KR20140024280A

KR20140024280A - 뉴턴링들에 대한 줄어든 민감도를 가지는 전기 장치들 및/또는 그 제조방법

Info

Publication number: KR20140024280A
Application number: KR1020137022992A
Authority: KR
Inventors: 알렉세이 크라스노브; 윌렘 덴 보어; 데이비드 엠. 브로드웨이
Original assignee: 가디언 인더스트리즈 코퍼레이션.
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2014-02-28
Also published as: JP2014510297A; JP6087842B2; CN103460118B; WO2012106124A1; EP2671116A1; TWI603133B; US20120200816A1; TW201245810A; KR101915334B1; WO2012106124A8; WO2012106124A9; CN103460118A

Abstract

어떤 실시 구현예들은 뉴턴 링들에 대한 줄어든 민감도를 가지는 전기 장치들(예를 들어 LCD 또는 다른 디스플레이 장치들), 및/또는 그 제조방법에 관한 것이다. 어떤 실시 구현예들에 있어서, 상기 전기 장치는 적어도 제 1 및 제 2 유리 기판들을 포함한다. 안티-뉴턴 링(ANR)/ 반사방지(AR) 코팅은 의도하지 않은 유리 변형의 하나 이상의 지점들을 둘러싸는 공기 포켓들(air pockets)에 의해 유발되는 뉴턴 링들의 형성을 줄이도록 돕기 위해 상기 전기 장치의 제 2 및/또는 제 3 표면 상(예를 들어 LCD 장치의 유리 기판의 내부 표면 상 및/또는 컬러 필터 기판의 외부 표면 상)에 제공될 수 있다. 이것은 상기 ANR 코팅이 상기 제1 및 제2 기판들 사이에 반사광을 줄이도록 광학적으로 매칭되기 때문에 어떤 실시 구현예들에 있어서 가능하게 만들 수 있다.

Description

뉴턴링들에 대한 줄어든 민감도를 가지는 전기 장치들 및/또는 그 제조방법{ELECTRONIC DEVICES HAVING REDUCED SUSCEPTIBILITY TO NEWTON RINGS, AND/OR METHODS OF MAKING THE SAME}

이 발명의 어떤 실시 구현예들은 전기 장치, 및/또는 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 이 발명의 어떤 실시 구현예들은 뉴턴 링들(Newton Rings)에 대한 줄어든 민감도를 가지는 개선된 디스플레이 장치들(예를 들어 LCD 장치들), 및/또는 그 제조방법에 관한 것이다. 어떤 실시 구현예들에 있어서, 반사방지(AR) 코팅은, 의도하지 않은 유리 변형의 하나 이상의 지점들을 둘러싸는 공기 포켓들(air pockets)에 의해 유발되는 뉴턴 링들의 형성을 줄이도록 돕기 위해 상기 디스플레이 장치의 커버 유리 상에 제공된다.

LCD 장치들은 해당 분야에서 알려져 있다. 예를 들어, 전체적으로 여기에 포함되는, 미국 출원번호 제7,602,360호; 제7,408,606호; 제6,356,335호; 제6,016,178호; 및 제5,598,285호를 참고하라.

이들 및 다른 특징들과 이점들은 도면들과 함께 본보기적인(exemplary) 예시 구현예들의 다음의 상세한 설명의 참조에 의해 더욱 완전히 이해될 수 있다.
도 1은 전형적인 LCD 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 2는 뉴턴 링들의 외관을 설명하도록 돕는 부분적인 도식도이다.
도3은 뉴턴 링들이 발생하도록 유발하는 구조를 가지는 예시 LCD 장치의 부분적인 도식도이다.
도 4는 실시 구현예에 따른 뉴턴 링들의 발생을 줄이도록 돕는 구조를 가지는 개선된 LCD 장치의 부분적인 도식도이다.
도 5는 실시 구현예에 따른 실시 반사방지/ 안티-뉴턴 링 코팅을 포함하는 코팅된 물품이다.
도 6a 내지 6d는 커버 유리 기판의 내부 (제 2) 표면 상의 3-층 AR 코팅들을 가지거나 가지지 않은(with and without there-layer AR coatings), 400 nm, 800 nm, 2000 nm, 및 4000 nm 공기 간극들의 투과도 (%) 대 파장 (nm)의 플롯들(plots)을 시뮬레이션하는 그래프들이다.
도 7a 및 7b는 개별적으로 AR 코팅을 가지거나 가지지 않은 유리 샘플들로부터 간섭 패턴의 삼차원 도표이다.
도 8a 및 8b는 개별적으로 AR 코팅을 가지거나 가지지 않은 얇은 공기 간극과 함께 서로 기대어 유리 스택(glass stack)의 두 조각들을 관통하는 LCD 광의 계산된 통합적인 광 투과도(photopic transmission)(사람의 육안의 민감도에 정규화된)를 보여준다.

도 1은 전형적인 LCD 디스플레이 장치(1)의 단면도이다. 상기 디스플레이 장치(1)는 일반적으로 제1 및 제2 기판들 (4, 6) 사이에 샌드위칭되는 액정 재료(2)의 층을 포함하고, 상기 제1 및 제 2 기판들 (4, 6)은 붕규산염계(borosilicate) 유리 기판들이다. 상기 제 1 기판(4)은 흔히 컬러 필터 기판으로 불리고, 상기 제 2 기판(6)은 흔히 활성(active) 또는 TFT 기판으로 불린다.

상기 제 1 또는 컬러 필터 기판(4)은 전형적으로 예를 들어 상기 디스플레이의 컬러 품질을 향상시키기 위해, 그 위에(thereon) 형성되는 블랙 매트릭스(8)를 가진다. 상기 블랙 매트릭스를 형성하도록, 고분자, 아크릴, 폴리이미드, 금속 또는 다른 적합한 베이스는 블랭킷 층(blanket layer)으로 배치될 수 있고 포토리소그래피 또는 그 밖의 유사한 것을 사용하여 그 다음에(subsequently) 패턴화될 수 있다. 각각의 컬러 필터들(10)은 상기 블랙 매트릭스 내에 형성된 홀들 안에 배치된다. 전형적으로, 각각의 컬러 필터들은, 다른 색들이 그러한 요소들에 더하거나 요소들을 대신해서 사용될 수 있지만, 보통 레드(10a), 그린(10b) 및 블루(10c) 컬러 필터들을 포함한다. 각각의 상기 컬러 필터들은 잉크젯 기술 또는 다른 적합한 기법에 의해 포토리소그래피적으로 형성될 수 있다. 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 다른 적합한 전도성 재료로부터 전형적으로 형성된 공통 전극(12)은 상기 기판의 전체를 실질적으로 가로지르거나 또는 블랙 매트릭스(8)와 각각의 상기 컬러 필터들 (10a, 10b, 10c) 상으로(over) 형성된다.

상기 제 2 또는 TFT 기판(6)은 그 위에 형성된 TFT들(14)의 어레이(array)를 가진다. 이들 TFT들은 액정 재료(2)의 층 내에 액정 광 밸브들(liquid crystal light valves)의 기능을 조절하도록 구동 전자장치(drive electronics) (보여지지 않은)에 의해 선택적으로 작동 가능케한다(actuatable). TFT 기판들 및 그 위에 형성된 상기 TFT 어레이들은, 예를 들어, 각각 전체적으로 여기에 포함되는, 미국 특허번호 제7,589,799호; 제7,071,036호; 제6,884,569호; 제6,580,093호; 제6,362,028호; 제5,926,702호; 및 제5,838,037호에 기술되어 있다.

도 1에 보여지지 않았지만, 광원, 하나 이상의 편광자들, 정렬 층들(alignment layers), 및/또는 그 밖의 유사한 것은 전형적인 LCD 디스플레이 장치 내에 포함될 수 있다. 커버 유리는 또한 예를 들어 상기 컬러 필터 기판 및/또는 다른 더 많은 내부 성분들을 보호하도록 돕기 위해 제공될 수 있다.

예를 들어 LCD들과 같은 플랫-패널 디스플레이들, 사진용 확대기들, 터치-패널 디스플레이들, 복사기들 등을 포함하는 많은 광학 조립체들(optical assemblies)에 있어서, 뉴턴 링들이 형성된다. 예를 들어 유리의 두 조각들(또는 터치-패널 디스플레이들의 경우에 투명 전도성 산화물(TCO) 코팅 유리와 같은, 다른 적어도 부분적으로 투명한 매체)이 서로에 대하여 아주 근접하게 되고 공기 포켓을 형성할 때, 상기 뉴턴 링 현상이 관찰된다.

도 2는 뉴턴 링들의 외관을 설명하도록 돕는 부분적인 도식도(partial schematic)이다. 보다 구체적으로, 제 1 및 제 2 기판들 (20, 22)은 서로에 대하여 이격된 관계로(in spaced apart relation to one another) 제공된다. 그러나, 상기 제 1 및 제 2 기판들 (20, 22)은 서로 완전히 평행하지 않다. 평행한 관계의 부족은 예를 들어 상기 제 1 및 제 2 기판들 (20, 22) 사이에서 하나 또는 양쪽의 기판들을 벤딩하는 결함이 있는 메이팅 기법들 등에 의해 유발될 수 있다. 평행한 관계의 부족은 공기 포켓들 (24a, 24b)을 생성한다. 어떤 광(26a)은 상기 제 1 및 제 2 기판들 (20, 22)을 통과하는 것이 가능하다.

그러나, 일부의 투과된 또는/및 반사된 광(26b)은 상기 제 1 및 제 2 기판들 (20, 22)의 대향하는(facing) "내부" 표면들 사이로 산란한다. 상기 산란하는 광(26b)은 반사되지 않는 유리를 관통하는 빔들(beams)을 구조적으로(constructively) 방해한다. 그에 따른 간섭 패턴(interference pattern)은 원치 않는 뉴턴 링들(28)을 생성한다. 뉴턴 링들은, 단색광으로 볼 때, 두 개의 표면들 사이에서 접촉하려는 순간에 집중시킨 밝고 어두운 링들이 교류하면서(alternating) 일련의 동심(concentric)처럼 보인다. 백색 광으로 볼 때, 광의 다른 파장들이 상기 표면들 사이에서 공기 포켓의 다른 두께로 방해하기 때문에 뉴턴 링들은 무지개 색들의 동심원 패턴처럼 보인다. 뉴턴 링들은 일반적으로 LCD 장치의 최외부 표면(outermost surface) 상에 가압(pressing)에 의해 발생하도록 만들어질 수 있다.

뉴턴 링들은 그것들이 부정적인 심미적 효과를 생산하여 이미지 품질을 전형적으로 저하시키는 것으로 보여지므로 대부분의 출원들에 있어서 원하지 않는다.

많은 기법들은 뉴턴 링들의 발생을 줄이기 위한 시도로 나타났다. 예를 들어, 미국 공개번호 제2002/0154100호; 제2008/0024870호; 및 제2010/0165551호뿐만 아니라 미국 특허번호 제7,342,253호; 제6,956,631호; 제6,953,432호; 제6,429,921호; 및 제5,594,574호를 참고하라. 각각 이들의 특허들/공개된 출원들의 전체 내용은 참조로 여기에 포함된다.

사진용 확대기들(photographic enlargers)에서의 많은 현재 이용 가능한 알맞은 안티-뉴턴 링(ANR) 해법들은 예를 들어 유리 표면들의 하나의 미세한 거칠기(microscopic roughness)를 생성함으로써 유리(또는 유리 및 막)의 두 조각들의 물리적 분리에 주로 근거를 둔다. 이 거칠기는 전형적으로 상기 유리의 마일드 화학적 텍스쳐링(mild chemical texturing) 또는 상기 유리 상의 고분자 레진 코팅에 적합한 크기의 삽입 입자들(embedding particles)에 의해 생성된다. 이들 해법들의 많은 변형들이 있다.

도 3은 뉴턴 링들이 발생하도록 유발하는 구조를 가지는 예시 LCD 장치의 부분적인 도식도이다. 상기 도 3에서 보여지듯이, 액정 재료를 포함하는 층은 컬러 필터 기판(4) 및 TFT 기판(6)에 의해 샌드위칭된다. 커버 유리(32)는 최외부 보호층으로 제공된다. 상기 커버 유리는, 앞서 나타낸 바와 같이, 공기 포켓들 (24a, 24b)을 생성하는 의도하지 않은 유리 변형(34) 지점을 가진다. 후면 편광자(rear polarizer)(38a), 상기 TFT 기판(6), 액정 재료(2)를 포함하는 층, 상기 컬러 필터 기판(4)과 의도하지 않은 유리 변형(34)의 지점에 근접한 전면 편광자(front polarizer)(38b) 및 상기 공기 포켓들 (24a, 24b)을 관통하는 백라이트(36)로부터 광 보강 간섭(constructive interference of light)은 뉴턴 링들(28)의 현상을 야기한다.

어떤 LCD 디자인들에 있어서, 얇은 커버 유리는 상기 전면 편광자에 라미네이션된다. 그러나 상기 전면 편광자에 대한 얇은 커버 유리의 라미네이션은 상기 라미네이션 재료 및 상기 유리 사이의 굴절률(refractive index) 차이 때문에 추가적인 원하지 않은 광 반사를 생성한다. 게다가, 최종 생산 단계에서 상기 디스플레이에 대한 커버 유리의 라미네이션이 잘못된 경우 전체 유닛이 없어질 수 있으므로, 라미네이션 공정은 때때로 생산 수율에 역행하는 영향을 미칠 수 있다.

어떤 디자인들에 있어서, 상기 커버 유리는 상기 전면 편광자에 라미네이션되지 않고 그것에 기대어 간단하게 위치된다. 이 경우에 있어서, 상기 커버 유리의 일부 지점들은 상기 전면 편광자에 접촉할 수 있거나 뉴턴 링들을 생성하면서, 그것에 아주 근접하여 제공될 수 있다.

그러나, 불행하게도, 통상적인 ANR 기법들은 일반적으로 LCD 및/또는 다른 플랫 패널 디스플레이 제품들에 적합하지 않다. 예를 들어, 텍스쳐화된 표면의 생성 및/또는 삽입된 입자들의 포함은 전형적으로 연무(haze)를 생산한다. 이 연무는, 차례로(in turn), 상기 연무가 종종 발견되는 용인할 수 없는 이미지 왜곡(image distortion)을 초래하므로, 전형적으로 디스플레이 어플리케이션에 바람직하지 않다.

따라서, 개선된 안티-뉴턴 링 기법들을 위한 기술에 있어서의 수요가 있다는 것이 인정된다. 보다 구체적으로, 뉴턴 링들의 형성에 줄어든 민감도를 가지는 플랫-패널 디스플레이 (예를 들어 LCD) 장치들의 제조방법들, 및/또는 그 방법들에 의해 만들어진 장치들을 위한 기술에 있어서의 수요가 있다는 것이 인정된다.

이 발명의 어떤 실시 구현예들은 액정 디스플레이(LCD) 장치에 관한 것이다. TFT 기판 및 컬러 필터 기판은 액정 재료를 포함하는 층을 샌드위칭한다. 백라이트는 광을 방출하도록 배열되고 상기 TFT 기판에 인접하여 제공된다. 커버 유리 기판은 상기 컬러 필터 기판에 인접한다. 적어도 하나의 공기 포켓은 상기 컬러 필터 기판 및 상기 커버 유리 기판 사이의 영역 내에 형성되고 상기 커버 유리 기판 상 또는 내(in or on the cover glass substrate)의 상응하는 변형 위치에 근접한다. 제 1 반사방지 (AR) 코팅은 (a) 상기 컬러 필터 기판과 대향하는 상기 커버 유리 기판의 제 1 주표면 또는 (b) 상기 커버 유리 기판과 대향하는 상기 컬러 필터 기판의 주표면 중 하나 상에, 직접적으로 또는 간접적으로, 제공된다. 상기 제 1 AR 코팅은, 상기 적어도 하나의 공기 포켓 및 상응하는 변형 위치에 근접한 영역들 내 상기 백라이트로부터 방사되는 광의 보강 간섭을 줄이고, 상기 컬러 필터 기판 및 상기 커버 유리 기판의 대향 표면들 사이에서 뉴턴 링들의 발생 및/또는 강화를 상응하게 줄이도록, 광학적으로 조정된다(The first AR coating is optically tuned to reduce constructive interference of light emitted from the backlight in areas proximate to the at least one air pocket and the corresponding deformation location, and between facing surfaces of the color filter substrate and the cover glass substrate, in order to correspondingly reduce the occurrence and/or intensity of Newton Rings.).

이 발명의 어떤 실시 구현예들은 전기 장치에 관한 것이다. 제 1 및 제 2 유리 기판은 서로(one another)에 대하여 실질적으로 평행하다. 백라이트는 광을 방사하도록 배열된다. 적어도 하나의 변형 위치는 상기 제 1 및 제 2 유리 기판들이 공기 포켓들에 상응하고 적어도 하나의 변형 위치에 근접한 영역들 내에서 서로 평행하지 않고, 각각의 변형 위치가 상응하는 공기 포켓들로 적어도 부분적으로 둘러싸인, 상기 제 1 유리 기판 내에 형성된다. 안티-뉴턴 링(ANR) 코팅은 상기 제 2 기판과 대향하는 상기 제 1 유리 기판의 주표면 상에 제공된다. 상기 ANR 코팅은 상기 백라이트로부터 방사되는 반사광을 줄이고, 상기 제 1 및 제 2 기판들 사이에서 뉴턴 링들의 발생 및/또는 강화를 상응하게 줄이도록 적용된다(The ANR coating is adapted to reduce reflections of light, emitted from the backlight, between the first and second substrates to correspondingly reduce the occurrence and/or intensity of Newton Rings.).

이 발명의 어떤 실시 구현예들은 코팅된 물품의 제조방법에 관한 것이다. 안티-뉴턴 링(ANR) 코팅은 제 1 유리 기판의 주표면 상에 배치된다. 상기 제 1 유리 기판은 상기 ANR 코팅이 상기 제 2 유리 기판과 대향해서 상기 제 2 유리 기판과의 실질적으로 평행한 관계로 선회가능(orientable)하거나 배치가능(positionable)하다. 적어도 하나의 변형 위치는 상기 제 1 유리 기판 내 형성되고, 각각의 상기 변형 위치는 상응하는 공기 포켓들에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이고, 상기 제 1 및 제 2 유리 기판들은 적어도 하나의 변형 위치 및 상응하는 공기 포켓들에 근접한 영역들 내에서 서로 평행하지 않다. 상기 ANR 코팅은 백라이트로부터 방사되는 반사광을 줄이고, 상기 제 1 및 제 2 기판들 사이에서 뉴턴 링들의 발생 및/또는 강화를 상응하게 줄이도록 적용된다(The ANR coating is adapted to reduce reflections of light, emitted from a backlight, between the first and second substrates to correspondingly reduce the occurrence and/or intensity of Newton Rings.).

이 발명의 어떤 실시 구현예들은 전기 장치의 제조방법에 관한 것이다. 제1 및 제 2 기판들은 서로에 대하여 실질적으로 평행한 관계로 제공된다. 적어도 하나의 변형 위치는 상기 제 1 유리 기판 내 형성되고, 각각의 상기 변형 위치는 상응하는 공기 포켓들에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이고, 상기 제 1 및 제 2 유리 기판들은 적어도 하나의 변형 위치 및 상응하는 공기 포켓들에 근접한 영역들 내에서 서로 평행하지 않다. 안티-뉴턴 링(ANR) 코팅은 상기 제 2 기판과 대향하는 상기 제 1 유리 기판의 주표면 상에 배치된다. 상기 ANR 코팅은 상기 제 2 기판에 인접하여 배치되는 백라이트로부터 방사되는 반사광을 줄이고, 상기 제 1 및 제 2 기판들 사이에서 뉴턴 링들의 발생 및/또는 강화를 상응하게 줄이도록 적용된다(The ANR coating is adapted to reduce reflections of light, emitted from a backlight disposed adjacent to the second substrate, between the first and second substrates to correspondingly reduce the occurrence and/or intensity of Newton Rings.).

여기에 기술된 특성들, 측면들, 이점들 및 실시 구현예들은 앞으로 추가의 구현예들을 실현하도록 결합될 수 있다.

본 발명의 실시 구현예들의 상세한 설명

어떤 실시 구현예들은 뉴턴 링들의 형성에 대해 줄어든 민감도를 가지는 플랫-패널 디스플레이 (예를 들어 LCD) 장치들의 제조방법들, 및/또는 그 방법들에 의해 만들어진 장치들에 관한 것이다. 어떤 실시 구현예들에 있어서, 반사방지 (AR) 코팅은 의도하지 않은 유리 변형의 하나 이상의 지점들을 둘러싸는 공기 포켓들(air pockets)에 의해 유발되는 뉴턴 링들의 형성을 줄이도록 돕기 위해 상기 디스플레이 장치의 커버 유리 상에 제공된다. 어떤 실시 구현예들에 있어서, 뉴턴 링들의 외관의 원인이 되는 광학적 보강 간섭이 예를 들어 적어도 하나의 내부 유리 표면의(상기 커버 유리 또는 전면 편광자의) 반사를 줄임으로써 줄어든다. 따라서 어떤 실시 구현예들은 유리 두 조각의 밀접한 접촉을 배제하지 않을 수 있지만, 대신에 그러한 접촉에 대한 전체 조립체의 광학 민감도를 줄일 수 있다.

어떤 실시 구현예들에 있어서, 커버 LCD 유리의 제 2 표면은 투과된 광을 구조적으로 방해하는 가간섭성 광학파(coherent optical wave)의 형성을 줄이도록 돕기 위한 방법으로 코팅된다. 어떤 실시 구현예들에 있어서, 반사방지 (AR) 코팅은 상기 전면 편광자와 대향하는 상기 커버 유리의 제 2 표면 상에 제공될 수 있다. 광학 시점(optical perspective)으로부터, 이 고안은 광 반사를 유리하게 줄이고, ANR 특성들을 가지며, 이 고안을 디스플레이 내부에 배치함으로써 상기 AR 코팅의 스크래치 민감도를 개선한다.

어떤 실시 구현예들에 있어서, AR 코팅은 상기 커버 유리의 하나 또는 양쪽의 주표면들 상에 배치될 수 있다. 실시 구현예들에 있어서 AR 코팅이 상기 커버 유리의 양쪽 주표면들에 제공될 때, ANR 역할을 도우면서, 광 반사를 추가로 줄이는 것이 가능하다.

도 4는 실시 구현예에 따른 뉴턴 링들의 발생을 줄이도록 돕는 구조를 가지는 개선된 LCD 장치의 부분적인 도식도이다. 상기 도 4는, 상기 도3처럼, 제 1 및 제 2 AR 코팅들 (42a, 42b)을 제외하고, 상기 커버 유리 기판(32)에 제공된다. 공기 포켓들 (24a, 24b)을 둘러싸고 있는 유리 변형(34) 지점이 있을지라도, 상기 백라이트(36)로부터의 광은 상기 제 1 및 제 2 AR 코팅들 (42a, 42b)의 존재 때문에 상기 커버 유리 기판(32)의 양쪽 주표면들에서 줄어든 반사를 가진다. 내부 반사가 줄어들기 때문에, 상기 공기 포켓들 (24a, 24b) 및/또는 유리 변형(34) 지점에 가까운 영역 내에 보강 간섭에 대응하는 감소가 존재한다. 보강 간섭의 감소는 차례로(in turn), 뉴턴 링들의 형성 가능성을 줄인다. 상기 보강 간섭의 감소는, 차례로, 뉴턴 링 형성의 가능성을 줄인다.

어떤 AR 코팅은 이 발명의 다른 구현예들과 관련해서 사용될 수 있다. 상기 AR 코팅은 스퍼터링 증착되고 습식 적용될 수 있다(The AR coating may be sputter deposited, wet applied, etc.). 어떤 실시 구현예들에 있어서, AR 막(예를 들어 접착 AR 막)이 사용될 수 있다. 어떤 실시 구현예들에 있어서, 상기 AR 층은 세 개의 층들을 포함하는 박막 스택(thin-film stack)이다. 상기 층들은 다른 두께들 및/또는 굴절율(refractive index) 들을 가질 수 있다. 예를 들어, 중 인덱스(middle index)는 주위 층들과 비교하여 더 높은 굴절률을 가질 수 있다. 중간/고/저 인덱스 스택(medium/high/low index stack)은 어떤 실시 구현예들에 제공될 수 있다. 고 및 저 인덱스들 사이에서 일반적으로 교류할 수 있는 추가적인 층들이 또한 제공될 수 있다(Additional layers may that generally alternate between high and low indexes also may be provided.). 상기 고 인덱스 층(the high index layer)과 관련되어 사용될 수 있는 재료들은 예를 들어 TiNbOx, TiOx, NbOx, NbZrOx, TiCrOx 등을 포함할 수 있다. 상기 더 낮은 인덱스 층들(the lower-index layers)의 예들은 예를 들어 SiOx, SiOxNy, SiTiOx, AlOxNy 등을 포함한다. 층 두께들 및 광학 인덱스들(optical indexes)은 투과된 광의 광학 보강 간섭을 억제하도록 돕기 위한 방법으로 유리하게 조정될 수 있다.

실시예로서, 다음의 물리적 두께들 및 굴절률들(550 nm)이 제공될 수 있다:

이 배열은, 실시 구현예에 따른 실시 반사방지/ 안티-뉴턴 링 코팅을 포함하는 코팅된 물품으로, 도 5에 보여진다. 상기 도 5의 실시예로서 코팅된 물품은 어떤 실시 구현예들에 있어서 커버 유리 기판 또는 최외부 기판으로서의 사용에 적합하다. 어떤 실시 구현예들에 있어서, 상기 물품의 코팅된 측면은 제 2 기판과 대향한다. 상기 도 5의 실시예로서 코팅된 물품은 유리 기판(52), 중간 인덱스 층(54), 고 인덱스 층(56) 및 저 인덱스 층(58)으로부터 벗어나도록, 포함하는 다층 박막 코팅을 직접적 또는 간접적으로 지지하는 유리 기판(52)을 포함한다.

또한 실시예로서 3층 AR 코팅들은, 참조로 여기에 포함되는 전체 내용들인, 계류중인 일반적으로 등록된 연속 출원번호(Application Serial Nos.) 제12/923,146호 및 제12/923,838호에 개시되어 있다.

어떤 실시 구현예들에 있어서, 2 층 AR 코팅이 제공될 수 있고, 상기 유리 기판은 기판, 고 및 저 인덱스 층들(예를 들어 앞서 기술된 것 또는 다른 실시예 두께들 및/또는 굴절률들)을 벗어나도록 포함하는 코팅을 지지한다. 어떤 실시 구현예들에 있어서, 단일층 브로드밴드(broadband) AR 코팅이 제공될 수 있다. 상기 단일층을 위한 굴절률은 예를 들어 상기 유리의 인덱스 보다 더 낮을 수 있다 (The index of refraction for the single layer may be, for example, lower than the index of the glass).

앞서 언급되었듯이(As alluded to above), 3층 이상을 가진 AR 코팅들이 또한 제공될 수 있다. 예를 들어, 추가적인 고/저 교류 층들(alternating layers)을 가진 중/고/저 층들이 또한 제공될 수 있다. 어떤 실시 구현예들에 있어서, 응력-감소 층(stress-reducing layer)은 상기 커버 유리 및 상기 제 1 중 인덱스 층 사이에 제공될 수 있다. 실시예로서 4층 AR코팅들은 또한 계류중인 일반적으로 등록된 연속 출원번호12/___,___(atty. dkt. no. 3691-2239 하에 2011년 1월 27일에 제출되고 "열 처리할 수 있는 4 층 안티-반사방지 코팅")에 개시되어 있다.

또한 앞서 언급되었듯이, AR 코팅들은 이 발명의 다른 구현예들에 있어서 상기 커버 유리 기판의 양쪽 표면들에 제공될 수 있다. 어떤 실시 구현예들에 있어서, 대체적 또는 추가적으로(in the alternative or in addition), AR 코팅은 전면 편광자의 전면 표면에 제공될 수 있어, 상기 전면 편광자 상에 배치된 상기 AR 코팅은 상기 커버 유리와 대향한다. 구현예들에 있어서 다수의 AR 코팅들은 뉴턴 링 억제에 사용되는 경우, 같거나 또는 다른 AR 코팅들이 사용될 수 있다.

도 6a 내지 6d는 커버 유리 기판의 내부 (제 2) 표면 상의 3-층 AR 코팅들을 가지거나 가지지 않은(with and without there-layer AR coatings), 400 nm, 800 nm, 2000 nm, 및 4000 nm 공기 간극들을 위한 투과도 (%) 대 파장 (nm)의 플롯들(plots)을 시뮬레이션하는 그래프들이다. 따라서, 상기 도 6a 내지 6d는 상기 커버 유리 기판의 내부(제 2) 표면 상의 3층 AR코팅들을 가지거나 가지지 않고, 얇은 공기 간극들(각각 400 nm, 800 nm, 2000 nm 및 4000 nm의)에 의해 분리된 유리의 두 조각들을 통해서 광학 투과도 스텍트라(spectra)의 결과들을 시뮬레이션한다. 간섭 무늬들(interference fringes)의 최저 및 최고 사이에서 관찰된 감소는 광학 간섭 효과의 억제를 분명히 보여주므로, 뉴턴 링들의 감소된 형성 및/또는 심각도(severity)를 보여준다.

도 7a 및 7b는 개별적으로 AR 코팅을 가지거나 가지지 않은 유리 샘플들로부터 간섭 패턴의 삼차원 도표이다. 의사 컬러들(Pseudo colors)은 투과된 광의 강도를 나타낸다. 상기 도 7a 및 7b로부터 증명되었듯이, 상기 커버 유리의 제 2 표면 상의 AR 코팅은 상기 간섭 패턴의 형성을 크게 억제한다.

도 8a 및 8b는 개별적으로 AR 코팅을 가지거나 가지지 않은 얇은 공기 간극과 함께 서로에 기대어 유리 스택(glass stack)의 두 조각들을 관통하는 LCD 광의 계산된 통합적인 광 투과도(photopic transmission)(사람의 육안의 민감도에 정규화된)를 보여준다. 보여질 수 있듯이, 상기 AR 층의 존재는 사람의 육안이 민감한 범위 내에서 뉴턴 링들의 형성을 크게 줄인다.

어떤 실시 구현예들은 LCD 장치들에 관한 것으로 기술되었으나, 여기에 기술된 기법들은 예를 들어 플라즈마 디스플레이 장치들, 터치 패널들 등을 포함하는 다른 디스플레이 장치들에 적용될 수 있다. 게다가, 어떤 실시 구현예들의 기법들은 예를 들어 사진용 확대기들, 복사기들 등과 같은 다른, 비-디스플레이(non-display) 관련 응용들에 적용될 수 있다. 대개, 두 개의 기판들이 서로 인접한 전기 장치는 뉴턴 링 이슈(Newton Ring issue)를 가질 수 있어 여기에 개시된 실시 구현예들로부터 이익을 얻을 수 있는데, 그 밖의 방법으로 뉴턴 링 형성을 야기할 수 있는 유리 변형들 및/또는 공기 포켓들에 인접한 표면 상의 반사방지 코팅을 배치하는 것을 일반적으로 포함한다.

또한, 어떤 실시 구현예들은 유리 기판들과 관련하여 기술되었으나, 여기에 기술된 기법들은 다른 재료들로 만든 기판들에 관하여 적용할 수 있다. 따라서, 어떤 실시 구현예들의 커버 유리 기판들이 붕규산 유리, 소다 리마 유리(soda lima glass) 또는 유리의 다른 형태들일 수 있지만, 플라스틱 기판들, 고분자 기판들 및/또는 재료들을 포함하는 장치들은 여기에 기술된 실시 기법들로부터 이익을 얻을 수 있다.

여기에 사용되었듯이, "상에(on)", "에 의해 지지되는(supported by)" 용어들 및 그 밖의 유사한 것은 분명하게 명시되지 않는 한 두 개의 요소들이 서로 직접적으로 인접한 것을 의미하도록 해석되어서는 안된다. 다시 말해서, 하나 이상의 층들이 그 사이에 있는 경우일지라도, 첫번째 층은 두번째 층 "상에(on)" 또는 "에 의해 지지되는(supported by)" 것으로 표현될 수 있다.

본 발명은 가장 실용적이며 선호되는 구현예로 반드시 고려되는 것에 관련하여 기술되었으나, 본 발명은 개시된 구현예에 제한되지 않고, 이에 반하여, 덧붙인 청구범위들의 의미 및 범위 내에 포함된 동등한 배열들 및 다양한 변형들을 다루도록 의도되는 것으로 이해된다.

Claims

액정 재료를 포함하는 층을 샌드위칭하는 TFT 기판 및 컬러 필터 기판;
상기 TFT 기판에 인접하여 제공되고 광을 방사하도록 배열되는 백라이트(backlight);
상기 컬러 필터 기판에 인접한 커버 유리 기판(cover glass substrate);
상기 커버 유리 기판 상 또는 내(in or on the cover glass substrate)의 상응하는 변형 위치에 근접하는, 상기 컬러 필터 기판 및 상기 커버 유리 기판 사이의 영역 내의 적어도 하나의 공기 포켓; 및
(a) 상기 컬러 필터 기판과 대향하는 상기 커버 유리 기판의 제 1 주표면 또는 (b) 상기 커버 유리 기판과 대향하는 상기 컬러 필터 기판의 주표면 중 하나 상에, 직접적으로 또는 간접적으로, 제공되는 제 1 반사방지 (AR) 코팅;을 포함하고,
상기 제 1 AR 코팅은, 상기 적어도 하나의 공기 포켓 및 상응하는 변형 위치에 근접한 영역들 내 상기 백라이트로부터 방사되는 광의 보강 간섭(constructive interference)을 줄이고, 상기 컬러 필터 기판 및 상기 커버 유리 기판의 대향 표면들(facing surfaces) 사이에서 뉴턴 링들의 발생 및/또는 강화(the occurrence and/or intensity of Newton Rings)를 상응하게(correspondingly) 줄이도록, 광학적으로 조정되는(tuned) 것인, 액정 디스플레이(LCD) 장치.
제1항에 있어서,
상기 제 1 AR 코팅은,
그 위 제공된 상기 기판으로부터 벗어나도록(in order moving away from the substrate on which it is provided):
제 1 중간 인덱스 층;
제1고 인덱스 층; 및
제 1 저 인덱스 층;
을 포함하고,
상기 제 1 중간 인덱스 층은 1.6 내지 1.9 굴절률(refractive index)을 가지고, 상기 제 1 고 인덱스 층은 2.0 보다 큰 굴절률을 가지며, 상기 제 1 저 인덱스 층은 1.6 보다 낮은 굴절률을 가지는 것인, LCD 장치.
제2항에 있어서,
상기 제 1 저 인덱스 층은 1.45 내지 1.55 굴절률을 가지는 것인, LCD 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 제 1 고 인덱스 층은 2.2 내지 2.6 굴절률을 가지는 것인, LCD장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 중간 인덱스 층은 Si, Ti, 및/또는 Al의 산화물 및/또는 질화물을 포함하고,
상기 제 1 고 인덱스 층은 Ti, Nb, Zr, 및/또는 Cr의 산화물을 포함하고,
상기 제 1 저 인덱스 층은 Si, Ti, 및/또는 Al의 산화물 및/또는 질화물을 포함하는 것인, LCD 장치.
제1항에 있어서,
상기 제 1 AR 코팅은 상기 커버 유리 기판의 굴절률 보다 낮은 굴절률을 가지는 단일 박막층으로 필수적으로(essentially) 이루어지는 것인, LCD 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 AR 코팅은 접착식으로 적용된(adhesively applied) AR 막인 것인, LCD 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 AR 코팅은 상기 커버 유리 기판의 제 1 주표면 상에 제공되고,
상기 커버 유리 기판의 제 2 주표면 또는 상기 커버 유리 기판과 대향하는 상기 컬러 필터 기판의 주표면 상에, 직접적으로 또는 간접적으로, 제공되는 제 2 AR 코팅;을 더 포함하는 LCD 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컬러 필터 기판 상에 배치되는 전면 편광자(front polarizer); 및
상기 TFT 기판 및 상기 백라이트 사이에 삽입되는 후면(rear) 편광자;
를 더 포함하는 LCD 장치.
서로(one another)에 대하여 실질적으로(substantially) 평행한 제1 및 제 2 유리 기판들;
광을 방사하도록 배열되는 백라이트;
상기 제 1 및 제 2 유리 기판들이 공기 포켓들에 상응하고 적어도 하나의 변형 위치에 근접한 영역들 내에서 서로 평행하지 않고, 각각의 변형 위치가 상응하는 공기 포켓들로 적어도 부분적으로 둘러싸인, 상기 제 1 유리 기판 내의 적어도 하나의 변형 위치; 및
상기 백라이트로부터 방사되는 반사광(reflections of light)을 줄이고, 상기 제 1 및 제 2 기판들 사이에서 뉴턴 링들의 발생 및/또는 강화를 상응하게 줄이도록 적용되는, 상기 제 2 기판과 대향하는 상기 제 1 유리 기판의 주표면 상에 제공되는 안티-뉴턴 링(Anti-Newton Ring)(ANR) 코팅;
을 포함하는 전기 장치.
제10항에 있어서,
상기 ANR 코팅은,
상기 제 1 기판으로부터 벗어나도록:
Si, Ti, 및/또는 Al의 산화물 및/또는 질화물을 포함하는 중간 인덱스 층,
Ti, Nb, Zr, 및/또는 Cr의 산화물을 포함하는 고 인덱스 층, 및
Si, Ti, 및/또는 Al의 산화물 및/또는 질화물을 포함하는 저 인덱스 층을 포함하는 것인, 전기 장치.
제11항에 있어서,
상기 중간 인덱스 층은 1.6 내지 1.9 굴절률을 가지고, 상기 제 1 고 인덱스 층은 2.0 보다 큰 굴절률을 가지며, 상기 제 1 저 인덱스 층은 1.6 보다 낮은 굴절률을 가지는 것인, 전기 장치.
제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 중간, 고 및 저 인덱스 층들의 두께들은 각각 90 내지 120 nm, 10 내지 25 nm 및 80 내지 120 nm인 것인, 전기 장치.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 장치는 플랫 패널 디스플레이(flat panel display) 장치 또는 터치 패널 장치인 것인, 전기 장치.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 장치는 복사기 또는 사진 확대기인 것인, 전기 장치.
제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 기판들은 상기 공기 포켓들에 근접한 영역들 내 2000 nm 이하로(no more than) 떨어져 있는 것인, 전기 장치.
제 1 유리 기판의 주표면 상에 안티-뉴턴 링(ANR) 코팅을 배치하는 단계;를 포함하고,
상기 제 1 유리 기판은 상기 ANR 코팅이 제 2 유리 기판과 대향해서 상기 제 2 유리 기판과의 실질적으로 평행한 관계로 선회가능(orientable)하고,
적어도 하나의 변형 위치는 상기 제 1 유리 기판 내 형성되고, 각각의 상기 변형 위치는 상응하는 공기 포켓들에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이고, 상기 제 1 및 제 2 유리 기판들은 적어도 하나의 변형 위치 및 상응하는 공기 포켓들에 근접한 영역들 내에서 서로 평행하지 않고,
상기 ANR 코팅은 백라이트로부터 방사되는 반사광을 줄이고, 상기 제 1 및 제 2 기판들 사이에서 뉴턴 링들의 발생 및/또는 강화를 상응하게 줄이도록 적용되는 것인, 코팅된 물품의 제조 방법.
제17항에 있어서,
상기 ANR 코팅은,
상기 제 1 기판으로부터 벗어나도록:
Si, Ti, 및/또는 Al의 산화물 및/또는 질화물을 포함하는 중간 인덱스 층,
Ti, Nb, Zr, 및/또는 Cr의 산화물을 포함하는 고 인덱스 층 및
Si, Ti, 및/또는 Al의 산화물 및/또는 질화물을 포함하는 저 인덱스 층을 포함하는 것인, 방법.
제18항에 있어서,
상기 중간 인덱스 층은 1.6 내지 1.9 굴절률을 가지고, 상기 제 1 고 인덱스 층은 2.0 보다 큰 굴절률을 가지며, 상기 제 1 저 인덱스 층은 1.6 보다 낮은 굴절률을 가지는 것인, 방법.
제18항 또는 제19항에 있어서,
상기 중간, 고 및 저 인덱스 층들의 두께들은 각각 90 내지 120 nm, 10 내지 25 nm 및 80 내지 120 nm인 것인, 방법.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 고 인덱스 층은 2.2 내지 2.6 굴절률을 가지는 것인, 방법.
제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 기판은 커버 유리 기판이고 상기 제 2 기판은 컬러 필터 기판인 것인, 방법.
서로에 대하여 실질적으로 평행한 관계로 제1 및 제 2 기판들을 제공하는 단계;를 포함하고,
적어도 하나의 변형 위치는 상기 제 1 유리 기판 내 형성되고, 각각의 상기 변형 위치는 상응하는 공기 포켓들에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이고, 상기 제 1 및 제 2 유리 기판들은 적어도 하나의 변형 위치 및 상응하는 공기 포켓들에 근접한 영역들 내에서 서로 평행하지 않고,
안티-뉴턴 링(ANR) 코팅은 상기 제 2 기판과 대향하는 상기 제 1 유리 기판의 주표면 상에 배치되고, 상기 제 2 기판에 인접하여 배치되는 백라이트로부터 방사되는 반사광을 줄이고, 상기 제 1 및 제 2 기판들 사이에서 뉴턴 링들의 발생 및/또는 강화를 상응하게 줄이도록 적용되는 것인, 전기 장치의 제조 방법.
제23항에 있어서,
상기 전기 장치는 플랫 패널 디스플레이 장치인 것인, 방법.
제23항 또는 제24항에 있어서,
상기 ANR 코팅은,
상기 제 1 기판으로부터 벗어나도록:
1.6 내지 1.9 굴절률을 가지며, Si, Ti, 및/또는 Al의 산화물 및/또는 질화물을 포함하는 중간 인덱스 층,
2.1 보다 큰 굴절률을 가지며, Ti, Nb, Zr, 및/또는 Cr의 산화물을 포함하는 고 인덱스 층 및
1.6 보다 낮은 굴절률을 가지며, Si, Ti, 및/또는 Al의 산화물 및/또는 질화물을 포함하는 저 인덱스 층을 포함하는 것인, 방법.