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KR20120135467A - Fingerprint-resistant glass substrates - Google Patents

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KR20120135467A
KR20120135467A KR1020117029119A KR20117029119A KR20120135467A KR 20120135467 A KR20120135467 A KR 20120135467A KR 1020117029119 A KR1020117029119 A KR 1020117029119A KR 20117029119 A KR20117029119 A KR 20117029119A KR 20120135467 A KR20120135467 A KR 20120135467A
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KR
South Korea
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glass substrate
mol
topology
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topological
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Withdrawn
Application number
KR1020117029119A
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Korean (ko)
Inventor
애드라 에스 베이카
칼 더블유 코치 3세
셰리 이 코발
프랜틱 마줌더
마크 에이 쿠에사다
웨기샤 세네렛네
토드 피 세인트 클레어
Original Assignee
코닝 인코포레이티드
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Publication date
Application filed by 코닝 인코포레이티드 filed Critical 코닝 인코포레이티드
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    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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Abstract

본 발명은 소수성, 오일 소성, 입자상 또는 액상의 안티-고착 또는 접착성, 지문에 대한 내성, 내구성 및 투명성(즉, 헤이즈<10%)을 포함한 공학적 특성을 갖는 적어도 하나의 표면을 갖는 유리 기판을 제공한다. 물 및 지방분비 오일의 적어도 하나를 포함한 액적의 피닝 및 접촉각의 감소를 방지하는 오목한 기하를 갖는 적어도 한 세트의 토폴로지 피처를 포함한다.The present invention provides a glass substrate having at least one surface having engineering properties including hydrophobicity, oil firing, anti-sticking or adhesion of particulate or liquid, resistance to fingerprints, durability and transparency (i.e. haze <10%). to provide. At least one set of topological features having concave geometries that prevent pinning of the droplets and reduction of contact angles, including at least one of water and lipoenetic oil.

Figure P1020117029119
Figure P1020117029119

Description

지문-내성 유리 기판{FINGERPRINT-RESISTANT GLASS SUBSTRATES}Fingerprint-resistant glass substrate {FINGERPRINT-RESISTANT GLASS SUBSTRATES}

관련 출원 상호 참조Related application cross-reference

본 출원은 2009년 5월 6일에 출원된 미국 가 특허 출원 61/175,909의 혜택을 주장하는 2009년 11월 24일에 출원된 미국 특허 출원 12/625,020 및 2010년 4월 20일에 출원된 12/763,649의 존속이다.This application is directed to US patent application Ser. No. 12 / 625,020, filed Nov. 24, 2009, filed on May 6, 2009, and claims 12 / 625,020, filed on April 20, 2010. It lasts / 763,649.

본 발명은 소수성, 오일 소성, 입자상 또는 액상의 안티-고착 또는 접착성, 지문에 대한 내성, 내구성 및 투명성(즉, 헤이즈<10%)을 포함한 공학적 특성을 갖는 적어도 하나의 표면을 갖는 유리 기판을 제공한다. 물 및 지방분비 오일의 적어도 하나를 포함한 액적의 피닝(pinning) 및 접촉각의 감소를 방지하는 오목한 기하를 갖는 적어도 한 세트의 토폴로지 피처를 포함한다.The present invention provides a glass substrate having at least one surface having engineering properties including hydrophobicity, oil firing, anti-sticking or adhesion of particulate or liquid, resistance to fingerprints, durability and transparency (i.e. haze <10%). to provide. At least one set of topological features having concave geometries that prevent pinning of the droplets and reduction of contact angles, including at least one of water and lipotropic oil.

점차 터치 스크린 적용용 표면이 요구되고 있다. 심미적 및 기술적인 관점에서, 지문의 이동 또는 얼룩에 대한 내성이 있는 터치 스크린 표면이 요구된다. 휴대용 전자 장치에 관한 적용에 대해서, 사용자 친화적인 표면의 일반적인 요구는 고투과율, 낮은 헤이즈, 지문 이동에 대한 내성, 반복 사용에 대한 견고함 및 비독성을 포함한다. 지문 내성 표면은 사용자의 손가락이 접촉될 때, 물 및 오일의 이동에 대한 내성을 필요로 한다. 이러한 표면의 웨팅성(wetting characteristics)은 표면이 소수성 및 오일 소성을 갖도록 한다.Increasingly, surfaces for touch screen applications are required. From an aesthetic and technical point of view, there is a need for a touch screen surface that is resistant to fingerprint movement or smearing. For applications with portable electronic devices, the general needs of user-friendly surfaces include high transmittance, low haze, resistance to fingerprint transfer, robustness to repeated use and nontoxicity. Fingerprint resistant surfaces require resistance to the movement of water and oil when the user's fingers are in contact. Wetting characteristics of these surfaces allow the surfaces to have hydrophobicity and oil plasticity.

본 발명은 소수성(즉, 물의 접촉각>90°), 오일 소성(즉, 오일의 접촉각>90°), 지문에서 발견된 입자상 또는 액상의 안티-고착 또는 접착성, 내구성 및 투명성(즉, 헤이즈<10%)을 포함하지만 이들로 한정되지 않는 공학적 특성을 갖는 적어도 하나의 표면을 갖는 유리 기판이 제공된다. 유리 기판은 소수성 및 오일 소성을 제공하는 적어도 한 세트의 토폴로지 피처(topological features)를 갖는다. The present invention provides for hydrophobicity (i.e. contact angle of water> 90 °), oil firing (i.e. contact angle of oil> 90 °), anti-sticking or adhesion of particulate or liquid particles found in fingerprints, durability and transparency (i.e. haze < Glass substrates having at least one surface having engineering properties, including but not limited to 10%). The glass substrates have at least one set of topological features that provide hydrophobicity and oil firing.

따라서, 본 개시의 일 형태는 광투명하고 지문 내성의 적어도 한면을 갖는 유리 기판을 제공하는 것이다. 유리 기판은 기계적 및 화학적 마모에 대한 내성이 있다.Accordingly, one aspect of the present disclosure is to provide a glass substrate that is light transparent and has at least one side of fingerprint resistance. Glass substrates are resistant to mechanical and chemical abrasion.

본 개시의 제 2 형태는 소수성 및 오일 소성의 적어도 한면을 갖는 유리 기판을 제공하는 것이다. 적어도 하나의 표면은 평균 치수의 토폴로지 피처 중 적어도 한 세트 포함하고, 상기 토폴로지 피처는 물 및 지방 분비 오일의 적어도 하나를 포함한 액적의 접촉각의 감소를 방지하는 오목한 기하를 갖는다.A second aspect of the present disclosure is to provide a glass substrate having at least one side of hydrophobicity and oil firing. At least one surface comprises at least one set of topological features of average dimension, wherein the topological features have a concave geometry that prevents a drop in contact angle of the droplets including at least one of water and fatty secreting oil.

본 개시의 제 3 형태는 소수성 및 오일 소성의 적어도 한면을 갖는 유리 기판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법은 유리 기판을 제공하는 단계 및 유리 기판의 적어도 한면에 적어도 한 세트의 토폴로지 피처를 형성하는 단계를 포함한다. 적어도 한 세트의 토폴로지 피처는 평균 치수의 토폴로지 피처를 갖고, 상기 토폴로지 피처는 물 및 지방분비 오일의 적어도 하나를 포함한 액적의 접촉각의 감소를 방지하는 오목한 기하를 갖는다.A third aspect of the present disclosure is to provide a method of manufacturing a glass substrate having at least one side of hydrophobicity and oil firing. The method includes providing a glass substrate and forming at least one set of topological features on at least one side of the glass substrate. At least one set of topological features has a topological feature of average dimension and the topological features have a concave geometry that prevents a drop in contact angle of the droplets including at least one of water and lipotropic oil.

이들 및 다른 형태, 이점 및 특징은 하기의 상세한 설명, 수반한 도면 및 첨부한 청구범위로부터 명백하게 될 것이다.These and other forms, advantages, and features will become apparent from the following detailed description, the accompanying drawings, and the appended claims.

본 발명은 소수성, 오일 소성, 입자상 또는 액상의 안티-고착 또는 접착성, 지문에 대한 내성, 내구성 및 투명성(즉, 헤이즈<10%)을 포함한 공학적 특성을 갖는 적어도 하나의 표면을 갖는 유리 기판을 제공한다. 물 및 지방분비 오일의 적어도 하나를 포함한 액적의 피닝 및 접촉각의 감소를 방지하는 오목한 기하를 갖는 적어도 한 세트의 토폴로지 피처를 포함한다.The present invention provides a glass substrate having at least one surface having engineering properties including hydrophobicity, oil firing, anti-sticking or adhesion of particulate or liquid, resistance to fingerprints, durability and transparency (i.e. haze <10%). to provide. At least one set of topological features having concave geometries that prevent pinning of the droplets and reduction of contact angles, including at least one of water and lipoenetic oil.

도 1a는 거친 고체 표면에서 유체 액적의 웨팅 거동의 Wenzel model의 개략도이다;
도 1b는 거친 고체 표면에서 유체 액적의 웨팅 거동의 Cassie-Baxter model의 개략도이다;
도 2는 토포그래피의 복합 수준을 갖는 유리 기판의 개략도이다.
도 3은 1 ㎛를 초과한 치수를 갖는 표면 토포그래프 피처의 원자력 현미경 이미지이다.
도 4a는 에칭전에 스퍼터링된 SnO2 필름의 컬럼 구조의 단면도이다.
도 4b는 에칭 전에 스퍼터링된 SnO2 필름의 컬럼 구조의 상면도이다.
도 4c는 농염산으로 5분동안 에칭한 후에 스퍼터링된 SnO2 필름의 컬럼 구조의 상면도이다.
도 5a는 에칭전에 스퍼터링된 ZnO 필름의 컬럼 구조의 상면도이다.
도 5b는 0.1M HCl으로 15초동안 에칭한 후 스퍼터링된 ZnO 필름의 컬럼 구조의 상면도이다.
도 5c는 0.1 HCl으로 45초동안 에칭 후에 스퍼터링된 ZnO 필름의 컬럼구조의 상면도이다.
도 6a는 지문의 피닝 부위로 작용하는 제 2 토포그래피 공간의 개략도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 제 2 토포그래피 공간에서 지문의 피닝을 최소화하기 위해서 형성된 테플론 커스프(cusp)의 개략도이다; 및
도 7은 조도(roughness)의 함수로서 돌출된 고체-액체 영역 분율의 플롯이다.
1A is a schematic representation of the Wenzel model of the wetting behavior of fluidic droplets on rough solid surfaces;
1B is a schematic of the Cassie-Baxter model of wetting behavior of fluidic droplets on rough solid surfaces;
2 is a schematic of a glass substrate having a composite level of topography.
3 is an atomic force microscopy image of a surface topographic feature having dimensions greater than 1 μm.
4A is a cross-sectional view of the column structure of a SnO 2 film sputtered before etching.
4B is a top view of the column structure of the SnO 2 film sputtered before etching.
4C is a top view of the column structure of a sputtered SnO 2 film after etching for 5 minutes with concentrated hydrochloric acid.
5A is a top view of the column structure of a ZnO film sputtered before etching.
5B is a top view of the column structure of a sputtered ZnO film after etching for 15 seconds with 0.1 M HCl.
5C is a top view of the columnar structure of a sputtered ZnO film after etching for 45 seconds with 0.1 HCl.
6A is a schematic representation of a second topography space that serves as the pinning site of the fingerprint.
FIG. 6B is a schematic diagram of a Teflon cusp formed to minimize pinning of the fingerprint in the second topography space shown in FIG. 6A; And
7 is a plot of the projected solid-liquid region fraction as a function of roughness.

하기의 설명에서, 동일한 참조부호는 도면에서 도시된 여러 관점을 통해서 유사한 또는 상응하는 부분을 나타낸다. 달리 기재되어 있지 않으면, "상부", "하부", "외부", "내부" 등은 편의상 단어이고 용어의 한정을 의미하는 것은 아니다. 또한, 그룹이 요소 및 이들의 조합의 그룹 중 적어도 하나를 포함하는 것으로 기재된 것은 언제든지, 상기 그룹은 인용된 임의의 수의 요소를 개별적으로 또는 서로 조합해서 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나 또는 이들로 이루어지는 것으로 이해된다. 마찬가지로, 그룹이 요소 또는 그 조합의 그룹의 적어도 하나로 이루어진 것으로 기재된 것은 언제든지 상기 그룹은 인용된 임의의 수의 요소를 개별적으로 또는 서로 조합으로 이루어질 수 있는 것이 이해된다. 달리 기재된 바와 같이, 인용된 값의 범위는 그 범위의 상한 및 하한을 포함한다.In the following description, the same reference numbers refer to similar or corresponding parts throughout the several views shown in the drawings. Unless stated otherwise, "upper", "lower", "outer", "inner" and the like are words for convenience and do not imply a limitation of the terms. Further, whenever a group is described as including at least one of a group of elements and combinations thereof, the group includes, consists essentially of, or consists of any number of elements recited individually or in combination with each other. It is understood that. Likewise, it is understood that any time a group is described as consisting of at least one of a group of elements or combinations thereof, the group may consist of any number of elements recited individually or in combination with each other. As stated otherwise, the range of recited values includes the upper and lower limits of the range.

일반적으로 도면에 대해서, 상기 설명은 기재한 특별한 실시형태를 위한 것이며 개시 또는 수반된 청구범위를 한정한 것으로 의도되지 않는다. 도면은 스케일로 필수적이지 않고, 도면의 특정한 피처 및 전망은 명확 및 간결의 관점에서 스케일로 확대 또는 개략적으로 확대될 수 있다.In general, with respect to the drawings, the description is for the particular embodiments described and is not intended to limit the disclosure or the accompanying claims. The drawings are not necessarily to scale, and specific features and perspectives of the drawings may be scaled up or schematically to scale in terms of clarity and brevity.

지문을 저항하거나 반발하는 제품의 주요한 특징은 제품의 표면이 이러한 지문을 포함한 액체에 대해서 비-웨팅(즉, 액적과 표면 사이의 접촉각(CA)이 90°초과)일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "안티-지문", "안티-지문" 및 "지문 내성"은 인간 지문에서 발견된 유체 및 다른 물질의 이동에 대한 표면의 내성; 이러한 유체 및 물질에 대해서 표면의 비-웨팅; 표면에 인간의 지문의 최소화, 밀폐, 은폐 및 그 조합을 의미한다. 지문은 지방분비 오일 (예를 들면, 분비된 피부 오일, 지방 및 왁스), 죽은 지방-생성 세포의 파편 및 수성 성분을 포함한다. 이러한 물질의 조합 및/또는 혼합물은 "지문 물질"라고 칭한다. 안티-지문 표면은 사용자의 손가락이 접촉될 때 물 및 오일 이동에 대한 내성을 필요로 한다. 일 실시형태에서, 인간 지문으로부터 본원에 기재된 유리 기판의 지문 내성 표면으로 지문 물질의 이동량은 인간 손가락의 접촉 당 0.02 mg 미만이다. 다른 실시형태에서, 이러한 물질의 접촉 당 0.01 mg 미만이 이동된다. 또 다른 실시형태에서, 이러한 물질의 접촉 당 0.005 mg 미만이 이동된다. 접촉 당 이동된 액적에 의해서 피복된 지문 내성 표면의 영역은 인간 손가락이 접촉된 유리 기판 표면의 전체 영역의 20% 미만이고, 일 실시형태에서 인간 손가락이 접촉된 유리 기판 표면의 전체 영역의 10% 미만이다. 이러한 표면의 웨팅성은 표면이 소수성(즉, 물과 유리 기판 사이의 접촉각(CA)은 90°초과) 및 오일 소성(즉, 오일과 유리 기판 사이의 접촉각(CA)은 90°를 초과)이도록 한다.A major feature of a product that resists or repels a fingerprint can be that the surface of the product is non-wetting (ie, the contact angle (CA) between the droplet and the surface is greater than 90 °) with respect to the liquid containing such fingerprint. As used herein, "anti-fingerprint", "anti-fingerprint" and "fingerprint resistance" may include resistance of the surface to the movement of fluids and other substances found in human fingerprints; Non-wetting of surfaces for such fluids and materials; Minimize, seal, conceal, and combinations of human fingerprints on the surface. Fingerprints include fatty secretion oils (eg, secreted skin oils, fats and waxes), debris of dead fat-producing cells and aqueous components. Combinations and / or mixtures of these materials are referred to as "fingerprint materials". Anti-fingerprint surfaces require resistance to water and oil movement when the user's fingers are in contact. In one embodiment, the amount of transfer of fingerprint material from the human fingerprint to the fingerprint resistant surface of the glass substrate described herein is less than 0.02 mg per contact of the human finger. In another embodiment, less than 0.01 mg per contact of such material is shifted. In yet another embodiment, less than 0.005 mg is moved per contact of this material. The area of the fingerprint resistant surface covered by the droplets moved per contact is less than 20% of the total area of the glass substrate surface to which the human finger is contacted, and in one embodiment 10% of the area of the glass substrate surface to which the human finger is contacted. Is less than. Wetting of these surfaces ensures that the surfaces are hydrophobic (ie, contact angle (CA) between water and glass substrate is greater than 90 °) and oil firing (ie, contact angle (CA) between oil and glass substrate is greater than 90 °). .

표면 조도의 존재(예를 들면, 돌출, 오목, 홈, 기공, 피트, 공간 등)가 소정의 유체 및 평평한 기판 사이의 접촉각을 개질시킬 수 있고, 주로 "연꽃 잎(lotus leaf)" 또는 "연꽃(lotus)" 작용이라고 한다. Quere(Ann. Rev. Mater. Res. 2008, vol. 38, pp. 71-99)에 기재된 바와 같이, 거친 고체 표면에 액체의 웨팅 거동은 Wenzel(낮은 접촉각) 모델 또는 Cassie-Baxter (높은 접촉각) 모델로 기재될 수 있다. 도 1a에 개략적으로 도시된 Wenzel model에서 거친 고체 표면(110)에 유체 액적(120)은 자유 공간(114)으로 침투하고, 거친 고체 표면(110)에 피트, 홀, 홈, 기공, 공간 등을 포함하지만 이들로 한정되지 않고, 일부 실시형태에서 거친 표면(112)에 "피닝"된다. Wenzel 모델은 스무스 표면(미도시)에 대해서 거친 고체 표면(110)의 계면 영역의 증가를 고려하고, 스무스 표면이 친수성 일 때 거친 표면에 의해서 이들의 소수성을 증가시키는 것을 예상한다. 반대로, 스무스 표면이 친수성일 때, Wenzel 모델은 거친 이러한 표면이 이들의 친수성 거동을 향상시키는 것을 예상한다. Wenzel 모델과 반대로, Cassie-Baxter 모델(도 1b에서 개략적으로 도시)은 스무스 고체 표면이 친수성 또는 소수성의 여부에 관계없이, 표면 조도화가 유체 액적(120)의 접촉각 θY 을 증가시키는 것을 예상한다. Cassie-Baxter 모델은 기체 포켓(130)이 거친 고체 표면(110)의 자유 공간(114)에서 형성되고 거친 고체 표면(130)에서 유체 액적(120) 아래에 트랩핑되어 거친 고체 표면(110)에서 유체 액적(120)의 피닝 및 접촉각θY의 감소를 방지한다. 유체 액적(120)의 피닝을 방지하는 것 이외에, 기체 포켓(130)의 존재는 유체 액적(120)의 접촉각 θY을 증가시킨다. 압력, 예를 들면 유체 액적(120)에 가해진 인간 손가락에 의해서 가해진 압력은 유체 액적(120)을 자유공간(114)으로 침투시키고, 거친 고체 표면에 피닝될 수 있고, 즉 Cassie-Baxter state(도1b)로부터 Wenzel state(도1a)로의 유체 액적(120) 이동될 수 있다. 소정된 유체에 접촉될 때 안티-지문 표면은 연꽃 잎 작용을 제공하고, Cassie-Baxter state 에서 액적을 유지하고, 여기서 기체 포켓은 거친 고체 표면에서 유체 액적 아래에서 트랩핑되고 유체 액적의 피닝이 회피되고, 유체 액적에 압력이 가해질 때 접촉각 θY의 감소 및 Wenzel state로의 이동을 어느 정도로 방지하거나 저지한다.The presence of surface roughness (eg, protrusions, recesses, grooves, pores, pits, spaces, etc.) can modify the contact angle between a given fluid and a flat substrate, and is primarily a “lotus leaf” or “lotus flower”. (lotus) "action. As described in Quere (Ann. Rev. Mater. Res. 2008, vol. 38, pp. 71-99), the wetting behavior of liquids on rough solid surfaces is characterized by Wenzel (low contact angle) model or Cassie-Baxter (high contact angle). May be described as a model. In the Wenzel model shown schematically in FIG. 1A, the fluid droplet 120 penetrates into the free space 114 into the rough solid surface 110, and the pits, holes, grooves, pores, spaces, etc., penetrate the rough solid surface 110. Including but not limited to, in some embodiments is “pinned” to the rough surface 112. The Wenzel model considers the increase in the interface area of the rough solid surface 110 relative to the smooth surface (not shown) and expects to increase their hydrophobicity by the rough surface when the smooth surface is hydrophilic. In contrast, when the smooth surfaces are hydrophilic, the Wenzel model expects these rough surfaces to improve their hydrophilic behavior. In contrast to the Wenzel model, the Cassie-Baxter model (shown schematically in FIG. 1B) expects surface roughening to increase the contact angle θ Y of the fluidic droplet 120, regardless of whether the smooth solid surface is hydrophilic or hydrophobic. The Cassie-Baxter model has a gas pocket 130 formed in the free space 114 of the rough solid surface 110 and trapped beneath the fluid droplet 120 at the rough solid surface 130 at the rough solid surface 110. The pinning of the fluid droplet 120 and the reduction of the contact angle θ Y are prevented. In addition to preventing pinning of the fluidic droplet 120, the presence of the gas pocket 130 increases the contact angle θ Y of the fluidic droplet 120. Pressure, for example the pressure exerted by a human finger applied to the fluidic droplet 120, penetrates the fluidic droplet 120 into the free space 114 and can be pinned to a rough solid surface, ie the Cassie-Baxter state (FIG. Fluid droplet 120 from 1b) to the Wenzel state (FIG. 1A) may be moved. The anti-fingerprint surface provides lotus leaf action when in contact with a given fluid and retains the droplets in the Cassie-Baxter state, where gas pockets are trapped under the fluid droplets on the rough solid surface and pinning of the fluid droplets is avoided. And prevents or prevents to some extent the decrease in contact angle θ Y and movement to the Wenzel state when pressure is applied to the fluid droplets.

표면의 소수성 및 오일 소성은 고체 기판의 표면 에너지 γSV에 관한 것이다. 유체 액적을 갖는 표면의 접촉각 θY은 하기 식으로 정의된다.Surface hydrophobicity and oil firing relate to the surface energy γ SV of the solid substrate. The contact angle θ Y of the surface with fluid droplets is defined by the following formula.

Figure pct00001
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θY은 플랫한 표면의 접촉각(영의 접촉각으로 공지됨), γSV은 고체의 표면에너지이고, γSL은 액체와 고체의 사이에 계면에너지이고, γLV은 액체 표면장력이다. θY>90°에서, cosθY는 네가이브이고, 따라서 표면에너지 γSV을 γSL 미만의 값으로 한다. 액체와 고체 γSL 사이의 계면에너지는 일반적으로 공지되어 있지 않고 접촉각 θY은 일반적으로 고체의 표면에너지 γSV을 최소화하고, 소수성 및/또는 오일소성을 달성하기 위해서 90°(즉, cosθY<0) 초과하는 값으로 증가시킨다. 예를 들면, 플루오로화 물질, 예를 들면 테플론™(폴리테트라플루오로에탄)을 포함한 일반적인 비웨팅 미조도화 또는 스무스 표면은 18 dynes/cm 만큼 낮은 표면 에너지를 갖는다. 테플론 표면은 올레산과 같은 일정하게 검토된 오일(γLV dyne/cm)이 약 80°의 테플론에 대한 접촉각을 나타내기 때문에 오일소성인 것이 아니다.θ Y is the contact angle of the flat surface (known as zero contact angle), γ SV is the surface energy of the solid, γ SL is the interfacial energy between the liquid and the solid, and γ LV is the liquid surface tension. At θ Y > 90 °, cosθ Y is negative, thus making the surface energy γ SV be less than γ SL . The interfacial energy between liquid and solid γ SL is generally unknown and the contact angle θ Y is generally 90 ° (ie cosθ Y <) to minimize the surface energy γ SV of the solid and to achieve hydrophobicity and / or oil plasticity. 0) Increase to an excess value. For example, typical unwetting unroughened or smooth surfaces, including fluorinated materials such as Teflon ™ (polytetrafluoroethane), have surface energy as low as 18 dynes / cm. The Teflon surface is not oily because the constant studied oil (γ LV dyne / cm) such as oleic acid exhibits a contact angle for Teflon of about 80 °.

소수성 및 오일소성인 안티-지문 표면은 낮은 표면 에너지를 갖는 거친 표면을 형성함으로써 달성될 수 있다. 따라서, 광투과성 유리 제품 또는 기판(달리 기재되어 있지 않으면, "유리 제품" 및 "유리 기판"은 동일한 용어이고 본원에 사용된다)은 지문 내성 표면을 갖고 기계적 및 화학적 마찰에 대한 내성을 갖는 것을 제공한다. 다양한 실시형태에서 유리 기판은 소수성 및 오일 소수성을 포함하지만 이들로 한정되지 않는 공학적 특성을 갖는 적어도 한면을 갖는다. 입자상 물질의 안티-지문, 안티-고착 또는 안티-접착성, 기계적 및 화학적 내구성, 투명성(예를 들면, 헤이즈<10%) 등을 포함한 다른 특성은 다른 실시형태에서 제공된다. 이들 특성은 물, 지방분비 오일 및 지문 물질의 적어도 하나를 포함한 액적의 접촉각을 방지하는 오목한 기하를 갖는 적어도 한 세트의 토폴로지 피처를 갖는 기판의 적어도 한면을 제공함으로써 달성된다. 일부 실시형태에서, 적어도 한 세트의 토폴로지 피처는 약 50nm 내지 약 1㎛의 범위에서 평균 치수를 갖는다. 일부 실시형태에서, 상기 기재된 특성은 범프, 돌출, 오목, 피트, 공간 등을 포함하지만 이들로 한정되지 않는 많은 다른 세트 또는 수준의 토폴로지 피처를 갖는 유리 기판의 표면을 제공함으로써 달성된다. 토폴로지 피처의 하나의 세트 또는 수준에서 토폴로지 피처는 다른 세트 또는 수준에서 토폴로지 피처의 평균 치수와 다른 평균 치수를 갖는다. 물 및 지방분비 오일의 적어도 하나를 포함한 액적의 피닝 및 접촉각θY의 감소를 방지하는 오목한 기하를 함께 형성한다.Anti-fingerprint surfaces that are hydrophobic and oily can be achieved by forming rough surfaces with low surface energy. Thus, light transmissive glass articles or substrates (unless otherwise stated, "glass articles" and "glass substrates" are the same term and used herein) provide that they have a fingerprint resistant surface and are resistant to mechanical and chemical friction do. In various embodiments the glass substrate has at least one side having engineering properties including but not limited to hydrophobicity and oil hydrophobicity. Other properties, including anti-fingerprint, anti-sticking or anti-adhesiveness of particulate matter, mechanical and chemical durability, transparency (eg, haze <10%), and the like, are provided in other embodiments. These properties are achieved by providing at least one side of the substrate having at least one set of topological features with a concave geometry that prevents contact angles of the droplets including at least one of water, lipotropic oil and fingerprint material. In some embodiments, at least one set of topology features has an average dimension in the range of about 50 nm to about 1 μm. In some embodiments, the above described characteristics are achieved by providing a surface of a glass substrate having many different sets or levels of topological features, including but not limited to bumps, protrusions, recesses, pits, spaces, and the like. A topology feature in one set or level of topology features has an average dimension that is different from the average dimension of the topology feature in another set or level. A concave geometry is formed together that prevents the pinning of the droplets, including at least one of the water and the lipoenetic oil, and the reduction of the contact angle θ Y.

복합 세트의 토포그래피를 갖는 유리 기판 표면의 일례의 단면도는 도 2에 개략적으로 도시된다. 도 2에 도시된 표면 구조는 접촉각 θY의 감소 및 표면 공간에서 액적의 침투 또는 "피닝"하는 물질을 몰아내서 소수성, 오일 소성, 안티-접착성 및 안티-지문 특성을 제공한다. 또한, 도 2에 도시된 표면 구조는 연꽃 잎 작용의 일부 측정을 제공할 수 있는 표면 형태의 비제한 예로서 작용한다. 소수성/오일 소성 표면(200)은 제 1 토포그래피(210), 제 2 토포그래피(220) 및 제 3 토포그래피(230)을 포함한다.A cross-sectional view of one example of a glass substrate surface having a composite set of topography is shown schematically in FIG. 2. The surface structure shown in FIG. 2 provides hydrophobicity, oil plasticity, anti-adhesiveness and anti-fingerprint properties by reducing the contact angle θ Y and driving the material to penetrate or “pin” droplets in the surface space. In addition, the surface structure shown in FIG. 2 serves as a non-limiting example of surface morphology that may provide some measurement of lotus leaf action. Hydrophobic / oil fired surface 200 includes first topography 210, second topography 220, and third topography 230.

제 1 토포그래피(210)는 많은 돌출(212) 및 오목부(214)를 포함한다. 제 1 토포그래피(210)는 도 2 에 도시된 토포그래피의 가장 큰 길이를 갖고, 토포그래피 특성(돌출(212) 및 오목(214))는 제 1 평균 치수를 갖고, 이는 일부 실시형태에서 2 ㎛이하이다. 일 실시형태에서, 제 1 토포그래피의 토폴로지 피처(210)의 평균 치수는 약 50 nm 내지 약 300nm의 범위이다. 다른 실시형태에서, 제 1 토포그래피(210)의 토폴로지 피처의 평균 치수는 약 1㎛ 내지 약 50㎛의 범위이다. 다른 실시형태에서, 제 1 토포그래피(210)의 토폴로지 피처의 평균 치수는 약 1㎛ 내지 약 10㎛의 범위이다. 일 실시형태에서 제 1 토포그래피(210)는 예를 들면 SnO2, ZnO, 세리아, 알루미나, 지르코니아를 포함하지만 이들로 한정되지 않는 임의의 에칭가능한 무기 산화물을 포함할 수 있다.The first topography 210 includes many protrusions 212 and recesses 214. The first topography 210 has the largest length of the topography shown in FIG. 2, and the topography properties (protrusions 212 and concave 214) have a first average dimension, which in some embodiments is 2 탆 or less. In one embodiment, the average dimension of the topological features 210 of the first topography is in the range of about 50 nm to about 300 nm. In other embodiments, the average dimension of the topological features of the first topography 210 ranges from about 1 μm to about 50 μm. In other embodiments, the average dimension of the topological features of the first topography 210 ranges from about 1 μm to about 10 μm. In one embodiment the first topography 210 may comprise any etchable inorganic oxide, including but not limited to SnO 2 , ZnO, ceria, alumina, zirconia, for example.

제 2 또는 중간의 길이 스케일의 토포그래피(220)는 제 1 토포그래피(210)에 겹쳐놓는다. 제 2 토포그래피(220)는 Cassie-Baxter(도 1b)로부터 Wenzel state (도 1a)로 거친 표면에서 유체 액적(120)의 이동을 방지하거나 지연시키는 오목한 기하를 제공한다. Cassie-Baxter state에서 유체 액적(120)은 제 1 토포그래피(210)를 포함한 돌출(212)의 상부에서 정지한다. 제 2 토포그래피(220)의 피처는 유리 기판(200)의 면으로부터 각도 a에서 제 1 토포그래피(210)로부터 돌출하고("요각 각도(reentrant angle)"로서 칭함), 유체 액적(120)의 자유공간으로의 진입을 적어도 부분적으로 차단하고, 상기 자유공간은 돌출(212) 사이의 오목한 부분(214)에 형성되고, 유리 기판의 표면으로부터 Wenzel state으로 이동을 방지하거나 지연시킨다(도 1a).The topography 220 of the second or intermediate length scale overlaps the first topography 210. The second topography 220 provides a concave geometry that prevents or delays the movement of the fluid droplet 120 on the rough surface from the Cassie-Baxter (FIG. 1B) to the Wenzel state (FIG. 1A). In the Cassie-Baxter state the fluid droplet 120 stops on top of the protrusion 212 including the first topography 210. The feature of the second topography 220 protrudes from the first topography 210 at an angle a from the face of the glass substrate 200 (referred to as “reentrant angle”), and of the fluid droplet 120. The entry into the free space is at least partially blocked, and the free space is formed in the concave portion 214 between the protrusions 212 and prevents or delays the movement from the surface of the glass substrate to the Wenzel state (FIG. 1A).

도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 토포그래피(220)는 제 1 토포그래피(210)의 큰 돌출의 표면에서 돌출을 포함할 수 있다. 제 2 토포그래피(220)에서 토폴로지 피처의 평균 치수는 제 1 토포그래피(210)의 평균 치수 미만이고, 일부 실시형태에서 약 1nm 내지 1㎛의 범위이다. 다른 실시형태에서, 제 2 토포그래피(220)의 평균 치수는 약 1nm 내지 약 50nm의 범위이다. 일 실시형태에서, 제 2 토포그래피(220)은 금속 및 임의의 에칭가능한 무기 산화물, 예를 들면 SnO2, ZnO, 세리아, 알루미나, 지르코니아를 포함하지만 이들로 한정되지 않는 것을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the second topography 220 may include a protrusion at the surface of the large protrusion of the first topography 210. The average dimension of the topological features in the second topography 220 is less than the average dimension of the first topography 210, and in some embodiments ranges from about 1 nm to 1 μm. In other embodiments, the average dimension of the second topography 220 is in the range of about 1 nm to about 50 nm. In one embodiment, the second topography 220 may include, but is not limited to, metals and any etchable inorganic oxides such as SnO 2 , ZnO, ceria, alumina, zirconia.

제 3의 또는 가장 작은 길이 스케일 토포그래피(230)는 화학 결합의 스케일(약 0.7Å 내지 약 3Å(70-300 pm)의 범위)로 토폴로지 피처를 갖는다. 제 3의 토포그래피(230)는 왁스형이고 낮은 표면 에너지 유도체화를 갖는다. 일부 실시형태에서, 제 3의 토포그래피(230)은 제 1 및 제 2 토포그래피(210, 220)의 표면의 적어도 일부를 덮는 코팅이며, 낮은 표면 에너지 폴리머 또는 올리고머, 예를 들면 테플론™ 또는 다른 시판 플루오로폴리머 또는 플루오로실란, 예를 들면 Dow Corning 2604, 2624, 2634, DK Optool DSX, Shintesu OPTRON, 헵타데카플루오로실란 (Gelest), FluoroSyl (Cytonix), 등을 포함하지만 이들로 한정되지 않는 것을 포함한다. 압력 인가(예를 들면 손가락으로 인가된 압력)시에 제 2 토포그래피(210) 내의 공간에서 액적(120)의 피닝을 방지하기 위해서, 제 3의 토포그래피(230)는 재단해서 오목한 공간 또는 트렌치 웰에서 커프스(230)을 형성해서 피닝을 최소화하고, 따라서 추가의 효과적인 재진입 방지 기하(reentry impeding geometry)를 제공한다.Third or smallest length scale topography 230 has a topological feature at a scale of chemical bonding (in the range of about 0.7 kPa to about 3 kPa (70-300 pm)). Third topography 230 is waxy and has low surface energy derivatization. In some embodiments, third topography 230 is a coating that covers at least a portion of the surfaces of first and second topography 210, 220 and is a low surface energy polymer or oligomer such as Teflon ™ or other Commercially available fluoropolymers or fluorosilanes such as, but not limited to, Dow Corning 2604, 2624, 2634, DK Optool DSX, Shintesu OPTRON, Heptadecafluorosilane (Gelest), FluoroSyl (Cytonix), and the like. It includes. In order to prevent pinning of the droplets 120 in the space within the second topography 210 upon application of pressure (eg pressure applied with a finger), the third topography 230 is cut out and recessed in space or trench. Cuffs 230 are formed in the wells to minimize pinning, thus providing additional effective reentry impeding geometry.

제 1 및 제 2 길이 스케일의 토포그래피 피처는 배열되고, 무질서하게 되고, 셀프-어파인(self-affine)되고 또는 프랙탈하게 되고 또는 임의의 조합일 수 있다. 토폴로지 텍스처의 실제의 토폴로지 및/또는 마이크로 구조 상태에 관계없이, 특정한 평균 기하 상태는 제품 표면이 지문 내성, 오일 소성 및/또는 수퍼 오일소성을 갖는 것을 필요로 한다.The topographic features of the first and second length scales can be arranged, disordered, self-affine or fractal, or any combination. Regardless of the actual topology and / or microstructure state of the topology texture, certain average geometric states require that the product surface have fingerprint resistance, oil firing and / or super oil plasticity.

오일 소성에 대해서, 하기 식의, 기판의 표면 조도 분율(rf) 및 고체-액체 분할 영역(f) 사이의 하기의 요건을 충족시킬 필요가 있다:For oil firing, it is necessary to meet the following requirements between the surface roughness fraction r f and the solid-liquid partition region f of the substrate:

Figure pct00002
Figure pct00002

수퍼-오일소성(접촉≥150°)에 대해서, 기판의 표면 조도 분율(rf) 및 고체-액체 분할 영역(f) 사이의 하기 요건을 충족시킬 필요가 있다:For super-oil firing (contact ≧ 150 °), it is necessary to meet the following requirements between the surface roughness fraction r f of the substrate and the solid-liquid partitioning region f:

Figure pct00003
Figure pct00003

오일 소성의 중간 수준에 대해서 예를 들면, 접촉각 125°초과에 대해서, 표면 조도 분율(rf)과 기판의 고체-액체 분할 영역(f) 사이의 하기의 요건이 충족될 필요가 있다:For medium levels of oil firing, for example, for contact angles greater than 125 °, the following requirement between the surface roughness fraction r f and the solid-liquid partition region f of the substrate needs to be met:

Figure pct00004
Figure pct00004

지문 내성 표면을 달성하기 위해서 필요로 되는 고체-액체 영역 분율 f와 조도 요소 rf 사이의 관계는 도 7에서 플롯팅된다. 최소의 지문 내성을 갖는 제품에 대해서, 텍스처는 좌표(f, rf)가 도 7에서 CA=90°곡선 내에 있도록 해야한다. 수퍼-오일소성 거동 및/또는 매우 높은 지문 내성을 나타내기 위한 표면에 대해서, 기판 표면의 텍스처는 f 대 rf 좌표가 도 7에 도시된 CA=150° 곡선 아래의 영역에 있는 것이 필요하다. 본원에 기재된 유리 기판의 지문 내성 표면은 식(1)에서 나타낸 관계에 의해서 정의된 텍스처를 갖는다. 또 다른 실시형태에서, 텍스처는 식(2)에서 나타낸 관계로 정의되고, 제 3 실시형태에서, 텍스처는 식(3)에서 나타낸 관계로 정의된다.The relationship between the solid-liquid region fraction f and the roughness element r f required to achieve the fingerprint resistant surface is plotted in FIG. 7. For products with minimal fingerprint resistance, the texture should ensure that the coordinates (f, r f ) are within the CA = 90 ° curve in FIG. 7. For surfaces that exhibit super-oil plastic behavior and / or very high fingerprint resistance, the texture of the substrate surface needs to have the f vs r f coordinates in the region below the CA = 150 ° curve shown in FIG. The fingerprint resistant surface of the glass substrate described herein has a texture defined by the relationship shown in equation (1). In another embodiment, the texture is defined by the relationship shown in equation (2), and in the third embodiment, the texture is defined by the relationship shown in equation (3).

광투과성에 대해서, 텍스처의 길이-스케일은 선택된 범위 내에서 있도록 한다. 길이 스케일 제약은 지문 액적이 2-5 ㎛의 평균 직경을 갖는 유한한 크기 분포를 갖는 사실 때문에 발생한다. 본원에 기재된 안티-지문 표면 및 기판에서, 텍스처는 1 nm 내지 2㎛ 사이의 제곱 평균 제곱근(RMS) 진폭을 갖는다. 일 실시형태에서, 텍스처의 RMS 진폭은 1 nm 과 500nm 사이이다, 또 다른 실시형태에서, 1nm과 300nm 사이이다. 텍스처는 1 nm과 10nm 사이의 자동-상관관계(auto-correlation) 길이 스케일을 갖는다. 일부 실시형태에서, 자동 상관관계는 1 nm와 1㎛ 사이이고, 또 다른 실시형태에서 1 nm와 500 nm 이다.For light transmission, the length-scale of the texture is within the selected range. Length scale constraints arise due to the fact that the fingerprint droplet has a finite size distribution with an average diameter of 2-5 μm. In the anti-fingerprint surfaces and substrates described herein, the texture has a root mean square (RMS) amplitude between 1 nm and 2 μm. In one embodiment, the RMS amplitude of the texture is between 1 nm and 500 nm, and in yet another embodiment, between 1 nm and 300 nm. The texture has an auto-correlation length scale between 1 nm and 10 nm. In some embodiments, the autocorrelation is between 1 nm and 1 μm, and in still other embodiments 1 nm and 500 nm.

인접한 요철 사이의 공간으로 액체의 메니스커스, 특히 오일 메니스커스의 침투를 방지하는 네가티브 라플라스 압력을 형성하기 위해서 적어도 10%의 제 2 토포그래피의 텍스처는 90° 미만의 배향각(도 2에서 각도) 및 일 실시형태에서 75°미만이다. The texture of at least 10% of the second topography to produce a negative Laplace pressure that prevents penetration of the liquid meniscus, in particular the oil meniscus, into the spaces between adjacent irregularities, results in an orientation angle of less than 90 ° (in FIG. 2). Angle) and in one embodiment less than 75 °.

일부 실시형태에서, 유리 기판은 2개의 주요한 표면을 갖는 평면 또는 3차원 시트이다. 유리 기판의 적어도 하나의 주요한 표면은 본원에 기재된 토폴로지 피처의 많은 다른 세트 또는 수준을 갖는다. 일부 실시형태에서, 기판의 주요한 표면은 토포그래픽 피처의 많은 수준을 갖는다. 다른 실시형태에서, 유리 기판의 하나의 주요한 표면은 이러한 피처를 갖는다.In some embodiments, the glass substrate is a planar or three dimensional sheet having two major surfaces. At least one major surface of the glass substrate has many different sets or levels of topology features described herein. In some embodiments, the major surface of the substrate has many levels of topographic features. In another embodiment, one major surface of the glass substrate has such a feature.

소수성 및 오일소성의 표면을 갖는 유리 기판의 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은 한 표면을 갖는 유리 기판을 제공하는 단계; 및 유리 기판의 적어도 하나의 표면에 평균 치수의 토폴로지 피처를 갖는 적어도 하나의 세트의 토폴로지 피처를 형성하는 단계를 포함한다. 토폴로지 피처는 물 및 지방분비 오일의 적어도 하나를 포함한 액적의 접촉각의 감소를 방지하는 오목한 기하를 갖는다. 일 실시형태에서, 토폴로지 피처의 복수의 세트는 기판의 표면에 형성된다. 각각의 세트는 다른 세트에서 토폴로지 피처의 평균치수와 다른 평균 치수의 토폴로지 피처를 갖는다. 토폴로지 피처의 세트는 물 및 지방분비 오일의 적어도 하나를 포함한 액적의 피닝 및 접촉각 θY의 감소를 방지하는 오목한 기하를 갖는다.A method for producing a glass substrate having a hydrophobic and oily surface is provided. The method includes providing a glass substrate having one surface; And forming at least one set of topological features having topological features of average dimension on at least one surface of the glass substrate. The topology feature has a concave geometry that prevents a drop in the contact angle of the droplets, including at least one of water and lipotropic oil. In one embodiment, the plurality of sets of topology features are formed on the surface of the substrate. Each set has a topological feature of average dimension different from the average dimension of the topological features in the other set. The set of topological features has a concave geometry that prevents pinning of the droplets and reduction of the contact angle θ Y including at least one of water and lipotropic oil.

다양한 실시형태에서, 토폴로지 피처의 복수의 세트는 상기 기재된, 제 1 토포그래피(210), 제 2 토포그래피(220) 및 제 3 토포그래피(230)의 적어도 하나를 포함한다.In various embodiments, the plurality of sets of topology features include at least one of the first topography 210, the second topography 220, and the third topography 230 described above.

일 실시형태에서, 제 1 토포그래피(210)는 유리 기판(200)의 표면을 샌드블래스팅함으로써 형성될 수 있다. 하나의 비제한 예에서, 유리 기판(200)의 표면은 다른 시간동안 50㎛ 알루미나 그리트로 샌드블래스팅해서 소망의 조도 변수를 달성한다. 샌드블래스트 표면은 본원에 기재된 증착 방법을 통해서 무기 산화물로 코팅하여 제 1 토포그래피(210)을 달성한다.In one embodiment, the first topography 210 may be formed by sandblasting the surface of the glass substrate 200. In one non-limiting example, the surface of the glass substrate 200 is sandblasted with 50 μm alumina grit for another time to achieve the desired roughness parameter. The sandblast surface is coated with an inorganic oxide through the deposition method described herein to achieve the first topography 210.

다른 실시형태에서, 제 1 토포그래프(210)는 종래에 공지된 물리적 또는 화학적 기상 증착법을 사용하여 유리 기판(200)의 표면에 쉐도우 마스크를 통해서 얇은 산화막을 증착함으로써 형성된다. 일 실시형태에서, 쉐도우 마스크는 유리 기판의 표면에 배치된다. ZnO는 마스크를 통해서 유리 기판에 스퍼터링되어 마스크 피처를 재현하는 제 1 토포그래피(210)을 생성한다. 도 3은 스퍼터링된 ZnO 표면의 원자력 현미경(AFM) 이미지이고 제 1 토포그래피(210)의 피처를 나타낸다. 이러한 피처는 대략 50nm의 높이 a 및 약 55㎛의 피치 또는 스페이스 b를 갖는 25 ㎛-직경 범프(212)를 포함한다.In another embodiment, the first topographic graph 210 is formed by depositing a thin oxide film through a shadow mask on the surface of the glass substrate 200 using conventionally known physical or chemical vapor deposition methods. In one embodiment, the shadow mask is disposed on the surface of the glass substrate. ZnO is sputtered through the mask onto the glass substrate to produce a first topography 210 that reproduces the mask feature. 3 is an atomic force microscope (AFM) image of the sputtered ZnO surface and shows the features of the first topography 210. This feature includes a 25 μm-diameter bump 212 having a height a of approximately 50 nm and a pitch or space b of about 55 μm.

제 2 토포그래피(220)는 종래에 공지된 물리적(예를 들면, 스퍼터링, 증발, 레이저 제거, 등) 또는 화학적 증착법(예를 들면, CVD, 플라즈마 증진 화학 기상 증착, 등)을 사용하여 형성될 수 있다. 일 실시형태에서, 제 2 토포그래피(220)은 스퍼터링된 금속 산화물 박막을 에칭하거나 증발된 금속막을 애노다이징함으로써 달성된다. 스퍼터링된 변수(예를 들면, 스퍼터링 압력 및 기판 온도)는 에칭 거동과 상관되어 소망의 토포그래피를 생성한다. O. Kluth 등의 개질된 Thornton 모델("Modified Thornton Model for Magnetron Sputtered Zinc Oxide: Film Structure and Etching Behavior," Thin Solid Films, 2003, vol. 442, pp. 80-85)은 본원에 참조로 포함되어 있고, 스퍼터링 변수(스퍼터링 압력 및 유리 기판온도) 사이의 상관관계, 구조적 필름 특성 및 유리 기판에 RF 스퍼터링된 필름의 에칭 거동을 기재한다. 스퍼터링 조건의 적당한 조절에 의해서 다음에 에칭된 스퍼터링 칼럼 또는 입자상 모폴로지를 선택하고 형성한다.Second topography 220 may be formed using conventionally known physical (eg, sputtering, evaporation, laser ablation, etc.) or chemical vapor deposition methods (eg, CVD, plasma enhanced chemical vapor deposition, etc.). Can be. In one embodiment, the second topography 220 is accomplished by etching the sputtered metal oxide thin film or anodizing the evaporated metal film. Sputtered variables (eg, sputtering pressure and substrate temperature) are correlated with etch behavior to produce the desired topography. A modified Thornton model ("Modified Thornton Model for Magnetron Sputtered Zinc Oxide: Film Structure and Etching Behavior," Thin Solid Films, 2003, vol. 442, pp. 80-85) by O. Kluth et al. Is incorporated herein by reference. And the correlation between the sputtering parameters (sputtering pressure and glass substrate temperature), the structural film properties and the etching behavior of the RF sputtered film on the glass substrate. By appropriate adjustment of the sputtering conditions, the next etched sputtering column or particulate morphology is selected and formed.

도 4a-c 및 5a-c는 제 2 토포그래피(220)의 10-100nm 표면 피처가 에칭에 의해서 어떻게 형성되는지의 2개의 예를 도시한 주사형 전자현미경(SEM) 이미지이다. 도 4 및 5에 도시된 개개의 표면 피처는 약 10 과 500nm 사이의 치수를 갖는다. 도 4a-4c는 칼럼 구조를 갖는 스퍼터링된 SnO2 필름에 5분동안 농염산을 사용하여 강한 에칭의 효과를 나타낸다. 도 4는 에칭전에 SnO2 필름의 칼럼 구조(410)의 측면 또는 단면(도 4a) 및 상면도(도 4b)의 SEM 이미지를 포함한다. 도 4c에는 소망의 수준의 조도를 달성하고 제 2 토포그래피(420)를 생성하기 위한 에칭 후 SnO2 필름의 상면도의 현미경 이미지가 도시된다.4A-C and 5A-C are scanning electron microscope (SEM) images showing two examples of how the 10-100 nm surface features of the second topography 220 are formed by etching. The individual surface features shown in FIGS. 4 and 5 have dimensions between about 10 and 500 nm. 4A-4C show the effect of strong etching using concentrated hydrochloric acid for 5 minutes on a sputtered SnO 2 film having a columnar structure. 4 includes SEM images of side or cross section (FIG. 4A) and top view (FIG. 4B) of column structure 410 of SnO 2 film prior to etching. 4C shows a microscopic image of a top view of the SnO 2 film after etching to achieve a desired level of roughness and produce a second topography 420.

도 5a-c는 도 4a에서 SnO2에 대해서 도시된 것과 유사한 칼럼 구조를 갖는 스퍼터링된 ZnO 필름에 온화한 에칭의 작용을 도시한다. 도 5a는 에칭 전에 ZnO 필름의 칼럼 구조(510)의 상면도이고 도 5b 및 5c는 제 2 토포그래피(520)을 생성하기 위해서, 0.1M HCl로 각각 15초 및 45초동안 에칭후 스퍼터링된 ZnO 필름의 칼럼 구조의 상면도이다. ZnO 필름의 조도는 증가한 에칭 시간에 따라서 증가했다.5A-C show the action of mild etching on a sputtered ZnO film having a columnar structure similar to that shown for SnO 2 in FIG. 4A. 5A is a top view of the column structure 510 of a ZnO film before etching and FIGS. 5B and 5C are sputtered ZnO after etching for 15 seconds and 45 seconds with 0.1 M HCl, respectively, to produce a second topography 520. It is a top view of the columnar structure of a film. The roughness of the ZnO film increased with increasing etching time.

제 3 토포그래피는 본원에 기재된 플루오로폴리머 또는 플루오로실란을 포함하지만 이들로 한정되지 않는 낮은 표면에너지 폴리머 또는 올리고머를 포함한다. 제 3 토포그래피는 제 1 및 제 2 토포그래피층의 형성 후 형성된다. 제 3 토포그래피를 포함한 올리고머 또는 폴리머는 스퍼터링, 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 딥 코팅 등에 의해서 유리 기판(200)의 표면에 증착된다.The third topography includes low surface energy polymers or oligomers including but not limited to the fluoropolymers or fluorosilanes described herein. The third topography is formed after the formation of the first and second topography layers. The oligomer or polymer including the third topography is deposited on the surface of the glass substrate 200 by sputtering, spray coating, spin coating, dip coating, or the like.

테플론은 이들 표면의 이온 교환 여부에 따라서 알칼리 알루미노실리케이트 유리 표면에 접착시키고, 스퍼터링하는 것이 용이하다. 테플론 증착 속도는 알곤 스퍼터링(50W, 1-5 millitorr 조건)동안 약 7 nm/분만큼 빠르다. 스퍼터링된 테플론은 O2 플라즈마(5-15분, 200W)으로 처리되는 경우 소수성이 거의 변화되지 않고; 물의 접촉각은 약 100°접촉각을 초과하지 않는다. 그러나, 스퍼터링된 테플론의 O2 플라즈마-처리는 20°내지 60°에서 소수성을 3배 증가시킨다.Teflon is easily adhered to and sputtered on the alkali aluminosilicate glass surface depending on the ion exchange of these surfaces. Teflon deposition rate is as fast as about 7 nm / min during argon sputtering (50W, 1-5 millitorr conditions). Sputtered Teflon shows little change in hydrophobicity when treated with O 2 plasma (5-15 minutes, 200 W); The contact angle of water does not exceed about 100 ° contact angle. However, O 2 plasma-treatment of sputtered Teflon triples hydrophobicity between 20 ° and 60 °.

스퍼터링된 테플론의 낮은 표면 에너지면을 포함한 제 3 토포그래피의 비-제한 예는 도 6a 및 6b에서 개략적으로 도시된다. 도 6a 및 6b는 지문 성분의 피닝 및 재진입 방지 기하가 어떻게 경감되는 지를 개략적으로 나타낸다. 지문의 흡수된 성분이 지문 압력 인가시에 제 2 토포그래피(도 6a)에서 공간(610)에서 분산된 및 피닝된 것을 방지하기 위해서, 테플론을 스퍼터링하기 위한 증착 조건을 조절하여 오목한 공간(트렌치) 벽(710)에서 커스프(620)를 형성하여 공간 또는 트렌치 벽에서 피닝을 최소화하고, 따라서 저렴한 효과적인 재진입 방지 기하를 제공한다. 이것은 증착중에 평균 자유 경로가 작은 공지된 스퍼터링 조건을 사용함으로써 달성된다. 또한, 유리 기판의 표면이 냉각되어 표면 이동을 감소시킨다.Non-limiting examples of third topography including the low surface energy plane of sputtered Teflon are shown schematically in FIGS. 6A and 6B. 6A and 6B schematically illustrate how the pinning and reentry prevention geometry of the fingerprint component is alleviated. In order to prevent the absorbed component of the fingerprint from being dispersed and pinned in the space 610 in the second topography (FIG. 6A) upon application of fingerprint pressure, the deposition conditions for sputtering Teflon are adjusted to concave space (trench). The cusp 620 is formed in the wall 710 to minimize pinning in the space or trench walls, thus providing an inexpensive effective re-entry geometry. This is accomplished by using known sputtering conditions where the average free path is small during deposition. In addition, the surface of the glass substrate is cooled to reduce surface movement.

일 실시형태에서, 본원에 기재된 유리 기판은 그 기판 및 안티-지문 표면을 통과하는 투과율이 70% 초과하는 투과성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 유리 기판 및 안티-글레어 표면을 통과하는 투과율은 80%를 초과하고, 일부 실시형태에서 90% 초과한다.In one embodiment, the glass substrates described herein have a transmittance of greater than 70% transmittance through the substrate and the anti-fingerprint surface. In some embodiments, the transmission through the glass substrate and anti-glare surface is greater than 80% and in some embodiments greater than 90%.

본원에 사용된 바와 같이, "헤이즈" 및 "투과성 헤이즈"는 ASTM 절차 D1003에 따라서 원추각(angular cone) ±4.0을 벗어나서 산란된 투과광의 백분율을 의미하고, 그 내용은 본원에 참조로 포함된다. 광학적으로 스무스 표면에 대해서, 투과율 헤이즈는 일반적으로 0에 접근한다. 유리 기판의 안티-지문 표면은 약 80% 미만의 헤이즈를 갖는다. 제 2의 실시형태에서, 안티글레어 표면은 50% 미만의 헤이즈를 갖고, 제 3 실시형태에서 안티-지문 표면의 투과율 헤이즈는 10% 미만이다.As used herein, "haze" and "transparent haze" refer to the percentage of transmitted light scattered outside the angular cone ± 4.0 according to ASTM procedure D1003, the contents of which are incorporated herein by reference. For an optically smooth surface, the transmittance haze generally approaches zero. The anti-fingerprint surface of the glass substrate has a haze of less than about 80%. In the second embodiment, the antiglare surface has less than 50% haze, and in the third embodiment, the transmittance haze of the anti-fingerprint surface is less than 10%.

본원에 사용된 바와 같이, "광택"은 ASTM 절차 D523에 따라서 표준(예를 들면 인증된 블랙 유리 표준)으로 검량된 정반사율의 측정을 의미하고, 그 내용을 참조로 포함한다. 본원에 기재된 유리 기판의 안티-지문 표면은 광택(즉, 60에서 표준에 대해서 시료로부터 정면 반사된 광량)이 60%를 초과한다.As used herein, “gloss” means the measurement of specular reflectance calibrated to a standard (eg, a certified black glass standard) in accordance with ASTM procedure D523, the content of which is incorporated by reference. The anti-fingerprint surface of the glass substrates described herein has a gloss (i.e., the amount of light reflected frontally from the sample at 60 at over 60%).

일 형태에서 본원에 기재된 다른 표면 토포그래피의 조합은 섬유 또는 다른 수단, 예를 들면 인간의 손가락으로 문지르거나, 산 또는 염기에 의한 공격과 같은 화학적 마찰에 노출되는 경우 내구성이 향상된 유리 기판의 표면을 제공한다. 코팅 내구성(크록 내성(Crock Resistance)으로 칭함)은 천으로 반복적인 마찰을 견디도록 하는 코팅된 유리 시료의 능력을 의미한다. 크록 내성 시험은 터치 스크린 장치를 갖는 의복 또는 천과의 물리적인 접촉과 유사하고 이러한 처리 후에 코팅의 내구성을 결정하는 것을 의미한다.In one form, the combination of other surface topography described herein is intended to provide a durable surface of the glass substrate when exposed to chemical friction, such as rubbing with fibers or other means, such as a human finger, or attack by acids or bases. to provide. Coating durability (called Crock Resistance) refers to the ability of a coated glass sample to withstand repeated friction with a cloth. The crock resistance test is similar to physical contact with a garment or cloth with a touch screen device and means determining the durability of the coating after such treatment.

크록미터(crockmeter)는 이러한 마찰을 실시한 표면의 크록 내성을 결정하는 데에 사용되는 표준 수단이다. 크록미터는 유리 슬라이드에 중량이 가해진 아암의 말단에 장착된 마찰 팁 또는 손가락을 직접 접촉시킨다. 크록미터에 공급된 표준 손가락은 15 mm 직경의 고체 아크릴산 로드이다. 깨끗한 표준 크록 천의 조각을 이러한 아크릴산 손가락에 장착한다. 손가락은 900g의 압력을 갖는 시료상에서 정지시키고 내구성/크록 내성의 변화를 관찰하기 위한 시도로서 시료 전체에서 팔을 앞뒤로 반복적으로 이동시킨다. 본원에 기재된 시험에서 사용된 크록미터는 분당 60 회전의 균일한 스트록 속도(stroke rate)를 제공하는 자동화한 모델이다. 크록미터 시험은 "Standard Test Method for Determination of Abrasion and Smudge Resistance of Images Produced from Business Copy Products" 명칭의 ASTM 시험 절차 F1319-94에 기재되어 있다.Crockmeters are the standard means used to determine the clock resistance of these frictionally subjected surfaces. The crometer directly contacts the friction tip or finger mounted at the end of the weighted arm to the glass slide. The standard finger supplied to the crometer is a solid acrylic acid rod 15 mm in diameter. A piece of clean standard crock cloth is attached to these acrylic fingers. The finger is stopped on a sample with a pressure of 900 g and the arm is repeatedly moved back and forth throughout the sample in an attempt to observe a change in durability / clock resistance. The crometer used in the tests described herein is an automated model that provides a uniform stroke rate of 60 revolutions per minute. Crommeter tests are described in ASTM Test Procedure F1319-94, entitled “Standard Test Method for Determination of Abrasion and Smudge Resistance of Images Produced from Business Copy Products”.

본원에 기재된 코팅 및 표면의 크록 내성 또는 내구성은 ASTM 시험 절차 F1319-94에 의해서 정의된 특정한 수의 와이핑 후, 광학적(예를 들면, 헤이즈 또는 투과율) 또는 화학적(예를 들면, 물 및/또는 오일 접촉각) 측정에 의해서 결정된다. 와이핑은 마찰 팁 또는 손가락의 2회의 스트록 또는 하나의 사이클로서 정의된다. 일 실시형태에서, 기판의 본원에 기재된 지문-내성 표면에 오일의 접촉각은 50회 와이핑 후 초기의 값의 20% 내에 있다. 일부 실시형태에서, 지문 내성 표면에서 오일의 접촉각은 1000회 와이핑 후 초기값의 20% 이내이고, 일부 실시형태에서, 지문 내성 표면에서 오일의 접촉각은 5000회 세정 후 초기값의 20% 내에 있다. 마찬가지로, 기판의 표면에서 지문 내성 표면에 물의 접촉각은 50회 와이핑 후 초기값의 20% 이내에 유지한다. 다른 실시형태에서, 기판의 표면에서 물의 접촉각은 1000회 와이핑 후 초기값의 20% 이내에서 유지하고, 다른 실시형태에서 5000회 와이핑 후 초기값의 20% 이내에 유지한다. 본원에 기재된 안티-지문 표면은 이러한 반복된 와이핑후 헤이즈의 낮은 수준을 유지한다. 일 실시형태에서, 유리 기판은 ASTM 시험 절차 F1319-94에 의해서 정의된, 적어도 100회 와이핑 후 10% 미만의 헤이즈를 갖는다.The crock resistance or durability of the coatings and surfaces described herein is determined by optical (eg haze or transmittance) or chemical (eg water and / or) after a certain number of wipings as defined by ASTM test procedure F1319-94. Oil contact angle). Wiping is defined as two strokes or one cycle of a friction tip or finger. In one embodiment, the contact angle of the oil on the fingerprint-resistant surface described herein of the substrate is within 20% of the initial value after 50 wipes. In some embodiments, the contact angle of oil on the fingerprint resistant surface is within 20% of the initial value after 1000 wipes, and in some embodiments, the contact angle of oil on the fingerprint resistant surface is within 20% of the initial value after 5000 cleanings. . Likewise, the contact angle of water from the surface of the substrate to the fingerprint resistant surface remains within 20% of its initial value after 50 wipes. In another embodiment, the contact angle of water at the surface of the substrate is maintained within 20% of the initial value after 1000 wipes, and in another embodiment within 20% of the initial value after 5000 wipes. The anti-fingerprint surfaces described herein maintain a low level of haze after such repeated wiping. In one embodiment, the glass substrate has less than 10% haze after at least 100 wipes, as defined by ASTM test procedure F1319-94.

본원에 기재된 접촉각(θY)은 안티-지문 오일 소성 및 소수성 특성을 평가하기 위한 장점으로서 자주 사용된다. 본원에 기재된 바와 같이, 접촉각은 친수성 및/또는 친유성 지문 성분과 유리 기판의 공학적인 표면 사이의 웨팅 정도를 측정한다. 웨팅이 적을수록(즉, 접촉각이 클수록) 표면에 대한 접착성이 감소한다. 안티-지문 및 안티-접착성에 대해서, 일 실시형태에서 접촉각은 친유성 및 친수성 물질에 대해서 90℃를 초과한다.The contact angle θ Y described herein is often used as an advantage for evaluating anti-fingerprint oil firing and hydrophobic properties. As described herein, the contact angle measures the degree of wetting between the hydrophilic and / or lipophilic fingerprint component and the engineered surface of the glass substrate. The smaller the wetting (ie, the greater the contact angle), the lower the adhesion to the surface. For anti-fingerprint and anti-adhesiveness, in one embodiment the contact angle exceeds 90 ° C. for lipophilic and hydrophilic materials.

일 비제한 예에서, 물(친수성) 및 올레산(친유성) 접촉각은 본원에 기재된 토포그래피의 표면을 갖는 알칼리 알루미노실리케이트 유리 시료에서 측정되었다. 각각의 유리 표면에는 우선 200W에서 5분동안 O2 플라즈마로의 플라즈마 처리를 실시함으로써 ZnO 스퍼터링을 준비하였다. ZnO는 1 millitorr 알곤 챔버에서 50W RF 파워를 사용해서 ZnO 타겟을 60분동안 스퍼터링함으로써 유리 표면에 증착되었다. 시료는 0.05M HCl에서 15, 30, 45 또는 90초동안 에칭하고 물 및 올레산의 접촉각이 측정되었다. 시료를 EZ-Clean™(Dow Corning DC2604)를 포함한 플루오로실란 용액에서 딥코팅한 후 또 다른 접촉각 측정했다. 각각의 시료에 대해서 물 및 올레산 접촉각은 표 1에 기재된다. 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 텍스처링된 시료를 EZ-Clean(표 1에서 "without EZ-clean")로 코팅하기 전에 측정된 친수성 접촉각은 작고, 약 15°(시료 D)부터 30°보다 약간 작은(시료 1) 범위이다. EZ clean(표1에서 "With EZ-Clena")에서 딥코팅 후, 각각의 시료에 대한 친수성 접촉각은 소수성에 대한 90°쓰레스홀드보다 큰 값까지 실질적으로 증가하고, 131°부터 139°이하의 범위이다. 마찬가지로, 각각의 시료에 대해서 측정된 올레산의 접촉각은 오일 소성 거동에 대한 쓰레스홀드를 초과하고, 약93° 내지 96°의 범위이다. 유리 표면은 본원에 기재된 복합 토포그래피를 갖는 표면에 제공되고(EZ-clean에 의해서 제공된 제 3 토포그래프를 포함), 이는 표 1에 나타낸 접촉각 측정의 결과에 의해서 나타낸 소수성 및 오일소성 거동을 나타낸다.In one non-limiting example, the water (hydrophilic) and oleic acid (lipophilic) contact angles were measured on alkali aluminosilicate glass samples having the surface of the topography described herein. Each glass surface was prepared for ZnO sputtering by first performing a plasma treatment with O 2 plasma at 200 W for 5 minutes. ZnO was deposited on the glass surface by sputtering the ZnO target for 60 minutes using 50W RF power in a 1 millitorr argon chamber. Samples were etched in 0.05 M HCl for 15, 30, 45 or 90 seconds and the contact angles of water and oleic acid were measured. Samples were dip coated in a fluorosilane solution containing EZ-Clean ™ (Dow Corning DC2604) and then measured for another contact angle. Water and oleic acid contact angles are listed in Table 1 for each sample. As can be seen from Table 1, the hydrophilic contact angle measured before coating the textured sample with EZ-Clean ("without EZ-clean" in Table 1) is small, from about 15 ° (Sample D) to slightly less than 30 °. It is a small (sample 1) range. After dipcoating in EZ clean ("With EZ-Clena" in Table 1), the hydrophilic contact angle for each sample increased substantially to greater than 90 ° threshold for hydrophobicity, from 131 ° to 139 ° Range. Likewise, the contact angle of oleic acid measured for each sample exceeds the threshold for oil firing behavior and ranges from about 93 ° to 96 °. The glass surface is provided on the surface with the composite topography described herein (including the third topograph provided by EZ-clean), which exhibits hydrophobic and oil plastic behavior as indicated by the results of the contact angle measurements shown in Table 1.

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일 실시형태에서, 유리 제품은 소다 라임 유리를 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나 이들로 이루어진다. 또 다른 실시형태에서, 유리 제품은 다운 드로운될 수 있는 임의의 유리, 예를 들면 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 들 수 있지만 이들로 한정되지 않는 것을 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나, 또는 이들로 이루어진다. 일 실시형태에서, 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 하기를 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나 이들로 이루어진다: 60-72 mol% SiO2; 9-16 mol% Al2O3; 5-12 mol% B2O3; 8-16 mol% Na2O; 및 0-4 mol % K2O, 여기서

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, 여기서 알칼리 금속 개질제는 알칼리 금속 산화물이다. 또 다른 실시형태에서, 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 하기를 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나 이들로 이루어진다: 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% CaO. 또 다른 실시형태에서, 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 하기를 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나 이들로 이루어진다: 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 ppm미만의 As2O3 ; 및 50 ppm 미만의 Sb2O3 이고; 여기서 12 mol% ≤Li2O + Na2O + K2O ≤20 mol% 및 0 mol% ≤MgO + CaO ≤ 10 mol%. 또 다른 실시형태에서, 알칼리 알루미나실리케이트 유리는 하기를 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나, 이들로 이루어진다: 64-68 mol% SiO2; 12-16 mol% Na2O; 8-12 mol% Al2O3; 0-3 mol% B2O3; 2-5 mol% K2O; 4-6 mol% MgO; 및 0-5 mol% CaO이고, 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%. 제 3 실시형태에서, 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 하기를 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나 이들로 이루어진다: 50-80 wt% SiO2; 2-20 wt% Al2O3; 0-15 wt% B2O3; 1-20 wt% Na2O; 0-10 wt% Li2O; 0-10 wt% K2O; 및 0-5 wt% (MgO + CaO + SrO + BaO); 0-3 wt% (SrO + BaO); 및 0-5 wt% (ZrO2 + TiO2), 여기서 0 ≤(Li2O + K2O)/Na2O ≤0.5이다. In one embodiment, the glass article comprises, consists essentially of, or consists of soda lime glass. In yet another embodiment, the glass article includes, consists essentially of, or consists of any glass that can be downed, such as, but not limited to, alkali aluminosilicate glass. In one embodiment, the alkali aluminosilicate glass comprises, consists essentially of, or consists of: 60-72 mol% SiO 2 ; 9-16 mol% Al 2 O 3 ; 5-12 mol% B 2 O 3 ; 8-16 mol% Na 2 O; And 0-4 mol% K 2 O, where
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Where the alkali metal modifier is an alkali metal oxide. In yet another embodiment, the alkali aluminosilicate glass comprises, consists essentially of, or consists of: 61-75 mol% SiO 2 ; 7-15 mol% Al 2 O 3 ; 0-12 mol% B 2 O 3 ; 9-21 mol% Na 2 O; 0-4 mol% K 2 O; 0-7 mol% MgO; And 0-3 mol% CaO. In yet another embodiment, the alkali aluminosilicate glass comprises, consists essentially of, or consists of: 60-70 mol% SiO 2 ; 6-14 mol% Al 2 O 3 ; 0-15 mol% B 2 O 3 ; 0-15 mol% Li 2 O; 0-20 mol% Na 2 O; 0-10 mol% K 2 O; 0-8 mol% MgO; 0-10 mol% CaO; 0-5 mol% ZrO 2 ; 0-1 mol% SnO 2 ; 0-1 mol% CeO 2 ; Less than 50 ppm As 2 O 3 ; And less than 50 ppm Sb 2 O 3 ego; Wherein 12 mol% ≦ Li 2 O + Na 2 O + K 2 O ≦ 20 mol% and 0 mol% ≦ MgO + CaO ≦ 10 mol%. In another embodiment, the alkali alumina silicate glass comprises, consists essentially of, or consists of: 64-68 mol% SiO 2 ; 12-16 mol% Na 2 O; 8-12 mol% Al 2 O 3 ; 0-3 mol% B 2 O 3 ; 2-5 mol% K 2 O; 4-6 mol% MgO; And 0-5 mol% CaO, wherein 66 mol% ≦ SiO 2 + B 2 O 3 + CaO ≦ 69 mol%; Na 2 O + K 2 O + B 2 O 3 + MgO + CaO + SrO> 10 mol%; 5 mol% ≦ MgO + CaO + SrO ≦ 8 mol%; (Na 2 0 + B 2 0 3 )-Al 2 0 3 < 2 mol%; 2 mol% ≦ Na 2 O—Al 2 O 3 ≦ 6 mol%; And 4 mol% ≦ (Na 2 O + K 2 O) −Al 2 O 3 ≦ 10 mol%. In a third embodiment, the alkali aluminosilicate glass comprises, consists essentially of or consists of: 50-80 wt% SiO 2 ; 2-20 wt% Al 2 O 3 ; 0-15 wt% B 2 O 3 ; 1-20 wt% Na 2 O; 0-10 wt% Li 2 O; 0-10 wt% K 2 O; And 0-5 wt% (MgO + CaO + SrO + BaO); 0-3 wt% (SrO + BaO); And 0-5 wt% (ZrO 2 + TiO 2 ), where 0 ≦ (Li 2 O + K 2 O) / Na 2 O ≦ 0.5.

하나의 구체적인 실시형태에서, 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 하기의 조성을 갖는다: 66.7 mol% SiO2; 10.5 mol% Al2O3; 0.64 mol% B2O3; 13.8 mol% Na2O; 2.06 mol% K2O; 5.50 mol% MgO; 0.46 mol% CaO; 0.01 mol% ZrO2; 0.34 mol% As2O3; 및 0.007 mol% Fe2O3. 또 다른 구체적인 실시형태에서, 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 하기의 조성을 갖는다: 66.4 mol% SiO2; 10.3 mol% Al2O3; 0.60 mol% B2O3; 4.0 mol% Na2O; 2.10 mol% K2O; 5.76 mol% MgO; 0.58 mol% CaO; 0.01 mol% ZrO2; 0.21 mol% SnO2; 및 0.007 mol% Fe2O3. In one specific embodiment, the alkali aluminosilicate glass has the following composition: 66.7 mol% SiO 2 ; 10.5 mol% Al 2 O 3 ; 0.64 mol% B 2 O 3 ; 13.8 mol% Na 2 O; 2.06 mol% K 2 O; 5.50 mol% MgO; 0.46 mol% CaO; 0.01 mol% ZrO 2 ; 0.34 mol% As 2 O 3 ; And 0.007 mol% Fe 2 O 3 . In another specific embodiment, the alkali aluminosilicate glass has the following composition: 66.4 mol% SiO 2 ; 10.3 mol% Al 2 O 3 ; 0.60 mol% B 2 O 3 ; 4.0 mol% Na 2 O; 2.10 mol% K 2 O; 5.76 mol% MgO; 0.58 mol% CaO; 0.01 mol% ZrO 2 ; 0.21 mol% SnO 2 ; And 0.007 mol% Fe 2 O 3 .

일부 실시형태에서 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 리튬을 실질적으로 함유하지 않는 반면, 다른 실시형태에서 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 비소, 안티몬 및 바륨 중 적어도 하나를 실질적으로 함유하지 않는다. 일부 실시형태에서, 유리 제품은 공지된 방법, 예를 들면 퓨전-드로잉, 슬롯-드로잉, 리드로잉 등을 들 수 있지만 이들로 한정되지 않는 것을 사용하여 다운 드로운된다. In some embodiments the alkali aluminosilicate glass is substantially free of lithium, while in other embodiments the alkali aluminosilicate glass is substantially free of at least one of arsenic, antimony and barium. In some embodiments, the glass article is down drawn using known methods such as, but not limited to, fusion-drawing, slot-drawing, leading drawing, and the like.

이러한 알칼리 알루미노실리케이트 유리의 비제한 예는 2007년 7월 31일에 출원된, "Down-Drawable, Chemically Strengthened Glass for Cover Plate"의 명칭의 Adam J. Ellison et al.에 의한 미국 특허출원 11/888,213에 기재되고, 2007년 5월 22일에 출원된 동일한 명칭의 미국 가 특허출원 60/930,808로부터 우선권을 주장하고; 2008년 11월 25일에 출원된 "Glasses Having Improved Toughness and Scratch Resistance"의 명칭의 Matthew J. Dejneka et al.에 의한 미국 특허출원 12/277,573, 이는 2007년 11월 29일에 출원된 동일한 명칭의 미국 가 특허출원 61/004,677로부터 우선권을 주장하고; 2009년 2월 25일에 출원된 "Fining Agent for silicate Glasses" 명칭의 Matthew J. Dejneka et al.에 의한 미국 특허출원 12/392,577, 이는 2008년 2월 26일에 출원된 미국 가 특허출원 61/067,130로부터 우선권을 주장하고; 2009년 2월 26일에 출원된 "Ion-Exchanged, Fast Cooled Glasses"명칭의, Matthew J. Dejneka et al.에 의한 미국 특허출원 12/393,241, 이는 2008년 2월 29일에 출원된 미국 가 특허출원 61/067,732의 우선권을 주장하고; 2009년 8월 7일에 출원된 "Strengthened Glass Articles and Methods of Making" 명칭의 Kristen L. Barefoot et al.에 의한 미국 특허출원 12/537,393, 이는 2008년 8월 8일에 출원된 "Chemically Tempered Cover Glass" 명칭의 미국 가 특허출원 61/087,324의 우선권을 주장하고; 2009년 8월 21일에 출원된 "Crack and Scratch Resistant Glass and Enclosures Made Therefrom" 명칭의, Kristen L. Barefoot et al.에 의한 미국 가 특허출원 61/235,767; 및 2009년 8월 21일에 출원된 "Zircon Compatible Glasses for Down Draw" 명칭의 Matthew J. Dejneka et al.에 의한 미국 가 특허출원 61/235,762이고; 그 내용은 본원에 참조로 포함된다.A non-limiting example of such alkali aluminosilicate glass is described in US Patent Application 11/11 by Adam J. Ellison et al., Entitled “Down-Drawable, Chemically Strengthened Glass for Cover Plate,” filed July 31, 2007. United States of the same name, filed on May 22, 2007, filed on 888,213, claims priority from patent application 60 / 930,808; US patent application 12 / 277,573 by Matthew J. Dejneka et al., Entitled "Glasses Having Improved Toughness and Scratch Resistance," filed November 25, 2008, of the same name filed on November 29, 2007. United States claims priority from patent application 61 / 004,677; US patent application 12 / 392,577 filed on Feb. 25, 2009 by Matthew J. Dejneka et al., Entitled “Fining Agent for silicate Glasses”, filed on Feb. 26, 2008, US Provisional Patent Application 61 / Claim priority from 067,130; US patent application 12 / 393,241 filed on Feb. 26, 2009 by Matthew J. Dejneka et al., Entitled "Ion-Exchanged, Fast Cooled Glasses", filed Feb. 29, 2008 Claim priority of application 61 / 067,732; US patent application 12 / 537,393 filed by Kristen L. Barefoot et al. Entitled “Strengthened Glass Articles and Methods of Making” filed on Aug. 7, 2009, which filed “Chemically Tempered Cover,” filed Aug. 8, 2008. United States, entitled "Glass", claims priority over patent application 61 / 087,324; United States Provisional Patent Application 61 / 235,767 to Kristen L. Barefoot et al., Entitled "Crack and Scratch Resistant Glass and Enclosures Made Therefrom," filed August 21, 2009; And US Provisional Patent Application 61 / 235,762 to Matthew J. Dejneka et al., Entitled “Zircon Compatible Glasses for Down Draw”, filed Aug. 21, 2009; The contents of which are incorporated herein by reference.

유리 제품 또는 기판은 본원에 기재된 거친 유리 기판 표면을 형성하기 전에 화학적으로 또는 열적으로 강화된다. 일 실시형태에서, 유리 제품은 유리의 "마더 시트"로부터 절단되거나 분리되기 전 또는 후에 강화된다. 강화된 유리 제품은 제1 표면 및 제 2 표면으로부터 각각의 표면 아래의 층의 깊이까지 확장한 강화된 표면층을 갖는다. 강화된 표면층은 압축응력하에 있고, 반면 유리 제품의 중심 영역은 장력 또는 인장응력하에 있고 유리 내의 힘의 균형을 이룬다. 열적의 강화(또한 "열 템퍼링"으로 칭함)에서, 유리 제품은 유리의 변형점을 초과하지만 유리의 연화점 미만인 온도까지 가열하고 변형점 미만의 온도까지 빠르게 냉각하여 유리의 표면에서 강화된 층을 형성한다. 또 다른 실시형태에서, 유리 제품은 이온교환으로서 공지된 방법에 의해서 화학적으로 강화될 수 있다. 이러한 방법에서, 유리의 표면층에서 이온은 동일한 가수 또는 산화상태를 갖는 더 큰 이온으로 교환되거나 대체된다. 유리 제품은 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 포함하거나, 필수적으로 이루어지거나 이들로 이루어진 일부 실시형태에서, 유리의 표면층에서 이온 및 더 큰 이온은 알칼리 금속 양이온, 예를 들면 Li+(유리에서 존재), Na+, K+, Rb+ 및 Cs+이다. 또한, 표면층에서 1가의 양이온은 알칼리 금속 양이온, 예를 들면 Ag+ 등 이외의 1가 양이온으로 대체될 수 있다.The glass article or substrate is chemically or thermally strengthened prior to forming the rough glass substrate surface described herein. In one embodiment, the glass article is reinforced before or after being cut or separated from the "mother sheet" of the glass. The strengthened glass article has a strengthened surface layer that extends from the first and second surfaces to the depth of the layer below each surface. The reinforced surface layer is under compressive stress, while the central region of the glass article is under tension or tensile stress and balances the forces in the glass. In thermal strengthening (also referred to as "thermal tempering"), the glass article is heated to a temperature above the strain point of the glass but below the softening point of the glass and rapidly cooled to a temperature below the strain point to form a strengthened layer on the surface of the glass. do. In yet another embodiment, the glass article may be chemically strengthened by a method known as ion exchange. In this method, ions in the surface layer of glass are exchanged or replaced with larger ions having the same valence or oxidation state. In some embodiments the glass article comprises, consists essentially of, or consists of alkali aluminosilicate glass, the ions and larger ions in the surface layer of the glass are alkali metal cations such as Li + (present in the glass), Na + , K + , Rb + and Cs + . In addition, monovalent cations in the surface layer may be replaced by monovalent cations other than alkali metal cations, for example Ag + .

이온 교환 방법은 일반적으로 더 큰 이온을 함유한 용융된 염배쓰에서 유리제품을 액침하여 유리에서 더 작은 이온으로 교환하는 단계를 포함한다. 이온교환 방법에 의한 변수, 예를 들면 배쓰 조성 및 온도, 액침 시간, 염배쓰(또는 배쓰)에서 유리의 액침 횟수, 복합염 배쓰 사용, 어닐링, 세정 등과 같은 추가의 단계를 포함하지만 이들로 한정되지 않는 것은 강화조작에 의해서 달성된 유리의 압축응력 및 층의 소망의 깊이 및 유리의 조성에 의해서 일반적으로 결정된다. 일례로서, 알칼리 금속 함유 유리의 이온 교환은 더 큰 알칼리 금속 이온의 질산염, 황산염 및 염산염과 같은 염을 함유하지만 이들로 한정되지 않은 적어도 하나의 용융염 배쓰에서 액침에 의해서 달성될 수 있다. 용융염 배쓰의 온도는 일반적으로 380℃ 내지 450℃의 범위이고, 액침 시간은 15분 내지 16 시간의 범위이다. 그러나, 상기 기재된 것과 다른 온도 및 액침시간이 사용될 수 있다. 이러한 이온 교환 처리는 일반적으로 200 MPa 내지 800 Mpa의 범위의 압축응력을 갖고 약 100 MPa 미만의 중심 장력을 갖는 약 10㎛ 내지 적어도 50㎛의 층깊이를 갖는 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 강화시킨다.Ion exchange methods generally include immersing a glass article in a molten salt bath containing larger ions to exchange them for smaller ions in the glass. Variables by ion exchange methods include, but are not limited to, additional steps such as bath composition and temperature, immersion time, number of immersions of glass in salt baths (or baths), use of complex salt baths, annealing, cleaning, etc. What is not generally determined by the compressive stress of the glass achieved by the strengthening operation and the desired depth of the layer and the composition of the glass. As an example, ion exchange of alkali metal containing glass can be accomplished by immersion in at least one molten salt bath containing, but not limited to, salts such as nitrates, sulfates and hydrochlorides of larger alkali metal ions. The temperature of the molten salt bath is generally in the range of 380 ° C to 450 ° C and the immersion time in the range of 15 minutes to 16 hours. However, other temperatures and immersion times than those described above may be used. This ion exchange treatment generally strengthens alkali aluminosilicate glass having a layer depth of about 10 μm to at least 50 μm with a compressive stress in the range of 200 MPa to 800 Mpa and a central tension of less than about 100 MPa.

이온교환 방법의 비제한 예는 상기 기재된 미국특허출원 및 가 특허출원에서 제공된다. 또한, 유리가 액침 사이의 세정 및/또는 어닐링 단계에 의해서 복합 이온교환 배쓰에서 액침된 이온교환 방법의 비제한 예는 2009년 7월 10일에 출원된 Douglas C.Allan et al 등에 의한 "Glass with Compressive Surface for Consumer Applications" 명칭의 미국 특허출원 12/500,650, 이는 2008년 7월 11일에 출원된 미국 가 특허출원 61/079,995로부터 우선권을 주장하고, 여기서 유리는 다른 농도의 염배쓰에서 복합, 연속, 이온 교환처리에서 액침에 의해서 강화되고; 2009년 7월 28일에 출원된 "Dual Stage Ion Exchange for Chemical Strengthening of Glass" 명칭의 Christopher M. Lee et al.에 의한 미국특허출원 12/510,599, 이는 2008년 7월 29일에 출원된 동일한 명칭의 미국 가 특허출원 61/084,398로부터 우선권을 주장하고, 여기서 유리는 방출 이온으로 희석된 제 1 배쓰에서 이온교환에 의해서 강화된 후, 제1 배쓰보다 더 작은 방출 이온농도를 갖는 제 2 배쓰에서 액침시킨다. 미국 가 특허출원 Nos 12/500,650 및 12/510,599의 내용은 참조로 본원에 포함된다.Non-limiting examples of ion exchange methods are provided in the above-described U.S. Patent Application and U.S. Patent Application. In addition, a non-limiting example of an ion exchange method in which glass is immersed in a complex ion exchange bath by rinsing and / or annealing steps between immersions is described in Douglas C. Allan et al. US Patent Application No. 12 / 500,650 entitled "Compressive Surface for Consumer Applications," which claims priority from US Patent Application No. 61 / 079,995, filed Jul. 11, 2008, wherein the glass is combined, continuous in salt baths of different concentrations. Enhanced by immersion in ion exchange treatment; US patent application 12 / 510,599 by Christopher M. Lee et al. Entitled “Dual Stage Ion Exchange for Chemical Strengthening of Glass” filed on July 28, 2009, which filed on July 29, 2008. Of the United States claim priority from patent application 61 / 084,398, wherein the glass is strengthened by ion exchange in a first bath diluted with release ions and then immersed in a second bath with a lower emission ion concentration than the first bath. Let's do it. The contents of US provisional patent applications Nos 12 / 500,650 and 12 / 510,599 are incorporated herein by reference.

본원에 기재된 유리기판은 디스플레이 및 터치 적용, 예를 들면 휴대용 통신 및 오락 장치, 예를 들면 전화기, 뮤직 플레이어, 비디오 플레이어 등을 포함하지만 이들로 한정되지 않는 보호 커버; 및 정보 관련 단말(IT)(예를 들면, 휴대용 또는 랩톱 컴퓨터)장치의 디스플레이 스크린; 또한 다른 적용에서 사용될 수 있다.The glass substrates described herein include protective covers, including but not limited to display and touch applications, such as portable communication and entertainment devices such as telephones, music players, video players, and the like; And a display screen of an information related terminal (IT) (eg, portable or laptop computer) device; It can also be used in other applications.

일반적인 실시형태는 설명하기 위해서 기재되어 있고, 상기 설명은 개시 범위 또는 수반된 청구범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 다양한 변경, 조절 및 대안은 당업자에게 본 발명의 개시 또는 수반된 청구항의 범위 및 정신을 벗어나는 일없이 발생할 수 있다.
General embodiments have been described for the purpose of illustration and the description is not intended to limit the disclosure or the accompanying claims. Accordingly, various modifications, adjustments, and alternatives may occur to those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the disclosure or the accompanying claims of the invention.

Claims (45)

지문 내성인 적어도 한면을 갖고, 광투과성 및 기계적 및 화학적 마찰에 대한 내성을 갖는 유리 기판.A glass substrate having at least one side that is fingerprint resistant and resistant to light transmission and to mechanical and chemical friction. 청구항 1에 있어서, 인간 손가락의 천연 물질의 2mg 미만이 손가락 접촉 당 표면으로 이동된 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 1, wherein less than 2 mg of the natural material of the human finger has moved to the surface per finger contact. 청구항 1 또는 2에 있어서, 손가락 접촉 당 표면으로 이동된 액적에 의한 영역 적용범위는 손가락이 접촉한 유리 기판 표면의 전체 영역의 20% 미만인 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 1, wherein the area coverage by droplets moved to the surface per finger contact is less than 20% of the total area of the glass substrate surface that the finger is in contact with. 청구항 1에 있어서, 상기 기판은 투과율이 70%를 초과한 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 1, wherein the substrate has a transmittance of greater than 70%. 청구항 1에 있어서, 상기 기판은 헤이즈가 80% 미만인 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 1, wherein the substrate has a haze of less than 80%. 청구항 1에 있어서, 상기 표면은 60°의 각도에서 측정된 광택이 60%를 초과한 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 1, wherein the surface has a gloss greater than 60% measured at an angle of 60 °. 청구항 1에 있어서, 상기 표면은 50회 와이핑 후 기판 표면에서 오일의 접촉각이 오일의 접촉각의 초기값의 20% 이내인 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 1, wherein the contact angle of the oil at the surface of the substrate after 50 wipings is within 20% of an initial value of the contact angle of the oil. 청구항 1에 있어서, 상기 표면은 50회 와이핑후 표면에서 물의 접촉각이 물의 접촉각의 초기값의 20% 이내인 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 1, wherein the surface has a contact angle of water within 20% of an initial value of the contact angle of water at the surface after 50 wipes. 청구항 1에 있어서, 상기 적어도 한 면은 평균 치수의 토폴로지 피처를 갖는 적어도 한 세트의 토폴로지 피처를 포함하고, 상기 토폴로지 피처는 물 및 지방분비 오일의 적어도 하나를 포함한 액적의 접촉각의 감소를 방지한 오목한 기하를 갖는 것을 특징으로 하는 유리 기판.The method of claim 1, wherein the at least one face comprises at least one set of topological features having topological features of average dimension, the topological features being concave to prevent a reduction in contact angle of the droplets including at least one of water and fatty secreting oil. It has a geometry, The glass substrate characterized by the above-mentioned. 청구항 9에 있어서, 상기 표면은 고체-액체 계면 분율 f을 갖고 상기 토폴로지 피처는 조도 팩터 rf를 갖고, 및 인 것을 특징으로 하는 유리 기판.The method of claim 9, wherein the surface has a solid-liquid interface fraction f and the topological feature has a roughness factor r f , and It is a glass substrate characterized by the above-mentioned. 청구항 10에 있어서, 상기 유리기판은
Figure pct00008
인 것을 특징으로 하는 유리 기판.
The method of claim 10, wherein the glass substrate
Figure pct00008
It is a glass substrate characterized by the above-mentioned.
청구항 10에 있어서, 상기 유리 기판은
Figure pct00009
인 것을 특징으로 하는 유리 기판.
The method of claim 10, wherein the glass substrate
Figure pct00009
It is a glass substrate characterized by the above-mentioned.
청구항 9에 있어서, 상기 토폴로지 피처의 적어도 일부는 상기 표면에 의해서 형성된 면에 대해서 80°미만의 각도에서 배열된 것을 특징으로 하는 유리 기판.10. The glass substrate of claim 9, wherein at least some of the topological features are arranged at an angle of less than 80 degrees with respect to the surface formed by the surface. 청구항 9에 있어서, 상기 토폴로지 피처의 제곱 평균 제곱근 진폭은 1 nm와 2㎛ 사이인 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 9, wherein the root mean square amplitude of the topological features is between 1 nm and 2 μm. 청구항 9에 있어서, 상기 토폴로지 피처가 배향된 것을 특징으로 하는 유리 기판.10. The glass substrate of claim 9, wherein the topology feature is oriented. 청구항 9에 있어서, 상기 토폴로지 피처는 토폴로지 피처의 복수의 세트를 포함하고, 각각의 세트는 다른 세트에서 토폴로지 피처의 평균 치수와 다른 평균 치수의 토폴로지 피처를 갖는 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 9, wherein the topological features comprise a plurality of sets of topological features, each set having a topological feature of an average dimension that is different from the average dimension of the topological features in another set. 청구항 9에 있어서, 상기 평균 치수는 50nm 내지 2㎛의 범위내인 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate according to claim 9, wherein the average dimension is in a range of 50 nm to 2 μm. 청구항 1에 있어서, 상기 표면은 플루오로폴리머 및 플루오로실란 코팅의 적어도 하나를 더욱 포함한 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 1, wherein the surface further comprises at least one of a fluoropolymer and a fluorosilane coating. 소수성 및 오일소성인 적어도 한면을 갖고, 상기 적어도 한면은 평균 치수의 토폴로지 피처를 갖는 적어도 한 세트의 토폴로지를 포함하고, 상기 토폴로지 피처는 물 및 지방분비 오일의 적어도 하나를 포함한 액적의 접촉각의 감소를 방지한 오목한 기하를 갖는 유리 기판.Having at least one face that is hydrophobic and oily, wherein the at least one face comprises at least one set of topologies having topological features of average dimension, the topological features being capable of reducing the contact angle of the droplets including at least one of water and fatty secreting oil. A glass substrate having a concave geometry prevented. 청구항 19에 있어서, 상기 평균 치수는 50nm 내지 2㎛의 범위내인 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 19, wherein the average dimension is in the range of 50 nm to 2 μm. 청구항 19에 있어서, 상기 유리 기판은 토폴로지 피처의 복수의 세트를 포함하고, 각각의 세트는 다른 세트에서 토폴로지 피처의 평균 치수와 다른 평균 치수의 토폴로지 피처를 갖는 것을 특징으로 하는 유리 기판.20. The glass substrate of claim 19, wherein the glass substrate comprises a plurality of sets of topological features, each set having a topological feature of an average dimension that is different from the average dimension of the topological features in another set. 청구항 16 또는 21에 있어서, 상기 복수의 세트의 토폴로지 피처는 하기 중 적어도 하나를 포함한 것을 특징으로 하는 유리 기판:
a. 토폴로지 피처의 제 1 수준, 상기 제 1 수준에서 토폴로지 피처는 평균 치수가 2㎛ 이하인 것;
b. 토폴로지 피처의 제 2 수준, 상기 제 2 수준에서 토폴로지 피처는 상기 제 1 세트의 토폴로지 피처의 평균 치수보다 작고, 약 1nm 내지 약 1㎛의 범위인 평균치수를 갖는 것; 및
c. 토폴로지 피처의 제 3 수준, 상기 제 3 수준에서 토폴로지 피처는 약 70 pm 내지 약 300 pm의 범위에서 평균치수를 갖는 것.
The glass substrate of claim 16, wherein the plurality of sets of topological features include at least one of the following:
a. A first level of topology features, wherein the topology features have an average dimension of 2 μm or less;
b. A second level of topology features, wherein at the second level, the topology features are less than the average dimension of the first set of topology features and have an average dimension in the range of about 1 nm to about 1 μm; And
c. Third level of topology feature, wherein at the third level the topology feature has an average dimension in the range of about 70 pm to about 300 pm.
청구항 22에 있어서, 상기 제 1 수준의 토폴로지 피처는 상기 표면의 샌드블래스팅된 부분을 포함한 것을 특징으로 하는 유리 기판.23. The glass substrate of claim 22, wherein the top level topological features comprise sandblasted portions of the surface. 청구항 22에 있어서, 상기 제 1 수준의 토폴로지 피처는 상기 표면에 증착된 패터닝 필름을 포함하고, 상기 패터닝 필름은 무기 산화물을 포함한 것을 특징으로 하는 유리 기판.23. The glass substrate of claim 22, wherein the top level topological feature comprises a patterning film deposited on the surface and the patterning film comprises an inorganic oxide. 청구항 24에 있어서, 상기 무기 산화물은 주석 옥사이드, 아연 옥사이드, 세리아, 알루미나, 지르코니아 및 이들의 조합의 적어도 하나를 포함한 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 24, wherein the inorganic oxide comprises at least one of tin oxide, zinc oxide, ceria, alumina, zirconia, and combinations thereof. 청구항 22에 있어서, 상기 제 1 수준의 토폴로지 피처의 평균 치수는 약 1㎛ 내지 약 50㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 22, wherein the average dimension of the topological features of the first level ranges from about 1 μm to about 50 μm. 청구항 22에 있어서, 상기 제 2 수준의 토폴로지 피처는 에칭된 필름을 포함하고, 상기 에칭된 필름은 무기 산화물을 포함한 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 22, wherein the second level topological feature comprises an etched film, the etched film comprising an inorganic oxide. 청구항 27에 있어서, 상기 무기 산화물은 주석 옥사이드, 아연 옥사이드, 세리아, 알루미나, 지르코니아 및 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함한 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 27, wherein the inorganic oxide comprises at least one of tin oxide, zinc oxide, ceria, alumina, zirconia, and combinations thereof. 청구항 19에 있어서, 상기 제 3 수준의 토폴로지 피처는 플루오로폴리머 및 플루오로실란의 적어도 하나를 포함한 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 19, wherein the third level of topological features comprise at least one of a fluoropolymer and a fluorosilane. 청구항 1 또는 19에 있어서, 상기 유리 기판은 알칼리 알루미노실리케이트 및 소다라임유리 중 하나를 포함한 것을 특징으로 하는 유리 기판.20. The glass substrate of claim 1 or 19, wherein the glass substrate comprises one of alkali aluminosilicate and soda lime glass. 청구항 30에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 이온 교환에 의해서 강화된 것을 특징으로 하는 유리 기판.31. The glass substrate of claim 30, wherein the alkali aluminosilicate glass is strengthened by ion exchange. 청구항 30에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 하기 중 하나를 포함한 것을 특징으로 하는 유리 기판:
a. 60-72 mol% SiO2; 9-16 mol% Al2O3; 5-12 mol% B2O3; 8-16 mol% Na2O; 및 0-4 mol % K2O, 여기서
Figure pct00010
, 여기서 알칼리 금속 개질제는 알칼리 금속 산화물인 것;
b. 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% CaO; 및
c. 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 ppm미만의 As2O3 ; 및 50 ppm 미만의 Sb2O3 이고; 여기서 12 mol% ≤Li2O + Na2O + K2O ≤20 mol% 및 0 mol% ≤MgO + CaO ≤ 10 mol%.
The glass substrate of claim 30, wherein the alkali aluminosilicate glass comprises one of the following:
a. 60-72 mol% SiO 2 ; 9-16 mol% Al 2 O 3 ; 5-12 mol% B 2 O 3 ; 8-16 mol% Na 2 O; And 0-4 mol% K 2 O, where
Figure pct00010
Wherein the alkali metal modifier is an alkali metal oxide;
b. 61-75 mol% SiO 2 ; 7-15 mol% Al 2 O 3 ; 0-12 mol% B 2 O 3 ; 9-21 mol% Na 2 O; 0-4 mol% K 2 O; 0-7 mol% MgO; And 0-3 mol% CaO; And
c. 60-70 mol% SiO 2 ; 6-14 mol% Al 2 O 3 ; 0-15 mol% B 2 O 3 ; 0-15 mol% Li 2 O; 0-20 mol% Na 2 O; 0-10 mol% K 2 O; 0-8 mol% MgO; 0-10 mol% CaO; 0-5 mol% ZrO 2 ; 0-1 mol% SnO 2 ; 0-1 mol% CeO 2 ; Less than 50 ppm As 2 O 3 ; And less than 50 ppm Sb 2 O 3 ego; Wherein 12 mol% ≦ Li 2 O + Na 2 O + K 2 O ≦ 20 mol% and 0 mol% ≦ MgO + CaO ≦ 10 mol%.
청구항 19에 있어서, 100회 와이핑 후 유리 기판의 표면은 물의 접촉각 및 올레산 접촉각의 적어도 하나가 90°를 초과한 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 19, wherein after 100 wipes, the surface of the glass substrate has at least one of a contact angle of water and an oleic acid contact angle greater than 90 °. 청구항 19에 있어서, 상기 유리 기판은 100회 와이핑 후 헤이즈가 10% 미만인 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 19, wherein the glass substrate has a haze of less than 10% after 100 wipes. 청구항 19에 있어서, 상기 유리 기판은 안티-지문 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 유리 기판.The glass substrate of claim 19, wherein the glass substrate has anti-fingerprint properties. 청구항 19에 있어서, 상기 유리 기판은 휴대용 전자장치, 정보-관련 단말, 및 터치 센서 장치 중 적어도 하나를 위한 보호커버 유리 및 터치 스크린 중 하나인 것을 특징으로 하는 유리 기판.20. The glass substrate of claim 19, wherein the glass substrate is one of a protective cover glass and a touch screen for at least one of a portable electronic device, an information-related terminal, and a touch sensor device. 하기의 단계를 포함한, 지문 내성이고 소수성 및 오일 소성의 표면을 갖는 유리 기판의 제조 방법:
a. 투명한 유리 기판을 제공하는 단계; 및
b. 상기 유리 기판의 적어도 한 면에 토폴로지 피처의 적어도 한 세트를 형성하고, 상기 적어도 한 세트는 평균 치수의 토폴로지 피처를 갖고, 상기 토폴로지 피처는 물 및 지방분비 오일의 적어도 하나를 포함한 액적의 접촉각 감소를 방지하는 오목한 기하를 갖는 단계.
A method of making a glass substrate that is fingerprint resistant and has a surface of hydrophobicity and oil firing, comprising the following steps:
a. Providing a transparent glass substrate; And
b. Form at least one set of topological features on at least one side of the glass substrate, the at least one set having topological features of average dimension, wherein the topological features reduce contact angle reduction of droplets including at least one of water and fatty secreting oil Preventing concave geometry.
청구항 37에 있어서, 상기 유리 기판의 적어도 한면에 토폴로지 피처의 적어도 한 세트는 상기 적어도 한면에 토폴로지 피처의 복수의 세트를 형성하는 단계를 포함하고, 각각의 세트는 다른 세트의 토폴로지 피처의 평균 치수와 다른 평균 치수의 토폴로지 피처를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.38. The method of claim 37, wherein at least one set of topology features on at least one side of the glass substrate comprises forming a plurality of sets of topology features on the at least one side, each set having an average dimension of another set of topology features. And having topological features of different average dimensions. 청구항 38에 있어서, 상기 표면에 토폴로지 피처의 복수의 세트를 형성하는 단계는 상기 표면에 제 1 표면 토폴로지를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 표면 토폴로지는 적어도 약 2㎛의 제 1 평균 치수를 갖는 토폴로지 피처를 포함한 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 38, wherein forming a plurality of sets of topology features on the surface comprises forming a first surface topology on the surface, the first surface topology having a first average dimension of at least about 2 μm. And a topology feature having the same. 청구항 39에 있어서, 상기 표면에 제 1 표면 토폴로지를 형성하는 단계는 물리적 기상 증착 및 화학적 기상 증착 중 하나에 의해서 표면에 금속 산화물을 증착하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 방법.40. The method of claim 39, wherein forming a first surface topology on the surface comprises depositing a metal oxide on the surface by one of physical vapor deposition and chemical vapor deposition. 청구항 39에 있어서, 상기 유리 기판의 표면에 제 1 토폴로지를 형성하는 단계는 상기 유리 기판의 표면을 샌드블래스팅하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 방법.40. The method of claim 39, wherein forming a first topology on the surface of the glass substrate comprises sandblasting the surface of the glass substrate. 청구항 39에 있어서, 상기 표면에 토폴로지 피처의 복수의 세트를 형성하는 단계는 상기 표면에 제 2 표면 토폴로지를 형성하는 단계를 더욱 포함하고, 상기 제 2 표면 토폴로지는 상기 제 1 평균 치수보다 작은 제 2 평균 치수를 갖고 약 1nm 내지 약 1㎛의 범위인 토폴로지 피처를 포함한 것을 특징으로 하는 방법.40. The method of claim 39, wherein forming a plurality of sets of topology features on the surface further comprises forming a second surface topology on the surface, wherein the second surface topology is a second smaller than the first average dimension. And a topological feature having an average dimension and in the range of about 1 nm to about 1 μm. 청구항 42에 있어서, 상기 제 2 표면 토폴로지를 형성하는 단계는 물리적 증착 및 화학적 증착의 하나에 의해서 상기 표면에 금속 산화물의 적어도 하나를 증착하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 방법.43. The method of claim 42, wherein forming the second surface topology comprises depositing at least one of the metal oxides on the surface by one of physical vapor deposition and chemical vapor deposition. 청구항 37에 있어서, 상기 유리 기판의 적어도 한 표면에 토폴로지 피처의 적어도 한 세트를 형성하는 단계는 상기 표면에 제 3 표면 토폴로지를 형성하는 단계를 더욱 포함하고, 상기 3 표면 토폴로지는 약 70 pm 내지 300 pm의 범위의 제 3 평균 치수를 갖는 토폴로지 피처를 포함한 것을 특징으로 하는 방법.38. The method of claim 37, wherein forming at least one set of topology features on at least one surface of the glass substrate further comprises forming a third surface topology on the surface, wherein the three surface topology is between about 70 pm and 300. and a topology feature having a third average dimension in the range of pm. 청구항 44에 있어서, 플루오로폴리머 및 플루오로실란의 적어도 하나는 스퍼터링, 스프레이 코팅, 스핀 코팅 및 딥 코팅 중 하나에 의해서 표면에 증착된 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 44, wherein at least one of the fluoropolymer and the fluorosilane is deposited on the surface by one of sputtering, spray coating, spin coating and dip coating.
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