KR101925470B1 - 장식 부재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광반사층; 및 상기 광반사층 상에 구비된 광흡수층을 포함하고, 상기 광반사층이 불연속막인 것을 특징으로 하는 장식 부재에 관한 것이다.

Description

장식 부재 및 이의 제조방법{DECORATION ELEMENT AND PREPARING METHOD THEREOF}
본 발명은 장식 부재 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 모바일 기기나 전자제품들에 사용되기에 적합한 장식 부재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
휴대폰, 다양한 모바일기기, 가전제품들은 제품의 기능외 제품의 디자인, 예컨대 색상, 형태, 패턴 등이 고객에게 제품의 가치 부여에 큰 역할을 한다. 디자인에 따라 제품의 선호도 및 가격 또한 좌우되고 있다.
일 예로서, 휴대폰의 경우, 다양한 색상과 색감을 다양한 방법으로 구현하여 제품에 적용하고 있다. 휴대폰 케이스 소재 자체에 색을 부여하는 방식과 색과 모양을 구현한 데코 필름을 케이스 소재에 부착하여 디자인을 부여하는 방식이 있다.
기존 데코 필름에 있어서 색상의 발현은 인쇄, 증착 등의 방법을 통해 구현하고자 하였다. 이종의 색상을 단일면에 표현하는 경우는 2회 이상 인쇄를 하여야 하며, 입체 패턴에 색을 다양하게 입히고자 할 때는 구현이 현실적으로 어렵다. 또한, 기존 데코필름은 보는 각도에 따라 색상이 고정되어 있고, 다소 변화가 있다고 할지라도 색감의 차이 정도에 한정된다.
본 발명은 광반사층 및 광흡수층의 적층구조에 의하여 다양한 색상을 용이하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 전자파 차폐(EMI) 특성으로 인한 RF(radio frequency) 수신 방해 인자를 최소화할 수 있는 장식 부재를 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태는 광반사층; 및 상기 광반사층 상에 구비된 광흡수층을 포함하고, 상기 광반사층이 불연속막인 것을 특징으로 하는 장식 부재를 제공한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광반사층의 면저항이 20 오옴/스퀘어 이상, 바람직하게는 1 기가오옴/스퀘어 이상이다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광반사층과 상기 광흡수층 사이; 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면; 또는 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비된 칼라필름이 추가로 구비된다. 상기 칼라필름은 상기 칼라필름이 구비되지 않은 경우에 비하여 상기 칼라필름의 존재하는 경우 상기 색발현층의 색좌표 CIE L*a*b* 상에서의 L*a*b*의 공간에서의 거리인 색차 ΔE*ab가 1을 초과하도록 한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면; 또는 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 투명 기재가 구비된다. 예컨대, 상기 투명 기재가 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면에 구비되고, 상기 칼라필름이 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면에 위치하는 경우, 상기 칼라필름은 상기 투명 기재와 상기 광반사층 사이; 또는 상기 투명 기재의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비될 수 있다. 또 하나의 예로서, 상기 투명 기재가 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비되고, 상기 칼라필름이 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 위치하는 경우, 상기 칼라필름은 상기 투명 기재와 상기 광흡수층 사이; 또는 상기 투명 기재의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면에 구비될 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광흡수층은 두께가 상이한 2 이상의 지점을 포함한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광흡수층은 두께가 상이한 2 이상의 영역을 포함한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광흡수층은 상면이 경사각도가 0도 초과 90도 이하인 경사면을 갖는 영역을 하나 이상 포함하고, 상기 광흡수층은 어느 하나의 경사면을 갖는 영역에서의 두께와 상이한 두께를 갖는 영역을 하나 이상 포함한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광흡수층은 두께가 점진적으로 변하는 영역을 하나 이상 포함한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광흡수층은 상면이 경사각도가 0도 초과 90도 이하인 경사면을 갖는 영역을 하나 이상 포함하고, 적어도 하나의 경사면을 갖는 영역은 광흡수층의 두께가 점진적으로 변하는 구조를 갖는다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광흡수층은 400 nm에서 소멸계수(k)값이 0 초과 4 이하이다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 장식 부재는 데코 필름 또는 모바일 기기의 케이스 또는 가전제품 케이스 또는 칼라 장식이 요구되는 생활용품이다.
본 명세서에 기재된 실시상태들에 따르면, 외부광이 색발현층을 통해 입사시 입사경로와 반사시 반사경로 각각에서 광흡수가 이루어지며, 외부광은 광흡수층의 표면과 광반사층의 표면에서 각각 반사가 이루어지므로, 광흡수층의 표면에서의 반사광과 광반사층의 표면에서의 반사광 사이에 보강간섭 및 상쇄간섭 현상이 발생한다. 상기와 같은 입사경로와 반사경로에서의 광흡수와 보강간섭 및 상쇄간섭의 현상을 통하여 특정 색상이 발현될 수 있다. 또한, 발현되는 색상은 두께 의존성을 가지고 있기 때문에, 동일한 물질 구성을 갖는 경우에도 두께에 따라 색상을 변화시킬 수 있다. 이에 더하여, 광반사층과 광흡수층의 적층 구조 중 광반사층으로서 광반사 특성을 갖는 동시에 면저항이 특정 범위 내인 광반사층을 사용함으로써, 전자파 차폐(EMI) 특성으로 인한 RF(radio frequency) 수신 방해를 최소화하여, 장식 부재가 적용되는 전자 장치의 기능 저해를 방지할 수 있다.
도 1은 광반사층 및 광흡수층 구조에서의 색상 발현 작용원리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 면저항에 따른 전자파 차폐 특성을 나타낸 것이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시상태들에 따른 장식 부재의 적층 구조를 예시한 것이다.
도 7 내지 도 10은 본 출원의 실시상태들에 따른 장식 부재의 광흡수층의 상면 구조를 예시한 것이다.
도 11 및 12은 각각 비교예 1과 실시예 1에서 제조한 막의 연속성 여부를 나타낸 사진이다.
도 13 및 14는 각각 실시예 4 및 7에서 제조한 막의 연속성 여부를 나타낸 사진이다.
도 15는 인듐층의 광반사도를 나타낸 그래프이다.
도 16은 광반사층으로서 알루미늄층, 인듐층 또는 주석층을 갖는 장식 부재의 색상의 시뮬레이션 결과이다.
이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 명세서에 있어서, “지점”이란 면적을 갖지 않는 하나의 위치를 의미하는 것이다. 본 명세서에서는 광흡수층의 두께가 서로 상이한 지점이 2 이상 존재한다는 점을 나타내기 위하여 상기 표현이 사용된다.
본 명세서에 있어서, “영역”이란 일정 면적을 갖는 부분을 표현한다. 예컨대, 상기 장식 부재를 광반사층이 하부, 상기 광흡수층이 상부에 놓이도록 지면에 놓고, 상기 경사면의 양단부 또는 두께가 동일한 양단부를 지면에 대하여 수직으로 구분하였을 때, 경사면을 갖는 영역은 상기 경사면의 양단부로 구분된 면적을 의미하고, 두께가 동일한 영역은 상기 두께가 동일한 양단부로 구분된 면적을 의미한다.
본 명세서에 있어서, “면” 또는 “영역”은 평면일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고, 전부 또는 일부가 곡면일 수 있다. 예컨대, 수직단면의 형태가 원이나 타원의 호의 일부, 물결 구조, 지그재그 등의 구조가 포함될 수 있다.
본 명세서에 있어서, “경사면”이란 상기 장식 부재를 광반사층이 하부, 상기 광흡수층이 상부에 놓이도록 지면에 놓았을 때, 지면을 기준으로 상면이 이루는 각도가 0도 초과 90도 이하인 면을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 층의 “두께”란 해당 층의 하면으로부터 상면까지의 최단거리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, “또는” 이란 다른 정의가 없는 한, 나열된 것들을 선택적으로 또는 모두 포함하는 경우, 즉 “및/또는”의 의미를 나타낸다.
본 명세서에 있어서, 면저항은 4-point probe 방식에 따라 공지의 면 저항기를 이용하여 측정될 수 있다. 면저항은 4개의 탐침으로 전류(I)와 전압(V)을 측정하여 저항값(V/I)을 측정한 후, 여기에 샘플의 면적(단면적, W)과 저항을 측정하기 위한 전극 간의 거리(L)을 이용하여 면저항을 구하고(V/I x W/L), 면저항 단위인 오옴/스퀘어로 계산하기 위하여 저항보정계수(RCF)를 곱한다. 저항보정계수는 샘플의 사이즈, 샘플의 두께 및 측정시 온도를 이용하여 산출될 수 있으며, 이는 포아슨 방정식에 의하여 산출될 수 있다. 전체 적층체의 면저항은 적층체 자체에서 측정 및 산출될 수 있고, 각 층의 면저항은 전체 적층체에서 측정하고자 하는 대상층을 제외한 나머지 재료로 이루어진 층을 형성하거 전에 측정되거나, 전체 적층체에서 측정하고자 하는 대상층을 제외한 나머지 재료로 이루어진 층을 제거한 후 측정되거나, 대상층의 재료를 분석하여, 대상층과 동일한 조건으로 층을 형성한 후 측정될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 장식 부재는 광반사층; 및 상기 광반사층 상에 구비된 광흡수층을 포함하고, 상기 광반사층이 불연속막인 것을 특징으로 한다. 불연속막이란, 연속막에 반대되는 것으로서, 물리적으로 분리된 2 부분 이상이 존재하는 것을 의미한다. 불연속막 구조의 예로는 섬(island) 구조, 메쉬 구조 등이 있다.
도 1에 본 발명의 일실시상태에 따른 장식 부재의 적층 구조를 예시하였다. 도 1에 따르면, 광흡수층에서는 광의 입사경로 및 반사경로에서 광흡수가 이루어지고, 또한 광은 광흡수층의 표면과 광흡수층과 광반사층의 계면에서 각각 반사하여 2개의 반사광이 보강 또는 상쇄 간섭을 하게 된다. 본 명세서에 있어서, 광흡수층의 표면에서 반사되는 광은 표면 반사광, 광흡수층과 광반사층의 계면에서 반사되는 광은 계면 반사광으로 표현될 수 있다. 도 1에는 광반사층의 하부에 기재가 위치하고 있으나, 필수적인 것은 아니다. 또한, 도 1에는 광반사층(201)이 불연속막으로 형성되어 있다. 이에 의하여 고저항의 광반사층을 제공할 수 있다. 도 1에는 광흡수층(301)이 연속막으로 형성된 구조를 예시하였으나, 이에만 한정되는 것은 아니며 광흡수층 역시 불연속막 구조를 가질 수도 있다.
예컨대, 상기 광반사층이 2 이상의 섬(island) 구조를 갖는 경우, 전체 광반사층의 면적에 비하여 전기적으로 절연된 면적이 작아지므로 저항이 높아진다.
구체적인 예로서, 상기 광반사층이 2 이상의 섬(island) 구조를 갖고, 각 섬의 수평 단면적의 면적은 100nm*100nm 에 대응하는 10-14 m2 이하, 바람직하게는 50nm*50nm에 대응하는 2.5*10-15 m2 이하이다.
상기 광반사층의 면저항은 바람직하게는 20 오옴/스퀘어 이상, 100 오옴/스퀘어 이상, 바람직하게는 500 오옴/스퀘어 이상, 바람직하게는 5,000 오옴/스퀘어 이상, 더욱 바람직하게는 10,000 오옴/스퀘어 이상, 가장 바람직하게는 1 기가오옴/스퀘어 이상이다. 도 2에 따르면, 면저항이 20 오옴/스퀘어 이상일 때 전자파 차폐 효과가 극대화됨을 확인할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 광반사층의 면저항은 최대 10기가 오옴/스퀘어 일 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광반사층의 재료는 비저항이 2x10-4 오옴*cm 이상, 바람직하게는 1x10- 3 오옴*cm 이상, 더욱 바람직하게는 10 오옴*cm 이상, 가장 바람직하게는 104 오옴*cm 이상일수도 있다. 그러나, 이에만 한정되는 것은 아니며, 전술한 불연속막의 구조에 따라 광반사층의 면저항을 더 높일 수 있는 구조라면, 비저항값이 더 낮은 재료도 사용될 수 있다.
광반사층의 광반사 특성을 위해서는 일반적으로 금속 재료가 사용될 수 있으나, 알루미늄과 같은 금속 재료는 전기 전도도가 높다. 이 경우, 휴대폰과 같은 모바일 기기 등의 전자 장치에 적용하는 경우 전자파 차폐 특성으로 인하여 RF 수신이 방해될 수 있다. 그러나, 상기 실시상태에 따르면, 광반사층이 면저항이 높은 특징을 갖기 때문에, RF 수신 방해를 최소화할 수 있다.
상기 광반사층은 광을 반사할 수 있고, 상기와 같이 블연속막 구조로 형성될 수 있는 재료로서 불연속막의 구조에 의하여 전술한 면저항을 가질 수 있는 재료라면 특별히 한정되지 않는다. 광반사율은 재료에 따라 결정될 수 있으며, 예컨대 50% 이상에서 색상구현이 용이하다. 광반사율은 ellipsometer를 사용하여 측정할 수 있다.
일 예로서, 상기 광반사층은 인듐(In), 티탄(Ti), 주석(Sn), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge). 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 바나듐(V), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nb), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 재료, 이의 산화물, 질화물 또는 산질화물, 탄소 및 탄소 복합체 중 1종 또는 2종 이상의 재료를 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다. 예를 들어, 상기 광반사층은 상기 재료 중에서 선택되는 둘 이상의 합금, 이의 산화물, 질화물 또는 산질화물을 포함할 수 있다. 또 하나의 예에 따르면, 상기 광반사층은 탄소 또는 탄소 복합체를 포함하는 잉크를 이용하여 제조됨으로써 고저항의 반사층을 구현할 수 있다. 탄소 또는 탄소 복합체로는 카본블랙, CNT 등이 있다. 상기 탄소 또는 탄소 복합체를 포함하는 잉크는 전술한 재료 또는 이의 산화물, 질화물 또는 산질화물을 포함할 수 있으며, 예컨대 인듐(In), 티탄(Ti), 주석(Sn), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge). 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 바나듐(V), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nb), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 산화물이 포함될 수 있다. 상기 탄소 또는 탄소 복합체를 포함하는 잉크를 인쇄한 후 경화 공정이 추가로 수행될 수 있다.
상기 광반사층은 2종 이상의 재료를 포함하는 경우, 2종 이상의 재료를 하나의 공정, 예컨대 증착 또는 인쇄의 방법을 이용하여 형성할 수도 있으나, 1종 이상의 재료로 먼저 층을 형성한 후, 추가로 1종 이상의 재료로 그 위에 층을 형성하는 방법이 이용될 수 있다. 예컨대, 인듐이나 주석의 섬 성장(island Growth)한 이후에 탄소를 포함하는 잉크를 인쇄한 후 경화시켜 광반사층을 형성할 수 있다. 상기 잉크는 티타늄 산화물, 실리콘 산화물과 같은 산화물이 추가로 포함될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 광반사층은 인듐(In), 티탄(Ti), 주석(Sn), 실리콘(Si), 및 게르마늄(Ge) 중 1종 또는 2종 이상의 합금, 이의 산화물, 이의 질화물, 이의 산질화물, 탄소 및 탄소 복합체 중 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 광반사층은 인듐(In), 티탄(Ti), 주석(Sn), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge) 중 1종 또는 2종 이상의 합금 또는 이의 산화물, 질화물 또는 산질화물로 형성할 수 있다. 이들 물질은 NCVM(non conductive vacuum matalization) 물질로서, 50nm 미만의 두께에서 박막 성장 모드가 연속 막이 아닌 섬(Island) 구조 형태로 성장하는 특성을 가지고 있다. 상기 물질 이외의 금속들은 임계 두께(Critical Thickness)가 30nm 미만으로 초기에 섬(Island) 형태의 성장모드를 거친 뒤 연속막 형태로 성장한다고 알려져 있다.
상기 광흡수층은 상기 광반사층과 마찬가지로 불연속막의 구조를 가질 수도 있고, 광반사층 상에서 연속막의 구조를 가질 수도 있다.
상기 광흡수층의 면저항은 바람직하게는 20 오옴/스퀘어 이상, 100 오옴/스퀘어 이상, 바람직하게는 500 오옴/스퀘어 이상, 바람직하게는 5,000 오옴/스퀘어 이상, 더욱 바람직하게는 10,000 오옴/스퀘어 이상, 가장 바람직하게는 1 기가 오옴/스퀘어 이상이다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광반사층 및 상기 광흡수층을 포함하는 장식 부재 전체의 면저항이 20 오옴/스퀘어 이상, 100 오옴/스퀘어 이상, 바람직하게는 500 오옴/스퀘어 이상, 바람직하게는 5,000 오옴/스퀘어 이상, 더욱 바람직하게는 10,000 오옴/스퀘어 이상, 가장 바람직하게는 1 기가오옴/스퀘어 이상, 더욱 바람직하게는 4 기가오옴/스퀘어 이상이다.
상기 광흡수층은 400 nm에서 굴절율(n)이 0 내지 8인 것이 바람직하며, 0 내지 7일 수 있고, 0.01 내지 3일 수 있고, 2 내지 2.5일 수 있다. 굴절율(n)은 sin θ1/sin θ2 (θ1은 광흡수층의 표면에서 입사되는 빛의 각이고, θ2는 광흡수층의 내부에서 빛의 굴절각이다)으로 계산될 수 있다.
상기 광흡수층은 380 내지 780 nm에서 굴절율(n)이 0 내지 8인 것이 바람직하며, 0 내지 7일 수 있고, 0.01 내지 3일 수 있고, 2 내지 2.5일 수 있다.
상기 광흡수층은 400 nm에서 소멸계수(k)가 0 초과 4 이하이고, 0.01 내지 4인 것이 바람직하며, 0.01 내지 3.5일 수 있고, 0.01 내지 3일 수 있으며, 0.1 내지 1일 수 있다. 소멸계수(k)는 -λ/4πI(dI/dx) (여기서, 광흡수층 내에서 경로 단위길이(dx), 예컨대 1 m 당 빛의 강도의 감소분율 dI/I에 λ/4π를 곱한 값이고, 여기서 λ는 빛의 파장이다.
상기 광흡수층은 380 내지 780 nm에서 소멸계수(k)가 0 초과 4 이하인 것이 바람직하고, 예컨대 0.01 내지 4인 것이 바람직하며, 0.01 내지 3.5일 수 있고, 0.01 내지 3일 수 있으며, 0.1 내지 1일 수 있다.
400 nm, 바람직하게는 380 내지 780 nm의 가시광선 전체 파장 영역에서 소멸계수(k)가 상기 범위이므로, 가시광선 전체에 대하여 광흡수층의 역할을 할 수 있다.
동일한 굴절율(n) 값을 가진다고 하더라도, 400 nm에서 소멸계수(k) 값이 0인 경우와 소멸계수(k) 값이 0.01인 경우는
Figure 112017103925406-pat00001
>1 인 차이를 나타낼 수 있다. 예컨대, 유리/인듐(섬 구조의 불연속막, 두께 30nm)/알루미늄산질화물/공기층의 적층구조에, 광원으로서 D65(태양광 스펙트럼)을 조사한 경우를 시뮬레이션하였을 때, 상기 알루미늄산질화물의 k값이 0일 때와 0.01일 때의 ΔE*ab은 하기 표 1과 같이 얻어졌다. 이 때, 인듐층의 두께(h1)은 120 nm이었고, 알루미늄산질화물층의 두께(h2)는 하기 표 1에 기재하였다. k값은 시뮬레이션을 위하여 임의로 0과 0.01로 설정하였으며, n값은 인듐의 값을 이용하였다.
h2 [nm] k = 0 k = 0.01 ΔE*ab
　 L A B L A b 　
40 52.17 8.8 -16.01 51.08 9.1 -15.75 1.16
60 57.52 2.98 -20.25 56.26 3.19 -20.39 1.29
80 64.38 -1.37 -17.22 63.12 -1.33 -17.52 1.3
　
예컨대, 수지 중에 염료를 첨가하여 광을 흡수하는 방식을 이용하는 것과, 전술한 바와 같은 소멸 계수를 갖는 재료를 사용하는 경우에는 광을 흡수하는 스펙트럼이 상이하다. 수지 중에 염료를 첨가하여 광을 흡수하는 경우, 흡수 파장대가 고정되며, 코팅 두께 변화에 따라 흡수량이 변화하는 현상만 발생한다. 또한, 원하는 광흡수량을 얻기 위하여, 광흡수량을 조절하기 위하여 최소 수 마이크로미터 이상의 두께 변화가 필요하다. 반면, 소멸 계수를 갖는 재료에서는 두께가 수 또는 수십 나노미터 규모로 변화하여도 흡수하는 광의 파장대가 변한다.
일 실시상태에 따르면, 상기 광흡수층은 단일층일 수도 있고, 2층 이상의 다층일 수도 있다.
상기 광흡수층은 400 nm, 바람직하게는 380 내지 780 nm에서 소멸계수(k)를 갖는 재료, 즉 소멸계수가 0 초과 4이하인 재료로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 광흡수층은 금속, 준금속, 및 금속이나 준금속의 산화물, 질화물, 산질화물 및 탄화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 상기 금속 또는 준금속의 산화물, 질화물, 산질화물 또는 탄화물은 당업자가 설정한 증착 조건 등에 의하여 형성할 수 있다. 광흡수층은 광반사층과 동일한 금속, 준금속, 2종이상의 합금 또는 산질화물을 포함할 수도 있다.
예컨대, 상기 광흡수층은 인듐(In), 주석(Sn), 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 바나듐(V), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nb), 티탄(Ti), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 재료 또는 이의 산화물, 질화물 또는 산질화물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 광흡수층은 구리산화물, 구리질화물, 구리산질화물, 알루미늄산화물, 알루미늄질화물, 알루미늄산질화물 및 몰리브덴티타늄산질화물 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함한다.
일 예에 따르면, 상기 광흡수층은 실리콘(Si) 또는 게르마늄(Ge)을 포함한다.
실리콘(Si) 또는 게르마늄(Ge)으로 이루어진 광흡수층은 400 nm에서 굴절율(n)이 0 내지 8이며, 0 내지 7일 수 있고, 소멸계수(k)가 0 초과 4 이하, 바람직하게는 0.01 내지 4이며, 0.01 내지 3 또는 0.01 내지 1일 수 있다.
또 하나의 예에 따르면, 상기 광흡수층은 구리산화물, 구리질화물, 구리산질화물, 알루미늄산화물, 알루미늄질화물, 알루미늄산질화물 및 몰리브덴티타늄산질화물 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함한다. 이 경우 광흡수층은 400 nm에서 굴절율(n)이 1 내지 3, 예컨대 2 내지 2.5일 수 있으며, 소멸계수(k)가 0 초과 4 이하, 0.01 내지 2.5, 바람직하게는 0.2-2.5, 더욱 바람직하게는, 0.2 내지 0.6일 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 광흡수층은 AlOxNy (x > 0, y > 0)이다.
또 하나의 예에 따르면, 상기 광흡수층은 AlOxNy (0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1)일 수 있다.
또 하나의 예에 따르면, 상기 광흡수층은 AlOxNy (x > 0, y > 0)이고, 전체 원자 수 100%에 대하여 각 원자들의 수가 하기 식을 만족한다.
Figure 112017103925406-pat00002
일 실시상태에 따르면, 상기 광흡수층은 400 nm, 바람직하게는 380 내지 780 nm에서 소멸계수(k)를 갖는 재료로 이루어질 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 광반사층의 두께는 최종 구조에서 원하는 색상에 따라 결정될 수 있으며, 예컨대 1 nm 이상, 바람직하게는 25 ㎚ 이상, 예컨대 50 nm 미만이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 광흡수층의 두께는 5~500㎚, 예컨대 30-500 nm일 수 있다..
일 실시상태에 따르면, 상기 광흡수층의 영역별 두께의 차이는 2~200㎚이며, 원하는 색상 차이에 따라 결정될 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면; 상기 광반사층과 상기 광흡수층 사이; 또는 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비된 칼라필름이 추가로 구비된다. 상기 광반사층 측에 투명 기재가 구비되는 경우, 상기 칼라필름은 상기 광반사층과 상기 투명 기재 사이; 또는 상기 투명 기재의 상기 광반사층에 대향햐는 면의 반대면에 구비될 수 있다. 상기 광흡수층 측에 투명 기재가 구비되는 경우, 상기 칼라필름은 상기 광흡수층과 상기 투명 기재 사이; 또는 상기 투명 기재의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면에 구비될 수 있다.
상기 칼라필름은 상기 칼라필름이 구비되지 않은 경우에 비하여 상기 칼라필름이 존재하는 경우 상기 색발현층의 색좌표 CIE L*a*b* 상에서의 L*a*b*의 공간에서의 거리인 색차 ΔE*ab가 1을 초과하도록 하는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
색의 표현은 CIE L*a*b* 로 표현이 가능하며, 색차는 L*a*b* 공간에서의 거리(ΔE*ab)를 이용하여 정의될 수 있다. 구체적으로,
Figure 112017103925406-pat00003
이며, 0< ΔE*ab <1의 범위 내에서는 관찰자가 색 차이를 인진할 수 없다[참고문헌: Machine Graphics and Vision 20(4):383-411]. 따라서, 본 명세서에서는 칼라필름의 추가에 따른 색차를 ΔE*ab>1로 정의할 수 있다.
도 3의 (a)에 광반사층(201), 광흡수층(301) 및 칼라필름(401)이 순차적으로 적층된 구조, 도 3의 (b)에 광반사층(201), 칼라필름(401) 및 광흡수층(301)이 순차적으로 적층된 구조, 및 도 3의 (c)에 칼라필름(401), 광반사층(201), 및 광흡수층(301)이 순차적으로 적층된 구조를 예시하였다.
상기 칼라필름은 기재의 역할을 할 수도 있다. 예컨대, 기재로 사용될 수 있는 것에 염료 또는 안료를 첨가함으로써 칼라필름으로 사용될 수 있다.
상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면; 또는 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 투명 기재가 구비될 수 있다. 도 4 (a)는 투명 기재가 광반사층의 광흡수층에 대향하는 면의 반대면에 구비된 예를 도시한 것이고, 도 4 (b)는 투명 기재가 광흡수층의 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비된 예를 도시한 것이다.
예컨대, 상기 투명 기재가 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면에 구비되고, 상기 칼라필름이 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면에 위치하는 경우, 상기 칼라필름은 상기 투명 기재와 상기 광반사층 사이; 또는 상기 투명 기재의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비될 수 있다. 또 하나의 예로서, 상기 투명 기재가 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비되고, 상기 칼라필름이 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 위치하는 경우, 상기 칼라필름은 상기 투명 기재와 상기 광흡수층 사이; 또는 상기 투명 기재의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면에 구비될 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면에 투명 기재가 구비되고, 칼라필름이 추가로 구비된다.
도 5의 (a)에는 칼라필름(401)이 광흡수층(301)의 광반사층(201)측의 반대면에 구비된 구조, 도 5의 (b)에는 칼라필름(401)이 광흡수층(301)과 광반사층(201) 사이에 구비된 구조, 도 5의 (c)에는 칼라필름(401)이 광반사층(201)과 투명 기재(101) 사이에 구비된 구조, 도 5의 (d)에는 칼라필름(401)이 투명 기재(101)의 광반사층(201) 측의 반대면에 구비된 구조를 도시한 것이다. 도 5의 (e)에는 칼라필름(401a, 401b, 401c, 401d)이 각각 광흡수층(301)의 광반사층(201)측의 반대면, 광흡수층(301)과 광반사층(201) 사이, 광반사층(201)과 투명 기재(101) 사이, 및 투명 기재(101)의 광반사층(201) 측의 반대면에 구비된 구조를 예시한 것이며, 이에만 한정되는 것은 아니고 칼라필름(401a, 401b, 401c, 401d)들 중 1 내지 3개는 생략될 수도 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 투명 기재가 구비되고, 칼라필름이 추가로 구비된다. 도 6의 (a)에는 칼라필름(401)이 투명 기재(101)의 광흡수층(301) 측의 반대면에 구비된 구조, 도 6의 (b)에는 칼라필름(401)이 투명 기재(101)과 광흡수층(301) 사이에 구비된 구조, 도 6의 (c)에는 칼라필름(401)이 광흡수층(301)과 광반사층(201) 사이에 구비된 구조, 도 6의 (d)에는 칼라필름(401)이 광반사층(201)의 광흡수층(301)측의 반대면에 구비된 구조를 도시한 것이다. 도 6의 (e)에는 칼라필름(401a, 401b, 401c, 401d)이 각각 투명 기재(101)의 광흡수층(301) 측의 반대면, 투명 기재(101)와 광흡수층(301)과 사이, 광흡수층(301)과 광반사층(201) 사이, 및 광반사층(201)의 광흡수층(301)측의 반대면에 구비된 구조를 예시한 것이며, 이에만 한정되는 것은 아니고 칼라필름(401a, 401b, 401c, 401d)들 중 1 내지 3개는 생략될 수도 있다.
도 5 (b)와 도 6 (c)와 같은 구조는 칼라필름의 가시광 투과율이 0% 초과라면 광반사층에서 칼라필름을 통과하여 입사한 광을 반사할 수 있으므로, 광흡수층과 광반사층의 적층에 따른 색상 구현이 가능하다.
도 5 (c), 도 5 (d) 및 도 6 (d) 와 같은 구조에서는, 칼라필름의 추가에 따른 색차 변화를 인식할 수 있도록, 광반사층(201)의 컬리필름으로부터 발현되는 색상의 광투과율이 1% 이상, 바람직하게는 3% 이상, 더 바람직하게는 5% 이상인 것이 바람직하다 이와 같은 광투과율 범위에서 투과된 빛이 칼라필름에 의한 색상과 혼합될 수 있기 때문이다.
상기 칼라필름은 1장 또는 동종 또는 이종이 2장 이상이 적층된 상태로 구비될 수 있다.
상기 칼라필름은 전술한 광반사층 및 광흡수층의 적층 구조로부터 발현되는 색상과 함께 조합되어 원하는 색상을 발현할 수 있는 것을 사용할 수 있다. 예컨대, 안료 및 염료 중 1종 또는 2종 이상이 매트릭스 수지 내에 분산되어 색상을 나타내는 칼라필름이 사용될 수 있다. 상기와 같은 컬리필름은 칼라필름이 구비될 수 있는 위치에 직접 칼라필름 형성용 조성물을 코팅하여 형성할 수도 있고, 별도의 기재에 칼라필름 형성용 조성물을 코팅하거나, 캐스팅, 압출 등의 공지의 성형방법을 이용하여 칼라필름을 제조한 후, 칼라필름이 구비될 수 있는 위치에 칼라필름을 배치 또는 부착하는 방법이 이용될 수 있다.
상기 칼라필름에 포함될 수 있는 안료 및 염료로는 최종 장식부재료부터 원하는 색상을 달성할 수 있는 것으로서 당기술분야에 알려져 있는 것들 중에서 선택될 수 있으며, 적색 계열, 황색 계열, 보라색 계열, 청색 계열, 핑크색 계열 등의 안료 및 염료 중 1종 또는 2종 이상이 사용될 수 있다. 구체적으로, 페리논(perinone)계 적색 염료, 안트라퀴논계 적색 염료, 메틴계 황색 염료, 안트라퀴논계 황색 염료, 안트라퀴논계 보라색 염료, 프탈로시아닌계 청색 염료, 티오인디고(thioindigo)계 핑크색 염료, 이소크인디고(isoxindigo)계 핑크색 염료 등의 염료가 단독 또는 조합으로 사용될 수 있다. 카본 블랙, 구리 프탈로시아닌(C.I. Pigment Blue 15:3), C.I. Pigment Red 112, Pigment blue, Isoindoline yellow 등의 안료가 단독 또는 조합으로 사용될 수도 있다. 상기와 같은 염료 또는 안료는 시판되는 것을 이용할 수 있으며, 예컨대 Ciba ORACET사, 조광페인트㈜ 등의 재료를 사용할 수 있다. 상기 염료 또는 안료들의 종류 및 이들의 색상은 예시들일 뿐이며, 공지된 염료 또는 안료들이 다양하게 사용될 수 있고, 이에 의하여 더욱 다양한 색상을 구현할 수 있다.
상기 칼라필름에 포함되는 매트릭스 수지는 투명 필름, 프라이머층, 접착층, 코팅층 등의 재료로 공지된 재료들이 사용될 수 있으며, 특별히 그 재료에 한정되지 않는다. 예컨대, 아크릴계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 우레탄계 수지, 선형 올레핀계 수지, 시클로올레핀계 수지, 에폭시계 수지, 트리아세틸셀룰로오즈계 수지 등 다양한 재료가 선택될 수 있으며, 상기 예시된 재료의 공중합체 또는 혼합물도 사용될 수 있다.
상기 칼라필름이 상기 광반사층 또는 상기 광흡수층 보다 장식 부재를 관찰하는 위치에 더 가깝게 배치된 경우, 예컨대 도 5의 (a), (b), 도 6의 (a), (b), (c)와 같은 구조에서는 상기 칼라필름이 광반사층, 광흡수층 또는 광반사층과 광흡수층의 적층구조로부터 발현되는 색상의 광투과율이 1% 이상, 바람직하게는 3% 이상, 더 바람직하게는 5% 이상인 것이 바람직하다. 이에 의하여, 칼라필름으로부터 발현되는 색상과 광반사층, 광흡수층 또는 이들의 적층구조로부터 발현되는 색상이 함께 조합되어 원하는 색상을 달성할 수 있다.
상기 칼라필름의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 원하는 색상을 나타낼 수 있다면 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 두께를 선택하여 설정할 수 있다. 예컨대, 칼라필름의 두께는 500 nm 내지 1mm 일 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광흡수층이 패턴을 포함하는 경우, 상기 패턴은 대칭 구조, 비대칭 구조 또는 이들의 조합일 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 광흡수층은 대칭 구조의 패턴을 포함할 수 있다. 대칭 구조로는 프리즘 구조, 렌티큘라 렌즈 구조 등이 포함된다.
본 명세서에 있어서, 비대칭 구조란, 상면, 측면 또는 단면에서 관찰하였을 때 적어도 하나의 면에서 비대칭 구조를 갖는 것을 의미한다. 이와 같이 비대칭 구조를 갖는 경우, 상기 장식 부재는 이색성을 발현할 수 있다. 이색성이란, 보는 각도에 따라 다른 색상이 관측되는 것을 의미한다.
이색성은 전술한 색차와 관련된
Figure 112017103925406-pat00004
로 표현할 수 있으며, 보는 각도에 따른 색차가 ΔE>1인 경우 이색성이 있다고 정의할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 광흡수층은 상면이 콘(cone) 형태의 돌출부 또는 홈부를 갖는 패턴을 포함한다. 콘 형태는 원뿔, 타원뿔, 또는 다각뿔의 형태를 포함한다. 여기서 다각뿔의 바닥면의 형태는 삼각형, 사각형, 돌출점이 5개 이상인 별모양 등이 있다. 상기 콘 형태는 광흡수층의 상면에 형성된 돌출부의 형태일 수도 있고, 광흡수층의 상면에 형성된 홈부의 형태일 수도 있다. 상기 돌출부는 단면이 삼각형이고, 상기 홈부는 단면이 역삼각형 형태가 된다. 광흡수층의 하면도 광흡수층의 상면과 동일한 형태를 가질 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 콘 형태의 패턴은 비대칭 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 콘 형태의 패턴을 상면에서 관찰하였을 때, 콘의 꼭지점을 기준으로 360도 회전시 동일한 형태가 3개 이상의 존재하는 경우 상기 패턴으로부터 이색성이 발현되기 어렵다. 그러나, 상기 콘 형태의 패턴을 상면에서 관찰하였을 때, 콘의 꼭지점을 기준으로 360도 회전시 동일한 형태가 2개 이하 존재하는 경우, 이색성이 발현될 수 있다. 도 7은 콘 형태의 상면을 나타낸 것으로, (a)는 모두 대칭 구조의 콘 형태를 도시한 것이고, (b)는 비대칭 구조의 콘 형태를 예시한 것이다.
대칭 구조의 콘 형태는 콘 형태의 바닥면이 원이거나 각변의 길이가 같은 정다각형이고, 콘의 꼭지점이 바닥면의 무게중심점의 수직선상에 존재하는 구조이다. 그러나, 비대칭 구조의 콘 형태는, 이를 상면에서 관찰하였을 때, 콘의 꼭지점의 위치를 바닥면의 무게중심점이 아닌 점의 수직선상에 존재하는 구조이거나, 바닥면이 비대칭 구조의 다각형 또는 타원인 구조이다. 바닥면이 비대칭 구조의 다각형인 경우는, 다각형의 변들 또는 각들 중 적어도 하나를 나머지와 다르게 설계할 수 있다.
예컨대, 도 8과 같이, 콘의 꼭지점의 위치를 변경할 수 있다. 구체적으로, 도 8의 첫번째 그림과 같이, 상면에서 관찰시 콘의 꼭지점을 바닥면의 무게중심점(01)의 수직선상에 위치하도록 설계하는 경우, 콘의 꼭지점을 기준으로 360도 회전시 4개의 동일한 구조를 얻을 수 있다(4 fold symmetry). 그러나, 콘의 꼭지점을 바닥면의 무게중심점(01)이 아닌 위치(02)에 설계함으로써 대칭 구조가 깨진다. 바닥면의 한변의 길이를 x, 콘의 꼭지점의 이동 거리를 a 및 b, 콘의 꼭지점(01 또는 02)로부터 바닥면까지 수직으로 연결한 선의 길이인 콘 형태의 높이를 h, 바닥면과 콘의 측면이 이루는 각도를 θn 이라고 하면, 도 8의 면 1, 면2, 면3 및 면 4에 대하여 하기와 같이 코싸인 값이 얻어질 수 있다.
Figure 112017103925406-pat00005
이 때, θ1과 θ2는 같으므로 이색성이 없다. 그러나, θ3과 θ4는 상이하고, │θ3 - θ4│는 두 색간의 색차(E*ab)를 의미하므로, 이색성을 나타낼 수 있다. 여기서, │θ3 - θ4│ > 0이다. 이와 같이, 콘의 바닥면과 측면이 이루는 각도를 이용하여, 대칭 구조가 얼마나 깨졌는지, 즉 비대칭의 정도를 정량적으로 나타낼 수 있고, 이와 같은 비대칭의 정도를 나타내는 수치는 이색성의 색차와 비례한다.
또 하나의 예에 따르면, 상기 광흡수층은 최고점이 선 형태의 돌출부 또는 최저점이 선 형태의 홈부를 갖는 패턴을 포함한다. 상기 선형태는 직선 형태일 수도 있고, 곡선 형태일 수도 있으며, 곡선과 직선을 모두 포함할 수도 있다. 선 형태의 돌출부 또는 홈부를 갖는 패턴을 상면에서 관찰하였을 때, 상면의 무게중심점을 기준으로 360도 회전시 동일한 형태가 2개 이상의 존재하는 경우 이색성를 발현하기 어렵다. 그러나, 선 형태의 돌출부 또는 홈부를 갖는 패턴을 상면에서 관찰하였을 때, 상면의 무게중심점을 기준으로 360도 회전시 동일한 형태가 1개 밖에 존재하지 않는 경우 이색성를 발현할 수 있다. 도 9는 선 형태의 돌출부를 갖는 패턴의 상면을 도시한 것으로, (a)는 이색성을 발현하지 않는 선 형태의 돌출부를 갖는 패턴을 예시한 것이고, (b)는 이색성을 발현하는 선 형태의 돌출부를 갖는 패턴을 예시한 것이다. 도 9(a)의 X-X' 단면은 이등변삼각형 또는 정삼각형이고, 도 9(b)의 Y-Y' 단면은 측변의 길이가 서로 상이한 삼각형이다.
또 하나의 예에 따르면, 상기 광흡수층은 상면이 콘 형태의 상면이 잘려진 구조의 돌출부 또는 홈부를 갖는 패턴을 포함한다. 이와 같은 패턴의 단면은 사다리꼴 또는 역사다리꼴형태일 수 있다. 이 경우에도, 상면, 측면 또는 단면이 비대칭 구조를 가지도록 설계함으로써 이색성을 발현할 수 있다.
상기에서 예시한 구조 외에도 도 10과 같은 다양한 돌출부 또는 홈부 패턴을 구현할 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광흡수층은 두께가 상이한 2 이상의 영역을 포함할 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 광흡수층은 상면이 경사각도가 0도 초과 90도 이하인 경사면을 갖는 영역을 하나 이상 포함하고, 상기 광흡수층은 어느 하나의 경사면을 갖는 영역에서의 두께와 상이한 두께를 갖는 영역을 하나 이상 포함한다.
일 예에 따르면, 상기 광흡수층은 경사각도가 1도 내지 90도 범위 내인 제1 경사면을 갖는 제1 영역을 포함하고, 상면이 상기 제1 경사면과 경사방향이 상이하거나, 경사 각도가 상이한 경사면을 갖거나, 상면이 수평인 제2 영역을 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에서 광흡수층의 두께가 서로 상이할 수 있다.
또 하나의 예에 따르면, 상기 광흡수층은 경사각도가 1도 내지 90도 범위 내인 제1 경사면을 갖는 제1 영역을 포함하고, 상면이 상기 제1 경사면과 경사방향이 상이하거나, 경사 각도가 상이한 경사면을 갖거나, 상면이 수평인 2개 이상의 영역을 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1 영역 및 상기 2개 이상의 영역들에서의 광흡수층의 두께는 모두 서로 상이할 수 있다
일 실시상태에 따르면, 상기 광반사층의 하면 또는 상기 광흡수층의 상면에 구비된 기재를 더 포함할 수 있다. 상기 기재의 상면의 경사도와 같은 표면 특성은 상기 광반사층 및 광흡수층의 상면과 같을 수 있다. 이는 광반사층과 광흡수층이 증착방법에 의하여 형성됨으로써, 기재, 광반사층 및 광흡수층이 동일한 각도의 경사면을 가질 수 있다. 예컨대, 상기와 같은 구조는 기재의 상면에 경사면 또는 입체 구조를 형성하고, 그위에 광반사층 및 광흡수층을 순서대로 증착하거나, 광흡수층 및 광반사층을 순서대로 증착함으로써 구현될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 장식 부재는 데코 필름 또는 모바일 기기의 케이스일 수 있다. 상기 장식 부재는 필요에 따라 점착층이 더 포함할 수 있다.
상기 기재의 재료는 특별히 한정되지 않으며, 상기와 같은 방법으로 경사면 또는 입체 구조를 형성하는 경우 당기술분야에 공지된 자외선 경화형 수지가 사용될 수 있다.
상기 광흡수층 상에는 추가로 보호층이 구비될 수도 있다.
일 예에 따르면, 상기 광흡수층 또는 광반사층이 구비된 기재의 반대면에는 추가로 접착제층이 구비될 수 있다. 이 접착제층은 OCA(optically clear adhesive)층일 수 있다. 상기 접착제층 상에는 필요에 따라 보호를 위한 박리층(release liner)가 추가로 구비될 수 있다.
본 명세서에서는 광반사층 및 광흡수층을 형성하는 방법의 예시로서 스퍼터링 방식과 같은 증착을 언급했지만, 본 명세서에 기재된 실시상태들에 따른 구성 및 특성을 가질 수 있다면 박막을 제작하는 다양한 방식의 적용이 가능하다. 예를 들어, 증발증착법, CVD (chemical vapor deposition), ?코팅(wet coating) 등이 사용될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.
비교예 1~3
공정압 3 mTorr 진공 조건하에서 비반응성 증착 공정을 이용하여(Ar 100%) PET 필름 상에 광반사층으로서 알루미늄(Al)층을 두께 100nm로 증착하였다. 이어서, 광반사층 상에, 반응성 스퍼터링 증착을 이용하여, 하기 표 2의 두께를 갖는 알루미늄 산질화물 광흡수층을 제조하였다. 베이스 압력(Base Pressure) 3 X 10-6 Torr, 공정압 3 mTorr 진공 조건하에서 증착 공정을 진행하였고, Ar 가스는 100 sccm로 조절하였고, 반응성 가스 N2는 아래의 표 2와 같이 조절하였다. 반응성 가스 분압 구간은 13.5 ~ 14%이다.
도 11의 사진으로부터 알루미늄층이 연속막으로 형성됨을 알 수 있다. 제조된 투명 기재/알루미늄층/알루미늄 산질화물층의 면저항은 하기 표 2와 같다. 광흡수층의 조성 및 광흡수층 형성시 N2 가스 유량은 하기 표 3에 나타내었다. 도 15는 알루미늄산질화물의 n 및 k값을 나타낸 그래프이다.
실시예 1~9
광반사층으로서 알루미늄(Al)층이 아닌 인듐(In)층 또는 주석(Sn)층을 형성하기 위하여 비반응성 증착 공정을 이용하여(Ar 100%) 하기 표 2의 두께로 증착하고, 광흡수층의 두께를 하기 표 2와 같이 형성한 것을 제외하고는 비교예 1 내지 3과 동일하게 실시하였다.
도 12의 사진으로부터 실시예 1 내지 3의 인듐층이 불연속막으로 형성되었음을 알 수 있다. 도 13의 사진으로부터 실시예 4 의 인듐층이 불연속막으로 형성되었음을 확인하였고, 도 14의 사진으로부터 실시예 7 의 주석층이 불연속막으로 형성되었음을 확인하였다. 도 13 및 도 14에 따르면, 인듐 또는 주석이 섬 성장(island growth) 형태로 무통전 증착이 진행되었음을 확인할 수 있고, 그 위에 광흡수층(AlON)을 증착 시 그 형상을 따라서 성장하는 모습을 확인할 수 있다. 도 14에 따르면, 인듐(In) 외에도 주석(Sn) 물질을 사용하여 섬 구조를 형성할 수 있음을 확인할 수 있다.
제조된 투명 기재/광반사층/광흡수층의 면저항은 하기 표 2와 같다.
면저항은 4-point probe 방식에 따라 공지의 면 저항기를 이용하여 면저항을 측정하였다. 면저항 측정은 Hiresta의 측정 장비 MCP-HT450, ASP PROVE로 측정하였다.
물질 두께(nm) 면저항(/□)
비교예1 광반사층 Al 100 0.4
광흡수층 AlON(13.5) 40 6M
전체적층체 Al/AlON 140 0.4
비교예2 광반사층 Al 100 0.4
광흡수층 AlON(13.8) 40 70M
전체적층체 Al/AlON 140 0.4
비교예3 광반사층 Al 100 0.4
광흡수층 AlON(14) 40 OR
전체적층체 Al/AlON 140 0.4
실시예1 광반사층 In 30 OR
광흡수층 AlON(13.5) 40 6M
전체적층체 In/AlON 140 40M
실시예2 광반사층 In 30 OR
광흡수층 AlON(13.8) 40 70M
전체적층체 In/AlON 140 OR
실시예3 광반사층 In 30 OR
광흡수층 AlON(14) 40 OR
전체적층체 In/AlON 140 OR
실시예4 광반사층 In 40 OR
광흡수층 AlON(13.5) 60 6M
전체적층체 In/AlON 140 40M
실시예5 광반사층 In 40 OR
광흡수층 AlON(13.8) 60 70M
전체적층체 In/AlON 140 OR
실시예6 광반사층 In 40 OR
광흡수층 AlON(14) 60 OR
전체적층체 In/AlON 140 OR
실시예7 광반사층 Sn 40 OR
광흡수층 AlON(13.5) 60 6M
전체적층체 In/AlON 140 40M
실시예8 광반사층 Sn 40 OR
광흡수층 AlON(13.8) 60 70M
전체적층체 In/AlON 140 OR
실시예9 광반사층 Sn 40 OR
광흡수층 AlON(14) 60 OR
전체적층체 In/AlON 140 OR
M: 메가 오옴
OR: over range(5000 V에서 1 기가 오옴/□ 초과로, 장비 측정 범위를 벗어났음)
광흡수층의 조성 및 면저항을 하기 표 3에 나타내었고, 광흡수층 형성시 N2 가스 유량과 광흡수층의 굴절율(n) 및 소멸계수(k)는 표 4에 나타내었다. 인듐층의 광반사도는 도 15에 나타내었다.
N2 유량(sccm) AlOxNy 층
원소함량
(atomic %)		 관계식
값		 면저항(Ω/□)
비교예 1
실시예 1
실시예 4
실시예 7		 13.5 Al: 58.9±0.2
O: 1.9±0.3
N: 39.2±0.5		 1.5 6M
비교예 2
실시예 2
실시예 5
실시예 8		 13.8 Al: 59.0±0.6
O: 1.7±0.6
N: 39.3±0.5		 1.5 70M
비교예 3
실시예 3
실시예 6
실시예 9		 14.0 Al: 59.2±0.1
O: 1.4±0.7
N: 39.4±0.7		 1.5 OR
관계식:
Figure 112017103925406-pat00006
　 N2 유량(sccm) 400 nm에서 n 400 nm에서 k
비교예 1
실시예 1
실시예 4
실시예 7		 13.5 2.258 0.278
비교예 2
실시예 2
실시예 5
실시예 8		 13.8 2.217 0.198
비교예 3
실시예 3
실시예 6
실시예 9		 14 2.061 0.019
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 9에서 제조된 적층체는 비교예들에 비하여 높은 면저항을 가지며, 도 2를 기초로 볼 때 전차파 차폐가 감소되어, RF 수신 기능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다. 특히, 인듐층 및 질소분압 14%에서 형성한 알루미늄산질화물층을 포함하는 실시예 3, 6 및 9의 필름은 5000 V 인가시 1 기가 오옴/스퀘어 이상의 고저항을 나타냄을 확인할 수 있었다.
상기 표 3의 원소 함량 측정은 XPS 분석법에 의한 것으로서, 구체적인 조건은 하기와 같다.
K-Alpha, Thermo Fisher Scientific Inc
X-ray source: monochromatic Al Kα (1486.6 eV),
X-ray spot size: 300㎛
Ar ion etching: monatomic (1000 eV, high, Raster width: 1.5 ㎜, sputter rate: 0.18 ㎚/s)
Operation mode: CAE (Constant Analyzer Energy) mode
Charge compensation: default FG03 mode(250㎂, 1 V)
Figure 112017103925406-pat00007
*Peak background: Smart 방식 사용
비교예 1, 실시예 4 및 실시예 7과 같은 구조에서, 광흡수층의 광반사층과 접하는 면의 반대면에서 공기층 또는 유리를 통과하여 광원 D65를 조사하였을 때 나타나는 색상의 시뮬레이션 결과를 도 16에 나타내었다. 이 시뮬레이션 결과는 광반사층에 접하는 층이 유리층이고, 광흡수층이 접하는 층이 공기층 또는 유리층일 때 비교예 1의 알루미늄층, 실시예 4의 인듐층 및 실시예 7의 주석층의 두께가 각각 10 nm에서 10 nm씩 증가하여 100 nm 일 때까지의 두께를 변화시켰을 때 구현 색상을 나타내기 위한 시뮬레이션 결과이다.

Claims (15)

  1. 광반사층; 및 상기 광반사층 상에 구비된 광흡수층을 포함하고, 상기 광반사층이 불연속막이고,
    상기 광반사층은 2 이상의 서로 이격된 섬(island) 구조를 갖고,
    상기 광흡수층은 인듐(In), 주석(Sn), 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 바나듐(V), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nb), 티탄(Ti), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 재료 또는 이의 산화물, 질화물 또는 산질화물을 포함하는 단일층 또는 다층이고,
    상기 광반사층은 수평 단면적의 면적이 10-14 m2 이하인 섬(island) 구조를 포함하는 장식 부재.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 광반사층의 면저항이 20 오옴/스퀘어 이상인 것인 장식 부재.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 광반사층의 면저항이 1 기가오옴/스퀘어 이상인 것인 장식 부재.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 광반사층은 인듐(In), 티탄(Ti), 주석(Sn), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge). 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 바나듐(V), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nb), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 재료, 이의 산화물, 질화물 또는 산질화물, 탄소 및 탄소 복합체 중 1종 또는 2종 이상의 재료를 포함하는 단일층 또는 다층인 것인 장식 부재.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 광반사층은 인듐(In), 티탄(Ti), 주석(Sn), 실리콘(Si), 및 게르마늄(Ge) 중 1종 또는 2종 이상의 합금, 이의 산화물, 이의 질화물, 이의 산질화물, 탄소 및 탄소 복합체 중 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것인 장식 부재.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 광흡수층은 연속막 혹은 불연속막인 것인 장식 부재.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 장식 부재의 면저항이 20 오옴/스퀘어 이상인 것인 장식 부재.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 장식 부재의 면저항이 1 기가오옴/스퀘어 이상인 것인 장식 부재.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면; 상기 광반사층과 상기 광흡수층 사이; 또는 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비된 칼라필름이 구비된 것인 장식 부재.
  11. 청구항 10에 있어서, 투명 기재가 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면에 구비되고, 상기 칼라필름은 상기 투명 기재와 상기 광반사층 사이; 또는 상기 투명 기재의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비되거나, 투명 기재가 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비되고, 상기 칼라필름은 상기 투명 기재와 상기 광흡수층 사이; 또는 상기 투명 기재의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면에 구비된 것인 장식 부재.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 광흡수층은 400 nm에서 굴절율이 0 내지 8이고, 소멸계수가 0 초과 4 이하인 것인 장식 부재.
  13. 삭제
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 광흡수층은 경사각도가 1도 내지 90도 범위 내인 경사면과 상기 경사면과 경사각도가 상이한 경사면을 갖는 비대칭 패턴을 2 이상 포함하는 것인 장식 부재.
  15. 청구항 1, 3 내지 12 및 14 중 한 항에 있어서, 상기 장식 부재는 데코 필름 또는 모바일 기기의 케이스인 것인 장식 부재.
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