KR102194623B1 - 반사/반사방지 영역을 갖는 무기 다층 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

반사/반사방지 영역을 갖는 무기 다층 필름 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 무기 다층 필름은 폭 방향으로 구분되는 반사 영역 및 반사방지 영역을 동시에 가지므로, 기존의 패턴 인쇄에 의한 반사 영역을 갖는 필름이나 길이 방향으로 구분되는 반사 영역을 갖는 필름에 비해 디자인의 자유도 및 필름의 활용도가 향상될 수 있다.

Description

반사/반사방지 영역을 갖는 무기 다층 필름 및 이의 제조방법{INORGANIC MULTILAYER FILM WITH REFLECTION/ANTI-REFLECTION AREAS AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 반사/반사방지 기능을 갖는 무기 다층 필름 및 무기물 증착에 의해 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 IT 기기 및 전자 제품의 외관이 고급화됨에 따라 외관 표면에 칼라를 용이하게 구현하는 방법에 관한 요구가 증가하고 있다. 외관 표면에 칼라를 구현하는 방법은 다양하나, 증착이나 스퍼터링과 같이 진공 코팅법을 이용하여 제조된 칼라 필름을 사용할 경우 고급스러운 칼라를 용이하게 구현할 수 있어 선호되고 있다.
상기 칼라 필름은 일반적으로 기재 필름 상에 물리적인 증착 또는 화학 기상 증착에 의해 니켈, 알루미늄 또는 크롬 등의 금속 박막을 코팅하여 제조되며, 금속 느낌의 실버 색상을 갖는다. 그러나, 이동통신 단말기와 같이 무선 신호를 사용하여 통신하는 제품의 경우, 상기와 같은 전도성 물질인 금속 박막을 포함하면, 무선 신호에 영향을 끼쳐 통화 중 끊김 현상을 발생시킨다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 한국 공개특허공보 제 2009-0026453 호는 스터퍼링 방식을 이용하여 진공 조건 하에서 실리콘과 알루미늄의 합금 박막을 코팅하는 방법을 개시하고 있다. 이에 따라 제조된 필름은 이동통신 단말기 등에서 요구되는 수준의 비전도 특성 및 금속 질감의 실버 색상을 동시에 만족시킬 수 있는 효과가 있다
또한, 최근에는 디스플레이 패널의 전면에 외부광이 반사되어 시인성을 저하시키는 것을 방지하기 위하여, 표시장치의 전면에 포함되는 광학 필름들의 반사율을 최대한 낮추려는 다양한 표면처리 기술이 개발되고 있다. 예를 들어, 한국 등록특허공보 제 2032316 호는 다양한 두께 및 굴절률의 층을 조합하여 매우 낮은 반사율을 갖는 반사방지 필름을 개시하고 있다.
한편 디스플레이 패널의 전면에는 강화 유리 또는 투명 플라스틱 재질의 커버가 설치되며, 이러한 전면 커버에는 윈도우 스크린의 명확한 구분을 하거나 장식을 위해 가장자리의 베젤부에 짙은 색 등을 나타내는 반사 영역이 형성된다. 전면 커버에 반사 영역을 형성하는 방법으로서 직접 실크스크린 인쇄 등에 의해 전면 커버에 색상을 인쇄하거나, 베젤부가 인쇄된 반사방지 필름을 미리 제조한 뒤 전면 커버에 합지하거나 전사하고 있다.
한국 공개특허공보 제 2009-0026453 호 한국 등록특허공보 제 2032316 호
지금까지 개발된 무기물 증착 필름은 앞서 살펴본 특허문헌에서 보듯이 반사 또는 반사방지 기능 중 어느 한가지 기능만을 갖는 경우가 대부분이었다.
또한 하나의 필름에 반사 영역 및 반사방지 영역을 동시에 형성하는 경우에는 패턴 인쇄가 주로 활용되었으며, 상기 패턴 인쇄의 경우 패턴의 성형 및 전사를 위한 단계들로 인해 연속 공정에 적합하지 않고 무기물 증착에 비해 박막을 구현하기 어렵다.
또한 무기물 증착에 의해서는 구간 표시를 위해 필름 길이 방향으로 구분되는 반사 영역을 형성하는 것이 시도되었을 뿐, 그 외 다양한 디자인의 반사 영역을 형성할 경우에는 추가의 증착 공정이 필요하여 효율성이 높지 않다.
이에 본 발명자들이 연구한 결과, 무기물 증착에 의해 반사방지 필름을 제조하기 위한 기존의 무기물 타겟 상에 특별히 고안된 마스크를 위치시켜 일부 영역에만 쉽게 반사층을 형성할 수 있음을 발견하였다.
따라서 본 발명은 폭 방향으로 구분되는 반사 영역 및 반사방지 영역을 동시에 갖는 무기 다층 필름 및 이를 간단하고 연속적인 무기물 증착 공정으로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적에 따라, 본 발명은 기재 필름; 및 상기 기재 필름 상에 증착된 무기층들을 포함하는 무기 다층 필름으로서, 상기 무기 다층 필름이 폭 방향으로 구분되는 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 1 영역은 가시광 중 20% 이상의 반사율을 갖는 파장 대역을 갖고, 상기 제 2 영역은 가시광의 모든 파장 대역에서 5% 이하의 반사율을 갖는, 무기 다층 필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 기재 필름을 길이 방향으로 이송하면서 일면에 둘 이상의 무기물을 순차적으로 증착하여 무기층을 형성하되, 상기 기재 필름을 폭 방향으로 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하는 영역들로 구분하고, 상기 기재 필름의 제 1 영역과 증착되는 적어도 하나의 무기물과의 사이에 마스크를 삽입하여 상기 제 1 영역 상의 증착량을 조절하는, 무기 다층 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 폭 방향으로 구분되는 반사 영역(제 1 영역) 및 반사방지 영역(제 2 영역)을 동시에 갖는 무기 다층 필름이 제공될 수 있어서, 기존의 패턴 인쇄에 의한 반사/반사방지 영역을 갖는 필름이나 길이 방향으로 구분되는 반사/반사방지 영역을 갖는 필름에 비해, 디자인의 자유도 및 필름의 활용도가 향상될 수 있다. 따라서 상기 무기 다층 필름의 반사 영역은 필름의 구간 표시, 데코레이션, 미러 기능 등의 다양한 기능을 위해 구성될 수 있다.
또한 본 발명의 무기 다층 필름은 롤투롤 공정에 의해 연속적이고 균일한 품질의 효율적인 제조가 가능하며, 특히 스퍼터링에 의해 반사방지 필름을 제조하기 위한 복수의 무기물 타겟 상에 폭 방향으로 구분되는 일부 영역에만 마스크를 위치하고 스퍼터링함으로써 반사/반사방지 영역을 쉽게 형성할 수 있다. 또한 상기 필름 길이 방향으로 마스크의 면적을 조절하여 각 무기층별 두께를 조절함으로써 다양한 반사 색상의 구현이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 무기 다층 필름의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 롤투롤 공정을 이용한 본 발명에 따른 무기 다층 필름의 제조 장치의 일례를 도시한 것이다.
도 3 및 4는 각각 폭 방향으로 좌측 영역 또는 양 가장자리 영역에 마스크가 위치한 타겟의 평면도(a)와 측면도(b)를 나타낸 것이다.
도 5a 내지 5d는 각각 폭 방향으로 좌측 영역에 풀 마스크, 3/4 마스크, 1/2 마스크 및 1/4 마스크가 위치한 타겟의 평면도를 나타낸 것이다.
도 6a 내지 6d는 각각 비교예 1, 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에서 얻은 무기 다층 필름의 가시광에 대한 반사 스펙트럼을 나타낸 것이다.
이하 본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면들에서 이해를 돕기 위해 크기나 간격 등이 과장되어 표시될 수 있으며, 또한 이 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 자명한 내용은 도시가 생략될 수 있다.
이하의 설명에서 각 구성요소가 다른 구성요소의 상 또는 하에 배치되는 것으로 기재될 경우, 이들 구성요소 사이에 또 다른 구성요소를 갖거나 갖지 않는 경우가 모두 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별한 기재가 없는 한 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
[무기 다층 필름]
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 무기 다층 필름의 단면도이다.
도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 무기 다층 필름은 기재 필름(100); 및 상기 기재 필름(100) 상에 증착된 무기층들(200)을 포함하는 무기 다층 필름으로서, 상기 무기 다층 필름이 폭 방향(W)으로 구분되는 제 1 영역(A1) 및 제 2 영역(A2)을 포함하고, 상기 제 1 영역(A1)은 가시광 중 20% 이상의 반사율을 갖는 파장 대역을 갖고, 상기 제 2 영역(A2)은 가시광의 모든 파장 대역에서 5% 이하의 반사율을 갖는다.
이하 각 구성 성분별로 구체적으로 설명한다.
기재 필름
상기 기재 필름은 상기 무기층들을 지지하는 역할을 하고, 제조 공정 중에 무기물이 증착되는 기재로서 역할을 한다.
상기 기재 필름은 롤투롤 공정에 적용될 수 있는 유연성을 갖는 연속적인 롤투롤 공정에 유리하며, 재질 면에서 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 기재 필름은 유연성을 갖는 고분자 필름, 글래스 필름 또는 금속 필름일 수 있다.
상기 기재 필름은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기재 필름은 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리스티렌(PS), 아크릴로나이트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 폴리카보네이트(PC), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리아마이드(PA), 폴리프로필렌옥사이드(PPO), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리이미드(PI), 폴리아마이드-이미드(PAI) 및 폴리에틸렌이민(PEI)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 글래스 필름은 500 ㎛ 이하의 얇은 두께를 가질 수 있으며, 접었다 펼쳐도 깨지지 않을 수 있다. 또한 상기 금속 필름은 예를 들어 알루미늄 호일 등을 포함할 수 있다.
상기 기재 필름은 투명한 필름일 수 있다. 예를 들어, 상기 기재 필름의 가시광선 투과율은 85% 이상, 구체적으로 95% 이상일 수 있다.
상기 기재 필름의 두께는 10 ㎛ 내지 500 ㎛일 수 있고, 구체적으로 10 ㎛ 내지 200 ㎛, 20 ㎛ 내지 100 ㎛, 또는 30 ㎛ 내지 80 ㎛일 수 있다.
무기층
상기 무기 다층 필름은 상기 기재 필름 상에 증착된 무기층들을 포함한다.
상기 무기 다층 필름에 형성되는 무기층들의 개수는 2개 이상, 3개 이상, 또는 5개 이상일 수 있고, 구체적으로 2개 내지 10개, 3개 내지 8개, 또는 4개 내지 6개일 수 있다.
상기 무기층은 무기물의 증착에 의해 형성될 수 있고, 이에 따라 상기 무기층은 무기물 증착층일 수 있다.
상기 무기층은 1종 이상의 무기 성분을 포함할 수 있고, 예를 들어 Li, Al, K, Ti, V, Cr, Mn, Co, Zn, Sr, Nb, Mo, In, Sn, Sb 및 Cs로 이루어진 군에서 선택된 성분을 1종 이상 포함할 수 있다.
상기 무기 성분은 산소와 결합된 산화물의 형태로 상기 무기층에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 무기층은 각각 Li, Al, K, Ti, V, Cr, Mn, Co, Zn, Sr, Nb, Mo, In, Sn, Sb 및 Cs로 이루어진 군에서 선택된 성분이 산소와 결합된 무기물을 1종 이상 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 무기층은 각각 Nb, In, Sn 및 Cs로 이루어진 군에서 선택된 성분이 산소와 결합된 무기물을 1종 이상 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 무기층은 NbO, NbO2, Nb2O5, SiO, SiO2 및 InO로 이루어진 군에서 선택된 무기물을 1종 이상 포함할 수 있다.
또한, 상기 무기 성분은 산소와 결합되지 않은 형태로 상기 무기층에 더 포함할 수 있다.
상기 무기층의 두께는 30 nm 내지 800 nm, 50 nm 내지 400 nm, 50 nm 내지 300 nm, 100 nm 내지 300 nm, 또는 150 nm 내지 300 nm일 수 있다. 구체적으로, 상기 무기층은 각각 50 nm 내지 400 nm의 두께를 가질 수 있다.
제 1 영역 및 제 2 영역
상기 무기 다층 필름은 폭 방향으로 구분되는 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함한다.
상기 필름의 폭 방향은 롤투롤 등의 공정에 의해 연속적인 형태의 필름이 제작될 때, 공정 라인을 따라 필름이 이송되는 기계 방향(MD) 또는 길이 방향(종방향)과 수직하는 방향(즉 횡방향)으로서, 일반적으로 텐터에 의해 폭이 조절되기 때문에 텐터 방향(TD)이라고도 한다.
상기 무기 다층 필름은 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역을 각각 하나 또는 둘 이상 포함할 수 있다. 이때 각각의 제 1 영역 및 제 2 영역이 존재하는 위치 및 면적은 특별히 한정되지 않으며 폭 방향을 따라 다양하게 설계될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 영역은 상기 무기 다층 필름의 좌측 영역, 우측 영역, 또는 양 가장자리 영역에 설정될 수 있다.
일례로서, 도 1 에서 보듯이, 상기 무기 다층 필름의 좌측부에 제 1 영역(A1)이 위치하고 나머지 우측부에 제 2 영역(A2)이 위치할 수 있다. 다른 예로서, 상기 무기 다층 필름의 좌측부에 제 2 영역이 위치하고 나머지 우측부에 제 1 영역이 위치할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 무기 다층 필름의 중앙부에 제 2 영역이 위치하고 양 가장자리부에 각각 제 1 영역이 위치할 수 있다.
상기 제 1 영역 및 제 2 영역은 서로 다른 개수의 무기층을 포함한다.
예를 들어, 상기 제 1 영역에 증착된 무기층의 개수는 1개 이상, 2개 이상, 또는 3개 이상일 수 있고, 구체적으로 1개 내지 5개, 또는 2개 내지 4개일 수 있다. 또한, 상기 제 2 영역에 증착된 무기층의 개수는 2개 이상, 3개 이상, 또는 4개 이상일 수 있고, 구체적으로 2개 내지 10개, 3개 내지 8개, 또는 4개 내지 6개일 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역에 증착된 무기층의 개수의 차이는 1개 이상 또는 2개 이상일 수 있고, 구체적으로 1개 내지 5개, 또는 2개 내지 4개일 수 있다.
구체적인 일례로서, 상기 제 1 영역은 1개 이상의 무기층을 포함하고, 상기 제 2 영역은 2개 이상의 무기층을 포함하며, 상기 제 1 영역에 포함된 무기층의 개수가 상기 제 2 영역에 포함된 무기층의 개수보다 1개 이상 적을 수 있다.
본 발명에 따른 무기 다층 필름에서, 상기 제 1 영역은 가시광 중 20% 이상의 반사율을 갖는 파장 대역을 갖는다. 구체적으로, 상기 제 1 영역은 가시광 중 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상, 또는 40% 이상의 반사율을 갖는 파장 대역을 가질 수도 있다.
예를 들어, 상기 제 1 영역은 대략 400 nm에서 700 nm에 이르는 가시광의 전체 파장 대역(약 400~700 nm) 중에서 적어도 일부 파장 대역에서 20% 이상의 반사율을 갖는다. 상기 20% 이상의 반사율을 갖는 파장 대역의 폭(파장 대역의 상한/하한 차이값)은 예를 들어 50 nm 이상, 100 nm 이상, 또는 200 nm 이상일 수 있고, 구체적으로 50 nm 내지 300 nm, 또는 100 nm 내지 300 nm일 수 있다.
도 6b 내지 6d는 각각 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에서 얻은 무기 다층 필름의 가시광에 대한 반사 스펙트럼을 나타낸 것으로서, 실시예 1의 무기 다층 필름은 가시광의 전체 파장 대역(400~700 nm)에서 20% 이상의 반사율을 나타내었고, 실시예 2의 무기 다층 필름은 가시광 중 약 520~700 nm 파장 대역에서 20% 이상의 반사율을 나타내었고, 실시예 3의 무기 다층 필름은 가시광 중 약 400~650 nm 파장 대역에서 20% 이상의 반사율을 나타내었다.
이와 같이 본 발명의 무기 다층 필름은 가시광 중 반사되는 파장 대역을 조절할 수 있으며, 그 결과 상기 제 1 영역에서 다양한 반사 색상을 구현할 수 있다.
이와 달리 상기 제 2 영역은 가시광의 모든 파장 대역에서 5% 이하의 반사율을 갖는다. 구체적으로, 상기 제 2 영역은 가시광의 모든 파장 대역에서 4% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 또는 1% 이하의 반사율을 가질 수 있다.
이와 같은 각 영역별 반사율 제어는, 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역에 각각 증착된 무기층들의 굴절률 조합에 의해 구현될 수 있다. 굴절률 조합에 의해 반사율을 제어하기 위한 무기층의 개수 및 굴절률 차이는 특별히 한정되지 않는다.
구체적인 일례로서, 상기 제 1 영역 내의 무기층이 상기 기재 필름에 인접한 순으로 무기층 1A, 무기층 1B 및 무기층 1C를 포함하고, 상기 무기층 1A 및 상기 무기층 1B가 상기 무기층 1C보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 이때 상기 무기층 1A가 상기 무기층 1B와 동일한 무기물로 구성되고, 상기 무기층 1C와 다른 무기물로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 영역 내의 무기층이 상기 기재 필름에 인접한 순으로 무기층 2A, 무기층 2B, 무기층 2C, 무기층 2D 및 무기층 2E를 포함하고, 상기 무기층 2A, 상기 무기층 2C 및 상기 무기층 2E가 상기 무기층 2B 및 상기 무기층 2D보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 이때 상기 무기층 2A가 상기 무기층 2C 및 상기 무기층 2E와 동일한 무기물로 구성되고, 상기 무기층 2B 및 상기 무기층 2D와 다른 무기물로 구성될 수 있다.
즉, 도 1을 참고하여, 상기 제 1 영역(A1) 내의 무기층이 상기 기재 필름(100)에 인접한 순으로 저굴절 무기층(210-1), 저굴절 무기층(210-2) 및 고굴절 무기층(220-2)를 포함하고, 이때 상기 저굴절 무기층들(210-1, 210-2)은 서로 동일한 무기물로 구성되고, 상기 고굴절 무기층(220-2)과는 다른 무기물로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 영역(A2) 내의 무기층이 상기 기재 필름(100)에 인접한 순으로 저굴절 무기층(210-1), 고굴절 무기층(220-1), 저굴절 무기층(210-2), 고굴절 무기층(220-2) 및 저굴절 무기층(210-3)을 포함하고, 이때 상기 저굴절 무기층들(210-1, 210-2, 210-3)은 서로 동일한 무기물로 구성되고, 상기 고굴절 무기층(220-1, 220-2)과는 다른 무기물로 구성될 수 있다.
효과 및 용도
이와 같이 본 발명에 따르면, 폭 방향으로 구분되는 반사 영역(제 1 영역) 및 반사방지 영역(제 2 영역)을 동시에 갖는 무기물 증착 필름이 제공될 수 있어서, 기존의 패턴 인쇄에 의한 반사/반사방지 영역을 갖는 필름이나 길이 방향으로 구분되는 반사/반사방지 영역을 갖는 필름에 비해, 디자인의 자유도 및 필름의 활용도가 향상될 수 있다.
예를 들어, 상기 무기 다층 필름의 제 1 영역은 필름의 구간 표시, 데코레이션, 또는 미러 기능을 위해 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 무기 다층 필름의 제 1 영역은 디스플레이 패널 혹은 모바일 기기의 전면 커버 윈도우에서 화면 영역을 명확히 구분하거나 데코레이션을 위해 가장자리의 베젤부에 짙은 색 등을 나타내는 반사 영역으로서 적용될 수 있다. 또한 상기 무기 다층 필름의 제 1 영역은 각종 기기의 백커버에서 데코레이션을 위한 반사 영역 및 반사방지 영역의 상반된 영역으로 구분함으로써 디자인감을 극대화시키는데 적용될 수 있다.
[무기 다층 필름의 제조방법]
본 발명에 따른 무기 다층 필름의 제조방법은 기재 필름을 길이 방향으로 이송하면서 일면에 둘 이상의 무기물을 순차적으로 증착하여 무기층을 형성하되, 상기 기재 필름을 폭 방향으로 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하는 영역들로 구분하고, 상기 기재 필름의 제 1 영역과 증착되는 적어도 하나의 무기물과의 사이에 마스크를 삽입하여 상기 제 1 영역 상의 증착량을 조절한다.
상기 무기물의 증착은 물리적 증착에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 무기물의 증착은 스퍼터링에 의해 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 스퍼터링은 반응 플라즈마 스퍼터링(reactive plasma sputtering)일 수 있다. 상기 플라즈마는 아크 방전 플라즈마 또는 글로 방전 플라즈마일 수 있다.
예를 들어, 기재 필름을 애노드 또는 그라운드 전극에 장착하고, 무기물 타겟을 캐소드 전극에 장착한 뒤, 방전 가스를 주입하면서 방전 출력을 인가한다. 이후 방전 가스가 이온과 전자로 분리된 플라즈마 상태가 발생된다. 상기 방전 가스 이온이 무기물 타겟에 부딪혀 스퍼터링함으로써 원자 상태로 이탈시키고, 이탈한 무기물 원자는 반응 가스와 반응하여 산화물의 형태로 기재 필름의 표면에 증착되거나, 또는 반응 없이 기재 필름 표면에 증착된다. 상기 방전 가스로는 아르곤 가스, 헬륨 가스, 네온 가스, 제논 가스 등을 사용할 수 있으며, 200 sccm 내지 1000 sccm의 유량으로 주입할 수 있다. 또한 상기 반응 가스로서는 산소를 사용할 수 있으며, 예를 들어 5 sccm 내지 20 sccm, 또는 10 sccm 내지 15 sccm의 양으로 주입할 수 있다.
상기 스퍼터링 공정에 사용되는 무기물 타겟은 기재 필름 상에 증착시킬 무기층의 종류 및 개수 별로 준비될 수 있다. 예를 들어, 상기 스퍼터링에 사용되는 무기물 타겟은 2개 이상, 3개 이상, 또는 4개 이상일 수 있고, 구체적으로 2개 내지 10개, 3개 내지 8개, 또는 4개 내지 6개일 수 있다.
이때 상기 기재 필름의 제 1 영역과 상기 무기물 타겟과의 사이에 마스크를 삽입할 수 있다. 상기 마스크로 인해 상기 기재 필름의 제 1 영역에는 해당 무기물 타겟으로부터 무기층이 형성되지 않거나 무기층의 두께가 얇게 형성될 수 있다. 따라서 상기 마스크는 제 1 영역의 목적하는 반사 특성에 맞도록 일부 무기물 타겟에만 선택적으로 위치할 수 있다.
일례로서, 상기 스퍼터링이 4개 이상의 무기물 타겟을 사용하여 수행될 때, 상기 기재 필름의 제 1 영역과 1개 이상 또는 2개 이상의 상기 무기물 타겟과의 사이에 마스크를 삽입할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 스퍼터링에 사용되는 마스크의 개수는 1개 내지 5개, 또는 2개 내지 4개일 수 있다.
이와 같이 본 발명의 무기 다층 필름을 스퍼터링과 같은 증착 방식으로 제조하면서, 상기 기재 필름의 이송을 롤투롤(roll-to-roll) 공정에 의해 수행할 수 있다. 이러한 롤투롤 공정에 의해 무기 다층 필름의 연속적이고 균일한 품질의 효율적인 제조가 가능하다.
도 2는 롤투롤 공정을 이용한 본 발명에 따른 무기 다층 필름의 제조 장치의 일례를 도시한 것이다. 도 2를 참조하여, 상기 기재 필름(100)은 권출 롤(520)로부터 권출되어 중앙 롤(510)의 회전에 의해 일정한 방향으로 이송되면서 스퍼터링 등에 의해 무기물 증착을 거친 뒤 권취 롤(530)에 권취될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 무기 다층 필름은 롤투롤 공정에 의해 연속적이고 균일한 품질의 효율적인 제조가 가능하며, 특히 스퍼터링에 의해 반사방지 필름을 제조하기 위한 복수의 무기물 타겟 상에 폭 방향으로 구분되는 일부 영역에만 마스크를 위치하고 스퍼터링함으로써 반사/반사방지 영역을 쉽게 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 2를 참조하여, 상기 제조 장치에서 중앙 롤(510)에 기재 필름(100)이 장착되고, 기재 필름(100)의 주변에는 복수 개의 무기물 타겟(310, 320, 330, 340, 350)이 배치되며, 이들 중 일부 무기물 타겟(320, 340, 350)과 기재 필름 사이에 마스크(400)가 배치된다.
도 3에서 보듯이, 기재 필름의 좌측 영역을 제 1 영역으로 설정할 경우, 상기 제 1 영역에 대응하는 무기물 타겟(300)의 좌측 영역(A1') 상에 마스크(400)를 위치시킬 수 있다. 또한 도 4에서 보듯이, 기재 필름의 양 가장자리 영역을 제 1 영역으로 설정할 경우, 상기 제 1 영역에 대응하는 무기물 타겟(300)의 양 가장자리 영역(A1') 상에 마스크(400)를 위치시킬 수 있다.
상기 마스크는 상기 기재 필름의 길이 방향(즉 기재 필름의 이송 방향)에 따른 면적을 조절하여 무기물의 증착량을 조절함으로써, 다양한 반사 색상의 구현이 가능하다. 예를 들어 상기 마스크는 상기 무기물의 증착량을 0 중량% 내지 90 중량%로 조절할 수 있다.
도 5a 내지 5d는 각각 폭 방향(W)으로 좌측 영역에 풀 마스크, 3/4 마스크, 1/2 마스크 및 1/4 마스크가 위치한 타겟의 평면도를 나타낸 것이다. 풀 마스크(440)는 제 1 영역(A1')에 해당하는 무기물 타겟(300)의 길이 방향(L) 면적을 모두 커버할 수 있고, 3/4 마스크(430)는 제 1 영역(A1')에 해당하는 무기물 타겟(300)의 길이 방향(L) 면적의 3/4를 커버할 수 있고, 1/2 마스크(420)는 제 1 영역(A1')에 해당하는 무기물 타겟(300)의 길이 방향(L) 면적의 1/2를 커버할 수 있고, 1/4 마스크(410)는 제 1 영역(A1')에 해당하는 무기물 타겟(300)의 길이 방향(L) 면적의 1/4를 모두 커버할 수 있다.
이에 따라 마스크가 없을 때 해당 무기물 타겟으로부터 증착되는 무기층의 두께를 100%로 할 때, 1/4 마스크는 무기층의 두께를 75%로, 1/2 마스크는 50%로, 3/4 마스크는 25%로 조절할 수 있으며, 풀 마스크는 무기층이 형성되지 않게 할 수 있다.
또한 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역에 포함된 무기층들 중에서 동일한 성분으로 구성된 무기층들이 적어도 하나, 또는 둘 이상 존재할 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역에 포함되는 모든 무기층과 동일한 성분의 무기층을 모두 포함할 수 있다. 이는 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역의 무기층들이 동일한 무기물 타겟으로부터 동시에 증착되면서 단지 제 1 영역에서 마스크에 가려졌는지 여부만 다르기 때문이다.
구체적인 일례로서, 도 2를 참조하여, 롤투롤 공정을 이용한 무기물 증착 장치에 5개의 무기물 타겟, 즉 제 1 타겟(310), 제 2 타겟(320), 제 3 타겟(330), 제 4 타겟(340), 및 제 5 타겟(350)이 구비되고, 제 2 타겟(320), 제 4 타겟(340) 및 제 5 타겟(350)의 좌측 영역 상에 각각 풀 마스크, 1/2 마스크 및 풀 마스크를 위치시켜 무기 다층 필름을 제조할 수 있다. 그 결과 도 1에서 보듯이, 기재 필름(100)의 제 1 영역(A1) 상에는 3개의 무기층(210-1, 210-2 및 220-2)이 증착되고, 제 2 영역(A2) 상에는 5개의 무기층(210-1, 220-1, 210-2, 220-2, 210-3)이 증착될 수 있다. 구체적으로 제 1 영역(A1) 및 제 2 영역(A2)에는 제 1 타겟(310)으로부터 증착된 무기층(210-1), 제 3 타겟(330)으로부터 증착된 무기층(210-2), 및 제 4 타겟(340)으로부터 증착된 무기층(220-2)이 동시에 증착되는 한편, 제 2 타겟(320)으로부터 증착된 무기층(220-1) 및 제 5 타겟으로부터 증착된 무기층(210-3)은 제 2 영역(A2)에만 증착될 수 있다. 또한 제 4 타겟(340)으로부터 증착된 무기층(220-2)은 제 1 영역(A1)에서의 두께가 제 2 영역(A2)에서의 두께의 1/2일 수 있다.
[실시예]
이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.
비교예 1: 반사방지 필름의 제조
도 2에 도시된 바와 같은 롤투롤 스퍼터링 장치에서, 무기물 타겟으로서 제 1 타겟(실리콘), 제 2 타겟(니오븀), 제 3 타겟(실리콘), 제 4 타겟(니오븀), 제 5 타겟(실리콘)을 준비하여 순차적으로 배열하였으며, 각 타겟 상에는 마스크를 배치하지 않았다.
롤투롤 장치에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(50 ㎛, U483, Toray)을 기재 필름으로 도입한 후, 3시간 펌핑하여 진공도가 5 x 10 -6 torr에 도달하면 각각의 무기물 타겟에 아르곤 600 sccm씩 총 3,000 sccm을 투입하였다. 이후 기재 필름의 주행을 시작하고 산소를 투입하면서 전압을 인가하여, 각각의 무기물 타겟으로부터 하기 표 1에 기재된 바와 같은 두께의 무기물을 기재 필름 상에 순차적으로 증착시켜 무기 다층 필름을 얻었다.
무기물 타겟 마스크 전압(kW) 증착두께(nm) 증착물질
5 실리콘 없음 31 88 산화실리콘
4 니오븀 없음 22 114 산화니오븀
3 실리콘 없음 11 32 산화실리콘
2 니오븀 없음 3 17 산화니오븀
1 실리콘 없음 12 35 산화실리콘
실시예 1: 반사 및 반사방지 영역을 갖는 필름의 제조
비교예 1의 절차를 반복하되, 상기 제 1 영역에 대응하는 제 2 타겟 및 제 5 타겟의 제 1 영역 위에 각각 풀 마스크를 위치시키고 제 4 타겟 위에 1/2 마스크를 위치시킨 뒤, 증착층을 형성하여 무기 다층 필름을 제조하였다. 이때 기재 필름의 폭 방향으로 좌측 영역을 제 1 영역으로 설정하고 나머지 우측 영역을 제 2 영역으로 설정한 뒤, 상기 제 1 영역에 대응하는 타겟 상의 영역(좌측 영역)에만 선택적으로 마스크를 위치시켰다(도 3 참조).
그에 따라 기재 필름의 제 1 영역에는 하기 표 2에 기재된 바와 같은 두께의 무기물이 순차적으로 증착되었고, 이와 동시에 기재 필름의 제 2 영역에는 상기 표 1에 기재된 바와 같은 두께의 무기물이 기재 필름 상에 순차적으로 증착되었다.
무기물 타겟 제 1 영역
마스크		 전압(KW) 제 1 영역
증착두께(nm)		 제 1 영역
증착물질
5 실리콘 풀 마스크 31 0 -
4 니오븀 1/2 마스크 22 57 산화니오븀
3 실리콘 없음 11 32 산화실리콘
2 니오븀 풀 마스크 3 0 -
1 실리콘 없음 12 35 산화실리콘
실시예 2: 반사(황색) 및 반사방지 영역을 갖는 필름의 제조
실시예 1의 절차를 반복하되, 제 4 타겟 위의 마스크를 1/4 마스크로 변경하고 증착층을 형성하여 무기 다층 필름을 제조하였다. 그에 따라 기재 필름의 제 1 영역에는 하기 표 3에 기재된 바와 같은 두께의 무기물이 순차적으로 증착되었고, 이와 동시에 기재 필름의 제 2 영역에는 상기 표 1에 기재된 바와 같은 두께의 무기물이 기재 필름 상에 순차적으로 증착되었다.
무기물 타겟 제 1 영역
마스크		 전압(KW) 제 1 영역
증착두께(nm)		 제 1 영역
증착물질
5 실리콘 풀 마스크 31 0 -
4 니오븀 1/4 마스크 22 86 산화니오븀
3 실리콘 없음 11 32 산화실리콘
2 니오븀 풀 마스크 3 0 -
1 실리콘 없음 12 35 산화실리콘
실시예 3: 반사(청색) 및 반사방지 영역을 갖는 필름의 제조
실시예 1의 절차를 반복하되, 제 4 타겟 위의 마스크를 3/4 마스크로 변경하고 증착층을 형성하여 무기 다층 필름을 제조하였다. 그에 따라 기재 필름의 제 1 영역에는 하기 표 4에 기재된 바와 같은 두께의 무기물이 순차적으로 증착되었고, 이와 동시에 기재 필름의 제 2 영역에는 상기 표 1에 기재된 바와 같은 두께의 무기물이 기재 필름 상에 순차적으로 증착되었다.
무기물 타겟 제 1 영역
마스크		 전압(KW) 제 1 영역
증착두께(nm)		 제 1 영역
증착물질
5 실리콘 풀 마스크 31 0 -
4 니오븀 3/4 마스크 22 28 산화니오븀
3 실리콘 없음 11 32 산화실리콘
2 니오븀 풀 마스크 3 0 -
1 실리콘 없음 12 35 산화실리콘
시험예 : 색좌표 평가
상기 비교예 1에서 제조된 무기 다층 필름의 배면을 차광 처리한 후 코니카미놀타사의 CM3600D 모델을 사용하여 가시광에 대한 반사 스펙트럼을 측정하여, 그 결과를 도 6a에 나타내었다. 도 6a에서 보듯이, 비교예 1의 무기 다층 필름은 가시광의 모든 파장 대역에서 반사율이 5% 이하를 나타내었다.
또한 실시예 1 내지 3의 무기 다층 필름의 제 1 영역(반사 영역)에서 가시광에 대한 반사 스펙트럼을 동일한 방식으로 측정하여, 그 결과를 도 6b 내지 6d에 각각 나타내었다. 도 6b에서 보듯이, 실시예 1의 무기 다층 필름의 제 1 영역은 가시광의 모든 파장 대역에서 반사율이 20% 이상을 나타내었다. 또한 도 6c 및 6d에서 보듯이, 실시예 2 및 3의 무기 다층 필름의 제 1 영역은 각각 가시광의 황색 및 청색 파장 대역에서 반사율이 20% 이상을 나타내었다.
아울러, 실시예 1 내지 3의 무기 다층 필름의 제 2 영역(반사방지 영역)에서 가시광에 대한 반사 스펙트럼을 측정한 결과, 비교예 1의 무기 다층 필름과 동일한 스펙트럼이 측정되었으며, 이에 따라 실시예 1 내지 3의 무기 다층 필름은 폭 방향으로 구분되는 반사 영역 및 반사방지 영역을 동시에 가짐을 확인할 수 있었다.
100: 기재 필름, 200: 무기층들,
210-1, 210-2, 210-3: 저굴절 무기층,
220-1, 220-2: 고굴절 무기층,
300: 무기물 타겟, 310: 제 1 타겟,
320: 제 2 타겟, 330: 제 3 타겟,
340: 제 4 타겟, 350: 제 5 타겟,
400: 마스크, 410: 1/4 마스크,
420: 1/2 마스크, 430: 3/4 마스크,
440: 풀 마스크, 510: 중앙 롤,
520: 권출 롤, 530: 권취 롤,
A1: 제 1 영역, A2: 제 2 영역,
A1': 필름의 제 1 영역에 대응하는 타겟 영역,
A2': 필름의 제 2 영역에 대응하는 타겟 영역,
W: 필름 폭 방향, L: 필름 길이 방향.

Claims (15)

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  10. 삭제
  11. 기재 필름을 길이 방향으로 이송하면서 일면에 둘 이상의 무기물을 순차적으로 증착하여 무기층을 형성하되,
    상기 기재 필름을 폭 방향으로 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하는 영역들로 구분하고, 상기 기재 필름의 제 1 영역과 증착되는 적어도 하나의 무기물과의 사이에 마스크를 삽입하여 상기 제 1 영역 상의 증착량을 조절하여 무기 다층 필름을 제조하는 방법이며,
    상기 무기 다층 필름이 폭 방향으로 구분되는 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 1 영역은 가시광 중 20% 이상의 반사율을 갖는 파장 대역을 갖고, 상기 제 2 영역은 가시광의 모든 파장 대역에서 5% 이하의 반사율을 갖고,
    상기 제 1 영역 내의 무기층이 상기 기재 필름에 인접한 순으로 무기층 1A, 무기층 1B 및 무기층 1C를 포함하고, 상기 제 2 영역 내의 무기층이 상기 기재 필름에 인접한 순으로 무기층 2A, 무기층 2B, 무기층 2C, 무기층 2D 및 무기층 2E를 포함하고, 상기 무기층 1A가 상기 무기층 1B와 동일한 무기물로 구성되되 상기 무기층 1C와 다른 무기물로 구성되고, 상기 무기층 1A 및 상기 무기층 1B가 상기 무기층 1C보다 낮은 굴절률을 갖고, 상기 무기층 2A, 상기 무기층 2C 및 상기 무기층 2E가 상기 무기층 2B 및 상기 무기층 2D보다 낮은 굴절률을 갖고, 상기 무기층 1B와 상기 무기층 2C의 성분이 동일하고, 상기 무기층 1C와 상기 무기층 2D의 성분이 동일하되, 상기 제 1 영역 내의 무기층의 두께를 조절함으로써 상기 제 1 영역에서 반사되는 가시광 파장 대역을 조절하는, 무기 다층 필름의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 마스크가 상기 무기물의 증착량을 0 중량% 내지 90 중량%로 조절하는, 무기 다층 필름의 제조방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 기재 필름의 이송이 롤투롤 공정에 의해 수행되는, 무기 다층 필름의 제조방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 무기물의 증착이 스퍼터링에 의해 수행되는, 무기 다층 필름의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 스퍼터링이 4개 이상의 무기물 타겟을 사용하여 수행되고,
    상기 기재 필름의 제 1 영역과 2개 이상의 상기 무기물 타겟과의 사이에 마스크를 삽입하는, 무기 다층 필름의 제조방법.
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