KR20100050456A - 유리 기능을 갖는 기판의 표면을 텍스쳐화하는 방법 및 텍스쳐화된 표면을 포함하는 유리 제품 - Google Patents
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Abstract
표면 구조화 즉, 유리 기능을 가진 기판의 적어도 한 부분의 표면 상에 특징적인 크기를 갖는 디자인의 적어도 한 시스템을 형성하기 위한 방법을 개시한다. 상기 방법은 증착된 재료의 적어도 하나의 전구체를 포함하는 용액이 대기압 화염 내에서 해리되고, 상기 화염은 마스크가 상기 기판 상에 재료로부터 만들어진 복수개의 노듈 형태로 증착되도록 상기 부분적 표면을 향하고, 상기 재료로부터 만들어진 마스크는 조각되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 표면 텍스쳐화(texturing), 특히 유리 제품의 표면 텍스쳐화 프로세스, 텍스쳐화된 유리 제품 및 그 사용에 관한 것이다.
재료의 텍스쳐화는 많은 기술 분야에서 이용가능하기 때문에 상당한 관심을 갖는다.
기하학적 특징부(geometric features)의 배열을 형성함으로써 재료의 조성 및 체적 특성을 변화시키지 않고, 새롭고 기발한 기능을 부여하는 것이 가능하다.
주기적으로 복제되는 특징부의 형성(writing)은 따라서 유리 제품에(유리 기판 또는 코팅 상에 직접적으로) 이미 이용되어 왔는데, 특히 라미네이션, 레이저 에칭 또는 화학적 에칭 기술에 의해 밀리미터 크기의 특징부 또는 심지어 밀리미터의 1/10 크기 정도의 유리 제품의 경우에 이용되어왔다.
더 작은 특징적인 치수, 특히 마이크론 또는 마이크론 이하(submicron) 크기의 너비 또는 주기를 구비한 특징부에 대해, 텍스쳐화 기술은 대부분의 경우 리소그래피 기술(광학 리소그래피, 전자 리소그래피 등)이며, 이러한 리소그래피 기술은 통합된 광학 구성요소를 제조하기 위한 마이크로전자공학(micronelectronic)에서 사용된다.
그렇지만 이러한 기술들은 하나 이상의 이유:
- 고비용;
- 느린 속도(스캐닝 동작) 및 복잡성(여러 단계를 포함);
- 제한된 특징부의 크기(파장에 의해);
- 구조화가능 표면의 작은 크기
로 인해, 벌크 유리 제품을 제조하기 위한 프로세스에 부적합하다.
더 최근에는, 일반적으로 엠보싱(embossing)이라 불리는 대안적인 기술이, 주기적으로 복제될 기본 특징부를 몰드(mould)로부터 유리 기판 상에 증착된 부드러운 코팅으로 전사하는데 사용되어 왔다.
이러한 코팅은 복제될 특징부를 지탱하는 평면 압착 주형(die)을 낮춤으로써(lowering) 텍스쳐화되며, 이것은 일반적으로 UV 하에서 또는 가열하여 고형화(frozen-in)된다.
일반적으로 부드러운 코팅은 무기 전구체의 졸-겔 프로세스에 의해 형성된 코팅이다.
이러한 방법은 통신 분야나 매우 다른 분야인 친수성 코팅을 구비한 유리분야를 위한 구성요소를 제조하는데 사용된다. 따라서 프랑스특허 FR 2 792 628은 요철(relief){돌기(protrusions), 크레이터 또는 주름(corrugations)}을 구비한 소수화된 졸-겔 제품을 몰딩함으로써 얻어진 소수성 유리를 교시한다.
리소그래피 프로세스와 비교하면 상기 기술은 매우 많은 이점을 갖는다.
비용의 면에서, 동일한 압착 주형이 여러 번 재사용될 수 있으며, 단일한 패턴으로부터 시작되기 때문에 많은 복제품을 발생시킬 수 있다.
제조 속도의 면에서, 상기 기술은 특징부를 나타내기 위한 단계들이 요구되는 다른 리소그래피 기술과는 달리, 단일 단계 프로세스이다.
특징부 크기의 면에서, 파장으로 특징부의 크기가 제한되는 광학 리소그래피와 달리, 압착 주형 상의 특징부의 크기가 필요한 특징부의 크기를 제한하는 주요 파라미터이다. 게다가 엠보싱 기술을 이용해서 1㎛ 미만의 크기와 1보다 큰 종횡비(특징부의 최대 깊이 대 최대 크기의 비율로 정의됨)를 구비한 특징부를 얻는 것은 매우 어려운 일이다.
평면 압착 주형을 이용하는 이러한 공지의 엠보싱 기술은 또한 효율성(제조 시간, 작업수의 제한)을 만족시키지 못하고, 크고, 단단하며 부서지기 쉬운(brittle) 표면, 예를 들면 유리 표면의 경우에 상기 엠보싱 기술의 성취도는 만족스럽지 못하다.
또한 국제특허출원 WO 02/02472는 유리 기능을 갖는 기판의 나노텍스쳐화 방법에 대해 개시하고 있으며, 상기 방법은 금속 노듈(nodule)로부터 형성된 마스크를 이용하는 방법에 의한 것이며, 상기 금속 노듈 주위로 기판이 플루오르화된 플라즈마 프로세스에 의해 에칭된다.
이러한 나노텍스쳐화 프로세스의 주요 단점은 단일한 특징부 크기 규모가 얻어질 수 있다는 것 즉, 텍스쳐가 특정 크기만을 갖는 이상 생성물(excrescences)로 만들어진다는 사실에 있다. 이러한 이상 생성물의 특징적인 크기는 전체 표면에 걸쳐 동일하고, 그로 인해 여러 규모의 텍스쳐를 형성할 수 없다.
게다가, 이러한 프로세스의 수행은 일련의 독립적 단계(진공 증착 및 에칭 단계의 교번)를 포함하며, 상기 단계들 사이에서 대기압에서의 가열 및 세정 단계가 수행된다. 이러한 다른 압력(진공 하에서 및 대기압에서)에서의 일련의 단계는 본질적으로 값비싸고 주로 산업적 규모의 제조 즉, 큰 기판에 대한 제조를 단순화 하지 않는다.
따라서 본 발명의 주제는 유리 기능을 갖는 텍스쳐화된 기판을 제조하기 위한 효과적인 프로세스이며, 상기 프로세스는 낮은 비용 및/또는 설계의 단순화 및/또는 임의의 영역 크기 및 특징부의 크기에 대한 적합성의 산업적 요건에 적합하다.
본 프로세스의 목적은 또한 이용 가능한 유리 기능을 갖는 텍스쳐화된 기판의 범위를 확장하는 것이며, 특히 새로운 기능 및/또는 용도의 새로운 기하구조를 얻기 위한 것이다.
상기 목적을 위해서, 본 발명은 우선 표면 텍스쳐화 프로세스를 제공하는데, 이것은 즉 유리 기능을 갖는 기판의 적어도 한 표면 부분 상에 특징적인 치수를 갖는 적어도 하나의 특징부의 배열을 형성하기 위한 프로세스로서, 증착될 재료의 적어도 하나의 전구체를 포함하는 용액이 대기압의 화염 내에서 해리되고, 상기 화염은 마스크를 증착하기 위해서 상기 표면 부분을 향하고, 상기 재료를 기재로 하는 복수의 노듈의 형태이며, 상기 재료의 상기 마스크는 에칭 단계를 거친다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 하나 이상의 후술되는 배열(arrangement)이 또한 선택적으로 제공될 수 있다:
- 대기압 플라즈마에 의해 보조되는 에칭 단계;
- 진공 플라즈마에 의해 보조되는 에칭 단계;
- 기판의 표면 부분을 적당한 온도인 350℃ 미만, 바람직하게는 300℃ 미만으로 예열하는 것;
- 상기 재료의 전구체를 화염 내에 분사의 형태로 주입하는 것;
- 상기 재료의 마스크가 제2 재료를 기재로 하는 적어도 하나의 코팅으로 사전-코팅된 기판의 표면 부분 상에 증착되는 것;
- 상기 재료의 마스크가 아무처리도 하지 않은(bare) 기판의 표면 부분 상에 증착되는 것;
- 기판과 화염 사이에서 상대적인 움직임이 확립되는 것;
- 움직임이 재현성(reproducibility)을 보장하기 위하여 일정한 속도일 수 있거나, 여러 특징부를 얻기 위한 하나 이상의 조절된 가변적 속도를 가질 수 있는 것.
이제 본 발명은 비제한적인 실시예 및 도면에 의해 더욱 상세하게 기술될 것이다
본 발명에 따른 텍스쳐화 프로세스는 쉽게 자동화되고, 다른 기판 변화 단계와 결합될 수 있다. 본 프로세스는 또한 제조 라인을 단순화시킨다.
본 프로세스는 체적 및/또는 규모가 큰 기판, 특히 전자산업 또는 건물 또는 자동차 산업을 위한 유리 제품, 특히 글레이징의 제조에 적합하다.
마땅히 제조 파라미터(기판 온도, 기판/화염 거리, 통과 속도, 전구체의 특성, 전구체의 농도)가 유리 기능을 갖는 기판의 특성에 따라, 더욱 특히 프로세스의 열적 및 화학적 응력을 견디는 기판의 능력에 따라, 특징부의 바람직한 종횡비에 따라 및/또는 특징부의 바람직한 밀도에 따라 조절된다.
본 발명의 문맥 내에서, "유리 기능을 갖는 기판"이라는 기재는 광물성 유리(소다-라임-실리카 유리, 붕규산 유리, 유리-세라믹 등) 및 유기성 유리(폴리우레탄 또는 폴리카보네이트와 같은 열가소성 폴리머) 모두를 의미하도록 이해된다.
유리 기능을 갖는 기판은 투명하고, 특히 적어도 70 내지 75%의 총 광 투과도를 갖는다.
유리 기능을 갖는 기판은 또한 틴티드(tinted) 유리이거나 흡수성 유리일 수 있다.
유리 기능을 갖는 기판의 조성에 관해, 응용에 유용한 스펙트럼 부분에서, 일반적으로 380 내지 1200㎚의 범위의 스펙트럼에서, 0.01㎜-1 미만의 선형 흡수도를 갖는 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 저철분(extra-clear) 기판 즉, 380 내지 1200㎚ 파장 범위를 갖는 스펙트럼 내에서 0.008㎜-1 미만의 선형 흡수도를 갖는 기판을 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면 Saint-Gobain glass社에 의해 Diamant(등록상표)라는 상표명으로 판매된 유리가 선택될 수 있다.
유리 기능을 갖는 기판은 단일층(monolithic), 적층 또는 이원구성(bicomponent) 기판일 수 있다. 텍스쳐화 후에, 제품은 또한 다양한 유리 변환 작업{강인화(toughening), 성형화(shaping), 적층 등}이 처리될 수 있다.
기판은 예를 들면 광물성 유리의 경우에 0.1㎜ 정도 또는 유기성 유리의 경우에 약 1㎜ 정도로 얇거나, 예를 들면 수 ㎜ 또는 심지어 ㎝이상으로 더 두꺼울 수 있다.
본 발명에 따른 기판의 텍스쳐화 이전에, 표면은 반드시 매끄럽지 않고, 텍스쳐화된 형태를 가질 수 있거나 이미 텍스쳐화 프로세스를 처리하고자 의도된 적어도 하나의 코팅으로 코팅되었을 수 있다. 비제한적인 예로서, 상기 코팅은 실리카의 코팅, 산화 티타늄의 코팅, 주석 산화물로 선택적으로 도핑된 코팅, 아연 산화물(도핑되거나 되지 않거나)의 코팅, 옥시질화물 또는 옥시탄화물의 코팅, (SiCO, SiON 등), DLC(금강석류 탄소) 군의 코팅 등일 수 있다.
이러한 코팅은 유리 기판 상에 다중층 스택의 일부를 형성할 수 있다.
이러한 코팅은 광물성, 유기, 특히 금속 또는 산화물 입자로 채워진 중합성 또는 혼성 코팅일 수 있다. 이러한 코팅은 또한 유리 특성을 갖고 바람직하게는 투명하고 밀도가 있거나 {중간(meso)}다공성일 수 있다.
화염 내에서 재료의 전구체의 해리로부터 초래된 노듈의 분리된 마스크는, 크기(너비 및 높이) 및/또는 배향(orientation) 및/또는 거리가 다른 특징부를 구비한 여러 영역을 가질 수 있다.
바람직하게는 마스크의 재료는 열 효과 하에서 디웨팅(dewetting;탈젖음) 특성을 나타내는 재료들로부터 선택된다. 어느 정도까지, 마스크를 구성하는 재료는 유리 기능을 갖는 기판을 형성하는 재료와의 친화력을 소유하지 못하도록 하는 표면 에너지를 갖는다. 따라서 상기 마스크의 재료는 자체적으로 사용되거나 합금으로서 사용되는 금속 예를 들면 은 또는 금 또는 니켈일 수 있거나, 무기 재료 또는 유기 재료 또는 혼성 재료 또는 금속 산화물일 수 있다.
바람직하게는 마스크의 재료는, 선택된 에칭 조건 하에서 유리의 에칭 속도와 다르고, 바람직하게는 더 느린 에칭 속도를 갖는 재료로부터 선택된다. 마스크 재료의 에칭 속도가 유리의 에칭 속도보다 더 빠르다면, 상기 재료가 유리형 기판의 에칭의 마지막까지 제대로 유지되도록 하는 마스크 두께가 선택될 필요가 있다.
의도된 텍스쳐화에 따라, 이러한 프로세스는 완벽한 기하학적 형상을 초래할 필요는 없다. 특히 날카로운 각을 갖는 특징부나 둥근 각을 가진 특징부는 필요한 성능을 손상시키지 않고 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 텍스쳐화 프로세스는 또한, 가능한 더욱 큰 표면 상에 가능한 더욱 작은 특징적인 특징부 크기를, 텍스쳐화 결함에 대한 허용 가능한 오차를 구비하고 즉, 필요한 성능을 손상시키지 않으면서 성취하는 것이 가능하도록 한다.
제조 프로세스는 부서지기 쉬운 재료의 텍스쳐화를 가능하게 만들고, 커다란 유리 기판에 새로운 기하구조를 발생시킨다.
도 1은 C-CVD 기술에 의해 증착된 은 노듈로 코팅된 기판의 SEM 사진.
도 2는 C-CVD 기술에 의해 증착된 은 노듈로 코팅된 기판이 기능화(functionalization) 단계 처리된 SEM 사진.
도 3은 진공 하에서 증착 및 기능화 단계가 수행된 것 외에는 도 2의 SEM 사진과 동일한 기판의 SEM 사진.
도 2는 C-CVD 기술에 의해 증착된 은 노듈로 코팅된 기판이 기능화(functionalization) 단계 처리된 SEM 사진.
도 3은 진공 하에서 증착 및 기능화 단계가 수행된 것 외에는 도 2의 SEM 사진과 동일한 기판의 SEM 사진.
한 유리한 실시예에서, 특징부의 특징적인 치수, 특히 특징부의 너비가 1㎜ 미만, 바람직하게는 100㎛ 미만 및 심지어 더욱 바람직하게는 500㎚미만이다.
텍스쳐화는 대기압-플라즈마-보조 에칭 프로세스가 굴곡지거나 평면인 기판의 표면 부분에 사용된다면, 연속적으로 수행되는 것이 유리할 수 있으며, 상기 기판은 0.1㎡ 이상, 바람직하게는 0.5㎡ 이상 및 심지어 더욱 바람직하게는 5㎡이상인 영역에 유리 기능을 구비한다. 특히 제품의 너비는 1m 이상일 수 있다.
그렇지만 진공 플라즈마-보조 에칭의 경우에는 프로세스에 중단이 발생한다.
텍스쳐화는 유리 기능을 갖는 기판(즉, "아무처리도 하지 않은" 기판) 상에 직접적으로 또는 기판에 부착된 표면 코팅 상에 수행될 수 있으며, 그로 인해 이러한 코팅이 텍스쳐화된다.
이러한 코팅의 두께는 특징부의 최대 깊이 이상인 것이 유리하다. 심지어 본 발명의 이러한 구성에서, 유리 기능을 갖는 기판은 본질적으로 단단함을 유지한다.
유리 기능을 갖는 기판의 표면 부분은 국부적인 가열, 특히 하나 이상의 레이저 또는 플라즈마 토치(torch)를 이용하여 변형되도록 할 수 있다. 이러한 기판은 광물성 또는 예를 들면 PMMA 또는 PC(폴리카보네이트)로 만들어진 유기성이다.
본 발명에 따른 프로세스는 유리 요소 및/또는 제품, 특히 광물성 유리를 제조하는 라인(line)에 병합될 수 있는데, 예를 들면 상기 프로세스는 플로트(float) 라인, 압연(rolling) 라인 또는 수평 연신 라인의 하류, 또는 음극 스퍼터링 증착 라인(마그네트론 라인)의 하류, 또는 후속적인 작업에 설치될 수 있다.
마스크가 증착된 이후에 특징부를 형성하기 위해서, 에칭 마스크를 형성하는 재료로 덮인 유리형 기판에 임의의 에칭 프로세스 및 바람직하게는 건식(특히 플라즈마-보조, 대기압 또는 진공) 에칭 기술에 의한 에칭 단계가 처리된다.
이러한 에칭으로부터 초래된 특징부는 공동의 형태 및/또는 상승된 특징부의 형태일 수 있고, 가늘고 긴 형태(elongate), 특히 상호 평행 및/또는 일정 간격으로 이격된(주름, 지그-재그 등) 형태일 수 있다. 게다가 특징부는 비스듬할 수 있다.
텍스쳐화는 예를 들면 돌기부, 특히 사방 정계형(prismatic) 돌기부의 배열, 및/또는 가늘고 긴 특징부, 특히 직사각형, 삼각형, 사다리꼴, 원형 또는 불규칙한 단면의 배열을 형성한다.
특징부는 주기적, 가(pseudo)-주기적, 유사-주기적 또는 임의적일 수 있다.
표면은 여러 번, 바람직하게는 연속적으로 텍스쳐화될 수 있고, 특징부 자체가 텍스쳐화될 수도 있다.
예를 들면 대상이 초소수성 표면을 제조하기 위한 것이라면, 원뿔 또는 다각형 단면의 주요 특징부가 소수도를 향상시키기 위해서 원뿔 또는 다각형 (부)특징부에 의해 텍스쳐화될 수 있다{로투스(Lotus) 효과}.
유리 기능을 갖는 상기 기판의 두 주요 표면은 동시에 또는 연속적으로 유사하거나 다른 특징부로 텍스쳐화될 수 있다.
프로세스는 또한 증착된 코팅을 기능화하기 위하여 텍스쳐화된 표면 상에 코팅을 증착하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 증착 단계 이후에, 이러한 새로운 텍스쳐화된 코팅에 제2 텍스쳐화 단계가 처리될 수 있으며, 이것은 새로운 기능성화를 초래할 수 있다.
변형으로서, 텍스쳐화된 표면 상에 이러한 코팅의 증착은 복수개의 중첩된 층들의 증착으로 구성되며, 상기 증착된 층들 중 적어도 한 층은 텍스쳐화될 수 있으며, 그로 인해 유리 기능을 갖는 기판에 기능성화된 다중층 스택을 제공한다.
본 발명은 또한 상술된 프로세스에 의해 얻어질 수 있는 유리 기능을 갖는 기판도 포함한다.
유리 기능을 갖는 이러한 기판은 모든 상술된 이점(낮은 제조비용, 특징부의 균질성 등)을 갖는다.
특징적인 치수 중 적어도 하나, 특히 특징부의 너비는 바람직하게는 1㎜ 미만, 더욱 바람직하게는 100㎛ 미만 및 심지어 더욱 바람직하게는 500㎚ 미만이고, 특징부의 배열은 바람직하게는 0.1㎡ 초과, 심지어 더욱 바람직하게는 0.5㎡ 이상인 영역에 걸쳐 확장한다.
텍스쳐화된 유리 제품은 전자산업 또는 건물 또는 자동차에서의 용도를 위해 만들어질 수 있다. 특히 평면 스크린(반사 편광 및 투명 전극을 구비한)을 위한 제품, 특히 글레이징 제품, 건물 및 자동차를 위한 제품, 조명{빛 가이드(light guide)}를 위한 제품 및 변형된 젖음(wetting) 특징을 구비한 제품(초소수성 및 초친수성 제품)이 언급될 수 있다.
특징부의 배열은 3D 배열 또는 더욱 구체적으로는 2D 배열일 수 있으며, 특징부의 특징적인 치수 중 하나는 표면의 바람직한 방향과 거의 동일하다.
편평한 표면에 대한 반대 면 상의 표면도 또한 텍스쳐화 되고/되거나 기능성 코팅으로 덮여있을 수 있다. 플로트 유리의 경우에, 대기(atmospheric) 면 또는 주석 면이 텍스쳐화될 수 있다.
텍스쳐화에 연관된 기능 및 특성은 하기의 특징적인 치수에 따른다:
- 특징부의 높이 (h) (복수개의 높이의 경우에는 최대 높이) 및 특징부의 너비 (w)(복수개의 너비의 경우에는 최대 너비), 특히 h/w 비; 및
- 특징부들 사이의 거리 (d)(복수개의 거리의 경우에는 최대 거리) 및 특히 w/d 비, 또는 간격(pitch)(p) 즉, 너비와 거리의 합 (w+d).
본 발명에서,
- 거리 (d)는 10㎚ 내지 1㎜ 사이, 바람직하게는 10 내지 500㎚ 사이이고;
- 너비 (w)는 10㎚ 내지 1㎜ 사이, 바람직하게는 10㎚ 내지 10㎛ 사이이고;
- h/w 비 즉, 종횡비는 10이하
인 것이 바람직하다.
특징적인 치수의 하나, 일부 또는 전체는 마이크론 또는 마이크론 이하 크기 또는 심지어 나노미터 크기를 갖는 것이 바람직할 수 있다.
표면 텍스쳐화는 물리-화학적(physico-chemical) 변형, 특히 표면 에너지 변형일 수 있다. 젖음성을 변형시키기 위해서, 특징부의 크기 범위가 1㎛까지 작아질 수 있다.
본 발명의 다른 세부사항 및 이점은 실시예를 통해 명백해질 것이다.
실시예 1:
연소 CVD (CCVD)에 의한 Ag 노듈의 제조:
서셉터(susceptor) 온도: 80℃
노즐 아래의 통로의 수: 10
화염/시료 거리: 10㎜
전구체: 수용성 질산은 용액
전구체 농도: 0.5 mol/ℓ
분사용(nebulizing) N2 흐름 속도: 1.7 slpm
희석 N2 흐름율: 13.6 slpm
상기에 따라 나노미터 크기의 노듈이 얻어졌으며, 이러한 노듈은 20㎚ 내지 200㎚ 사이의 직경을 갖고 표면에 걸쳐 균일하게 분포되었다. 도 1을 참조할 수 있다.
실시예 2:
CCVD 기술에 의해 증착되고 대기압 플루오르화된 플라즈마로 처리된 은 노듈로 덮인 유리 표면의 처리(도 2 참조).
헬륨에서 발생된 캐피시티브(capacitive) 방전을 기재로 하는 SurfX Technologies社에 의해 판매된 Atomflow(등록상표) 공급원(5㎝ 직경)이 기판의 하부를 향해 송풍된다( "원거리" 또는 "후-방전" 모드). 기체가 수 ㎜로 이격된 두 개의 관통된 알루미늄 전극을 통과했다. 전극들 중 하나(다른 전극은 접지됨)에 가해진 13.56MHz인 RF(무선주파수) 신호에 의해 여기되었다.
HE(90 slpm)/O2(1slpm)/CF4(1slpm) 혼합물이 사용되었다.
은 노듈 마스크를 에칭한 이후에 얻어진 텍스쳐는 크기가 수 ㎚ 내지 수십 ㎚인 돌기부이며, 상기 돌기부는 수 ㎚ 내지 수십 ㎚ 범위의 거리로 이격되고, 1인 최대 종횡비를 갖는다.
텍스쳐화된 기판은 그 후에 소수성 용액(FAS7류 과플루오르화 분자)에 의해 기능화되었는데, 상기 소수성 용액은 슈퍼하이드로빅(superhydrobic) 효과를 얻기 위해 와이핑(wiping)에 의해 가해졌다.
적합한 에칭 조건을 선택함으로써, 적당한 헤이즈(haze)를 구비한 슈퍼하이드로빅 시료{물의 접촉각(contact angle)=138˚}를 얻는 것이 가능하다. 나노텍스쳐화되지 않은 동일한 시료의 접촉각은 단지 110˚이다.
실시예 3(도 3 참조)
Saint-Gobain Glass France社에 의해 "Planilux"라는 제품명으로 판매된 두께가 0.7㎜인 맑은 플로트 유리(clear float glass) 시트 한 장에, 본 발명의 목적에 대한 공지의 임의의 증착 기술을 사용해서 두께가 110㎚인 ITO의 코팅이 제공되었으며, 임의의 적합한 기술(플라즈마-향상된 마그네트론 스퍼터링, 열분해, 플라즈마-향상된 CVD, 졸-겔 등)에 의해 두께가 100㎚인 SiO2막이 후속적으로 제공되었다.
두께가 15㎚ Ag 막이 마그네트론 스퍼터링에 의해 진공 증착되었다. 이러한 Ag 막은 그 후에 9 mTorr의 진공 하에서 30분 동안 300℃에서의 열처리에 의한 디웨팅 프로세스로 처리되었다. 그로 인해 Ag 노듈이 SiO2 막 상에 형성되었다.
그로 인해 형성된 기판은 후술하는 작업 조건하에서 반응성 이온 에칭 처리되었다. 음극에 DC 전류가 공급되었으며, 13.56 MHz로 설정된 무선주파수 발생기에 연결됨으로써 ITO 전도성 하부층이 바이어스되었다. SF6은 75 mTorr의 압력에서 플라즈마 기체로서 사용되었다. 전력은 0.106 W/㎠이었으며, 처리 지속시간은 250초였다.
상온에서 1M의 수용성 HNO3 용액 내에서의 하룻밤 동안의 침지는 이전 에칭 단계에서 에칭되지 않은 Ag 노듈의 부분을 제거하는 효과를 가졌다.
주사 전자 현미경 하에서 배율 50,000으로 15˚각도에서 관찰된 수득된 기판이 첨부된 도3에서 확인된다. 이상성장물의 형성이 관찰되었으며, 상기 이상성장물의 적어도 80%는 70 내지 200㎚ 사이의 높이, 50 내지 400㎚ 사이의 평균 직경을 갖고, 이웃하는 이상생성물들 사이의 거리 중 적어도 80%는 1 내지 500㎚ 사이이다. 이러한 이상생성물은 기판의 주 평면에 직각인 축을 갖고, 20˚미만의 작은 꼭지점 반각을 구비한 직각-절두원추(right truncated cones)로서 정의될 수 있다.
퍼플루오로옥틸에틸트리클로로실란(C10F17H4SiCl3) 단층이 본원 발명의 기판 상에 진공 하에서 진공-그라프트되었다.
피펫에 의해 물방울 체적을 각각 증가시키거나 감소시킴으로써 전진각(advancing angle) 및 후진각(receiving angle)은 각각 165˚ 및 122˚였으며, 이는 초소수성 거동에 대응한다. 게다가 92.8%의 광투과와 4% 미만의 헤이즈가 Hazequard XL 211 장치에 의해 측정되었다.
Claims (15)
- 표면 텍스쳐화(texturing) 프로세스 즉, 유리 기능을 갖는 기판의 적어도 한 표면 상에 특징적인 치수를 구비한 적어도 하나의 특징부(feature)의 배열의 형성을 위한 프로세스로서,
증착될 재료의 적어도 하나의 전구체를 포함하는 용액이 대기압 화염 내에서 해리되고, 상기 화염은 상기 재료를 기재로 한 복수개의 노듈 형태인 마스크를 증착하기 위하여 상기 표면 부분을 향하고, 상기 재료의 상기 마스크에 에칭 단계가 처리되는 것을 특징으로 하는, 표면 텍스쳐화 프로세스. - 제1항에 있어서, 상기 에칭 단계는 대기압 플라즈마에 의해 보조되는 것을 특징으로 하는, 표면 텍스쳐화 프로세스.
- 제1항에 있어서, 상기 에칭 단계는 진공 에칭 기술 특히 플라즈마에 의해 보조되는 것을 특징으로 하는, 표면 텍스쳐화 프로세스.
- 제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 기판의 표면 부분은 350℃ 미만, 바람직하게는 300℃ 미만의 적당한 온도로 예열되는 것을 특징으로 하는, 표면 텍스쳐화 프로세스.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료의 전구체는 화염 내에 분사의 형태로 주입되는 것을 특징으로 하는, 표면 텍스쳐화 프로세스.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료의 마스크는 제2 재료를 기재로 하는 적어도 하나의 코팅으로 사전-코팅된 기판의 표면 부분 상에 증착되는 것을 특징으로 하는, 표면 텍스쳐화 프로세스.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료의 마스크는 아무처리도 하지 않은 기판(bare substrate)의 표면 부분 상에 증착되는 것을 특징으로 하는, 표면 텍스쳐화 프로세스.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 기판과 화염 사이에서 상대적인 움직임이 확립되는 것을 특징으로 하는, 표면 텍스쳐화 프로세스.
- 제8항에 있어서, 상기 움직임은 재현성(reproducibility)을 보장하기 위한 일정한 속도 이거나, 여러 구조를 얻기 위한 조절된 하나 이상의 가변적인 속도를 가질 수 있는 것을 특징으로 하는, 표면 텍스쳐화 프로세스.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 특징부의 적어도 하나의 특징적인 치수는 1㎜ 미만이고 바람직하게는 마이크론 또는 마이크론 이하 크기이거나 심지어 나노미터 크기인 것을 특징으로 하는, 표면 텍스쳐화 프로세스.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 텍스쳐화은 돌기부(projection)의 배열, 특히 사방정계형(prismatic) 또는 원추형 돌기부의 배열, 및/또는 가늘고 긴 특징부, 특히 직사각형 또는 삼각형 단면의 배열을 형성하고, 상기 특징부는 선택적으로 비스듬한 것을 특징으로 하는, 표면 텍스쳐화 프로세스.
- 유리 기능을 갖는 기판으로서,
상기 기판은 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항을 따른 방법에 의해 얻어질 수 있는, 유리 기능을 갖는 기판. - 제12항에 있어서, 한 특징적인 치수 (w)는 마이크론 또는 마이크론 이하 크기인 것을 특징으로 하는, 유리 기능을 갖는 기판.
- 제12항 또는 제13항에 있어서, 특징부는 높이(h), 너비(w) 및 거리(d)에 의해 정의되고, 상기 거리(d)는 10㎚ 내지 1㎜ 사이에서 선택되며 종횡비(h/w)는 10이하이도록 선택되는 것을 특징으로 하는, 유리 기능을 갖는 기판.
- 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 기능을 갖는 기판은 건물 또는 자동차에서 사용되도록 의도되거나 소수성 또는 친수성 글레이징인 것을 특징으로 하는, 유리 기능을 갖는 기판.
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