KR20100046873A - 복합플레이트 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합플레이트의 제조방식 및 이에 따른 복합플레이트에 관한 것으로, 본 발명의 구성은 투명 기판 상에 반사방지층을 습식코팅으로 형성하되, 상기 투명기판상에 고굴절용액을 코팅하여 고굴절층을 형성하는 1단계와 상기 고굴절층 상에 초고굴절용액을 코팅하여 초고굴절층을 형성하는 2단계, 그리고 상기 초고굴절층 상에 저굴절용액을 코팅하여 저굴절층을 형성하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 진공증착이 아닌 습식코팅방식을 적용하여 반사방지층을 형성하여 제조원가를 낮출수 있도록 하며, 열차단 기능을 보유할 수 있도록 하여 야외의 태양열 하에서도 패널의 신뢰성, 내구성, 시인성의 확보가 가능한 효과가 있다.

PID(Public information Display), 광학박막, 반사방지, 열차단, 습식코팅

Description

복합플레이트 및 그의 제조방법{Manufacturing method of optical thin film and optical thin film }

본 발명은 진공증착이 아닌 습식코팅방식을 적용하여 반사방지층을 형성하여 제조원가를 낮출수 있도록 하며, 열차단 기능을 보유하는 복합플레이트에 관한 것이다.

PID(Public information Display) 등의 디스플레이 장비에는 다양한 광학특성을 구현하기 위한 광학박막이 사용되고 있다. 일반적으로 이러한 광학박막으로는 광학 부품에서 반사율을 줄이기 위한 비반사 코팅막, 장파장을 투과시키고 단파장 영역은 반사시키는 장파장 투과필터, 단파장은 투과시키고 장파장 영역은 반사시키는 단파장 투과필터, 특정 파장만을 투과시키는 간섭필터, 편광된 빛을 편광방향에 따라 분리시키는 편광필터 등이 있다.

이러한 광학박막을 제조하는 방법으로는 종래에는 스퍼터 방법, 전자빔 증착방법을 이용한 광학박막을 제조하는 기술이 일반적으로 사용되고 있다. 특히, 스퍼터 증착장치를 이용하는 방법은 반사율 투과율등의 광학적 특성을 목적에 맞도록 변화시키는 광학박막의 제작 후에 그 타측면에 무반사 박막을 형성하거나, 전자빔 증착장치에 의한 방법보다 생산성을 향상시키고, 강한 박막 부착력을 가지도록 하면서 램프의 빛을 반사와 무반사 상태로 조절 할 수 있도록 제어하는 무반사 필터를 제작할 수 있도록 한다.또한, 전자빔 증착 방법을 이용하는 방법은 진공증착의 원리를 이용하여 다층 박막을 구성함에 있어 그 두께의 제어를 용이하게 조절할 수 있는 장점이 구현되어 일반적으로 사용되고 있는 방법이다.

도 1a을 참조하면, 도시된 것은 상술한 진자빔 증착방법에 이용되는 전자빔 증착장치를 도시한 것이다. 이러한 전자빔 증착장치는 진공 증착의 원리를 이용하며, 진공펌브(6)가 부착된 챔버(1) 내에 전자빔 건(egun:2)으로부터 회전하는 기판(3)에 물질을 증착하게 되며, 증착되는 박막의 강도와 화학양론의 제어를 위하여 이온건(4)을 함께 사용한다. 상기와 같은 전자빔 증착장치에서 상기 증착되는 각층의 두께 제어는 증착될 때 박막 두께측정 센서(5)를 증발원의 전원부분에 연결하여 두께의 제어를 하게 된다. 따라서 진공 증착의 원리를 이용한 다층박막의 구성은 두께의 제어가 다른 장치에 비하여 용이하다.

도 1b를 참조하면, 위 진공 증착 방식으로 형성되는 반사방지효과가 구현된 기능성 플레이트를 예시한 것으로, Glass 위에 진공 증착 방식으로 5~6개의 층을 순차적으로 적층하는 방식으로 반사방지효과를 구현하게 된다.

그러나 이러한 진공증착의 원리를 이용한 광학박막의 제조는 반사방지층 등의 기능성층을 진공 증착방식으로 제작하게 되는바, 제조원가가 높아지는 단점이 있다. 또한, PID(Public information Display)로 사용하기 위한 열차단 기능이 없는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 진공증착이 아닌 습식코팅방식을 적용하여 반사방지층을 형성하여 제조원가를 낮출 수 있도록 하며, 열차단 기능을 보유할 수 있도록 하여 야외의 태양열 하에서도 패널의 신뢰성, 내구성, 시인성의 확보가 가능한 복합플레이트를 제공함에 있다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 구성으로, 기판 상에 반사방지층을 습식코팅으로 형성하는 것을 특징으로 하는 복합플레이트의 제조방법을 제공할 수 있도록 한다.

특히, 상술한 반사방지층의 형성은 굴절률이 다른 굴절용액을 도포하여 적어도 1 이상의 다층구조로 형성하는 것을 특징으로 한다.

이러한 다층구조의 반사방지층을 형성함에 있어, 본 발명은 상기 반사방지층의 형성은, 상기 투명기판상에 고굴절용액을 코팅하여 고굴절층을 형성하는 1단계; 상기 고굴절층 상에 초고굴절용액을 코팅하여 초고굴절층을 형성하는 2단계; 상기 초고굴절층 상에 저굴절용액을 코팅하여 저굴절층을 형성하는 3단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합플레이트의 제조방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 복합플레이트를 제조하는 방법은 상기 반사방지층을 형성한 후에 보호필름을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있도록 한다.

또한, 상기 반사방지층을 형성한 이후에, 상기 투명기판의 이면에 열차단 용 액을 도포하여 열차단층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 복합플레이트의 제조방법을 제공하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 반사방지층은 투명기판의 양면에 형성되는 구조로 구비될 수 있다.

상술한 본 발명에 따른 복합플레이트의 제조방법에 의해 제조되는 구조물로서, 투명기판상에 형성되는 적어도 1이상의 굴절층으로 형성되는 반사방지층과 상기 반사방지층의 이면에 형성되는 열차단층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합플레이트를 제공할 수 있다.

아울러, 상술한 복합플레트의 구조에서 상기 굴절층은 고굴절용액, 초고굴절용액, 저굴절용액을 순차로 코팅하여 형성구조로 마련 될 수 있다.

상술한 굴절층을 형성하는 상기 고굴절용액은 Metallosiloxane 계열 또는 Al₂O₃, MgO, YBO₃ 중 선택되는 어느 하나로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 고굴절층의 상부에 형성되는 초고굴절층을 형성하는 상기 초고굴절용액은 Metalloxane계열 또는 TiO₂, ZrO₂, Ta₂O₅, SnO₂ 중 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있다.

또한, 상기 초고굴절층의 상부에 형성되는 상기 저굴절용액은 Siloxane 계열 또는 SiO₂, MgF₂, CaF₂, NaF 중 선택되는 어느 하나로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 상기 열차단층은 ITO, ZnO, ATO, TiO₂ 계열 중 선택되는 어느 하나로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 복합플레이트는, 상기 반사반지층 또는 상기 열차단층 상에 보호필름 더 포함하여 형성됨이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 진공증착이 아닌 습식코팅방식을 적용하여 반사방지층을 형성하여 제조원가를 낮출 수 있도록 하며, 열차단 기능을 보유할 수 있도록 하여 야외의 태양열 하에서도 패널의 신뢰성, 내구성, 시인성의 확보가 가능한 효과가 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.

도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 복합플레이트의 구조를 도시한 것이다.

본 발명에 따른 복합플레이트는 투명기판(10)의 상부에 다수의 굴절층으로 형성되는 반사방지층이 형성된다. 상기 방사반지층은 각기 다른 굴절률을 가진 굴절층을 포함할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예로서 반사방지층은 고굴절용액을 코팅하여 형성하는 고굴절층(20)과 초고굴절용액을 코팅하여 형성하는 초고굴절층(30), 그리고 초고굴절층의 상부에 저굴절용액을 코팅하여 형성하는 저굴절층(40)을 포함하여 형성될 수 있다. 이 경우 상술한 코팅방식은 스핀코팅방식으로 수행할 수 있다.아울러 상술한 굴절층의 맨 위에는 보호필름(60a)를 더 구비할 수 있다. 이러한 구조로 형성되는 반사방지층의 형성은 종래의 진공증착방식이 아닌 습식코팅방식을 통해 구현할 수 있도록 해 제조공정의 간소화와 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있게 된다. 상기 투명기판은 강화 글래스 또는 플라스틱 기판을 적용할 수 있으며, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 투과율이 90% 이상인 것을 사용함이 바람직하다.

또한, 상기 투명기판(10)의 하부, 즉 반사방지층이 형성되는 이면에는 열차단기능을 구현할 수 있는 열차단층(50)을 형성하되, 이는 열차단 용액을 코팅하여 형성할 수 있다. 이 경우에도 보호필름(60b)을 더 형성할 수 있도록 함이 바람직하다.

도 2b는 본 발명에 따른 복합플레이트의 제조공정을 개략적으로 도시한 순서도이다. 이를 참조하여 본 발명에 따른 복합플레이트의 일실시예로서의 제조공정을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 복합플레이트의 제조공정은 투명기판을 준비하고, 투명기판상에 반사방지층을 형성(S2)하며, 이후에 열차단층을 추가로 형성(S3)하는 공정으로 이루어질 수 있다.

1. 반사방지층의 형성 방법(S2)

반사방지층을 형성하는 단계의 세부공정의 일실시예를 설명하기로 한다.

우선 투명기판(10)을 IPA(이소프로필알콜) 용액으로 세척/건조한다. 이후에 투명기판 위에 고굴절층을 형성하기 위해 고굴절용액을 코팅한다. 이 경우 스핀코팅법을 이용하는 경우에는 500rpm으로 30초 동안 코팅한 후, 80~250℃ 범위에서 1~30분 동안 건조한다.

다음으로, 상기 고굴절층 위헹 초고굴절층을 형성하기 위해 초고굴절용액을 코팅한다. 이와같은 코팅을 하기 위해, 스핀코팅법을 이용하는 경우에는 500rpm으로 30초 동안 코팅한 후, 80~250℃ 범위에서 1~30분 동안 건조한다.

그리고, 상기 초고굴절층 위에 저굴절층을 형성하기 위해 저굴절용액을 코팅한다. 이 경우 스핀코팅법을 이용하는 경우에는 500rpm으로 30초 동안 코팅한 후, 80~250℃ 범위에서 1~30분 동안 건조한다.

그리고, 상기 저굴절층 위에 보호필름을 입혀 보호층을 형성한다.

본 발명에 따른 반사방지층을 형성하는 물질로는 고굴절물질은 Metallosiloxane, 초고굴절률 물질은 Metalloxane, 저굴절률 물질은 Siloxane 계열의 물질을 사용할 수 있다.

물론, 이와 다른 적용례로서는 상술한 고굴절률 물질은 Al₂O₃, MgO, YBO₃ 등이 적용될 수 있으며, 굴절률이 1.6~1.8의 범주에 이르는 것을 사용될 수 있다. 상기 초고굴절률 물질은 굴절률이 1.8 ~ 2.1의 범주의 것을 사용할 수 있으며, TiO₂, ZrO₂, Ta₂O₅, SnO₂ 등이 이용될 수 있다.

또한, 상기 저굴절률 물질은 굴절률이 1.3 ~ 1.6의 범주의 것으로, SiO₂, MgF₂, CaF₂, NaF 등의 금속산화물이 이용될 수 있다.

2. 열차단층의 형성방법(S3)

상기 반사방지층이 형성된 투명기판의 이면에 열차단층을 형성하기 위한 열차단용액을 코팅한다. 본 발명에 따른 열차단물질로 이용되는 물질은 ITO, ZnO, ATO, TiO₂ 계열의 물질이 사용될 수 있다.

이 경우 스핀코팅법을 이용하는 경우에는 500rpm으로 30초 동안 코팅한 후, 80~250℃ 범위에서 1~30분 동안 건조한다.

그리고 상기 열차단층 위에 보호필름을 입혀 보호층을 형성한다.

상술한 반사방지층과 열차단층의 형성순서는 동시 또는 순차로 형성할 수 있다.

이와같이 진공증착이 아닌 습식코팅방법을 이용하여 반사방지층 및 열차단층을 형성하는 경우에는 제조공정의 간소화와 제조비용의 절감을 구현하는 동시에 평균반사율 및 열차단 기능의 향상되는 효과도 구현된다. 특히 본 발명에 따른 열차단층의 경우, 디스플레이 외부면으로부터의 열을 막는 기능을 구현하게 되며, 반사율의 높으면 열투과율이 낮아 열차단 기능이 현저하게 향상되는 장점도 구현할 수 있게 된다.

표 1은 380~780nm에서의 기존의 진공증착방식과 본 발명에 따른 방식의 평균방사율의 망소특성(The smaller the better characteristics)을 비교한 표이다.

{표 1}

도 3a에서는 상기 표 1의 데이터를 그래프와 한 것으로, 기존방식(스퍼터링)과 본 발명에 다른 습식코팅에 의해 반사방지층을 형성하는 경우에서의 반사방지기 능을 도시한것으로, 어느 경우이던 본 발명에 따른 방식에서 더 우월한 기능적 증진을 보이고 있음을 알 수 있다.

표 2는 781~2600nm에서의 열차단기능의 비교에서 평균투과율의 망소특성을 나타낸 것이다.

{표 2}

표 3은 781~2500nm에서의 열차단기능의 비교에서 평균투과율의 망소특성을 나타낸 것이다.

{표 3}

도 3b는 위 표 3에서의 평균투과율 데이터를 가지고 열차단 기능을 비교한 그래프이다. 역시 기존 방식에 비해 어느 경우이던 본 발명의 열차단기능이 더 우월한 효과를 구현함을 확인 할 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 복합플레이트를 제조하는 공정에서는 진공증착이 아닌 습식코팅방식을 적용하여 반사방지층을 형성함으로써, 기존의 진공증착방식에 비해 제조원가를 현저히 낮출수 있도록 하며, 아울러 열차단 기능을 보유하는 복합플레이트를 제조할 수 있도록 함으로써, 야외의 태양열 하에서도 패널의 신뢰 성, 내구성, 시인성의 확보가 가능한 저렴하면서도 우수한 기능을 구비한 복합플레이트를 제공할 수 있는 장점이 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 광학박막의 제조장치 및 이에 따른 제조물건의 개념도이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 복합플레이트의 구조 및 이의 제조공정을 도시한 순서도이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 복합플레이트의 제조방식과 종래방식의 특성을 비교한 그래프이다.

Claims (13)

1. 투명 기판 상에 반사방지층을 습식코팅으로 형성하는 것을 특징으로 하는 복합플레이트의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 반사방지층의 형성은 굴절률이 다른 굴절용액을 도포하여 적어도 1이상의 다층구조로 형성하는 것을 특징으로 하는 복합플레이트의 제조방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 반사방지층의 형성은,

   상기 투명기판상에 고굴절용액을 코팅하여 고굴절층을 형성하는 1단계;

   상기 고굴절층 상에 초고굴절용액을 코팅하여 초고굴절층을 형성하는 2단계;

   상기 초고굴절층 상에 저굴절용액을 코팅하여 저굴절층을 형성하는 3단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합플레이트의 제조방법.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 반사방지층을 형성한 후에 보호필름을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합플레이트의 제조방법.
5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 반사방지층을 형성한 이후에,

   상기 투명기판의 이면에 열차단 용액을 도포하여 열차단층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 복합플레이트의 제조방법.
6. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 반사방지층은 투명기판의 양면에 형성되는 것을 특징으로 하는 복합플레이트의 제조방법.
7. 투명기판상에 형성되는 적어도 1 이상의 굴절층으로 형성되는 반사방지층과 상기 반사방지층의 이면에 형성되는 열차단층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합플레이트.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 굴절층은 고굴절용액, 초고굴절용액, 저굴절용액을 순차로 코팅하여 형성하는 것을 특징으로 하는 복합플레이트.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 고굴절용액은 Metallosiloxane 계열 또는 Al₂O₃, MgO, YBO₃ 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 복합플레이트.
10. 청구항 8에 있어서,

    상기 초고굴절용액은 Metalloxane계열 또는 TiO₂, ZrO₂, Ta₂O₅, SnO₂ 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 복합플레이트.
11. 청구항 8에 있어서,

    상기 저굴절용액은 Siloxane 계열 또는 SiO₂, MgF₂, CaF₂, NaF 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 복합플레이트.
12. 청구항 8에 있어서,

    상기 열차단층은 ITO, ZnO, ATO, TiO₂ 계열 중 선택되는 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합플레이트.
13. 청구항 7에 있어서,

    상기 복합플레이트는, 상기 반사반지층 또는 상기 열차단층 상에 보호필름이 형성된 구조를 특징으로 하는 복합플레이트.

Images