데 있어서, 본 명세서에 사용된 부정 관사 "하나" 또는 "하나의"를 사용하는 것은 "적어도 하나"를 의미하며, 명시적으로 반대로 지시하지 않으면 "오직 하나"로 한정되어서는 안 된다. 따라서, 예를 들면, "탄소 사슬"이라는 언급은 문맥이 명백히 달리 지시하지 않으면, 상기 탄소 사슬들을 하나 또는 둘 이상을 갖는 실시 형태들을 포함한다.
본 명세서에 사용된 "에 근접한"은 특정 위치에 가깝거나 특정 위치에 있음을 의미한다. 따라서, 주 탄소 사슬의 말단에 근접한 친수성기는 예컨대, (i) 상기 주 탄소 사슬의 바로 말단에서 탄소 원자에 링크된 친수성기; (ii) 상기 주 탄소 사슬의 바로 말단에서 상기 탄소 원자에 직접 링크된 탄소 원자에 연결된 친수성기; 및 (iii) 상기 주 탄소 원자의 바로 말단에서 상기 탄소 원자로부터 4 개 탄소 원자들 미만으로 이격된 탄소 원자에 연결된 친수성기를 포함한다.
본 명세서에 기술된 "cn-OH" 및 "cn-알코올"이라는 용어는 유기 물질로서 그 하나의 말단에서 수많은 n의 탄소 원자들 및 하나의 히드록실기(-OH)를 갖는 직쇄를 포함하는 그 유기 물질의 분자를 의미하는 것으로 서로 교환가능하게 사용된다. 따라서, "C18-OH" 및 "C18-알코올"이라는 용어는 알코올로서 그 하나의 말단에서 18 개의 탄소 원자들 및 하나의 히드록실을 포함하는 직쇄 탄소 사슬을 갖는 알코올을 의미하는 것으로 서로 교환가능하게 사용된다. 따라서, C18-OH의 예는 옥타데칸-1-올(F001), 노나데칸-2-올(F002), 데카데칸-3-올(F003), 17-메틸-옥타데칸-1-올(F004), 16-메틸-옥타데칸-올(F005), 16-에틸-옥타데칸-1-올(F006) 등과 같은 지방족 알코올류를 포함하지만 여기에 한정되지 않는다. 이러한 C18-OH의 화학식은 하기에 도시되어 있다:
Figure 112011094860171-pat00001
직쇄 알코올은 알코올로서, OH 이외의 측쇄기를 포함하지 않는 알코올의 분자를 의미한다. 따라서, 직쇄 C18-OH는 옥타데칸-1-올(F001), 노나데칸-2-올(F002), 데카데칸-3-올(F003) 등 일 수 있다. 일차 알코올은 통상적으로 알코올의 분자에 있어서, OH 기와 연결된 탄소 원자가 하나를 초과하는 탄소 원자들에 연결되어 있지 않다는 것을 의미한다. 이차 알코올은 알코올의 분자에 있어서, OH 기와 연결된 탄소 원자가 2 개의 탄소 원자들에 연결되어 있다는 것을 의미하며, 삼차 알코올은 알코올의 분자에 있어서, OH 기와 연결된 탄소 원자가 3 개의 탄소 원자들에 연결되어 있다는 것을 의미한다. 따라서, 상기 (F002) 및 (F003)은 이차 알코올류이다.
마찬가지로, "Cn-COOH" 및 "Cn+1-산"이라는 용어는 유기 물질로서 그 하나의 말단에서 수많은 n+1의 탄소 원자들(-COOH 기에서 탄소 원자 포함) 및 하나의 카르복실기(-COOH)를 갖는 직쇄를 포함하는 유기 물질의 분자를 의미하는 것으로 서로 교환가능하게 사용된다. 따라서, Cn-OH 또는 Cn 알코올에서 OH는 COOH 기로 교체된다면, 이는 Cn-COOH 또는 Cn+1-산이 될 것이다. 예를 들면, C17-OH에서 -COH 기가 예컨대, 산화에 의하여 -COOH 기로 전환된다면, 이는 C16-COOH 또는 C17-산이 될 것이다. 100℃ 정도와 같은 고온에서 직쇄 C18-OH(F001)는 C17-COOH 또는 C18-산(스테아르산)으로 부분적으로 산화될 수 있다.
본 명세서에 사용된 "불연속 층"이라는 용어는 다른 물질이 섞여 있는 물질의 층을 의미한다. 따라서, 시트 물질의 표면상에 유기 물질의 불연속 층은 그 중에서도 특히, 하기 토포그래피(topography) 중 하나 이상을 보일 수 있다: (i) 복수개의 불연속적인 아일릿들; (ii) 복수개의 밴드들; (iii) 복수개의 패치들; 및 (iv) 복수개의 마운드들.
본 명세서에 사용된 "단일층"이라는 용어는 분자들의 단일한 층을 포함하는 물질의 층을 의미한다. 예를 들면, 자기 조립 단일 분자층은 본 출원의 의미에 있어서 단일층이다. 그러나, 대부분의 위치들에 있어서, 물질들의 분자들이 나란히 정렬되어 있다고 하더라도, 적은 퍼센트의 면적에 있어서, 일부 분자들의 두께를 갖는 분자들의 적층이 존재할 수 있다는 것이 배제되지 않는다는 것을 알아야 할 것이다.
본 명세서에 사용된 "물 접촉각"이라는 용어는 측정된 표면이 실질적으로 수평으로 위치하고 표면상의 물방울 족적(footprint)이 실질적으로 원형인 경우 측정된 물 접촉각을 의미한다.
본 명세서에 사용된, 코팅된 표면의 "접착력의 감소"라는 용어는 다음과 같이 측정되고 계산된다:
Figure 112011094860171-pat00002
여기서, f(max)는 원자 현미경(AFM)으로 측정된 최대 접착력이고, f(min)은 동일한 조건 하에서 AFM으로 측정된 최소 접착력이며, RAF는 접착력의 감소이다.
많은 광학 및/또는 전자 장치 또는 그 제작은 청결도가 높은 수준이며 스크래치가 실질적으로 없는 표면을 갖는 유기 또는 무기 물질 기판의 사용을 필요로 한다. 예를 들면, LCD 디스플레이 및 광전압 기기의 제작은 통상적으로 무기 입자들 및 스크래치가 실질적으로 없는 순수한 표면들을 갖는 유리 기판들의 사용을 필요로 한다. 불행하게도, 상기와 같은 유리 기판들의 생산은 표면 선 긋기, 유리 쪼개기(glass splitting), 모서리 연마 및 광택의 복수 단계들을 필요로 하는데, 각 단계는 특정 속도로 이동할 수 있는 수많은 유리 입자들을 발생시켜 유리 표면의 양질의 부분에 충격을 줄 수 있다. 날아다니는 입자들은 유리 표면을 스크래치하여 영구한 손상을 남기거나, 이후 세척 및 세정 공정들을 견뎌내어야 하는 충분히 강한 결합으로 유리 표면에 달라붙을 수 있다. 유리 표면상에 남아있는 상기와 같은 유리 입자들은 하류(downstream) 공정에서 생성된 트랜지스터와 같은 반도체 장치에 결함을 초래할 수 있다. 따라서, 유리 절단 및 모서리 마무리를 하는 동안에 유리 입자들 및 다른 오염물질들로부터 유리 표면을 보호하는 것은 기판 제작자들에게는 기술적인 도전이다. 또한, 유리 기판은 기판 제작 공장으로부터 다른 곳에 있는 기판 사용자에게 선적될 필요가 종종 있다. 보통, 복수개의 유리 시트들이 컨테이너로 포장되어, 이후 한 곳에서 다른 곳으로 선적된다. 통상적으로 유리 컨테이너가 밀봉되어 있는 반면에, 그럼에도 불구하고 입자들 및 다른 오염물질들은 양질의 표면 부분과 접촉하여 원하지 않는 표면 손상을 유발할 수 있다.
다당류, 폴리비닐 알코올, 중합체성 산 등과 같은 유기 물질은 LCD 유리 기판의 양질의 표면을 보호하는 코팅 물질로 제안된 반면에, 이들 유기 물질은 일반적으로는 적어도 마이크로미터 수준의 두께로 도포되며 통상적으로는 전체 양질의 표면을 덮을 것이다. 유리 표면의 두꺼운 두께와 전체 덮임(coverage)에 대한 추정 이론적 근거는 전체 유리 표면을 덮지 못 하는 얇은 코팅은 스크래치에 대하여 충분한 표면 보호를 제공할 수 없다는 것이었다. 그러나, 상기와 같은 두꺼운 코팅은 표면 보호를 제공하는데 충분한 반면, 이들은 세척 및 세정을 하는 동안에 현저한 도전이 되고 있다.
본 발명의 발명자들은 나노미터 급의 두께를 갖는 장쇄 유기 물질들의 매우 얇은 층은 LCD 디스플레이에의 사용을 위해 생산된 유리 기판의 순수한 표면에 내스크래치성을 제공할 수 있다는 것을 알게 되었는데, 이는 놀랄만한 발견이었다. 하기에 상술된 다른 연구에 따르면 현저한 보호 효과를 달성하는데는 완전한 표면 덮임 조차 필요로 하지 않는다는 것을 보여주고 있다. 또한, 상기와 같은 얇고, 성기게 도포된 코팅 물질은 정규 표면 세척 및 세정 단계에서 매우 용이하게 제거될 수 있어서, 공정 및 장비 셋업을 현저히 변형시키지 않고, 기존 유리 기판 제작 생산 라인에 사용될 수 있다.
본 발명의 표면 보호 방법은 유기 및 무기 표면들을 포함하여 보호를 필요로 하는 임의의 표면에 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 예컨대, OH 기들과 같은 친수성 표면기들을 포함하는 표면과 같은 친수성 표면을 보호하는데 특히 유용할 것이다. 수많은 유리, 유리-세라믹, 세라믹 및 결정질 물질들은 표면-OH 기들을 포함하는 것으로 알려져 있으며, 따라서 본 발명을 이용하여 유리하게 보호될 수 있다. 또한, 본 발명은 산화 유리 시트의 표면을 보호하는 맥락에서 하기에 더 상세히 예시된다. 그러나, 당업자는 본 출원의 명세서를 숙독시에 본 발명은 필요한 변경을 가하여 다른 물질 표면들을 보호하는데 적용될 수 있다는 것을 알아야 한다.
본 발명의 공정에 사용된 장쇄 유기 물질의 주 탄소 사슬의 말단에서 또는 말단에 근접한 친수성기는 히드록실기(-OH), 카르복실기(-COOH), 에테르기, 아민기(-NH2), 아미드기(-CONH2) 또는 다른 기들일 수 있다. 특정 이론에 구속됨이 없이, 상기 장쇄 유기 물질의 친수성기는 상대적으로 강한 결합을 형성하도록 보호되는 시트 물질의 표면상에서 친수성기와 반응할 수 있는 것으로 여겨진다. 예를 들면, 시트 물질이 표면-OH 기를 포함하는 산화 유리 표면을 갖는 경우, 상기 표면-OH 기는 유기 물질의 -OH 기와 반응하여 하기에 개략적으로 도시된 공유 결합을 형성할 수 있다:
표면-O-탄소 사슬
또한, 상기 장쇄 유기 물질의 분자들은 수소 결합, 반데르 발스 힘 또는 다른 메커니즘을 통해 시트 표면과 결합할 수 있다는 것은 가능한 것이다.
유기 물질의 주 사슬은 이후 유리 표면으로부터 연장할 것이다. 복수개의 유기 물질 분자들이 유리 표면에 도포되고, 서로 근접하게 표면에 결합되면, 상기 유기 물질 분자들은 표면상에 상기 유기 물질의 상대적으로 밀도가 높은 "숲-같은(forest-like)" 패치들을 형성할 수 있다. 상기와 같은 연장하는 긴 탄소 사슬들의 패치들은 입자들(유리 입자들과 같은)과 유리 표면 사이에 마찰 계수를 감소시키고, 유리 입자들 및 유리 표면 사이에 접착력을 감소시키도록 작용하여, 유리 표면을 유리 입자들에 의해 스크래치되는 것으로부터 보호하며, 궁극적으로는 이후 세척 및 세정을 견디기에 충분한 결합력으로 유리 표면들애 결합하는 유리 입자들의 수를 감소시킨다. 또한, 모델링(modeling)에 따르면 장쇄 유기 물질에 의하여 형성된 불연속적인 아일릿들에 의해 유발된 증가된 표면 거칠기는 유리 입자들에 붙는 표면 부착의 감소에 이바지한다는 것을 보여주었다. 그러므로, 시트 표면의 표면상에 균일한 두께의 코팅의 전체 층으로 인하여 낮은 표면 거칠기가 있을 수 있으므로, 상기와 같은 장쇄 유기 물질의 균일한 전체 코팅은 수많은 아일릿들을 포함하는 불연속적인 코팅보다 실제로 바람직하지 않을 수 있다.
단일한 탄소 직쇄를 갖는 장쇄 유기 물질이 본 발명에 특히 바람직한 반면에, 복수개의 긴 탄소 사슬들을 갖는 분지 유기 물질을 사용하는 것이 가능하다.
하기에 상술된 실험들에 따르면, 장쇄 유기 물질이 유리 표면에 의미있는 보호를 부여하기 위하여, 그 분자들에서 최장 탄소 사슬에 있는 탄소 원자들의 수는 적어도 12이어야 함을 보여주었다. 이는 몇 가지 이유들에 기인한 것이다. 첫째, 단쇄 유기 물질들은 실온 및 유리 마무리와 취급 온도 주위에서 상대적으로 높은 휘발성을 갖는 경향을 가져서, 표면 보호에 있어서 그 유효성을 감소시킨다. 둘째, 단쇄 유기 물질, 특히 알코올류는 코팅 및/또는 표면 마무리 조건 하에서 공기 중에 불안정한 경향이 있어, 원하는 표면 보호 능력에 못 미치는 능력에 이르게 된다. 그러나, 40 개를 초과하는 탄소 원자들을 포함하는 유기 물질들은 유리 시트 마무리/취급 조건 하에서 너무 높은 용융점 및/또는 너무 낮은 부분 압력을 갖는 경향이 있어. 이들을 사용하는 것이 매우 어렵게 한다. 주 사슬 내에서 최대 30 개의 탄소들을 포함하는 유기 물질들은 40 개의 탄소들을 갖는 유기 물질들보다 작업하기 더 용이할 것이다. 유기 물질의 주 사슬의 예시적인 길이는 최대 28 개 탄소 원자들, 최대 26 개 탄소 원자들, 최대 24 개 탄소 원자들, 최대 22 개 탄소 원자들 및 최대 20 개 탄소 원자들을 포함하지만, 여기에 한정되지 않는다. 특정 실시 형태들에 있어서, 주 사슬은 적어도 16 개 탄소 원자들, 특정 실시 형태들에 있어서 적어도 18 개 탄소 원자들을 포함하는 것이 특히 유리하다. 본 발명의 목적을 위해, 100% 순수한 유기 물질이 항상 필요한 것은 아니다. 오히려, 그 주 사슬들에 일련의 탄소 원자들을 갖는 다양한 유기 물질들의 혼합물은 순수한 물질보다 주어진 그 비용적인 장점으로 인해 유리하게 사용될 수 있다. 또한, 상이한 친수성기들을 갖는 상이한 범주의 유기 물질들도 사용될 수 있다. 예를 들면, 장쇄 지방족 알코올 및 장쇄 지방족 산의 혼합물이 유리하게 사용될 수 있다. 또한, 순수한 시작 코팅 물질을 사용하는 경우라도, 도포하는 동안에 산화와 같은 특정한 화학적 변화를 여전히 거칠 수 있어서, 유리 시트 표면을 덮는 유기 물질의 혼합물이 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 공정의 특정한 특히 유리한 실시 형태들에 있어서, 장쇄 알코올 또는 장쇄 산 또는 그 혼합물이 표면 보호제로서 사용된다. 다른 특정한 길이들이 다른 실시 형태들에서 작용할 수 있는 반면에, C18-알코올, 특히 일차 C18-알코올은 특히 유리한 선택을 제시하고 있다. 이는 그 융융점, 인화점, 공기중 안정성, 유리 기판상에 원하는 코팅 패턴을 형성하는 능력, 제거가능성, 비용 등 이 모두를 합하면 그 대체물들보다 더 매력적인 절충안을 제시하기 때문이다. 다른 실시 형태에 있어서, C18-산은 C18-알코올과 조합되어 사용될 수 있다.
표면상에 도포시에 유기 물질의 면적 밀도는 바람직하게는 20 ngㆍcm-2 내지 160 ngㆍcm-2, 특정 실시 형태들에서 30 ngㆍcm-2 내지 150 ngㆍcm-2, 특정 실시 형태들에서 45 ngㆍcm-2 내지 140 ngㆍcm-2, 특정 실시 형태들에서 40 ngㆍcm-2 내지 120 ngㆍcm-2, 특정 실시 형태들에서 40 ngㆍcm-2 내지 100 ngㆍcm-2이다. 상기 밀도가 160 ngㆍcm-2을 초과하면, 상기 유기 물질은 이후 세정 및 세척 단계에서 제거하기 어려울 수 있다. 상기 밀도가 20 ngㆍcm-2미만이면, 유기 물질 코팅층은 원하는 입자 보호 및 내스크래치성을 제공하는데 불충분할 수 있다.
원자 현미경(AFM)으로 나노미터 급에서 관찰하는 경우, 코팅의 두께는 하나의 위치에서 다른 위치에서 다양하게 변한다. 특정 이론에 구속됨이 없이, 이는 유기 물질의 분자들의 상이한 적층, 인접한 분자들 사이의 상이한 평균 거리, 표면상에서 물질들이 직선화된 상이한 정도, 유기 물질들이 표면상에서 조립한 상이한 정도 및 코팅을 함유하는 시트 물질의 깨끗한 표면의 상이한 천연 표면 거칠기에 기인한 것으로 여겨진다. 그럼에도 불구하고, 충분히 짧은 시간에 유기 물질을 도포하고, 이후 세정 단계에서 높은 수준의 제거가능성을 달성하기 위하여, 유기 물질층은 모두 원하는 수준의 표면 보호를 유지하면서, 실질적으로 낮은 두께를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 단계 (I)의 말미에 장쇄 유기 물질 층의 평균 두께는 최대 10 ㎚, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 8 ㎚, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 6 ㎚, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 4 ㎚이다. 특정의 유리한 실시 형태들에 있어서, 깨끗한 표면상의 장쇄 유기 물질 층의 평균 두께는 주 탄소 사슬 길이의 최대 3 배이다. 특정 실시 형태들에 있어서, 유기 물질의 분자들이 예컨대, 하나의 분자가 다른 분자 위에 위치되어 있는 적층된 층을 형성하지 않고, 시트 물질의 깨끗한 표면상에 단일층 형성하는 것이 바람직하고 또한 가능하다. 일차 C18-OH의 경우, 그 분자는 2 내지 3 ㎚ 범위의 길이를 갖는다. 따라서, 깨끗한 표면상에 유기 물질 코팅의 평균 두께는 1 내지 9 ㎚ 범위, 특정 실시 형태들에 있어서 1 내지 7 ㎚ 범위, 특정 실시 형태들에 있어서 1 내지 6 ㎚ 범위, 특정 실시 형태들에 있어서 1 내지 4 ㎚ 범위, 특정 실시 형태들에 있어서 1 내지 3 ㎚ 범위에 있는 것이 바람직하다. 상기 코팅 두께의 하한이 알코올의 직쇄의 길이보다 더 작은 것은, 특히: (i) 보호되는 표면의 특정 부분들에서, 알코올 분자들이 부재할 수 있으며; 그리고 (ii) 상기 분자들이 유리 표면에 모두 완전히 수직인 것은 아니라서, 완전히 직선화된 분자 사슬보다 두께가 더 작을 수 있기 때문이다.
본 발명의 발명자들에 의하여 연구 작업에서 발견한 한 가지 흥미롭고 중요한 발견은 깨끗한 표면상에 유기 물질의 분자들은 높은 정도의 표면 보호 효과를 부여하기 위하여 깨끗한 표면의 전 범위를 덮는 연속적인 층을 형성할 필요가 없다는 것이다. 이는 전통적인 지식이 최상의 보호 효과를 달성하기 위하여 실질적으로 전체 표면을 코팅할 필요가 있다는 점에서 직관에 반하는 것이다. 본 발명의 발명자들은 특정 실시 형태들에 있어서, 충분하고 현저한 표면 보호 효과는 복수개의 유기 물질의 불연속적인 아일릿들을 깨끗한 표면상에 형성함으로써 달성된다는 것을 알게 되었다. 그러나, 이러한 실시 형태들에 있어서, 보호되는 시트 표면상에 아일릿들의 분포는 실질적으로 균일한 것이 바람직하다. 따라서, n 아일릿ㆍ㎛-2의 밀도를 갖는, 유기 물질 코팅 공정에 노출된 임의의 주어진 10 ㎝ x 10 ㎝ 면적 내에서, 임의의 10 ㎛ x 10 ㎛ 시험 면적은 0.80 n 내지 1.20 n 범위의 아일릿 밀도를 보이는 것이 바람직하다. 충분한 수준의 표면 보호를 달성하기 위하여, 깨끗한 표면상에 인접한 아일릿들 사이의 평균 거리가 0.1 ㎛ 내지 3 ㎛, 특정 실시 형태들에서 0.2 ㎛ 내지 2.5 ㎛, 특정 실시 형태들에서 0.3 ㎛ 내지 2.0 ㎛, 특정 실시 형태들에서 0.4 ㎛ 내지 2.0 ㎛, 특정 실시 형태들에서 0.5 ㎛ 내지 1.5 ㎛, 특정 실시 형태들에서 0.6 ㎛ 내지 1.5 ㎛, 특정한 다른 실시 형태들에서 1.0 ㎛ 내지 1.5 ㎛의 범위에 있는 것이 바람직하다.
특정 이론에 구속됨이 없이, 아일릿들 사이에서 드러난 시트 물질 표면 면적은 유리 시트 물질의 경우에서와 같이 통상적인 마무리, 포장 및 수송 조건 하에서 시트 물질이 노출되어 있는 평균 입자들보다 현저히 더 작기 때문에, 상기와 같은 입자들은 표면상의 유기 물질과 주로 접촉할 것이라고 여겨진다. 노출된 표면과 충돌하는 입자의 확률은 매우 낮게 감소되어, 특정 실시 형태들에서는 0에 가깝게 감소된다. 따라서, 복수개의 코팅 아일릿들에 의하여 형성된 얇은 코팅은 표면 보호 효과 측면에서 임의의 드러난 시트 물질이 노출되지 않고 전체 코팅층과 실질적으로 동일하게 작용할 것이다. 또한, 유리 표면상에서 유기 물질 분자들의 유연성 및 상기 충돌하는 입자들에 대한 유기 물질의 낮은 마찰 계수로 인하여, 상기 드러난 시트 물질 표면에 달라붙거나 표면을 스크래칭하는 입자들의 확률을 감소시킬 것이다.
유리 시트 물질의 깨끗한 표면에 도포된 얇은 보호 코팅층은 하기에 언급된 바와 같이, 시트 물질 마무리 공정을 하는 동안 및 공정 이전에 유리하게 증착될 수 있다. 유리 시트 물질들은 종종 모서리 연마 및 광택뿐만 아니라 비드 제거, 표면 선 긋기, 굽히기 및 분리와 같은 마무리를 거치게 된다. 이러한 조작들의 각각에 있어서, 수많은 유리 입자들이 발생하고 모든 방향으로 흩어질 수 있다. 과거에는 입자들을 함유하고 유체 흐름들에 의하여 상기와 같은 입자들을 제거하여 양질의 표면과 그 접촉을 줄이려는 노력을 경주하였다. 그럼에도 불구하고, 현저한 양의 입자들이 여전히 유리 시트의 주 표면으로 향하고 있다. 본 발명은 유리 시트 마무리와 연계하여 유리하게 사용될 수 있다. 본 발명을 이용하여 마무리 조작을 하는 동안에 또는 마무리 조작을 하기 이전에 형성된 표면 보호층은 유리 표면을 유리하게 보호할 수 있다.
유리 시트에 대한 모서리 마무리 단계와 같은 모서리 마무리 단계 동안에, 물을 사용하여 도구 및 유리 시트를 냉각하고/하거나 유리 입자들을 제거할 수 있다. 따라서, 코팅이 사용된 물에 의하여 과도하게 제거되지 않고, 전체 마무리 조작을 하는 동안에 표면 보호 효과를 유지하도록, 유기 물질이 충분한 힘으로 시트 물질 표면에 달라붙을 수 있는 것이 바람직하다.
장쇄 알코올 또는 장쇄 산과 같은 유기 물질의 도포로 인하여 물 접촉각이 나타내는 바와 같이, 코팅된 표면의 소수성을 증가시킬 수 있다. 원하는 수준의 표면 보호를 달성하기 위하여, 단계 (I)의 말미에 장쇄 유기 물질을 함유하는 시트 표면은 12°내지 50°, 특정 실시 형태들에 있어서 12°내지 45°, 특정 실시 형태들에 있어서 15°내지 40°, 특정 실시 형태들에 있어서 20°내지 40°, 특정 실시 형태들에 있어서 30°내지 40°의 물 접촉각을 보이는 것이 바람직하다. 상기 물 접촉각이 너무 작으면, 시트 표면에 도포된 유기 물질의 양은 원하는 수준의 입자 보호를 부여하기에는 불충분할 수 있다. 물 접촉각이 너무 크면, 유기 물질의 양이 너무 많아서 이후 세정 단계에서 효율적으로 제거될 수 없다.
하기에 언급된 바와 같이, 장쇄 유기 물질은 시트 물질 표면에 입자들이 부착하는 것을 감소시킨다. 특정한 특히 유리한 실시 형태들에 있어서, 단계 (I)의 말미에, 장쇄 유기 물질을 함유하는, 유리 표면과 같은 무기 물질 표면인 시트 표면은 AFM으로 측정된 바와 같이 접착력이 20% 내지 70%, 특정한 다른 실시 형태들에 있어서 30% 내지 40%의 감소를 보인다. 상기와 같은 접착력은 Si3N4(그 표면이 공기 중에 노출되면 SiO2로 산화됨) 측정 팁을 사용하는 원자 현미경(AFM)에 의하여 측정된다. 이 수준의 접착력은 유리 표면으로의 유리 입자 접착 감소에 특히 바람직하다.
LCD 유리 기판들의 취급과 같은 특정한 실시 형태들에 있어서, 마무리 조작 이후에, 유리 기판은 세척 및 세정되어 유기 물질들, 임의의 잔류 유리 입자들 및 다른 표면 오염물질들을 제거하는 것이 바람직하다. LCD 패널 제조를 위해 사용된 유리 기판들은 높은 세정도(degree of cleanliness)를 가질 것이 요구된다. 본 발명에 사용된 유기 물질의 나노급 두께로 인하여, 코팅은 현저한 변형을 할 필요 없이 표준 유리 기판 세정제, 장비 및 공정을 이용하여 용이하게 제거될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 기존 유리 생산 라인을 개장하는데 유리하게 사용될 수 있다. 세정시에, 실질적으로 깨끗한 유리 표면은 0°내지 10°, 특정 실시 형태들에 있어서 0°내지 8°, 특정 실시 형태들에 있어서 0°내지 6°, 특정 실시 형태들에 있어서 0°내지 5°, 특정 실시 형태들에 있어서 0°내지 3°의 물 접촉각을 보일 수 있다.
본 발명에서 코팅으로 사용된 유기 물질은 다양한 수단들로 도포될 수 있다. 예를 들면, 유기 물질이 분산제 또는 용매와 같은 액체 매질에 분산되고, 상기 분산액은 스프레이 또는 침지(dipping) 중 어느 하나에 의하여 시트 물질 표면에 도포되는 스프레이 코팅 및 침지 코팅을 고려하게 된다. 상기와 같은 실시 형태들에 있어서, 유리 표면상에 중첩되게 두꺼운 코팅을 형성하지 않도록, 상기와 같은 분산액에 매우 낮은 농도의 유기 물질을 사용하여야 한다. 또한, 물, 에탄올, 아세톤 또는 그 혼합물들과 같은 비독성 용매 또는 액체 매질을 유리하게 사용할 수 있다.
때로는 시트 물질 취급 공정에서 액체 분산제의 사용을 회피하는 것이 바람직할 수 있다. 상기와 같은 시나리오들에서, 유기 물질은 캐리어 기체 흐름을 사용하여 유리하게 도포될 수 있다. 유리 흐름으로 장쇄 유기 물질을 우선 부가하여, 이후 상기 유리 흐름을 유리 표면으로 전달하여 충분한 시간 동안 유리 표면에 접촉시켜 장쇄 유기 물질 층이 형성하도록 한다. 장쇄 유기 물질이 캐리어 기체 흐름 내에서 고체, 액체 또는 기체 형태로 존재할 수 있는 반면에, 기체 흐름은 유기 물질이 액체 및/또는 기체 상태로 존재하여 기체 흐름을 함유하는 채널의 막힘을 회피하도록 장쇄 유기 물질의 용융점보다 높은 온도를 갖는 것이 유리하다.
기체 흐름으로 장쇄 유기 물질의 부가는 다양한 수단에 의하여 달성될 수 있다. 예를 들면, 실질적으로 순수한 형태의 유기 물질을 충분한 증기압을 갖는 액체 및/또는 고체 상태로 존재하는 특정한 온도로 가열할 수 있다. 이후 증기는 시트 표면으로 흘러들어가 코팅 물질 증착을 완료하도록 한다. 또한, 기체 흐름은 용융물 또는 용액과 같이, 특정 온도에서 장쇄 유기 물질을 포함하는 액체 수조를 통해 거품이 일도록 함으로써, 이에 의하여 기체 흐름은 유기 물질과 비말 동반되어, 이후 시트 표면 근처로 더욱 전달되어, 여기서 유기 물질의 적어도 일부가 시트 표면상에 응축하고 표면에 달라붙어 그 위에 얇은 코팅층을 형성할 수 있다. 충분한 증기를 생성할 목적과 막힘을 회피하기 위하여, 기체 흐름의 온도를 장쇄 유기 물질의 용융점보다 적어도 10℃ 초과, 특정 실시 형태들에서 장쇄 유기 물질의 용융점보다 적어도 20℃ 초과; 특정 실시 형태들에서 장쇄 유기 물질의 용융점보다 적어도 30℃ 초과하여 유지하는 것이 유리하다. 그러나, 캐리어 기체 흐름의 온도가 너무 높으면 장쇄 유기 물질이 붕해, 산화, 반응, 연소 또는 폭발에 이를 수 있다. 따라서, 기체 흐름은 용융점보다 60℃ 정도 초과, 특정 실시 형태들에서 용융점보다 50℃ 정도 초과한 온도에서 유리하게 유지된다.
도 1은 일차 C18-OH가 일 방향(103)으로 이동하는 유리 시트(101)의 양쪽 주요 표면들에 도포되어 표면 보호 효과를 달성하는, 본 발명의 일 실시 형태를 개략적으로 도시한다. 이 실시 형태에 있어서, 공기 흐름들(105, 107)은 용기들(109 및 111)에 함유된 C18-OH 알코올의 용액들(109, 111)을 통과하고, 이후 노즐들(117 및 119)을 통해 유리 시트의 양쪽 주요 표면들로 전달된다. 상기 노즐들은 봉입부들(enclosures: 121 및 123)에 한정되어 C18-OH의 제어불가능한 흩어짐을 방지하게 된다. 잔류 C18-OH 및 선택적으로는 용매를 함유하는 용출 기체 흐름들은 상기 봉입부들(121 및 123)의 벽상에서 아웃렛(outlet) 튜브들(125 및 127)을 통해 배기된다. 바람직하게는, 상기 노즐들(117 및 119)은 유리 시트의 전체 양질의 부분이 C18-OH 분자들로 부가된 기체 흐름들에 노출되도록 유리 시트(101)의 전체 폭을 스패닝하는 길이를 갖는다. 당업자는 본 개시물의 숙독시에 본 명세서에 기술된 교지들의 도움을 받아, 도 1의 장치는 필요한 변경을 가하여, 시트의 일면 또는 양쪽 면들에 다양한 다른 장쇄 유기 물질들을 도포하도록 개조될 수 있다는 것을 알아야 할 것이다.
고체 상태의 장쇄 유기 물질 층을 획득하기 위하여, 유리와 같은 시트 물질은 장쇄 유기 물질의 용융점 미만의 온도에서 유지되는 것이 바람직하다. 시트 물질 표면의 온도가 너무 높으면, 유기 물질이 용이하게 산화되거나, 너무 높은 증기압을 가지게 되어, 너무 낮은 밀도의 코팅 물질 또는 원하는 수준의 접착력, 마찰 계수 및 소수성을 가지지 않는 변형된 코팅 물질의 층으로 된 불충분한 코팅이 될 수 있다. 공기가 캐리어 기체로 사용되거나 장쇄 유기 물질이 공기에 노출되는 경우, 기체 흐름 및 시트 물질의 온도들이 안정성의 이유들로 인하여 인화점 미만에서 유지되는 것이 바람직하다.
특히 유리한 일 실시 형태에 있어서, 단계 (I)에서 유기 물질은 최대 40 개 원자들, 특정 실시 형태들에서 최대 30 개 원자들, 특정 실시 형태들에서 최대 28 개 원자들, 특정 실시 형태들에서 최대 26 개 원자들, 특정 실시 형태들에서 최대 24 개 원자들, 특정 실시 형태들에서 최대 22 개 원자들을 포함하는 주 탄소 사슬을 가지며, 시트 물질의 온도는 55℃ 미만, 특정 실시 형태들에서 50℃ 미만, 특정 실시 형태들에서 40℃ 미만에서 유지된다.
보호되는 시트 표면상으로 증착되는 장쇄 유기 물질의 양은 특히, 캐리어 기체 흐름의 온도, 시트 표면의 온도, 캐리어 기체 흐름의 유량 및 시트 표면이 캐리어 기체와 접촉되는 시간을 포함하는 다양한 인자들에 의하여 결정된다. 코팅 물질이 소량으로 필요하기 때문에, 본 발명의 장점은 코팅 공정이 짧은 시간의 기간에 완료될 수 있다는 것이다. 이는 유리 시트가 고속으로 전달되는 고처리량(high-throughput) 유리 마무리 라인들에 특히 바람직할 수 있다. 따라서, 본 발명의 특정 실시 형태들에 있어서, 단계 (I.2)에서 기체 흐름 및 시트 표면 사이의 접촉 시간은 최대 2 분, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 1.5 분, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 1 분, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 50 초, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 40 초, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 30 초, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 20 초, 특정 실시 형태들에 있어서 최대 10 초이다.
본 발명은 하기 비한정 실시예들에 의하여 더 예시된다.
실시예
유리 시트 표본들을 오버플로우 퓨전 다운-드로 공정을 이용하여 미국 뉴욕주 코닝시 소재 코닝사가 제작한 Eagle XG
Figure 112011094860171-pat00003
LCD 유리 기판들로부터 제작하였다.
도 2는 본 개시물에 있어서 실험들에 사용된 장치 셋업을 도시한다. 유리 페트리 접시(201)로 고체 옥타데칸-1-올(Sigma Aldrich, 카탈로그 #74723, 99% 순도)을 충진하였다. 상기 접시는 이후 C18-OH가 알코올이 용해하여 상기 접시(201)의 전체 바닥 표면을 덮는 액체(203)를 형성하는, 공기 중의 온도(T1)로 가열되도록 가열판에 놓인다. 따라서, C18-OH의 증기는 상기 페트리 접시(201) 바로 위의 공기 중에서 생성되고 화살표로 도시된 바와 같이 확산 및 대류로 인하여 위쪽으로 이동할 것이다. 온도(T2)로 예열된 양쪽 면들 상에서 깨끗한 표면들을 갖는 유리 시트 표본(205) 조각은 이후 알코올 용해물의 표면으로부터 약 1 ㎝의 거리에 있는 접시(201) 상에 놓이는데, 여기서 (tt)의 시간 동안 유지된다. 상기 알코올의 온도는 상기 용해물의 표면에서 측정된다. 가열되기 이전에, 유리 시트 표본(201)은 미국 소재 Accu_Fab Systems 사로부터 구입가능한 Ethan system을 이용하여 표면 입자 개수 PC1에 대하여 측정되었다.
상기 유리 시트 표본은 이후 스크래칭 시험을 거치게 되었다. 종이(미국 위스콘신 주 소재 Thilmany 사의 WR139)로 포장된 380 g 알루미늄 막대를 상기 시험되는 유리 시트 표본의 표면과 접촉시킴으로써 스크래칭이 되었다. 유리 표면상에 가해지는, 중력 이외의 유리 표면상에 수직인 외부 힘이 없이 상기 알루미늄 막대를 이후 상기 유리 시트 표면에 대하여 100 ㎜/초의 속도로 앞뒤로 10 회 이동시켰다. 이후 상기 유리 시트 표본을 160℉(71℃)의 4% Semiclean KG 용액에서 15 분 동안 세정하고 이후 공기 건조시켰다. 공기 건조된 표본을 이후 상기 Ethan system을 사용하는 표본 입자 개수 PC2에 대하여 측정하였다. 미코팅 유리 시트 표본을 대조군으로 사용하였다. 플라스틱 막(Visqueen
Figure 112011094860171-pat00004
)으로 보호된 유리 시트 표본을 상기 Visqueen
Figure 112011094860171-pat00005
막을 벗겨내고, 상기와 같이 스크래칭을 거치게 하고, 세척하였으며, 다른 대조군으로서 상기 입자 개수를 아래에 나타난 바와 같이 측정하였다.
또한, 코팅된 유리 시트 표본 표면을 표면 토포그래피와 접착력을 알아보기 위하여 AFM으로 측정하였다. 상기 AFM의 측정 팁은 Si3N4으로 제작되었으며, 그 표면은 공기로의 노출로 인하여 SiO2로 산화되는 것으로 여겨진다.
일련의 실험들을 다양한 코팅 조건들(T1, T2 및 tt) 하에서 수행하였다. 상이한 실험들에서 측정된 PC1 및 PC2는 하기 표 I 및 II에 보고되어 있다. 실험 번호 A1, A2, AA1 및 AA2는 입자 개수를 위해 측정된 표면은 유기 물질로 코팅을 거치지 않았는다는 점에서 대조군 실험들이다. 이러한 실험 데이터는 피크 입자 감소 성과들이 T1 = 80℃ 및 tt = 10 초 및 T2 = 90℃ 및 tt = 10 초에서 관찰되었다는 것을 보여주고 있다. 90℃에서, 코팅 시간이 10 초에서 5 초로 감소되는 경우 입자 감소 성과가 감소되었다. T1을 90℃ 초과하여 상승시키면 상당한 입자 감소 성과 변화가 일어나지 않았다. 이에 반하여, 코팅 시간을 80℃ 이상에서 60 초 이상으로 연장시키면 상당한 입자 감소 성과 변화가 일어나지 않았다. 따라서, 옥타데칸-1-올에 대하여, 최적화된 코팅 조건은 약 T1 = 80℃ 및 tt = 10 초일 것이다. 일반적으로, 공정의 간편성, 비용 및 안정성을 위하여, 원하는 수준의 표면 보호 효과를 달성하는 한, 코팅 온도(T1)는 낮고 코팅 시간(tt)은 짧아야 하는 것이 바람직하다.
실험 번호. 조건 PC1
(㎝ -2 ) 		PC2
(㎝ -2 ) 		PC2 - PC1
(㎝ -2 )
T1 (℃) tt (초)
A1 해당 없음 해당 없음 21.89 182.09 160.20
A2 해당 없음 해당 없음 5.96 51.03 45.07
B1 50 5 7.31 55.08 47.77
B2 50 5 4.26 52.49 48.23
C1 50 10 4.96 41.47 36.51
C2 50 10 3.75 46.40 42.65
D1 60 5 12.35 34.88 22.53
D2 60 5 4.39 67.25 62.86
E1 60 10 5.00 79.31 74.31
E2 60 10 8.01 51.52 43.51
F1 70 5 7.55 86.04 78.49
F2 70 5 8.61 50.25 41.64
G1 70 10 8.14 36.31 28.17
G2 70 10 5.65 28.73 23.08
H1 80 5 4.42 22.14 17.72
H2 80 5 4.83 26.84 22.01
I1 80 10 5.41 7.31 1.90
I2 80 10 6.20 9.70 3.50
J1 90 5 12.13 43.02 30.89
J2 90 5 4.15 22.34 18.19
K1 90 10 5.87 6.11 0.24
K2 90 10 4.87 6.27 1.40
L1 VQ 벗김( peel ) 해당 없음 　해당 없음 13.98 해당 없음
L2 VQ 벗김 해당 없음 　해당 없음 77.90 해당 없음
실험 번호. 조건 PC1
(㎝ -2 ) 		PC2
(㎝ -2 ) 		PC2 - PC1
(㎝ -2 )
T1 (℃) tt (초)
AA1 No 코팅 해당 없음 10.14 126.12 115.98
AA2 No 코팅 해당 없음 18.12 55.16 37.04
AC1 80 60 14.18 10.23 -3.95
AC2 80 60 10.77 7.79 -2.98
AD1 80 300 18.15 12.98 -5.17
AD2 80 300 12.31 19.59 7.28
AE1 80 600 17.77 13.43 -4.34
AE2 80 600 19.24 19.60 0.36
AF1 90 60 20.34 13.08 -7.26
AF2 90 60 22.61 8.17 -14.44
AG1 90 300 19.16 17.09 -2.07
AG2 90 300 15.53 12.93 -2.60
AH1 90 600 17.61 19.38 1.77
AH2 90 600 19.72 8.63 -11.09
AI1 100 10 15.88 32.81 16.93
AI2 100 10 7.73 12.01 4.28
AJ1 100 60 12.29 5.57 -6.72
AJ2 100 60 7.56 6.62 -0.94
AK1 100 300 9.18 7.45 -1.73
AK2 100 300 8.91 15.41 6.50
AL1 100 600 13.17 20.65 7.48
AL2 100 600 18.56 10.93 -7.63
AM1 VQ 벗김 해당 없음 해당 없음 7.38 해당 없음
AM2 VQ 벗김 해당 없음 해당 없음 18.00 해당 없음
도 3은 T1 = 90℃, T2 = 실온 및 tt = 10 초인 실험에서 유리 시트 표본상에 증착된 옥타데칸-1-올을 갖는 Eagle XG
Figure 112011094860171-pat00006
로 제작된 유리 시트 표본의 표면을 10 ㎛ x 10 ㎛ 스케일로 AFM에 의하여 포착된 표면 토포그래피 영상을 도시한다. 이 영상에서, AFM으로 이 부분들에 측정된 바와 같이 표면 접착력은 C18-OH 증기에 노출되지 않은 드러난 유리 시트 표면의 표면 접착력과 실질적으로 동일하기 때문에 더 밝은 부분들은 C18-OH 코팅을 더 많은 양 함유한 부분들이며, 더 어두운 부분들은 상대적으로 양이 적거나 C18-OH 코팅을 함유하지 않으며, 가장 어두운 부분들은 C18-OH 분자들이 실질적으로 없는 것으로 여겨진다. C18-OH 분자들의 명백히 불연속적인 아일릿들은 유리 표면상에 형성되었다. 또한, 도 4는 도 3의 영상에서 선택된 수평선을 따라 도 3에 도시된 동일한 부분의 표면 거칠기를 도시한다. 도 4에서, 수평축은 상기 측정된 부분의 한쪽 모서리부터의 거리를 나타내며; 및 수직축은 기준 평면에 대하여 측정된 표면 높이를 도시한다. 도 3 및 4는 증착물이 약 1 내지 2 ㎚ 높이로 상당히 규칙적으로 이격되어 있는 옥타데칸올의 마운드들로 되어 있으며, 증착된 입자 크기들은 도 3에서 밝은 영역으로 표시된 바와 같이, 일반적으로 1 ㎛ 미만인 것을 보여주고 있다.
도 5는 T1 = 80℃, T2 = 실온 및 tt = 10 초인 실험에서 유리 시트 표본상에 증착된 옥타데칸-1-올을 갖는 Eagle XG
Figure 112011094860171-pat00007
로 제작된 다른 유리 시트 표본의 표면을 10 ㎛ x 10 ㎛ 스케일로 AFM에 의하여 포착된 표면 토포그래피 영상을 도시한다. 또한, 이 영상에서 AFM으로 이 부분들에 측정된 바와 같이 표면 접착력은 C18-OH 증기에 노출되지 않은 드러난 유리 시트 표면의 표면 접착력과 실질적으로 동일하기 때문에 더 밝은 부분들은 C18-OH 코팅을 더 많은 양 함유한 부분들이며, 더 어두운 부분들은 상대적으로 양이 적거나 C18-OH 코팅을 함유하지 않으며, 가장 어두운 부분들은 C18-OH 분자들이 실질적으로 없는 것으로 여겨진다. C18-OH 분자들의 명백히 불연속적인 아일릿들은 유리 표면상에 형성되었다. 또한, 도 6은 도 5의 영상에서 선택된 수평선을 따라 도 5에 도시된 동일한 부분의 표면 거칠기를 도시한다. 도 6에서, 수평축은 상기 측정된 부분의 한쪽 모서리부터의 거리를 나타내며; 및 수직축은 기준 평면에 대하여 측정된 표면 높이를 도시한다. 또한, 도 5 및 6은 증착물이 약 1 내지 2 ㎚ 높이로 상당히 규칙적으로 이격되어 있는 옥타데칸-1-올의 마운드들로 되어 있으며, 증착된 입자 크기들은 도 5에서 밝은 영역으로 표시된 바와 같이, 일반적으로 1 ㎛ 미만인 것을 보여주고 있다. 도 3을 도 5와 비교하면 아일릿들은 더 작지만 더 많은 양이 90℃에서 보다는 80℃에서 형성되었음을 보여주고 있다.
이후, AFM으로 측정된 바와 같이 유리 시트 표면의 수축력은 표본 표면의 접착력으로 기록되었다. 도 3 및 5의 2 개 코팅된 표본들의 접착력 프로파일들은 도 7 및 8에 각각 제공되어 있다. 이들에서, 수평축들상에 도시된 2 개 숫자들은 나노 뉴튼으로 측정된 접착력이며, 수직축들상에 도시된 2 개 숫자들은 주어진 접착력에서의 측정된 개수들이다.
또한, 코팅된 유리 시트 표본은 물 표면 접촉각에 대하여 측정되었다. 최종적으로, 상기 유리 시트 표본은 160℉(71℃) 4% 세미클린 KG를 15 분 동안 사용하여 세정하고 이후 탈이온수로 헹궈냈다. 공기로 건조하면서, 상기 유리 시트 표본을 실온에서 다시 접촉각에 대해 측정하였다.
도 3, 4, 5 및 6의 비교는 예상된 바와 같이, C18-OH 용융물의 온도가 증가함에 따라 유리 시트 표면상에 증착된 아일릿들의 폭은 감소한다는 것을 보여주고 있다. 도 3 및 5의 더 밝은 코팅된 영역들은 드러난 유리 표본들인 것으로 여겨지는 가장 어두운 영역들보다 약 30% 내지 40% 만큼 더 낮은 접착력(수축력)을 보여주는데, 이는 증착된 옥타데칸-1-올은 유리 부착에서의 감소 측면에서 이득을 제공한다는 것을 명백히 나타내고 있다. 감소된 표면 접착력은 유리 시트 표면으로 유리 입자들의 부착이 덜 일어나는 것으로 해석될 것이다.
실험들에서, 대조군 유리 시트 표본들의 표면은 우선, 플라스틱 막 Visqueen
Figure 112011094860171-pat00008
과 접촉하였다. Visqueen
Figure 112011094860171-pat00009
막이 벗겨진 이후에, 접촉된 표면은 C18-OH 코팅된 유리 시트 표면에 대하여 동일하게 AFM으로 측정되었다. 또한, 상기 유리 표면을 Visqueen
Figure 112011094860171-pat00010
막으로 접촉하면, 미끄럼 작용제(slip agents), 가소제 등을 포함하지만, 여기에 한정되지 않은, 플라스틱 막에 함유된 첨가제들의 혼합물인 것으로 여겨지는 유기 물질들의 불연속 층을 남겨놓은 것으로 관찰되었다. 이 안에서는 장쇄 알코올류는 발견되지 않았다. 표 1의 실험 L1 및 L2와 표 II의 실험 AM1 및 AM2는 Visqueen
Figure 112011094860171-pat00011
막을 사용한 표면 보호를 포함한다. 또한, 벗겨진 Visqueen
Figure 112011094860171-pat00012
막으로 인하여 남겨진 잔류 유기 물질에 의하여 덮여진 부분에서 접착력은 드러난 유리 표면 영역들과 비교하여 10% 내지 거의 50% 만큼 감소되었다는 것이 관찰되었다. 그러나, 유리 표면상의 잔류 유기 물질의 분포는 상당히 불규칙적이라서, 특정한 큰 부분들은 덮이지 않았고, 특정한 부분들은 하기 도 3 및 5에서 관찰된 것보다 현저하게 더 큰 섬들(islands)로 덮였다. 그러므로, 본 발명의 방법을 이용하여 증착된 유기층뿐만 아니라 Visqueen
Figure 112011094860171-pat00013
막과 접촉하여 남겨진 잔류 유기 물질은 작용하지 않을 것이라고 예상된다. 또한, Visqueen
Figure 112011094860171-pat00014
또는 다른 플라스틱 막을 사용하게 되면, 상기 막의 비용, 막 도포 장비, 막 도포 및 벗기는 단계들을 필연적으로 초래하게 되어, 본 발명의 방법보다 훨씬 더 비용이 더 나가게 될 것이다. 또한, 플라스틱 막을 사용하면 그 자체로 다른 유기 오염물질들 및 무기 입자들을 유리 표면으로 도입할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 방법은 이러한 단점들을 갖지 않을 것이다.
또한, 상기 유리 시트 표본들은 수평 물 접촉각들(즉, 유리 시트 표본들이 수직이 아닌 수평으로 놓이는 경우 측정된 물 접촉각들)에 대하여 측정되었다. 하기 표 III은 본 발명의 방법의 실시 형태들에 따라 옥타데칸-1-올로 코팅되는 경우 또는 Semiclean
Figure 112011094860171-pat00015
KG로 세척한 이후에 Eagle XG
Figure 112011094860171-pat00016
에 대한 물 접촉각 데이터를 보고한다. 세척시에 접촉각의 감소는 깨끗한 유리 값들이 달성되었음을 나타낸다. 깨끗한 유리 물 표면 접촉각 값들은 5 내지 10°정도의 크기이다. 또한, 상기 실험들에서 형성된 C18-OH 코팅의 세척가능성(washability)은 측정가능하고 ESI/MS(전자스프레이 이온화/질량 계측법)에 의하여 입증되었다. ESI/MS 데이터는 하기에 기술된 바와 같이, Semiclean
Figure 112011094860171-pat00017
KG를 사용하여 보통의 세정을 한 이후에 잔류 유기 물질이 아무것도 남겨져 있지 않았다는 것을 보여주었다. 데이터 θ/1은 장쇄 유기 물질로 코팅된 즉시 실온에서 측정된 유리 시트 표본 표면의 물 접촉각들이다. 데이터 θ/2는 상기 실온에서 측정된 것으로 개시된 바와 같이 세정시에 상기 유리 시트 표본 표면의 물 접촉각들이다. 데이터 θ/3는 θ/2가 측정된 이후 2 일에 실온에서 동일하게 세정된 유리 시트 표본 표면의 측정된 물 접촉각들이다.
실험 번호. θ(°)
T1 (℃) θ1 (°) θ2(°) θ3(°)
AB1 60 20.9 8.1 13.1
AB2 70 26.6 8.4 17.5
AB3 80 29.5 7.9 15
AB4 90 34.1 4.6 8.4
AB5 100 36.4 5.4 10.8
본 발명의 범위 및 취지에서 벗어나지 않고 본 발명에 다양한 변형 및 변경을 가할 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 이 발명의 변형 및 변화가 첨부된 청구의 범위 및 그 균등물들의 범위 내에 속하는 한 이를 포함하는 의도이다.

Claims (32)

  1. 시트 표면을 갖는 시트 물질의 취급 방법에 있어서,
    (I) 적어도 12 개의 탄소 원자들 및 친수성기를 포함하는 주 탄소 사슬을 갖는 장쇄 유기 물질의 불연속적인 층을 시트 표면 상에 형성하는 단계로서, 상기 친수성기는 (i) 상기 주 탄소 사슬의 말단의 탄소 원자에 링크되거나, (ii) 상기 주 탄소 사슬의 말단의 탄소 원자에 직접 링크된 탄소 원자에 연결되거나, (iii) 상기 주 탄소 사슬의 말단의 탄소 원자로부터 4개 미만의 탄소 원자들로 이격된 탄소 원자에 연결된 것인 단계; 및
    (II) 상기 장쇄 유기 물질을 함유하는 상기 시트 표면을 스크래치 하지 않고 복수개의 이동하는 입자들에 노출시키는 단계를 포함하며,
    상기 (I) 단계에서 상기 유기 물질은 히드록실기 및 카르복실기로부터 선택된 친수성기를 포함하는 주 탄소 사슬을 갖는 취급 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시트 물질은 유리, 유리-세라믹, 세라믹, 결정들 또는 그 조합으로부터 선택된 무기 물질인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시트 물질의 시트 표면은 친수성인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    단계 (I)에서 상기 유기 물질은 상기 주 탄소 사슬의 말단들 중 하나에 친수성기를 포함하는 주 탄소 사슬을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (I)에서 상기 유기 물질은 최대 40 개의 탄소 원자들, 최대 30 개의 탄소 원자들, 최대 28 개의 탄소 원자들, 최대 26 개의 탄소 원자들, 최대 24 개의 탄소 원자들, 또는 최대 22 개의 탄소 원자들을 포함하는 주 탄소 사슬을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (I)에서 상기 유기 물질은 C18-OH, 및 C18-OH 및 C18 산의 혼합물들로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (I)의 말미에 상기 장쇄 유기 물질의 면적 밀도가 20 ngㆍ㎝-2 내지 160 ngㆍ㎝-2, 30 ngㆍ㎝-2 내지 150 ngㆍ㎝-2, 45 ngㆍ㎝-2 내지 140 ngㆍ㎝-2, 40 ngㆍ㎝-2 내지 120 ngㆍ㎝-2, 또는 40 ngㆍ㎝-2 내지 100 ngㆍ㎝-2인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (I)의 말미에 상기 장쇄 유기 물질 층의 평균 두께는 최대 10 ㎚, 최대 8 ㎚, 최대 6 ㎚, 또는 최대 4 ㎚인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트 표면상의 장쇄 유기 물질 층의 평균 두께는 상기 주 탄소 사슬의 길이의 최대 3 배인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장쇄 유기 물질의 분자들은 단층 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장쇄 유기 물질의 분자들은 상기 시트 표면상에 복수개의 불연속적인 아일릿들(islets)을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 아일릿들은 상기 시트 표면상에 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 아일릿들은 상기 시트 표면의 코팅되지 않은 드러난(bare) 표면 부분에 의하여 분리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 시트 표면상의 인접한 아일릿들 사이의 평균 거리는 0.1 ㎛ 내지 3 ㎛, 0.2 ㎛ 내지 2.5 ㎛, 0.3 ㎛ 내지 2.0 ㎛, 0.4 ㎛ 내지 2.0 ㎛, 0.5 ㎛ 내지 1.5 ㎛, 0.6 ㎛ 내지 1.5 ㎛, 또는 1.0 ㎛ 내지 1.5 ㎛인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (II)는 (II.1) 상기 시트 물질의 모서리(edge)를 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (II)는 (II.2) 상기 시트 물질의 모서리에 물을 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (II)는:
    (II.3) 상기 시트 물질의 시트 표면의 일부에 선을 그어 새김 선(score-line)을 형성하는 단계; 및
    (II.4) 상기 새김 선을 따라 상기 시트 물질의 일 부분을 상기 시트 물질로부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (I)의 말미에 상기 장쇄 유기 물질을 함유하는 시트 표면은 12°내지 50°, 12°내지 45°, 15°내지 40°, 또는 20°내지 40°의 물 접촉각을 보이는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (I)의 말미에 상기 장쇄 유기 물질을 함유하는 시트 표면은 AFM으로 측정된 바와 같이 접착력이 20% 내지 70%, 25% 내지 60%, 30% 내지 50%, 또는 30% 내지 40%의 감소를 보이는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    (III) 상기 시트 표면을 세척하여 스크래치들이 없는 깨끗한 시트 표면을 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 삭제
  23. 제21항에 있어서,
    단계 (III)의 말미에서 상기 시트 표면은 0°내지 10°, 0°내지 8°, 0°내지 6°, 또는 0°내지 5°의 물 접촉각을 보이는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (I)은:
    (I.1) 상기 장쇄 유기 물질을 포함하는 기체 흐름을 제공하는 단계; 및
    (I.2) 상기 기체 흐름을 상기 시트 표면과 충분한 시간 동안 접촉시켜 상기 장쇄 유기 물질 층의 형성을 달성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    단계 (I.1)은:
    (I.1.1) 상기 장쇄 유기 물질을 포함하는 액체를 형성하는 단계; 및
    (I.1.2) 캐리어(carrier) 기체 흐름을 상기 액체에 통과시키거나 상기 액체 표면 근처에 통과시켜 상기 기체 흐름에 상기 장쇄 유기 물질을 부가(load)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (I)에서 상기 시트 물질의 온도는 상기 장쇄 유기 물질의 용융점 미만에서 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (I)에서 상기 유기 물질은 최대 40 개의 탄소 원자들, 최대 30 개의 탄소 원자들, 최대 28 개의 탄소 원자들, 최대 26 개의 탄소 원자들, 최대 24 개의 탄소 원자들, 또는 최대 22 개의 탄소 원자들을 포함하는 주 탄소 사슬을 가지며, 상기 시트 물질의 온도는 55℃ 미만, 50℃ 미만, 또는 40℃ 미만으로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 24 항에 있어서,
    단계 (I.2)에서 상기 기체 흐름은 상기 장쇄 유기 물질의 용융점을 초과하지만, 상기 장쇄 유기 물질의 인화점 미만의 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 25 항에 있어서,
    단계 (I.1.1)에서 상기 액체의 온도는 상기 장쇄 유기 물질의 용융점을 초과하지만, 상기 장쇄 유기 물질의 인화점 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    단계 (I.1.1)에서 상기 액체의 온도는 상기 장쇄 유기 물질의 용융점보다 적어도 10℃ 초과, 상기 장쇄 유기 물질의 용융점보다 적어도 20℃ 초과; 상기 장쇄 유기 물질의 용융점보다 적어도 30℃ 초과; 상기 장쇄 유기 물질의 용융점보다 적어도 40℃ 초과; 상기 장쇄 유기 물질의 용융점보다 적어도 50℃ 초과; 또는 상기 장쇄 유기 물질의 용융점보다 적어도 60℃ 초과인 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 25 항에 있어서,
    단계 (I.2)에서 상기 기체 흐름과 상기 시트 표면 사이의 접촉 시간은 최대 2 분, 최대 1.5 분, 최대 1 분, 최대 50 초, 최대 40 초, 최대 30 초, 최대 20 초, 또는 최대 10 초인 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트 물질은 LCD 기판용 유리 시트, TV 커버 유리, 광전압 기판 또는 다른 광전자 장치용 기판인 것을 특징으로 하는 방법.
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