KR20180070679A - 내-자외선 제품 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내-자외선 제품은: 유리 또는 유리-세라믹 조성물 및 제1 및 제2 주 표면을 갖는 기판; 약 10㎚ 내지 약 100㎚의 두께 및 약 100㎚ 내지 약 380㎚의 파장에서 50%를 초과하는 흡수율을 갖는 자외선-흡수 요소; 및 플라스마-강화 공정으로 형성된 유전체 스택을 포함한다. 더욱이, 자외선-흡수 요소는, 기판과 유전체 스택 사이에 존재한다. 선택적으로, 자외선-흡수 요소는, 제1 주 표면 위에 유전체 스택 내에 배치된 하나 이상의 내-자외선 층을 포함할 수 있다.
Description
본 출원은, 2015년 10월 22일자로 출원된 미국 가 특허출원 제62/24,4816호의 우선권을 주장하며, 이의 전체적인 내용은 여기에 참조로서 혼입된다.
본 발명은, 일반적으로 유리 및 유리-세라믹 제품에 대한 자외선 (UV) 보호에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는, 여기에 기재된 다양한 구체 예는, UV-관련 공정 (예를 들어, 플라스마-강화 코팅 침착)과 연관된 부정적인 영향 (예를 들어, 변색)으로부터 보호를 제공하도록 구성된 구조를 갖는 유리 및 유리-세라믹 제품에 관한 것이다.
소비자 제품에 사용되는 유리 및 유리-세라믹 기판은, 몇 가지 다른 관심의 고유한 특성들을 가질 수 있다. 어떤 적용들에서, 기판의 기계적 특성은, 특히 중요하다. 기판의 광학 특성은, 다른 적용들에서 중요성을 갖는다. 대부분의 적용에서, 기판은 기계적, 광학적, 열적, 및 많은 다른 바람직한 속성을 포괄하는 적절한 특성의 조합으로 구성된다.
몇몇 디스플레이 장치 적용을 포함하는, 어떤 개발 프로그램에서, 유리 및 유리-세라믹 물질의 표준 세트 (standard set)는, 기판에 대한 출발점으로 사용될 수 있다. 이 물질의 세트는, 설정된 세트의 기계적 특성을 가질 수 있다. 따라서, 개발 사업은, 적용의 필요성을 염두에 두고 기판의 광학 특성의 개선을 강조할 수 있다. 예를 들어, 어떤 조명하에서 이들 기판과 관련된 광 손실, 광학 반사율, 투과율 및 색 지각 (color perception)을 향상시키기 위한 노력은 만들어질 수 있다.
기판상에 침착되거나 또는 그렇지 않으면 형성된 코팅은, 종종 기판과 관련된 광학 특성을 변화시키고 및 향상시키도록 최적화되고 구성된다. 몇몇 코팅은, 단일 층의 어떤 물질을 사용하여 매우 단순할 수 있지만, 몇몇 다른 코팅은 수백 층들의 몇 가지 물질로 상당히 복잡할 수 있다. 층들의 코팅 설계 및 수와 관계없이, 기판 특성 (예를 들어, 가시 파장에서의 광 투과율, 색 지각, 등)이, 코팅 침착 공정 동안 또는 후에 인지할 수 있게 변화되지 않아야 하는 것으로 일반적으로 기대된다. 이러한 가정 이면의 추론 과정은, 설계 공정에서, 기판 파라미터 및 물질 파라미터를 잘 알아야 특정 적용에 대해 원하는 결과를 목표로 정할 수 있다는 점이다.
다른 개발 프로그램에서, 적용은, 공지의 물질 시스템 및 공정으로 일반적으로 얻을 수 없는, 매우 두꺼운 보호 코팅 (예를 들어, 내-스크래치성 층)을 갖는 유리 또는 유리-세라믹 기판과 관련된 특정 광학 특성 (예를 들어, 매우 높은 광학 투과도 및 매우 낮은 색 변화)을 요구할 수 있다. 즉, 2차 코팅을 통해 기판 내구성에서 큰 증가를 제공하기 위한 공지된 접근법은, 종종 어떤 기판 광학 특성의 손실과의 교환을 초래한다.
좀 더 일반적으로, 어떤 유리 및 유리-세라믹 기판은, 2차 가공과 관련하여 광학 특성 변화를 경험할 수 있다. 예를 들어, 자외선-보조 코팅 침착 공정의 형태의 2차 가공은, 기초를 이루는 유리 및 유리-세라믹 기판에서 실리케이트 결합을 파괴할 수 있거나 재편성할 수 있다. 이들 결합 구조 변화는, 유리 네트워크 및 이의 굴절률에 영향을 미친다. 더욱이, 이들 결합 구조 변화는, 유리 또는 유리-세라믹 기판의 광학 특성에 영향을 미칠 수 있는, 유리에서 결함의 형성을 유도할 수 있다.
이들 고려사항을 고려하여, 자외선-보조 코팅 침착 공정을 포함하는, 2차 가공으로부터의 손상 및 특성 변화에 덜 민감한 유리 및 유리-세라믹 기판-함유 제품 및 서브어셈블리 (subassemblies)를 활용하는 설계 접근법 및 이를 갖는 제품에 대한 필요성이 존재한다. 내-자외선 제품 및 서브어셈블리는, 플라스마-강화 코팅 침착과 같은, UV-보조 2차 가공을 사용하는 적용 개발 프로그램에서 좀 더 효과적으로 활용될 수 있다. 유사하게, 내-자외선 제품 및 서브어셈블리는 또한, 2차 가공으로부터의 손상에 좀 더 민감한 종래의 기판으로 얻을 수 없는 (예를 들어, 두꺼운 내-스크래치성 층을 통한) 우수한 기계적 성질을 얻는데 최적화될 수 있다. 본 개시가 지향하는 점은, 이러한 기술의 제공에 있다.
내-자외선 제품 및 서브어셈블리, 특히 UV-보조 2차 가공 기술과 관련된 UV 손상에 내성이 있는 제품 및 서브어셈블리는 여기에 기재된다.
본 개시의 하나의 관점에 따르면, 내-자외선 제품은 제공되며, 상기 제품은: 유리 또는 유리-세라믹 조성물, 약 0.2mm 내지 약 1.2mm의 기판 두께, 및 제1 및 제2 주 표면을 갖는 기판; 약 10㎚ 내지 약 100㎚ (또는 약 10㎚ 내지 약 500㎚)의 두께 및 약 100㎚ 내지 약 300㎚ (또는 약 100㎚ 내지 약 380㎚)의 파장에서 50% 초과의 흡수율 (absorptivity)를 갖는 자외선-흡수 요소 (ultraviolet light-absorbing element); 및 플라스마-강화 공정으로 형성된 유전체 스택 (dielectric stack)을 포함한다. 더욱이, 상기 자외선-흡수 요소는, 기판과 유전체 스택 사이에 있다.
전술한 관점의 어떤 실행에서, 유전체 스택은, 제1 주 표면 및 자외선-흡수 요소 위에 제1 및 제2 유전체 층을 포함하고, 상기 층들은 다른 굴절률 값을 특징으로 한다. 이들 실행의 몇몇에 따른, 유전체 스택은, 교대 순서 (alternating sequence)의 제1 및 제2 유전체 층을 포함한다. 각 층의 두께에 의존하여, 상기 순서는, 한 세트의 층으로부터 이러한 층들의 수백 개 이상까지 될 수 있다.
본 개시의 부가적인 관점에 따르면, 내-자외선 제품은 제공되며, 상기 제품은: 유리 또는 유리-세라믹 조성물, 약 0.2 mm 내지 약 1.2 mm의 기판 두께, 및 제1 및 제2 주 표면을 갖는 기판; 상기 제1 주 표면 위에 플라스마-강화 공정으로 형성된 유전체 스택; 및 약 100㎚ 내지 약 300㎚ (또는 약 100㎚ 내지 약 380㎚)의 파장 및 약 10㎚ 내지 약 100㎚ (또는 약 10㎚ 내지 약 200㎚)의 두께에서 50% 초과의 흡수율을 갖는 적어도 하나의 자외선-흡수층을 포함한다. 더욱이, 상기 적어도 하나의 자외선-흡수층은, 유전체 스택 내에 있다.
이 관점의 어떤 실행에서, 유전체 스택은, 교대 순서의 제1 및 제2 유전체 층들을 포함하며, 상기 층들은 다른 굴절률 값을 특징으로 한다. 각 층의 두께에 의존하여, 상기 순서는, 한 세트의 층들로부터 수백 개 이상의 이러한 층들까지 될 수 있다. 더욱이, 유전체 스택은, 교대 순서의 제1 및 제2 유전체 층들 사이에 각각 위치된, 하나의 자외선-흡수층, 또는 다중 층을 포함할 수 있다.
이들 제품의 어떤 실행에서, 자외선-흡수 요소 또는 층(들)은, 약 400㎚ 내지 약 700㎚의 파장 (범위 내에 단일 파장 또는 전체 파장 범위)에서 ≤ 5 x 10-3 또는 ≤ 5 x 10-4의 흡광 계수(k)를 갖는다. 몇몇 구체 예에서, 자외선-흡수 요소는, 약 200 내지 약 400㎚, 약 250 내지 약 400㎚, 약 300 내지 약 400㎚, 또는 약 250 내지 약 400㎚의 파장에서, ≥ 5 x 10-4의 흡광 계수(k), ≥ 5 x 10-3의 흡광 계수(k), 5 x 10-2의 흡광 계수(k), 또는 심지어 ≥ 5 x 10-1의 흡광 계수(k)를 갖는다. 하나 이상의 구체 예에서, 자외선-흡수 요소 및 층들은, AlSiOxNy, Nb2O5, Ta2O5, TiO2, SnO2 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 관점에서, 이들 요소 및 층들 (또는 전체 코팅된 제품)은, 약 100㎚ 내지 약 380㎚, 약 200㎚ 내지 약 380㎚, 약 200 내지 약 400㎚, 약 250㎚ 내지 약 350㎚, 또는 약 250㎚ 내지 약 300㎚의 범위 내에 임의의 선택된 파장에서 50% 초과, 또는 75% 초과의 흡수를 가질 수 있다. 동시에, 자외선-흡수 요소 또는 층들 (또는 전체 코팅된 제품)은, 약 400㎚ 내지 약 700㎚의 가시 범위 내에 모든 파장에 대해 10% 미만, 5% 미만, 2% 미만, 또는 1% 미만인 광 흡수를 나타낼 수 있다. 자외선-흡수층의 주요 특색은, UV 파장 범위에서 높은 광 흡수 및 가시 파장 범위에서 낮은 흡수를 나타내는 점이다.
내-자외선 요소 또는 층(들)을 포함하는, 몇몇 실행에 따른, 유전체 스택은, 약 10nm 내지 약 2000nm의 총 두께에 따라 구성될 수 있다. 유전체 스택은, 하기에 정의된 베르코비치 압입자 경도 시험 (Berkovich Indenter Hardness Test)에 의해 측정된 것으로 8 GPa 이상의 최대 압입 경도로 더욱 구성될 수 있다. 특정 경우에서, 하기에 정의된 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로, 자외선-흡수 요소 또는 층(들)의 평균 압입 경도는, 유전체 스택의 평균 압입 경도의 약 ± 25% 이내이다.
본 개시의 또 다른 관점에 따르면, 내-자외선 제품을 만드는 방법은 제공되며, 상기 방법은: 유리 또는 유리-세라믹 조성물, 약 0.2 mm 내지 약 1.2 mm의 기판 두께, 및 제1 및 제2 주 표면을 갖는 기판을 제공하는 단계; 제1 주 표면 위에, 약 10㎚ 내지 약 100㎚의 두께 및 약 300㎚ 내지 약 100㎚의 파장에서 약 50% 이상의 흡수율을 갖는, 자외선-흡수층을 형성하는 단계; 및 플라스마-보조 공정으로 유전체 스택을 형성하는 단계를 포함한다. 더욱이, 상기 자외선-흡수층은, 유전체 스택을 형성하는 단계로부터 기판의 제1 주 표면에 대한 손상을 방지하도록 구성된다.
상기 방법의 어떤 실행에서, 유전체 스택을 형성하기 위한 단계는, 제1 주 표면 위에 교대 순서의 제1 및 제2 유전체 층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 및 제2 유전체 층들은, 다른 굴절률 값을 특징으로 한다. 전술된 실행의 몇몇에서, 유전체 스택의 형성을 위한 단계 및 적어도 하나의 자외선-흡수층을 형성하기 위한 단계는, 적어도 하나의 자외선-흡수층이 제1 주 표면상에 단일 자외선-흡수층이고, 및 유전체 스택이 자외선-흡수층 위에 형성되도록 수행될 수 있다. 다른 전술된 실행에서, 적어도 하나의 자외선-흡수층은, 유전체 스택 내에 형성된 단일 자외선-흡수층이다. 부가적으로, 상기 방법의 몇몇 관점은, 교대 순서의 유전체 및 자외선-흡수층을 형성하기 위해 실질적으로 동시에 유전체 스택 및 적어도 하나의 자외선-흡수층을 형성하기 위한 단계를 갖는다.
부가적인 특색 및 장점들은, 하기 상세한 설명에서 서술될 것이고, 및 부분적으로 하기 상세한 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 명백하거나, 또는 하기 상세한 설명 및 첨부된 도면에 대표화된 바와 같은 다양한 관점들을 구체 예를 실행시켜 용이하게 인지될 것이다. 전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 단지 다양한 관점들의 대표적인 것이고, 및 청구된 바와 같은 본 발명의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해될 것이다.
수반되는 도면은 본 발명의 원리의 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 혼입되며, 및 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 구체 예를 예시하고, 및 상세한 설명과 함께, 예로서, 본 발명의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다. 여기에 사용된 바와 같은 지향성 용어 - 예를 들어, 위, 아래, 우측, 좌측, 앞, 뒤, 상부, 하부 -는, 오직 도시된 바와 같은 도면과 관련하여 만들어지며 및 절대적인 방향을 암시하는 것으로 의도되지 않는다.
도 1은, UV-함유 및 비-UV-함유 광원에 노출된 Corning® Gorilla® Glass Code 2319 샘플의 총 광 투과율 대 파장의 플롯이다.
도 2a는, 본 개시의 관점에 따른 유전체 스택과 기판 사이에 자외선-흡수 요소를 포함하는 내-자외선 제품의 개략적인 단면도이다.
도 2b는, 본 개시의 관점에 따라 기판 위에 교대하는 유전체 층들의 유전체 스택 내에 자외선-흡수층을 포함하는 내-자외선 제품의 개략적인 단면도이다.
도 2c는, 본 개시의 관점에 따라 기판 위에 교대하는 유전체 층들의 유전체 스택 내에 자외선-흡수층을 포함하는 내-자외선 제품의 개략적인 단면도이다.
도 3은, 본 개시의 관점에 따라 자외선-흡수층 및 요소들에 사용하기에 적절한 다양한 산화물 물질에 대한 파장의 함수에 따른 실수 및 허수 굴절률 값 (real and imaginary refractive index values)의 개략적인 플롯이다.
도 4는, 본 개시의 관점에 따라 자외선-흡수층 및 요소들에 사용하기에 적절한 다양한 알루미늄 실리콘 산질화물 물질에 대한 파장의 함수에 따른 반사율의 플롯이다.
도 5a 및 5b는 각각, 본 개시의 관점에 따라 기판과 유전체 스택 사이에 자외선-흡수 요소를 포함하는 내-자외선 제품에 대한 파장의 함수에 따른, 반사율 및 투과율의 플롯이다.
도 5c 및 도 5d는, 본 개시의 관점에 따라 0° 내지 60°의 입사각 범위에 걸쳐 D65 및 F2 조명원 (illumination sources)에 노출로부터 측정된 것으로, 도 5a 및 5b의 제품에 대한 색상 파라미터 (color parameters)의 플롯이다.
도 6a 및 6b는 각각, 본 개시의 관점에 따라 기판 위에 유전체 스택 내에 자외선-흡수층을 포함하는 내-자외선 제품에 대한 파장의 함수의 따른, 반사율 및 투과율의 플롯이다.
도 6c 및 6d는, 본 개시의 관점에 따라 0° 내지 60°의 입사각의 범위에 걸쳐 D65 및 F2 조명원에 노출로부터 측정된 것으로, 도 6a 및 6b의 제품에 대한 색상 파라미터의 플롯이다.
도 7은, 본 개시의 관점에 따라 다양한 침착-후 어닐링 및 UV-관련 공정으로 침착된 500nm 실리카 막을 함유하는 유리 기판에 대한 파장의 함수에 따른 흡수의 플롯이다.
도 8a는, 여기에 개시된 내-자외선 제품들 중 어느 하나를 혼입하는 대표적인 전자 장치의 평면도이다.
도 8b는, 도 8a의 대표적인 전자 장치의 사시도이다.
이들 및 다른 관점들, 장점들, 및 현저한 특색들은, 하기 상세한 설명, 수반되는 도면, 및 첨부된 청구항으로부터 명백해질 것이다.
도 2a는, 본 개시의 관점에 따른 유전체 스택과 기판 사이에 자외선-흡수 요소를 포함하는 내-자외선 제품의 개략적인 단면도이다.
도 2b는, 본 개시의 관점에 따라 기판 위에 교대하는 유전체 층들의 유전체 스택 내에 자외선-흡수층을 포함하는 내-자외선 제품의 개략적인 단면도이다.
도 2c는, 본 개시의 관점에 따라 기판 위에 교대하는 유전체 층들의 유전체 스택 내에 자외선-흡수층을 포함하는 내-자외선 제품의 개략적인 단면도이다.
도 3은, 본 개시의 관점에 따라 자외선-흡수층 및 요소들에 사용하기에 적절한 다양한 산화물 물질에 대한 파장의 함수에 따른 실수 및 허수 굴절률 값 (real and imaginary refractive index values)의 개략적인 플롯이다.
도 4는, 본 개시의 관점에 따라 자외선-흡수층 및 요소들에 사용하기에 적절한 다양한 알루미늄 실리콘 산질화물 물질에 대한 파장의 함수에 따른 반사율의 플롯이다.
도 5a 및 5b는 각각, 본 개시의 관점에 따라 기판과 유전체 스택 사이에 자외선-흡수 요소를 포함하는 내-자외선 제품에 대한 파장의 함수에 따른, 반사율 및 투과율의 플롯이다.
도 5c 및 도 5d는, 본 개시의 관점에 따라 0° 내지 60°의 입사각 범위에 걸쳐 D65 및 F2 조명원 (illumination sources)에 노출로부터 측정된 것으로, 도 5a 및 5b의 제품에 대한 색상 파라미터 (color parameters)의 플롯이다.
도 6a 및 6b는 각각, 본 개시의 관점에 따라 기판 위에 유전체 스택 내에 자외선-흡수층을 포함하는 내-자외선 제품에 대한 파장의 함수의 따른, 반사율 및 투과율의 플롯이다.
도 6c 및 6d는, 본 개시의 관점에 따라 0° 내지 60°의 입사각의 범위에 걸쳐 D65 및 F2 조명원에 노출로부터 측정된 것으로, 도 6a 및 6b의 제품에 대한 색상 파라미터의 플롯이다.
도 7은, 본 개시의 관점에 따라 다양한 침착-후 어닐링 및 UV-관련 공정으로 침착된 500nm 실리카 막을 함유하는 유리 기판에 대한 파장의 함수에 따른 흡수의 플롯이다.
도 8a는, 여기에 개시된 내-자외선 제품들 중 어느 하나를 혼입하는 대표적인 전자 장치의 평면도이다.
도 8b는, 도 8a의 대표적인 전자 장치의 사시도이다.
이들 및 다른 관점들, 장점들, 및 현저한 특색들은, 하기 상세한 설명, 수반되는 도면, 및 첨부된 청구항으로부터 명백해질 것이다.
이하 언급은, 본 개시의 바람직한 구체 예에 대해 매우 상세하게 만들어질 것이고, 이의 실시 예들은, 수반되는 도면에 예시된다. 가능한 한, 동일한 참조 번호는 동일하거나 또는 유사한 부품에 대하여 도면 도처에 사용될 것이다. 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 대략으로 표현된 경우, 특정 값이 또 다른 구체 예를 형성하는 것으로 이해될 것이다. 범위의 각 말단 점은 다른 말단 점과 관련하여, 그리고 상기 다른 말단 점에 독립적으로 모두 의미 있는 것으로 더욱 이해될 것이다.
하기 상세한 설명에서, 제한이 아닌 설명의 목적을 위하여, 특별한 세부사항을 개시하는 대표 구체 예들은, 본 발명의 다양한 원리들의 완전한 이해를 제공하기 위해 서술된다. 그러나, 본 개시의 이점을 아는 당업자에게, 여기에 개시된 특별한 세부사항으로부터 벗어나는 다른 구체 예에서 본 발명이 실시될 수 있음은 명백할 것이다. 게다가, 공지의 장치, 방법 및 물질의 설명은, 본 발명의 다양한 원리의 설명을 모호하게 하지 않기 위해 생략될 수 있다. 마지막으로, 해당되는 경우, 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 지칭한다.
별도의 언급이 없는 한, 여기에서 서술된 임의의 방법은, 이의 단계들이 특정 순서로 수행되는 것을 요구하는 것으로 해석되는 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항은 이의 단계를 수반하는 순서를 사실상 열거하지 않거나, 또는 단계가 특정 순서로 제한되는 것으로 청구항 또는 상세한 설명에서 구체적으로 언급되지 않는 경우, 임의의 특정 순서로 추정되는 것으로 의도되지 않는다. 이것은: 운영 흐름 또는 단계들의 배치에 관한 논리 문제; 문법적 구성이나 구두법에서 파생된 명백한 의미; 본 명세서에 기재된 구체 예들의 수 또는 타입;을 포함하는, 해석을 위한 임의의 가능한 비-명시적 근거 (non-express basis)에 적용된다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어들의 "단수"는, 별도의 언급이 없는 한, 복수형 지시 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "부품"에 대한 언급은, 특별한 언급이 없는 한, 둘 이상의 이러한 부품을 갖는 관점들을 포함한다.
층, 코팅 및 기판을 자외선에 노출시키는 다른 공정 단계들로부터 기초를 이루는 유리 또는 유리-세라믹 기판을 보호하도록 구성된 하나 이상의 내-자외선 층들 또는 요소들을 갖는 다양한 내-자외선 제품 및 서브어셈블리는, 여기에 제공된다. 유리하게는, 이들 내-자외선 제품은, UV 광원을 이용하는 2차 가공, 예를 들어, 플라스마-강화 코팅 침착으로부터 기판을 손상 및 특성을 변화시키는 경향이 덜하다. 내-자외선 제품은 또한 코팅-관련 특성 (예를 들어, 내스크래치성)을 최적화하도록 구성된 좀 더 적극적인 2차 가공을 용이하게 할 수 있다. 몇몇 경우에서, 내-자외선 요소 및 층들 자체는, 기초를 이루는 유리 및 유리-세라믹 기판에 대하여 반사-방지 (AR) 및 내-스크래치성을 제공할 수 있다.
도 1에 입증된 바와 같이, 유리 및 유리-세라믹 기판에 대한 자외선 노출의 영향은, 중요할 수 있다. 특히, 도 1은, UV-함유 및 비-UV-함유 광원에 노출된 Corning® Gorilla® Glass Code 2319 기판의 총 광 투과율 (%) 대 파장 (nm)의 플롯이다. 광 노출이 없는 유리 기판은, "C1"이라고 명명되며, 대조구로 역할을 한다. 샘플, "A1", "A2" 및 "A3"은 각각 15초, 30초 및 60초의 자외선 노출에 적용된 기판이다. 샘플, "C2" 및 "C3"은 각각 30초 및 60초의 비-자외선 노출에 적용된다. 도 1에서, C1-C3 샘플은, 350㎚ 내지 750㎚에서 90% 이상의 비교적 일정한 투과율 수준을 나타낸다. 대조적으로, A1-A3 샘플은, C1-C3 샘플에 비해, 특히 350nm 내지 450nm의, 투과율에서 현저한 감소를 겪는다. 투과율에서 감소의 심각도 (severity)는, 자외선 노출시간이 증가함에 따라 증가한다. 도 1에 기초하면, 유리 기판에 대한 자외선 노출은, 기판에 대하여 광 투과율에서 손실을 결과할 수 있음이 명백하다.
도 2a-2c를 참조하면, 내-자외선 제품 (100a, 100b 및 100c)은 각각 개략적인 단면으로 도시된다. 내-자외선 제품 (100a-100c)은, 하나 이상의 내-자외선 층 (50)으로 각각 구성된다. 도 2a를 참조하면, 내-자외선 제품 (100a)은, 주 표면 (12, 14) 및 두께 (16)를 갖는 기판 (10)을 포함한다. 두께 (56)를 갖는 내-자외선 요소 (50)는, 기판 (10)의 주 표면 (12) 위에 배열된다. 더욱이, 요소 (50)는, 주 표면 (12)과, 또한 상기 주 표면 (12) 위에 배열된, 유전체 스택 (70) 사이에 있다. 몇몇 구체 예에서, 유전체 스택 (70)은, 플라스마-강화 공정으로 형성된, 한 세트의 교대하는 제1 및 제2 유전체 층 (72, 74)을 포함한다. 스택 (70)은, 총 두께 (76)를 더욱 특징으로 한다. 몇몇 구체 예에서, 유전체 스택 (70)은, 단일 층을 포함할 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 기판 (10)은, 약 0.2 mm 내지 약 1.2 mm의 두께 (16)를 갖는다. 몇몇 관점에서, 두께 (16)는, 0.2 mm, 0.25 mm, 0.3 mm, 0.35 mm, 0.4 mm, 0.45 mm, 0.5 mm, 0.55 mm, 0.6 mm, 0.65 mm, 0.7 mm, 0.75 mm, 0.8 mm, 0.85 mm, 0.9 mm, 0.95 mm, 1.0 mm, 1.05 mm, 1.1 mm, 1.15 mm 및 약 1.2 mm까지이다. 더욱이, 기판 (10)은, 원칙적으로 유리 및 유리-세라믹 조성물을 갖는 물질을 포함한다. 어떤 실행에서, 기판 (10)은, 가시 스펙트럼에서 실질적으로 투명하다.
유리 조성물을 함유하는 기판 (10)의 경우, 선택된 물질은, 선택적으로 하나 이상의 알칼리 및/또는 알칼리토 개질제를 포함할 수 있는, 광범위한 실리케이트, 보로실리케이트, 알루미노실리케이트, 또는 보로알루미노실리케이트 유리 조성물 중 어느 하나일 수 있다. 하나의 이러한 유리 조성물은, 하기 구성분: 58-72 몰퍼센트 (mol%) SiO2; 9-17 mol% Al2O3; 2-12 mol% B2O3; 8-16 mol% Na2O; 및 0-4 mol% K2O를 포함하고, 여기서 비는 
이며, 여기서 개질제는 알칼리 금속 산화물을 포함한다. 또 다른 유리 조성물은, 하기 구성분: 61-75 mol% SiO2; 7-15 mol% Al2O3; 0-12 mol% B2O3; 9-21 mol% Na2O; 0-4 mol% K2O; 0-7 mol% MgO; 및 0-3 mol% CaO를 포함한다. 또 다른 예시적인 유리 조성물은, 하기 구성분: 60-70 mol% SiO2; 6-14 mol% Al2O3; 0-15 mol% B2O3; 0-15 mol% Li2O; 0-20 mol% Na2O; 0-10 mol% K2O; 0-8 mol% MgO; 0-10 mol% CaO; 0-5 mol% ZrO2; 0-1 mol% SnO2; 0-1 mol% CeO2; 50 ppm (parts per million) 미만의 As2O3; 및 50 ppm 미만의 Sb2O3를 포함하고; 여기서 12 mol% ≤ Li2O + Na2O + K2O ≤ 20 mol%, 및 0 mol% ≤ MgO + CaO ≤ 10 mol%이다. 또 다른 예시적인 유리 조성물은, 하기 구성분: 55-75 mol% SiO2, 8-15 mol% Al2O3, 10-20 mol% B2O3; 0-8% MgO, 0-8 mol% CaO, 0-8 mol% SrO, 및 0-8 mol% BaO를 포함한다. 더욱이, 내-자외선 제품 (100a, 100b 및 100c)에 사용된 기판 (10)의 어떤 관점에서, 기판은, SiO2, Al2O3, 및 B2O3, P2O5, MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, Na2O, K2O, 및 Li2O로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 2종의 산화물을 포함하는 유리 조성물을 보유할 수 있다.
유사하게, 기판 (10)으로 사용된 유리-세라믹과 관련하여, 선택된 물질은, 유리질 상 (glassy phase) 및 세라믹 상 모두를 갖는 광범위한 물질 중 어느 하나일 수 있다. 예시적인 유리-세라믹은, 유리 상이 실리케이트, 보로실리케이트, 알루미노실리케이트 또는 보로알루미노실리케이트로 형성되고, 및 세라믹 상이 β-스포듀멘, β-석영, 네펠린, 칼시라이트 (kalsilite) 또는 카네기에이트 (carnegieite)로 형성되는 물질을 포함한다.
기판 (10)에 대해 선택된 물질와 관계없이, 기판은 다양한 물리적 형태를 채택할 수 있다. 즉, 횡단면의 관점에서, 기판 (10)은, 편평하거나 평면일 수 있거나, 또는 만곡되거나 및/또는 예리하게-구부러질 수 있다. 유사하게, 단일의 통합된 물체, 또는 다-층 구조 또는 적층일 수 있다.
어떤 상황에서, 기판 (10)은, 유전체 스택 (70) 및 내-자외선 층 (50)을 배치하기 전에 선택적 처리에 적용될 수 있다. 이러한 처리의 예로는, 물리적 또는 화학적 세정, 물리적 또는 화학적 강화 (예를 들어, 유리의 경우에 열 템퍼링, 화학적 이온-교환 또는 이와 유사한 공정), 물리적 또는 화학적 에칭, 물리적 또는 화학적 연마, 어닐링, 소결, 성형, 및/또는 이와 유사한 것들을 포함한다. 이러한 공정들은, 본 개시가 속하는 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다.
도 2a의 내-자외선 제품 (100a)에 다시 참조하면, 몇몇 구체 예에서, 내-자외선 요소 (50)는, 약 100㎚ 내지 약 300㎚, 약 100㎚ 내지 약 380㎚, 약 200㎚ 내지 약 380㎚, 약 200 내지 약 400㎚, 약 250㎚ 내지 약 350㎚, 또는 약 250㎚ 내지 약 300㎚의 파장에서 50%를 초과하는 흡수를 나타내는 자외선 흡수층이다. 동시에, 자외선-흡수 요소들 또는 층들 (또는 전체 코팅된 제품)은, 10% 미만, 5% 미만, 2% 미만, 또는 1% 미만인, 약 400㎚ 내지 약 700㎚의 가시 범위 내에 모든 파장에 대해 광 흡수를 나타낼 수 있다. 자외선-흡수층의 주요 특색은, UV 파장 범위에서 높은 광 흡수 및 가시 파장 범위에서 낮은 흡수를 나타내는 점이다. 어떤 관점에서, 흡수는, 상기 파장 범위에서 약 75%를 초과할 수 있다. 바람직하게, 흡수는, 상기 파장 범위에서 약 90%를 초과한다. 여기서 사용된 바와 같은, 흡수는, 물질에 의해 흡수된 광학 에너지 (optical energy)의 퍼센트인데, 즉, 열 전이를 통해 손실되고 및 광학 (즉, 전자기) 에너지의 형태로 전송, 반사 또는 산란될 수 있는 광학 에너지로서 더 이상 남아 있지 않은 광학 에너지의 퍼센트이다. 흡수는, 분광 편광법 (spectroscopic ellipsometry)을 사용하여 측정될 수 있다. 다른 관점에서, 내-자외선 요소 (50)는, 약 400㎚ 내지 약 700㎚ 파장 (범위 내에 단일 파장 또는 전체 파장 범위)에서 ≤ 5 x 10-3 또는 ≤ 5 x 10- 4 의 흡광 계수(k)로 구성된다. 몇몇 구체 예에서, 자외선-흡수 요소는, 약 200 내지 약 400㎚, 약 250 내지 약 400㎚, 약 300 내지 약 400㎚, 또는 약 250 내지 약 400㎚ 파장에서, ≥ 5 x 10-4의 흡광 계수(k), ≥ 5 x 10-3의 흡광 계수(k), ≥ 5 x 10-2의 흡광 계수(k), 또는 심지어 ≥ 5 x 10-1의 흡광 계수(k)를 갖는다. 하나 이상의 구체 예에서, 자외선 흡수 요소들 및 층들은, AlSiOxNy, Nb2O5, Ta2O5, TiO2, SnO2 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 좀 더 일반적으로, 더 낮은 흡광 계수를 보유하는 요소 (50)는, UV 스펙트럼에 더 높은 흡수를 보여줄 수 있다. 여기서 사용된 바와 같은, 흡광 계수(k)는, 물질에 흡수된 광의 양에 직접 관련된 굴절률 (k)의 허수 성분 (imaginary component)를 나타낸다. 어떤 관점에서, 이들 요소들 및 층들 (또는 전체 코팅된 제품)은, 범위 내에 임의의 선택된 파장에서, 50% 초과, 또는 75%를 초과하는 흡수를 가질 수 있다.
다른 관점에서, 자외선-흡수 요소 (50)의 UV 보호 능력은, 유전체 스택 (70)과 관련된 가공 시 기판 (10)의 색 속성 (color attributes)에서 변화가 거의 없거나 또는 전혀 없게 나타낸다. 다시 말하면, 내-자외선 제품 (100a)은, 자외선-흡수 요소 (50)에 의해 제공된 보호의 관점에서 유전체 스택의 가공 시 색 시프트 (color shifts)가 거의 없거나 또는 전혀 없는 것을 경험한다. 어떤 실행에서, CIE L*, a*, b* 색채분석 시스템 (colorimetry system)에서 제품 (100a)의 a* 및 b* 색 좌표에서 시프트는, 수직 입사각에서 가시광에 노출시 4 이하의 크기를 갖는다. 색 좌표 a* 및 b*는 D65 및/또는 F2 광원 (illuminant)하에서 관찰된다.
내-자외선 제품 (100a)에 사용된 내-자외선 요소 (50)의 두께 (56)와 관련하여, 이것은, 10㎚ 내지 약 100㎚, 10㎚ 내지 약 200㎚, 10㎚ 내지 약 300㎚, 10㎚ 내지 약 400㎚, 10㎚ 내지 약 500㎚, 및 이들 사이의 임의의 범위일 수 있다. 어떤 실행에서, 요소 (50)의 두께 (56)는, 10㎚, 15㎚, 20㎚, 25㎚, 30㎚, 35㎚, 40㎚, 45㎚, 50㎚, 55㎚, 60㎚, 65㎚, 70㎚, 75㎚, 80㎚, 85㎚, 90㎚, 95㎚, 약 100㎚, 약 125nm, 약 150㎚, 약 175㎚, 약 200㎚, 약 225㎚, 약 250㎚, 약 275㎚, 약 300㎚, 약 325㎚, 약 350㎚, 약 375㎚, 약 400㎚, 약 425㎚, 약 450㎚, 약 475㎚, 및 약 500㎚까지일 수 있다.
내-자외선 요소 (50)는, 다양한 조성물, 바람직하게는 높은 자외선 흡수율을 결과하는 산화물 및 질화물 조성물을 포함할 수 있다. 하나의 관점에서, 요소 (50)는 AlSiOxNy, Nb2O5, Ta2O5, TiO2, SnO2 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 요소 (50)는, AlSiOxNy 물질로부터 제작된다. 어떤 실행에서, AlSiOxNy 물질에서 질소 및/또는 Si의 양은, 내-자외선 요소 (50) 내에 이들 원소의 더 높은 퍼센트가, 기계적 특성을 포함하는, 기타 특성의 손상 없이 개선된 자외선 흡수율에 기여하는 것으로 믿기 때문에 최대화된다.
내-자외선 제품 (100a-100c)의 어떤 관점에서, 유전체 스택 (70)은, 내스크래치성 층으로 기능할 수 있도록 높은 압입 경도 수준으로 구성된다. 예를 들어, 유전체 스택 (70)은, 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로, 8 GPa 이상의 최대 압입 경도를 보유할 수 있다. 여기서 사용된 바와 같은, "베르코비치 압입자 경도 시험"은, 다이아몬드 베르코비치 압입자로 물질의 표면을 압입시켜 상기 표면상에 물질의 경도를 측정하는 단계를 포함한다. 베르코비치 압입자 경도 시험은, 일반적으로 Oliver, W.C.; Pharr, G. M. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments. J. Mater. Res., Vol. 7, No. 6, 1992, 1564-1583; and Oliver, W.C.; Pharr, G.M. Measurement of Hardness and Elastic Modulus by Instrument Indentation: Advances in Understanding and Refinements to Methodology. J. Mater. Res., Vol. 19, No. 1, 2004, 3-20에 서술된 방법을 사용하여, 다이아몬드 베르코비치 압입자로 유전체 스택 (70) (또는 스택에서 어떤 하나 이상의 층의 표면)을 압입하여 약 50㎚ 내지 약 1000㎚의 범위 (또는 반사-방지 코팅 또는 층의 전체 두께 중, 더 적은 값)에서 압입 깊이로 압흔 (indent)을 형성하는 압입 단계, 및 (예를 들어, 약 100㎚ 내지 약 600㎚의 범위에서) 전체 압입 깊이 범위 또는 이 압입 깊이의 세그먼트를 따라 이 압입으로부터 최대 경도를 측정하는 단계를 포함한다. 여기서 사용된 바와 같이, 경도는, 평균 경도가 아닌, 최대 경도를 지칭한다.
몇몇 구체 예에서, 내-자외선 제품 (100a-100c)은, 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로, 8 GPa 이상의 최대 압입 경도를 갖는다. 이들 관점 중 몇몇에서, 자외선-흡수 요소 (50)는, 유전체 스택 (70) 및/또는 내-자외선 제품 (100a-100c)의 최대 압입 경도와 비슷한 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 바와 같은 최대 압입 경도로 구성된다. 바람직하게는, 이들 관점에서, 요소 (50)는, 유전체 스택 (70) 및/또는 내-자외선 제품 (100a-100c)의 최대 압입 경도의 약 ±25% 또는 약 ±50% 내에서 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 바와 같은 최대 압입 경도를 나타낸다.
도 2a에 도시된 내-자외선 제품 (100a)에서, 교대하는, 제1 및 제2 유전체 층 (72, 74)은, 다른 굴절률 값으로 구성될 수 있다. 이로써, 제품 (100a)은, 다수의 제1 및 제2 유전체 층들 또는 한 세트의 층들 (72, 74)을 함유할 수 있다. 어떤 실행에서, 총 스택 두께 (76)는, 층들 (72, 74)의 수 및 각 층의 두께에 의존하여, 약 10㎚ 내지 약 2000㎚의 범위일 수 있다. 더욱이, 몇몇 구체 예에서, 유전체 스택 (70)의 두께 (76)는, 10㎚, 50㎚, 75㎚, 100㎚, 200㎚, 300㎚, 400㎚, 500㎚, 600㎚, 700㎚, 800㎚, 900㎚, 1000㎚, 1100㎚, 1200㎚, 1300㎚, 1400㎚, 1500㎚, 1600㎚, 1700㎚, 1800㎚, 1900㎚ 및 2000㎚의 범위일 수 있다.
도 2a에 나타낸 내-자외선 제품 (100a)이 교대하는 제1 및 제2 유전체 층 (72, 74)의 세트를 갖는 유전체 스택 (70)을 함유하는 것으로 도시될지라도, 스택 (70)의 어떤 실행은, 오직 하나의 타입의 유전체 층만을 포함할 수 있다. 스택 (70)의 다른 실행은, 3 이상의 유전체 층을 포함한다. 다른 관점은, 스택 (70) 및 부가적인 비-유전체 층 내에 약간의 유전체 층에 의존한다. 더욱이, 스택 (70)의 어떤 형상은, 동일하거나 또는 유사한 굴절률을 나타내는 유전체 층 (72, 74) (및 기타)을 사용한다. 일반적으로, 스택 (70)의 다양한 형상은, 이들이, 자외선-흡수 요소 (50)로부터 보호를 필요로 하는, 기초를 이루는 기판 (10)을 자외선에 적용하는 하나 이상의 단계들을 포함하면, 내-자외선 제품 (100a)에 대해 실현 가능하다.
도 2b를 참조하면, 내-자외선 제품 (100b)은 주 표면 (12, 14) 및 두께 (16)를 갖는 기판 (10)을 포함한다. 두께 (56)를 갖는 내-자외선 요소 (50)는, 기판 (10)의 주 표면 (12) 위에 배열된다. 더욱이, 요소 (50)는, 한 세트의 유전체 층 (72, 74) 위에 배열된, 유전체 스택 (70) 내에 있다. 제품 (100b)에 사용된 유전체 스택 (70)은, 플라스마-강화 공정으로 형성된, 한 세트의 교대하는 제1 및 제2 유전체 층 (72, 74)을 포함한다. 스택 (70)은, 총 두께 (76)를 더욱 특징으로 한다.
도 2b를 다시 참조하면, 제품 (100b 및 100a)의 유사-번호 요소는 동일하거나 또는 유사한 기능, 구조, 및 변형을 갖는다. 요소 (50)는, 유전체 스택 (70) 내에 다양한 위치에 배치될 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 요소 (50)는, 한 세트의 유전체 층 (72, 74) 위에 위치된 단일 층이다. 다른 실행에서, 요소 (50)는, 다중 세트의 유전체 층 (72, 74) 위의 위치에 위치된다. 스택 (70) 내에 더 깊게 (즉, 주 표면 (12)에 가깝게) 요소 (50)를 배치하는 것은, 스택 (70)의 부분을 최대화하고, 및 이와 연관된 자외선은, 기초를 이루는 기판 (10)으로부터 차단될 수 있다. 역으로, 어떤 적용은, 유전체 스택 (70)의 외부 표면에 더 가깝게 요소 (50)을 배치하는 것이, 이의 광학적 및/또는 기계적 특성에 따라, 유리할 수 있다.
도 2c와 관련하여, 내-자외선 제품 (100c)은, 주 표면 (12, 14) 및 두께 (16)를 갖는 기판 (10)을 포함한다. 두께 (56)을 각각 갖는, 한 세트의 내-자외선 요소 (50)는, 기판 (10)의 주 표면 (12) 위에 배열된다. 더욱이, 요소 (50)는, 유전체 층 (74)과 교대 순서로 배열된, 유전체 스택 (70) 내에 위치된다. 즉, 제품 (100c)에 사용된 유전체 스택 (70)은, 플라스마-강화 공정으로 형성된, 한 세트의 교대하는 제1 및 제2 유전체 층 (72, 74)을 포함한다. 스택 (70)은, 총 두께 (76)를 더욱 특징으로 한다.
도 2c를 다시 참조하면, 제품 (100c 및 100a)의 유사-번호 요소는, 동일하거나 또는 유사한 기능, 구조, 및 변형을 갖는다. 도 2에 도시된 바와 같이, 요소 (50)는, 유전체 층 (74) 위에 각각 위치된, 이러한 요소의 세트의 일부이다. 다른 실행에서, 요소 (50)는, 다중 세트의 유전체 층 위의 위치에 위치되고, 이들의 몇몇은, 유전체 층 (74)과 다를 수 있다. 다음의, 교대하는 유전체 층 (예를 들어, 층 (74)) 아래에 요소 (50)를 배치하여, 각 요소 (50)는, 그 위의 유전체 층 (74)의 가공과 관련된 자외선 노출로부터 기초를 이루는 기판 (10)에 대한 보호를 제공할 수 있다.
또 다른 구체 예에 따르면, 내-자외선 제품 (예를 들어, 제품 100a-100c)을 제조하는 방법은, 일련의 단계를 포함하여 제공된다. 먼저, 유리 또는 유리-세라믹 조성물을 갖는 기판 (예를 들어, 기판 (10))은, 제공된다. 기판은 제1 및 제2 주 표면 (예를 들어, 주 표면 (12, 14))에 따라, 약 0.2 mm 내지 약 1.2 mm의 기판 두께 (예를 들어, 두께 (16))를 특징으로 한다. 상기 방법의 제2단계는, 제1 주 표면 위에 하나 이상의 자외선-흡수층 (예를 들어, 광-흡수 요소 (50))을 형성하는 단계이고, 상기 자외선-흡수층은, 약 10㎚ 내지 약 100㎚의 두께 및 약 300㎚ 내지 약 100㎚ 파장에서 약 50% 이상의 흡수율을 갖는다. 상기 방법의 제3단계는, 플라스마-보조 공정으로 유전체 스택 (예를 들어, 스택 (70))을 형성하는 단계이다. 더욱이, 자외선-흡수층은, 유전체 스택을 형성하는 단계로부터 기판의 제1 주 표면에 손상을 억제하도록 구성된다.
상기 방법의 어떤 실행에서, 유전체 스택 (예를 들어, 스택 (70))을 형성하기 위한 단계는, 제1 주 표면 위에 교대 순서의 제1 및 제2 유전체 층들 (예를 들어, 유전체 층들 (72, 74))을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 및 제2 유전체 층들은, 다른 굴절률 값을 특징으로 한다. 전술한 실행의 몇몇에서, 하나 이상의 자외선-흡수층 (예를 들어, 자외선-흡수 요소 (50))을 형성하기 위한 단계 및 유전체 스택을 형성하기 위한 단계는, 자외선-흡수층 (또는 층들)이 제1 주 표면상에 단일 자외선-흡수층이고, 및 유전체 스택이 (예를 들어, 도 2a에 도시된 내-자외선 제품 (100a)과 일치하는) 자외선-흡수층 위에 형성되도록 수행될 수 있다. 전술한 실행 중 다른 것들에서, 자외선-흡수층은, (예를 들어, 도 2b에 도시된 내-자외선 제품 (100b)과 일치하는) 유전체 스택 내에 형성된 단일 자외선-흡수층이다. 또 다른 관점에서, 교대하는 자외선-흡수층은, (예를 들어, 도 2c에 도시된 내-자외선 제품 (100c)과 일치하는) 교대하는 자외선-흡수 및 유전체 층들을 갖는 유전체 스택을 형성하도록 하나 이상의 유전체 층 위에 또는 아래에 형성된다. 부가적으로, 상기 방법의 몇몇 관점은, 교대 순서의 유전체 및 자외선-흡수층을 형성하기 위해 실질적으로 동시에 적어도 하나의 자외선-흡수층 및 유전체 스택을 형성하기 위한 단계를 갖는다.
앞서 개요된 바와 같이, 본 개시에 따른 내-자외선 제품 및 이들을 제조하기 위한 방법들의 관점들은, 유전체 스택 (예를 들어, 유전체 스택 (70))을 포함하는, 기판에 대하여 다양한 2차 막 (secondary films) 중 어느 하나를 형성하기 위해 사용된 막 침착 공정 동안 발생된 자외선으로부터 유리 또는 유리-세라믹 기판 (예를 들어, 기판 (10))을 보호하는데 사용될 수 있다. 특히, 높은 수준의 UV 방사를 발생하는 것으로 알려진, 플라스마를 사용하는 침착 공정은, 기초를 이루는 유리 또는 유리-세라믹 기판을 손상시킬 수 있다. 이들 막 침착 공정은, 플라스마-강화 화학 기상 침착 (PECVD), 반응성 및 비-반응성 스퍼터링, DC 또는 RF 스퍼터링, 플라스마- 또는 이온 빔-보조 증발 및 UV 조사를 사용하고 및/또는 부산물로서 UV 조사를 방사하는 연관된 방법을 포함한다.
어떤 실행에서, 본 개시의 내-자외선 제품 및 이들을 제조하는 방법의 관점들은, 플라스마 세정 또는 UV 오존 세정 공정과 같은, 세정 공정 동안 UV 노출로부터 유리 또는 유리-세라믹 기판 (예를 들어, 기판 (10))을 보호하는데 사용될 수 있다.
부가적으로, 본 개시의 코팅, 처리 및 연관된 관점들은, 일광에 기인한 UV 노출로부터 유리 기판, 유리 제품, 디스플레이 또는 상기 유리 또는 코팅을 함유하는 전자 장치를 보호하는데 사용될 수 있다. 이는, 창, 실외 간판, 옥외용 전자 디스플레이, 교통 신호, 간판, 도로 표지판, 태양 패널, 및 이와 유사한 것과 같이, UV에 대한 장-기간 노출이 가능한, 옥외 적용에서 특히 중요할 수 있다. 본 개시의 하나의 관점에서, 하나 이상의 내-자외선층을 갖는 내-자외선 제품은, 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로 8GPa를 초과하는 최대 압입 경도, 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로 내-자외선 제품에 대해 8Gpa 이상의 최대 압입 경도, 수직 입사각 또는 변화하는 각에서 a* 또는 b*에서 약 4.0 미만의 색 시프트, 및 약 300nm 미만, 약 250nm 미만, 또는 약 200nm 미만의 파장에서 자외선에 대해 약 50% 초과, 75% 초과, 또는 90% 초과의 UV 흡수를 보유한다. 제품의 코팅된 표면은, 약 10% 미만, 약 5% 미만, 약 4% 미만, 약 3% 미만, 약 2% 미만, 또는 약 1% 미만인 반사율을 선택적으로 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 도 3은, 본 개시의 관점에 따른 자외선 흡수층 및 요소들 (예를 들어, 내-자외선 요소 (50))에서 사용하기에 적합한 다양한 산화물 물질에 대한 파장 (nm)의 함수에 따른 실수 및 허수 굴절률 값의 개략적인 플롯이다. 이들 산화물 물질은, Nb2O5, Ta2O5, TiO2, SnO2 및 ZnO를 포함한다. 도 3에 의해 입증된 바와 같이, 각각의 이들 물질은, UV 범위에서 400㎚ 미만 파장에서 상대적으로 높은 실수 (n) 및 허수 (k) 굴절률 성분 (refractive index components)을 나타낸다. 어떤 물질이, UV 광원의 예상된 파장 범위의 함수에 따라 본 개시에 따른 내-자외선 요소에 대해 선택될 수 있음이 도 3으로부터 또한 명백하다. 예를 들어, Nb2O5는, 250㎚ 미만의 파장에 대해 특히 높은 굴절률 성분을 나타낸다. 대조적으로, ZnO는, 250㎚ 내지 400㎚의 파장에 대해 특히 높은 굴절률 성분을 나타내는 경향이 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 알루미늄 실리콘 산질화물 (즉, AlSiOxNy) 물질은 또한 본 개시에서 몇몇 구체 예에 따라 내-자외선 요소로서 사용하는데 적합하다. 도 4에서, 도 4는, 내-자외선 요소로서 사용하기에 적절한 다양한 알루미늄 실리콘 산질화물 물질에 대한 파장 (nm)의 함수에 따른 반사율 (%)의 플롯이다. 반사율 값은, 이들 물질에 대해 대략 200㎚ 내지 300㎚에서 약 30% 내지 10%에서 변화하는 경향이 있다. 일반적으로, 가장 높은 반사율 값을 보여주는 물질은, 알루미늄 실리콘 산질화물 물질의 다른 구성분에 비해 더 높은 질소 및/또는 알루미늄 퍼센트를 갖는다.
본 개시의 바람직한 관점에 따르면, 내-자외선 제품 (100a)과 일치하는 내-자외선 제품은, 하기 표 1에 개요된 바와 같은, 기판, 단일 내-자외선 요소 및 (예를 들어, 내-스크래치성 코팅으로 기능하는) 유전체 스택을 포함할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 표 1에 개요된 내-자외선 제품의 설계는, 유전체 스택과 기판 사이에 내-자외선 층을 포함한다. 또한, 이 관점에서, 유전체 스택 및 내-자외선 제품의 총 두께는, 약 2179nm이다.
| 피쳐 | 층 | 물질 | 굴절률 | 두께 (nm) |
| 유전체 스택 |
1 | SiO2 | 1.46 | 12 |
| 2 | AlSiOxNy | 2.03 | 2000 | |
| 3 | SiO2 | 1.46 | 8.67 | |
| 4 | AlSiOxNy | 2.03 | 43.82 | |
| 5 | SiO2 | 1.46 | 30.5 | |
| 6 | AlSiOxNy | 2.03 | 26.3 | |
| 7 | SiO2 | 1.46 | 53.8 | |
| 내-자외선 층 | 8 | Nb2O5 | 2.35 | 4.9 |
| 기판 | N/A | Corning Gorilla Glass® Glass Code 4318 | 1.51 | N/A |
도 5a 및 5b를 참조하면, 표 1에 개요된 내-자외선 제품에 대한 파장 (nm)의 함수에 따른, 반사율 (%) 및 투과율 (%)의 각각의 플롯은, 유전체 스택의 가공과 연관된 UV 조사로부터 유리 기판에 손상을 최소화하거나 또는 방지하는데 Nb2O5 내-자외선 층의 유효성을 보여준다. 유사하게, 도 5c 및 5d는, 0° 내지 60°의 입사각 범위에 걸쳐 D65 및 F2 조명원에 노출로부터 측정된 것으로, 표 1에 개요된 내-자외선 제품에 대한 색상 파라미터의 플롯이다. 도 5c에서 플롯은, 표 1의 구조에서 벗어난 입사 원 (incident source)의 반사율로부터 얻어진 색 시프트 측정과 관련된다. 도 5d에서 플롯은, 표 1의 구조를 통한 입사 원으로부터의 투과율로부터 얻어진 색 시프트 측정과 관련된다. 두 도면에서, "D65" 및 "F2" 샘플은, 0° 내지 60°의 입사각의 범위를 통한 각각 D65 및 F2 조명원에 상응한다. 비교하면, "D65 (0°)" 및 "F2 (0°)" 샘플은, 0° 입사각으로의 각각 D65 및 F2 조명원에 상응한다. 도 5c 및 5d에 도시된 플롯에 기초하면, 색 시프트는, a* 파라미터에 대해 약 0.2, 및 b* 파라미터에 대해 약 0.4의 크기를 갖는 것이 명백하다.
본 개시의 부가적인 바람직한 관점에 따르면, 내-자외선 제품 (100c)과 일치하는 내-자외선 제품은, 하기 표 2에 개요된 바와 같은, 기판, 3개의 내-자외선 요소 및 (예를 들어, 내-스크래치성 코팅으로 기능하는) 유전체 스택을 포함할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 표 2에 개요된 내-자외선 제품의 설계는, 기판 위에 배치된 유전체 스택을 포함한다. 유전체 스택은, 교대하는 Nb2O5 내-자외선 층들 및 실리카 또는 실리콘 알루미늄 산질화물 층들을 포함한다. 또한, 이 관점에서, 유전체 스택 및 내-자외선 제품의 총 두께는, 약 2160nm이다.
| 피쳐 | 층 | 물질 | 굴절률 | 두께 (nm) |
| 유전체 스택/ 내-자외선 층 |
1 | SiO2 | 1.46 | 12 |
| 2 | SiAlOxNy | 2.03 | 2000 | |
| 3 | SiO2 | 1.46 | 13.27 | |
| 4 | Nb2O5 | 2.35 | 21.03 | |
| 5 | SiO2 | 1.46 | 37.34 | |
| 6 | Nb2O5 | 2.35 | 16.73 | |
| 7 | SiO2 | 1.46 | 53.94 | |
| 8 | Nb2O5 | 2.35 | 5.84 | |
| 기판 | N/A | Corning Gorilla Glass® Glass Code 4318 | 1.51 | N/A |
도 6a 및 6b를 참조하면, 표 2에 개요된 내-자외선 제품에 대한 파장 (nm)의 함수에 따른, 반사율 (%) 및 투과율 (%)의 각각의 플롯은, 유전체 스택의 가공과 관련된 UV 방사로부터 유리 기판의 손상을 최소화하거나 또는 방지하는데 Nb2O5 내-자외선 층의 유효성을 보여준다. 유사하게, 도 6c 및 6d는, 0° 내지 60°의 입사각의 범위에 걸쳐 D65 및 F2 조명원에 대한 노출로부터 측정된 것으로, 표 2에 개요된 내-자외선 제품에 대한 색상 파라미터의 플롯이다. 도 6c에서 플롯은, 표 2의 구조에서 벗어난 입사 원의 반사율로부터 얻어진 색 시프트 측정과 관련된다. 도 6d의 플롯은, 표 2의 구조를 통한 입사 원으로부터의 투과율에서 얻어진 색 시프트 측정과 관련된다. 두 도면에서, "D65" 및 "F2" 샘플은, 0° 내지 60°의 입사각의 범위를 통한 각각 D65 및 F2 조명원에 상응한다. 비교하면, "D65 (0°)" 및 "F2 (0°)" 샘플은, 0° 입사각으로 각각 D65 및 F2 조명원에 상응한다. 도 6c 및 6d에 도시된 플롯에 기초하면, 색 시프트는, a* 파라미터에 대해 약 0.3 이하, 및 b* 파라미터에 대해 약 0.6 이하의 크기를 갖는 것이 명백하다.
본 개시의 또 다른 바람직한 관점에 따르면, 내-자외선 제품 (100c)과 일치하는 내-자외선 제품은, 하기 표 3에 개요된 바와 같은, 기판, 3개의 내-자외선 요소 및 (예를 들어, 내-스크래치성 코팅으로 기능하는) 유전체 스택을 포함할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 표 3에 개요된 내-자외선 제품의 설계는, 기판 위에 배치된 유전체 스택을 포함한다. 유전체 스택은, 교대하는 Nb2O5 내-자외선 층들 및 실리카 또는 알루미늄 산질화물 층들을 포함한다. 또한, 이 관점에서, 유전체 스택 및 내-자외선 제품의 총 두께는, 약 2171㎚이다. 이 구체 예에서, 유전체 스택의 최종 층인, 알루미늄 산질화물은, 고 굴절률로 특히 높은 경도를 나타낸다.
| 피쳐 | 층 | 물질 | 굴절률 | 두께 (nm) |
| 유전체 스택/ 내-자외선 층 |
1 | AlOxNy | 7.85 | 2000 |
| 2 | SiO2 | 1.48 | 14.78 | |
| 3 | Nb2O5 | 2.38 | 20.62 | |
| 4 | SiO2 | 1.48 | 37.1 | |
| 5 | Nb2O5 | 2.38 | 23.64 | |
| 6 | SiO2 | 1.48 | 47.49 | |
| 7 | Nb2O5 | 2.38 | 10.78 | |
| 8 | SiO2 | 1.48 | 17.5 | |
| 기판 | N/A | Corning Gorilla Glass® Glass Code 4318 | 1.51 | N/A |
본 개시의 또 다른 관점에서, 내-자외선 제품 (예를 들어, 내-자외선 제품 (100a, 100b 및 100c))을 제조하는 방법은, UV 조사와 관련된 유전체 스택의 처리와 관련된 임의의 결함을 제거하거나 완화시키기 위해 기판을 어닐링하는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 관점에서, 어닐링 단계는, 다른 구체 예에 사용된 내-자외선 요소와 동일한 기능을 제공할 수 있고, 따라서 어떤 내-자외선 제품에서 이에 대한 필요성을 제거한다. 다른 좀 더 바람직한 관점에서, 어닐링 단계는, 내-자외선 요소 또는 층들에 의해 제공되는 자외선 보호를 증가시키는 역할을 할 수 있다. 유전체 스택에 사용된 층의 열 민감도 및 기판의 유리 또는 유리-세라믹 조성물에 의존하여, 어닐링 단계는, 유전체 스택을 형성하는 단계가 완성된 후에 약 1 내지 약 24시간 동안 약 200℃ 내지 약 300℃의 어닐링 온도에서 제품을 어닐링하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 7은, 다양한 침착-후 어닐링 및 UV-관련 공정으로 침착된 500㎚ 실리카 막을 함유하는 유리 기판에 대한 파장 (nm)의 함수에 따른 흡수 (%)의 플롯이다. 도 7에서, "C1"로 명명된 대조구 샘플은 UV-보조 침착 공정으로 500nm 두께의 실리카 코팅을 갖는 석영 기판이다. 데이터에 의해 입증된 바와 같이, C1 샘플의 흡수는, 결정질 기판에 대해 실리카 침착 공정으로부터 임의의 손상이 없음을 나타내는, 0.5% 이하이다. 대조적으로, "C2" 및 "C3"로 명명된 샘플은, 500㎚ 두께 실리카 코팅을 갖는 Corning® Gorilla Glass® Glass Code 2320인 기판이다. 여기서, 실리카 침착 공정과 관련된 손상은, 상대적으로 높고 및 흡수 수준은 400nm 미만의 파장에서 3%에 가깝거나 또는 초과한다. 어닐링의 유익한 효과를 입증하기 위해, 샘플 "A1" 내지 "A5"는, 다음의 어닐링 파라미터: 200℃에서 12시간 (A1); 250℃에서 12시간 (A2); 275℃에서 12시간 (A3); 300℃에서 12시간 (A4); 및 300℃에서 24시간 (A5)에 노출된 500㎚ 두께의 실리카 코팅을 갖는 Corning® Gorilla Glass® Glass Code 2320인 기판이다. 도 7에 데이터에 기초하면, UV 조사를 포함하는 실리카 침착 공정에 의해 야기된 결함의 제거 및 재편성으로 인해, 어닐링 시간 및 온도에서 모두의 증가가, 이들 샘플에서 측정된 흡수 수준을 감소시키는 것이 명백하다. 예를 들어, A5 샘플은, 석영 기판의 C1 대조구 샘플과 매우 유사한 결과인, 측정된 파장 범위에 대해 약 0.5% 이하의 흡수 수준을 나타낸다.
여기에 개시된 제품 (100a-100c)은, 디스플레이를 갖는 제품 (또는 디스플레이 제품) (예를 들어, 이동 전화, 테블릿, 컴퓨터, 네비게이션 시스템, 및 이와 유사한 것을 포함하는, 소비자 전자 제품), 건축용 제품, 운송용 제품 (예를 들어, 자동차, 기차, 항공기, 선박, 등), 가전제품, 또는 약간의 투명성, 내-스크래치성, 내마모성 또는 이들의 조합을 요구하는 임의의 제품을 포함할 수 있다. 생산품에 혼입된 제품 (100a-100c)의 특별한 예로는, 도 8에 나타낸다. 구체적으로, 도 8은, 전면 (804), 후면 (806), 및 측면 (808)을 갖는 하우징 (802); 상기 하우징의 내부에 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 있고, 상기 하우징의 전면에 또는 그 근처에 적어도 컨트롤러, 메모리 및 디스플레이 (810)를 포함하는 전기 부품들 (도시하지 않음); 및 상기 디스플레이 위에 있도록, 상기 하우징의 전면에 또는 전면에 걸친, 커버 기판 (812)을 포함하는 소비자 전자 장치 (800)를 나타낸다. 몇몇 구체 예에서, 커버 기판 (812)은, 제품 (100a-100c)을 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 하우징 (802)은 제품 (100a-100c)을 포함할 수 있다.
본 발명의 전술된 구체 예, 특히, 어떤 "바람직한" 구체 예가, 본 발명의 다양한 원리의 명확한 이해를 위해 단지 서술되는, 실행의 한낱 가능한 실시 예인 것임이 강조되어야 한다. 본 발명의 사상 및 다양한 원리를 실질적으로 벗어나지 않으면서 본 발명의 전술된 구체 예에 대해 많은 변화 및 변경이 만들어질 수 있다. 이러한 모든 변경 및 변화는, 본 개시 및 본 발명의 범주 내에 포함되며 및 하기 청구범위에 의해 보호되는 것으로 의도된다.
제1 관점에서, 내-자외선 제품은 제공된다. 상기 제품은: 유리 또는 유리-세라믹 조성물 및 제1 및 제2 주 표면을 갖는 기판; 약 10㎚ 내지 약 100㎚의 두께 및 약 100㎚ 내지 약 380㎚의 파장에서 50%를 초과하는 흡수를 갖는 자외선-흡수 요소; 및 상기 제1 주 표면상에 배치된 유전체 층을 포함한다. 상기 자외선-흡수 요소는 기판과 유전체 층 사이에 존재한다.
제1 관점에 따른 제2 관점에서, 상기 유전체 층은, 제1 주 표면 위에 제1 및 제2 유전체 층을 더욱 포함하고, 상기 층들은 다른 굴절률 값을 특징으로 한다.
제1 관점 또는 제2 관점에 따른 제3 관점에서, 상기 기판은, SiO2, Al2O3, 및 B2O3, P2O5, MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, Na2O, K2O, 및 Li2O로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 2개의 산화물을 포함하는 유리 조성물을 갖는다.
제1 내지 제3 관점 중 어느 하나에 따른 제4 관점에서, 상기 자외선-흡수 요소는, 약 400㎚ 내지 약 700㎚의 파장에서 ≤ 5 x 10-4의 흡광 계수 (k)를 갖는다.
제1 내지 제4 관점 중 어느 하나에 따른 제5 관점에서, 상기 자외선-흡수 요소는, 약 200㎚를 초과하는 파장에서 ≥ 5 x 10-4의 흡광 계수 (k)를 갖는다.
제1 내지 제5 관점 중 어느 하나에 따른 제6 관점에서, 상기 유전체 층은, 자외선-흡수 요소의 흡수 미만의 흡수 및 높은 굴절률을 갖는 하나 이상의 물질을 포함한다.
제1 내지 제6 관점 중 어느 하나에 따른 제7 관점에서, 상기 자외선-흡수 요소는, AlSiOxNy, Nb2O5, Ta2O5, TiO2, SnO2 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함한다.
제1 내지 제7 관점 중 어느 하나에 따른 제8 관점에서, 상기 유전체 층 및 자외선-흡수 요소의 총 두께는, 약 10㎚ 내지 약 2000㎚이다.
제1 내지 제8 관점 중 어느 하나에 따른 제9 관점에서, 상기 제품은, 베르코비치 압입자 경도 시험으로 측정된 것으로, 8 GPa 이상의 최대 경도를 포함한다.
제1 내지 제9 관점 중 어느 하나에 따른 제10 관점에서, 상기 자외선-흡수 요소는, 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로, 제품의 최대 압입 경도의 약 ± 50% 이내에서, 최대 압입 경도를 갖는다.
제1 내지 제10 관점 중 어느 하나에 따른 제11 관점에서, 상기 제품은, 수직 입사각에서 가시광에 노출시 약 4 미만의 a* 파라미터 색 시프트 및 b* 파라미터 색 시프트를 나타낸다.
제1 내지 제11 관점 중 어느 하나에 따른 제12 관점에서, 상기 자외선-흡수 요소는, 약 100㎚ 내지 약 380㎚의 파장에서 75%를 초과하는 흡수를 갖는다.
제1 내지 제12 관점 중 어느 하나에 따른 제13 관점에서, 상기 자외선-흡수 요소는, 약 100㎚ 내지 약 380㎚의 파장에서 90%를 초과하는 흡수를 갖는다.
제14 관점에서, 유리 또는 유리-세라믹 및 제1 및 제2 주 표면을 포함하는 기판; 상기 제1 주 표면상에 배치된 유전체 층 스택; 및 약 100㎚ 내지 약 380㎚의 파장 및 약 10㎚ 내지 약 200㎚의 두께에서 50%를 초과하는 흡수를 갖는 적어도 하나의 자외선-흡수층을 포함하는, 내-자외선 제품은 제공된다. 상기 적어도 하나의 자외선-흡수층은, 상기 유전체 층 스택 내에 존재한다.
제14 관점에 따른 제15 관점에서, 상기 유전체 층 스택은, 제1 유전체 층 및 제2 유전체 층을 포함하고, 여기서, 상기 제1 유전체 층 및 제2 유전체 층은, 서로 다른 굴절률 값을 포함한다.
제14 또는 제15 관점에 따른 제16 관점에서, 상기 적어도 하나의 자외선-흡수층은, 단일 자외선-흡수층이다.
제14 내지 16 관점 중 어느 하나에 따른 제17 관점에서, 상기 유전체 층 스택은, 유전체 층 및 자외-선 흡수층들의 교대 순서를 포함한다.
제14 내지 17 관점 중 어느 하나에 따른 제18 관점에서, 상기 적어도 하나의 자외선-흡수층은, 약 380㎚ 내지 약 700㎚의 파장에서 ≤ 5 x 10-4의 흡광 계수 (k)를 갖는다.
제14 내지 18 관점 중 어느 하나에 따른 제19 관점에서, 상기 자외선-흡수 요소는, 약 700㎚를 초과하는 파장에서 ≥ 5 x 10-4의 흡광 계수 (k)를 갖는다.
제14 내지 19 관점 중 어느 하나에 따른 제20 관점에서, 상기 기판은, SiO2, Al2O3, 및 B2O3, P2O5, MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, Na2O, K2O, 및 Li2O로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 2개의 산화물을 포함하는 유리 조성물을 갖는다.
제14 내지 20 관점 중 어느 하나에 따른 제21 관점에서, 상기 적어도 하나의 자외선-흡수층은, AlSiOxNy, Nb2O5, Ta2O5, TiO2, SnO2 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함한다.
제14 내지 21 관점 중 어느 하나에 따른 제22 관점에서, 상기 유전체 층 스택의 총 두께는, 약 10㎚ 내지 약 5000㎚이다.
제14 내지 22 관점 중 어느 하나에 따른 제23 관점에서, 상기 제품은, 약 50㎚ 이상의 압입 깊이를 따라 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로, 8GPa 이상의 최대 압입 경도를 갖는다.
제14 내지 23 관점 중 어느 하나에 따른 제24 관점에서, 상기 적어도 하나의 자외선-흡수층은, 제품의 최대 압입 경도의 약 ± 50% 내에서, 약 50㎚ 이상의 압입 깊이를 따라 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로, 최대 압입 경도를 갖는다.
제14 내지 24 관점 중 어느 하나에 따른 제25 관점에서, 상기 제품은, 수직 입사각에서 가시광에 노출된 후에 약 4 미만의 a* 파라미터 색 시프트 및 b* 파라미터 색 시프트를 나타낸다.
제14 내지 25 관점 중 어느 하나에 따른 제26 관점에서, 상기 적어도 하나의 자외선-흡수층은, 약 100㎚ 내지 약 380㎚의 파장에서 75%를 초과하는 흡수를 갖는다.
제14 내지 26 관점 중 어느 하나에 따른 제27 관점에서, 상기 적어도 하나의 자외선-흡수층은, 약 100㎚ 내지 약 380㎚의 파장에서 90%를 초과하는 흡수를 갖는다.
제28 관점에서, 내-자외선 제품의 제조방법은 제공된다. 상기 방법은: 유리 또는 유리-세라믹 및 제1 및 제2 주 표면을 포함하는 기판을 제공하는 단계; 상기 제1 주 표면 위에, 약 10㎚ 내지 약 1000㎚의 두께 및 약 100㎚ 내지 약 380㎚의 파장에서 약 50% 이상의 흡수를 갖는 적어도 하나의 자외선-흡수층을 형성하는 단계; 및 플라스마-보조 침착 공정을 이용하여 유전체 층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 자외선-흡수층은, 상기 유전체 층을 형성하는 단계로부터 기판의 제1 주 표면에 대한 손상을 방지하도록 구성된다.
제28 관점에 따른 제29 관점에서, 유전체 층을 형성하는 단계는, 제1 주 표면 위에 교대 순서의 제1 및 제2 유전체 층들을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제1 및 제2 유전체 층들은, 다른 굴절률 값을 특징으로 한다.
제28 또는 제29 관점에 따른 제30 관점에서, 적어도 하나의 자외선-흡수층 및 유전체 층을 형성하는 단계는, 상기 적어도 하나의 자외선-흡수층이 제1 주 표면 위에 형성된 단일 자외선-흡수층이고, 및 상기 유전체 층이 상기 자외선-흡수층 위에 형성되도록 수행된다.
제28 내지 30 관점 중 어느 하나에 따른 제31 관점에서, 적어도 하나의 자외선-흡수층 및 유전체 층을 형성하는 단계는, 상기 적어도 하나의 자외선-흡수층이 상기 유전체 층 내에 형성된 단일 자외선-흡수층이 되도록 수행된다.
제28 내지 31 관점 중 어느 하나에 따른 제32 관점에서, 유전체 층 및 적어도 하나의 자외선-흡수층을 형성하는 단계는, 실질적으로 동시에 수행되어, 유전체 및 자외선-흡수층의 교대 순서를 형성한다.
제28 내지 32 관점 중 어느 하나에 따른 제33 관점에서, 자외선-흡수층 및 유전체 층을 형성하는 단계 모두는, 단일 침착 챔버 내에서 수행된다.
제28 내지 33 관점 중 어느 하나에 따른 제34 관점에서, 상기 기판은, SiO2, Al2O3, 및 B2O3, P2O5, MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, Na2O, K2O, 및 Li2O로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 2개의 산화물을 포함하는 조성물을 갖는 유리를 포함한다.
제28 내지 34 관점 중 어느 하나에 따른 제35 관점에서, 상기 자외선-흡수층은, AlSiOxNy, Nb2O5, Ta2O5, TiO2, SnO2 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함한다.
제28 내지 35 관점 중 어느 하나에 따른 제36 관점에서, 상기 기판은, 자외선-흡수층을 형성하는 단계 후에 수직 입사각에서 가시광에 노출시 약 4 미만의 a* 파라미터 색 시프트 및 b* 파라미터 색 시프트를 나타낸다.
제28 내지 36 관점 중 어느 하나에 따른 제37 관점에서, 상기 자외선-흡수층 및 유전체 층을 형성하는 단계는, 자외선-흡수층이 유전체 층 내에 형성되도록 수행된다.
제28 내지 37 관점 중 어느 하나에 따른 제38 관점에서, 상기 방법은, 상기 유전체 층을 형성한 후에 약 1시간 내지 약 24시간 동안 약 200℃ 내지 약 300℃의 온도에서 기판을 어닐링하는 단계를 더욱 포함한다.
제39 관점에서, 장치는 제공된다. 상기 장치는: 전면, 후면 및 측면을 갖는 하우징; 상기 하우징 내부에 적어도 부분적으로 제공된 전기 부품들; 상기 하우징의 전면에 또는 전면에 인접한 디스플레이; 및 상기 디스플레이 위에 배치된 커버 기판을 포함하며, 여기서, 상기 커버 기판은 제1 관점 내지 제27 관점 중 어느 하나에 따른 제품을 포함한다.
Claims (39)
- 유리 또는 유리-세라믹 및 제1 및 제2 주 표면을 포함하는 기판;
약 100㎚ 내지 약 380㎚의 파장 및 약 10㎚ 내지 약 500㎚의 두께에서 50%를 초과하는 흡수를 갖는 자외선-흡수 요소; 및
상기 제1 주 표면상에 배치된 유전체 층을 포함하며,
여기서, 상기 자외선-흡수 요소는 기판과 유전체 층 사이에 존재하는, 내-자외선 제품. - 청구항 1에 있어서,
상기 유전체 층은, 제1 주 표면 위에 제1 및 제2 유전체 층을 포함하고, 상기 층들은 다른 굴절률 값을 특징으로 하는, 내-자외선 제품. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 기판은, SiO2, Al2O3, 및 B2O3, P2O5, MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, Na2O, K2O, 및 Li2O로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 2개의 산화물을 포함하는 유리 조성물을 갖는, 내-자외선 제품. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선-흡수 요소는, 약 400㎚ 내지 약 700㎚의 파장에서 ≤ 5 x 10-4의 흡광 계수 (k)를 갖는, 내-자외선 제품. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선-흡수 요소는, 약 200㎚를 초과하는 파장에서 ≥ 5 x 10-4의 흡광 계수 (k)를 갖는, 내-자외선 제품. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유전체 층은, 자외선-흡수 요소의 흡수 미만의 흡수 및 높은 굴절률을 갖는 하나 이상의 물질을 포함하는, 내-자외선 제품. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선-흡수 요소는, AlSiOxNy, Nb2O5, Ta2O5, TiO2, SnO2 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함하는, 내-자외선 제품. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유전체 층 및 자외선-흡수 요소의 총 두께는, 약 10㎚ 내지 약 2000㎚인, 내-자외선 제품. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제품은, 베르코비치 압입자 경도 시험으로 측정된 것으로, 8 GPa 이상의 최대 경도를 포함하는, 내-자외선 제품. - 청구항 9에 있어서,
상기 자외선-흡수 요소는, 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로, 제품의 최대 압입 경도의 약 ± 50% 이내에서, 최대 압입 경도를 갖는, 내-자외선 제품. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제품은, 수직 입사각에서 가시광에 노출시 약 4 미만의 a* 파라미터 색 시프트 및 b* 파라미터 색 시프트를 나타내는, 내-자외선 제품. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선-흡수 요소는, 약 100㎚ 내지 약 380㎚의 파장에서 75%를 초과하는 흡수를 갖는, 내-자외선 제품. - 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선-흡수 요소는, 약 100㎚ 내지 약 380㎚의 파장에서 90%를 초과하는 흡수를 갖는, 내-자외선 제품. - 유리 또는 유리-세라믹 및 제1 및 제2 주 표면을 포함하는 기판;
상기 제1 주 표면상에 배치된 유전체 층 스택; 및
약 100㎚ 내지 약 380㎚의 파장 및 약 10㎚ 내지 약 200㎚의 두께에서 50%를 초과하는 흡수를 갖는 적어도 하나의 자외선-흡수층을 포함하며,
여기서, 상기 적어도 하나의 자외선-흡수층은, 상기 유전체 층 스택 내에 존재하는, 내-자외선 제품. - 청구항 14에 있어서,
상기 유전체 층 스택은, 제1 유전체 층 및 제2 유전체 층을 포함하고, 여기서, 상기 제1 유전체 층 및 제2 유전체 층은, 서로 다른 굴절률 값을 포함하는, 내-자외선 제품. - 청구항 15에 있어서,
상기 적어도 하나의 자외선-흡수층은, 단일 자외선-흡수층인, 내-자외선 제품. - 청구항 14 또는 15에 있어서,
상기 유전체 층 스택은, 교대 순서의 유전체 층 및 자외-선 흡수층을 포함하는, 내-자외선 제품. - 청구항 14-17 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 자외선-흡수층은, 약 380㎚ 내지 약 700㎚의 파장에서 ≤ 5 x 10-4의 흡광 계수 (k)를 갖는, 내-자외선 제품. - 청구항 14-18 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선-흡수 요소는, 약 700㎚를 초과하는 파장에서 ≥ 5 x 10-4의 흡광 계수 (k)를 갖는, 내-자외선 제품. - 청구항 14-19 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은, SiO2, Al2O3, 및 B2O3, P2O5, MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, Na2O, K2O, 및 Li2O로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 2개의 산화물을 포함하는 유리 조성물을 갖는, 내-자외선 제품. - 청구항 14-20 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 자외선-흡수층은, AlSiOxNy, Nb2O5, Ta2O5, TiO2, SnO2 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함하는, 내-자외선 제품. - 청구항 14-21 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유전체 층 스택의 총 두께는, 약 10㎚ 내지 약 5000㎚인, 내-자외선 제품. - 청구항 14-22 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제품은, 약 50㎚ 이상의 압입 깊이를 따라 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로, 8GPa 이상의 최대 압입 경도를 갖는, 내-자외선 제품. - 청구항 14-23 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 자외선-흡수층은, 제품의 최대 압입 경도의 약 ± 50% 내에서, 약 50㎚ 이상의 압입 깊이를 따라 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로, 최대 압입 경도를 갖는, 내-자외선 제품. - 청구항 14-24 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제품은, 수직 입사각에서 가시광에 노출된 후에 약 4 미만의 a* 파라미터 색 시프트 및 b* 파라미터 색 시프트를 나타내는, 내-자외선 제품. - 청구항 14-25 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 자외선-흡수층은, 약 100㎚ 내지 약 380㎚의 파장에서 75%를 초과하는 흡수를 갖는, 내-자외선 제품. - 청구항 14-26 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 자외선-흡수층은, 약 100㎚ 내지 약 380㎚의 파장에서 90%를 초과하는 흡수를 갖는, 내-자외선 제품. - 유리 또는 유리-세라믹 및 제1 및 제2 주 표면을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
상기 제1 주 표면 위에, 약 10㎚ 내지 약 1000㎚의 두께 및 약 100㎚ 내지 약 380㎚의 파장에서 약 50% 이상의 흡수를 갖는 적어도 하나의 자외선-흡수층을 형성하는 단계; 및
플라스마-보조 침착 공정을 이용하여 유전체 층을 형성하는 단계를 포함하며,
여기서, 상기 자외선-흡수층은, 상기 유전체 층을 형성하는 단계로부터 기판의 제1 주 표면에 대한 손상을 방지하도록 구성되는, 내-자외선 제품의 제조방법. - 청구항 28에 있어서,
유전체 층을 형성하는 단계는, 제1 주 표면 위에 교대 순서의 제1 및 제2 유전체 층들을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제1 및 제2 유전체 층들은, 다른 굴절률 값을 특징으로 하는, 내-자외선 제품의 제조방법. - 청구항 28 또는 29에 있어서,
적어도 하나의 자외선-흡수층 및 유전체 층을 형성하는 단계는, 상기 적어도 하나의 자외선-흡수층이 제1 주 표면 위에 형성된 단일 자외선-흡수층이고, 및 상기 유전체 층이 상기 자외선-흡수층 위에 형성되도록 수행되는, 내-자외선 제품의 제조방법. - 청구항 28 또는 29에 있어서,
적어도 하나의 자외선-흡수층 및 유전체 층을 형성하는 단계는, 상기 적어도 하나의 자외선-흡수층이 상기 유전체 층 내에 형성된 단일 자외선-흡수층이 되도록 수행되는, 내-자외선 제품의 제조방법. - 청구항 28-31 중 어느 한 항에 있어서,
유전체 층 및 적어도 하나의 자외선-흡수층을 형성하는 단계는, 실질적으로 동시에 수행되어, 교대 순서의 유전체 및 자외선-흡수층을 형성하는, 내-자외선 제품의 제조방법. - 청구항 28-32 중 어느 한 항에 있어서,
자외선-흡수층 및 유전체 층을 형성하는 단계 모두는, 단일 침착 챔버 내에서 수행되는, 내-자외선 제품의 제조방법. - 청구항 28-33 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은, SiO2, Al2O3, 및 B2O3, P2O5, MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, Na2O, K2O, 및 Li2O로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 2개의 산화물을 포함하는 조성물을 갖는 유리를 포함하는, 내-자외선 제품의 제조방법. - 청구항 28-34 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선-흡수층은, AlSiOxNy, Nb2O5, Ta2O5, TiO2, SnO2 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함하는, 내-자외선 제품의 제조방법. - 청구항 28-35 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은, 자외선-흡수층을 형성하는 단계 후에 수직 입사각에서 가시광에 노출시 약 4 미만의 a* 파라미터 색 시프트 및 b* 파라미터 색 시프트를 나타내는, 내-자외선 제품의 제조방법. - 청구항 28-36 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자외선-흡수층 및 유전체 층을 형성하는 단계는, 자외선-흡수층이 유전체 층 내에 형성되도록 수행되는, 내-자외선 제품의 제조방법. - 청구항 28-37 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유전체 층을 형성한 후에 약 1시간 내지 약 24시간 동안 약 200℃ 내지 약 300℃의 온도에서 기판을 어닐링하는 단계를 더욱 포함하는, 내-자외선 제품의 제조방법. - 전면, 후면 및 측면을 갖는 하우징;
상기 하우징 내부에 적어도 부분적으로 제공된 전기 부품들;
상기 하우징의 전면에 또는 전면에 인접한 디스플레이; 및
상기 디스플레이 위에 배치된 커버 기판을 포함하며, 여기서, 상기 커버 기판은 청구항 1-27 중 어느 한 항의 제품을 포함하는, 장치.
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