KR102628432B1 - 내스크래치성을 갖는 텍스쳐링된 유리-계 물품 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
물품은, 두께, 주된 표면 및 상기 주된 표면으로부터 선택된 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 포함하는 유리-계 기판; 및 상기 주된 표면에 의해 한정된 텍스쳐링된 영역을 포함한다. 상기 텍스쳐링된 영역은, 적어도 10 ㎚의 표면 거칠기 (Ra)를 포함한다. 상기 물품은 또한 적어도 9 Newtons (N)의 누프 스크래치 임계값을 포함할 수 있다.
Description
본 출원은, 2017년 9월 14일에 출원된 미국 가출원 제62/558,526호의 우선권을 주장하며, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 인용되고 병합된다.
본 개시는, 일반적으로 내스크래치성 (scratch resistance)을 갖는 유리-계의, 텍스쳐링된 물품 (textured articles)을 포함하는, 내스크래치성을 갖는 물품, 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
방현 표면 (Antiglare surfaces)은, 주변 광의 정반사 (specular reflection)을 피하거나 또는 감소시키기 위해 LCD 스크린 (LCD screens), OLEDs 및 터치 스크린 (touch screens)과 같은, 디스플레이 장치에 종종 사용된다. 많은 디스플레이 장치 (display devices)에서, 이러한 방현 표면은, 입사광을 확산 및 산란시키기 위해 유리-계 기판의 하나 이상의 표면에 어떤 정도의 거칠기의 수준을 제공하여 형성된다. 거친 유리 표면의 형태로 방현 표면은, 디스플레이로부터 외부 반사의 겉보기 가시성 (apparent visibility)을 감소시키고, 다른 조명 조건하에서 디스플레이의 가독성 (readability)을 개선시키기 위해 이들 디스플레이 장치의 전면에 종종 사용된다. 이러한 거친 표면은 또한, 촉감을 개선하기 위해, 몇몇 디스플레이 장치 적용, 특히, 터치 스크린에 사용된다.
이들의 광학 특성 요건에 부가하여, 디스플레이 장치에 사용되는 방현 표면은, 종종 다양한 기계적 특성을 보유해야 한다. 예를 들어, 방현 표면 밑에 있는 유리-계 기판은 종종 강도 및 낙하 저항 (drop resistance)에서 나타나는 기타 속성 및 충분한 강도를 제공하도록 기능할 수 있다. 더욱이, 방현 표면은, 특히 이러한 표면이 터치스크린 적용 및 기능성 (functionality)을 갖는 디스플레이 장치에 사용되는 경우, 내마모성 및 내스크래치성을 보유하도록 종종 요구된다. 그러나, 종래의 방현 표면은, 종종 낮은 내스크래치성으로 인해, 방현 표면의 광학적 특성을 감소시키지 않는 더 우수한 내스크래치성을 갖는 부가적인 코팅 구조를 종종 필요로 한다. 그러나, 이러한 부가적인 코팅 구조는, 부가적인 공정을 필요로 하며, 코팅을 사용하는 장치의 비용을 상당히 증가시킬 수 있다.
유리-계 기판 상에 텍스쳐링된 표면을 만드는 전통적인 접근법은 또한, 환경 친화적인 것으로 고려되지 않고, 제조에 사용하는데 비용이 많이 드는, 불화수소산과 같은, 공격적인 산 (aggressive acids)을 사용하는 처리의 사용으로 어려움을 겪을 수 있다. 더욱이, 방현 표면을 생성하기 위한 다른 전통적인 접근법은, 제조 비용을 증가시킬 수 있고, 원치 않는 광학 효과를 생성할 수 있는 부가적인 코팅을 사용한다.
이러한 고려사항을 고려하여, 유리-계의, 텍스쳐링된 물품을 포함하여, 내스크래치성을 갖는 물품에 대한 필요가 있다. 또한, 불화수소산이 없는 방법 및 다른 비교적 저비용의 방법을 포함하는, 이러한 물품을 제조하는 방법에 대한 필요가 있다.
본 개시의 관점은, 두께, 주된 표면 (primary surface) 및 상기 주된 표면으로부터 선택된 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역 (compressive stress region)을 포함하는 유리-계 기판; 및 상기 주된 표면에 의해 한정된 텍스쳐링된 영역을 포함하는 물품에 관한 것이다. 상기 텍스쳐링된 영역은 적어도 10 nanometers (㎚)의 표면 거칠기 (Ra)를 포함한다.
본 개시의 또 다른 관점은, 두께, 주된 표면 및 상기 주된 표면으로부터 선택된 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 포함하는 유리-계 기판; 및 상기 주된 표면에 의해 한정된 텍스쳐링된 영역을 포함하는 물품에 관한 것이다. 더욱이, 상기 물품은 적어도 9 Newtons (N)의 누프 스크래치 임계값 (Knoop Scratch Threshold: KST)을 포함한다.
구체 예에서, 상기 물품은 텍스쳐링된 영역이 약 10 ㎚ 내지 약 50 ㎚의 표면 거칠기 (Ra)를 포함하도록 더욱 구성된다. 몇몇 구체 예에서, 상기 텍스쳐링된 영역은, 약 50 ㎚ 내지 약 200 ㎚의 표면 거칠기 (Ra)를 포함한다.
몇몇 구체 예에 따르면, 상기 물품은, 약 0.1% 내지 약 100%의 헤이즈 (haze)를 더욱 특징으로 할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 상기 물품은 약 5% 내지 약 65%의 헤이즈를 더욱 특징으로 할 수 있다.
구체 예에서, 상기 물품은, 유리-계 기판이 알루미노실리케이트 유리 (aluminosilicate glass), 보로실리케이트 유리, 및 포스포실리케이트 유리 (phosphosilicate glass)로 이루어진 군으로부터 선택되도록 더욱 구성된다.
상기 물품의 몇몇 구체 예에 따르면, 상기 물품은 약 9N 내지 약 18N의 누프 스크래치 임계값 (KST)을 더욱 포함한다. 상기 물품은 또한 약 18N 내지 약 22N의 KST를 포함할 수 있다. 더욱이, 이들 물품의 몇몇 실행들에서, 상기 물품은, 누프 스크래치 임계값에서 측정된 것으로, 누프 스크래치 시험으로 시험시, 약 200㎛의 최대 평균 균열 폭 (crack width)을 포함할 수 있다.
본 개시의 부가적인 관점에 따르면, 전면, 후면 및 측면을 갖는 하우징 (housing); 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 제공되고, 적어도 컨트롤러 (controller), 메모리, 및 상기 하우징의 전면에 또는 인접하게 제공된 디스플레이를 포함하는, 전기 구성요소; 및 상기 디스플레이 위에 배치된 커버 기판을 포함하는, 소비자 전자 제품 (consumer electronic product)은 제공된다. 더욱이, 상기 하우징 또는 커버 기판의 일부 중 적어도 하나는, 본 개시의 한 관점에 따른 전술한 물품 중 하나 이상을 포함한다.
본 개시의 또 다른 관점에 따르면, 전면, 후면 및 측면을 갖는 하우징; 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 제공되고, 적어도 컨트롤러, 메모리, 및 상기 하우징의 전면에 또는 인접하게 제공된 디스플레이를 포함하는, 전기 구성요소; 및 상기 디스플레이 위에 배치된 커버 기판을 포함하는, 소비자 전자 제품은 제공된다. 더욱이, 상기 하우징 또는 커버 기판의 일부 중 적어도 하나는, 본 개시의 한 관점에 따른 물품을 포함하며, 여기서, 상기 유리-계 기판은 주된 표면으로부터 선택된 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 더욱 포함한다.
본 개시의 또 다른 관점은: 약 3 이하의 pH를 갖는 제1 에칭제 (etchant)로 두께를 갖는 유리-계 기판의 초기 주된 표면을 에칭하는 단계로서, 여기서, 상기 에칭 단계는, 주위 온도 초과 및 100℃ 아래에서 수행되어, 유리-계 기판의 초기 주된 표면에 의해 한정된 다공성 용탈층 (porous leached layer)을 형성하는, 에칭 단계를 포함하는, 전술한 물품 중 하나를 제조하는 방법에 관한 것이다. 더욱이, 상기 방법은: 용탈층을 제거하고, 유리-계 기판의 주된 표면에 의해 한정된 텍스쳐링된 영역을 형성하기 위해 약 9 이상의 pH를 갖는 제2 에칭제로 유리-계 기판을 처리하는 단계를 포함하며, 여기서, 상기 처리 단계는 주위 온도 초과에서 수행된다. 부가적으로, 상기 방법은: 상기 주된 표면으로부터 선택된 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 형성하는 단계를 포함한다. 더욱이, 상기 물품은, 적어도 9 Newtons (N)의 누프 스크래치 임계값 (KST)을 포함한다.
부가적인 특색 및 장점은 하기 상세한 설명에서 서술될 것이고, 부분적으로 하기 상세한 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 명백하거나, 또는 하기 상세한 설명, 청구범위뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 여기에 기재된 구체 예를 실행시켜 용이하게 인지될 것이다.
전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 단지 대표적인 것이고, 청구된 바와 같은 본 개시의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해될 것이다.
수반되는 도면은 추가의 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 병합되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 구체 예(들)을 예시하고, 상세한 설명과 함께, 예로서, 본 개시의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다. 본 명세서 및 도면에 개시된 본 개시의 다양한 특색들은, 임의의 및 모든 조합으로 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 비-제한적인 예로서, 본 개시의 다양한 특색들은, 하기 관점들에 따라 서로 조합될 수 있다.
본 개시의 이들 및 다른 특색들, 관점들, 및 장점들은, 수반되는 도면을 참조하여 본 개시의 하기 상세한 설명을 읽을 때 더 잘 이해되며, 여기서:
도 1a는, 본 개시의 하나의 관점에 따른, 압축 응력 영역, 및 텍스쳐링 영역을 포함하는 유리-계 기판을 포함하는 물품의 개략적인 단면도이다.
도 1b는, 본 개시의 하나의 관점에 따른, 압축 응력 영역, 및 텍스쳐링 영역을 포함하는 유리-계 기판을 포함하는 물품의 개략적인 단면도이다.
도 2는, 본 개시의 하나의 관점에 따라, 다양한 수준의 실리카를 갖는 실리카-함유 다성분 (multicomponent) 유리-계 기판을 용탈시킨 (leaching) 효과를 도시한 개략도이다.
도 3a는, 본 개시의 하나의 관점에 따라, 도 1a에 도시된 바와 같은 물품을 제조하는 방법을 도시한 개략적인 흐름도이다.
도 3b는, 본 개시의 하나의 관점에 따라, 도 1b에 도시된 바와 같은 물품을 제조하는 방법을 도시한 개략적인 흐름도이다.
도 4a는, 여기에 개시된 물품 중 어느 하나를 혼입하는 대표적인 전자 장치의 평면도이다.
도 4b는, 도 4a의 대표적인 전자 장치의 사시도이다.
도 5a-5c는, 본 개시의 방법에 따라 제작된 바와 같은, 유리-계 기판 및 텍스쳐링된 영역을 포함하는 물품의 일련의 주사 전자 현미경, 에너지 분산 분광법 (SEM/EDS) 이미지이다.
도 6은, 본 개시의 방법에 따라 제작된 바와 같은, 유리-계 기판 및 텍스쳐링된 영역을 포함하는 물품의 일련의 SEM/EDS 이미지이다.
도 7a-7c는, 본 개시의 관점에 따른, 유리-계 기판 및 텍스쳐링된 영역을 포함하는 물품의 표면 거칠기, 피쳐 크기 (feature size) 및 광택 (60°) 대 투과율 헤이즈 (transmittance haze)의 일련 (plots)의 플롯이다.
도 8a는, 누프 스크래치 시험으로 시험된 바와 같은, 유리-계 기판을 포함하는 비교 물품, 및 유리-계 기판 및 텍스쳐링된 영역을 포함하는 본 개시에 따른 물품의 일련의 광학 현미경 사진이다.
도 8b는, 누프 스크래치 시험으로 시험된 바와 같은, 유리-계 기판을 포함하는 비교 물품, 및 유리-계 기판 및 텍스쳐링된 영역을 포함하는 본 개시에 따른 물품의 균열 폭 대 파손 하중 (failure load)의 플롯이다.
도 9는, 누프 스크래치 시험으로 시험된 바와 같은, 유리-계 기판 및 텍스쳐링된 영역을 포함하는 본 개시에 따른 물품의 누프 스크래치 임계값 (KST) 대 표면 거칠기의 플롯이다.
도 1a는, 본 개시의 하나의 관점에 따른, 압축 응력 영역, 및 텍스쳐링 영역을 포함하는 유리-계 기판을 포함하는 물품의 개략적인 단면도이다.
도 1b는, 본 개시의 하나의 관점에 따른, 압축 응력 영역, 및 텍스쳐링 영역을 포함하는 유리-계 기판을 포함하는 물품의 개략적인 단면도이다.
도 2는, 본 개시의 하나의 관점에 따라, 다양한 수준의 실리카를 갖는 실리카-함유 다성분 (multicomponent) 유리-계 기판을 용탈시킨 (leaching) 효과를 도시한 개략도이다.
도 3a는, 본 개시의 하나의 관점에 따라, 도 1a에 도시된 바와 같은 물품을 제조하는 방법을 도시한 개략적인 흐름도이다.
도 3b는, 본 개시의 하나의 관점에 따라, 도 1b에 도시된 바와 같은 물품을 제조하는 방법을 도시한 개략적인 흐름도이다.
도 4a는, 여기에 개시된 물품 중 어느 하나를 혼입하는 대표적인 전자 장치의 평면도이다.
도 4b는, 도 4a의 대표적인 전자 장치의 사시도이다.
도 5a-5c는, 본 개시의 방법에 따라 제작된 바와 같은, 유리-계 기판 및 텍스쳐링된 영역을 포함하는 물품의 일련의 주사 전자 현미경, 에너지 분산 분광법 (SEM/EDS) 이미지이다.
도 6은, 본 개시의 방법에 따라 제작된 바와 같은, 유리-계 기판 및 텍스쳐링된 영역을 포함하는 물품의 일련의 SEM/EDS 이미지이다.
도 7a-7c는, 본 개시의 관점에 따른, 유리-계 기판 및 텍스쳐링된 영역을 포함하는 물품의 표면 거칠기, 피쳐 크기 (feature size) 및 광택 (60°) 대 투과율 헤이즈 (transmittance haze)의 일련 (plots)의 플롯이다.
도 8a는, 누프 스크래치 시험으로 시험된 바와 같은, 유리-계 기판을 포함하는 비교 물품, 및 유리-계 기판 및 텍스쳐링된 영역을 포함하는 본 개시에 따른 물품의 일련의 광학 현미경 사진이다.
도 8b는, 누프 스크래치 시험으로 시험된 바와 같은, 유리-계 기판을 포함하는 비교 물품, 및 유리-계 기판 및 텍스쳐링된 영역을 포함하는 본 개시에 따른 물품의 균열 폭 대 파손 하중 (failure load)의 플롯이다.
도 9는, 누프 스크래치 시험으로 시험된 바와 같은, 유리-계 기판 및 텍스쳐링된 영역을 포함하는 본 개시에 따른 물품의 누프 스크래치 임계값 (KST) 대 표면 거칠기의 플롯이다.
하기 상세한 설명에서, 제한 없는 설명의 목적을 위하여, 특별히 상세하게 기재하는 대표 구체 예는 본 개시의 다양한 원리의 전반적인 이해를 제공하기 위해 서술된다. 그러나, 본 개시가 여기에 개시된 특별한 상세를 벗어나는 다른 구체 예에서 실행될 수 있다는 점은, 본 개시의 이점을 인지하는 기술분야의 당업자에게 명백할 것이다. 더군다나, 잘-알려진 장치, 방법 및 물질의 설명은, 본 개시의 다양한 원리의 설명을 모호하지 않게 하기 위해 생략될 수 있다. 마지막으로, 가능하다면, 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 지칭한다.
범위는 "약" 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 여기에서 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현된 경우, 또 다른 구체 예는, 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 선행사 "약"의 사용에 의해, 값이 근사치로 표현된 경우, 특정 값이 또 다른 구체 예를 형성하는 것으로 이해될 것이다. 각각의 범위의 말단점은 다른 말단점과 관련하여, 그리고 다른 말단점에 독립적으로, 모두 의미 있는 것으로 더욱 이해될 것이다.
여기에 사용된 바와 같은 방향 용어 - 예를 들어, 위, 아래, 우측, 좌측, 앞, 뒤, 상부, 하부 -는, 오직 도시된 대로의 도면들을 참조하여 만들어진 것이고, 절대 방향을 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
별도로 명확히 명시되지 않는 한, 여기에 서술된 임의의 방법은, 이의 단계가 특정 순서로 수행되는 것을 요구하는 것으로 해석되는 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 이의 단계가 뒤따라야 할 순서를 실제로 나열하지 않거나, 또는 단계들이 특정 순서로 제한되는 것으로 청구범위 또는 상세한 설명에 구체적으로 명시되지 않는 경우, 이것은, 어떤 점에서, 특정 순서로 간주되는 것으로 의도되지 않는다. 이것은: 작동의 흐름 또는 단계의 배열에 관한 논리의 문제; 문법적 구성 또는 구두점으로부터 파생된 일반 의미; 및 본 명세서에서 기재된 구체 예들의 수 또는 타입을 포함하는, 해석에 대한 어떤 가능한 비-표현적 근거에 대해서도 마찬가지다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어들의 "단수"는, 별도의 언급이 없는 한, 적어도 하나 또는 하나 이상을 의미한다. 따라서, 예를 들어, "구성요소"에 대한 언급은, 별도의 언급이 없는 한, 둘 이상의 이러한 구성요소를 갖는 관점들을 포함한다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "유리-계 물품" 및 "유리-계 기판"은, 유리, 유리-세라믹, 또는 이들의 조합으로 전체적으로 또는 부분적으로 만들어진 임의의 대상을 포함하는 이들의 가장 넓은 의미로 사용된다. 유리-계 물품은, 유리 및 비-유리 물질의 적층물, 유리 및 결정질 물질의 적층물, 및 (비정질상 및 결정상을 포함하는) 유리-세라믹을 포함한다. "유리-세라믹"은, 유리의 제어된 결정화를 통해 생성된 물질을 포함한다. 구체 예에서, 유리-세라믹은, 약 30% 내지 약 90%의 결정도를 갖는다. 사용될 수 있는 유리 세라믹 시스템의 비-제한적인 예로는, Li2O Х Al2O3 Х nSiO2 (즉, LAS 시스템), MgO Х Al2O3 Х nSiO2 (즉, MAS 시스템), 및 ZnO Х Al2O3 Х nSiO2 (즉, ZAS 시스템)를 포함한다. 별도로 명시되지 않는 한, 모든 조성물은 몰 퍼센트 (mol%)로 표현된다.
본 개시의 물품의 하나 이상의 구체 예에 따른 유리-계 기판은, 소다 라임 유리, 알칼리 알루미노실리케이트 유리, 알칼리-함유 보로실리케이트 유리, 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리 및 포스포실리케이트 유리로부터 선택될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 본 개시에 따른 유리-계 기판은 또한, 알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리 및 포스포실리케이트 유리와 같은, 다성분 유리 물질, 및/또는 둘 이상의 다른 상들 (phases) 또는 도펀트들 (dopants)을 갖는 결정질 물질을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 기판은 유리이고, 유리는 강화될 수 있는데, 예를 들어, 열 강화된 유리, 템퍼링된 유리, (예를 들어, 이온-교환 공정에 의해 강화된) 화학적으로 강화된 유리, 또는 상승된 온도에서 형성되고, 그 다음 냉각될 때, 더 작은 열팽창계수 (CTE)를 갖는 유리에 압축 응력을 부여하도록, 다른 열팽창계수 (CTE)를 갖는 유리의 층들을 갖는 이의 적층 구조에 의해 강화된 유리일 수 있다. 따라서, 유리 적층물의 표면에 압축 응력을 부여하기 위해, 클래드 (clad) 유리층은, 코어 유리보다 작은 CTE를 갖는 유리를 포함한다. 하나 이상의 구체 예에서, 강화된 유리-계 기판은, 화학적으로 강화된 유리의 표면으로부터 10 ㎛ 이상의 깊이로 및 수십 이하의 마이크론 깊이까지 화학적으로 강화된 유리 내에서 연장되는 압축 응력 (CS)을 갖는 CS 층을 갖는다. 하나 이상의 구체 예에서, 유리-계 기판은, 화학적으로 강화된 유리-계 기판이다.
본 개시의 관점은, 일반적으로 내스크래치성을 갖는 유리-계의, 텍스쳐링된 물품을 포함하는, 내스크래치성을 갖는 물품, 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 개시의 관점들은, 불화수소산이 없는 방법, 및 다른 비교적 저비용의 방법을 포함하는, 이러한 물품을 제조하는 방법을 포함한다. 보다 일반적으로, 본 개시의 물품을 제조하는 접근법은, 다-성분, 유리-계 기판 상에 5 microns 미만의 피쳐를 갖는 텍스쳐링된 표면을 발생할 수 있다. 더욱이, 이들 물품은, 압축 응력 영역, 및 예를 들어, 적어도 10 ㎚의 표면 거칠기 (Ra)를 포함하는, 텍스쳐링된 영역을 갖는 유리-계 기판을 포함할 수 있다. 상기 물품은, 예를 들어, 적어도 9N의 누프 스크래치 임계값에 의해 나타나는 바와 같은, 내스크래치성을 특징으로 할 수 있다. 이들 물품은 또한, 방현 특성을 포함하는, 텍스쳐링된 영역과 관련된 특정 광학 특성을 특징으로 할 수 있다.
도 1a를 참조하면, 물품 (100a)은, 복수의 주된 표면 (12a 및 14), 두께 (13) 및 상기 두께 (13)의 대략 중간점 (13a)에서 벌크 조성물 (bulk composition)을 갖는 유리-계 기판 (10)을 포함하는 것으로 도시된다. 몇몇 구체 예에서, 벌크 조성물은, 약 40 mol% 내지 80 mol%의 실리카를 포함한다. 물품 (100a)은 또한, 몇몇 구체 예에서, 적어도 40 mol%의 실리카를 갖는 조성물을 갖는, 텍스쳐링된 영역 (30a)을 포함한다. 몇몇 실행들에서, 텍스쳐링된 영역 (30a)은, 도 1a에 나타낸 바와 같은, 기판 (10)으로 형성될 수 있거나 또는 기판 (10)의 일부로 형성될 수 있다. 이러한 실행들에서, 텍스쳐링된 영역 (30a)은, 주된 표면 (12a)과 기판 (10) 내에 텍스쳐링된 영역 경계면 (34a) 사이에 한정된다. 다른 실행들 (미도시)에서, 텍스쳐링된 영역 (30a)은, 텍스쳐링된 영역 (30a)과 기판 (10) 사이에 존재하는 경계면 (34a)으로, 기판 (10)에 걸쳐 존재한다. 더욱이, 텍스쳐링된 영역 (30a)은, 유리-계 기판 (10)의 주된 표면 (12a)의 전부 또는 일부에 의해 한정될 수 있다. 따라서, 텍스쳐링된 영역 (30a)은, 유리-계 기판 (10) 및 물품 (100a)의 전체 표면적의 일부 또는 전부에 걸쳐 존재할 수 있다.
도 1a에 일반적으로 도시된 바와 같이, 텍스쳐링된 영역 (30a)은, 이의 주된 표면 (12a) 상에 평균 피쳐 크기 (36a) 및 평균 거칠기 (38a)를 갖는 복수의 노출된 피쳐를 포함한다. 물품 (100a)의 몇몇 실행에 따르면, 평균 피쳐 크기 (36a) 및 평균 거칠기 (38a)를 포함하는, 텍스쳐링된 영역 (30a)의 노출된 피쳐는, 물품이 디스플레이 장치에 사용되는 경우, 물품과 관련된 눈부심의 수준을 감소시키고 및/또는 내스크래치성을 증가시키도록 구성된다. 평균 피쳐 크기 (36a)는, 예를 들어, 200x 배율로 주된 표면 (12a)의 현미경 사진을 찍고, 적어도 열 (10)개의 피쳐의 샘플링의 최대 치수를 측정하여, 본 개시의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해되는 바와 같은 분석 기술에 따라 측정된, 텍스쳐링된 영역 (30a)과 관련된 피쳐의 샘플링의 최대 치수의 평균에 의해 주어진다. 따라서, 용어 "평균 피쳐 크기" 및 "평균 최대 치수"는, 본 개시에서 상호교환적으로 사용된다. 몇몇 구체 예에서, 이들 피쳐 중 적어도 몇몇은, 피크 (peak) 및 벨리 (valley)를 갖는다. 노출된 피쳐의 "최대 치수"는, 피쳐의 피크의 한 부분으로부터 상기 피쳐의 피크의 또 다른 부분까지의 최대 거리이다. 구체 예에서, 물품 (100a)의 텍스쳐링된 영역 (30a)과 관련된 평균 피쳐 크기 (36a)는, 약 10 microns 미만이다. 몇몇 실행들에 따르면, 텍스쳐링된 영역 (30a)과 연관된 평균 피쳐 크기 (36a)는, 몇몇 경우에서 약 5 microns 미만, 약 1 micron 미만, 또는 약 0.5 microns 미만이다. 더욱이, 평균 피쳐 크기 (36a)는, 약 10 microns 미만, 9 microns 미만, 8 microns 미만, 7 microns 미만, 6 microns 미만, 5 microns 미만, 4 microns 미만, 3 microns 미만, 2 microns 미만, 1 microns 미만, 0.9 microns 미만, 0.8 microns 미만, 0.7 마이크론 미만, 0.6 microns 미만, 0.5 microns 미만, 0.4 microns 미만, 0.3 microns 미만, 0.2 microns 미만, 0.1 microns 미만, 및 이들 상한들 사이에 모든 값일 수 있다.
다시 도 1a에 도시된 물품 (100a)과 관련된 텍스쳐링된 영역 (30a)을 참조하면, 평균 거칠기 (38a)는, 간섭계 및 200 microns x 200 microns의 샘플 영역을 사용하여, 표면 거칠기 (Ra)로서 측정될 수 있다. 사용된 간섭계는, ZYGO® Corporation에서 제작된 ZYGO® NEWVIEWTM 7300 Optical Surface Profiler이다. 표면 거칠기는, 평균 표면 거칠기로 보고된다. 구체 예들에서, 물품 (100a)은, 적어도 10 nanometers (㎚)의 평균 거칠기 (38a)를 갖는 텍스쳐링된 영역 (30a)을 사용할 수 있다. 구체 예들에서, 평균 표면 거칠기 (Ra)는, 약 10 ㎚ 내지 약 500 ㎚, 약 10 ㎚ 내지 약 50 ㎚, 약 50 ㎚ 내지 약 200 ㎚, 및 이들 수준 사이에 모든 표면 거칠기 값이다. 따라서, 텍스쳐링된 영역 (30a)의 표면 거칠기 (Ra)는, 약 10 ㎚, 20 ㎚, 30 ㎚, 40 ㎚, 50 ㎚, 60 ㎚, 70 ㎚, 80 ㎚, 90 ㎚, 100 ㎚, 110 ㎚, 120 ㎚, 130 ㎚, 140 ㎚, 150 ㎚, 160 ㎚, 170 ㎚, 180 ㎚, 190 ㎚, 200 ㎚, 300 ㎚, 400 ㎚, 500 ㎚, 및 이들 양들 사이에 모든 표면 거칠기 수준일 수 있다.
도 1a를 다시 참조하면, 물품 (100a)의 유리-계 기판 (10)은, 약 40 mol% 내지 80 mol%의 실리카 및 나머지로 하나 이상의 다른 구성분, 예를 들어, 알루미나, 산화 칼슘, 산화 나트륨, 산화 붕소, 등을 갖는 다-성분 유리 조성물로 구성될 수 있다. 몇몇 실행들에서, 유리-계 기판 (10)의 벌크 조성물은, 알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리 및 포스포실리케이트 유리로 이루어진 군으로부터 선택된다. 다른 실행에서, 유리-계 기판 (10)의 벌크 조성물은, 알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 포스포실리케이트 유리, 소다 라임 유리, 알칼리 알루미노실리케이트 유리, 및 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리로 이루어진 군으로부터 선택된다. 추가 실행들에서, 유리-계 기판 (10)은, 약 90 wt.% 이상의 유리 성분 및 세라믹 성분을 포함하는 유리-세라믹 물질을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1a에 도시된 물품 (100a)의 하나의 구체 예에서, 유리-계 기판 (10)은, 알루미나, 하나 이상의 알칼리 금속, 및 몇몇 구체 예에서, 50 mol% 초과의 SiO2, 다른 구체 예에서, 적어도 58 mol%, 및 또 다른 구체 예에서, 적어도 60 mol%의 SiO2를 포함하는 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 포함하는 벌크 조성물을 가지며, 여기서, 비 (Al2O3 (mol%) + B2O3 (mol%))/Σ 알칼리 금속 개질제 (mol%) > 1이며, 여기서, 상기 개질제는 알칼리 금속 산화물이다. 이러한 유리는, 특정 구체 예에서: 약 58 mol% 내지 약 72 mol% SiO2; 약 9 mol% 내지 약 17 mol% Al2O3; 약 2 mol% 내지 약 12 mol% B2O3; 약 8 mol% 내지 약 16 mol% Na2O; 및 0 mol% 내지 약 4 mol% K2O를 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나, 또는 이루어지고, 여기서, 비 (Al2O3 (mol%) + B2O3 (mol%))/Σ 알칼리 금속 개질제 (mol%) > 1이며, 여기서, 상기 개질제는 알칼리 금속 산화물이다.
도 1a에 나타낸 바와 같은, 물품 (100a)의 다른 구체 예에서, 유리-계 기판 (10)은: 약 61 mol% 내지 약 75 mol% SiO2; 약 7 mol% 내지 약 15 mol% Al2O3; 0 mol% 내지 약 12 mol% B2O3; 약 9 mol% 내지 약 21 mol% Na2O; 0 mol% 내지 약 4 mol% K2O; 0 mol% 내지 약 7 mol% MgO; 및 0 mol% 내지 약 3 mol% CaO를 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나, 또는 이루어지는, 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 포함하는 벌크 조성물을 갖는다.
또 다른 구체 예에서, 유리-계 기판 (10)은: 약 60 mol% 내지 약 70 mol% SiO2; 약 6 mol% 내지 약 14 mol% Al2O3; 0 mol% 내지 약 15 mol% B2O3; 0 mol% 내지 약 15 mol% Li2O; 0 mol% 내지 약 20 mol% Na2O; 0 mol% 내지 약 10 mol% K2O; 0 mol% 내지 약 8 mol% MgO; 0 mol% 내지 약 10 mol% CaO; 0 mol% 내지 약 5 mol% ZrO2; 0 mol% 내지 약 1 mol% SnO2; 0 mol% 내지 약 1 mol% CeO2; 약 50 ppm 미만의 As2O3; 및 약 50 ppm 미만의 Sb2O3를 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나, 또는 이루어지는, 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 포함하는 벌크 조성물을 가지며; 여기서, 12 mol% ≤ Li2O+Na2O+K2O ≤ 20 mol% 및 0 mol% ≤ MgO+Ca ≤ 10 mol%이다.
또 다른 구체 예에서, 유리-계 기판 (10)은: 약 64 mol% 내지 약 68 mol% SiO2; 약 12 mol% 내지 약 16 mol% Na2O; 약 8 mol% 내지 약 12 mol% Al2O3; 0 mol% 내지 약 3 mol% B2O3; 약 2 mol% 내지 약 5 mol% K2O; 약 4 mol% 내지 약 6 mol% MgO; 및 0 mol% 내지 약 5 mol% CaO를 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나, 또는 이루어지는, 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 포함하는 벌크 조성물을 가지며; 여기서: 66 mol% ≤ SiO2+B2O3+CaO ≤ 69 mol%; Na2O+K2O+B2O3+MgO+CaO+SrO > 10 mol%; 5 mol% ≤ MgO+CaO+SrO ≤ 8 mol%; (Na2O+B2O3) - Al2O3 ≤ 2 mol%; 2 mol% ≤ Na2O - Al2O3 ≤ 6 mol%; 및 4 mol% ≤ (Na2O+K2O) - Al2O3 ≤ 10 mol%이다.
다른 구체 예에서, 유리-계 기판 (10)은, SiO2, Al2O3, P2O5, 및 적어도 하나의 알칼리 금속 산화물 (R2O)을 포함하는 벌크 조성물을 가지며, 여기서, 0.75 > [(P2O5 (mol%)+R2O (mol%))/M2O3 (mol%)] ≤ 1.2, 여기서, M2O3 = Al2O3 +B2O3이다. 몇몇 구체 예에서, [(P2O5 (mol%)+R2O (mol%))/M2O3 (mol%)]=1이고, 몇몇 구체 예에서, 유리-계 기판은 B2O3를 포함하지 않고, M2O3 = Al2O3이다. 유리-계 기판은, 몇몇 구체 예에서: 약 40 내지 약 70 mol% SiO2; 0 내지 약 28 mol% B2O3; 약 0 내지 약 28 mol% Al2O3; 약 1 내지 약 14 mol% P2O5; 및 약 12 내지 약 16 mol% R2O를 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 유리-계 기판은: 약 40 내지 약 64 mol% SiO2; 0 내지 약 8 mol% B2O3; 약 16 내지 약 28 mol% Al2O3; 약 2 내지 약 12 mol% P2O5; 및 약 12 내지 약 16 mol% R2O를 포함한다. 유리-계 기판 (10)은, MgO 또는 CaO와 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 적어도 하나의 알칼리 토금속 산화물을 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 유리-계 기판 (10)은, 실질적으로 리튬이 없는 벌크 조성을 갖는다. 여기에 사용된 바와 같은, 조성물의 성분과 관련한 문구 "실질적으로 없는"은, 성분이 초기 배칭 (batching) 동안 조성물에 능동적으로 또는 의도적으로 첨가되지 않지만, 약 0.01 mol% 미만의 양으로 불순물로서 존재할 수 있음을 의미한다. 몇몇 구체 예에서, 유리-계 기판은, 1 mol% 미만의 Li2O, 및 다른 구체 예에서, 0.1 mol% 미만의 Li2O, 및 다른 구체 예에서, 0.01 mol% 미만의 Li2O, 및 또 다른 구체 예에서, 0 mol%의 Li2O를 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 이러한 유리-계 기판은, 비소, 안티몬, 및 바륨 중 적어도 하나가 실질적으로 없다. 몇몇 구체 예에서, 유리-계 기판은, 1 mol% 미만, 다른 구체 예에서, 0.1 mol% 미만, 및 다른 구체 예에서, 0 mol%의 As2O3, Sb2O3, 및/또는 BaO를 포함한다.
또한, 도 1a에 도시된 바와 같이, 물품 (100a)의 텍스쳐링된 영역 (30a)은, 유리-계 기판 (10)의 주된 표면 (12a)과 텍스쳐링된 영역 경계면 (34a) 사이에 걸쳐 있는 다공성 용탈층 (40a)에 의해 한정될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 다공성 용탈층 (40a)은, 유리-계 기판 (10)의 벌크 조성물에서 실리카 함량보다 더 많은 양의 실리카를 포함한다. 예시의 목적을 위한 예로서, 약 50 mol%의 실리카를 포함하는 벌크 조성물을 보유하는 유리-계 기판 (10)을 갖는 물품 (100a)은, 약 70 mol% 실리카를 보유하는 다공성 용탈층 (40a)을 갖는 텍스쳐링된 영역 (30a)을 포함할 수 있다. 이하 좀 더 상세히 개요를 서술되는 바와 같이, 다공성 용탈층 (40a)은, 유리-계 기판 (10)의 낮은 pH 처리를 통해 생성될 수 있다. 이러한 처리는, 유리-계 기판 (10)의 비-실리카 성분을 우선적으로 제거할 수 있고, 따라서, 유리-계 기판 (10)의 벌크 조성물보다 더 높은 실리카 함량을 갖는 다공성 용탈층 (40a)을 남긴다.
이하 도 1b를 참조하면, 물품 (100b)은, 복수의 주된 표면 (12b 및 14), 두께 (13) 및 상기 두께 (13)의 중간점 (13a)에서 벌크 조성물을 갖는 유리-계 기판 (10)을 포함하는 것으로 도시된다. 몇몇 구체 예에서, 벌크 조성물은, 약 40 mol% 내지 80 mol%의 실리카를 포함한다. 물품 (100b)은, 기능 및 속성과 관련하여 물품 (100a) (도 1a 참조)과 실질적으로 유사한 것으로 이해되어야 한다. 더욱이, 별도로 언급되지 않는 한, 도 1b에 도시된 물품 (100b)과 관련된 유사-번호의 요소는, 이전에 개요가 서술되고, 도 1a에 도시된 물품 (100a)과 관련된 동일한 요소와 동일하거나 동등한 구조 및 기능을 갖는다. 물품 (100a)과 물품 (100b) 사이에 주된 차이점은, 물품 (100a)의 텍스쳐링된 영역 (30a)이, 도 1a에 나타낸 바와 같이, 다공성 용탈층 (40a)을 포함할 수 있고, 물품 (100b)의 텍스쳐링된 영역 (30b)이 실질적으로 다공성 용탈층 (40a)과 비슷한 다공성 용탈층을 특징으로 하지 않는다는 점이다. 더욱이, 텍스쳐링된 영역 (30b)은, 유리-계 기판 (10)의 주된 표면 (12b)의 전부 또는 일부에 의해 한정될 수 있다. 따라서, 텍스쳐링된 영역 (30b)은, 유리-계 기판 (10) 및 물품 (100b)의 전체 표면적의 일부 또는 전부에 걸쳐 존재할 수 있다.
다시 도 1b로 돌아가면, 물품 (100b)은, 몇몇 구체 예에서, 적어도 40 mol%의 실리카를 갖는 조성물로, 텍스쳐링된 영역 (30b)을 포함한다. 텍스쳐링된 영역 (30b)은, 유리-계 기판 (10)의 주된 표면 (12b) 및 텍스쳐링된 영역 경계면 (34b)에 의해 한정된다. 도 1b에 대표적인 방식으로 도시된 바와 같이, 텍스쳐링된 영역 (30b)의 텍스쳐링된 영역 경계면 (34b)은, 유리-계 기판 (10) 내에 거의 없거나 전혀없는 깊이를 갖는 텍스쳐링된 영역 (30b)을 나타내는 바와 같이, 유리-계 기판 (10)의 주된 표면 (12b)과 실질적으로 일치한다. 다른 관점들에서, 기판 (10)의 주된 표면 (12b)은, 예를 들어, 주된 표면 (12b)으로부터 텍스쳐링된 영역 경계면 (34b)에 의해 주어진 깊이 (도시되지 않음)로 한정된 바와 같은, 유리-계 기판 (10) 내에 깊이를 갖는 텍스쳐링된 영역 (30b)을 나타내는 바와 같이, 텍스쳐링된 영역 경계면 (34b) 위에 존재한다.
도 1b에 일반적으로 도시된 바와 같이, 텍스쳐링된 영역 (30b)은, 이의 주된 표면 (12b) 상에 평균 피쳐 크기 (36b) 및 평균 거칠기 (38b)를 갖는 복수의 노출된 피쳐를 포함한다. 물품 (100b)의 몇몇 실행에 따르면, 평균 피쳐 크기 (36b) 및 평균 거칠기 (38b)를 포함하는, 텍스쳐링된 영역 (30b)의 노출된 피쳐는, 물품이 디스플레이 장치에 사용되는 경우, 물품과 관련된 내스크래치성을 증가시키도록 및/또는 눈부심의 수준을 감소시키도록 구성된다. 평균 피쳐 크기 (36b)는, 예를 들어, 200x 배율에서 주된 표면 (12b)의 현미경 사진을 찍고, 적어도 열 (10) 개의 피쳐의 샘플링의 최대 치수를 측정하여, 본 개시의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해되는 바와 같은 분석 기술에 따라 측정된, 텍스쳐링된 영역 (30b)과 관련된 피쳐의 샘플링의 최대 치수의 평균에 의해 정해진다. 구체 예에서, 물품 (100b)의 텍스쳐링된 영역 (30b)과 관련된 평균 피쳐 크기 (36b)는, 약 10 microns 미만이다. 몇몇 실행들에 따르면, 텍스쳐링된 영역 (30b)과 관련된 평균 피쳐 크기 (36b)는, 몇몇 경우에, 약 5 microns 미만, 약 1 micron 미만, 또는 약 0.5 microns 미만이다. 더욱이, 평균 피쳐 크기 (36b)는, 약 10 microns 미만, 9 microns 미만, 8 microns 미만, 7 microns 미만, 6 microns 미만, 5 microns 미만, 4 microns 미만, 3 microns 미만, 2 microns 미만, 1 microns 미만, 0.9 microns 미만, 0.8 microns 미만, 0.7 microns 미만, 0.6 microns 미만, 0.5 microns 미만, 0.4 microns 미만, 0.3 microns 미만, 0.2 microns 미만, 0.1 microns 미만, 및 이들 상한 사이에 모든 값일 수 있다.
다시 도 1b에 도시된 물품 (100b)과 관련된 텍스쳐링된 영역 (30b)을 참조하면, 평균 거칠기 (38b)는, 도 1a를 참조하여 전술된 기술을 사용하여, 표면 거칠기 (Ra)로서 측정될 수 있다. 구체 예들에서, 물품 (100b)은, 적어도 10 nanometers (㎚)의 평균 거칠기 (38b)를 갖는 텍스쳐링된 영역 (30b)을 사용할 수 있다. 물품 (100b)의 구체 예에서, 텍스쳐링된 영역 (30b)의 평균 표면 거칠기 (Ra)는, 약 10 ㎚부터 약 500 ㎚, 약 10 ㎚ 내지 약 50 ㎚, 약 50 ㎚ 내지 약 200 ㎚, 및 이러한 수준들 사이에 모든 표면 거칠기 값이다. 따라서, 텍스쳐링된 영역 (30b)의 표면 거칠기 (Ra)는, 약 10 ㎚, 20 ㎚, 30 ㎚, 40 ㎚, 50 ㎚, 60 ㎚, 70 ㎚, 80 ㎚, 90 ㎚, 100 ㎚, 110 ㎚, 120 ㎚, 130 ㎚, 140 ㎚, 150 ㎚, 160 ㎚, 170 ㎚, 180 ㎚, 190 ㎚, 200 ㎚, 300 ㎚, 400 ㎚, 500 ㎚, 및 이들 양들 사이에 모든 표면 거칠기 수준일 수 있다.
도 1b에 도시된 물품 (100b)의 몇몇 구체 예에 따르면, 텍스쳐링된 영역 (30b)은, 이의 조성물이, 특히 실리카 함량과 관련하여, 유리-계 기판 (10)의 벌크 조성물과 실질적으로 동등한 것을 특징으로 할 수 있다. 이하 보다 상세히 개요가 서술되는 바와 같이, 텍스쳐링된 영역 (30b)은, 유리-계 기판 (10)에 대한 연속적인 낮은 pH 및 높은 pH 처리를 통해 생성될 수 있다. 낮은 pH 처리는, 유리-계 기판 (10)의 비-실리카 성분을 우선적으로 제거할 수 있어, 기판 (10)의 벌크 조성물보다 더 높은 실리카 함량을 갖는 다공성 용탈층 (40a)을 남긴다 (도 1a 참조). 그러나, 후속의 높은 pH 처리는, 다공성 용탈층을 제거하도록 구성될 수 있어, 특히 실리카 함량과 관련하여, 유리-계 기판 (10)의 벌크 조성물과 동일한 조성물을 갖는, 도 1b에 나타낸 바와 같은, 텍스쳐링된 영역 (30b)을 남긴다.
도 1a 및 1b에 일반적으로 도시된 바와 같이, 물품 (100a, 100b)의 각각의 텍스쳐링된 영역 (30a, 30b)은, 방현 특성 및 내스크래치성을 갖도록 구성될 수 있다. 이들 물품 (100a, 100b)의 몇몇 구체 예에서, 텍스쳐링된 영역 (30a, 30b)은, 본 개시의 분야에 기술자에 의해 이해되는 바와 같은 방현-관련 광학 특성을 갖는, 예를 들어, 디스플레이 장치 적용에 적합한 바와 같은, 감소된 눈부심 기능을 유지하도록 구성된다. 예를 들어, 물품 (100a, 100b)은, 몇몇 구체 예에 따르면, 약 140% 미만, 120% 미만, 100% 미만, 80% 미만, 및 이들 수준에서 또는 그 아래의 모든 값의 광택 (60°)을 결과하는 텍스쳐링된 영역 (30a, 30b)을 포함할 수 있다. 여기에 사용된 바와 같은, "광택 (60°)"은, 검은 배경에 대해 설정된 물품으로 60도의 시야각에서 지정된 물품의 노출된 표면 (예를 들어, 텍스쳐링된 영역 (30a, 30b))을 시험하기 위해 전통적인 광택계 (gloss meter)를 사용하여 얻어진 바와 같은, 본 개시의 물품의 방현 및/또는 광택 특성의 측정을 지칭한다. 별도로 언급되지 않는 한, 본 개시에 보고된 모든 광택 (60°) 측정은, Rhopoint Instruments 광택계에서 얻어진다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "투과율 헤이즈" 및 "헤이즈"는, 명칭이 "Standard Test Method for Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics"이고, 이의 전체적인 내용이 여기에 참조로서 병합된, ASTM 절차 D1003에 따라 약 ±2.5°의 각뿔 (angular cone) 밖에서 산란된 투과 광의 퍼센트를 지칭한다. 별도로 언급되지 않는 한, 본 개시에 보고된 모든 헤이즈 측정은, Haze-Guard 투과율 측정기 (Paul N. Gardner Company, Inc.)에서 얻어진다. 광학적으로 매끄러운 표면의 경우, 투과율 헤이즈는, 일반적으로 0에 가깝다. 텍스쳐링된 유리 물품 (100a, 100b)의 실행에 따르면 (도 1a 및 1b 참조), 물품은 약 0.1% 내지 약 100%의 헤이즈를 특징으로 할 수 있다. 다른 실행들에서, 특정 적용들의 경우, 본 개시의 원리들과 일치하는 텍스쳐링된 유리 물품들 (100a, 100b)은, 100% 만큼 높은 헤이즈 수준, 0.1% 내지 100% 범위의 헤이즈 수준, 5% 내지 65%의 헤이즈 수준, 및 이들 값들 사이에 모든 헤이즈 수준으로 제작될 수 있다. 예를 들어, 물품 (100a, 100b)에서 원하는 헤이즈 수준은, 각각의 텍스쳐링된 영역 (30a, 30b)의 생성과 관련된 에칭 조건을 제어하여 얻어질 수 있다. 일반적으로, 더 높은 산 농도 및/또는 에칭 시간은, 특정 물품 (100a, 100b)과 관련된 헤이즈의 양을 증가시킬 수 있다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "누프 스크래치 시험"은, 기판의 시험된 표면의 내스크래치성을 확인하기 위해, 본 개시의 물품과 같은, 기판을 포함하는 다양한 물품에 사용되는 스크래치 시험을 지칭하는데 사용된다. 누프 스크래치 시험은, 물품 (100a, 100b)의 텍스쳐링된 영역 (30a, 30b)과 같은, 시편의 노출된 표면에 대해 누프 압입기 (indenter)를 슬라이딩시켜 수행된다. 특히, 시험은, Universal Material Tester에 의해 측정된 것으로, 미리-결정된 하중으로 24 ㎜/min의 속도에서 누프 압입기를 노출된 표면을 가로질러 슬라이딩시켜 수행된다. 누프 압입기는, 172°30' 및 130° 각도의 다이아몬드 팁, 마름모꼴-기반 피라미드이다. 더욱이, 누프 스크래치 시험은, 시편이 수용할 수 없는 손상의 징후를 보일 때까지 점차 증가하는 하중 수준에서 샘플의 노출된 표면을 스크래칭시켜 수행된다. 각 하중 수준 (예를 들어, Newtons (N)의 단위)에 대해, 5회의 개별 스크래치는, 누프 스크래치 시험에 따라 이루어진다. 여기에서 또한 사용된 바와 같은, "누프 스크래치 임계값"은, 누프 스크래치 시험 동안 사용되는 (즉, Newtons (N)으로 보고된 바와 같은) 하중 수준으로 정의되며, 여기서 손상은 스크래치 길이의 적어도 20%에 대해 스크래치 폭을 2배 초과한다. 더욱이, 시편에 대해 수용할 수 없는 손상을 일으킨 (즉, Newtons (N)에 보고된 바와 같은) 가장 낮은 하중 수준은, 누프 스크래치 임계값으로 정의된다.
몇몇 구체 예에 따르면, 전술한 물품 (100a, 100b) (도 1a 및 1b 참조)은, 누프 스크래치 시험으로 시험시 약 9N 내지 약 18N의 누프 스크래치 임계값을 포함할 수 있다. 물품 (100a, 100b)은 또한 누프 스크래치 시험으로 시험시 약 18N 내지 약 22N의 누프 스크래치 임계값을 포함할 수 있다. 따라서, 물품 (100a, 100b)은, 약 9N, 10N, 11N, 12N, 13N, 14N, 15N, 16N, 17N, 18N, 19N, 20N, 21N, 22N, 및 이들 양들 사이에 모든 임계값 하중 수준의 누프 스크래치 임계값을 특징으로 할 수 있다. 더욱이, 물품 (100a, 100b)의 몇몇 실행들에서, 물품은, 누프 스크래치 시험으로 시험시 약 200 ㎛의 최대 균열 폭을 포함할 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같은, 용어 "최대 균열 폭" 또는 "평균 최대 균열 폭"은, 상호교환적으로 사용되며, 누프 스크래치 임계값 (N)에서 누프 스크래치 시험으로 시험된 샘플의 그룹에서 관찰된 균열의 평균 최대 폭을 지칭한다. 그러므로, 평균 최대 균열 폭은, 누프 스크래치 임계값에 도달시 샘플의 그룹에 대해 측정된다.
다른 구체 예에 따르면, 물품 (100a, 100b)의 유리-계 기판 (10) (도 1a 및 1b 참조)은, 당업계에 공지된 화학적 또는 열적 수단에 의해 강화된 이온-교환 가능한 유리 조성물을 보유할 수 있다. 하나의 구체 예에서, 유리 기판은 이온 교환에 의해 화학적으로 강화된다. 이러한 공정에서, 유리-계 기판 (10)의 주된 표면 (12a, 12b)에 또는 그 근처 (도 1a 및 1b 참조)의 금속 이온은, 유리 기판 내에 금속 이온과 동일한 원자가를 갖는 더 큰 금속 이온으로 교환된다. 교환은, 유리-계 기판 (10)을, 예를 들어, 더 큰 금속 이온을 함유하는 용융염 욕조 (molten salt bath)와 같은, 이온 교환 매체와 접촉시켜 일반적으로 수행된다. 금속 이온은 통상적으로, 예를 들어, 알칼리 금속 이온과 같은, 1가 금속 이온이다. 하나의 비-제한적인 예에서, 이온 교환에 의해 나트륨 이온을 함유하는 유리-계 기판 (10)의 화학적 강화는, 유리-계 기판 (10)을 질산 칼륨 (KNO3), 또는 이와 유사한 것과 같은, 용융된 칼륨염을 포함하는 이온 교환 욕조에 침지시켜 달성된다. 하나의 특정 구체 예에서, 유리-계 기판 (10)의 표면층의 이온 및 더 큰 이온은, Li+ (유리에 존재하는 경우), Na+, K+, Rb+, 및 Cs+와 같은, 1가 알칼리 금속 양이온이다. 선택적으로, 유리-계 기판 (10)의 표면층에서 1가 양이온은, Ag+ 또는 이와 유사한 것과 같은, 알칼리 금속 양이온 이외의 1가 양이온으로 대체될 수 있다.
이들 구체 예에서, 이온 교환 공정에서 작은 금속 이온을 더 큰 금속 이온으로 대체는, 압축 응력하에 있고, 주된 표면 (12a, 12b)으로부터 ( "압축의 깊이"로 지칭되는) 깊이 (52) (도 1a 및 1b 참조)로 연장되는, 유리-계 기판 (10)에 압축 응력 영역 (50)을 생성한다. 유리 기판의 주된 표면에서 이러한 압축 응력은, 유리 기판 내부 내에 인장 응력 (또한 "중심 장력"이라고도 함)에 의해 균형을 이룬다. 몇몇 구체 예에서, 이온 교환에 의해 강화된 경우, 여기에 기재된 유리-계 기판 (10)의 주된 표면 (12a 또는 12b)은, 적어도 350 MPa의 압축 응력을 가지며, 압축 응력하에 영역은, 주된 표면 (12a 또는 12b) 아래 적어도 15㎛의 깊이 (52), 즉, 층의 깊이로 연장된다.
물품 (100a, 100b) (도 1a 및 1b 참조)에 대한 이온 교환 공정은, 통상적으로 유리-계 기판 (10)을, 텍스쳐링된 영역 (30a, 30b)의 발생 전 및/또는 후에, 유리에서 더 작은 이온과 교환된 더 큰 이온을 함유하는 용융염 욕조에 침지시켜 수행된다. 욕조 조성물 및 온도, 침지 시간, 염 욕조 (또는 욕조들)에서 유리의 침지 횟수, 다수의 염 욕조의 사용, 부가적인 단계들, 예컨대, 어닐링, 세척, 및 이와 유사한 것을 포함하지만, 이에 제한되지 않는, 이온 교환 공정에 대한 파라미터가, 일반적으로 강화 작업의 결과로서 유리의 원하는 층의 깊이 및 압축 응력 및 유리의 조성물에 의해 결정된다는 것은, 당업자에 의해 인식될 것이다. 예로서, 알칼리 금속-함유 유리의 이온 교환은, 더 큰 알칼리 금속 이온의 질산염, 황산염, 및 염화물과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 염을 함유하는 적어도 하나의 용융 욕조에 침지시켜 달성될 수 있다. 용융염 욕조의 온도는, 통상적으로, 약 380℃ 내지 약 450℃의 범위이고, 침지 시간은 약 15분 내지 약 16시간의 범위이다. 그러나, 전술한 것과 다른 온도 및 침지 시간은 또한 사용될 수 있다. 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물을 갖는 유리-계 기판 (10)으로 사용되는 경우, 이러한 이온 교환 처리는, 약 200 MPa 내지 약 800 MPa 범위의 압축 응력, 및 약 100 MPa 미만의 중심 장력으로 약 10 ㎛ 내지 적어도 50 ㎛ 범위의 깊이 (52) (층의 깊이)를 갖는 압축 응력 영역 (50)을 결과한다. 더욱이, 하나의 대표적인 구체 예에서, 물품 (100b)의 유리-계 기판 (10) 및 텍스쳐링된 영역 (30b)은: 380℃에서 몇 시간 동안 70 wt.%의 NaNO3 및 30 wt.%의 KNO3를 포함하는 용융염 욕조에서 제1 침지; 및 380℃에서 40분 동안 93 wt.%의 NaNO3 및 7 wt.%의 KNO3를 포함하는 용융염 욕조에서 제2 침지를 포함하는 이온 교환 강화 공정에 적용된다. 또 다른 대표적인 구체 예에서, 물품 (100b)의 유리-계 기판 (10) 및 텍스쳐링된 영역 (30b)은, 420℃에서 5.5시간 동안 100 wt.%의 KNO3를 포함하는 용융염 욕조에서 단일 침지를 포함하는 이온-교환 강화 공정에 적용된다.
몇몇 구체 예에 따라, 텍스쳐링된 영역 (30a, 30b)을 생성하기 위해 사용될 수 있는 에칭 및 용탈 공정이, 몇몇 사례에서, 이온 교환 공정 동안 더 큰 알칼리 금속 이온에 의해 대체될 유리-계 기판 (10) 유래의 알칼리 금속 이온을 제거할 수 있음에 따라, 텍스쳐링된 영역 (30a, 30b)의 형성 및 발생 후에 텍스쳐링된 유리 물품 (100a, 100b)에서 압축 응력 영역 (50)을 발생시키는 것은 바람직하다. 다른 구체 예에서, 압축 응력 영역 (50)은, 텍스쳐링 영역 (30a, 30b)의 발생 전에, 아래에 개요가 서술된 바와 같이, 낮은 pH, 또는 낮고 및 높은 pH 처리와 관련된 압축 응력 영역 (50) 내에 층의 깊이에서 약간의 손실을 설명하기에 충분한 깊이 (52)로 유리-계 기판 (10)에서 발생될 수 있다.
이하, 도 2를 참조하면, 개략적인 차트 (schematic chart)는, 다양한 수준의 실리카를 갖는 실리카-함유, 다성분 유리 기판 (예를 들어, 유리-계 기판 (10)과 비슷한 유리 기판)에 대한 본 개시에 따른 낮은 pH 용탈 공정을 사용하는 효과를 도시한다. 도 2의 부분 "A"에서, 약 40 mol% 내지 약 80 mol%의 실리카를 갖는 조성물을 갖는 유리 기판은, 낮은 pH 용탈 공정에 적용되고, (도 2에서 "다른 성분"으로 표시된) 비-실리카 성분은 제거된다. 최종 결과는, 기판의 벌크 조성물보다 더 높은 실리카 함량을 갖는 텍스쳐링된 영역을 갖는 (예를 들어, 도 1a에 도시된 물품 (100a)과 비슷한 것과 같은) 텍스쳐링된 유리 물품이다. 대조적으로, 도 2의 부분 "B" 및 "C"는, 실리카 함량의 측면에서 바람직한 영역 (preferred window) 밖의 유리 기판 조성물로 동일한 낮은 pH 공정을 수행하는 효과를 나타낸다. 즉, 부분 "B"에서 기판은, 40 mol% 미만의 실리카 함량을 가지며, 이 기판은 낮은 pH 처리 동안 비-실리카 성분의 제거로부터 본질적으로 허물어지거나 또는 현저하게 붕괴된다. 한편, 분분 "C"에서 기판은, 80 mol% 초과의 실리카 함량을 가지며, 이 기판의 표면은, 에칭 전에 기판의 표면과 거의 구별할 수 없고; 결과적으로, 부분 "C"에서 기판은, 낮은 pH 처리를 거친 후 본 개시의 원리와 일치하는 텍스쳐링된 영역을 보유하지 못한다.
이하 도 3a를 참조하면, 물품, 예를 들어, (도 1a에 도시된 바와 같은) 물품 (100a)을 제조하는 방법 (200a)을 도시하는 개략적인 흐름도는 제공된다. 나타낸 바와 같이, 유리-계 기판 (10)은, 초기 주된 표면 (12')이, 대향하는 주된 표면 (14)과 함께, 제공된다. 약 3 이하의 pH를 갖는 에칭제 (예를 들어, 불화수소산이 없는 에칭제)로 초기 주된 표면 (12')을 에칭하는 단계를 포함하는, 에칭 단계 (110, 120)는 그 다음 기판 (10)에 대해 수행된다. 방법 (200a)의 몇몇 구체 예에서, 염산 및/또는 시트르산은 단계 (110, 120) 동안 에칭제로서 사용될 수 있다. 일 구체 예에 따르면, 단계 (110, 120)는, 주위 온도 초과 및 100℃ 아래의 상승된 온도에서 수행된다. 몇몇 실행에 따르면, 염산 에칭제에 적합한 농도 수준은, 0.5 wt.% 내지 15 wt.%의 범위이다. 다른 실행에 따르면, 시트르산 에칭제에 적합한 농도 수준은, 약 1 wt.% 내지 30 wt.%의 범위이다. 에칭 단계 (110, 120)의 완성시, 텍스쳐링된 영역 (30a)은, 물품 (100a)에 형성된다 (또한, 도 1a 참조).
도 3a를 다시 참조하면, 몇몇 구체 예에서, 방법 (200a)은, 에칭 단계 (110, 120)로부터의 과잉의 에칭제 및 용탈된 기판 구성분을 제거하도록 구성된 제거 단계를 더욱 포함한다. 즉, 방법 (200a)의 단계 (110, 120) 후에, 유리-계 기판 (10)의 초기 주된 표면 (12') 유래의 임의의 구성분과 함께, 과잉의 에칭제는, 그 다음 탈 이온수로 초기 주된 표면 (12') 상에 에칭제를 헹구어 제거된다. 본 개시의 분야에 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같은, 다양한 기계적 및/또는 수성 세정 접근법은, 유리-계 기판 (10)의 표면에 실질적으로 영향을 미치지 않으면서 과잉의 에칭제 및 용탈된 기판 구성분을 제거하는 제거 단계에서 사용될 수 있다.
구체 예들에서, 방법 (200a)의 에칭 단계 (110, 120)는, 낮은 pH 용탈부 (110), 및 낮은 pH 표면 용해 (dissolution) 및 차등 용탈부 (120)와 관련된다 (또한, 도 3b 참조). 이론에 구속됨에 없이, 낮은 pH 용탈부 (110)는, 에칭 동안 초기 기간 동안 발생하고, 유리-계 기판 (10)으로부터 비-실리카 구성분의 용탈을 결과한다. 낮은 pH 용탈부 (110) 동안 유리-계 기판 (10)의 초기 주된 표면 (12')에 틈새 (crevices) 및 다른 높은 깊이 피쳐가 생성됨에 따라, 부가적인 비-실리카 구성분의 우선적인 제거는, 차등 용탈부 (120) 동안 이들 틈새 영역에서 (예를 들어, 주변 물질보다 더 높은 용탈 속도로) 유리 기판에 발생하여, 용탈층 (40a) 아래의 피쳐의 부가적인 발생으로 이어진다. 이로써, 에칭 단계 (110, 120) 동안 형성된 텍스쳐링된 영역 (30a)은, 예를 들어, 주된 표면 (12a)에서 및 용탈층 (40a)과 기초가 되는 유리-계 기판 (10) 사이에 계면 (34a)에서 다수의 모폴로지 (morphologies)를 가질 수 있다 (도 1a 참조).
도 3b에 나타낸 바와 같이, 물품, 예를 들어, (도 1b에 도시된 바와 같은) 물품 (100b)을 제조하는 방법 (200b)을 도시하는 개략적인 흐름도는, 제공된다. 방법 (200b)의 에칭 단계 (110, 120)는, 도 3a에 도시된 방법 (200a)에서 사용된 것과 동일하다. 더욱이, 방법 (200b)의 구체 예는, 에칭 단계 (110, 120)로부터 과잉의 에칭제 및 용탈된 기판 구성분을 제거하기 위해 에칭 단계 (110, 120) 후에 수행되는 제거 단계를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 방법 (200b)에서 에칭 단계 (110, 120)의 완성은, (예를 들어, 도 1a 및 도 3a에 나타낸 텍스쳐링된 유리 물품 (100a)과 비슷한 것과 같은) 텍스쳐링된 영역 (30a) 및 용탈층 (40a)을 갖는 중간 물품을 결과한다. 이 시점에서, 방법 (200b)은, 텍스쳐링된 영역 (30a)을 약 9 이상의 pH를 갖는 제2 에칭제로 처리하여 텍스쳐링된 영역 (30b)을 형성하여 수행되는 처리 단계 (130)로 계속된다. 구체 예에서, 단계 (130) 동안 사용된 제2 에칭제는, 약 9 내지 약 13 범위의 pH를 갖는 알칼리성 수용액이다. 특히, 용탈층 (40a)은, 처리 단계 (130) 동안 제거되어, 유리-계 기판 (10)의 주된 표면 (12b)에 의해 한정된, 텍스쳐링된 영역 (30b)을 남긴다. 방법 (200b)의 구체 예에서, 주된 표면 (12b)은, 에칭 단계 (110)의 차등 용탈부 (120) 동안 초기에 형성되고, 나중에 처리 단계 (130) 동안 용탈층 (40a)의 제거에 의해 '드러내진다'. 방법 (200b)의 몇몇 구체 예에서, 텍스쳐링된 영역 (30b)의 조성물은, 특히 실리카와 관련하여, 유리-계 기판 (10)의 벌크 조성물과 실질적으로 동일하다.
여기에 개시된 유리 물품, 예를 들어, 물품 (100a, 100b)은, 디스플레이를 갖는 물품 (또는 디스플레이 물품) (예를 들어, 휴대 전화, 태블릿, 컴퓨터, 내비게이션 시스템, 및 이와 유사한 것을 포함하는 소비자 전자제품), 건축용 물품, 운송용 물품 (예를 들어, 자동차, 기차, 항공기, 선박, 등), 가전 물품, 또는 약간의 투명성, 내-스크래치성, 내마모성 또는 이들의 조합을 필요로 하는 임의의 물품과 같은 또 다른 물품으로 혼입될 수 있다. 물품 (100a, 100b)을 포함하는, 여기에 개시된 물품 중 어느 하나를 혼입하는 대표적인 물품 (도 1a 및 1b 참조)은, 도 4a 및 4b에 나타낸다. 구체적으로, 도 4a 및 4b는, 전면 (404), 후면 (406), 및 측면 (408)을 갖는 하우징 (402); 상기 하우징 내부에 적어도 부분적으로 또는 상기 하우징 내에 전체적으로 있고, 적어도 컨트롤러, 메모리, 및 상기 하우징의 전면에 또는 인접한 디스플레이 (410)를 포함하는, 전기 구성요소 (도시되지 않음); 및 상기 디스플레이 위에 있도록 하우징의 전면에 또는 위에 커버 기판 (412)을 포함하는 소비자 전자 장치 (400)를 나타낸다. 몇몇 구체 예에서, 커버 기판 (412) 중 적어도 하나, 또는 하우징 (402)의 일부는, 여기에 개시된 물품 (100a, 100b) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
실시 예
하기 실시 예는, 본 개시에 의해 제공된 다양한 특색 및 장점을 설명하는 것이지, 본 발명 및 첨부된 청구범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
실시 예 1
하기 실시 예는, 유리-계 기판에 대해 유리 A의 샘플을 사용한다. 유리 A는, 산화물 기준으로 63.76 mol% SiO2; 2.37 mol% B2O3; 15.05 mol% Al2O3; 9.24 mol% Na2O; 5.88 mol% Li2O; 1.18 mol% ZnO; 2.47 mol% P2O5; 및 0.05 mol% SnO2의 대략적인 조성물을 갖는다. 유리 A의 샘플은, 낮은 pH 처리 단계의 일부로서 95℃에서 20 wt.%의 시트르산으로 10시간 동안 에칭된다. 모든 샘플은 탈 이온수로 헹궈지고, 에칭 단계 후에 실온에서 건조된다. 더욱이, 샘플은 그 다음 주위 온도에서 약 13의 pH를 갖는 알칼리 세정제를 사용하여 높은 pH 처리된 후, 탈 이온수에서 헹궈지고, 주위 온도 건조에 적용된다. (예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같은, 물품 (100b)과 비슷한) 그 결과로 생긴 물품은 그 다음 주사 전자 현미경 (SEM) 에너지 분산 분광법 (EDS) 기술을 사용하여 분석된다. 도 5a-5c에 나타낸 바와 같이, 유리-계 기판 및 텍스쳐링된 영역을 포함하는 물품의 일련의 주사 전자 현미경, 에너지 분산 분광법 (SEM/EDS) 이미지는, 전술한 방법 (즉, 도 3b에 도시된 바와 같은 방법 (200b)과 비슷한 방법)에 따라 제작된 바와 같이, 제공된다. 특히, 텍스쳐링된 영역 (30b)은, 높은 pH 처리로부터의 샘플에서 발생된다.
실시 예 2
본 실시 예에서, 유리 A, 유리 B 및 유리 C의 샘플은 제조되고, 하기 표 1에 따라 특징화된다. 위에서 언급한 바와 같이, 유리 A는, 산화물 기준으로 63.76 mol% SiO2; 2.37 mol% B2O3; 15.05 mol% Al2O3; 9.24 mol% Na2O; 5.88 mol% Li2O; 1.18 mol% ZnO; 2.47 mol% P2O5; 및 0.05 mol% SnO2의 대략적인 조성물을 갖는다. 유리 B는, 산화물 기준으로 64.9 mol% SiO2; 13.9 mol% Al2O3; 5.1 mol% B2O3; 13.6 mol% Na2O; 2.4 mol% MgO; 및 0.07 mol% SnO2의 대략적인 조성물을 갖는다. 유리 C는, 산화물 기준으로 67.37 mol% SiO2; 3.67 mol% B2O3; 12.73 mol% Al2O3; 13.77 mol% Na2O; 0.01 mol% K2O; 2.39 mol% MgO; 0.003 mol% TiO2; 0.01 mol% Fe2O3; 0.01 mol% ZrO2; 및 0.09 mol% SnO2의 대략적인 조성물을 갖는다. 유리 A의 샘플은, 20 wt.%의 시트르산으로 95℃에서 10 내지 16시간 동안 에칭된다. 유리 B의 샘플은 또한 95℃에서 8 내지 24시간 동안 20 wt.%의 시트르산으로 에칭된다. 부가적으로, 유리 C의 샘플은, 13.5 내지 48시간 동안 95℃에서 5 wt.%의 염산으로 에칭된다. 모든 샘플은 탈 이온수로 헹궈지고, 에칭 단계 후에 실온에서 건조된다. 더욱이, 샘플은 그 다음 60℃에서 약 13의 pH를 갖는 알칼리 세정제를 사용하여 10분 동안 높은 pH 처리 후, 탈 이온수로 헹궈지고, 주위 온도 건조에 적용된다. 각각의 샘플의 주된 표면 모두가 에칭 및 세정 처리 단계에 적용됨을 주의한다. 그 결과로 생긴 물품은, 본 개시에서 이전에 개요가 서술된 방법과 일치하는 방법에 따라 제조된 바와 같은, 본 개시에서 이전에 개요가 서술된 물품 (100b)과 일치한다.
처리된 샘플은 그 다음 표면 거칠기 (Ra), 헤이즈, 및 광택 (60°)에 대해 특징화되고; 그 결과는 하기 표 1에 열거된다. 헤이즈 및 광택 (60°) 측정은, 본 개시에서 이전에 개요가 서술된 프로토콜을 사용하여 얻어진다. 전반적으로, 표 1에 의해 나타낸 바와 같이, 샘플을 보다 공격적인 낮은 pH 에칭제 조건 (예를 들어, HCl 산 대 시트르산) 및/또는 낮은 pH 처리 동안 더 긴 에칭 시간 (예를 들어, 24 내지 48시간 대 8 및 10시간)에 적용하는 것은, 더 큰 헤이즈 및 더 낮은 광택 (60°) 값을 결과한다.
| 샘플 No. | 유리 | 에칭제 | 에칭제 농도 (wt.%) |
시간 (hr) |
헤이즈 (%) |
광택 60° (%) |
Ra (㎚) |
피쳐 크기 (㎛) |
| 실. 1A | C | HCl | 5 | 13.5 | 8.27 | 108.4 | 47.1 | 0.65 |
| 실. 1B | C | HCl | 5 | 24 | 19.20 | 69.6 | 66.9 | 0.98 |
| 실. 1C | C | HCl | 5 | 48 | 23.90 | 59.9 | 71.2 | 0.1 |
| 실. 2A | B | 시트르산 | 20 | 8 | 1.43 | 136.2 | 19.6 | 0.07 |
| 실. 2B | B | 시트르산 | 20 | 13.5 | 19.10 | 74.7 | 61.5 | 0.1 |
| 실. 2C | B | 시트르산 | 20 | 24 | 61.50 | 9.4 | 121.7 | 0.12 |
| 실. 3A | A | 시트르산 | 20 | 10 | 20.8 | 72.9 | 66.6 | 0.07 |
| 실. 3B | A | 시트르산 | 20 | 13.5 | 41.9 | 29.6 | 94.8 | 0.09 |
| 실. 3C | A | 시트르산 | 20 | 16 | 60.0 | 11.4 | 120.3 | 0.12 |
상기 표 1을 다시 참조하면, 보고된 표면 거칠기 (Ra) 측정은, 본 개시의 분야의 기술자에 의해 이해되는 바와 같은, 표준 원자력 현미경 (AFM) 기술을 사용하여 얻어진다. 표 1의 데이터로부터 명백한 바와 같이, 보다 공격적인 에칭제 조건은, 증가한 수준의 표면 거칠기 및 피쳐 크기를 결과한다. 더욱이, 도 6에 나타낸 바와 같이, 실시 예 2 (상기 표 1 참조)에서 물품의 일련의 SEM/EDS 이미지는, 동일한 효과를 나타낸다. 예를 들어, 각각 낮은 에칭 지속시간을 갖는 샘플 실. 1A, 2A 및 3A는, 각각 더 긴 에칭 지속시간을 갖는 샘플 실. 1C, 2C 및 3C보다 덜한 거칠기를 보여준다. 그러므로, 본 실시 예는, 이들 물품의 텍스쳐링된 영역의 표면 모폴로지가 낮은 pH 에칭제 및/또는 에칭 지속시간의 선택을 통해 제어될 수 있음을 보여준다.
더욱이, 본 실시 예는, 표면 거칠기, 피쳐 크기 및 광택 (60°)이 관찰된 헤이즈 수준과 상관될 수 있음을 보여준다. 이러한 경향은, 표 1로부터의 결과를 나타내는, 도 7a-7c에 명백히 나타낸다. 즉, 표면 거칠기 (Ra) 대 헤이즈 (%) (도 7a 참조); 피쳐 크기 (microns) 대 헤이즈 (%) (도 7b 참조); 및 광택 (60°) 대 헤이즈 (%)) (도 7c) 사이에 관계는 존재한다. 또한, 본 실시 예로부터, 표 1에 따라 처리된 물품이, 불화수소산 에칭제와 같은, 종래의 에칭 공정 유래의 피쳐보다 크기가 더 작은, 약 1 micron 미만인 피쳐를 각각 함유하는 것은 명백하다.
실시 예 3
본 실시 예에서, 유리 A, 유리 B 및 유리 C의 샘플은 제조되고, 하기 표 2 및 3에 따라 특징화된다. 유리 A 샘플의 일부는, 10 내지 16시간 동안 95℃에서 20 wt.% 시트르산으로 에칭된다. 유리 B 샘플의 일부는 또한 95℃에서 8 내지 24시간 동안 20 wt.% 시트르산으로 에칭된다. 부가적으로, 유리 C 샘플의 일부는, 95℃에서 13.5 내지 48시간 동안 5 wt.% 염산으로 에칭된다. 더욱이, 이들 샘플은 그 다음 60℃에서 10분 동안 약 13의 pH를 갖는 알칼리 세정제를 사용하여 높은 pH 처리된 후, 탈 이온수로 헹궈지고 주위 온도 건조에 적용된다. 각각의 샘플의 주된 표면 모두가 에칭 및 세정 처리 단계에 적용됨을 주의한다. 이들 샘플 모두는, 탈 이온수로 헹궈지고, 에칭 단계 후에 실온에서 건조된다. 더욱이, 낮고 높은 pH 에칭 처리에 적용된 샘플 중 몇몇은, 대조군 샘플로서 기계적 연마 (즉, 표 2 및 3에서 "연마"로 표시됨)에 적용된다. 연마는 에칭 처리에 의해 생성된 임의의 텍스쳐링된 영역을 제거시킨다. 부가적으로, 유리 A-C 조성물을 포함하는 나머지 샘플은, 임의의 에칭 처리에 적용되지 않았고; 따라서, 이들 물품은 융합-형성된 주된 표면 (즉, 표 2 및 3에서 "융합"으로 표시됨)을 특징으로 한다. 낮은 pH 및 높은 pH 처리에 적용된 샘플들에서, 이들 중 몇몇은, 부가적으로 이온-교환 (IOX) 처리에 적용되었고, 나머지 샘플들은 IOX 처리에 적용되지 않았다 (표 2 및 3에서 "텍스쳐링"으로 모두 표시됨). 유리 A 조성물을 포함하는 유리-계 기판으로 IOX 처리에 적용된 이들 물품은 다음 처리: (a) 380℃에서 4시간 동안 70 wt.% NaNO3 및 30 wt.% KNO3의 용융염 욕조에 침지; 및 (b) 380℃에서 40분 동안 93 wt.% NaNO3 및 7 wt.% KNO3의 용융염 욕조에 침지에 따라 처리된다. 더욱이, 유리 B 및 유리 C 조성물을 포함하는 유리-계 기판으로 IOX 처리에 적용된 이들 물품은, 420℃에서 5.5시간 동안 100 wt.% KNO3의 용융염 욕조에 침지하여 처리된다.
표 2 및 3을 다시 참조하면, 이들 표들에 열거되고, 위에서 개요가 서술된 방법에 따라 제작된 그 결과로 생긴 물품 중 몇몇은, 본 개시에서 이전에 개요가 서술된 방법과 일치하는 방법에 따라 제조된 바와 같은, 본 개시에서 이전에 개요가 서술된 물품 (100b) (즉, 접두사 "실."로 표시된 샘플)과 일치한다. 텍스쳐링된 영역이 없는 다른 샘플은, 비교 대조군 (즉, 접두사 "비.실."으로 표시된 샘플)으로 표시된다. 그리고, 이전에 언급한 바와 같이, 물품 중 몇몇은, IOX 처리에 적용되었고 (표 2 참조), 몇몇은, 임의의 IOX 처리에 적용되지 않았다 (표 3 참조).
표 2 및 3을 다시 참조하면, 본 실시 예의 물품은, 헤이즈 (%) 및 내스크래치성 특성의 특징화에 적용되었다. 내스크래치성 특성은, 누프 스크래치 시험으로부터 밝혀진 바와 같이, 이들 표들에서 보고된 누프 스크래치 임계값 (N) 및 평균 균열 폭 (㎛) 값으로부터 명백하다. 유리 A-C와 관련된 표 2 및 3의 데이터에서 명백한 바와 같이, 텍스쳐링된 영역을 갖는 물품 (즉, "텍스쳐링"으로 표시된 샘플)은, 텍스쳐링된 영역이 없는 물품 (즉, "융합" 및 "연마"로 표시된 비교 샘플)에 비해 개선된 내스크래치성을 보여준다. 게다가, 텍스쳐링된 영역을 갖는 물품은, 제한된 평균 최대 균열 폭으로 균열되고; 및 텍스쳐링된 영역이 없는 물품은, 더 큰 평균 최대 균열 폭으로 더 낮은 임계값 하중 수준에서 파손된다. 동일한 경향은 또한 IOX 처리에 적용된 물품과 IOX 처리에 적용되지 않은 물품의 비교에서도 관찰된다. 즉, IOX 처리에 적용된 물품은, IOX 처리에 적용되지 않은 물품과 비교하여 더 높은 임계값 수준 및 더 작은 평균 균열 폭에서 파손된다. 따라서, 텍스쳐링된 영역을 보유하고, IOX 처리에 적용된 물품은, 내스크래치성의 측면에서 최상의 성능을 보여준다.
이하, 도 8a를 참조하면, 광학 현미경 사진은, 누프 스크래치 시험을 거친 후, 표 2에서의 유리 C 조성물을 갖는 이온-교환된 샘플 (즉, 실. 3A-IOX, 실. 3B-IOX, 실. 3C-IOX, 비.실. 3-IOX 및 비.실. 3P-IOX)로 제공된다. 도 8에 나타낸 현미경 사진으로부터 명백한 바와 같이, 텍스쳐링된 영역을 갖는 샘플 물품은, 텍스쳐링된 영역이 결여된 샘플 (예를 들어, 6N 내지 7N; 및 평균 최대 균열 폭 > 100 ㎛)과 비교하여 상당히 더 높은 누프 스크래치 임계값 (예를 들어, 14N 내지 18N) 및 더 작은 평균 최대 균열 폭 (< 100 ㎛)을 보여준다. 유사하게, 도 8b에 나타내고, 누프 스크래치 시험을 통해 밝혀진 바와 같은, 평균 최대 균열 폭 (㎛) 대 파손 하중 (N)의 플롯은, 동일한 경향을 보여준다.
| 샘플 No. | 유리 | 에칭제 | 에칭제 농도 (wt.%) |
시간 (hr) |
IOX |
표면 조건 | 헤이즈 (%) |
누프 스크래치 임계값 (N) | 임계값에서 평균 균열 폭 (㎛) |
| 비.실. 1-IOX | C | N/A | N/A | N/A | 있음 | 융합 | 0 | 7 | 75 |
| 비.실. 1P-IOX | C | HCl | 5 | 13.5, 24 & 48 | 있음 | 연마 | 0 | 10 | 300 |
| 실. 1A-IOX | C | HCl | 5 | 13.5 | 있음 | 텍스쳐링 | 8.27 | 14 | 182 |
| 실. 1B-IOX | C | HCl | 5 | 24 | 있음 | 텍스쳐링 | 19.20 | 8 | 209 |
| 실. 1C-IOX | C | HCl | 5 | 48 | 있음 | 텍스쳐링 | 23.90 | 8 | 82 |
| 비.실. 2-IOX | B | N/A | N/A | N/A | 있음 | 융합 | 0 | 7 | 88 |
| 비.실. 2P-IOX | B | 시트르산 | 20 | 8, 13.5 & 24 | 있음 | 연마 | 0 | 9 | 113 |
| 실. 2A-IOX | B | 시트르산 | 20 | 8 | 있음 | 텍스쳐링 | 1.43 | 16 | 100 |
| 실. 2B-IOX | B | 시트르산 | 20 | 13.5 | 있음 | 텍스쳐링 | 19.10 | 16 | 109 |
| 실. 2C-IOX | B | 시트르산 | 20 | 24 | 있음 | 텍스쳐링 | 61.50 | 14 | 109 |
| 비.실. 3-IOX | A | N/A | N/A | N/A | 있음 | 융합 | 0 | 6 | 474 |
| 비.실. 3P-IOX | A | 시트르산 | 20 | 10, 13.5 & 16 | 있음 | 연마 | 0 | 6 | 319 |
| 실. 3A-IOX | A | 시트르산 | 20 | 10 | 있음 | 텍스쳐링 | 20.8 | 17 | 136 |
| 실. 3B-IOX | A | 시트르산 | 20 | 13.5 | 있음 | 텍스쳐링 | 41.9 | 14 | 79 |
| 실. 3C-IOX | A | 시트르산 | 20 | 16 | 있음 | 텍스쳐링 | 60.0 | 16 | 108 |
| 샘플 No. | 유리 | 에칭제 | 에칭제 농도 (wt.%) |
시간 (hr) |
IOX |
표면 조건 | 헤이즈 (%) |
누프 스크래치 임계값 (N) | 임계값에서 평균 균열 폭 (㎛) |
| 비.실. 1-nIOX | C | N/A | N/A | N/A | 없음 | 융합 | 0 | 3 | 280 |
| 비.실. 1P-nIOX | C | HCl | 5 | 13.5, 24 & 48 | 없음 | 연마 | 0 | 3 | 28 |
| 실. 1A-nIOX | C | HCl | 5 | 13.5 | 없음 | 텍스쳐링 | 8.27 | 3 | 200 |
| 실. 1B-nIOX | C | HCl | 5 | 24 | 없음 | 텍스쳐링 | 19.20 | 4 | 156 |
| 실. 1C-nIOX | C | HCl | 5 | 48 | 없음 | 텍스쳐링 | 23.90 | 3 | 52 |
| 비.실. 2-nIOX | B | N/A | N/A | N/A | 없음 | 융합 | 0 | 4 | 260 |
| 비.실. 2P-nIOX | B | 시트르산 | 20 | 8, 13.5 & 24 | 없음 | 연마 | 0 | 3 | 40 |
| 실. 2A-nIOX | B | 시트르산 | 20 | 8 | 없음 | 텍스쳐링 | 1.43 | 3 | 32 |
| 실. 2B-nIOX | B | 시트르산 | 20 | 13.5 | 없음 | 텍스쳐링 | 19.10 | 3 | 20 |
| 실. 2C-nIOX | B | 시트르산 | 20 | 24 | 없음 | 텍스쳐링 | 61.50 | 6 | 68 |
| 비.실. 3-nIOX | A | N/A | N/A | N/A | 없음 | 융합 | 0 | 4 | 280 |
| 비.실. 3P-nIOX | A | 시트르산 | 20 | 10, 13.5 & 16 | 없음 | 연마 | 0 | 3 | 44 |
| 실. 3A-nIOX | A | 시트르산 | 20 | 10 | 없음 | 텍스쳐링 | 20.8 | 4 | 160 |
| 실. 3B-nIOX | A | 시트르산 | 20 | 13.5 | 없음 | 텍스쳐링 | 41.9 | 5 | 240 |
| 실. 3C-nIOX | A | 시트르산 | 20 | 16 | 없음 | 텍스쳐링 | 60.0 | 7 | 340 |
실시 예 4
본 실시 예에서, 유리 A의 샘플은, 제조되고, 하기 표 4에 따라 특징화된다. 이들 샘플의 각각은, 다양한 시간 동안 95℃에서 20 wt.% 시트르산으로 에칭되어 표 4에 열거된 스크래치 거칠기 (Ra) 수준을 갖는 텍스쳐링된 영역이 얻어진다. 모든 샘플은 탈 이온수로 헹궈지고, 에칭 단계 후 실온에서 건조된다. 더욱이, 샘플은 그 다음 60℃에서 10분 동안 약 13의 pH를 갖는 알칼리 세정제를 사용하여 높은 pH 처리된 후, 탈 이온수로 헹궈지고 주위 온도 건조에 적용된다. 더욱이, 각각의 샘플은, 하기 조건에 따라 IOX 처리에 적용된다: (a) 380℃에서 4시간 동안 70 wt.% NaNO3 및 30 wt.% KNO3의 용융염 욕조에 침지; 및 (b) 380℃에서 40분 동안 93 wt.% NaNO3 및 7 wt.% KNO3의 용융염 욕조에 침지 (총괄하여, "실링 3D - 다양한 에칭 조건, IOX"로 표시된 모든 샘플). 마지막으로, 각각의 샘플은, 누프 스크래치 시험에 적용되고, 표 4에 누프 스크래치 임계값 (N) 값이 보고된다. 부가적으로, 도 9는, 표 4으로부터의 데이터, 즉, 누프 스크래치 임계값 (N) 대 표면 거칠기, Ra (㎚)의 플롯을 제공한다. 표 4 및 도 9로부터의 결과가 입증한 바와 같이, 증가하는 수준의 표면 거칠기를 갖는 (예를 들어, 도 1a에 나타낸 물품 (100b)과 일치하는 바와 같은) 텍스쳐링된 영역을 갖는 물품은, 증가하는 누프 스크래치 임계값 수준에 의해 분명히 나타난 바와 같은, 증가하는 수준의 내스크래치성을 나타낸다.
| 샘플 | 헤이즈 (%) | Ra (㎚) | 누프 스크래치 임계값 (N) | ||
| 실. 3D #1 | 0.001 | 1 | 9 | 10 | 10 |
| 실. 3D #2 | 0.14 | 9.78 | 12 | 14 | 16 |
| 실. 3D #3 | 0.83 | 17.5 | 9 | 16 | 16 |
| 실. 3D #4 | 1.39 | 21.6 | 9 | 16 | 16 |
| 실. 3D #5 | 7.98 | 44.04 | 14 | 16 | 16 |
| 실. 3D #6 | 7.86 | 44.6 | 16 | 16 | 18 |
| 실. 3D #7 | 12.98 | 55.2 | 18 | 18 | 22 |
| 실. 3D #8 | 16.6 | 62.76 | 18 | 18 | 20 |
| 실. 3D #9 | 21.5 | 70.87 | 20 | 20 | 22 |
많은 변화 및 변형이 본 개시의 사상 및 다양한 원칙을 실질적으로 벗어나지 않고 본 개시의 전술된 구체 예에 대해 이루어질 수 있다. 이러한 모든 변형 및 변화는, 본 개시의 범주 내에 여기에 포함되고, 다음의 청구범위에 의해 보호되는 것으로 의도된다.
Claims (26)
- 물품으로서,
두께, 주된 표면 및 상기 주된 표면으로부터 선택된 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 포함하는 유리-계 기판; 및
상기 주된 표면에 의해 한정된 텍스쳐링된 영역을 포함하며,
여기서, 상기 텍스쳐링된 영역은 적어도 10 ㎚의 표면 거칠기 (Ra)를 포함하고,
여기서, 상기 텍스쳐링된 영역은 2 미크론 미만의 평균 피쳐 크기를 갖는 복수의 노출된 피쳐를 포함하며,
여기서, 상기 물품은 적어도 9 뉴튼(N)의 누프 스크래치 임계값 (KST)를 포함하는, 물품. - 청구항 1에 있어서,
상기 유리-계 기판은 알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 및 포스포실리케이트 유리로 이루어진 군으로부터 선택되는, 물품. - 청구항 1에 있어서,
상기 텍스쳐링된 영역의 복수의 노출된 피쳐는 1 미크론 미만의 평균 피쳐 크기를 갖는, 물품. - 청구항 1에 있어서,
상기 텍스쳐링된 영역은, 50 ㎚ 내지 200 ㎚의 표면 거칠기 (Ra)를 포함하는, 물품. - 청구항 1에 있어서,
상기 물품은 0.1% 내지 100%의 헤이즈를 특징으로 하는, 물품. - 청구항 1에 있어서,
상기 물품은 5% 내지 65%의 헤이즈를 특징으로 하는, 물품. - 소비자 전자 제품으로서,
전면, 후면 및 측면을 갖는 하우징;
상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 제공되고, 적어도 컨트롤러, 메모리, 및 상기 하우징의 전면에 또는 인접하게 제공된 디스플레이를 포함하는, 전기 구성요소; 및
상기 디스플레이 위에 배치된 커버 기판을 포함하고,
여기서, 상기 하우징 또는 커버 기판의 일부 중 적어도 하나는, 청구항 1에 따른 물품을 포함하는, 소비자 전자 제품. - 물품으로서,
두께, 주된 표면 및 상기 주된 표면으로부터 선택된 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 포함하는 유리-계 기판; 및
상기 주된 표면에 의해 한정된 텍스쳐링된 영역을 포함하고,
여기서, 상기 물품은, 적어도 9 뉴튼(N)의 누프 스크래치 임계값 (KST)을 포함하며,
여기서, 상기 텍스쳐링된 영역은 2 미크론 미만의 평균 피쳐 크기를 갖는 복수의 노출된 피쳐를 포함하는, 물품. - 청구항 8에 있어서,
상기 유리-계 기판은, 알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 및 포스포실리케이트 유리로 이루어진 군으로부터 선택되는, 물품. - 청구항 8에 있어서,
상기 물품은, 9N 내지 18N의 누프 스크래치 임계값 (KST)을 포함하는, 물품. - 청구항 8에 있어서,
상기 물품은, 18N 내지 22N의 누프 스크래치 임계값 (KST)을 포함하는, 물품. - 청구항 8에 있어서,
상기 텍스쳐링된 영역의 복수의 노출된 피쳐는 1 미크론 미만의 평균 피쳐 크기를 갖는, 물품. - 청구항 8에 있어서,
상기 물품은, 0.1% 내지 100%의 헤이즈를 특징으로 하는, 물품. - 청구항 8에 있어서,
상기 물품은 5% 내지 65%의 헤이즈를 특징으로 하는, 물품. - 소비자 전자 제품으로서,
전면, 후면 및 측면을 갖는 하우징;
상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 제공되고, 적어도 컨트롤러, 메모리, 및 상기 하우징의 전면에 또는 인접하게 제공된 디스플레이를 포함하는, 전기 구성요소; 및
상기 디스플레이 위에 배치된 커버 기판을 포함하고,
여기서, 상기 하우징 또는 커버 기판의 일부 중 적어도 하나는, 청구항 8에 따른 물품을 포함하는, 소비자 전자 제품. - 3 이하의 pH를 갖는 제1 에칭제로 두께를 갖는 유리-계 기판의 초기 주된 표면을 에칭하는 단계로서, 여기서, 상기 에칭 단계는, 주위 온도 초과 및 100℃ 아래에서 수행되어, 유리-계 기판의 초기 주된 표면에 의해 한정된 다공성 용탈층을 형성하는, 에칭 단계;
상기 용탈층을 제거하고, 유리-계 기판의 주된 표면에 의해 한정된 텍스쳐링된 영역을 형성하기 위해 9 이상의 pH를 갖는 제2 에칭제로 유리-계 기판을 처리하는 단계로서, 여기서, 상기 처리 단계는 주위 온도 초과에서 수행되는, 처리 단계; 및
상기 주된 표면으로부터 선택된 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 형성하는 단계를 포함하며;
여기서, 상기 물품은, 적어도 9 Newtons(N)의 누프 스크래치 임계값 (KST)을 포함하고,
여기서, 상기 텍스쳐링된 영역은 2 미크론 미만의 평균 피쳐 크기를 갖는 복수의 노출된 피쳐를 포함하는, 물품을 제조하는 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 텍스쳐링된 영역은 적어도 10 nm의 표면 거칠기(Ra)를 포함하는, 물품을 제조하는 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 물품은 0.1% 내지 100%의 헤이즈를 특징으로 하는, 물품을 제조하는 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 압축 응력 영역을 형성하는 단계는 이온-교환 공정에 따라 수행되는, 물품을 제조하는 방법. - 물품으로서,
두께, 주된 표면 및 상기 주된 표면으로부터 선택된 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 포함하는 유리-계 기판; 및
상기 주된 표면에 의해 한정된 텍스쳐링된 영역을 포함하며,
여기서, 상기 텍스쳐링된 영역은 10 ㎚ 내지 100 nm의 표면 거칠기 (Ra) 및 2 μm 미만의 평균 피쳐 크기를 갖는 복수의 노출된 피쳐를 포함하고,
상기 물품은 적어도 9 뉴튼(N)의 누프 스크래치 임계값 (KST)를 포함하는, 물품. - 소비자 전자 제품으로서,
전면, 후면 및 측면을 갖는 하우징;
상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 제공되고, 적어도 컨트롤러, 메모리, 및 상기 하우징의 전면에 또는 인접하게 제공된 디스플레이를 포함하는, 전기 구성요소; 및
상기 디스플레이 위에 배치된 커버 기판을 포함하고,
여기서, 상기 하우징 또는 커버 기판의 일부 중 적어도 하나는, 청구항 20에 따른 물품을 포함하는, 소비자 전자 제품. - 물품으로서:
두께, 주된 표면 및 상기 주된 표면으로부터 선택된 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 포함하는 유리-계 기판; 및
상기 주된 표면에 의해 한정된 텍스쳐링된 영역을 포함하며,
여기서, 상기 물품은 적어도 9 뉴튼(N)의 누프 스크래치 임계값 (KST)를 포함하고,
여기서, 상기 물품은 200 ㎛의 최대 평균 균열 폭을 포함하는, 물품. - 소비자 전자 제품으로서:
전면, 후면 및 측면을 갖는 하우징;
상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 제공되고, 적어도 컨트롤러, 메모리, 및 상기 하우징의 전면에 또는 인접하게 제공된 디스플레이를 포함하는, 전기 구성요소; 및
상기 디스플레이 위에 배치된 커버 기판을 포함하고,
여기서, 상기 하우징 또는 커버 기판의 일부 중 적어도 하나는, 청구항 22에 따른 물품을 포함하는, 소비자 전자 제품. - 물품을 제조하는 방법으로서:
3 이하의 pH를 갖는 제1 에칭제로 두께를 갖는 유리-계 기판의 초기 주된 표면을 에칭하는 단계로서, 여기서, 상기 에칭 단계는, 주위 온도 초과 및 100℃ 아래에서 수행되어, 유리-계 기판의 초기 주된 표면에 의해 한정된 다공성 용탈층을 형성하는, 에칭 단계;
상기 다공성 용탈층을 제거하고, 유리-계 기판의 주된 표면에 의해 한정된 텍스쳐링된 영역을 형성하기 위해 9 이상의 pH를 갖는 제2 에칭제로 유리-계 기판을 처리하는 단계로서, 여기서, 상기 처리 단계는 주위 온도 초과에서 수행되는, 처리 단계; 및
상기 주된 표면으로부터 선택된 깊이까지 연장되는 압축 응력 영역을 형성하는 단계를 포함하며;
여기서, 상기 물품은, 적어도 9 Newtons(N)의 누프 스크래치 임계값 (KST)을 포함하고,
여기서, 상기 압축 응력 영역은 200 MPa 내지 800 MPa까지 범위의 압축 응력을 가지고 10 μm 내지 적어도 50 μm까지 범위의 선택된 깊이를 갖는, 물품을 제조하는 방법. - 청구항 24에 있어서,
상기 제1 에칭제는 시트르산 또는 염산인, 물품을 제조하는 방법. - 청구항 24에 있어서,
상기 압축 응력 영역을 형성하는 단계는 이온-교환 공정에 따라 수행되고,
여기서, 이온-교환 공정은:
100 중량% KNO3를 포함하는 용융 염 욕조에서 유리-계 기판을 침지시키는 단계를 포함하는, 물품을 제조하는 방법.
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