KR102623556B1 - 광학 부재, 이의 제조방법 및 상기 광학 부재를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

광학 부재, 이의 제조방법 및 상기 광학 부재를 포함하는 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102623556B1
KR102623556B1 KR1020180161217A KR20180161217A KR102623556B1 KR 102623556 B1 KR102623556 B1 KR 102623556B1 KR 1020180161217 A KR1020180161217 A KR 1020180161217A KR 20180161217 A KR20180161217 A KR 20180161217A KR 102623556 B1 KR102623556 B1 KR 102623556B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
alumina
ceramic layer
transparent ceramic
optical member
paragraph
Prior art date
Application number
KR1020180161217A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200073002A (ko
Inventor
권명종
박병하
배준철
김기남
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020180161217A priority Critical patent/KR102623556B1/ko
Priority to US16/554,007 priority patent/US20200189971A1/en
Priority to EP19211823.0A priority patent/EP3677933B1/en
Publication of KR20200073002A publication Critical patent/KR20200073002A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102623556B1 publication Critical patent/KR102623556B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23—Oxides
    • C03C17/245—Oxides by deposition from the vapour phase
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/44—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminates
    • C04B35/443—Magnesium aluminate spinel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/62222—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining ceramic coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/061—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances by melting out
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C23C14/081—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C23C14/082—Oxides of alkaline earth metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/58—After-treatment
    • C23C14/5806—Thermal treatment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C03C2217/73—Anti-reflective coatings with specific characteristics
    • C03C2217/734—Anti-reflective coatings with specific characteristics comprising an alternation of high and low refractive indexes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C03C2217/78—Coatings specially designed to be durable, e.g. scratch-resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase
    • C03C2218/154—Deposition methods from the vapour phase by sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
    • C03C2218/32—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0075—Cleaning of glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/3222—Aluminates other than alumino-silicates, e.g. spinel (MgAl2O4)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/76—Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
    • C04B2235/762—Cubic symmetry, e.g. beta-SiC
    • C04B2235/763—Spinel structure AB2O4
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9646—Optical properties
    • C04B2235/9653—Translucent or transparent ceramics other than alumina

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

Abstract

투명 기재, 상기 투명 기재 상에 위치하는 알루미나계 제1 투명 세라믹층, 및 상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층 상에 위치하는 알루미나계 제2 투명 세라믹층을 포함하고, 상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층 및 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 각각 독립적으로 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지고, 상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층의 굴절율이 상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층의 굴절율보다 작은 광학 부재, 상기 광학 부재 제조방법 및 상기 광학 부재를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

Description

광학 부재, 이의 제조방법 및 상기 광학 부재를 포함하는 표시 장치 {OPTICAL MEMBER, METHOD FOR PRODUCING THE SAME AND DISPLAY DEVICE COMPRING THE SAME}
광학 부재, 이의 제조방법 및 상기 광학 부재를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
스마트폰 또는 태블릿 PC와 같은 휴대용 전자기기가 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 휴대용 전자기기는 실내뿐 아니라 야외에서도 많이 사용되므로 햇빛이 강한 야외에서도 시인성을 확보할 필요가 있다. 뿐만 아니라 이러한 휴대용 전자기기는 손 또는 펜으로 자주 접촉하므로 기계적 내구성 또한 확보할 필요가 있다.
일 구현예는 시인성 및 기계적 내구성을 동시에 만족할 수 있는 광학 부재를 제공한다.
다른 구현예는 상기 광학 부재의 제조방법을 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 광학 부재를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 투명 기재, 상기 투명 기재 상에 위치하는 알루미나계 제1 투명 세라믹층, 및 상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층 상에 위치하는 알루미나계 제2 투명 세라믹층을 포함하고, 상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층 및 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 각각 독립적으로 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지고, 상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층의 굴절율이 상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층의 굴절율보다 작은 광학 부재를 제공한다.
상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층은 1.55 내지 1.65의 굴절율을 가지고, 상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 1.3 내지 1.5의 굴절율을 가질 수 있다.
상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층의 밀도는 상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층의 밀도보다 작을 수 있다.
상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층은 2.8 g/cm3 내지 3.5 g/cm3의 밀도를 가지고, 상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 1.8 g/cm3 내지 2.4 g/cm3의 밀도를 가질 수 있다.
상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층은 50 nm 내지 150 nm의 두께를 가지고, 상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 20 nm 내지 100 nm의 두께를 가질 수 있다.
상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층 및 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 각각 독립적으로 상분리 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 상분리 첨가제는 Na2O, CaO 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층 내 상분리 첨가제의 함량은 상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층 내 상분리 첨가제의 함량보다 많을 수 있다.
상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층 및 상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 각각 독립적으로 MgAl2O4, 알루미늄 옥시나이트라이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 조성을 가질 수 있다.
상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층은 비다공성 구조를 가질 수 있다.
상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 다공성 구조를 가질 수 있다.
다른 일 구현예에 따르면, 투명기재를 준비하는 단계; 상기 투명기재 상에 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지는 알루미나계 세라믹 재료를 증착하는 단계; 및 상기 증착 후 열처리 및 세정하는 단계를 포함하는 광학 부재 제조방법을 제공한다.
상기 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지는 알루미나계 세라믹 재료는 MgAl2O4, 알루미늄 옥시나이트라이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 조성을 가질 수 있다.
상기 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지는 알루미나계 세라믹 재료는 상분리 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 열처리는 400℃ 내지 600℃의 온도에서 1시간 동안 실시할 수 있다.
상기 열처리 및 세정하는 단계는 상기 증착 후 1회 내지 3회 실시할 수 있다.
상기 상분리 첨가제는 Na2O, CaO 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 광학 부재를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
야외 시인성 및 기계적 내구성을 동시에 만족할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 광학 부재를 제조하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 투명기재 및 상기 투명기재 상에 글래스-프리(glass-free) 조성을 가지는 알루미나계 세라믹 재료를 증착한 부재의 열처리 전 FE-SEM 사진이고,
도 3은 투명기재 및 상기 투명기재 상에 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지는 알루미나계 세라믹 재료를 증착한 부재의 열처리 및 세정한 후의 FE-SEM 사진이다.
도 4는 일 구현예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 다른 일 구현예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
이하, 구현예에 대하여 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 실제 적용되는 구조는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도면에서 본 구현예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하였다.
본 명세서에서 굴절율이라 함은 550nm 파장에서의 굴절율을 의미할 수 있다.
이하에서 ‘조합’이란 둘 이상의 혼합 및 둘 이상의 적층 구조를 포함한다.
이하, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 구현예를 상세히 설명한다. 그러나 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
이하 일 구현예에 따른 광학 부재에 대하여 설명한다.
일 구현예에 따른 광학 부재는 투명 기재, 상기 투명 기재 상에 위치하는 알루미나계 제1 투명 세라믹층, 및 상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층 상에 위치하는 알루미나계 제2 투명 세라믹층을 포함하고, 상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층 및 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 각각 독립적으로 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지고, 상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층의 굴절율이 상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층의 굴절율보다 작다.
최근 모바일 디스플레이 소자 등의 사용이 매우 대중화되면서, 실내에서뿐만 아니라 실외에서도 모바일 디스플레이 소자 등을 사용하는 일이 빈번해지고 있다. 그러나, 현재까지의 모바일 디스플레이 소자 등은 실내에서는 시인성이 우수하나, 햇빛이 강한 야외환경(10Lux 이상)에서는 화면 시인성이 저하되어, 사용환경에 제한을 받고 있다. 이는 실내가 아닌 실외에서는 외광 반사량이 디스플레이 소자 자체의 휘도보다 높아져 화면 시인이 잘 되지 않기 때문이다. 이에 야외환경에서 화면 시인성을 높이기 위해 모바일 디스플레이 소자 자체의 휘도를 매우 높이는 방법으로 화면 시인성을 확보하려고 하였으나, 이는 임시방편에 불과하며, 결국 저전력 하에서의 구동특성을 확보할 수 있는 모바일 디스플레이 소자 등에 대한 연구가 계속되고 있다.
종래에는 야외환경에서의 화면 시인성 확보를 위해 글래스 소재, 즉 실리카 함유 나노 소재를 사용하여 반사율을 낮추기도 하였는데, 소재 자체가 글래스이기 때문에 광학특성은 우수하나, 기계적 내구성이 크게 저하되는 문제가 있었다.
일 구현예에 따른 광학 부재는 실리카-프리 조성을 가지는 알루미나계 투명 세라믹층을 투명 기재 상에 위치시키고, 상기 알루미나계 투명 세라믹층을 2개의 층으로 분리시켜, 상기 알루미나계 투명 세라믹층 각각의 굴절율을 상이하게 함으로써, 고경도 및 저반사 특성을 동시에 만족시킬 수 있다. 즉, 일 구현예에 따른 광학 부재를 사용하면 야외 시인성 및 기계적 내구성이 모두 우수한 디스플레이 소자 등의 제공이 가능해진다.
도 1은 일 구현예에 따른 광학 부재의 제조방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 광학 부재(1)는 투명 기재(10)와 투명 기재(10) 위에 위치하는 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지는 알루미나계 투명 세라믹층(20)을 포함한다. 상기 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지는 알루미나계 투명 세라믹층은 굴절율이 높은 알루미나계 제1 투명 세라믹층(21) 및 굴절율이 낮은 알루미나계 제2 투명 세라믹층(22)으로 구성된다. 즉, 상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층의 굴절율이 상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층의 굴절율보다 작다.
투명 기재(10)는 유리 또는 고분자 기재일 수 있으며, 고분자 기재는 예컨대 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 이들의 공중합체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
투명 기재(10)는 예컨대 유리일 수 있고 예컨대 강화 유리일 수 있다.
투명 기재(10)는 예컨대 약 92% 이상의 광 투과율 및 약 8% 이하의 반사율을 가질 수 있다. 투명 기재(10)는 예컨대 약 500㎛ 이하의 두께를 가질 수 있으며, 예컨대 약 25㎛ 내지 500㎛ 두께를 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 50㎛ 내지 500㎛ 두께를 가질 수 있다.
알루미나계 투명 세라믹층(20)은 MgAl2O4(Mg-스피넬계), 알루미늄 옥시나이트라이드(Al23O27N5; ALON) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 조성을 가질 수 있으며, 알루미나계 투명 세라믹층(20)이 기존의 실리카계 조성 대신 알루미나계 조성을 가짐으로써, 경도(기계적 특성)를 크게 향상시킬 수 있다(예컨대, 기존의 실리카계 조성의 경우 모스(Mohs) 경도가 7이나, 알루미나계 조성의 경우 모스 경도가 9임). 일 예로, 광학 부재(1)의 표면은 내스크래치 특성, 높은 표면 경도 및 연필 경도를 가질 수 있다. 일 예로, 광학 부재(1)는 약 7.0GPa 이상의 표면경도를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 7.1GPa 이상, 예컨대 약 7.2GPa 이상, 예컨대 약 7.3GPa 이상, 예컨대 7.4GPa 이상의 표면경도를 가질 수 있다. 일 예로, 광학 부재(1)는 약 5H 이상의 연필 경도를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 6H 이상, 예컨대 약 7H 이상, 예컨대 약 8H 이상, 예컨대 약 9H 이상의 연필 경도를 가질 수 있다.
알루미나계 투명 세라믹층(20)은 상분리 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이 때 알루미나계 투명 세라믹층(20)을 열처리할 경우, 알루미나계 투명 세라믹층(20)은 서로 다른 물성을 가지는 2개의 층으로 분리될 수 있다. 예컨대, 투명 기재(10)에 인접한 알루미나계 투명 세라믹층은 높은 밀도를 가지는 알루미나계 제1 투명 세라믹층(21)이 되고, 투명 기재(10)에 인접하지 않은 알루미나계 투명 세라믹층은 다공성 구조의 알루미나계 제2 투명 세라믹층(22)이 될 수 있다.
알루미나계 제1 투명 세라믹층(21) 및 알루미나계 제2 투명 세라믹층(22)은 각각 독립적으로 MgAl2O4(Mg-스피넬계), 알루미늄 옥시나이트라이드(Al23O27N5; ALON) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 조성을 가질 수 있다.
알루미나계 제2 투명 세라믹층(22)의 굴절율이 알루미나계 제1 투명 세라믹층(21)의 굴절율보다 작아야 하며, 이 경우 일 구현예에 따른 광학 부재가 고경도 및 저반사 특성을 동시에 가질 수 있다.
알루미나계 제1 투명 세라믹층(21)은 1.55 내지 1.65의 굴절율을 가질 수 있고, 알루미나계 제2 투명 세라믹층(22)은 1.3 내지 1.5의 굴절율을 가질 수 있다.
알루미나계 투명 세라믹층(20)은 상분리 첨가제로 Na2O, CaO 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 그리고 이를 열처리하여 구분된 알루미나계 제1 투명 세라믹층(21) 및 알루미나계 제2 투명 세라믹층(22) 또한 각각 독립적으로 상기 상분리 첨가제, 예컨대 Na2O, CaO 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 알루미나계 제 1 및 제 2 투명세라믹층의 상분리 첨가제 함량은 증착 후 큰 차이가 없으며, 열처리 공정을 통해 표면의 상분리 첨가제가 상기 알루미나계 제 1 및 제 2 투명세라믹층으로부터 석출되어 나오며, 석출된 물질은 초순수에 녹아 다공성 구조를 형성하게 된다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 투명세라믹 층의 초기 상분리 첨가제의 함량은 차이가 없으며 열처리 및 세정 공정을 통해 제 2 투명세라믹층의 상분리 첨가제의 농도가 제 1 투명세라층의 상분리 첨가제의 농도보다 낮아지게 된다. 구체적으로, 상기 상분리 첨가제를 포함하는 알루미나계 투명 세라믹층(20)은 열처리 공정을 통해 알루미나계 투명 세라믹층(20) 일부분에서만 상분리 첨가제 기반 물질이 상분리되어 석출되는 현상이 발생되고, 상기 석출된 상분리 첨가제 기반 물질을 정제수 등으로 세척하면 알루미나계 투명 세라믹층(20) 일부 영역, 즉 알루미나계 제2 투명 세라믹층(22)이 다공성 구조를 가지게 된다. 상기 다공성 구조를 가짐으로 인해 알루미나계 제2 투명 세라믹층(22)은 저반사층으로서의 역할을 수행할 수 있다. 그리고, 알루미나계 제2 투명 세라믹층(22)만 나노기공을 갖는 다공성 구조를 가짐으로 인해, 즉 알루미나계 투명 세라믹층(20)의 일부분만 다공성 구조의 저반사층을 가짐으로 인해, 저반사층(알루미나계 제2 투명 세라믹층)과 고경도층(비다공성 구조의 알루미나계 제1 세라믹층)이 일체화되어, 일 구현예에 따른 광학 부재는 기계적 특성 및 광학 특성을 동시에 향상시킬 수 있다.
나아가, 상기와 같은 다공성 구조의 존부가, 전술한 굴절율의 차이, 즉 알루미나계 제2 투명 세라믹층(21)의 굴절율이 알루미나계 제1 투명 세라믹층(21)의 굴절율보다 작은 구성에 영향을 주어, 일 구현예에 따른 광학 부재가 우수한 기계적 특성 및 광학 특성을 가지는 데 기여할 수 있다.
예컨대, 알루미나계 제2 투명 세라믹층(22)의 밀도는 알루미나계 제1 투명 세라믹층(21)의 밀도보다 작을 수 있다. 알루미나계 제2 투명 세라믹층(22)이 알루미나계 제1 투명 세라믹층(21)보다 작은 밀도를 가짐으로써, 기계적 특성을 향상시킬 수 있다. 즉, 저밀도층 아래에 고밀도층을 형성함으로써, 광학부재 전체의 기계적 특성이 향상될 수 있다.
예컨대, 알루미나계 제1 투명 세라믹층(21)은 2.8 g/cm3 내지 3.5 g/cm3의 밀도를 가지고, 알루미나계 제2 투명 세라믹층(22)은 1.8 g/cm3 내지 2.4 g/cm3의 밀도를 가질 수 있다.
알루미나계 제1 투명 세라믹층(21)은 50 nm 내지 150 nm의 두께, 예컨대 80 nm 내지 150 nm의 두께, 예컨대 100 nm 내지 150 nm의 두께를 가지고, 알루미나계 제2 투명 세라믹층(22)은 20 nm 내지 100 nm의 두께, 예컨대 30 nm 내지 80 nm의 두께, 예컨대 30 nm 내지 75 nm의 두께를 가질 수 있다.
광학 부재(1)는 투명 광학 부재일 수 있으며, 예컨대 약 93% 이상의 광 투과율 및 약 0.5 이하의 헤이즈, 예컨대 약 0.4 이하의 헤이즈, 예컨대 약 0.3 이하의 헤이즈, 예컨대 약 0.2 이하의 헤이즈를 만족할 수 있다.
한편, 일 구현예에 따른 광학 부재는 전술한 구현예에 따른 광학 부재와 달리 투명 기재(10)와 알루미나계 투명 세라믹층(20), 구체적으로 투명 기재(10)와 알루미나계 제1 투명 세라믹층(21) 사이에 위치하는 보조층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 보조층은 알루미나계 제1 투명 세라믹층(21)보다 높은 굴절률을 가지는 고굴절층일 수 있으며, 예컨대 약 1.7 이상의 굴절률을 가질 수 있다. 상기 보조층은 예컨대 TiO2, ZrO2 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 약 10nm 내지 140nm 두께로 형성할 수 있다.
일 구현예에 따른 광학 부재(1)는 상기 보조층을 더 포함함으로써 반사방지 특성을 더욱 개선할 수 있다.
이하 도 1의 광학 부재의 제조 방법의 일 예에 대하여 설명한다.
다른 일 구현예는 투명기재를 준비하는 단계; 상기 투명기재 상에 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지는 알루미나계 세라믹 재료를 증착하는 단계; 및 상기 증착 후 열처리 및 세정하는 단계를 포함하는 광학 부재 제조방법을 제공한다.
상기 투명기재 상에 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지는 알루미나계 세라믹 재료를 증착하는 단계는 스프터링에 의한 박막 증착 공정에 의할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지는 알루미나계 세라믹 재료는 MgAl2O4, 알루미늄 옥시나이트라이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 조성을 가질 수 있고, 상분리 첨가제, 예컨대 Na2O, CaO 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.
상기 열처리는 400℃ 내지 600℃의 온도, 예컨대 450℃ 내지 550℃의 온도, 예컨대 500℃에서 30분 내지 2시간, 예컨대 40분 내지 90분, 예컨대 1시간 동안 실시할 수 있다. 상기 가열을 하면, 상분리 첨가제로 인해 상분리 및 석출현상이 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지는 알루미나계 세라믹 재료의 표면에서 발생하여, 비다공성 구조의 알루미나계 제1 투명 세라믹층(21) 및 다공성 구조의 알루미나계 제2 투명 세라믹층(22)을 형성하게 된다.
예컨대, 상기 열처리 및 세정하는 단계는 상기 증착 후 1회 실시하거나 2회 내지 3회 반복 실시하는 단계일 수 있다.
상기 열처리 및 세정하는 단계가 반복될수록 알루미나계 제2 투명 세라믹층(22)의 두께는 점점 두꺼워지는 반면, 알루미나계 제1 투명 세라믹층(21)의 두께는 점점 얇아지게 된다. 따라서, 상기 열처리 및 세정하는 단계가 반복되면 반복될수록 광학특성을 우수해지나(반사율이 갈수록 낮아짐), 표면경도 등의 기계적 특성이 저하되는 바, 상기 열처리 및 세정하는 단계는 1회 내지 3회에 한하여 실시하는 것이 바람직하다.
상기 세정은 증류수 등으로 30초 내지 5분, 예컨대 30초 내지 3분, 예컨대 1분의 시간 동안 수행할 수 있다.
다른 일 구현예는 광학 부재(1)를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
즉, 전술한 광학 부재는 표시 장치용 윈도우에 사용될 수 있다.
표시 장치용 윈도우는 전술한 광학 부재를 포함함으로써 반사방지 특성과 하드코팅 특성 및/또는 내스크래치 특성을 동시에 구현할 수 있어서 시인성 및 기계적 내구성을 동시에 확보할 수 있다.
표시 장치용 윈도우는 광학 부재의 하부 및/또는 상부에 또 다른 보조층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
표시 장치용 윈도우는 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다. 전자 기기는 예컨대 액정 표시 장치 또는 유기 발광 표시 장치와 같은 표시 장치일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
표시 장치용 윈도우는 표시 패널 위에 부착될 수 있다. 이 때 표시 패널과 표시 장치용 윈도우는 직접 결합되거나 점착제 또는 접착제를 개재하여 결합될 수 있다.
도 4는 일 구현예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 4를 참고하면, 일 구현예에 따른 표시 장치(100)는 표시 패널(50), 표시 장치용 윈도우(1') 및 점착층(도시하지 않음)을 포함한다.
표시 패널(50)은 예컨대 유기 발광 표시 패널 또는 액정 표시 패널일 수 있다.
표시 장치용 윈도우(1')는 관찰자 측에 배치될 수 있으며, 그 구조는 전술한 광학 부재(1)와 같다.
표시 패널(50)과 표시 장치용 윈도우(1')는 점착층에 의해 결합되어 있을 수 있다. 점착층은 점착제 또는 접착제를 포함할 수 있으며, 예컨대 광학 투명 점착제(OCA)를 포함할 수 있다. 점착층은 생략될 수 있다.
표시 패널(50)과 표시 장치용 윈도우(1') 사이에는 추가적으로 다른 층이 개재될 수 있으며, 예컨대 단일층 또는 복수층의 고분자 층(미도시)과 선택적으로 투명점착층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
도 5는 다른 구현예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 5를 참고하면, 일 구현예에 따른 표시 장치(200)는 표시 패널(50), 표시 장치용 윈도우(1'), 그리고 표시 패널(50)과 표시 장치용 윈도우(1') 사이에 위치하는 터치 패널(70)을 포함한다.
표시 패널(50)은 예컨대 유기 발광 표시 패널 또는 액정 표시 패널일 수 있다.
표시 장치용 윈도우(1')는 관찰자 측에 배치될 수 있으며, 그 구조는 전술한 광학 부재(1)와 같다.
터치 패널(70)은 표시 장치용 윈도우(1')와 표시 패널(50)에 각각 인접하게 배치되어 표시 장치용 윈도우(1')를 통해 사람의 손 또는 물체가 터치되면 터치 위치 및 위치 변화를 인식하고 터치 신호를 출력할 수 있다. 구동 모듈(도시하지 않음)은 출력된 터치 신호로부터 터치 지점의 위치를 확인하고 확인된 터치 지점의 위치에 표시된 아이콘을 확인하며 확인된 아이콘에 대응하는 기능을 수행하도록 제어할 수 있고 기능의 수행 결과는 표시 패널(50)에 표시될 수 있다.
터치 패널(70)과 표시 장치용 윈도우(1') 사이에는 다른 층이 개재될 수 있으며, 예컨대 단일층 또는 복수층의 고분자 층(미도시)과 선택적으로 투명점착층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
표시 장치는 다양한 전자 기기에 적용될 수 있으며, 예컨대 스마트폰, 태블릿 PC, 카메라, 터치스크린 기기 등에 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하 실시예를 통하여 상술한 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 　다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 권리범위를 제한하는 것은 아니다.
광학 부재의 제조
실시예 1
투명 기재인 글래스 웨이퍼 상에 MgAl2O4(Mg-Spinel) 및 Na2O를 스퍼터링 증착 방식으로 증착하고, 500℃에서 1시간 동안 1회 열처리 공정을 수행한 후, D.I water로 1분 간 세정하여, 광학 부재를 제조한다.
실시예 2
열처리 공정을 1회가 아닌 2회 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 부재를 제조한다.
실시예 3
열처리 공정을 1회가 아닌 3회 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 부재를 제조한다.
비교예 1
열처리 공정을 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 부재를 제조한다.
비교예 2
중공실리카 입자 및 polyhedral oligomeric silsesquioxane(POSS)가 IPA(Isopropyl alcohol)에 약 3% 함유된 코팅재를 투명기재인 글라스 웨이퍼 상에 스핀코팅 방법으로 코팅하고 500℃에서 30분 동안 열처리 공정을 수행하여 광학 부재를 제조한다.
평가 1
투명 기재인 글래스 웨이퍼 상에 MgAl2O4(Mg-Spinel) 및 Na2O를 스퍼터링 증착 방식으로 증착하고, FE-SEM 사진을 찍어 이를 도 2에 나타내었고, 상기 증착 후 500℃에서 1시간 동안 1회 열처리 공정을 수행한 후, D.I water로 1분 간 세정한 다음, FE-SEM 사진을 찍어 이를 도 3에 나타내었다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 열처리 전에는 글래스-프리(glass-free) 조성을 가지는 알루미나계 세라믹 재료가 2개의 층으로 분리되지 않으나, 열처리 후 다공성층(알루미나계 제2 투명 세라믹층)과 고경도층(알루미나계 제1 투명 세라믹층)으로 분리되는 것을 확인할 수 있다.
평가 2
실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2에 따른 광학 부재의 두께를 평가한다.
두께는 도 3과 같이 FE-SEM을 이용해 기판 위에 형성된 알루미나계 투명세라믹층들의 두께를 측정한다.
그 결과는 표 1과 같다.
박막 두께
알루미나계 제2 투명 세라믹층 알루미나계 제1 투명 세라믹층 전체
실시예 1 36.7 148.5 185.2
실시예 2 64.3 111.0 175.3
실시예 3 74.3 101.5 175.8
비교예 1 0.0 185.8 185.8
비교예 2 - 150.0
표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 3에 따른 광학 부재는 비교예 1 및 2에 따른 광학 부재와 비교하여 동등 수준 이상의 두께를 가지는 것을 확인할 수 있다.
평가 3
실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2에 따른 광학 부재의 기계적 특성(표면 경도) 및 광학 특성(굴절율, 광 투과도, 헤이즈)를 평가한다.
표면 경도는 나노인덴터 (Helmut Fisher, Fischerscope HM2000)을 사용하여 10mN 하중에서 20초 간 측정한다.
굴절율은 Ellipsometer (J.A.Woollam Co., lnc.)를 사용하여 약 380nm 내지 760nm 파장 범위에 대한 굴절율을 측정한다.
광 투과도 및 헤이즈(Haze)는 UV분광계 (Spectrophotometer, KONICA MINOLTA사, cm-3600d)를 사용하여 측정하고, 헤이즈는 D1003-97(A) 규격, 황색도는 D1925 규격을 이용한다. 광 투과도는 예컨대 약 380nm 내지 700nm의 가시광선 전 영역의 투과도이다.
그 결과는 표 2와 같다.
기계적 특성 광학 특성
표면경도 (GPa) 굴절율 (@550nm) (%) 광 투과도
(@550nm) (%)		 헤이즈 (%)
알루미나계 제1 투명 세라믹층 알루미나계 제2 투명 세라믹층
실시예 1 7.4 1.592 1.459 93.5 0.2
실시예 2 7.3 1.588 1.411 93.9 0.2
실시예 3 7.2 1.586 1.359 94.3 0.2
비교예 1 7.7 1.613 1.611 91.6 0.2
비교예 2 4.5 1.361
(비교예 2는 박막 전체의 굴절율을 측정함)		 95.0 0.2
표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 3에 따른 광학 부재는 비교예 1 및 2에 따른 광학 부재와 비교하여 광학 특성 및 기계적 특성이 모두 우수한 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 광학 부재
1': 표시장치용 윈도우
10: 투명 기재
20: 알루미나계 투명 세라믹층
21: 알루미나계 제1 투명 세라믹층
22: 알루미나계 제2 투명 세라믹층
50: 표시 패널
70: 터치스크린 패널
100, 200: 표시 장치

Claims (18)

  1. 투명 기재,
    상기 투명 기재 상에 위치하는 알루미나계 제1 투명 세라믹층, 및
    상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층 상에 위치하는 알루미나계 제2 투명 세라믹층
    을 포함하고,
    상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층 및 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 각각 독립적으로 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지고,
    상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층의 굴절율이 상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층의 굴절율보다 작고,
    상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층 및 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 각각 독립적으로 상분리 첨가제를 포함하되, 상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층 내 상분리 첨가제의 함량은 상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층 내 상분리 첨가제의 함량보다 많은 광학 부재.
  2. 제1항에서,
    상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층은 1.55 내지 1.65의 굴절율을 가지고, 상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 1.3 내지 1.5의 굴절율을 가지는 광학 부재.
  3. 제1항에서,
    상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층의 밀도는 상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층의 밀도보다 작은 광학 부재.
  4. 제3항에서,
    상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층은 2.8 g/cm3 내지 3.5 g/cm3의 밀도를 가지고, 상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 1.8 g/cm3 내지 2.4 g/cm3의 밀도를 가지는 광학 부재.
  5. 제1항에서,
    상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층은 50 nm 내지 150 nm의 두께를 가지고, 상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 20 nm 내지 100 nm의 두께를 가지는 광학 부재.
  6. 삭제
  7. 제1항에서,
    상기 상분리 첨가제는 Na2O, CaO 또는 이들의 조합을 포함하는 광학 부재.
  8. 삭제
  9. 제1항에서,
    상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층 및 상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 각각 독립적으로 MgAl2O4, 알루미늄 옥시나이트라이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 조성을 가지는 광학 부재.
  10. 제1항에서,
    상기 알루미나계 제1 투명 세라믹층은 비다공성 구조를 가지는 광학 부재.
  11. 제10항에서,
    상기 알루미나계 제2 투명 세라믹층은 다공성 구조를 가지는 광학 부재.
  12. 투명기재를 준비하는 단계;
    상기 투명기재 상에 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지는 알루미나계 세라믹 재료를 증착하는 단계; 및
    상기 증착 후 열처리 및 세정하는 단계
    를 포함하는 광학 부재 제조방법.
  13. 제12항에서,
    상기 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지는 알루미나계 세라믹 재료는 MgAl2O4, 알루미늄 옥시나이트라이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 조성을 가지는 광학 부재 제조방법.
  14. 제12항에서,
    상기 실리카-프리(silica-free) 조성을 가지는 알루미나계 세라믹 재료는 상분리 첨가제를 더 포함하는 광학 부재 제조방법.
  15. 제12항에서,
    상기 열처리는 400℃ 내지 600℃의 온도에서 1시간 동안 실시하는 광학 부재 제조방법.
  16. 제12항에서,
    상기 열처리 및 세정하는 단계는 상기 증착 후 1회 내지 3회 실시하는 광학 부재 제조방법.
  17. 제14항에서,
    상기 상분리 첨가제는 Na2O, CaO 또는 이들의 조합을 포함하는 광학 부재 제조방법.
  18. 제1항 내지 제5항, 제7항 및 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 광학 부재를 포함하는 표시 장치.
KR1020180161217A 2018-12-13 2018-12-13 광학 부재, 이의 제조방법 및 상기 광학 부재를 포함하는 표시 장치 KR102623556B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180161217A KR102623556B1 (ko) 2018-12-13 2018-12-13 광학 부재, 이의 제조방법 및 상기 광학 부재를 포함하는 표시 장치
US16/554,007 US20200189971A1 (en) 2018-12-13 2019-08-28 Optical members, method for producing the same and display devices comprising the same
EP19211823.0A EP3677933B1 (en) 2018-12-13 2019-11-27 Optical members, methods for producing the same and display devices comprising the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180161217A KR102623556B1 (ko) 2018-12-13 2018-12-13 광학 부재, 이의 제조방법 및 상기 광학 부재를 포함하는 표시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200073002A KR20200073002A (ko) 2020-06-23
KR102623556B1 true KR102623556B1 (ko) 2024-01-09

Family

ID=68699343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180161217A KR102623556B1 (ko) 2018-12-13 2018-12-13 광학 부재, 이의 제조방법 및 상기 광학 부재를 포함하는 표시 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20200189971A1 (ko)
EP (1) EP3677933B1 (ko)
KR (1) KR102623556B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009229483A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Nissan Motor Co Ltd 多孔質膜、これを用いたガラス及び樹脂
US20090305062A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-10 Samsung Electronics Co., Ltd Method for fabricating multilayered encapsulation thin film having optical functionality and mutilayered encapsulation thin film fabricated by the same
WO2018064947A1 (en) * 2016-10-06 2018-04-12 Hong Kong Baptist University Sapphire thin film coated substrate

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2778252A3 (en) * 2013-03-15 2014-12-10 Apple Inc. Layered Coatings For Sapphire Structure
CN107848876A (zh) * 2015-04-30 2018-03-27 康宁股份有限公司 具有中等粘附性、保留强度和光学透射率的膜的玻璃制品
EP3612601A2 (en) * 2017-04-18 2020-02-26 DSM IP Assets B.V. Coating and coating formulation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009229483A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Nissan Motor Co Ltd 多孔質膜、これを用いたガラス及び樹脂
US20090305062A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-10 Samsung Electronics Co., Ltd Method for fabricating multilayered encapsulation thin film having optical functionality and mutilayered encapsulation thin film fabricated by the same
WO2018064947A1 (en) * 2016-10-06 2018-04-12 Hong Kong Baptist University Sapphire thin film coated substrate

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200073002A (ko) 2020-06-23
US20200189971A1 (en) 2020-06-18
EP3677933A3 (en) 2020-11-11
EP3677933B1 (en) 2023-06-21
EP3677933A2 (en) 2020-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN215340409U (zh) 包含光学涂层的制品
US11137521B2 (en) Antireflective film-attached transparent substrate, and display apparatus using same
CN109071969B (zh) 具有光变化特征的涂覆制品及其生产方法
TWI486973B (zh) 透明導電層壓薄膜、其製造方法以及包含該透明導電層壓薄膜的觸控螢幕
US11709298B2 (en) Optical filter and imaging device
KR20200125466A (ko) 지문 인증 장치를 구비한 oled 디스플레이용 보호 필름
CN114442202B (zh) 混合梯度干涉硬涂层
CN111247458B (zh) 混合梯度干涉硬涂层
JP6724329B2 (ja) 光学フィルターおよび光学フィルターを用いた撮像素子
JP2010027567A (ja) 透明導電性フィルム及びタッチパネル
KR20200044422A (ko) 커버 부재 및 이를 포함하는 전자 장치, 및 커버 부재 제조 방법
CN117836674A (zh) 具有带延伸红外透射的薄、耐久性抗反射涂层的制品
US20060245056A1 (en) Thin-film structure with counteracting layer
JP2003248102A (ja) 多層構造の反射防止膜
JP3354521B2 (ja) タッチパネル用上部透明電極板およびそれを含む装置
KR102623556B1 (ko) 광학 부재, 이의 제조방법 및 상기 광학 부재를 포함하는 표시 장치
JP2017206392A (ja) ガラス物品
CN118011534A (zh) 具有光学性质和机械性质的光学器件
JP6954400B2 (ja) 光学フィルターおよび光学フィルターを用いた撮像素子
KR102186514B1 (ko) 비전도성 저반사 판
KR101565855B1 (ko) 패턴 비시인성이 우수한 투명 전도성 광학시트
JP2002243902A (ja) 反射防止フィルム
US20190000196A1 (en) Decorative composite body having an electrically conductive layer and an electronic sensor
US20210280621A1 (en) Optical disc for fingerprint recognition sensor and optical filter comprising same
CN206584065U (zh) 一种光学膜

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant