KR102211547B1 - 전자 디바이스 내의 투명 기판을 위한 코팅 - Google Patents

전자 디바이스 내의 투명 기판을 위한 코팅 Download PDF

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퀘 안 에스. 응우옌
크리스토퍼 디. 프레스트
조디 알. 아카나
마르타 엠. 지아치노
매튜 에스. 로저스
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Abstract

전자 디바이스는 전기 컴포넌트가 장착된 내부를 둘러싸는 하우징을 가질 수 있다. 디스플레이가 디바이스 내의 하우징 구조체에 장착될 수 있다. 하우징은 후방 벽을 가질 수 있다. 하우징의 후방 벽 및 디스플레이 커버 층이 투명 유리 층으로 형성될 수 있다. 코팅이 투명 유리 층의 내향으로 대면하는 표면 상에 형성될 수 있다. 투명 유리 층 상의 코팅이 유전체 층들의 스택을 갖는 박막 간섭 필터로 형성될 수 있다. 코팅은 박막 간섭 필터 상에 잉크 층을 포함할 수 있다.

Description

전자 디바이스 내의 투명 기판을 위한 코팅{COATINGS FOR TRANSPARENT SUBSTRATES IN ELECTRONIC DEVICES}
본 출원은, 2018년 2월 20일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/900,575호, 및 2017년 9월 8일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/556,243호에 대한 우선권을 주장하며, 이들은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함되어 있다.
기술분야
본 발명은 대체적으로 전자 디바이스, 더 구체적으로는 전자 디바이스 내의 투명 기판을 위한 코팅에 관한 것이다.
전자 디바이스는 종종 디스플레이를 포함한다. 디스플레이는 사용자를 위하여 이미지를 디스플레이하는 픽셀을 갖는 활성 영역 및 활성 영역에 나란한 비활성 영역을 가질 수 있다. 유리 층이 보호 디스플레이 커버 층으로서 역할을 할 수 있다. 유리 층은 활성 영역 및 비활성 영역과 중첩될 수 있다. 유리 층은 또한 전자 디바이스용 하우징의 일부를 형성할 수 있다. 보이는 것으로부터 내부 컴포넌트를 숨기기 위하여, 전자 디바이스 내의 표면, 예컨대, 전자 디바이스용 하우징을 형성하는 유리 층의 내부 표면 및 디스플레이의 비활성 영역 내의 보호 디스플레이 커버 층의 내부 표면이 잉크 층으로 덮일 수 있다.
비활성 영역 내의 디스플레이 커버 층의 외관 또는 유리 하우징 층의 외관을 개선하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 유리가 응력에 대해 민감하기 때문에 어려울 수 있다. 주의하지 않으면, 전자 디바이스 내의 유리 층 상의 코팅은 유리 층이 크랙형성에 대해 예민해지게 할 수 있다. 코팅 층의 외관을 제어하는 것이 또한 어려울 수 있는데, 이는 균일한 외관의 전자 디바이스를 제조하는 것을 어렵게 만들 수 있다.
한편 본 발명의 배경기술로는 미국특허 제8,663,806호 및 미국 특허출원공개공보 제2011/0177300호가 있다.
전자 디바이스는 디스플레이가 장착된 하우징을 가질 수 있다. 하우징은 전자 디바이스 내의 내부 영역을 둘러싸는 하우징 구조체로 형성될 수 있다. 전기 컴포넌트가 전자 디바이스 내부에 장착될 수 있다.
디스플레이는 전자 디바이스의 전방 면 상에서 하우징 구조체에 결합될 수 있다. 하우징 구조체는 전자 디바이스의 반대편 후방 면 상에 후방 벽을 포함할 수 있다.
디스플레이용 디스플레이 커버 층이 하우징의 내부와 대면하는 표면을 가질 수 있다 후방 벽은 또한 하우징의 내부와 대면하는 표면을 가질 수 있다. 디스플레이 커버 층 및 하우징 후방 벽과 같은 전자 디바이스 내의 구조체는 투명 유리 층으로 형성될 수 있다. 코팅이 투명 유리 층의 내향으로 대면하는 표면 상에 형성될 수 있다.
투명 유리 층 상의 코팅이 유전체 층들의 스택(stack)을 갖는 박막 간섭 필터로 형성될 수 있다. 코팅은 또한 박막 간섭 필터 상에 잉크 층을 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 예시적인 전자 디바이스의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른, 코팅을 갖는 투명 기판을 갖는 예시적인 전자 디바이스의 일부의 측단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른, 다층 유전체 스택으로 형성된 코팅 층의 측단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 예시적인 코팅 층에 대한 광 투과 스펙트럼의 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 따른, 예시적인 코팅으로 코팅된 내부 표면을 갖는 예시적인 투명 기판의 측단면도이다.
도 6는 일 실시예에 따른, 다른 예시적인 코팅으로 코팅된 내부 표면을 갖는 예시적인 투명 기판의 측단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른, 코팅된 투명 유리 층을 둘러싸는 하우징 벽을 갖는 예시적인 전자 디바이스의 사시도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 도 7의 전자 디바이스의 일부의 측단면도이다.
셀룰러 전화와 같은 전자 디바이스는 종종 유리 부재, 예컨대, 디스플레이 커버 유리 층 및 유리 하우징 부재를 포함한다. 이러한 층은 전통적으로 잉크와 같은 재료로 코팅된다. 잉크는 보이는 것으로부터 내부 디바이스 컴포넌트를 숨기기 위하여 불투명할 수 있지만, 원하는 외관을 항상 가질 수는 없다. 전자 디바이스 내의 유리 층의 외관은 유리 층 상에 무기 층을 물리적 증착(physical vapor deposition, PVD)하는 것과 같이 무기 층을 침착시킴으로써 변경될 수 있다. 그러나, 원하지 않는 제조 변경을 최소화하면서 침착된 층이 원하는 광학적 효과(예컨대, 다양한 시야각에서의 원하는 투과, 불투명, 및 반사 값들)를 생성하는 것을 보장하는 데 어려움이 발생한다.
이러한 어려움을 해결하기 위하여, 도 1의 전자 디바이스(10)와 같은 디바이스는 박막 간섭 필터 및 잉크 층을 포함하는 코팅으로 코팅된 투명 유리 층 또는 다른 기판을 가질 수 있다. 이러한 코팅에서, 박막 간섭 필터 층은 비-중성 색을 생성하거나 또는 중성 색을 생성하도록 배열될 수 있다. 박막 간섭 필터 층은 중성 색 잉크 또는 비-중성 색을 갖는 잉크와 같은 잉크로 코팅될 수 있다. 선택적인 버퍼 층 재료가 코팅 내에 포함될 수 있다. 일부 구성에서, 박막 간섭 층은 중합체 필름에 의해 지지될 수 있고 접착제 층을 이용하여 투명 유리 층에 부착될 수 있다.
하나 이상의 코팅된 구조체를 가질 수 있는 유형의 예시적인 전자 디바이스가 도 1에 도시되어 있다. 도 1의 디바이스(10)의 코팅된 구조체는 투명 유리 구조체(예컨대, 디스플레이 커버 층, 하우징 후방 벽, 다른 하우징 구조체, 카메라 창, 만곡 표면 및/또는 다른 만곡 부재를 갖는 렌즈, 및/또는 다른 구조체를 형성하는 투명 유리 기판 또는 다른 투명 기판)와 같은 투명 구조체를 포함할 수 있다. 원하는 경우, 다른 기판(예컨대, 불투명 구조체, 유리 이외의 재료로 형성된 구조체 등)이 코팅될 수 있다. 디바이스(10) 내의 투명 유리 기판이 코팅되는 예시적인 구성이 일례로서 본 명세서에서 설명된다.
코팅이 외향으로 또는 내향으로 대면하도록, 투명 유리 기판과 같은 코팅된 기판이 디바이스(10) 내에서 배향될 수 있다. 예를 들어, 코팅은 이러한 코팅이 디바이스의 외부로부터 기판을 통하여 보일 수 있도록 기판의 내측(내부) 표면(디바이스(10)의 내부로 내향으로 대면하는 기판의 면) 상에 위치될 수 있다.
전자 디바이스(10)는, 컴퓨팅 디바이스, 예컨대 랩톱 컴퓨터, 내장형 컴퓨터를 포함하는 컴퓨터 모니터, 태블릿 컴퓨터, 셀룰러 전화, 미디어 플레이어, 또는 다른 핸드헬드 또는 휴대용 전자 디바이스, 더 작은 디바이스, 예컨대 손목시계 디바이스, 펜던트(pendant) 디바이스, 헤드폰 또는 이어피스(earpiece) 디바이스, 안경 또는 사용자의 머리에 착용되는 다른 장비에 내장된 디바이스, 또는 다른 웨어러블(wearable) 또는 소형 디바이스, 텔레비전, 내장형 컴퓨터를 포함하지 않는 컴퓨터 디스플레이, 게이밍 디바이스, 내비게이션 디바이스, 디스플레이를 구비한 전자 장비가 키오스크(kiosk) 또는 자동차 내에 장착되어 있는 시스템과 같은 내장형 시스템, 이러한 디바이스들 중 둘 이상의 디바이스들의 기능을 구현하는 장비, 액세서리(예컨대, 이어버드(earbud), 원격 제어기, 무선 트랙패드(trackpad) 등), 또는 다른 전자 장비일 수 있다. 도 1의 예시적인 구성에서, 디바이스(10)는 셀룰러 전화, 미디어 플레이어, 태블릿 컴퓨터, 또는 다른 휴대용 컴퓨팅 디바이스와 같은 휴대용 디바이스이다. 원하는 경우, 디바이스(10)를 위한 다른 구성이 사용될 수 있다. 도 1의 예는 단지 예시일 뿐이다.
도 1의 예에서, 디바이스(10)는 디스플레이(14)를 포함한다. 디스플레이(14)는 하우징(12) 내에 장착되었다. 때때로 인클로저 또는 케이스로 지칭될 수 있는 하우징(12)은 플라스틱, 유리, 세라믹, 섬유 복합재, 금속(예컨대, 스테인리스강, 알루미늄 등), 다른 적합한 재료, 또는 이러한 재료들 중 임의의 둘 이상의 조합으로 형성될 수 있다. 하우징(12)은 하우징(12)의 일부 또는 전부가 단일 구조체로서 기계가공되거나 성형되는 단일 몸체 구성을 사용하여 형성될 수 있거나, 또는 다수의 구조체(예컨대, 내부 프레임 구조체, 외부 하우징 표면을 형성하는 하나 이상의 구조체, 베젤 구조체, 하우징 측벽 구조체, 유리 플레이트 또는 다른 평면 투명 부재, 금속, 플라스틱, 및/또는 다른 재료로 형성된 하우징 후방 벽, 및/또는 다른 하우징 부재)를 사용하여 형성될 수 있다. 개구가 통신 포트, 버튼용 구멍, 및 다른 구조체를 형성하기 위하여 하우징(12) 내에 형성될 수 있다.
디스플레이(14)는, 전도성 용량성 터치 센서 전극(conductive capacitive touch sensor electrode)의 층 또는 다른 터치 센서 컴포넌트(예컨대, 저항성 터치 센서 컴포넌트, 음향 터치 센서 컴포넌트, 힘 기반 터치 센서 컴포넌트, 광 기반 터치 센서 컴포넌트 등)를 통합하는 터치 스크린 디스플레이일 수 있거나, 또는 터치 감응형이 아닌 디스플레이일 수 있다. 용량성 터치 센서 전극은 인듐 주석 산화물 패드의 어레이 또는 다른 투명 전도성 구조체로 형성될 수 있다.
디스플레이(14)는 픽셀의 어레이를 포함하는 중심 활성 영역을 가질 수 있다. 픽셀의 어레이는 액정 디스플레이(LCD) 컴포넌트, 전기 영동 픽셀의 어레이, 플라즈마 디스플레이 픽셀의 어레이, 유기 발광 다이오드 픽셀 또는 다른 발광 다이오드 픽셀의 어레이, 전기습윤 픽셀의 어레이, 또는 다른 디스플레이 기술에 기초한 픽셀로 형성될 수 있다. 일부 구성에서, 픽셀이 없는 비활성 가장자리 영역이 디스플레이(14)의 하나 이상의 에지를 따라서 이어질 수 있다.
디스플레이(14)는 투명 유리, 투명한 플라스틱, 투명 세라믹, 사파이어 또는 다른 투명 결정성 재료의 층, 또는 다른 투명 층(들)과 같은 디스플레이 커버 층을 사용하여 보호될 수 있다. 디스플레이 커버 층은 평면 형상, 볼록한 만곡 프로파일, 오목한 만곡 프로파일, 평면 부분 및 만곡 부분을 갖는 형상, 평면 주 영역 - 평면 주 영역은 평면 주 영역의 평면으로부터 굽혀진 부분을 갖는 하나 이상의 에지 상에 둘러싸임 - 을 포함하는 레이아웃, 또는 다른 적합한 형상을 가질 수 있다. 원하는 경우, 하나 이상의 개구가 선택적인 컴포넌트, 예컨대 버튼(16), 포트, 예컨대 스피커 포트(18), 및 다른 구조체를 수용하기 위하여 디스플레이 커버 층 내에 형성될 수 있다. 일부 구성에서, 디스플레이(14)는 디스플레이 커버 층으로서 역할을 하기에 충분히 두껍고 강한, 액정 디스플레이 내의 박막 트랜지스터 층 또는 색 필터 층과 같은 외부 층을 가질 수 있다. 다른 구성에서, 디스플레이(14)의 최외부 층은 어떠한 색 필터 요소 또는 박막 트랜지스터 회로부도 갖지 않는 별도의 커버 층일 수 있다.
도 1의 예시적인 디바이스(10)는 4개의 주연 에지를 갖는 직사각형 풋프린트(위에서 볼 때의 외형선)를 갖는다. 하우징(12)은 디바이스(10)의 4개의 주연 에지를 따라서 이어지는 측벽(12SW)을 가질 수 있다. 측벽(SW)은 수직 측벽, 만곡 측벽, 하우징(12)의 측부 위로 완전히 또는 부분적으로 연장된 하우징 후방 벽의 일체형 부분, 및/또는 다른 적합한 측벽 구조체일 수 있다. 일부 구성에서, 디스플레이(14)는 디바이스(10)의 측부 에지의 일부 또는 전부의 아래로 연장된 주연 부분을 갖는다. 하우징(12)은 후방 벽(12R)과 같은 후방 벽을 가질 수 있다. 후방 벽(12R)은 측벽(12SW)의 일체형 부분으로 그리고/또는 별도의 구조체로 형성될 수 있다. 후방 벽(12R)은 디바이스(10)의 후방 면 상에 실질적으로 평면인 표면을 가질 수 있다. 디스플레이(14)는 디바이스(10)의 반대편 전방 면 상의 평행한 평면 표면을 포함할 수 있다.
도 1의 선(20)을 따라 취해지고 방향(22)에서 본 디바이스(10)의 측단면도가 도 2에 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)는 전기 컴포넌트(50)가 하우징되는 내부를 가질 수 있다. 전기 컴포넌트(50)는 집적 회로, 센서, 및 다른 회로부를 포함할 수 있다. 컴포넌트(50)는 인쇄 회로(48)와 같은 하나 이상의 인쇄 회로 상에 장착될 수 있다.
도 2의 디스플레이(14)는 디스플레이 커버 층(30)(즉, 디스플레이(14)의 최외부 층)과 같은 투명 층을 가질 수 있다. 디스플레이 커버 층(30)은 유리, 플라스틱, 사파이어 또는 다른 결정성 재료, 투명 세라믹 등과 같은 투명 재료로 형성될 수 있다. 디스플레이(14)의 활성 영역에서, 디스플레이(14)는 이미지를 디스플레이하기 위한 픽셀(31)의 어레이를 갖는 픽셀 어레이 구조체(32)(예컨대, 유기 발광 다이오드 디스플레이 층, 액정 디스플레이 모듈 등)를 포함할 수 있다.
하우징 후방 벽(12R)은 투명 유리 기판(투명 유리 부재(34))과 같은 평면 부재로 형성될 수 있다. 디스플레이 커버 층(30) 및/또는 부재(34)와 같은 투명 유리 기판에는 코팅이 제공될 수 있다. 도 2의 예에서, 디스플레이(14)의 비활성 영역 내의 디스플레이 커버 층(30)의 하부면은 코팅(28)으로 코팅되었다. 부재(34)(예컨대, 유리 플레이트)의 내부 표면에는 코팅 층(36) 및 코팅(52)이 제공되었다. 코팅(52)은 코팅 층(36)과 동일한 코팅 재료로 형성될 수 있고/있거나 코팅(52)이 코팅(36)과는 상이한 시각적 외관을 갖도록 상이하게 형성될 수 있다. 코팅(52)은, 일례로서, 하우징(12)의 배면 상에 텍스트, 로고, 또는 다른 적합한 시각적 요소를 형성하기 위하여 패턴화될 수 있다. 디바이스(10)의 전방 면을 방향(40)에서 보고 있는 관찰자(42)와 같은 사용자는 디스플레이 커버 층(30)을 통하여 코팅(28)을 볼 수 있다. 디바이스(10)의 후방 면을 방향(44)으로 보고 있는 관찰자(46)와 같은 사용자는 부재(34)를 통하여 코팅(36) 및 코팅(52)과 같은 코팅을 볼 수 있다. 원하는 경우, 측벽(12SW)은 투명 유리 구조체(예컨대, 층(30)의 측벽 부재 또는 부분)로 형성될 수 있고, 코팅(28, 36, 및/또는 52)과 같은 코팅이 (일례로서) 이러한 부재의 내부 표면 상에 형성될 수 있다.
코팅(28, 26, 52)과 같은 코팅은 유전체 층, 금속 층, 및/또는 다른 재료의 층으로 형성할 수 있다. 이러한 층은 스프레이, 인쇄(예컨대, 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 패드 인쇄 등), 적하(dripping), 페인팅, 화학적 증착(예컨대, 플라즈마 강화 화학적 증착), 물리적 증착(예컨대, 증발 및/또는 스퍼터링), 원자 층 침착, 전기도금, 적층, 및 다른 침착 기법에 의해 침착될 수 있다. 코팅은 섀도우 마스크 침착, 인쇄 패턴화 기법, 포토리소그래피(리프트 오프(lift-off), 에칭 등), 레이저 패턴화(예컨대, 애블레이션(ablation)), 기계식 패턴화(예컨대, 드릴링, 그라인딩, 밀링 등) 및/또는 다른 패턴화 기법을 사용하여 패턴화될 수 있다.
일부 배열에서, 코팅을 위한 다수의 박막 층이 스택으로 형성될 수 있다. 이들과 같은 박막 스택은 박막 간섭 필터(때때로, 이색성 필터 또는 이색성 층으로 지칭됨)를 형성할 수 있다. 박막 스택 내의 각각의 층의 광학적 특성(예컨대, 각각의 층의 굴절률) 및 각각의 층의 두께는 원하는 특징(예컨대, 원하는 광 투과 스펙트럼, 원하는 광 반사 스펙트럼, 원하는 광 흡수 스펙트럼)을 갖는 박막 간섭 필터를 제공하도록 선택될 수 있다. 이러한 특징은 투명 기판의 내부 표면 상에 존재하는 경우에 원하는 외관(예컨대, 원하는 색 등)을 갖는 코팅을 제공할 수 있다. 박막 스택은, 일례로서, 특정 색의 광을 반사하도록 또는 색 중성 거동을 나타내도록(예컨대, 중성 색 부분 반사 미러(neutral-color partially reflective mirror)로서 역할을 하도록) 구성될 수 있다.
도 3은 박막 간섭 필터를 형성하도록 구성된 예시적인 박막 스택의 측단면도이다. 도 3의 박막 스택은 다수의 층(56)을 갖는다. 층(56)은 두께가 0.01 내지 1 마이크로미터, 적어도 0.05 마이크로미터, 적어도 0.1 마이크로미터, 적어도 0.15 마이크로미터, 1.5 마이크로미터 미만, 1 마이크로미터 미만 등일 수 있다. 층(56)은 무기 유전체 층(예컨대, 산화규소, 산화니오븀, 산화티타늄, 산화탄탈륨, 산화지르코늄, 산화마그네슘 등과 같은 산화물, 질화규소와 같은 질화물, 산질화물, 및/또는 다른 무기 유전체 재료)일 수 있다. 유기 유전체 층(예컨대, 투명한 중합체 층) 및/또는 다른 재료(금속 박막, 반도체 층 등)가, 원하는 경우, 또한 박막 스택 내에 포함될 수 있다.
도 3의 예에서, 층(56)으로 형성된 박막 스택은 박막 간섭 필터(54)를 형성한다. 필터(54)는 물리적 증착 기법으로 침착된 무기 유전체 층과 같은 유전체 재료로 형성될 수 있고, 그러므로, 때때로 물리적 증착 층, 물리적 증착 코팅, 또는 물리적 증착 스택으로 지칭될 수 있다. 필터(54)를 형성하기 위한 다른 기법이, 원하는 경우, 사용될 수 있다.
필터(54)는 높은 반사도를 나타내도록 구성될 수 있고(예컨대, 필터(54)는 입사광(I1)에 대해 비교적 많은 양의 광을 반사하는 유전체 미러를 형성하도록 구성될 수 있음(예컨대, 반사광(I2) 참조)), 낮은 반사도를 나타내도록 구성될 수 있고(예컨대, 필터(54)는 반사방지 코팅을 형성하여 입사광(I1)에 대해 비교적 많은 양의 광(I3)이 필터(54)를 통과하게 하도록 구성될 수 있음), (예컨대, 대역 통과 필터, 대역 저지 필터, 저역 통과 필터, 또는 고역 통과 필터로서 역할을 하도록 필터(54)를 구성하는 경우와 같이, 광의 하나 이상의 선택된 색을 반사시킴으로써) 착색된 (색조 띤) 층을 형성하도록 구성될 수 있고, 그리고/또는 (예컨대, 높은 불투명도를 나타냄으로써) 광 차단 층을 형성하도록 구성될 수 있다. 층(56)은 또한, 다수의 상이한 값의 각도(A)(예컨대, 광선(R1)과 같은 입사광의 입사각과 연관된 그리고 또한 광선(R2)과 같은 반사광을 보는 관찰자에 대한 대응하는 시야각과 연관된, 필터(54)에 수직(n)하는 표면에 대한 각도(A))에서 필터(54)의 광학적 특성(투과, 반사, 흡수)을 조절하도록 구성될 수 있다.
도 4는 필터(54)에 대한 2개의 예시적인 광 투과 스펙트럼(예컨대, 0°의 예시적인 각도(A)에서의 가시광 투과 스펙트럼) 각각의 곡선(60, 58)을 포함하는 그래프이다. 예시적인 곡선(58)에 의해 도시된 바와 같이, (예컨대, 가시광 파장(λ)에 걸친) 필터(54)에 대한 광 투과 스펙트럼에서 다수의 상이한 파장에서의 복잡한 특징부들(예컨대, 피크(peak), 밸리(valley) 등)이 존재할 수 있다. 다른 구성(예컨대, 곡선(60))에서, 필터(54)는 중성 색 스펙트럼을 나타내도록 구성된다.
필터(54)의 광학적 특징은 층(56)의 속성(예컨대, 굴절률, 두께 등)을 조절함으로써 (하나 이상의 값의 각도(A)에서) 조정될 수 있다. 필터(54)의 광학적 특성은 또한 필터(54) 내의 층(56)의 개수를 조절함으로써 조절될 수 있다. 예시적인 일 구성에 의하면, 필터(54)의 전체 두께는 층(56)의 각각의 두께를 (예컨대, 1.5 마이크로미터 미만, 1 마이크로미터 미만, 0.5 마이크로미터 미만, 0.4 마이크로미터 미만 등으로) 제한함으로써 그리고 필터(54) 내의 층(56)의 개수를 (예컨대, 2 내지 6개, 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 4개, 적어도 5개, 20개 미만, 14개 미만, 10개 미만, 7개 미만 등으로) 제한함으로써 비교적 낮은 값(예컨대, 80 내지 300 nm, 3 마이크로미터 미만, 2 마이크로미터 미만, 1 마이크로미터 미만, 적어도 0.1 마이크로미터)으로 유지된다. 대체적으로, 필터(56)는 이러한 구성으로 제한될 필요가 없으며, 임의의 적합한 유형의 층(56)을 포함할 수 있고/있거나 임의의 적합한 두께, 굴절률 등의 층(56)을 포함할 수 있다.
일부 배열에서, 필터(54)는 (반사 및/또는 투과에서) 색조를 나타내도록 구성되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 필터(54)는 적색 광을 반사하여 필터(54)가 분홍색을 갖게 하거나 반사 시 필터(54)에 금색 외관을 제공하는 광을 반사시키는 것이 바람직할 수 있다. 다른 배열에서, 층(54)은 넓은 범위의 각도(A)(예컨대, 넓은 범위의 시야각)에 걸쳐 색조가 비교적 일정한 색 및/또는 중성 색(예컨대, 백색, 회색, 흑색 등)을 나타내는 것이 바람직할 수 있다.
필터(54)의 겉보기 색상은 Lab 색 공간 내의 일정 색상에 의해 특징지어질 수 있다. 예시적인 일 구성에 의하면, 필터(54)는 부분 반사 미러(예컨대, 10 내지 20%의 반사도, 또는 적어도 5%, 적어도 15%, 적어도 20%, 85% 미만, 60% 미만, 50% 미만, 35% 미만, 또는 다른 적합한 값의 반사도를 갖는 미러)로서 작동하고, 반사 시 회색을 나타낸다(예컨대, 필터(54)의 반사도는 필터(54)가 색 중성 부분 반사 미러를 형성하도록 색이 중성임). 이러한 구성에서, 예를 들어, 반사된 광의 색은 크기가 5 미만인, 크기가 3 미만인, 또는 다른 적합한 중성 값(예컨대, 색 좌표 "a"의 값은 약 -1일 수 있고 색 좌표 "b"의 값은 약 -2일 수 있음)인 Lab 색 좌표 a 및 b에 의해 특징지어질 수 있다. 원하는 경우, 필터(54)는 각에 따라 변하지 않는 색을 나타내도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 색 좌표 a 및 b의 크기의 변화(예컨대, 각각 Δa 및 Δb)는 0 내지 60°의 시야각(반사광의 각도(A))의 범위에 걸쳐 2 미만, 3 미만, 4 미만의 값, 또는 다른 적합한 값으로 유지될 수 있다.
층(56)은 산화물과 같은 무기 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 층(56)은 하나 이상의 산화규소 층 및 하나 이상의 산화니오븀 층을 포함할 수 있다. 산화니오븀은 스퍼터링을 사용하여 일관되게 침착될 수 있고 필터(54)가 우수한 색 제어를 나타내게 할 수 있다. 다른 산화물이 사용될 수도 있다(예컨대, 필터(54) 내에서 하나 이상의 산화탄탈륨 층(56)에는 하나 이상의 산화규소 층이 산재될 수 있고, 하나 이상의 산화티타늄 층(56)에는 하나 이상의 산화규소 층이 산재될 수 있는 등임). 일부 배열에서, 높은 굴절률 재료 및 낮은 굴절률 재료가 필터(54)를 형성하는 층들의 스택 내에서 교호한다. 예를 들어, 필터(54)는 교호하는 산화니오븀 층 및 산화규소 층을 포함할 수 있거나, 교호하는 산화티타늄 및 산화규소 층을 포함할 수 있거나, 또는 교호하는 산화탄탈륨 층 및 산화규소 층을 포함할 수 있다.
필터(54)는 디바이스(10) 내의 투명 유리 기판 상에 코팅의 일부를 형성할 수 있다. 이러한 유형의 구성에서, 필터(54)의 최내향으로 대면하는 층(56)(예컨대, 필터(54)가 투명 유리 기판 상에 형성되는 예시적인 구성에서 필터(54) 상에 침착되는 마지막 층(56))은 후속 잉크 층과 같은 후속 층과의 접착을 개선하기 위하여 산화규소 층으로 형성될 수 있다. 잉크 층은 염료 및/또는 안료와 같은 착색제를 함유하는 중합체일 수 있다. 착색제는 백색, 회색, 또는 흑색과 같은 중성 색을 가질 수 있거나, 적색, 청색, 녹색, 황색, 금색과 같은 비-중성 색을 가질 수 있거나, 다른 적합한 색을 가질 수 있다.
디바이스(10)를 위한 예시적인 코팅된 기판의 측단면도가 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(68)(예컨대, 투명 유리 기판 등)은, 기판(68)을 방향(64)에서 보고 있는 관찰자(62)와 같은 사용자와 대면하고 그러므로 디바이스(10)를 둘러싸는 외부 영역과 대면하는 외측 표면(외부 표면)(90)과 같은 외측 표면을 가질 수 있다. 기판(68)은 또한 관찰자(62)로부터 멀리 하우징(12) 및 디바이스(10)의 내부와 대면하는 반대편 내측 표면(90)(내부 표면)을 가질 수 있다. 코팅(74)은 내부 표면(92) 상에 형성될 수 있고 하우징(12) 및 디바이스(10)의 내부와 대면할 수 있다. 기판(68)은, 예를 들어, 도 2의 기판(30), 도 2의 기판(34), 및/또는 디바이스(10) 내의 다른 기판일 수 있다. 코팅(74)은 도 2의 코팅(28), 도 2의 코팅(36), 도 2의 코팅(52), 및/또는 다른 코팅일 수 있다.
도 5의 예시적인 구성에서, 박막 간섭 필터(54)는 별도의 기판(기판(76)) 상에 초기에 침착되었다. 기판(76)은, 예를 들어, 중합체 시트일 수 있다. 가요성 기판(76) 상에 박막 간섭 필터(54)를 형성함으로써 반사 층(72)을 형성한 후에, 반사 층(72)은 접착제 층(70)(예컨대, 중합체 층)과 같은 접착제 층을 사용하여 기판(68)의 내부 표면(92)에 적층될 수 있다. 선택적인 잉크 층(78)은 층(72)의 내부 표면 상에 (예컨대, 기판(76)의 내부 표면 상에) 형성될 수 있다. 원하는 경우, 기판(76)은 층(74)의 두께를 감소시키는 것을 돕도록 생략될 수 있다(예컨대, 필터(54)의 층은 기판(76)과 같은 추가의 중합체 필름 기판을 사용하지 않고서 층(72)을 형성할 수 있음). 도 5의 필터(54)는 2 내지 6개의 층(56) 또는 임의의 다른 적합한 개수의 층(56)을 사용하여 형성될 수 있다. 필터(54)와 같은 디바이스(10) 내의 필터 층은 로고, 텍스트, 아이콘, 및/또는 다른 패턴을 형성하도록 패턴화될 수 있다.
내부 표면(92) 상의 코팅을 기판(68)에 제공하기 위한 다른 예시적인 배열이 도 6에 도시되어 있다. 도 6의 예에서, 코팅(80)은 기판(68)의 내부 표면(92) 상에 형성되었다. 관찰자(62)는 기판(68)의 투명 재료를 통하여 방향(64)으로 코팅(80)을 볼 수 있다.
기판(68)은 층(70)과 같은 선택적인 버퍼 층으로 코팅될 수 있다. 층(70)은 투명한 중합체일 수 있고, 50 nm 내지 3 마이크로미터, 적어도 0.1 마이크로미터, 적어도 0.2 마이크로미터, 적어도 0.3 마이크로미터, 적어도 0.5 마이크로미터, 적어도 1 마이크로미터, 적어도 2 마이크로미터, 1 내지 3 마이크로미터, 5 마이크로미터 미만의 두께, 또는 다른 적합한 두께를 가질 수 있다. 필터(54)가 비교적 두꺼운 경우, 선택적인 버퍼 층(70)의 존재는 기판(68)을 손상시킬 수 있는 응력에 기인한 크랙을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 필터(54)에 의해 인가된 응력의 크기가 비교적 작은 경우, 버퍼 층(70)은 생략될 수 있다.
잉크 층(78)은 필터(54)의 내부 표면 상에 침착될 수 있다. 필터(54)는 교호하는 굴절률 값들의 무기 유전체 층과 같은 층(56)을 포함할 수 있다. 잉크 층(78)에 바로 인접한 필터(54) 내의 층(56)은 접착력을 증진시키기 위하여 (예컨대, 잉크 층(78)이 층(54)에 고정 접착되는 것을 보장하기 위하여) 산화규소로 형성될 수 있다. 잉크 층(78)이 백색 재료 또는 다른 밝게 착색된 재료로 형성되는 경우, 잉크 층(78)은 기판(68)을 통하여 투과된 광을 관찰자(62)를 향하여 외향으로 반사시키는 것을 도울 수 있다. 잉크 층(78)이 흑색인 겨우, 기판(68)을 통하여 투과된 광은 흡수될 수 있어서, 필터(54)로부터 관찰자(62)를 향하는 반사된 광의 색이 우세하게 할 수 있다. 회색 잉크는 기판(68)을 통하여 투과된 광의 전부가 아닌 일부를 반사시킨다. 잉크(78)가 비-중성 색(예컨대, 적색, 녹색, 청색, 황색, 금색 등)을 갖는 구성에서, 코팅(80)의 색은 그에 따라서 색조를 띨 것이다. 필터(54)에 대해 색 중성 및 각에 따라 민감하지 않은 설계(예컨대, 10 내지 30%의 반사도를 갖는 회색 미러)를 사용함으로써, 필터(54) 및 그에 따른 코팅(80)은 층(56)의 제조 변경으로 인한 성능 변동에 비교적 민감하지 않을 것이다. 이는 다수의 디바이스(10)를 제조할 때 일관성을 보장하는 것을 돕는다.
원하는 경우, 층(80)의 전체 두께는 필터(54) 내에서 비교적 적은 개수의 층(56)을 사용함으로써 최소화될 수 있다 이러한 접근법은 원하는 색을 부여하기 위하여 필터(54)에 의존하기보다는 오히려 잉크(78)를 사용하여 원하는 색을 코팅(80)에 제공함으로써 조장될 수 있다.
원하는 경우, 코팅(80)을 위한 다른 구성이 사용될 수 있다. 도 6과 관련하여 설명된 코팅(80)의 구성은 단지 예시적인 것이다. 버퍼 층(70)은 코팅(80) 내에 포함될 수 있거나, 또는 생략될 수 있다. 필터(54)는 중성 색의 각에 따라 민감하지 않은 박막 간섭 필터를 형성할 수 있거나, 또는 일정 색을 가질 수 있고/있거나 각도에 따른 색의 변화를 나타낼 수 있다. 필터(54)는 고반사 미러, 부분 반사 미러, 반사방지 코팅 등으로서 역할을 하도록 구성될 수 있다. 필터(54)의 층(56)은 물리적 증착 및/또는 다른 기법에 의해 침착될 수 있다.
디바이스(10) 내의 기판 코팅의 특성은 기판이 하나 이상의 시야각에서 하우징(12)의 일부와 같은 인근의 구조체와 시각적으로 매칭되게 할 수 있다. 일례로서, 도 7의 디바이스(10)의 배열을 고려한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 기판(100)(예컨대, 기판(30), 기판(34), 또는 디바이스(10) 내의 다른 적합한 기판)은 하우징 구조체의 밴드 또는 하우징(12)의 다른 노출된 부분에 인접하게 장착될 수 있다. 도 8은 기판(100)이 코팅(106)(예컨대, 도 5의 코팅(74) 또는 도 6의 코팅(80))과 같은 코팅을 어떻게 가질 수 있는지를 도시하는 도 7의 디바이스(10)의 측단면도이다.
코팅(106)은 박막 간섭 필터(54) 및 선택적인 잉크(78)를 포함할 수 있는데, 이들은 하우징(12)의 외관과 매칭하고/하거나 하우징(12)의 외관과 대조되거나 또는 달리 그를 보완하는 외관을 기판(100)에 제공하도록 선택된다. 이러한 매칭(또는 대조)은 하나 이상의 시야각(A)에서 일어날 수 있다. 예를 들어, 하우징(12) 및 코팅된 기판(100)의 외관은 관찰자(102)와 같은 관찰자가 수직 입사각으로 기판(100)을 보고 있는 경우에 매칭될 수 있고(또는, 사전결정된 방식으로 대조될 수 있고), 관찰자(102)가 기판(100)을 축외(off-axis) 각도(A)로 방향(104)에서 보고 있는 경우에(예컨대, A가 영(0)이 아니고 적어도 45o의 값과 같은 다른 값을 갖는 경우에) 사전결정된 방식으로 대조(또는 매칭)될 수 있다.
일례로서, 하우징(12)은 금색을 가질 수 있고, 기판(100)의 코팅(106)은 (예컨대, A가 영인 축상(on-axis) 시야각에서 또는 A가 적어도 45o인 경우와 같은 축외 시야각에서) 기판(100)에 금색 외관을 제공하는 구성을 가질 수 있다. 이러한 유형의 구성에서, 기판(100)의 외관과 하우징(12)의 외관은 의도적으로 조합된다.
다른 예로서, 코팅된 기판(100)의 외관이 축상 시야각에서 금색이도록 구성되고 잉크(78)가 청색과 같은 대조적인 색을 갖는 시나리오를 고려한다. 기판(100)을 수직 입사각으로 (축상에서) 보는 경우, 잉크(78)로부터의 비교적 작은 양의 하부 청색이 가시적일 것이어서, 기판(100)은 금색인 것으로 보일 것이다. 그러나, 기판(100)을 축외 시야각으로 (예컨대, 적어도 45o로) 보는 경우, 코팅(106) 내의 하부 잉크(78)의 청색은 코팅(106)을 통하여 사용자에게 가시적일 것이다. 결과적으로, 기판(100)(예컨대, 하우징 후방 벽(12R) 등)의 외관은 기판(100)을 보는 각도에 따라서 금색으로부터 청색으로 변할 것이다.
일 실시예에 따르면, 내부를 갖는 전자 디바이스가 제공되는데, 상기 전자 디바이스는 하우징 구조체, 하우징 구조체에 결합된 투명 유리 기판, 내부와 대면하고 투명 유리 기판을 통하여 볼 수 있는 투명 유리 기판 상의 코팅을 포함하고, 코팅은 잉크 층 및 잉크 층과 투명 유리 기판 사이에 개재된 박막 간섭 필터를 포함하고, 박막 간섭 필터는 색 중성 부분 반사 미러를 형성한다.
다른 실시예에 따르면, 박막 간섭 필터는, 각각의 크기가 5 미만인 Lab 색 공간 내의 색 좌표 값 a 및 b를 나타내도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 잉크 층은 비-중성 색을 갖는다.
다른 실시예에 따르면, 박막 간섭 필터는, 0° 내지 60°의 박막 간섭 필터에 대한 입사광 각도의 범위에 걸쳐 각각의 크기가 2 미만인 Lab 색 공간 내의 색 좌표 값 변화 Δa 및 Δb를 나타내도록 구성된다.
다른 실시예에 따르면, 박막 간섭 필터는 2 내지 6개의 무기 유전체 층을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 박막 간섭 필터는 적어도 하나의 이산화규소 층을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 잉크 층은 이산화규소 층에 접착된다.
다른 실시예에 따르면, 박막 필터는 산화니오븀 층을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 박막 필터는 중합체 기판, 및 중합체 기판 상의 교호하는 굴절률의 다수의 유전체 층들의 스택을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 박막 필터는 접착제 층에 의해 기판에 부착된 다수의 유전체 층들의 스택을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 서로 반대편인 전방 면 및 후방 면을 갖고, 투명 유리 기판은 후방 면 상의 평면 유리 하우징 부재이다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 서로 반대편인 전방 면 및 후방 면을 갖고, 전자 디바이스는 이미지를 디스플레이하도록 구성된 전방 면 상의 픽셀 어레이를 포함하고, 투명 유리 기판은 픽셀 어레이와 중첩하는 디스플레이 커버 층이다.
다른 실시예에 따르면, 전자 디바이스는 박막 간섭 필터와 투명 유리 기판 사이에 투명한 중합체 버퍼 층을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 내부를 갖는 전자 디바이스가 제공되는데, 상기 전자 디바이스는 하우징 구조체, 하우징 구조체에 결합된 투명 기판, 및 내부와 대면하고 투명 기판을 통하여 볼 수 있는 투명 기판 상의 코팅을 포함하고, 코팅은 잉크 층 및 잉크 층과 투명 기판 사이의 다수의 무기 유전체 층들의 스택을 포함하고, 다수의 무기 유전체 층들의 스택은 0° 내지 60°의 다수의 무기 유전체 층들의 스택에 대한 입사광 각도의 범위에 걸쳐 크기가 2 미만인 Lab 색 공간 내의 색 좌표 값 변화 Δa 및 Δb를 나타낸다.
다른 실시예에 따르면, 다수의 무기 유전체 층은 적어도 하나의 산화규소 층을 포함하고, 잉크 층은 산화규소 층에 접착된다.
다른 실시예에 따르면, 잉크 층과 투명 기판 사이에 무기 유전체 층이 7개 미만으로 존재한다.
다른 실시예에 따르면, 투명 기판은 디스플레이 커버 유리 층 및 전자 디바이스 하우징 벽 층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 층을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 무기 층은 적어도 하나의 산화니오븀 층을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 장치가 제공되는데, 상기 장치는 전자 디바이스 하우징의 내부와 대면하도록 구성된 표면을 갖는 유리 층, 및 유리 층 상의 코팅 층을 포함하고, 코팅 층은 유전체 층들의 스택으로 형성되는 박막 간섭 필터, 유전체 층들의 스택을 유리 층의 표면에 부착하는 접착제 층, 및 유전체 층들의 스택 상의 잉크 층을 포함한다.
다른 실시예에 따르면, 장치는 제1 표면 및 반대편인 제2 표면을 갖는 중합체 필름을 포함하고, 유전체 층들의 스택은 제1 표면 상에 형성되고, 잉크 층은 제2 표면 상에 형성된다.
다른 실시예에 따르면, 유리 층은 디스플레이 커버 층 및 전자 디바이스 하우징 벽으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상기 내용은 단지 예시일 뿐이며, 기술된 실시예에 대해 다양한 수정이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예는 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (21)

  1. 서로 반대편인 전방 면 및 후방 면을 가지며 내부를 갖는 전자 디바이스로서,
    하우징 구조체;
    상기 하우징 구조체에 결합된 디스플레이;
    상기 디스플레이와 중첩되고 상기 전방 면을 형성하는 투명 층;
    상기 하우징 구조체에 결합된 투명 유리 기판 - 상기 투명 유리 기판은 상기 후방 면 위의 유리 하우징 부재임 - ; 및
    상기 내부와 대면하고 상기 투명 유리 기판을 통하여 볼 수 있는 상기 투명 유리 기판 상의 코팅을 포함하고, 상기 코팅은 잉크 층 및 상기 잉크 층과 상기 투명 유리 기판 사이에 개재된 박막 간섭 필터를 포함하고, 상기 박막 간섭 필터는 색 중성 부분 반사 미러(color-neutral partially reflective mirror)를 형성하는, 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 박막 간섭 필터는, 각각의 크기가 5 미만인 Lab 색 공간 내의 색 좌표 값 a 및 b를 나타내도록 구성되는, 전자 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 잉크 층은 비-중성 색을 갖는, 전자 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 박막 간섭 필터는, 0° 내지 60°의 상기 박막 간섭 필터에 대한 입사광 각도의 범위에 걸쳐 각각의 크기가 2 미만인 Lab 색 공간 내의 색 좌표 값 변화 Δa 및 Δb를 나타내도록 구성되는, 전자 디바이스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 박막 간섭 필터는 2 내지 6개의 무기 유전체 층을 포함하는, 전자 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 박막 간섭 필터는 적어도 하나의 이산화규소 층을 포함하는, 전자 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 상기 잉크 층은 상기 이산화규소 층에 접착되는, 전자 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 박막 간섭 필터는 산화니오븀 층을 포함하는, 전자 디바이스.
  9. 제1항에 있어서, 상기 박막 간섭 필터는 중합체 기판, 및 상기 중합체 기판 상의 교호하는 굴절률의 다수의 유전체 층들의 스택(stack)을 포함하는, 전자 디바이스.
  10. 제1항에 있어서, 상기 박막 간섭 필터는 접착제 층에 의해 상기 투명 유리 기판에 부착된 다수의 유전체 층들의 스택을 포함하는, 전자 디바이스.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 내부를 갖는 전자 디바이스로서,
    하우징 구조체;
    상기 하우징 구조체에 결합된 투명 기판; 및
    상기 내부와 대면하고 상기 투명 기판을 통하여 볼 수 있는 상기 투명 기판 상의 코팅을 포함하고, 상기 코팅은 잉크 층 및 상기 잉크 층과 상기 투명 기판 사이의 다수의 무기 유전체 층들의 스택을 포함하고, 상기 다수의 무기 유전체 층들의 스택은 상기 다수의 무기 유전체 층들의 스택에 대한 입사 광 각도들의 범위들에 대해 Lab 색 공간 내의 색 좌표 값 변화 Δa 및 Δb를 나타내고, 0° 내지 60°의 입사 각 각도들 사이에서의 최대 색 좌표 값 변화는 크기가 2 미만인, 전자 디바이스.
  15. 제14항에 있어서, 상기 다수의 무기 유전체 층은 적어도 하나의 산화규소 층을 포함하고, 상기 잉크 층은 상기 산화규소 층에 접착되는, 전자 디바이스.
  16. 제15항에 있어서, 상기 잉크 층과 상기 투명 기판 사이에 상기 무기 유전체 층이 7개 미만으로 존재하는, 전자 디바이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 투명 기판은 디스플레이 커버 유리 층 및 전자 디바이스 하우징 벽 층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 층을 포함하는, 전자 디바이스.
  18. 제17항에 있어서, 상기 무기 유전체 층은 적어도 하나의 산화니오븀 층을 포함하는, 전자 디바이스.
  19. 전자 디바이스로서,
    전자 디바이스 하우징의 내부와 대면하도록 구성된 표면을 갖는 유리 층; 및
    상기 유리 층 상의 코팅 층을 포함하고, 상기 코팅 층은 유전체 층들의 스택으로 형성되는 박막 간섭 필터, 상기 유전체 층들의 스택을 상기 유리 층의 표면에 부착하는 접착제 층, 및 상기 유전체 층들의 스택 상의 잉크 층을 포함하고, 상기 유전체 층들의 스택은 상기 유전체 층들의 스택에 대한 입사 광 각도들의 범위들에 대해 Lab 색 공간 내의 색 좌표 값 변화 Δa 및 Δb를 나타내고, 0° 내지 60°의 입사 각 각도들 사이에서의 최대 색 좌표 값 변화는 크기가 5 미만인, 전자 디바이스.
  20. 제19항에 있어서, 제1 표면 및 반대편인 제2 표면을 갖는 중합체 필름을 추가로 포함하고, 상기 유전체 층들의 스택은 상기 제1 표면 상에 형성되고, 상기 잉크 층은 상기 제2 표면 상에 형성되는, 전자 디바이스.
  21. 제19항에 있어서, 상기 유리 층은 디스플레이 커버 층 및 전자 디바이스 하우징 벽으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 전자 디바이스.
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