KR102236063B1 - 광학 코팅 구조 - Google Patents

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Abstract

광학 코팅 구조는 제1 부재, 제1 부재 상에 배치되고, 제1 부재를 덮는 반사 방지 코팅층, 반사 방지 코팅층을 덮는 베이스 코팅층, 베이스 코팅층 상에 배치되고, 외부에 노출되지 않으며 층간에 형성되는 항균 코팅층 및 항균 코팅층을 덮는 보호 코팅층을 포함한다.

Description

광학 코팅 구조{OPTICAL COATING STRUCTURE}
본 발명은 광학 코팅 구조에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 층간 항균 코팅층을 구비한 광학 코팅 구조에 관한 것이다.
최근 터치 스크린 패널을 디스플레이 장치로 사용하는 다양한 종류의 휴대용 단말기가 보급되고 있다. 터치 스크린 패널은 사용자의 손가락에 의해 많이 터치될 수 있다. 이에 따라, 터치 스크린 패널 상에는 사용자의 손가락에 있는 세균의 침입 또는 직접적인 외부 오염 물질의 침입이 있을 수 있다. 하지만, 종래의 터치 스크린 패널 상의 항균층은 외부에 직접적으로 노출되어 있다. 따라서, 일시적인 항균 효과가 있을 수 있지만 터치 스크린 패널 상의 항균층은 시간이 지남에 따라, 항균 특성이 점점 사라질 수 있다.
결론적으로, 시간이 지나도 터치 스크린 패널 상의 항균 특성이 유지되는 항균층의 개발이 필요하다.
본 발명의 일 목적은 층간에 형성되어 외부에 직접적인 노출이 없는 항균 코팅층을 구비하는 광학 코팅 구조를 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 광학 코팅 구조는 제1 부재, 상기 제1 부재 상에 배치되고, 상기 제1 부재를 덮는 반사 방지(AR: anti reflection) 코팅층, 상기 반사 방지 코팅층을 덮는 베이스 코팅층, 상기 베이스 코팅층 상에 배치되고, 외부에 노출되지 않으며 층간에 형성되는 항균 코팅층 및 상기 항균 코팅층을 덮는 보호 코팅층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 항균 코팅층은 상기 베이스 코팅층과 상기 보호 코팅층 사이에 배치되며, 베이스 코팅층 상에 진공 기상 증착될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 항균 코팅층은 외부 공기 및 외부 자극에 직접적으로 노출되지 않을 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 반사 방지 코팅층은 고굴절 물질 코팅층 및 저굴절 물질 코팅층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 반사 방지 코팅층의 상기 고굴절 물질 코팅층 및 저굴절 물질 코팅층은 순차적으로 적층될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 반사 방지 코팅층은 적어도 하나의 상기 고굴절 물질 코팅층 및 저굴절 물질 코팅층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 부재는 화학 강화 유리일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 보호 코팅층 상에 초발수 코팅층 또는 내지문 방지(AF: anti finger) 코팅층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 광학 코팅 구조는 제1 부재, 상기 제1 부재를 덮는 베이스 코팅층, 상기 베이스 코팅층 상에 배치되고, 외부에 노출되지 않으며 층간에 형성되는 항균 코팅층, 상기 항균 코팅층을 덮는 보호 코팅층 및 보호 코팅층 상에 초발수 코팅층 또는 내지문 방지(AF: anti finger) 코팅층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 항균 코팅층은 상기 베이스 코팅층과 상기 보호 코팅층 사이에 배치되며, 베이스 코팅층 상에 진공 기상 증착될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 항균 코팅층은 외부 공기 및 외부 자극에 직접적으로 노출되지 않을 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 항균 코팅층은 고굴절 물질 재료를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 베이스 코팅층 및 상기 보호 코팅층은 저굴절 물질 재료를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 항균 코팅층, 상기 베이스 코팅층 및 보호 코팅층의 두께는 특정한 굴절율을 가질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 부재는 화학 강화 유리일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 층간에 형성되어 외부에 직접적인 노출이 없는 항균 코팅층을 구비하는 광학 코팅 구조를 포함함으로써, 터치 스크린 패널은 지속적으로 항균 특성 가질 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 층간 항균 코팅층을 구비한 광학 코팅 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 층간 항균 코팅층을 구비한 광학 코팅 구조의 공정 과정을 나타내는 공정 단계도이다.
도 3은 도 1의 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층을 더 포함하는 광학 코팅 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층을 더 포함하는 광학 코팅 구조의 공정 과정을 나타내는 공정 단계도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 층간 항균 코팅층을 구비한 광학 코팅 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5의 층간 항균 코팅층을 구비한 광학 코팅 구조의 공정 과정을 나타내는 공정 단계도이다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 광학 코팅 구조에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예들에 의해 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
본 명세서에 있어서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이며, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접촉되어"있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접촉되어 있을 수도 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접촉되어"있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "~사이에"와 "직접 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지는 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들면, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 층간 항균 코팅층을 구비한 광학 코팅 구조를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 층간 항균 코팅층을 구비한 광학 코팅 구조의 공정 과정을 나타내는 공정 단계도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 광학 코팅 구조(100)는 제1 기판(230), 반사 방지(AR: anti reflection) 코팅층(200), 베이스 코팅층(150), 항균 코팅층(170) 및 보호 코팅층(190)을 포함할 수 있다.
제1 기판(230)은 파괴에 대한 안정성 확보를 위해 투명 고분자 수지, 강화 또는 반강화 유리를 포함할 수 있다. 상기 투명 고분자 수지, 강화 또는 반강화 유리는 고경질과 고투과 및 스크래치 특성을 만족할 수 있다. 본 실시예에서, 제1 기판(230)은 화학 강화 유리를 포함할 수 있다.
반사 방지 코팅층(200)은 고굴절 물질 코팅층(110) 및 저굴절 물질 코팅층(130)을 포함할 수 있다. 제1 기판(230) 상에 반사 방지 코팅층(200)은 진공 기상 증착되어 형성될 수 있다(S510). 예를 들면, 고굴절 물질 코팅층(110)은 제1 기판(230) 상에 진공 기상 증착되고 제1 기판(230)을 덮을 수 있다. 저굴절 물질 코팅층(130)은 고굴절 물질 코팅층(110) 상에 진공 기상 증착되고 고굴절 물질 코팅층(110)을 덮을 수 있다. 또한, 반사 방지 코팅층(200)은 적어도 하나의 쌍으로 고굴절 물질 코팅층(110) 및 저굴절 물질 코팅층(130)을 포함할 수 있고, 고굴절 물질 코팅층(110) 및 저굴절 물질 코팅층(130)은 서로 교차하며 다수의 층으로 배치될 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 기판(230) 상에 저굴절 물질층(130) 배치되고 저굴절 물질층(130) 상에 고굴절 물질층(110)이 배치될 수 있다. 저굴절 물질층(130)은 이산화 규소(SiO2)를 포함할 수 있다. 상기 이산화 규소(SiO2)는 유리 재질의 제1 기판(230)과 밀착력을 높여줄 수 있고, 상기 이산화 규소(SiO2) 상에 증착되는 박막의 특성도 높여줄 수 있다.
고굴절 물질 코팅층(110) 및 저굴절 물질 코팅층(130)은 본 발명에 따른 광학 코팅 구조의 반사율을 조정하기 위해 형성된 층이다. 고굴절 물질 코팅층(110)은 고굴절 무기 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 고굴절 무기 산화물은 이산화티타늄(TiO2), 이산화지르코늄(ZrO2), 나이오븀산리튬(LiNbO3), 리튬탄탈레이트(LiTaO3), 란탄티타늄(LaTiO2)을 포함할 수 있다. 고굴절 물질 코팅층(110)의 굴절률은 1.70 내지 2.80, 바람직하게는 1.90 내지 2.80을 가질 수 있다.
저굴절 물질 코팅층(130)은 1.20 이상 1.50 이하의 저굴절율을 가질 수 있다. 저굴절 물질 코팅층(130)은 저굴절 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 저굴절 산화물은 규소 수지 또는 실리카를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 저굴절 물질 코팅층(130)은 이산화 규소(SiO2)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 반사 방지 코팅층(200)을 구비하는 경우, 광학 코팅 구조(100)의 투과율은 향상되고 반사율이 저감되는 효과가 있다.
베이스 코팅층(150)은 반사 방지 코팅층(200) 상에 배치되고, 반사 방지 코팅층(200)을 덮을 수 있다. 베이스 코팅층(150)은 반사 방지 코팅층(200) 상에 진공 기상 증착되어 형성될 수 있다(S520). 베이스 코팅층(150)은 이산화 규소(SiO2) 계 재료를 포함할 수 있다. 또한, 베이스 코팅층(150)은 항균 코팅층(170)이 베이스 코팅층(150) 상에 진공 기상 증착될 경우, 베이스 코팅층(150)과 항균 코팅층(170)의 접착력을 높일 수 있다.
실험적으로 항균 코팅층(170)은 반사 방지 코팅층(200) 상에 진공 기상 증착시키는 것보다 베이스 코팅층(150) 상에 진공 기상 증착시키는 것이 더 바람직하다. 반사 방지 코팅층(200) 상에 직접적으로 항균 코팅층(170)을 진공 기상 증착시킬 경우, 항균 코팅층(170)의 입자는 크기가 커서 층간 접착력이 저하될 수 있다.
항균 코팅층(170)은 베이스 코팅층(150) 상에 배치되고, 베이스 코팅층(150)을 덮을 수 있다. 항균 코팅층(170)은 베이스 코팅층(150) 상에 진공 기상 증착되어 형성 될 수 있다(S530). 또한, 항균 코팅층(170)은 은(Ag) 또는 산화아연(ZnO) 계 재료를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 항균 코팅층(170)은 아연(Zn) 또는 은(Ag) 이온을 포함할 수 있다.
상기 은 이온이 담긴 담체를 이용하여, 상기 은 이온은 진공 기상 증착 방법으로 상기 은 이온만 베이스층(150)에 코팅할 수 있다. 이러한 경우, 상기 은 이온은 무색 투명하면서 박막으로 코팅될 수 있다. 이산화 규소(SiO2)를 포함하는 베이스층(150) 상에 진공 기상 증착될 경우, 상기 은 이온은 이산화 규소(SiO2) 표면 상의 미세 개구와 결합할 수 있다. 다만, 상기 은의 가격은 비싸고, 상기 은을 제어하는 부분에서 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 상기 은 보다 가격이 싸고, 상기 은 보다 제어하기 쉬우며, 동일한 특성을 갖는 산화아연 계열을 항균 코팅층(170)의 주 재료로 사용할 수 있다.
항균 코팅층(170)은 아연(Zn) 또는 은(Ag) 등의 이온을 이용하여 세포막 및 효소 단백질 등과 결합하여 세포막을 파괴, 응고시켜 세포의 영양물 섭취를 방해하여 세균 서식을 억제할 수 있다.
보호 코팅층(190)은 항균 코팅층(170) 상에 배치되고, 항균 코팅층(170)을 덮을 수 있다. 보호 코팅층(190)은 항균 코팅층(170) 상에 진공 기상 증착되어 형성 될 수 있다(S540). 보호 코팅층(190)은 이산화 규소(SiO2) 계 재료를 포함할 수 있다. 또한, 보호 코팅층(190)은 항균 코팅층(170)이 베이스 코팅층(150) 상에 진공 기상 증착될 경우, 베이스 코팅층(150), 항균 코팅층(170) 및 보호 코팅층(190) 간에 접착력을 높일 수 있다. 또한, 항균 코팅층(170) 상에 보호 코팅층(190)을 배치함으로써, 보호 코팅층(190)은 항균 코팅층(170)을 보호할 수 있다.
결론적으로, 베이스 코팅층(150)과 보호 코팅층(190) 사이에 항균 코팅층(170)을 구비함으로써, 항균 코팅층(170)은 외부에 직접적인 노출이 없다. 따라서, 항균 코팅층(170)의 항균 특성은 지속적으로 유지될 수 있다.
도 3은 도 1의 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층을 더 포함하는 광학 코팅 구조를 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층을 더 포함하는 광학 코팅 구조의 공정 과정을 나타내는 공정 단계도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 광학 코팅 구조(100)는 제1 기판(230), 반사 방지(AR: anti reflection) 코팅층 (200), 베이스 코팅층(150), 항균 코팅층(170), 보호 코팅층(190) 및 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층을 포함할 수 있다.
제1 기판(230)은 파괴에 대한 안정성 확보를 위해 투명 고분자 수지, 강화 또는 반강화 유리를 포함할 수 있다. 상기 투명 고분자 수지, 강화 또는 반강화 유리는 고경질과 고투과 및 스크래치 특성을 만족할 수 있다. 본 실시예에서, 제1 기판(230)은 화학 강화 유리를 포함할 수 있다.
반사 방지 코팅층(200)은 고굴절 물질 코팅층(110) 및 저굴절 물질 코팅층(130)을 포함할 수 있다. 제1 기판(230) 상에 반사 방지 코팅층(200)은 진공 기상 증착되어 형성될 수 있다(S610). 예를 들면, 고굴절 물질 코팅층(110)은 제1 기판(230) 상에 진공 기상 증착되고 제1 기판(230)을 덮을 수 있다. 저굴절 물질 코팅층(130)은 고굴절 물질 코팅층(110) 상에 진공 기상 증착되고 고굴절 물질 코팅층(110)을 덮을 수 있다. 또한, 반사 방지 코팅층(200)은 적어도 하나의 쌍으로 고굴절 물질 코팅층(110) 및 저굴절 물질 코팅층(130)을 포함할 수 있고, 고굴절 물질 코팅층(110) 및 저굴절 물질 코팅층(130)은 서로 교차하며 다수의 층으로 배치될 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 기판(230) 상에 저굴절 물질층(130) 배치되고 저굴절 물질층(130) 상에 고굴절 물질층(110)이 배치될 수 있다. 저굴절 물질층(130)은 이산화 규소(SiO2)를 포함할 수 있다. 상기 이산화 규소(SiO2)는 유리 재질의 제1 기판(230)과 밀착력을 높여줄 수 있고, 상기 이산화 규소(SiO2) 상에 증착되는 박막의 특성도 높여줄 수 있다.
고굴절 물질 코팅층(110) 및 저굴절 물질 코팅층(130)은 본 발명에 따른 광학 코팅 구조의 반사율을 조정하기 위해 형성된 층이다. 고굴절 물질 코팅층(110)은 고굴절 무기 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 고굴절 무기 산화물은 이산화티타늄(TiO2), 이산화지르코늄(ZrO2), 나이오븀산리튬(LiNbO3), 리튬탄탈레이트(LiTaO3), 란탄티타늄(LaTiO2)을 포함할 수 있다. 고굴절 물질 코팅층(110)의 굴절률은 1.70 내지 2.80, 바람직하게는 1.90 내지 2.80을 가질 수 있다.
저굴절 물질 코팅층(130)은 1.20 이상 1.50 이하의 저굴절율을 가질 수 있다. 저굴절 물질 코팅층(130)은 저굴절 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 저굴절 산화물은 규소 수지 또는 실리카를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 저굴절 물질 코팅층(130)은 이산화 규소(SiO2)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 반사 방지 코팅층(200)을 구비하는 경우, 광학 코팅 구조(100)의 투과율은 향상되고 반사율이 저감되는 효과가 있다.
베이스 코팅층(150)은 반사 방지 코팅층(200) 상에 배치되고, 반사 방지 코팅층(200)을 덮을 수 있다. 베이스 코팅층(150)은 반사 방지 코팅층(200) 상에 진공 기상 증착되어 형성될 수 있다(S620). 베이스 코팅층(150)은 이산화 규소(SiO2) 계 재료를 포함할 수 있다. 또한, 베이스 코팅층(150)은 항균 코팅층(170)이 베이스 코팅층(150) 상에 진공 기상 증착될 경우, 베이스 코팅층(150)과 항균 코팅층(170)의 접착력을 높일 수 있다.
실험적으로 항균 코팅층(170)은 반사 방지 코팅층(200) 상에 진공 기상 증착시키는 것보다 베이스 코팅층(150) 상에 진공 기상 증착시키는 것이 더 바람직하다. 반사 방지 코팅층(200) 상에 직접적으로 항균 코팅층(170)을 진공 기상 증착시킬 경우, 항균 코팅층(170)의 입자는 크기가 커서 층간 접착력이 저하될 수 있다.
항균 코팅층(170)은 베이스 코팅층(150) 상에 배치되고, 베이스 코팅층(150)을 덮을 수 있다. 항균 코팅층(170)은 베이스 코팅층(150) 상에 진공 기상 증착되어 형성 될 수 있다(S630). 또한, 항균 코팅층(170)은 은(Ag) 또는 산화아연(ZnO) 계 재료를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 항균 코팅층(170)은 아연(Zn) 또는 은(Ag) 이온을 포함할 수 있다.
상기 은 이온이 담긴 담체를 이용하여, 상기 은 이온은 진공 기상 증착 방법으로 상기 은 이온만 베이스층(150)에 코팅할 수 있다. 이러한 경우, 상기 은 이온은 무색 투명하면서 박막으로 코팅될 수 있다. 이산화 규소(SiO2)를 포함하는 베이스층(150) 상에 진공 기상 증착될 경우, 상기 은 이온은 이산화 규소(SiO2) 표면 상의 미세 개구와 결합할 수 있다. 다만, 상기 은의 가격은 비싸고, 상기 은을 제어하는 부분에서 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 상기 은 보다 가격이 싸고, 상기 은 보다 제어하기 쉬우며, 동일한 특성을 갖는 산화아연 계열을 항균 코팅층(170)의 주 재료로 사용할 수 있다.
항균 코팅층(170)은 아연(Zn) 또는 은(Ag) 등의 이온을 이용하여 세포막 및 효소 단백질 등과 결합하여 세포막을 파괴, 응고시켜 세포의 영양물 섭취를 방해하여 세균 서식을 억제할 수 있다.
보호 코팅층(190)은 항균 코팅층(170) 상에 배치되고, 항균 코팅층(170)을 덮을 수 있다. 보호 코팅층(190)은 항균 코팅층(170) 상에 진공 기상 증착되어 형성 될 수 있다(S640). 보호 코팅층(190)은 이산화 규소(SiO2) 계 재료를 포함할 수 있다. 또한, 보호 코팅층(190)은 항균 코팅층(170)이 베이스 코팅층(150) 상에 진공 기상 증착될 경우, 베이스 코팅층(150), 항균 코팅층(170) 및 보호 코팅층(190) 간에 접착력을 높일 수 있다. 또한, 항균 코팅층(170) 상에 보호 코팅층(190)을 배치함으로써, 보호 코팅층(190)은 항균 코팅층(170)을 보호할 수 있다.
초발수 코팅층 또는 내지문 방지(AF: anti finger) 코팅층(210)은 보호 코팅층(190) 상에 배치되고, 보호 코팅층(190)을 덮을 수 있다. 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)은 보호 코팅층(190) 상에 진공 기상 증착되어 형성 될 수 있다(S650). 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)은 불소(F) 계 재료를 포함할 수 있다. 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)은 초발수 또는 내지문 방지 코팅액을 붓칠 또는 스프레이를 이용하여 코팅한 이후에 열경화하는 습식 코팅 방식으로 코팅되거나 증착 방식을 이용한 건식 코팅 방식으로 코팅할 수 있다.
또한, 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)은 지문, 이문, 얼룩등의 불순물을 쉽게 제거하는 내지문 기능을 개선시키고, 상기 광학용 화학 강화 유리의 경도, 투과율, 반사율에 영향을 주지 않는다. 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)은 터치스크린 상에 터치감을 향상 시킬 수 있다.
결론적으로, 베이스 코팅층(150)과 보호 코팅층(190) 사이에 항균 코팅층(170)을 구비함으로써, 항균 코팅층(170)은 외부에 직접적인 노출이 없고, 항균 코팅층(170)의 항균 특성은 지속적으로 유지될 수 있다. 또한, 보호 코팅층(190) 상에 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)을 구비함으로써, 물이나 지문 등의 외부 자극에 대해 보호받을 수 있고, 터치스크린 상에 터치감을 향상 시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 층간 항균 코팅층을 구비한 광학 코팅 구조를 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 5의 층간 항균 코팅층을 구비한 광학 코팅 구조의 공정 과정을 나타내는 공정 단계도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 광학 코팅 구조(300)는 제1 기판(230), 베이스 코팅층(150), 항균 코팅층(170), 보호 코팅층(190) 및 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층을 포함할 수 있다.
제1 기판(230)은 파괴에 대한 안정성 확보를 위해 투명 고분자 수지, 강화 또는 반강화 유리를 포함할 수 있다. 상기 투명 고분자 수지, 강화 또는 반강화 유리는 고경질과 고투과 및 스크래치 특성을 만족할 수 있다. 본 실시예에서, 제1 기판(230)은 화학 강화 유리를 포함할 수 있다.
베이스 코팅층(150)은 제1 기판(230) 상에 배치되고, 제1 기판(230)을 덮을 수 있다. 베이스 코팅층(150)은 제1 기판(230) 상에 진공 기상 증착되어 형성될 수 있다(S710). 베이스 코팅층(150)은 이산화 규소(SiO2) 계 재료를 포함할 수 있다. 상기 이산화 규소(SiO2)는 유리 재질의 제1 기판(230)과 밀착력을 높여줄 수 있고, 상기 이산화 규소(SiO2) 상에 증착되는 박막의 특성도 높여줄 수 있다. 또한, 베이스 코팅층(150)은 항균 코팅층(170)이 베이스 코팅층(150) 상에 진공 기상 증착될 경우, 베이스 코팅층(150)과 항균 코팅층(170)의 접착력을 높일 수 있다.
보다 상세하게는, 베이스 코팅층(150)이 저굴절 물질 재료인 이산화 규소(SiO2) 등을 포함할 경우, 베이스 코팅층(150)은 저굴절 물질 코팅층을 구성하지 않아도 동일한 광학적 효과를 낼 수 있다. 다만, 상기와 같은 광학적 효과를 내려면 베이스 코팅층(150)은 적당한 두께를 가져야 한다.
항균 코팅층(170)은 베이스 코팅층(150) 상에 배치되고, 베이스 코팅층(150)을 덮을 수 있다. 항균 코팅층(170)은 베이스 코팅층(150) 상에 진공 기상 증착되어 형성 될 수 있다(S720). 또한, 은(Ag) 또는 산화아연(ZnO) 계 재료를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 항균 코팅층(170)은 아연(Zn) 또는 은(Ag) 이온을 포함할 수 있다.
상기 은 이온이 담긴 담체를 이용하여, 상기 은 이온은 진공 기상 증착 방법으로 상기 은 이온만 베이스층(150)에 코팅할 수 있다. 이러한 경우, 상기 은 이온은 무색 투명하면서 박막으로 코팅될 수 있다. 이산화 규소(SiO2)를 포함하는 베이스층(150) 상에 진공 기상 증착될 경우, 상기 은 이온은 이산화 규소(SiO2) 표면 상의 미세 개구와 결합할 수 있다. 다만, 상기 은의 가격은 비싸고, 상기 은을 제어하는 부분에서 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 상기 은 보다 가격이 싸고, 상기 은 보다 제어하기 쉬우며, 동일한 특성을 갖는 산화아연 계열을 항균 코팅층(170)의 주 재료로 사용할 수 있다.
항균 코팅층(170)은 아연(Zn) 또는 은(Ag) 등의 이온을 이용하여 세포막 및 효소 단백질 등과 결합하여 세포막을 파괴, 응고시켜 세포의 영양물 섭취를 방해하여 세균 서식을 억제할 수 있다.
보다 상세하게는, 항균 코팅층(170)이 고굴절 물질 재료인 이산화티타늄(TiO2) 또는 산화아연(ZnO) 등을 포함할 경우, 항균 코팅층(170)은 고굴절 물질 코팅층을 구성하지 않아도 동일한 광학적 효과를 낼 수 있다. 다만, 상기와 같은 광학적 효과를 내려면 항균 코팅층(170)은 적당한 두께를 가져야 한다.
보호 코팅층(190)은 항균 코팅층(170) 상에 배치되고, 항균 코팅층(170)을 덮을 수 있다. 보호 코팅층(190)은 항균 코팅층(170) 상에 진공 기상 증착되어 형성 될 수 있다(S730). 보호 코팅층(190)은 이산화 규소(SiO2) 계 재료를 포함할 수 있다. 또한, 보호 코팅층(190)은 항균 코팅층(170)이 베이스 코팅층(150) 상에 진공 기상 증착될 경우, 베이스 코팅층(150), 항균 코팅층(170) 및 보호 코팅층(190) 간에 접착력을 높일 수 있다. 또한, 항균 코팅층(170) 상에 보호 코팅층(190)을 배치함으로써, 보호 코팅층(190)은 항균 코팅층(170)을 보호할 수 있다.
보다 상세하게는, 보호 코팅층(190)이 저굴절 물질 재료인 이산화 규소(SiO2) 등을 포함할 경우, 보호 코팅층(190)은 저굴절 물질 코팅층을 구성하지 않아도 동일한 광학적 효과를 낼 수 있다. 다만, 상기와 같은 광학적 효과를 내려면 보호 코팅층(190)은 적당한 두께를 가져야 한다.
초발수 코팅층 또는 내지문 방지(AF: anti finger) 코팅층(210)은 보호 코팅층(190) 상에 배치되고, 보호 코팅층(190)을 덮을 수 있다. 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)은 보호 코팅층(190) 상에 진공 기상 증착되어 형성 될 수 있다(S740). 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)은 불소(F) 계 재료를 포함할 수 있다. 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)은 초발수 또는 내지문 방지 코팅액을 붓칠 또는 스프레이를 이용하여 코팅한 이후에 열경화하는 습식 코팅 방식으로 코팅되거나 증착 방식을 이용한 건식 코팅 방식으로 코팅할 수 있다.
또한, 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)은 지문, 이문, 얼룩등의 불순물을 쉽게 제거하는 내지문 기능을 개선시키고, 상기 광학용 화학 강화 유리의 경도, 투과율, 반사율에 영향을 주지 않는다. 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)은 터치스크린 상에 터치감을 향상 시킬 수 있다.
결론적으로, 베이스 코팅층(150)과 보호 코팅층(190) 사이에 항균 코팅층(170)을 구비함으로써, 항균 코팅층(170)은 외부에 직접적인 노출이 없고, 항균 코팅층(170)의 항균 특성은 지속적으로 유지될 수 있다. 광학 코팅 구조(300)는 고굴절 물질 코팅층 및 저굴절 물질 코팅층을 구비하지 않고, 베이스 코팅층(150), 항균 코팅층(170) 및 보호 코팅층(190)의 두께를 적절하게 조절하여 고굴절 물질 코팅층 및 저굴절 물질 코팅층의 광학적 특성을 가질 수 있다. 또한, 보호 코팅층(190) 상에 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)을 구비함으로써, 물이나 지문 등의 외부 자극에 대해 보호받을 수 있고, 터치스크린 상에 터치감을 향상 시킬 수 있다.
본 실시예에 따른, 광학 코팅 구조(300)의 특성을 증명하기 위하여 실험을 진행하였다.
상기 실험은 광학 코팅 구조(300)를 구비하여 항균 평가 및 신뢰성 평가에 대한 수치적 분석(numerical analysis)이다.
내용 시험균주: Staphylococcus aureus ATCC 6538p
접종균 농도(CFU/㎖) 2.3 x 105
증식치(F) 1.7
Ma 2.3 x 105
Mb 1.3 x 107
Mc 5.2 x 104
항균활성치(S)-감소율(%) (2.4) 99.6%
표 1은 도 5의 광학 코팅 구조(300)의 항균 평가를 나타내는 표이다.
표 1을 참조하면, 실험적으로 베이스 코팅층(150)과 보호 코팅층(190) 사이에 항균 코팅층(170)을 구비할 경우, 항균 코팅층(170)의 항균 특성이 보호 코팅층(190) 및 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)에 의해 저하되지 않았다. 실질적으로, 평가 결과 층간 항균 코팅층(170)을 구비하는 광학 코팅 구조(300)의 항균력은 95% 이상으로 확인되었다.
표 1에 나타낸 봐와 같이, 베이스 코팅층(150)과 보호 코팅층(190) 사이에 항균 코팅층(170)을 구비하여도 항균 코팅층(170)의 항균 특성은 지속적으로 유지될 수 있다.
평가항목 평가방법 기준 평가 결과
내마모 무게: 500g
횟수: 1500회
속도: 40rpm
산업용 지우개		 외관 변화 없을 것
내지문층 특성
문제 없을 것
(접촉각 ±15도
이내 일 것)		 만족
고온고습 온도/습도:
85℃ / 85%
시간: 72H		 만족
자외선 Lamp와 20cm 이격한
위치에 방치
시간: 72H		 만족
표 2는 도 5의 광학 코팅 구조(300)의 신뢰성 평가를 나타내는 표이다.
표2를 참고하면, 실험적으로 보호 코팅층(190) 상에 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)을 구비할 경우, 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)의 신뢰성은 저하되지 않았다.
표 2에 도시된 바와 같이, 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층(210)의 내마모 특성, 고온고습 및 자외선 노출시에도 신뢰성 평가 결과 모두 만족하는 결과가 확인되었다.
본 발명은 터치 스크린 패널을 이용한 디스플레이 장치를 구비하는 모든 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 노트북, 휴대폰, 스마트폰, 피디에이(PDA) 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 광학 코팅 구조 110: 고굴절 물질 코팅층
130: 저굴절 물질 코팅층 150: 베이스 코팅층
170: 항균 코팅층 190: 보호 코팅층
200: 반사 방지 코팅층
210: 초발수 코팅층 또는 내지문 방지 코팅층
230: 제1 기판 300: 광학 코팅 구조

Claims (15)

  1. 제1 부재;
    상기 제1 부재 상에 배치되고, 상기 제1 부재를 덮는 반사 방지(AR: anti reflection) 코팅층;
    상기 반사 방지 코팅층을 덮는 베이스 코팅층;
    상기 베이스 코팅층 상에 배치되고, 외부에 노출되지 않으며 층간에 형성되는 항균 코팅층; 및
    상기 항균 코팅층을 덮는 보호 코팅층을 포함하고,
    상기 항균 코팅층은 아연(Zn) 또는 은(Ag)을 포함하며,
    상기 항균 코팅층은 외부 공기 및 외부 자극에 직접적으로 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 광학 코팅 구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 항균 코팅층은 상기 베이스 코팅층과 상기 보호 코팅층 사이에 배치되며, 베이스 코팅층 상에 진공 기상 증착되는 것을 특징으로 하는 광학 코팅 구조.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 코팅층은 표면 상에 형성된 미세 개구를 갖는 이산화 규소를 포함하고, 이온 형태로 구성된 아연 또는 은이 상기 미세 개구와 결합하여 상기 항균 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 코팅 구조.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 반사 방지 코팅층은 고굴절 물질 코팅층 및 저굴절 물질 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 코팅 구조.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 반사 방지 코팅층의 상기 고굴절 물질 코팅층 및 저굴절 물질 코팅층은 순차적으로 적층되는 것을 특징으로 하는 광학 코팅 구조.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 반사 방지 코팅층은 적어도 하나의 상기 고굴절 물질 코팅층 및 저굴절 물질 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 코팅 구조.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 부재는 화학 강화 유리인 것을 특징으로 하는 광학 코팅 구조.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 보호 코팅층 상에 초발수 코팅층 또는 내지문 방지(AF: anti finger) 코팅층을 더 포함하는 광학 코팅 구조.
  9. 제1 부재;
    상기 제1 부재를 덮는 베이스 코팅층;
    상기 베이스 코팅층 상에 배치되고, 외부에 노출되지 않으며 층간에 형성되는 항균 코팅층;
    상기 항균 코팅층을 덮는 보호 코팅층; 및
    보호 코팅층 상에 초발수 코팅층 또는 내지문 방지(AF: anti finger) 코팅층을 포함하고,
    상기 항균 코팅층은 아연 또는 은을 포함하며,
    상기 항균 코팅층은 외부 공기 및 외부 자극에 직접적으로 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 광학 코팅 구조.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 항균 코팅층은 상기 베이스 코팅층과 상기 보호 코팅층 사이에 배치되며, 베이스 코팅층 상에 진공 기상 증착되는 것을 특징으로 하는 광학 코팅 구조.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 베이스 코팅층은 표면 상에 형성된 미세 개구를 갖는 이산화 규소를 포함하고, 이온 형태로 구성된 아연 또는 은이 상기 미세 개구와 결합하여 상기 항균 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 코팅 구조.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 항균 코팅층은 고굴절 물질 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 코팅 구조.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 베이스 코팅층 및 상기 보호 코팅층은 저굴절 물질 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 코팅 구조.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 항균 코팅층, 상기 베이스 코팅층 및 보호 코팅층의 두께는 특정한 굴절율을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 코팅 구조.
  15. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 부재는 화학 강화 유리인 것을 특징으로 하는 광학 코팅 구조.
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