KR20190120323A

KR20190120323A - 내 스크래치성 필름 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20190120323A
Application number: KR1020197028371A
Authority: KR
Inventors: 찰스 앤드루 폴슨
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2019-10-23
Also published as: JP2020510549A; US10590033B2; TWI760445B; CN110337424A; CN110337424B; TW201841855A; KR102535815B1; US20180244565A1; WO2018160541A1; EP3589591A1

Abstract

기판 및 상기 기판의 표면 상에 배치된 필름을 포함하는 제품이 제공된다. 상기 필름은 45 원자% 내지 약 50 원자%의 알루미늄 농도, 약 26 원자% 내지 약 46 원자%의 질소 농도 및 약 4 원자% 내지 약 24 원자%의 산소 농도를 포함한다. 상기 기판은 약 0.0005 미터 미만의 보우를 포함한다.

Description

내 스크래치성 필름 및 그 제조방법

본 출원은 35 U.S.C. § 119 하에 2017년 3월 24일에 출원된 미국 가출원 제62/476153호 및 2017년 2월 28일에 출원된 미국 가출원 번호 제62/464578호의 우선권을 청구하며, 이들 각각의 내용은 본원에 그 전체가 참고로서 포함된다.

본 기재는 내 스크래치성 필름에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 유리-계 물질 기판용 내 스크래치성 필름에 관한 것이다.

여러 가지 코팅 및 필름이 광학 및 보호 성질을 향상시키기 위하여 기판에 적용된다. 기판에 적용된 코팅은 종종 공정 조건 및/또는 물질 성질의 결과로서 잔류 응력을 갖는다. 이러한 잔류 응력은 기판 상에 힘을 부과할 수 있다. 기판에 대한 필름의 비율이 증가함에 따라(예를 들어, 필름 두께의 증가 및/또는 기판 두께의 감소에 기인하여), 상기 필름의 잔류 응력은 기판 내의 보우를 생성함으로써 기판의 형상에 영향을 미치기 시작할 수 있다.

기판에 대한 필름의 비율이 증가함에 따라(예를 들어, 필름 두께의 증가 및/또는 기판 두께의 감소에 기인하여), 상기 필름의 잔류 응력은 기판 내의 보우를 생성함으로써 기판의 형상에 영향을 미치기 시작할 수 있다.

본 기재의 적어도 하나의 특징에 따르면, 유리-계 물질을 포함하는 기판을 포함하는 제품이 제공된다. 필름은 기판의 표면 상에 배치된다. 상기 필름은 약 45 원자% 내지 약 50 원자%의 알루미늄 농도, 약 26 원자% 내지 약 46 원자%의 질소 농도 및 약 4 원자% 내지 약 24 원자%의 산소 농도를 포함한다. 상기 기판은 약 0.0005 미터 미만의 보우를 포함한다.

본 기재의 또 다른 특징에 따르면, 유리-계 제품을 포함하는 기판을 포함하는 제품이 제공된다. 필름 스택은 기판 상에 증착된다. 상기 필름 스택은 알루미늄, 질소, 및 산소를 포함하는 제1의 층을 포함한다. 상기 산소는 약 4 원자% 내지 약 24 원자%의 제1의 층 내의 농도를 갖는다. 제2의 층은 상기 제1의 층에 인접하여 위치되며 1.6 이하의 굴절률을 포함한다.

본 기재의 또 다른 특징에 따르면, 유리-계 물질을 갖는 기판을 포함하는 제품이 제공된다. 필름은 기판 상에 배치된다. 상기 필름은 알루미늄, 질소, 및 산소를 포함한다. 상기 산소는 약 4 원자% 내지 약 24 원자%의 필름 내의 농도를 포함한다. 상기 필름 내의 잔류 응력은 약 -200 MPa 내지 약 0 MPa이다.

본 기재의 또 다른 특징에 따르면, 다음 단계를 포함하는 방법이 제공된다: 유리-계 물질을 포함하는 기판 상에 필름을 증착하는 단계; 상기 필름 내에 압축-응력 발생 성분 물질을 형성하는 단계; 및 상기 필름 내에 인장-응력 발생 성분 물질을 형성하는 단계, 여기서 상기 필름은 상기 형성 단계 후 약 -200 MPa 내지 약 200 MPa의 잔류 응력을 포함한다.

본 기재의 이러한 그리고 다른 특징들, 이점 및 목적이 다음의 상세한 설명, 청구항 및 첨부된 도면을 참고로 하여 통상의 기술자에게 인식되고 더욱 이해될 것이다.

다음은 첨부된 도면에 대한 설명이다. 상기 도면은 필수적으로 크기 대로인 것은 아니며, 도면의 특정 특징 및 특정 도시는 명확성 및 간결성을 위하여 크기에서 또는 도시에서 과장되어 나타낼 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 소자의 정면도이며;
도 2a는 일 실시예에 따른, 도 1의 전자 소자의 유리-계 기판의 단면도이고;
도 2b는 또 다른 실시예에 따른, 도 1의 전자 소자의 유리-계 기판의 단면도이며;
도 3은 필름 내의 산소 농도에 대한 응력의 그래프이며; 그리고
도 4는 필름이 증착 속도의 범위로 증착되는 필름에서 산소 농도에 대한 응력의 그래프이다.

상기 구현예의 추가적인 특징 및 이점이 다음의 상세한 설명에서 설명될 것이며, 상기 설명으로부터 통상의 기술자에게 명백해지거나 또는 청구항 및 첨부된 도면과 함께 다음의 설명에서 기술되는 구현예를 실시함으로써 인식될 것이다.

본원에서 사용되는 바에 따라, 용어 "및/또는,"은 둘 이상의 항목의 리스트에서 사용될 때, 상기 리스트된 항목들 중 어느 하나가 그 자체에 의해 이용되거나 또는 리스트된 항목 중 둘 이상의 모든 조합이 이용될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 조성물이 성분 A, B, 및/또는 C를 함유하는 것으로 기술되는 경우, 상기 조성물은 A 단독; B 단독; C 단독; A 및 B의 조합; A 및 C의 조합; B 및 C의 조합; 또는 A, B, 및 C의 조합을 함유할 수 있다.

본 명세서에서, 제1 및 제2, 상부 및 하부 및 그 유사어와 같은 관련 용어들은 단지 하나의 엔티티 또는 액션을 또 다른 엔티티 또는 액션과 구별하기 위하여 사용되며, 이러한 엔티티 또는 액션 사이에 순서 또는 어떠한 실제의 이러한 관계를 필수적으로 요구하거나 의미하는 것은 아니다.

도 1을 참조하면, 커버 유리(14)를 포함하는 전자 소자(10)가 도시된다. 커버 유리가 도시되나, 이는 단지 도해를 목적으로 한다. 실제, 본원에 개시된 유리-계 기판은 전자 소자(10)의 하우징의 어떠한 부위로서도 사용될 수 있거나, 또는 상기 전자 소자(10)의 하우징 내의 모든 적합한 부위로서 사용될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 커버 유리(14)는 내 스크래치성일 수 있다. 본원에 개시된 유리-계 기판은 디스플레이(또는 디스플레이 제품)(예를 들어, 휴대폰, 테블릿, 컴퓨터, 네비게이션 시스템, 및 그 유사물을 포함하는 전자제품(consumer electronics)), 건축 제품, 수송 제품 (예를 들어, 자동차, 기차, 항공기, 원양 항해선, 등), 가전 제품, 또는 소정의 투명성, 내-스크래치성, 내 마모성 또는 이들의 조합으로부터 이익을 가질 수 있는 모든 제품과 같은 또 다른 제품에 혼입될 수 있다. 본원에 개시된 모든 강화된 제품을 혼입한 예시적인 제품을 도 1에 나타낸다. 구체적으로, 도 1은 전면 및 측면을 갖는 하우징을 포함하는 소비자 전자 소자(10)를 나타낸다. 전자 부품 (미도시)은 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 있을 수 있으며, 상기 부품은 상기 하우징의 전면에 또는 그 부근에 적어도 컨트롤러, 메모리 및 디스플레이를 포함하며, 커버 유리(14)는 상기 디스플레이 위에 있도록 하우징의 전면에 또는 그 위에 위치된다. 일부 구현예에서, 상기 하우징의 커버 유리(14) 또는 부위 중 적어도 하나는 본원에 개시된 유리-계 기판의 모두를 포함할 수 있다. 본원에 개시된 바에 따라, 상기 기판은 실리콘 웨이퍼, 금속 또는 플라스틱 기판을 포함할 수 있다.

도 2a 내지 2b를 참조하면, 상기 커버 유리(14)는 주 표면(18A)을 한정하는 기판(18)을 포함할 수 있다. 필름(22)은 상기 기판(18)의 표면(18A) 상에 위치된다. 상기 기판(18)은 유리-계 물질로 구성될 수 있다. 유리-계 물질로 이루어진 경우, 상기 기판(18)은 이온 교환되거나 또는 비-이온 교환될 수 있다. 상기 기판(18)의 물질로서 사용될 수 있는 예시적인 이온-교환 가능한 유리는 알칼리 알루미노실리케이트 유리 또는 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리이며, 다른 유리 조성물도 사용될 수 있다. 본원에서 사용되는 바에 따라, "이온-교환 가능한"은 좀 더 크거나 또는 좀 더 작은 크기의 동일 원자가의 양이온으로 유리(예를 들어, 기판(18))의 표면(예를 들어, 표면(18A))에 또는 그 부근에 위치된 양이온을 이온 교환할 수 있는 유리를 의미한다. 일 예에서, 상기 기판(18)의 조성물은 SiO₂, B₂O₃　및 Na₂O를 포함할 수 있으며, 여기서 (SiO₂　+ B₂O₃) > 66 mol.%, 및 Na₂O > 9 mol.%이다. 이러한 실시예에서, 상기 기판(18)은 약 6 wt.% 이상의 알루미늄 산화물을 포함할 수 있다. 상기 기판(18)은 알칼리 토 금속 산화물의 함량이 약 5% 이상이도록 하나 이상의 알칼리 토 금속을 포함할 수 있다. 또한, 상기 기판(18)은 하나 이상의 K₂O, MgO, 및 CaO를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바에 따라, 용어 "유리"는 유리 및 유리-세라믹을 포함하여, 적어도 부분적으로 유리로 이루어진 모든 물질을 포함하는 것으로 의미된다. "유리-세라믹"은 유리의 제어된 결정화를 통해서 생산된 물질을 포함한다. 구현예에서, 유리-세라믹은 약 30% 내지 약 90% 의 결정도를 갖는다. 적합한 유리-세라믹의 예는 Li₂O-Al₂O₃-SiO₂ 계 (즉 LAS-계) 유리-세라믹, MgO-Al₂O₃-SiO₂ 계 (즉 MAS-계) 유리-세라믹, ZnO × Al₂O₃ × nSiO₂ (즉 ZAS 계), 및/또는 β-석영 고용체, β-스포듀민, 코디어라이트, 및 리튬 디실리케이트를 포함하는 주된 결정 상을 포함하는 유리-세라믹을 포함할 수 있다. 상기 유리-세라믹 기판은 본원에 개시된 화학 강화 공정을 사용하여 강화될 수 있다. 하나 이상의 구현예에서, MAS-계 유리-세라믹 기판은 Li₂SO₄ 용융 염에서 강화될 수 있으며, 여기서 Mg²⁺에 대한 2Li⁺의 교환이 일어날 수 있다.

특정 실시예에서, 기판(18)의 조성물은 61-75 mol.% SiO₂; 7-15 mol.% A1₂O₃; 0-12 mol.% B₂O₃; 9-21 mol.% Na₂O; 0-4 mol.% K₂O; 0-7 mol.% MgO; 및 0-3 mol.% CaO을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 기판(18)의 물질은 60-70 mol.% SiO₂; 6-14 mol.% A1₂O₃; 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 미만의 As₂O₃; 및 50 ppm 미만의 Sb₂O₃를 포함할 수 있으며; 여기서 12 mol.% ≤(Li₂O + Na₂O + K₂O)≤20 mol.%, 및 0 mol.%≤ (MgO + CaO)≤ 10 mol.%이다. 또 다른 실시예에서, 상기 기판(18)은 63.5-66.5 mol.% SiO₂; 8-12 mol.% A1₂O₃; 0-3 mol.% B₂O₃; 0-5 mol.% Li₂O; 8-18 mol.% Na₂O; 0-5 mol.% K₂O; 1-7 mol.% MgO; 0-2.5 mol.% CaO; 0-3 mol.% ZrO₂; 0.05-0.25 mol.% SnO₂; 0.05-0.5 mol.% CeO₂; 50 ppm 미만의 As₂O₃; 및 50 ppm 미만의 Sb₂O₃의 조성물을 가질 수 있으며, 여기서 14 mol.% ≤(Li₂O + Na₂O + K₂O) ≤ 18 mol.%, 및 2 mol.% ≤ (MgO + CaO) ≤ 7 mol.%이다.

상기 기판(18)의 두께(예를 들어, 표면(18A)에서부터 제2의 마주보는 표면(18B)까지 측정되는)는 약 0.1 mm 내지 약 19 mm, 또는 약 0.2 mm 내지 약 5 mm, 또는 약 0.5 mm 내지 약 2 mm일 수 있다. 상기 기판은 약 50 mm 내지 약 1,700 mm, 또는 약 100 mm 내지 약 1,500 mm, 또는 약 130 mm 내지 약 700 mm의 길이 또는 가장 큰 치수를 가질 수 있다. 상기 기판(18)의 폭은 약 25 mm 내지 약 1,000 mm, 또는 약 50 mm 내지 약 400 mm, 또는 약 75 mm 내지 약 200 mm일 수 있다. 상기 기판(18)은 실질적으로 원, 타원형, 오블롱, 사각형, 직사각형 및/또는 좀 더 고차원의 다각형인 형상을 포함하는 다양한 형상을 취할 수 있다.

상기 기판(18)은 약 0.005 m, 0.004 m, 0.003 m, 0.002 m, 0.001 m, 0.0005 m, 0.0004 m, 0.0003 m, 0.0002 m 미만, 또는 약 0.0001 m 미만의 표면(18A)에 대해 직각인 방향으로 보우, 편향(deflection), 또는 변형(deformation)을 나타낼 수 있다. 필름 응력에 의해 야기되는 기판(18)의 보우는 다음의 수학식 1에 의해 계산될 수 있다:

(수학식 1)

여기서, σ (예를 들어, MPa로)는 필름(22)의 응력(예를 들어, 이축 또는 "평면에서의" 응력)이고, h _f (예를 들어, m로)는 필름(22)의 두께이며, ν는 기판(18)의 푸와송 비이며, d² _substrate (예를 들어, m로)는 상기 기판(18)의 길이 또는 측면 크기(예를 들어, 가장 큰 치수)이며, E _mod (예를 들어, MPa로)는 기판(18)의 탄성계수이며, h² _substrate (예를 들어, m로)는 기판(18)의 두께이다. 상기 보우는 상기 필름(22)의 응력 σ 곱하기, 필름(22)의 두께(h_f) 곱하기, 기판(18)의 길이 또는 측면 크기의 제곱(d² _substrate), 나누기 기판(18)의 두께의 제곱(h² _substrate)에 비례한다. 수학식 1을 사용한 예시적인 계산에서, 100 mm 직경 및 0.4 mm 두께의 기판에서, 상기 응력은 <0.1mm 보우에 대해 ~25 MPa 이하일 것이다. 상기 기판(18)의 보우는 상기 표면(18A) 상의 필름 상의 잔류 응력에 기인하여 초래될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(18)의 보우는 표면(18A)에 대하여 볼록 또는 오목한 외관을 갖는 기판(18)으로 귀결될 수 있다. 기판(18)의 보우를 측정함으로써, 상기 필름(22)의 응력(σ)은 수학식 1에서 다른 변수가 알려진 경우 결정될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 기재에 언급된 탄성 계수 및 푸아송 비 값은 ASTM E2001-13, 표제 "금속성 및 비-금속성 부분에서 결함 검출용 공명 초음파 분광법을 위한 표준 가이드"에서 설명된 일반 형태의 공명 초음파 분광법 기술에 의해 측정된 값을 나타낸다. 박형 필름 부품의 두께(예를 들어, 필름(22), 22A, 22B, 22C, 23, 등)는 단면의 주사 전자 현미경 또는 광학 타원편광법(예를 들어 n & k 분석자에 의해) 또는 박형 반사측정기에 의해 측정되었다. 다층 부품에 대해서(예를 들어, 균열 이동 층, 필름, 필름 스택에서의 층들), SEM에 의한 두께 측정이 바람직하다.

도 2a를 참조하면, 상기 필름(22)은 기판(18)의 표면(18A) 상에 증착되는 것으로 도시되나, 상기 필름(22)은 모든 표면(예를 들어, 기판(18)의 측면 또는 하면)에 적용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 상기 필름(22)은 스퍼터링, 드럼 코팅, 분자 빔 에피택시, 전자 빔 증발, 펄스 레이저 증착, 음극 아크 증착, 전기유체역학 증착, 기타 적용 기술 또는 이들의 조합에 의해 표면(18A)에 적용될 수 있다. 상기 필름(22)은 약 0.01 nm/s, 0.1 nm/s, 0.2 nm/s, 0.3 nm/s, 0.4 nm/s, 0.5 nm/s, 0.6 nm/s, 0.7 nm/s, 0.8 nm/s, 0.9 nm/s 이상, 또는 약 1.0 nm/s 이상의 증착 속도에서 적용될 수 있다. 상기 필름(22)은 약 10 nm 내지 약 5 nm, 약 100 nm 내지 약 4 ㎛, 약 150 nm 내지 약 3 ㎛, 또는 약 200 nm 내지 약 2 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 필름(22)은 기판(18)의 표면(18A)을 가로지르는 두께에서 달라질 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 필름(22)은 단일층이나, 다른 실시예에서, 이하에 제공되는 바와 같이, 상기 필름(22)은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 상기 필름(22)은 원소들 알루미늄 (Al), 질소 (N), 및 산소 (O)를 포함할 수 있다. 상기 필름(22)은 또한 소량(예를 들어, 약 1.0 원자% 이하)의 붕소(B) 및/또는 실리콘(Si)을 본원에 제공된 교시를 벗어나지 않고 포함할 수 있는 것으로 이해될 것이다. 상기 필름(22)은 화합물 AlN, AlON, Al₂O₃ 및 AlON 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 원소들 Al, N 및 O 및 화합물들 AlN, AlON 및 Al₂O₃는 실질적으로 동시에, 교호의 층에서 또는 이들의 조합으로 증착될 수 있다. 또한, 일부 원소 및 화합물들은 하나 이상의 다른 원소들 또는 화합물들과의 조합으로 증착될 수 있다.

상기 필름(22)은 약 10%, 20%, 30%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 55%, 60%, 70%, 80% 이상, 또는 약 90% 이상의 원자 알루미늄 조성물을 가질 수 있다. 구체적인 실시예에서, 상기 필름(22)의 원자 알루미늄 조성물은 약 40% 이상, 약 41% 이상, 약 42% 이상, 약 43% 이상, 약 44% 이상, 약 45% 이상, 약 46% 이상, 약 47% 이상, 약 48% 이상, 약 49% 이상, 또는 약 50% 이상일 수 있다. 상기 필름(22)은 약 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 36%, 40%, 45%, 50% 이상, 또는 약 55% 이상의 원자 질소 조성물을 가질 수 있다. 구체적인 실시예에서, 상기 필름(22)은 약 36% 이상의 원자 질소 조성물을 가질 수 있다. 상기 필름(22)은 또한 약 4% 내지 약 24%, 약 6.5% 내지 약 21.5%, 약 9% 내지 약 19%, 또는 약 11.5% 내지 약 16.5%의 원자 산소 조성물을 가질 수 있다. 구체적인 실시예에서, 상기 필름(22)은 약 12%, 약 13%, 약 14%, 약 15%, 약 16%, 또는 약 17%의 원자 산소 농도를 가질 수 있다.

상기 필름(22)은 약 1 GPa, 2 GPa, 5 GPa, 7 GPa, 10 GPa, 12 GPa, 15 GPa, 19 GPa 이상, 또는 약 25 GPa 이상의 경도를 나타낼 수 있다. 여러 경우, 높은 경도 (예를 들어, 약 5 GPa 또는 10 GPa 초과)를 나타내는 코팅 및 필름은 통상적으로 높은 잔류 응력(예를 들어, 약 25 MPa 또는 1 GPa 초과)을 나타낸다. 높은 경도(예를 들어, 약 1 GPa 초과)를 나타내는 필름(22)의 실시예에서, 상기 필름(22)은 커버 유리(14)의 기판(18)에 대한 내 스크레치성을 제공할 수 있다. 박형 필름 코팅의 경도는 널리 수용된 나노압입 실행을 사용하여 결정된다. 참조: Fischer-Cripps, A.C., 나노압입 시험 데이터의 분석 및 해석에 대한 중요 검토, Surface & Coatings Technology, 200, 4153 - 4165 (2006) (이후 "피셔-크라이프스"라 함); 및 Hay, J., Agee, P, and Herbert, E., 기구 압입 시험 시 연속적인 강성 측정, Experimental Techniques, 34 (3) 86 - 94 (2010) (이하 "헤이"라 함). 코팅에 대해서, 압입 깊이의 함수로서 경도 및 모듈러스를 측정하는 것이 전형적이다. 코팅이 충분한 두께를 갖는 한, 코팅의 성질을 결과적인 반응 프로파일과 분리하는 것이 가능하다. 상기 코팅이 너무 박형인 경우(예를 들어, ~500 nm 미만), 다른 기계적 성질을 가질 수 있는 기판의 근접으로부터 영향받을 수 있으므로 상기 코팅의 성질을 완전하게 고립시키는 것이 가능하지 않을 수 있다는 점이 인지되어야 한다. 헤이 참조. 본원의 성질을 보고하는데 사용되는 방법은 대표적인 코팅 그 자체이다. 상기 공정은 1000 nm에 근접한 깊이까지 압입 깊이에 대해서 경도 및 모듈러스를 측정하기 위한 것이다. 좀 더 연질의 유리 상의 경질의 코팅의 경우, 그 반응 곡선은 최대 수준의 경도를 나타내고 상대적으로 작은 압입 깊이(약 200 nm 이하)에서의 모듈러스를 나타낼 것이다. 좀 더 깊은 압입 깊이에서, 경도 및 모듈러스 모두는 상기 좀 더 연질의 유리 기판에 의해 반응이 영향을 받음에 따라 점진적으로 약화할 것이다. 이 경우, 상기 코팅 경도 및 모듈러스는 최대 경도 및 모듈러스를 나타내는 영역과 관련된 것이 취해진다. 좀 더 경질의 유리 기판 상의 연질의 코팅의 경우, 상기 코팅 성질은 상대적으로 작은 압입 깊이에서 발생하는 가장 낮은 경도 및 모듈러스 수준에 의해 나타날 것이다. 좀 더 깊은 압입 깊이에서, 상기 경도 및 모듈러스는 좀 더 경질의 유리의 영향에 기인하여 점진적으로 증가할 것이다. 깊이에 대한 경도 및 모듈러스의 이들 성질은 통상적인 Oliver 및 Pharr 접근법(피셔-크라이프스에서 기술된 바에 따라) 또는 좀 더 효율적인 연속 강성 접근법(헤이 참조) 중 어느 하나를 사용하여 얻어질 수 있다. 신뢰할만한 나노압입 데이터의 추출은 잘 확립된 프로토콜이 어어질 것을 요구한다. 그렇지 않으면, 이들 계량은 심각한 오류를 겪을 수 있다. 이러한 박형 필름에 대해 본원에 보고된 탄성 계수 및 경도 값은 베르코비치 다이아몬드 압자 팁으로 상술한 바와 같이 공지된 다이아몬드 나노-압입 방법을 사용하여 측정되었다.

상기 필름(22)은 광의 가시 및 비-가시광 파장에 대해 실질적으로 투명일 수 있다(예를 들어, 80%, 90%, 또는 99% 이상 투과). 다양한 실시예에 따르면, 상기 필름(22)은 550 nm에서 약 1.92 내지 약 2.05의 굴절률을 갖는다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 필름(22)은 400 nm에서 약 0.001의 흡수 계수를 가질 수 있다.

상기 필름(22)은 하나 이상의 인장 성분 및 압축 성분을 포함할 수 있다. 상기 인장 및 압축 성분은 개별적인 분자 화합물, 국부의 영역, 층 및/또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 인장 및 압축 성분이 개별적인 분자 화합물 및/또는 국부의 영역인 실시예에서, 상기 성분들은 상기 필름(22)에 걸쳐 그 내부에서 균질하게 또는 비균질하게 분산될 수 있다. 특정 물질(예를 들어, AlN)이 상기 필름(22)의 형성 후 상기 필름(22) 내에 인장 응력 성분 (또는 인장 성분)을 일반적으로 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 필름(22)은 기판(18)에 적용되고 냉각된 후, 상기 인장 성분은 상기 필름(22) 내에 인장 또는 "풀링" 응력을 생성하는 경향을 가질 수 있다. 인장 응력은 본 기재에서 양의 크기로 나타낸다. 소정의 다른 물질(예를 들어, AlON, Al₂O₃)은 형성 후 상기 필름(22) 내에 압축 응력 성분(압축 성분)을 일반적으로 일으킬 수 있다. 예를 들어, 상기 필름(22)이 기판(18)에 적용되고 냉각된 후, 상기 압축 성분은 상기 필름(22) 내에서 압축, 또는 "푸싱" 응력을 생성하는 경향을 가질 수 있다. 압축 응력은 본 기재에서 음의 크기로 나타낸다. 발생된 인장 및/또는 압축 응력의 크기는 서로 같거나 다를 수 있음이 이해될 것이다. 즉, 압축-응력-발생 성분 물질의 단위 당 발생된 압축 응력의 크기는 인장-응력-발생 성분 물질의 단위 당 생성된 인장력과 동일하거나, 초과하거나 또는 미만일 수 있다. 상술한 바와 같이, 필름(22)에서의 잔류 응력은 기판(18)의 보우로 귀결될 수 있다. 이처럼, 상기 필름(22)에서 인장 및 압축-응력-발생 성분 물질의 비율을 재단하는 것은 필름(22)에서 전체 잔류 응력의 조율을 가능하게 하고 따라서 기판(18)의 보우의 조율을 가능하게 할 수 있다.

필름(22) 내에 존재하는 인장 및 압축-응력-발생 성분 물질의 다양한 비율 및/또는 위치를 조절함으로써, 상기 필름(22)의 전체 및/또는 국부 잔류 응력은 바람직한 수준으로 재단될 수 있다. 예를 들어, 압축인 필름(22)의 총 잔류 응력이 바람직한 경우, 압축-응력-발생 성분 물질 대 인장-응력-발생 성분 물질의 비율은 상기 필름(22)의 잔류 응력이 압축이도록 조절될 수 있다(예를 들어, 상기 필름(22)의 좀 더 큰 비율이 압축-응력-발생 성분 물질로 구성되도록). 반대로, 필름(22) 내의 총 인장 잔류 응력이 바람직한 경우, 인장-응력-발생 성분 물질 대 압축-응력-발생 성분 물질의 비율은 상기 필름(22)의 잔류 응력이 인장이도록 조절될 수 있다(예를 들어, 필름(22)의 좀 더 큰 비율이 인장-응력-발생 성분 물질이도록). 또한, 압축 및 인장-응력-발생 성분 물질의 비율은 중립적인 응력 (예를 들어, ±1 GPa)이 필름(22)에 대해 달성되도록 조절될 수 있다. 예를 들어, 필름(22)의 중립적인 잔류 응력 실시예는 약 ±1 GPa, ±750 MPa, ±500 MPa, ±250 MPa, ±200 MPa, ±100 MPa, ±75 MPa, ±50 MPa, ±25 MPa, ±10 MPa, ±5 MPa 이하, 또는 약 ±1 MPa 이하의 잔류 응력을 가질 수 있다. 상기 필름(22)의 잔류 응력 σ은 수학식 2를 사용하여 계산될 수 있다:

(수학식 2)

여기서 E는 기판(18)의 모듈러스이며, v는 기판(18)의 푸와송 비이며, h _s 는 기판(18)의 두께이며, h _f 는 필름(22)의 두께이며, ROC는 커버 유리(14)에 대한 곡률 반경이다. 다양한 실시예에 따르면, 잔류 응력이 필름(22) 내에 존재하는 경우, 상기 응력은 순(net) 압축 응력일 수 있다. 순 압축 응력을 갖는 필름(22)의 실시예는 상기 순 압축 응력이 기판(18)의 균열 전파 지대와 함께 힘을 가하는 경향을 가질 수 있으므로 커버 유리(14) 내의 균열의 전파를 감소시키는 이점을 가질 수 있다. 필름(22)의 잔류 응력을 감소시키는 것은(예를 들어, 0 MPa 방향으로) 상기 잔류 응력이 기판(18)의 왜곡의 1차 유도자이므로 기판(18)에 의해 경험되는, 보우 또는 변형에서의 감소의 이점을 가질 수 있다. 또한, 상기 필름(22)의 사용은 높은 경도를 제공하는 한편 낮거나 또는 근사치의 중립적인 잔류 응력을 제공하는 이점을 가질 수 있다. 상술한 바와 같이, 통상적인 코팅 및 처리는 잔류 응력에서의 대응하는 증가 없이 높은 경도를 나타내지 않는다. 이처럼, 필름(22) 내에서 압축-응력-발생 성분 물질 및 인장-응력-발생 성분 물질의 비율을 재단함으로써, 높은 경도 및 낮은 잔류 응력 모두는 필름(22)에 의해 유리하게 달성될 수 있다.

상기 인장 및 압축-응력-발생 성분 물질은 상기 필름(22)의 원자 및 분자 성분들이 표면(18A)에 적용됨에 따라 동력학적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 표면(18A) 상에 증착된 Al, N, Si 및 O의 상대적인 비율이 조절됨에 따라, 인장 및 압축 응력 성분의 비율은 상대적인 전구체 원소 변화에 따라 조절된다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 필름 내의 인장 및 압축 응력 성분의 비율은 상기 필름(22) 내에 포함된 산소의 양에 기초하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 압축 응력 성분을 발생시키는 물질들(예를 들어, AlON, Al₂O₃)는 통상적으로 산소를 포함하고, 인장 응력 성분을 발생시키는 물질들(예를 들어, AlN)은 산소를 포함하지 않으므로, 상기 필름(22) 내의 산소의 비율을 증가시키는 것은 인장 응력 성분에 대한 압축 응력 성분의 비율을 증가시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 필름(22)은 약 4% 내지 약 24%, 또는 6.5% 내지 약 21.5%, 또는 9% 내지 약 19%, 또는 11.5% 내지 약 16.5%의 원자 산소 조성물을 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 필름(22)은 약 12%, 약 13%, 약 14%, 약 15%, 약 16%, 또는 약 17%의 원자 산소 농도를 가질 수 있다. 상기 산소는 상기 필름(22)이 연속적인 방식, 간헐적인 방식 또는 이들의 조합으로 적용될 때 포함될 수 있다. 이처럼, 상기 필름(22)이 증착될 때, 산소의 존재는 압축 응력 성분을 형성하는 경향을 가질 것이며, 산소의 결핍은 인장 응력 성분을 형성하는 경향을 가질 것이다. 따라서, 상기 필름(22)의 증착 시 제공된 산소의 양 및 따라서 필름(22)에 존재하는 산소의 양을 조절함으로써, 상기 필름(22) 내의 잔류 응력이 제어될 수 있다.

도 2b를 참조하면, 복수의 층을 혼힙한 필름의 예가 도시된다(도 2a의 필름(22)과 유사한). 이러한 실시예에서, 상기 필름은 필름 스택(23)으로 불리울 수 있다. 일정 관점에서, 상기 필름 스택(23)은 복수의 제1의 층(22A), 복수의 제2의 층(22B) 및 제3의 층(22C)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 및 제2의 층(22A, 22B)을 갖는 것으로 도시되나, 상기 필름 스택(23)은 본원에 제공된 교시를 벗어나지 않고 단일의 제1의 층(22A) 및 단일의 제2의 층(22B)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2의 층(22A,　22B)은 상기 제1 및 제2의 층(22A, 22B)이 서로 인접하도록 서로 상에 위치되고 교호의 방식으로 배열될 수 있다. 상기 필름 스택(23)은 1 내지 100의 제1의 층(22A)을 포함할 수 있다. 상기 필름 스택(23)은 1 내지 100의 제2의 층(22B)을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 제1의 층(22A)은 기판(18)에 인접하여 접하면서 위치되나, 상기 제2의 층(22B)은 본원에 제공된 교시를 벗어나지 않고 기판(18)의 표면(18A)에 접할 수 있음이 이해될 것이다. 복수의 제1 및 제2의 층(22A, 22B)은 약 1 nm 내지 약 800 nm의 구께를 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 복수의 제1의 층(22A)의 총 두께는 복수의 제2의 층(22B)의 총 두께보다 크다. 즉, 복수의 제1의 층(22A)의 두께의 합은 상기 제2의 층(22B)의 두께의 합보다 클 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1의 층(22A)은 상기 제2의 층(22B)에 비하여 높은 굴절률을 가질 수 있다. 즉, 상기 제2의 층(22B)은 상기 제1의 층(22A)에 비하여 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 상기 제1의 층(22A)의 굴절률은 550 nm에서 약 1.92 내지 약 2.05일 수 있다. 상기 제2의 층(22B)의 굴절률은 550 nm에서 약 1.6 미만일 수 있다. 즉, 상기 제2의 층(22B)은 낮은 굴절률로 구성될 수 있다.

상기 제1의 층(22A)은 단일 층 실시예(도 2a)에서 필름(22)과 실질적으로 유사한 조성물을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1의 층(22A)은 상술한 바와 같이 압축 응력 성분을 발생시키는 물질(예를 들어, AlON, Al₂O₃ 및 AlON) 및 인장 응력 성분을 발생시키는 물질(예를 들어, AlN) 모두를 포함할 수 있다. 각각의 제1의 복수의 층들(22A)은 약 4 nm 내지 약 100 nm의 두께를 가질 수 있다. 또한, 상기 각각의 제1의 층(22A)의 두께는 필름 스택(23)을 가로질러 달라질 수 있다.

상기 제2의 층(22B)은 낮은 굴절률을 제공하는 조성물을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2의 층(22B)은 SiO₂, Al₂O₃, GeO₂, SiO, AlO_xN_y, SiO_xN_y, Si_uAl_vO_xN_y, MgO, MgF₂, BaF₂, CaF₂, DyF₃, YbF₃, YF₃, CeF₃, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 각각의 제2의 층(22B)은 약 4 nm 내지 약 100 nm의 두께를 가질 수 있다. 나아가, 상기 제2의 층(22B)의 두께는 필름 스택(23)을 가로질러 달라질 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제3의 층(22C)이 선택적으로 제1 및 제2의 층(22A, 22B)의 필름 스택(23) 내에 위치된다. 상기 제3의 층(22C)은 약 200 nm 내지 약 2 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 이처럼, 상기 제3의 층(22C)은 상기 필름 스택(23)의 총 두께의 약 40% 내지 약 99%를 차지할 수 있다. 상기 제3의 층(22C)은 전술한 바와 같이 압축-응력 성분 발생 물질, 인장 응력 성분 발생 물질, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 제3의 층(22C)은 그 성질(예를 들어, 경도, 광학 투명성, 잔류 응력 등)이 상기 필름 스택(23)의 전반적인 성질을 크게 지배할 수 있는 필름 스택(23)의 큰 부위에 다다를 수 있다. 이처럼, 상기 제3의 층(22C)의 잔류 응력을 조율함으로써, 상기 기판(18)의 보우는 제1 및 제2의 복수의 층(22A, 22B)에 의해 발생되는 효과와 거의 독립적으로 제어될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 소자(10)의 필름(22) 및/또는 필름 스택(23)은 예시적인 방법으로 형성될 수 있다. 상기 방법은 기판(18) 상에 필름(22) 및/또는 필름 스택(23)을 증착시키는 제1의 단계로 시작될 수 있다. 이러한 실시예에서, 상기 기판(18)은 전술한 바와 같이 유리-계 물질로 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 필름(22)은 단일 층으로 구성될 수 있으며, 상기 필름 스택(23)은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 다음으로, 상기 필름(22) 및/또는 필름 스택(23) 내에서 압축 응력 성분을 발생시키는 물질을 형성하는 단계가 수행될 수 있다. 상기 압축-응력-발생 물질은 상술한 바와 같이, 상기 필름(22) 및/또는 필름 스택(23) 내에서 압축 응력을 생산할 수 있다. 다음으로, 상기 필름(22) 및/또는 필름 스택(23) 내에서 인장 응력 성분을 발생시키는 물질을 형성하는 단계가 수행된다. 상기 인장 응력 성분 발생 물질은 상기 필름(22) 및/또는 필름 스택(23) 내에서 인장 응력을 생산할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 인장 및 압축-응력-발생 성분 물질의 상대적인 비율은 약 -200 MPa 내지 약 200 MPa의 필름(22) 및/또는 필름 스택(23)에서의 잔류 응력을 생산한다. 상기 방법은 산소를 포함하도록 압축-응력-발생 성분을 형성하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 특정 순서로 개별적인 구별되는 단계로서 기술되나, 상기 방법의 단계들은 모든 순서로 및/또는 동시에 수행될 수 있음이 이해될 것이다.

본원에 제공된 필름(22) 및 필름 스택(23)을 사용하는 것은 여러가지 이점을 제공할 수 있다. 우선, 필름(22) 및 필름 스택(23)의 산소 농도를 재단함으로써, 따라서 인장-응력-발생 성분 및 압축-응력-발생 성분의 상대적인 비율을 재단함으로써, 필름(22) 및 필름 스택(23)의 잔류 응력이 제어될 수 있다. 전술한 바와 같이, 필름(22) 및 필름 스택(23)의 잔류 응력을 제어함으로써, 상기 기판(18)의 보우는 커버 유리(14)의 최종 형상 및/또는 치수의 상당한 제어를 가능하게 할 수 있도록 제어될 수 있다. 두번째로, 상기 필름(22) 및 필름 스택(23) 내에 존재하는 산소의 양을 재단함으로써, 경질이고 투명하며 낮은 잔류 응력을 갖는 필름(22) 및 필름 스택(23)이 얻어질 수 있다. 나아가, 상기 필름(22) 및 필름 스택(23)은 커버 유리(14)에 대한 내 스크래치성 코팅을 제공할 수 있다.

실시예

도 3을 참조하면, 코팅 없이 산소 농도의 함수로서 코팅(예를 들어, 상기 필름(22) 또는 필름 스택(23))의 잔류 응력의 그래프를 나타낸다. 상기 코팅은 AJA International^® magnetron 스퍼터링 시스템을 사용하여 형성되었다. 볼 수 있는 바와 같이, 상기 코팅은 약 2% 내지 약 27%의 원자 산소 농도에서 약 1 GPa (1000 MPa) 미만의 잔류 응력을 나타낸다. 상기 코팅은 약 14% 또는 15% 원자 산소 농도 상에서 중심을 갖는 약 11%-16%의 원자 산소 농도에서 약 0 MPa의 근접 중립적인(near neutral) 응력을 갖는다. 상술한 바와 같이, 대략 중립적인 응력을 통한 순(net) 인장 잔류 응력 사이 및 순 압축 잔류 응력으로의 전이는 압축-응력-발생 성분 물질 대 인장-응력-발생 성분 물질의 비율에 의해 발생되는 것으로 믿어진다. 상기 코팅 내의 산소 농도가 증가함에 따라, 압축-응력-발생 성분 물질의 좀 더 큰 비율이 인장-응력-발생 성분 물질에 대해서 그리고 인장으로부터 압축으로의 중립적인 코팅 전이의 잔류 응력에 대해서 존재한다. 회귀선에 제공된 식은 순 제로 잔류 응력이 발생하는 산소 농도가 약 12.7 원자%일 것이라는 점을 예측한다. 도 3의 그래프는 단지 5개의 데이터 지점을 포함하나, 상기 제공된 회귀선은 제공된 데이터가 도 4(후술되는)에 제공된 실험 데이터와 잘 일치하므로 2% 내지 27% 범위 내에서 농도에 대해 대략 들어맞을 것으로 예측된다. 나아가, 회귀선은 인장-응력-발생 성분 물질 대 압축-응력-발생 성분 물질의 상대적인 비율이 코팅의 순 잔류 응력을 결정하는데 중요하다는 점을 확인하는 경향을 갖는 방식의 트렌드를 갖는다.

도 4를 참조하면, 상이한 증착 툴을 사용하여 성장률(예를 들어, 증착 속도, 즉, 초 당 0.01 나노미터 (nm/s), 0.06 nm/s, 및 0.09 nm/s)의 함수로서 코팅(예를 들어, 필름(22))의 잔류 응력 대 원자 산소 농도의 그래프를 나타낸다. 보여질 수 있는 바와 같이, 증착 속도에 상관없이, 상기 코팅은 약 13 내지 17 원자% 산소 농도의 근접 중립적인 응력을 나타낸다. 성장률에 대해서 제공된 회귀식에서, 상기 회귀식은 약 16.7 원자% 산소의 산소 농도에서 순 중립적인 응력을 예상한다. 0.06 nm/s 성장률에 대한 회귀식은 약 15.7 원자% 산소에서의 산소 농도에서 순 중립적인 응력을 예상한다. 0.09 nm/s 성장률에 대한 회귀식은 약 15.0 원자% 산소의 산소 농도에서의 순 중립적인 응력을 예상한다. 0.01 nm/s 성장률에 대한 회귀식은 약 16.5 원자% 산소의 산소 농도에서의 순 중립적인 응력을 예상한다.

본 기재의 변형이 본 기재를 사용하거나 제작하는 자 및 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 일어날 것이다. 예를 들어, 필름(22) 또는 스택(23)의 기재 및 상기 전자 소자(10)의 커버 유리(14)는 가구(예를 들어, 유리 테이블 상부), 가시성(예를 들어, 빌딩 또는 자동차 윈도우) 및 기타 텔레비젼 스크린 및 컴퓨터 모니터와 같은 유리 특징물에 적용될 수 있다. 따라서, 상기 도면에 도시되고 상술한 구현예는 단지 예시를 위한 목적으로서, 본 기재의 범위를 제한하고자 의도되지 않으며, 본 기재는 균등물을 포함하여, 특허법의 원칙에 따라 해석되는 바에 따라, 다음의 청구항에 의해 한정된다는 점이 이해된다.

본 기재의 목적을 위하여, 용어 "결합된"(모든 형태에서, 커플, 커플링, 결합된, 등)은 일반적으로 두 개의 성분이 서로 직접 또는 간접적으로 조이닝(전기적 또는 기계적)됨을 의미한다. 이러한 조이닝은 본래 고정상이거나 본래 이동상일 수 있다. 이러한 조이닝은 두 개의 성분(전기적 또는 기계적)으로 달성될 수 있으며, 모든 추가적인 중간 부재가 상기 두 개의 성분과 또는 서로 단일의 일체의 바디로서 통합적으로 형성될 수 있다. 이러한 조이닝은 본래 영구적일 수 있거나, 또는 다르게 명시되지 않는 한, 본래 제거가능하거나 또는 탈리가능할 수 있다.

본원에서 사용되는 바에 따라, 용어 "약"은 양, 크기, 제형, 파라미터, 및 기타 양 및 특성이 정확하지 않으며 정확할 필요가 없으나, 원하는 바에 따라, 대략 및/또는 좀 더 크거나 좀 더 작거나, 공차, 전환 인자, 반올림, 측정 오차 및 그 유사물, 및 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 기타 인자를 반영할 수 있음을 의미한다. 용어 "약"이 값 또는 범위의 끝점을 기술하는데 사용되는 경우, 본 기재는 언급된 특정 값 또는 끝점을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 수치 또는 범위의 끝점에서 "약"을 기재하는지 여부에 상관없이, 상기 수치 및 범위의 끝값은 다음의 두 개의 구현예를 포함하는 것으로 의도된다: "약"에 의해 변형된 하나, 및 "약"에 의해 변형되지 않는 하나. 상기 각 범위들의 끝점들은 다른 끝점과 관련되고 그리고 다른 끝점과 독립적으로 모두 중요함이 더욱 이해될 것이다.

본원에 사용되는 용어 "실질적인," "실질적으로," 및 그 변형은 기술된 특징이 값 또는 설명과 동일하거나 또는 대략 동일하다는 것을 주목하도록 의도된다. 예를 들어, "실질적으로 평탄한" 표면은 평탄하거나 또는 대략 평탄한 표면을 나타내도록 의도된다. 또한, "실질적으로"는 두 개의 값이 동일하거나 또는 대략 동일한 것에 주목되도록 의도된다. 일부 구현예에서, "실질적으로"는 서로 약 5% 이내, 또는 서로 약 2% 이내와 같은 서로 약 10% 이내의 값을 나타낼 수 있다.

본원에서 사용되는 바에 따라, 용어 "상기", "하나" 또는 "일"은 "적어도 하나"를 의미하며, 반대로 명시되지 않는 한 "단지 하나"에 한정되지 않아야 한다. 따라서, 예를 들어, "하나의 성분"에 대한 참조는 맥략적으로 다르게 명시되지 않는 한, 둘 이상의 이러한 성분을 갖는 구현예를 포함한다.

당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 기재의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 기재에 대한 다양한 변형 및 변화가 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 따라서, 본 기재는 첨부된 청구항 및 그 균등물의 범위 내에서 제공되는 이러한 변형 및 변화를 커버하도록 의도된다. 예시적인 구현예는 다음을 포함한다.

구현예 1. 제품으로서,

기판; 및

상기 기판의 표면 상에 배치된 필름을 포함하며, 상기 필름은:

약 45 원자% 내지 약 50 원자%의 알루미늄 조성물;

약 26 원자% 내지 약 46 원자%의 질소 조성물; 및

4 원자% 내지 약 24 원자%의 산소 농도를 포함하며, 여기서 상기 기판은 약 0.0005 미터 미만의 보우(bow)를 포함하는, 제품.

구현예 2. 구현예 1의 제품에서, 상기 산소 농도는 약 6.5 원자% 내지 약 21.5 원자%이다.

구현예 3. 구현예 1의 제품에서, 상기 산소 농도는 약 9 원자% 내지 약 19 원자%.

구현예 4. 구현예 1의 제품에서, 상기 산소 농도는 약 11.5 원자% 내지 약 16.5 원자%이다.

구현예 5. 구현예 1의 제품에서, 상기 산소 농도는 약 14 원자%이다.

구현예 6. 구현예 1-5 중 어느 하나의 제품에서, 상기 필름은 약 200 nm 내지 약 3 ㎛의 두께를 포함한다.

구현예 7. 구현예 1-5 중 어느 하나의 제품에서, 상기 필름은 약 10 nm 내지 약 5 ㎛의 두께를 포함한다.

구현예 8. 구현예 1-7 중 어느 하나의 제품에서, 상기 필름은 약 15 GPa 이상의 경도(hardness)를 포함하며, 상기 필름은 550 nm에서 약 1.92 내지 약 2.05의 굴절률을 포함한다.

구현예 9. 구현예 1-8 중 어느 하나의 제품에서, 상기 기판은 약 0.0002 미터 미만의 보우를 포함한다.

구현예 10. 구현예 1-9 중 어느 하나의 제품에서, 상기 필름은 약 25 MPa 이하의 잔류 압축 응력을 포함한다.

구현예 11. 구현예 1-10 중 어느 하나의 제품에서, 상기 필름은 단일층의 물질을 포함한다.

구현예 12. 제품으로서,

제품으로서,

기판; 및

상기 기판 상에 배치된 필름 스택을 포함하며, 상기 필름 스택은:

알루미늄;

질소; 및

산소를 포함하는 제1의 층, 상기 제1의 층 내에서 산소의 농도는 약 4 원자% 내지 약 24 원자%임; 및

상기 제1의 층에 인접하여 위치되며, 1.6 이하의 굴절률을 포함하는 제2의 층을 포함하는 제품.

구현예 13. 구현예 12의 제품에서, 상기 필름 스택은 교호의 방식으로 위치된 복수의 제1의 층 및 복수의 제2의 층을 포함하며, 상기 복수의 제2의 층 중 적어도 하나는 실리콘 디옥사이드를 포함한다.

구현예 14. 구현예 13의 제품에서, 상기 복수의 제1의 층의 총 두께는 상기 복수의 제2의 층의 총 두께보다 크다.

구현예 15. 구현예 12의 제품에서, 상기 제1의 층과 동일한 조성물을 포함하며, 상기 필름 스택 내에 위치된 제3의 층을 더욱 포함하며, 상기 제3의 층은 상기 제1의 층보다 큰 두께를 갖는다.

구현예 16. 구현예 15의 제품에서, 상기 제3의 층은 약 14 원자% 내지 약 15 원자%의 산소 농도를 포함한다 .

구현예 17. 제품으로서,

기판; 및

상기 기판 상에 배치된 필름을 포함하며, 상기 필름은:

알루미늄;

질소; 및

산소를 포함하며, 상기 산소는 약 4 원자% 내지 약 24 원자%의 농도로 상기 필름 내에 존재하며, 상기 필름 내의 잔류 응력은 약 -200 MPa 내지 약 0 MPa인, 제품.

구현예 18. 구현예 17의 제품에서, 상기 필름 내의 산소 농도는 약 10 원자% 내지 약 18 원자%이다.

구현예 19. 구현예 17 또는 구현예 18의 제품에서, 상기 필름은 단일층으로 이루어진다.

구현예 20. 구현예 17 또는 구현예 18의 제품에서, 상기 필름은 복수의 층을 포함한다.

구현예 21. A 소비자 전자 소자로서,

전면, 후면 및 측면을 갖는 하우징;

상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 제공된 전기 부품, 상기 전기 부품은 적어도 컨트롤러, 메모리 및 디스플레이를 포함하며, 상기 디스플레이는 상기 하우징의 전면에 또는 그 부근에 제공됨; 및

상기 디스플레이 위에 배치된 커버 물질을 포함하며,

상기 하우징 또는 커버 물질 중 적어도 하나의 부위는 청구항 1 내지 20 또는 29 중 어느 하나의 제품을 포함하는, 소비자 전자 소자.

구현예 22. 제품의 제조방법으로서,

기판 상에 필름을 증착하는 단계;

상기 필름 내에 압축-응력 발생 성분 물질을 형성하는 단계; 및

상기 필름 내에 인장-응력 발생 성분 물질을 형성하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 필름은 상기 형성 단계 후 약 -200 MPa 내지 약 200 MPa의 잔류 응력을 포함하는, 제품 제조방법.

구현예 23. 구현예 22의 방법에서, 상기 압축-응력 발생 성분 물질을 형성하는 단계는 산소를 포함하는 성분을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.

구현예 24. 구현예 22 또는 구현예 23의 방법에서, 상기 필름을 증착하는 단계는 단일층을 증착하는 단계로 더욱 이루어진다.

구현예 25. 구현예 22 또는 구현예 23의 방법에서, 상기 필름을 증착하는 단계는 복수의 층을 증착하는 단계를 더욱 포함한다.

구현예 26. 구현예 22-25 중 어느 하나의 방법에서, 상기 필름을 증착하는 단계는 알루미늄, 산소 및 질소를 증착하는 단계를 더욱 포함한다.

구현예 27. 구현예 26의 방법에서, 상기 필름을 증착하는 단계는 약 14 원자% 내지 약 15 원자%의 산소 농도를 갖는 증착 물질 성분을 더욱 포함한다.

구현예 28. 구현예 22-27 중 어느 하나의 방법에서, 상기 기판은 유리-계 물질을 포함한다.

구현예 29. 구현예 1-20 중 어느 하나의 방법에서, 상기 기판은 유리-계 물질을 포함한다.

구현예 30. 구현예 1-20 중 어느 하나의 방법에서, 상기 알루미늄 조성물은 약 47 원자% 내지 약 50 원자%를 포함한다.

Claims

제품으로서,
기판; 및
상기 기판의 표면 상에 배치된 필름을 포함하며, 상기 필름은:
약 45 원자% 내지 약 50 원자%의 알루미늄 조성물;
약 26 원자% 내지 약 46 원자%의 질소 조성물; 및
4 원자% 내지 약 24 원자%의 산소 농도를 포함하며, 여기서 상기 기판은 약 0.0005 미터 미만의 보우(bow)를 포함하는, 제품.
청구항 1에 있어서,
상기 산소 농도는 약 6.5 원자% 내지 약 21.5 원자%인, 제품.
청구항 1에 있어서,
상기 산소 농도는 약 9 원자% 내지 약 19 원자%인, 제품.
청구항 1에 있어서,
상기 산소 농도는 약 11.5 원자% 내지 약 16.5 원자%인, 제품.
청구항 1에 있어서,
상기 산소 농도는 약 14 원자%인, 제품.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필름은 약 200 nm 내지 약 3 ㎛의 두께를 포함하는, 제품.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필름은 약 10 nm 내지 약 5 ㎛의 두께를 포함하는, 제품.
청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필름은 약 15 GPa 이상의 경도(hardness)를 포함하며, 상기 필름은 550 nm에서 약 1.92 내지 약 2.05의 굴절률을 포함하는, 제품.
청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은 약 0.0002 미터 미만의 보우를 포함하는, 제품.
청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필름은 약 25 MPa 이하의 잔류 압축 응력을 포함하는, 제품.
청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필름은 단일층의 물질을 포함하는, 제품.
제품으로서,
기판; 및
상기 기판 상에 배치된 필름 스택을 포함하며, 상기 필름 스택은:
알루미늄;
질소; 및
산소를 포함하는 제1의 층, 상기 제1의 층 내에서 산소의 농도는 약 4 원자% 내지 약 24 원자%임; 및
상기 제1의 층에 인접하여 위치되며, 1.6 이하의 굴절률을 포함하는 제2의 층을 포함하는, 제품.
청구항 12에 있어서,
상기 필름 스택은 교호의 방식으로 위치된 복수의 제1의 층 및 복수의 제2의 층을 포함하며, 상기 복수의 제2의 층 중 적어도 하나는 실리콘 디옥사이드를 포함하는, 제품.
청구항 13에 있어서,
상기 복수의 제1의 층의 총 두께는 상기 복수의 제2의 층의 총 두께보다 큰, 제품.
청구항 12에 있어서,
상기 제1의 층과 동일한 조성물을 포함하며, 상기 필름 스택 내에 위치된 제3의 층을 더욱 포함하며, 상기 제3의 층은 상기 제1의 층보다 큰 두께를 갖는, 제품.
청구항 15에 있어서,
상기 제3의 층은 약 14 원자% 내지 약 15 원자%의 산소 농도를 포함하는, 제품.
제품으로서,
기판; 및
상기 기판 상에 배치된 필름을 포함하며, 상기 필름은:
알루미늄;
질소; 및
산소를 포함하며, 상기 산소는 약 4 원자% 내지 약 24 원자%의 농도로 상기 필름 내에 존재하며, 상기 필름 내의 잔류 응력은 약 -200 MPa 내지 약 0 MPa인, 제품.
청구항 17에 있어서,
상기 필름 내의 산소 농도는 약 10 원자% 내지 약 18 원자%인, 제품.
청구항 17 또는 18에 있어서,
상기 필름은 단일층으로 이루어지는, 제품.
청구항 17 또는 18에 있어서,
상기 필름은 복수의 층을 포함하는, 제품.
청구항 1 내지 20 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은 유리-계 물질을 포함하는, 제품.
소비자 전자 소자로서,
전면, 후면 및 측면을 갖는 하우징;
상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 제공된 전기 부품, 상기 전기 부품은 적어도 컨트롤러, 메모리 및 디스플레이를 포함하며, 상기 디스플레이는 상기 하우징의 전면에 또는 그 부근에 제공됨; 및
상기 디스플레이 위에 배치된 커버 물질을 포함하며,
상기 하우징 또는 커버 물질 중 적어도 하나의 부위는 청구항 1 내지 21 중 어느 하나의 제품을 포함하는, 소비자 전자 소자.
제품의 제조방법으로서,
기판 상에 필름을 증착하는 단계;
상기 필름 내에 압축-응력 발생 성분 물질을 형성하는 단계; 및
상기 필름 내에 인장-응력 발생 성분 물질을 형성하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 필름은 상기 형성 단계 후 약 -200 MPa 내지 약 200 MPa의 잔류 응력을 포함하는, 제품 제조방법.
청구항 23에 있어서,
상기 압축-응력 발생 성분 물질을 형성하는 단계는 산소를 포함하는 성분을 형성하는 단계를 더욱 포함하는, 제품 제조방법.
청구항 23 또는 24에 있어서,
상기 필름을 증착하는 단계는 단일층을 증착하는 단계로 더욱 이루어진, 제품 제조방법.
청구항 23 또는 24에 있어서,
상기 필름을 증착하는 단계는 복수의 층을 증착하는 단계를 더욱 포함하는, 제품 제조방법.
청구항 23 내지 26 중 어느 한 항에 있어서,
상기 필름을 증착하는 단계는 알루미늄, 산소 및 질소를 증착하는 단계를 더욱 포함하는, 제품 제조방법.
청구항 27에 있어서,
상기 필름을 증착하는 단계는 약 14 원자% 내지 약 15 원자%의 산소 농도를 갖는 증착 물질 성분을 더욱 포함하는, 제품 제조방법.
청구항 23 내지 28 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은 유리-계 물질을 포함하는, 제품 제조방법.
청구항 1 내지 21 중 어느 한 항에 있어서,
상기 알루미늄 조성물은 약 47 원자% 내지 약 50 원자%를 포함하는, 제품.