KR20150045476A - 매립 산란 방현층을 갖는 디스플레이 소자 - Google Patents

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KR20150045476A
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자크 골리어
샨돈 디 하트
엘렌 마리 코지크-윌리엄스
드미트리 블라디슬라보비치 쿡센코브
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

예를 들어, 전자 장치상에 디스플레이와 같은 디스플레이를 뷰잉하기 위한 디스플레이 소자. 상기 디스플레이 소자는 투명 기판 및 상기 디스플레이 소자의 전면 및 후면 사이에 위치된 산란 방현층을 포함하고, 여기서 상기 산란 방현층은 복수의 산란 소자를 포함한다. 상기 산란 방현층은 낮은 반사율을 가지며 상기 디스플레이 소자 내의 계면에 의해 반사된 광에 대해 방현 효과를 제공한다.

Description

매립 산란 방현층을 갖는 디스플레이 소자 {DISPLAY ELEMENT HAVING BURIED SCATTERING ANTI-GLARE LAYER}
본 출원은 2012년 8월 18일자로 출원된 미국 가 특허출원 제61/684226호의 우선권을 주장하고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
본 개시는 뷰잉 (viewing)을 위한 디스플레이 창 또는 소자에 관한 것이다. 좀더 구체적으로는, 본 개시는 방현 (anti-glare) 특성을 갖는 유리 디스플레이 소자에 관한 것이다.
일반적으로 "눈부심 (glare)"이라 하는, 주변 광의 반사는, 소비자 전자 장치에서 디스플레이에 대한 문제점을 제기한다. 이러한 적용에 있어서, 눈부심은 디스플레이의 명백한 명암 (contrast) 및 가독성 (readability)을 감소시킨다.
통상적으로 공기와 접촉하는 거친 표면의 형태로 방현 (anti-glare) (AG) 처리는, 그 자체로 또는 감소된 반사율 (reflectivity)를 갖는 코팅의 형태로 반사-방지 (anti-reflective) (AR) 처리와 조합하여, 플라스틱 커버를 갖는 디스플레이에 대해 일반적이다. 강한, 내손상 유리의 사용이 이러한 장치에 좀더 널리 퍼짐에 따라, AG 및/또는 AR 처리의 포함은 더욱 문제가 되고 있다. AG 특성을 달성하는데 필요한 거칠기 정도를 갖는 유리 표면을 제공하는 것은 더욱 어렵고, 반사-방지 코팅 또는 필름 단독으로는 적절하게 눈부심을 감소시킬 수 없다. 하나의 이유는 유리 커버 장치에서 반사가 상기 커버 유리의 외부 표면에 뿐 아니라, 액정 층 (liquid crystal layers)의 표면, 투명 전도체 (transparent conductors), 편광자 (polarizer), 컬러 필터 (color filters), 등등의 표면과 같은, 디스플레이 "스택 (stack)" 내에서의 다른 계면에서 생산된다는 것이다.
4-15%의 총 (즉, 확산 및 경면 (specular)) 반사율을 생성할 수 있는, 모든 내부 반사 (internal reflection)의 제거는 어려울 수 있다. 다중 층들이 디스플레이에 존재하는 동안, 상기 커버 유리의 전면에서만 작동하고, 예를 들어, 4%로부터 1% 아래로 이의 반사율을 감소시키는 것은 사용자에게 일부의 이점을 제공한다. AG는, 예를 들어, 상기 유리에 어떤 표면 거칠기 패턴을 에칭하고, 마그네트론 스퍼터링 (magnetron sputtering)에 의해 단일 또는 다중 AR 층으로 이를 균일하게 코팅하여, 전면 상에서 AR과 조합될 수 있다. 이러한 처리가 반사를 잘 작동시키는 동안, 만약 AG 산란이 너무 커서 또한 디스플레이의 시계 (visibility)를 저하시키지 않는다면, 이것은 일반적으로 계면 아래에 의해 반사된 투과 광에 대해서 역시 실행되지 않을 것이다. 일반적으로, 평균 표면 거칠기 높이가 실질적인 방현 효과를 생성하기에 충분히 클 경우, 그 다음 상기 거칠기 피쳐 (feature)의 평균 측면 크기 (lateral size)는 투과에서 협-각 산란을 생산하기 위해 필연적으로 상대적으로 크고, 또한 표면 아래에 의해 반사된 이미지를 없앤다. 이러한 피쳐는 또한 상당한 수준의 "스파클 (sparkle)" (인접한 이미지 픽셀 사이의 크로스-토크 (cross-talk))을 생산할 것이다. 다른 한편으로, 만약 거칠기 피쳐 (roughness feature)의 평균 측면 크기가 스파클을 최소화하기에 충분히 작다면, 최종 산란은 더 넓은 범위의 각에 걸쳐 있어서, 주변 광 하에서 디스플레이의 명암비를 감소시키는, "헤이즈"를 발생시킨다.
본 개시는, 예를 들어, 전자 장치상에 또는 전자 장치 내에 사용하는 것과 같은, 디스플레이를 뷰잉하기 위한 디스플레이 소자를 제공하여 이들 및 다른 요구를 충족시킨다. 상기 디스플레이 소자는 투명 기판 및 디스플레이 소자의 전면 및 후면 사이에 위치된 복수의 산란 소자를 포함하는 산란 방현층을 포함한다. 상기 산란 방현층은 낮은 반사율을 갖고, 디스플레이 소자 내에 계면에 의해 반사된 광에 대해 방현 효과를 제공한다.
따라서, 본 개시의 하나의 관점은 전면, 후면, 전면 및 후면 사이에 배치된 산란 방현층을 포함하는 디스플레이 소자를 제공하는 데 있고, 여기서 상기 산란 방현층은 투명하고, 복수의 산란 소자, 및 상기 전면 및 후면 사이에 배치된 투명 기판을 포함한다.
또 다른 관점은 디스플레이 소자용 매립 산란 방현층을 제공하는 데 있다. 상기 매립 산란 방현층은 투명하고, 상기 디스플레이 소자의 전면 및 후면 사이에 배치될 수 있으며, 약 50 ㎛ 미만의 평균 측면 치수를 갖는 복수의 산란 소자를 포함한다. 상기 매립 산란 방현층은 약 2% 미만의 총 반사율을 갖는다. 상기 매립 산란 방현층을 통한 투과된 광의 5% 미만은 상기 투과된 광의 입사각으로부터 약 5도 밖으로 산란된다.
본 개시의 또 다른 관점은: 방현 표면, 반사방지 표면, 또는 이의 조합을 포함하는 전면; 후면; 상기 전면 및 후면 사이에 배치된 산란 방현층; 및 상기 전면 및 후면 사이에 배치된 투명 기판을 포함하는 디스플레이 소자를 제공하는 데 있다. 상기 산란 층은 투명하고, 약 50 ㎛ 미만의 평균 측면 치수를 갖는 복수의 산란 소자를 포함한다. 상기 매립 산란 방현층은 약 2% 미만의 총 반사율을 갖고, 상기 매립 산란 방현층을 통해 투과된 광의 5% 미만은 상기 투과된 광의 입사각으로부터 약 5도 밖으로 산란된다.
이들 및 다른 관점, 장점, 및 두드러진 특색은 하기의 상세한 설명, 수반된 도면, 및 첨부된 청구항으로부터 명백해 질 것이다.
도 1은 디스플레이 소자의 개략적 단면도이다.
도 2a는 매트릭스 물질에 삽입된 거칠거나 또는 높낮이가 있는 (undulating) 표면층을 포함하는 산란 방현층의 개략적 단면도이다.
도 2b는 매트릭스 물질에 삽입된 복수의 입자를 포함하는 산란 방현층의 개략적 단면도이다.
도 2c는 매트릭스 물질에 삽입된 복수의 입자를 포함하고, 각각의 입자의 두께를 가로지르는 굴절률 구배 (index gradient)를 갖는 산란 방현층의 개략적 단면도이다.
도 3은 디스플레이 소자의 전면에 의해 반사된 광 및 전면 및 매끄러운 후면 모두에 의해 반사된 광에 대한 경면 반사 대 디스플레이 소자의 전면 상에 모의 거칠기의 RMS 깊이의 그래프이다.
도 4는 다양한 구배 두께에 대한 공기-고체 구배 굴절률 계면 (air-solid gradient index interface)에서 반사율의 그래프이다.
이하 상세한 설명에 있어서, 같은 참조 문자는 도면에 도시된 몇몇 도들을 통하여 같거나 대응하는 부분을 지목한다. 별도의 언급이 없는 한, 이것은 또한 "상부", "하부", "외부" "내부" 등과 같은 용어는 편리를 위한 단어이지, 제한하는 용어로서 해석되지 않는다. 부가적으로, 그룹 또는 군 (group)이 요소 및 이들의 조합의 군의 적어도 하나를 포함하는 것으로 기재되는 경우, 상기 군은 개별적으로, 또는 서로의 조합으로 인용된 이들 요소의 수로 이루어지거나, 필수적으로 이루어지거나, 또는 포함하는 것으로 이해된다. 유사하게, 군이 요소 또는 이들의 조합의 적어도 하나로 이루어지는 것으로 기재되는 경우, 상기 군은 개별적으로, 또는 서로의 조합으로 인용된 이들 요소의 수로 이루어지는 것으로 이해된다. 특별한 언급이 없는 한, 범위의 값이 인용된 경우, 상기 범위의 상한 및 하한 모두를 포함한다. 본 발명에 사용된 바와 같은, 별도의 구분없이 사용하는 어떤 물질의 "단수" 및 "복수"는, 별도의 언급이 없는 한, "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미한다. 또한 본 명세서 및 도면들에 개시된 다양한 특색은 어느 하나 및 모든 조합에 사용될 수 있는 것으로 이해된다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "유리" 및 "유리들"은 유리 및 유리 세라믹 모두를 포함한다. 용어 "유리 제품" 및 "유리 제품들"은 전체적으로 또는 부분적으로 유리 및/또는 유리 세라믹으로 만들어진 어떤 대상을 포함하는 이들의 광범위한 의미로 사용된다.
용어 "실질적으로" 및 "약"은 어떤 정량적 비교, 값, 측정, 또는 다른 표현의 결과로 볼 수 있는 고유의 불확실성의 정도를 나타내기 위해 여기에 활용될 수 있다. 이들 용어는 또한 정량적인 표현이 문제의 주제의 기본 기능에서 변화를 결과하지 않고 명시된 기준으로부터 변할 수 있는 정도를 나타내기 위해 여기에 활용된다.
여기에 사용된 바와 같이, 용어 "RMS 거칠기"는 평균 선형 표면으로부터 측정되고, 평가 길이 또는 면적 내에서 측정되거나 또는 얻은 제곱근 평균 측정 높이 편차 (height deviation)를 의미한다.
일반적인 도면 및 특히 도 1를 참조하면, 예시들은 특정 구현 예를 설명하려는 목적인 것이지, 본 개시 또는 이에 첨부된 청구항을 제한하려는 의도는 아닌 것으로 이해될 것이다. 도면들은 스케일을 필요로 하지 않으며, 상기 도면들의 어떤 특색 및 어떤 도들은 선명도 및 간결성의 관점에서 스케일을 확대하거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다.
주변 광의 반사, 또는 눈부심은, 이것이 명백한 명암 및 가독성을 감소시키기 때문에 디스플레이를 갖는 소비자 전자 장치에 대한 심각한 문제점이 항상 있고, 유지된다. 통상적으로 공기와 접촉하는 거칠기 표면의 형태로 방현 (AG) 처리는, 그 자체 또는 감소된 반사율을 갖는 코팅의 형태로 반사-방지 (AR) 처리와 조합하여, 플라스틱 커버 또는 뷰잉 창을 갖는 디스플레이에 대해 일반적이다. 최근, 유리 - 특히 화학적으로 강화된 유리 -는 장치, 구체적으로 휴대용 장치에 대해 보편화된 선택이 되었다. 그러나, 대부분의 이들 휴대용 장치는 AG 또는 AR 처리 없이 제공된다. 표면 거칠기는 화학적으로 강화된 유리에 쉽게 각인되지 않고, 코팅된 산란 층은 유리의 내스크래치성 및/또는 강도를 감소시킬 수 있다. 단일 및 다중-층 반사방지 처리는 마그네트론 스퍼터링 또는 졸-겔 기술을 사용하여 상기 유리 표면에 적용하는 것이 상대적으로 용이하다. 그러나, AR 코팅은 단독으로 눈부심의 문제를 필수적으로 제거시키지 못한다. 이러한 하나의 이유는 유리 커버 장치에서 관찰된 반사가 커버 유리 표면의 일측 또는 모두에서뿐만 아니라, 디스플레이 스택 층들 및 터치 센서 층 내에 다른 계면에서도 생산되는 점에 있다. 이러한 층들은 유리, 액정 층, (ITO와 같은) 투명 전도체, 금속 층, 블랙 매트릭스 물질, 반도체, 트랜지스터, 편광자, 컬러 필터, 또는 이와 유사한 것 사이의 계면 또는 표면을 포함할 수 있다. 이들 반사의 모든 합은 총 4-15% 정도일 수 있다. 상기 커버 유리의 전면에서만 작동하고, 예를 들어, 4%로부터 1% 아래로 반사율로 감소시키는 것은 사용자에게 단지 일부의 이점을 제공한다. 만약 상기 커버 유리 뒤의 층들 (즉, 디스플레이 또는 터치-센싱 구조 내에 매립 또는 삽입된 층)로부터 반사를 제거하는 것이 어렵거나 고가라면, 복수의 상대적으로 낮은-각 산란 소자는 반사된 사물의 형상을 없애거나 확산시키기 위해 디스플레이 소자에 첨가될 수 있고, 따라서 디스플레이 가독성이 개선시킨다.
AG는, 예를 들어, 유리에 어떤 표면 거칠기 패턴을 에칭하고, 단일 또는 다중 AR 층으로 이를 균일하게 코팅하여, 전면 상에 AR과 조합될 수 있다. 이러한 처리는, 반사를 매우 잘 작동시키는 동안, 일반적으로 투과 광에 대해서 역시 실행되지 않을 것이고, 상기 디스플레이로부터 방출된 이미지의 가시성을 왜곡시킬 수 있다. 만약 평균 표면 거칠기 높이가 실질적인 방현 효과를 생성하기에 충분히 크고, 거칠기 피쳐의 평균 측면 크기가 주로 협-각 산란을 생성하기에 상대적으로 크다면, 상당한 수준의 "스파클" (인접한 이미지 픽셀 사이의 크로스-토크)은 생산될 것이다. 그러나, 만약 거칠기 피쳐의 평균 측면 크기가 스파클을 제거하기에 충분히 작다면, 최종 산란은 더 넓은 범위의 각으로 존재할 것이고, 따라서, 주변 광 하에서 상기 디스플레이의 명암비를 감소시키는 "헤이즈"를 발생시킨다 (예를 들어, 이러한 경우에 있어서, 블랙은 회색으로 나타날 것이다).
상대적으로 작은 반사율 및 반사 산란을 갖는 디스플레이 소자는 여기에 기재된다. 상기 디스플레이 소자는 디스플레이 소자 내에 계면 또는 디스플레이 소자의 전면 아래에 위치된 "스택"에 의해 반사된 광에 대한 방현 효과를 생산하기 위해 투과에서 충분히 강한 협각 산란을 제공한다. 상기 디스플레이 소자는 전면 및 후면을 갖는다. 광은 후면에 또는 후면 뒤에 위치된 디스플레이로부터 디스플레이 소자를 통해 투과되고, 상기 전면을 통해 디스플레이 소자를 빠져나온다. 상기 디스플레이 소자는 또한 "매립" 또는 서브-표면 산란 방현층 및 상기 전면 및 후면 사이에 배치된 투명 기판을 포함한다.
여기에 기재된 디스플레이 소자 (100)의 하나의 구현 예의 단면도는 도 1에서 개략적으로 나타낸다. 매립 광 산란 방현층 (또한 여기서 간단히 "매립 산란 방현층"이라 함) (120)은 적어도 약 0.01 micron (㎛)의 깊이에서 전면 (110) 아래 또는 뒤에 "매립" 또는 위치된다. 상기 투명 기판 (130)은 또한 전면 (110) 뒤 또는 아래에 위치된다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 전면 (110) 및 투명 기판 (130) 사이에 위치된다. 도 1에서 나타낸 바와 같은, 상기 매립 산란 방현층 (120)은, 몇몇 구현 예에 있어서, 투명 기판 (130)의 앞 및 전면 (110)에 인접하거나 또는 바로 뒤에 위치된다. 다른 구현 예 (도시되지 않음)에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 투명 기판 (130) 뒤 및 후면 (140)의 앞에 위치될 수 있다. 외부 주변 광 (150)은 디스플레이 소자 (100) 내의 다양한 층들에 의해 산란 또는 반사된다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 디스플레이 소자 (100)을 통해 투과된 광의 약 5% 미만은 입사각으로부터 5°밖으로 산란된다. 몇몇 구현 예에 있어서, 디스플레이 소자 (100)는 약 3 mm까지의 두께를 갖는다.
몇몇 구현 예에 있어서, 상기 디스플레이 소자 (100)는 후면 (140) 상에 배치된 디스플레이 층 (145)과 같은, 하나 이상의 서브-표면층, 및/또는 상기 디스플레이 층(들) (145) 중 하나 및 투명 기판 (130) 사이에 배치되거나 또는 상기 디스플레이 층(들) (145) 중 하나 및 산란 방현층 (120) 사이에 배치된 접착층(들) (142)을 더욱 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 층(들) (145)은 전자층, 트랜지스터, 금속층, 인듐 주석 산화물 (ITO) 층, 이미지-형성 층, 발-광 층, 터치 센싱 층, 공기-갭 층, 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 디스플레이 층(들) (145)은, 특정 구현 예에 있어서, 터치 센싱 층, LCD 디스플레이, LED 디스플레이, OLED 디스플레이, 또는 이의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이를 포함하는 이미지 형성 층은, 예를 들어, LCD 디스플레이에 컬러 필터 평면 또는 OLED 디스플레이에서 발-광 층을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120) 및 이미지 형성 층은 약 2 mm 미만의 거리만큼 분리된다. 상기 디스플레이 층(들) (145) 및 투명 기판 (130) 또는 산란 방현층 (120) 사이에 배치된, 접착층(들) (142)은 디스플레이 소자 (100)의 잔여부에 디스플레이 (145)를 결합하는데 사용될 수 있다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 약 0.1 mm 내지 약 2 mm의 거리 범위만큼 후면 (140)으로부터 분리된다.
몇몇 구현 예에 있어서, 전면 (110)은 기술분야에서 알려진 방현층, 필름 또는 표면, 반사방지 층, 필름 또는 표면, 또는 방현 및 반사방지 층, 필름 및/또는 표면의 어떤 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 전면 (110)이 - 디스플레이 소자의 전면의 유효 마찰 (effective friction)을 부가적으로 감소 또는 그렇지 않으면 제작할 수 있어, 터치-스크린 적용에서 이의 활용도를 증가시키는 - 방현층, 필름 또는 거친 표면을 포함하는, 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 방현 기능보다 더 많거나 또는 동등하게 안티-스파클 기능을 제공할 수 있다. 이러한 경우에 있어서, "매립 산란 안티-스파클 층"에 등가물로서, 매립 산란 방현층을 기재하는 것이 적절할 수 있다. 상기 매립 산란 안티-스파클 층은 투명하고, 약 50 ㎛ 미만의 평균 측면 치수를 갖는 복수의 산란 성분을 포함하고, 디스플레이 소자 (100)의 전면 (110) 및 후면 (140) 사이에 배치될 수 있다. 상기 매립 산란 안티-스파클 층에서 이들 산란 성분은 높은 공간 주파수 (high spatial frequency)를 갖는 것으로 간주될 수 있다. 상기 매립 산란 안티-스파클 층의 높은 공간 주파수 산란 성분은 전면 (110)에 부여된 표면 거칠기에 의해 생성되는 스파클을 감소시킬 수 있다. 거친 전면 (110)은 방현을 제공할 수 있고 및/또는 터치 또는 스타일러스-계 입력 (stylus-based input)을 위한 유효 마찰을 감소시키거나 또는 제작될 수 있다.
몇몇 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 약 0.1 mm 미만의 두께를 갖는다. 상기 매립 산란 방현층 (120)은 디스플레이 소자 (100)의 전면 외부 표면 (110) 아래이지만, 디스플레이 내에 몇몇 내부 반사 계면과 일치하거나 또는 이상에 위치된다. 부가적으로, 상기 디스플레이 소자 (100)의 외부 표면은 반사-감소 또는 눈부심-감소 처리를 포함할 수 있다.
여기에 전술된 바와 같이, 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 산란 층이 픽셀화된 디스플레이에 걸쳐 위치되는 경우 발생할 수 있는 "디스플레이 스파클"을 최소화하거나 또는 감소시키도록 설계된다. 디스플레이 스파클은 사람 눈으로 볼 수 있는 디스플레이 픽셀의 강도 (intensity)에서 왜곡 (distortion)이다. 디스플레이 스파클은 사람 눈의 특성을 모방하는 측정 시스템을 사용하여 각 픽셀로부터 검출된 총 파워의 표준 편차로서 측정될 수 있다. 2011년 2월 28일 자에 발명의 명칭이 "Glass Having antiglare Surface with Low display Sparkle"로 출원된 미국 가 특허출원 제61/447,242호를 우선권 주장하여, 2012년 2월 27일자에, 동일한 발명의 명칭으로 Jacques Gollier 등에 의해 출원된 미국 특허출원 제13/405,787호는 화학적 에칭 및/또는 기계적 (예를 들어, 그라인딩, 연마, 등등) 공정 또는 이와 유사한 것을 사용하여 생성된 거칠어진 방현 표면을 교시한다. 최종 방현 표면은 약 80 ㎛ 내지 약 640 ㎛의 측면 공간 주기의 범위 (종종 표면 파장이라 한다)에서 측정된 약 300 nm까지의 제1 RMS 거칠기 Rlong, 약 20 ㎛ 미만의 측면 공간 주기에서 측정된 제2 RMS 표면 거칠기 Rshort, 및 약 60 nm 내지 약 600 nm의 범위에서, 표면 파장 필터링 없이 측정된, 제3 RMS 거칠기 Rtotal를 갖고, 여기서 상기 비 (Rlong/Rshort)는 약 3.9 미만이다. 2011년 2월 28일 자로, 하기 발명의 명칭으로 출원된 미국 가 특허출원 제61/447,285호의 우선권을 주장하여, 2012년 1월 20일자에 발명의 명칭이 "Apparatus and Method for Determining Sparkle"로 Jacques Gollier 등에 의해 출원된 미국 특허출원 제13/354,827호는 스파클의 측정인, 픽셀 파워 편차 (PPD)를 측정하기 위한 방법 및 장치를 교시한다. 상기 방법은: 픽셀화된 소스 (pixelated source)와 조합된 투명 샘플의 이미지를 획득하는 단계, 상기 이미지는 복수의 소스 픽셀을 포함하고; 상기 이미지에서 인접한 소스 픽셀들 사이의 경계를 결정하는 단계; 상기 이미지에서 복수의 소스 픽셀의 각각에 대한 통합된 총 파워를 얻기 위해 경계 내에서 통합하는 단계; 및 픽셀당 통합된 총 파워의 분산을 계산하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 분산은 상기 픽셀 파워 편차이다. 2011년 5월 27일자로 하기 발명의 명칭으로 출원된 미국 가 특허출원 제61/490,678호의 우선권을 주장하여, 2012년 5월 8일자로 발명의 명칭이 "Transparent Glass Substrate Having Antiglare Surface"로 Jacques Gollier 등에 의해 출원된 미국 특허출원 제13/466,390호는 투과된 이미지 저하의 다른 형태 및 스파클을 최소화하는 방현 표면을 갖는 투명 유리 기판을 교시하고, 상기 투과된 이미지에 역효과를 최소화하는 반면 반사된 이미지의 유리한 방현 블러링 (blurring)을 보유하는 디스플레이 조합 및 다양한 방현 표면 파라미터를 기재한다. 상기 방현 표면은 적어도 약 80 nm의 RMS 진폭 (amplitude)을 갖는 거칠어진 부분을 갖고, 또한 거칠지 않거나 또는 평평한 부분을 포함할 수 있다. 거칠어진 방현 표면의 분율 (fraction) (거칠어진 부분)은 적어도 약 0.9이고, 거칠지 않은 표면의 분율은 약 0.10 미만이다. 상기 방현 표면은 약 7% 미만의 픽셀 파워 편차를 갖는다. 전술된 잠정적 및 비-잠정적 미국 특허출원의 내용들은 전체적으로 참조로서 여기에 혼입된다.
하나의 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 스파클을 감소 및/또는 최소화시키고, 매우 낮은 (또는 없는) 반사 산란을 갖는다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층은 약 2% 미만의 총 (즉, 확산 및 경면) 반사율을 갖는다. 동시에, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 상당한 전방 산란 (forward scattering) 특성을 유지하는데, 여기서 상기 전방 산란은 주로 또는 전적으로 본래의 광 입력 각으로부터 좁은 편각 (angles of deviation)에 있다.
낮거나 또는 없는 후-반사 또는 반사 산란, 및 주로 협-각-전방-산란을 갖는 매립 산란 방현층을 혼입하여, 몇 가지 원하는 속성들은 동시에 달성될 수 있다. 예를 들어, 서브-표면 디스플레이 층(들) (예를 들어, ITO, 전자장치, 및 이와 유사한 것)으로부터 내부 반사 (145)는, 덜 가시적이고, 확산되거나, 또는 매립 산란 방현층 (120)의 전방-산란 특성에 기인하여, "흐릿하게" 된다. 외부 주변 광 (150)은 서브-표면 디스플레이 층(들) (140)으로부터 반사되기 전에 매립 산란 방현층 (120)을 통해 통과하고, 상기 서브-표면 디스플레이 층(들)으로부터 반사된 후에 다시 매립 산란 방현층 (120)을 통해 통과한다. 이들 두 개의 전방-산란 사건은 관측자에 의해 보이는 이들 서브-표면 디스플레이 층(들)으로부터 반사된 이미지를 확산시키거나 또는 "흐리게" 제공한다.
상기 매립 산란 방현층 (120)으로부터 반사 후방-산란의 결함은 두 개의 목적을 제공한다. 첫째, 상기 디스플레이의 총 인지된 반사율은 매립 산란 방현층에 의해 증가하지 않는다. 둘째, 상기 매립 산란 방현층 (120)에서 복수의 산란 소자는 외부 주변 광 반사에 기인한 디스플레이의 "헤이즈" 또는 "색이 바랜" 외형을 생성하지 않게 작게 만들어질 수 있다 - 몇몇 구현 예에 있어서, 평균 측면 피쳐 크기는, 디스플레이 픽셀 크기에 의존하여, 약 50 microns (㎛) 미만, 및 다른 구현 예에 있어서, 약 15 ㎛ 미만이다. 반사 헤이즈 (reflected haze)는 외부 주변 광 하에서 실질적인 디스플레이 명암을 감소시키는 것으로 나타난다. 여기에 기재된 디스플레이 소자 (100)는 반사 헤이즈를 최소화 또는 제거하면서, 상기 매립 산란 방현층 (120)에서 상당량의 전방 산란을 보유한다. 이러한 전방 산란은 서브-표면 디스플레이 층(들) (145) 및/또는 접착층(들) (142)으로부터 반사된 광에서 헤이즈 (넓은-각 산란)를 생성하는 것을 효과적으로 피하기 위해 주로 또는 전적으로 좁은 산란 각 (angles of scattering)이어야 한다. 이러한 협-각 산란은 주변 광에서 디스플레이의 명암 또는 명백한 탁도 (haziness)에 거의 영향이 없거나 또는 영향이 없다. 여기에 사용된 바와 같은, "측면" 피쳐 크기 또는 간격은 x-y 평면; 즉, 상기 디스플레이 층(들) (145)에서 픽셀의 평면에 대해 평행 및 상기 디스플레이 소자 (100)을 통해 디스플레이 층(들) (145)로부터 관찰자로의 광 투과의 방향에 대해 직각에서 이러한 파라미터의 측정을 의미한다. 이로써, 측면 피쳐 크기는 z-방향; 즉, 상기 디스플레이 소자 (100)을 통해 디스플레이 층(들)으로부터 관찰자로의 광 투과의 방향에 대해 평행으로 일반적으로 측정된 "거칠기"와 구분된다.
몇몇 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 어떤 육안으로 보이는 고체-공기 계면을 포함하지 않는다. 이들 구현 예에 있어서, 산란은 굴절률 (refractive index)에서 작거나 또는 점진적인 변화를 갖는 계면에 의해 일반적으로 생성된다. 이러한 굴절률에서 작은 변화는 방현 구조의 설계에서 새로운 자유도 (degrees of freedom)를 생성하고, 따라서, (예를 들어, 적어도 하나의 육안으로 보이는 고체-공기 계면을 갖는) 외부 계면으로 달성될 수 없는 특성의 조합을 허용한다.
도 2a에 개략적으로 나타낸, 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120) 내에 복수의 산란 소자는 굴절률 n1을 갖는 매트릭스 물질 (123)에 삽입된 거칠어진 또는 높낮이가 있는 표면층 (122)의 피쳐를 포함한다. 거칠어진 또는 높낮이가 있는 표면층 (122)의 피쳐는 약 5 ㎛ 내지 약 20 ㎛의 범위에서 주기성 (periodicity) 또는 특징 지배적 측면 공간 주기 (1/빈도에 등가물), 진폭, 굴절률 n2를 가질 수 있다. 도 2a에 나타낸 구현 예에 있어서, n1 < n2이다. 도 2b에 개략적으로 나타낸, 또 다른 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 내에 복수의 산란 소자는 선택된 크기, 간격, 및 굴절률을 갖는 복수의 입자 (124)를 포함한다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 복수의 입자 (124)는 복수의 입자 (124)와 동일하거나 또는 다를 수 있는 굴절률을 갖는 매트릭스 물질 (125)에 삽입된다. 선택적으로, 상기 복수의 입자 (124)는 기판의 표면에 삽입 또는 배치될 수 있다 (도시되지 않음).
도 2b에서 나타낸 복수의 입자 (124)가 구 대칭 (spherically symmetric)인 동안에, 상기 복수의 입자는, 예를 들어, 반구, 피라미드, 기둥, 타원, 디스크 모양 또는 이의 조합과 같은, 다른 형상이라 가정할 수 있는 것으로 쉽게 이해될 것이다. 적어도 몇몇의 복수의 입자 (124)가 타원 형상인 하나 이상의 구현 예에 있어서, 이러한 입자의 장축은 더 큰 측면 간격 및 더 작은 유효 거칠기를 갖는 산란 피쳐를 생성하기 위해 투명 기판 (130)의 주 표면에 평행하게 배열될 수 있다. (기판의 주 표면에 대해 평행하거나 또는 x-y 평면에서) 측면 또는 피쳐 크기 간격이 (기판의 주 표면에 대해 직각이거나 또는 z-방향에서) 거치기보다 더 큰 이러한 관계는 협각 산란을 촉진한다.
다른 구현 예에 있어서, 복수의 산란 소자는 회절 격자 (diffraction grating) 또는 다른 프리즘 구조 (prismatic structure)를 포함한다. 도 2c에서 개략적으로 나타낸, 다른 구현 예에 있어서, 복수의 산란 소자는, 이들의 단면을 가로지르는 굴절률 구배 및 코어 굴절률을 갖는 입자 (127)가, 상기 입자 (127)의 코어 굴절률의 것과 다르거나 또는 동일할 수 있는 굴절률을 갖는 매트릭스 (126)에서 미리 결정된 공간 또는 간격으로 삽입된 구배 굴절률 계면을 포함한다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)은, 입자를 포함할 수 있거나 또는 포함하지 않을 수 있는, 굴절률에서 구배를 갖는 계면 및/또는 거친 표면을 포함할 수 있다. 몇몇 구현 예에 있어서, 복수의 산란 소자는 제작의 용이함 또는 결함을 감추기 위해 랜덤 구조를 가질 수 있다. 다른 구현 예 (예를 들어, 도 2b 및/또는 2c)에 있어서, 상기 복수의 입자 (124) 및 매트릭스 물질 (125) 사이의 굴절률 관계는 또한 정반대일 수 있다. 도 2a에 나타낸 매트릭스 물질 (123)에 삽입된 높낮이가 있는 표면층 (122) 사이의 굴절률 관계는 정반대일 수 있다.
디스플레이 스파클은, 상기에서 인용된 문헌들에 기재된 바와 같이, 산란 피쳐의 측면 크기에 의존한다. 몇몇 구현 예에 있어서, 복수의 산란 소자의 작은 측면 피쳐 크기는, ASTM E430에 따라 측정될 수 있는, 증가하는 외부 반사 헤이즈 없이 디스플레이 스파클을 감소 또는 제거할 수 있다. 외부 표면상에 복수의 산란 소자의 크기를 감소시키는 것은 일반적으로 반사 헤이즈를 증가시키고, 디스플레이 명암을 감소시키기 때문에, 증가하는 외부 반사 헤이즈 없이 스파클을 감소/제거하는 조합은, 공기와 접촉하는, 종래의 외부 거친 표면을 사용하여 달성하는 것이 일반적으로 어렵거나 불가능하다.
상기 매립 산란 방현층 (120)의 전방 산란 각은 또한 서브-표면 디스플레이 층(들) (145) 및/또는 접착층(들) (142)으로부터 반사된 광의 이미지 블러링의 최적 조합을 달성하도록 조정될 수 있어, 이러한 서브-표면 반사 광의 과도한 넓은-각 산란을 발생하지 않는다. 만약 상기 매립 산란 방현층 (120)의 전방 산란 각이 너무 넓다면, 이러한 넓은-각 산란은 명암을 감소시키는 반사 헤이즈로서 인지될 수 있다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)에서 전방 산란은 약 ±45°의 원뿔각 밖으로, 또는 몇몇 구현 예에 있어서, 많아야 ±20°의 원뿔각 밖으로 투과 광의 5%를 초과하여 산란하지 않아야 한다. 다른 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)에서 전방 산란은 약 5% 미만의 매립 산란 방현층 (120)에 의해 생성된 (ASTM 절차 D1003에 따라 측정될 수 있는) 투과 헤이즈에 상응하는 많아야 ±2.5°의 원뿔각 밖으로 투과 광의 5%를 초과하여 산란하지 않아야 한다. 상기 매립 산란 방현층 (120)의 반사 헤이즈는 단독으로 투과 헤이즈보다 일반적으로 낮아야 한다 (예를 들어, 1% 미만, 또는 몇몇 구현 예에 있어서, 0.2% 미만). 몇몇 경우에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 서브-표면 디스플레이 층(들) (145) 및/또는 접착층(들) (142)으로부터 명백한 반사 헤이즈를 피하기 위하여 약 1% 미만의 투과 및 반사 헤이즈 모두를 가질 수 있다.
여기에 기재된 디스플레이 소자 (100)에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)의 반사 및 투과 헤이즈는 최소화될 수 있고, 동시에 상기 매립 산란 방현층에서 (더 높은 빈도로 복수의 산란 소자의 스펙트럼 크기 분포를 이동시키는 것과 대등한) 평균 또는 지배적 측면 공간 주기의 크기를 감소시킨다. 디스플레이 스파클을 감소 또는 최소화하는 - 평균 또는 지배적 측면 공간 주기의 크기에서 이러한 감소는, 몇몇 구현 예에 있어서, 약 50 ㎛ 미만, 및 다른 구현 예에 있어서, 약 15 ㎛ 미만으로 감소될 수 있다. 측면 공간 주기의 이러한 물리적 크기 감소는 외부 표면에 위치되고 공기에 인접한 종래의 단일의 거친 산란 표면으로 달성하는 것이 불가능한 새로운 광학 설계 자유도를 제공한다. 그러나, 디스플레이 설계 및 적용의 특이성에 의존하여, 이것은, 몇몇 구현 예에 있어서, 더 넓은 각에 걸쳐 서브-표면 디스플레이 층(들)으로부터 반사된 광을 확산시키는 것이 바람직할 수 있다.
몇몇 구현 예에 있어서, AG 표면 또는 AR 층 또는 코팅은 상기 매립 산란 방현층 (120) 위에 전면 (110)상에 배치될 수 있다. 상기 매립 산란 방현층 (120)은 투명 기판 (130) 및 외부 AR 코팅 사이에 있도록 어떤 외부 AR 코팅 아래에 위치 또는 배치될 수 있다. 이들 경우에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 서브-표면 디스플레이 층(들) (145) 및/또는 접착층(들) (142)으로부터 발생된 반사 이미지를 흐리도록 제공한다. 높은 반사 헤이즈를 발생하지 않고 종래의 AG 표면에 의해 발생된 디스플레이 스파클을 감소시키기 위해, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 또한 외부 거친 산란 (즉, 종래의 AG) 표면 아래에 위치될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 외부 AG 표면의 거칠기는 (예를 들어, 200 nm 미만, 또는 심지어 150 nm RMS 미만으로) 감소될 수 있고, 따라서, 디스플레이 소자 (100)의 전면으로부터 외부 경면 반사를 여전히 억제하면서 스파클을 감소시킨다. 선택적으로 또는 부가적으로, 외부 AG 표면의 평균 또는 지배적 측면 공간 주기는, 조합된 시스템에 대한 협-각 산란 및 낮은 헤이즈 거동을 보존하기 위해, 매립 산란 방현층의 측면 공간 주기보다 더 길게 만들어질 수 있다. 동시에, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 디스플레이 소자 (100) 내에서 내부 경면 반사를 감소시킨다. 이는 단일 공기-고체 계면의 통상적인 거동으로부터 분리되는 AG 특성 (예를 들어, 스파클, 반사 헤이즈)를 가능하게 하고, 따라서 종래의 공기-고체 외부 AG 표면으로 달성하는 것이 불가능한 특성의 조합 (예를 들어, 동시에 낮은 스파클, 낮은 헤이즈, 낮은 선영성 (distinctness of image (DOI))을 가능하게 한다. 부가적으로, 상기 매립 산란 방현층 (120)은, 이러한 구현 예에 있어서, 이미 전술된 바와 같은, 방현 기능보다 좀더 스파클 방지 기능을 제공할 수 있다.
상기 외부 AR 층 또는 코팅 및/또는 AG 표면 및 매립 산란 방현층 (120) 사이의 거리는 특별히 제한되지 않는다. 상기 매립 산란 방현층 (120)은, 몇몇 구현 예에 있어서, 외부 AG 표면 및/또는 AR 층 또는 코팅 및 전면 (110) 바로 아래에 위치될 수 있다. 선택적으로, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 외부 AG 표면 및/또는 AR 층 또는 코팅 및 전면 (110) 아래 수 밀리미터 (several millimeters)에 위치될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 (예를 들어, 투명 기판 (130)과 같은) 보호 커버 유리의 후 측 또는 후면 (140) 내 및 인접하게 위치되는 동안, 상기 외부 AG 표면 및/또는 AR 층 또는 코팅은 전면 (110) 상에 위치된다.
서브-표면 디스플레이 층(들) (145) 및/또는 접착층(들) (142)으로부터 광의 전방 산란을 효과적으로 달성하기 위하여, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 적어도 약 0.1 ㎛, 및 몇몇 구현 예에 있어서, 약 5 mm까지 만큼 서브-표면 디스플레이 층(들) (145) 및/또는 접착층(들) (142)으로부터 분리될 수 있다. 최대 분리 거리는 특별히 제한되지 않고, 상기 매립 산란 방현층 (120)으로 설계되는 전방 산란의 양에 의존한다. 몇몇 구현 예에 있어서, 하나 이상의 서브-표면 디스플레이 층(들) (145) 및/또는 접착층(들) (142)은 적어도 하나의 거칠어진 표면을 가질 수 있거나 그렇지 않으면 복수의 산란 소자를 포함하며, 따라서 상기 매립 산란 방현층 (120)의 기능을 보완하거나 또는 증대시킨다.
몇몇 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 산란 소자 물질 및 인접한 앤캡슐화 매트릭스 물질 사이에 작지만 0이 아닌 비굴절률 차 (refractive index contrast)를 갖는 입자 (도 2b) 또는 높낮이가 있는 또는 거친 표면 (도 2a)과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 복수의 매립 산란 소자를 포함할 수 있다. 상기 복수의 산란 소자 및 매트릭스 물질 사이의 비굴절률 차는 많은 양의 반사 산란을 발생하지 않도록 작을 수 있다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 약 0.5 ㎛보다 더 큰 공기 포켓 (air pocket) 또는 공기 계면을 포함하지 않는데, 이는 이러한 포켓 및 계면이 높은 비굴절률 차를 생성하고, 반사 후면 산란을 증가시키기 때문이다.
상기 복수의 산란 소자가 앤캡슐화 매트릭스 (예를 들어, 도 2a)와 광학 접촉 (optical contact)에서 거칠거나 또는 거친 표면을 포함하는 경우에 있어서, 상기 거칠기의 RMS 깊이는 공기와의 계면에서 적용된 "종래의" 방현 처리의 것보다 실질적으로 더 커야만 할 것이다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 거칠어진 표면의 RMS 거칠기는 약 50 nm 초과 및, 다른 구현 예에 있어서, 200 nm 초과이다. 도 3은 오직 거칠어진 전면 (선 1)에 의해 반사된 광, 및 거칠어진 전면 및 매끄러운 후면 모두에 의해 반사된 광 (선 3)에 대한 모의 유리 플레이트의 전면에 대한 거칠기의 RMS 깊이 대 경면 반사의 그래프이다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 100 nm의 RMS 거칠기는 1.5의 굴절률 ng를 갖는 유리 플레이트의 전면 반사를 거의 완전하게 제거하는데 충분하다. 상기 전면에 대한 동일한 거칠기는 매끄러운 후면으로부터 반사를 충분히 "없애기" 위하여 적어도 200 nm의 RMS 깊이를 가져야 할 것이다. "매립" 표면 (예를 들어, 상기 커버 유리를 결합하기 위해 사용된 접착제 및 편광자 사이)에 대하여, 요구된 RMS 거칠기는 더 크고, 모든 경우에 있어서 비굴절률 차의 비에 비례한다. 예를 들어, 만약 접착제가 상기 유리에 대해 굴절률-일치되고 (na = 1.5), 상기 편광자 물질의 굴절률이 np = 1.6이라면, 상기 접착제-편광자 계면의 반사율은 비굴절률 차가 작기; 즉, △n = 0.1이기 때문에 무시 (오직 약 0.1%)할 수 있을 것이다. 상기 접착제-편광자 계면 아래의 다른 계면으로부터의 반사를 "없애기" 위해 필요한 거칠기의 RMS 깊이는 200·0.5/△n, 또는 200·0.5/0.1 = 1000 nm, 또는 1 ㎛보다 더 커야 할 것이다. 이것은, 매립 산란 방현층 (120) 내에서 굴절률 변화가 약 0.1인 경우, 효과적인 전방-산란 AG 특성을 제공하기 위하여 상기 매립 산란 방현층 (120) 내에 요구된 - 높낮이가 있는 표면 또는 입자와 같은 - 전방 산란 소자의 크기 스케일에 대해 적절한 하한을 제공한다.
상기 매립 산란 방현층 (120)에 복수의 산란 소자의 형상은 제한되지 않으며, 구형 또는 비-구형 입자, 격자, 프리즘, 사인 곡선 (sinusoid), 반구 원뿔, 피라미드, 큐브, 큐브 코너, 타원, 디스크, 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 상기 매립 산란 방현층 (120) 내에 허용가능한 계면 각 및 산란 층의 수는 복수의 산란 소자 및 이들 소자에 인접한 매트릭스 물질 사이의 비굴절률 차에 의해 제한될 것이다. 예를 들어, 구와 같은 큰 계면 각을 갖는 형상은 복수의 산란 소자 및 인접한 매트릭스 사이의 더 낮은 허용가능한 비굴절률 차를 가질 것이다. 따라서, 몇몇 경우에 있어서, 높은 각이 없는 얕은 높낮이가 있는 것이 바람직할 수 있다. 몇몇 경우에 있어서, 상기 복수의 산란 소자는 결함을 더 숨기고, 제작의 용이함을 위하여 랜덤 구조를 포함할 수 있다.
하나의 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)에서 복수의 산란 소자는 다른 굴절률을 갖는 물질 사이의 계면을 포함한다. 몇몇 구현 예에 있어서, 이러한 물질의 굴절률은 약 1.3 내지 약 1.7의 범위이다. 상기 매립 산란 방현층 (120)은, 예를 들어, 복수의 산란 소자 및 인접한 매트릭스 물질 사이의 굴절률 구배를 활용할 수 있다 (도 2c). 이러한 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120) 내에 굴절률에서 불연속적인 부분 (sharp discontinuity)이 거의 없거나 또는 없다. 이것은 후방 산란을 감소시키면서 전방 산란을 보유하는 효과적인 방법이고, 상기 매립 산란 방현층 (120) 내에 굴절률 계면 각에 대한 제약을 완화시킨다. 몇몇 구현 예에 있어서, 이러한 계면을 가로지르는 굴절률 변화는 0이 아닌, 약 0.4 이하, 및 다른 구현 예에 있어서, 약 0.2 이하이다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 굴절률 구배는 적어도 약 50 nm의 구배 거리에 걸쳐 약 0.4까지의 0이 아닌 최대 굴절률 변화를 나타내고, 다른 구현 예에 있어서, 상기 굴절률 구배는 적어도 약 1000 nm의 구배 거리에 걸쳐 약 0.2까지의 0이 아닌 최대 굴절률 변화를 나타낸다.
상기 구배 굴절률 층의 구배 두께 (t) (즉, 굴절률이 n1으로부터 n2로 등급화된 거리)는 복수의 산란 소자 및 인접한 매트릭스 물질 사이의 계면에서 구배 굴절률이 사용된 경우 반드시 고려되어야 한다. 이들 계면에서 반사를 감소시키기 위해, 광학 파장 L의 수에 관하여, 구배 두께 (t)는 일반적으로 적어도 0.1 L 이상이어야 한다.
도 4는 다양한 구배 프로파일 및 구배 두께 (t)에 대한 공기-고체 구배 굴절률 계면에서 반사율의 그래프이고, 여기서 상기 공기 및 고체 사이의 비굴절률 차 (refractive index contrast)는 0.4이다. 반사율 (로그 스케일 (log scale))은 도 4에서 비굴절률 차 Dn = 0.4를 갖는 다양한 구배 굴절률 프로파일에 대한 입사각 (angle of incidence) (AOI)의 함수에 따라 플롯된다. 선 a, b, 및 c는 반사율이 변하는 구배 프로파일 형상에 대하여 구배 두께 t = 3L (3x 파장) 이상인 경우 넓은 범위의 계면 각에 걸쳐 강하게 억제된다는 것을 예시한다.
공기가 스택에서 물질중 하나로서 포함되기 때문에, 도 4는 "최악의 경우의" 시나리오를 나타낸다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 매립 산란 방현층 (120)은 약 0.1 미만, 몇몇 경우에 있어서, 약 0.02 이하의 비굴절률 차를 가져야 한다. 그럼에도 불구하고, 도 4는, 가장 최악의 경우에서도, 공기-고체 계면 시나리오에서 반사를 실질적으로 제거하기 위해 요구된 구배 두께 (t)의 정량적 계산을 제공한다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 구배 두께 t = 3L을 갖는 굴절률 구배는 굴절률 차이 Dn = 0.4를 갖는 공기-고체 계면에 대해서도, 0 및 60도 사이의 모든 각에서 약 R = 0.0001 아래에서 반사를 억제하는데 효과적이다. 반사율은 일반적으로 굴절률 차이의 제곱 Dn2으로 스케일되기 때문에, 이러한 성능은, 여기에 기재된 매립 산란 방현층 (120)에 대해 예상되는 바와 같이, Dn = 0.1 이하를 갖는 시스템을 사용하여 극적으로 개선될 것이다. 만약 이들의 표면에서 구배 굴절률을 갖는 입자가 산란 소자로서 사용된다면, 상기 입자의 표면에서 굴절률 구배 두께 t = 3L는 넓은 각 범위에 걸쳐 반사를 효과적으로 제거하는데 충분하고, 따라서, 산란 소자 및 인접한 매트릭스 사이의 넓은 범위의 계면 각을 갖는 랜덤 또는 반-랜덤 산란 소자의 사용을 허용한다. 만약 입자가 산란 소자로서 사용된다면, 상기 입자의 표면에서 굴절률은 입자의 코어 쪽으로 구배 방식에서 굴절률 변화를 갖는 인접한 매트릭스와 짝을 이루어야 한다. 하나의 구현 예에 있어서, 입자는 구배 두께 t = 1.5 ㎛ (~3L)를 갖는 이들의 표면에서 굴절률 구배 및 5 내지 20 ㎛의 직경 범위를 갖는다.
Dn = 0.4 보다는 Dn = 0.1을 갖는 시스템에서 점진적으로 감소된 반사율에 기인하여, 상기 굴절률 구배 두께 (t)는, 상기 구배 경우에 있어서, 산란 소자 및 인접한 매트릭스의 조합에 대해 nmax - nmin를 나타내는, Dn의 특이적 수준에 의존하여, 3L보다 더 작을 수 있다. 예를 들어, 0.5L (~300 nm)의 굴절률 구배 두께는 다수의 경우에 대하여 후방-반사를 억제하기에 충분하여야 하는 반면, 상기 매립 산란 방현층 (120)에서 측면으로 변하는 굴절률 프로파일은 여전히 뚜렷한 전방 산란을 제공한다.
여기에 기재된 바와 같은, 구배 굴절률 산란 소자, 입자, 및/또는 표면을 제작하기 위한 비-제한 방법은 이하 기재될 것이다. 몇몇 구현 예에 있어서, 개별적 산란 소자에서 원자의 확산은 높낮이가 있거나 또는 거칠어진 표면 (도 2a) 또는 입자 (도 2b)에서 구배 굴절률을 설정하는데 사용될 수 있다. 구배 굴절률은 입자로 확산하거나 또는 입자 내에 원자의 외부 확산을 촉진하는 원자가 풍부한 매체 (통상적으로 가스 또는 액체)에서 입자를 위치시켜 투명한 유리 또는 중합체 입자의 표면에서 생성될 수 있다. 이러한 확산은 입자 표면에서 굴절률을 변형시키고, 상기 입자의 코어로 향하는 - 원자의 확산 속도에 의해 결정된 - 굴절률 구배를 생성한다. 하나의 비-제한 예에 있어서, 알칼리-함유 유리 비드는 AgNO3의 조절된 또는 미리결정된 양을 함유하는 용융 KNO3 염 욕조에 위치될 수 있다. Ag+ 및 K+ 이온은 유리 내에서 Na+ 또는 K+를 대체하기 위해 유리 비드로 확산할 수 있고, 상기 입자의 표면에서 굴절률을 증가시킨다. 유사한 이온 교환 공정은 높낮이가 있거나 또는 거칠어진 표면에서 굴절률 구배를 생성하는데 사용될 수 있다.
다른 구현 예에 있어서, 나노-다공성 (nano-porosity)은 입자, 높낮이가 있거나 또는 거칠어진 표면, 또는 이와 유사한 것과 같은 산란 소자에 다양한 수단에 의해 도입될 수 있다. 예를 들어, 실록산, 폴리이미드, 실세스퀴녹산, 졸-겔 물질, 또는 이와 유사한 것과 같은 단량체 또는 중합체를 함유하는 용액 또는 액체 현탁액은, 용액에서 분자 마이셀을 형성하는, 예를 들어, BASF Pluronica P103, P123, F68, 또는 이와 유사한 것과 같은 블럭 공중합체 계면활성제를 포함할 수 있는, 용액에서 용해될 수 있다. 상기 용액은 그 다음 거친 표면으로 주조될 수 있거나, 그렇지 않으면 입자로 형성되고 건조되며, 블럭 공중합체의 나노-스케일 도메인으로 채워진 중합체의 고체 매트릭스를 뒤에 남긴다. 상기 블럭 공중합체는 그 다음 조절된 가열 단계 또는 용매 헹굼 단계를 사용하여 제거될 수 있으며, 기공이 통상적으로 10 nm 이하이기 때문에 광 산란 없이 그 표면의 유효 굴절률을 낮추는 나노-기공 표면을 뒤에 남긴다. 상기 조절된 가열 단계 또는 용매 헹굼 단계는 상기 블럭 공중합체가 입자 또는 층의 근-표면 영역으로부터 제거되고, 따라서 굴절률 구배를 생성한다.
몇몇 구현 예에 있어서, 유리 및 중합체의 굴절률은 레이저 또는 UV 방사선에 노출시켜 변형될 수 있다. 이러한 방법들은 기판 내에 구배 굴절률 확산자, 구조, 또는 격자를 생성하는데 사용될 수 있다. 이의 하나의 예로는 광섬유에서 "광섬유 격자 (Bragg gratings)"를 생성하는데 사용된 기술이다. 다중-광자 (Multi-photon) 광원 기술은 또한 유리 또는 중합체에서 굴절률 프로파일을 변화시키는, 복합 3-차원을 생성하는데 사용될 수 있다.
몇몇 구현 예에 있어서, 유리 또는 중합체의 굴절률은 표면 침출 (surface leaching), 용해, 팽창, 또는 표면층의 조성 또는 밀도를 변형시키기 위해 용매, 산 또는 염기를 사용할 수 있는 연관 방법으로 변형될 수 있다. 예를 들어, 알칼리 알루미노실리케이트 유리는, 유리의 벌크가 이의 구조에 기인하는 더 낮은 굴절률을 갖는, 저-굴절률 나노기공, 겔, 또는 "골격" 표면층을 생성하기 위해 HCl, HNO3, 다른 산성 또는 염기성 용액을 사용하며 침출될 수 있다 (예를 들어, Hamilton and Pantano, "Effects of Glass Structure on the Corrosion Behavior of Sodium-Aluminosilicate Glasses", Journal of Non-Crystalline Solids, 1997, 참조). 이러한 저-굴절률 표면은 유리의 벌크 및 표면 사이의 굴절률에서 구배를 가질 수 있다. 이러한 처리는 여기에 기재된 다양한 기하학에서 유리 입자 또는 유리 표면에 적용될 수 있다.
몇몇 구현 예에 있어서, 구배 굴절률 효과는 표면상에 변하는 굴절률의 다중 층을 연속적인 증착시키는 단계에 의해 생성될 수 있다. 하나의 구현 예에 있어서, 커버 유리의 후면 상에 배치하기 위한 거칠어진 (AG) 표면 (예를 들어, 디스플레이 소자 (100) 및/또는 투명 기판 (130))은 생성된다. 상기 표면의 측면 공간 주파수는 스파클을 최소화하기 위해 조절된다; 즉, 평균 또는 지배적 측면 공간 주기가 50 ㎛ 미만 또는 몇몇 구현 예에 있어서, 15 ㎛ 미만이어야 한다. 상기 거칠어진 표면의 평균 거칠기는 매립 경면 반사를 효과적으로 "없애기"위해, 전술된 바와 같이, 약 0.5 ㎛ 내지 약 2 ㎛의 범위일 수 있다.
몇몇 구현 예에 있어서, 일련의 5-10 nm 두께 층은 유리 기판을 포함하는 투명 기판 (130)의 거친 표면의 상부 상에 증착된다. (즉, 표면에 인접하거나 또는 더 가까운) 초기 층들의 굴절률은 유리의 굴절률에 매우 근접해야 한다 (예를 들어, 1.51). 예를 들어, 상기 유리 상에 증착된 제1 층은 10 nm 두께일 수 있고, 1.51의 굴절률을 가지며, 상기 제2 층은 10 nm 두께일 수 있고, 1.515의 굴절률을 가지며, 제3 층은 10 nm 두께일 수 있고, 1.52의 굴절률을 갖는다. 이러한 서열은, 예를 들어, 1.56 또는 1.6의 굴절률을 갖는 최종 층까지 연속될 수 있다.
한 층으로부터 다음 층으로 굴절률 변화 및 개별적인 층 두께를 최적화하기 위한 다른 방법은 이용가능하다. 이전에 기재된 것보다 더 많은 층들 및 굴절률에서 더 작은 변화는 더 우수한 성능 (즉, 더 낮은 반사)를 제공하지만 비용이 부가될 수 있다. 상기 층들은 기술분야에서 알려진 방법을 사용하여 증착될 수 있다. 예를 들어, TiO2-SiO2 블랜드 (blends), Nb2O5-SiO2 블랜드, Ta2O5-SiO2 블랜드, GeO2-SiO2 블랜드, 또는 이와 유사한 것의 공-증착은 e-빔 증발, 스퍼터링, 또는 화학적 기상 증착 (CVD) 방법들을 사용하여 증착될 수 있다. 유사하게, 변하는 다층 굴절률 블랜드는 층들이 스핀 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 또는 이와 유사한 것에 의해 연속적으로 증착되는 졸-겔 방법을 사용하여 생성될 수 있다. 최종 층들은 투명 유리 기판 (130)의 거친 표면에 반-등각 (semi-conformal)이어야 한다.
예를 들어, 1.6의 말단 굴절률을 갖는, 완전한 등급형 굴절률 다층 구조는 그 다음, 디스플레이 소자의 후 측 (즉, 관찰자로부터 먼) 또는 후면 (140) (도 1) 상에 코팅된 거친 표면으로, 디스플레이 장치에 장착 어셈블리 (mounting assembly)의 일부로서 사용되고, 유리 기판의 코팅된 거친 표면에 결합된 약 1.6의 매칭 굴절률을 갖는 접착제를 가질 것이다. 상기 디스플레이 소자는, 여기에서 전술된 바와 같은, 전 측 (관찰자) 또는 전면 (110) (도 1) 상에 개별 AR 또는 AG 처리 (또는 조합된 AR + AG)를 가질 수 있다.
몇몇 구현 예에 있어서, 구배 굴절률 구조는 요구되지 않는다. 매립 산란 방현층 (120)은, 예를 들어, 앤캡슐화된 매트릭스에 의해 둘러싸인 표면 또는 입자로부터 형성될 수 있다 (도 2b). 산란 소자/입자 사이의 굴절률에서 차이는 점진적이지 않고, 갑작스럽다; 예를 들어, n1으로부터 n2로 굴절률 변화는 20nm 미만의 거리에 걸쳐 존재할 수 있다. 어떤 구현 예에 있어서, 이러한 굴절률 변화는 - 예를 들어, 0.3 미만, 및 몇몇 구현 예에 있어서, 0.1 미만으로 작을 수 있다.
매립 산란 방현층 (120)을 포함하는 복수의 산란 소자 및/또는 높낮이가 있는 층들은 엠보싱, 에칭, 미세-복제 (micro-replication), 슬롯 코팅, 롤 코팅, 그라비아 코팅, 스프레이 코팅, 잉크젯 프린팅, 표면 결정화, 상 분리, 또는 이와 유사한 것과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 기술분야에서 알려진 이들 수단들에 의해 형성될 수 있다. 이들 산란 소자는 여기에 기재된 이들 방법 또는 유사한 방법을 사용하여 앤캡슐화 매체 또는 접착층과 광학적 접촉을 일으킬 수 있다.
투명 기판 (130)은 플라스틱 또는 유리 기판일 수 있다. 플라스틱 기판의 비-제한 예로는 폴리메틸 메타아크릴레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 또는 이와 유사한 것을 포함한다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 투명 기판은 보로실리케이트 유리, 알루미노보로실리케이트 유리, 또는 알칼리 알루미노실리케이트 유리이거나 또는 포함한다. 몇몇 구현 예에 있어서, 여기에 기재된 유리는 슬롯-인발, 융합 인발, 재-인발 및 이와 유사한 것과 같은, 기술분야에서 알려진 공정에 의해 다운-인발 가능하고, 몇몇 구현 예에 있어서, 적어도 130 kilopoise의 액상 점도를 갖는다.
몇몇 구현 예에 있어서, 상기 투명 유리 기판은 적어도 2 mol%의 Al2O3 및/또는 ZrO2을 포함하고, 몇몇 구현 예에 있어서, 약 64 mol% 내지 약 68 mol% SiO2; 약 12 mol% 내지 약 16 mol% Na2O; 약 8 mol% 내지 약 12 mol% Al2O3; 0 mol% 내지 약 3 mol% B2O3; 약 2 mol% 내지 약 5 mol% K2O; 약 4 mol% 내지 약 6 mol% MgO; 및 약 0 mol% 내지 약 5 mol% CaO를 포함하는 알칼리 알루미노실리케이트 유리로 이루어지거나 또는 포함하고, 여기서: 66 mol% ≤ SiO2 + B2O3 + CaO ≤ 69 mol%; Na2O + K2O + B2O3 + MgO + CaO + SrO > 10 mol%; 5 mol% ≤ MgO + CaO + SrO ≤ 8 mol%; (Na2O + B2O3) - Al2O3 ≥ 2 mol%; 2 mol% ≤ Na2O - Al2O3 ≤ 6 mol%; 및 4 mol% ≤ (Na2O + K2O) - Al2O3 ≤ 10 mol%이다. 상기 유리는 2007년 5월 18일 자에 출원된 미국 가 특허출원 제60/930,808호의 우선권을 주장하여, 2007년 7월 27일자에 발명의 명칭이 "Down-Drawable, Chemically Strengthened Glass for Cover Plate"로 Adam J. Ellison 등에 의해 출원된 미국 특허 제7,666,511호에 기재되며, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
다른 구현 예에 있어서, 상기 투명 유리 기판은: 알루미나 및 붕소 산화물 중 적어도 하나, 및 알칼리 금속 산화물 및 알칼리 토 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함하는 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 포함하거나 또는 이루어지고, 여기서 -15 mol% ≤ (R2O + R'O - Al2O3 - ZrO2) - B2O3 ≤ 4 mol%, 여기서 R은 Li, Na, K, Rb, 및 Cs 중 하나이고, 및 R'은 Mg, Ca, Sr, 및 Ba 중 하나이다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는: 약 62 mol% 내지 약 70 mol.% SiO2; 0 mol% 내지 약 18 mol% Al2O3; 0 mol% 내지 약 10 mol% B2O3; 0 mol% 내지 약 15 mol% Li2O; 0 mol% 내지 약 20 mol% Na2O; 0 mol% 내지 약 18 mol% K2O; 0 mol% 내지 약 17 mol% MgO; 0 mol% 내지 약 18 mol% CaO; 및 약 0 mol% 내지 약 5 mol% ZrO2를 포함한다. 상기 유리는 2008년 11월 29일자에 출원된 미국 가 특허출원 제61/004,677호의 우선권을 주장하여, 2008년 11월 25일자에 발명의 명칭이 "Glasses Having Improved Toughness and Scratch Resistance"로 Matthew J. Dejneka 등에 의해 출원된 미국 특허출원 제12/277,573호에 기재되며, 이의 전체적인 내용들은 참조로서 여기에 혼입된다.
다른 구현 예에 있어서, 상기 투명 유리 기판은: 약 60 mol% 내지 약 70 mol% SiO2; 약 6 mol% 내지 약 14 mol% Al2O3; 0 mol% 내지 약 15 mol% B2O3; 0 mol% 내지 약 15 mol% Li2O; 0 mol% 내지 약 20 mol% Na2O; 0 mol% 내지 약 10 mol% K2O; 0 mol% 내지 약 8 mol% MgO; 0 mol% 내지 약 10 mol% CaO; 0 mol% 내지 약 5 mol% ZrO2; 0 mol% 내지 약 1 mol% SnO2; 0 mol% 내지 약 1 mol% CeO2; 약 50 ppm 미만의 As2O3; 및 약 50 ppm 미만의 Sb2O3를 포함하는 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 포함하거나 또는 이루어지고, 여기서 12 mol% ≤ Li2O + Na2O + K2O ≤ 20 mol% 및 0 mol% ≤ MgO + CaO ≤ 10 mol%이다. 상기 유리는 2008년 2월 26일자에 출원된 미국 가 특허출원 제61/067,130호의 우선권을 주장하여, 2009년 2월 25일자에 발명의 명칭이 "Fining Agents for Silicate Glasses"로 Sinue Gomez 등에 의해 출원된 미국 특허출원 제12/392,577호에 기재되며, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
다른 구현 예에 있어서, 상기 투명 유리 기판은 SiO2 및 Na2O를 포함하는 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 포함하거나 또는 이루어지고, 여기서 상기 유리는 유리가 35 kilopoise (kpoise)의 점도를 갖는 온도 T35kp를 가지며, 여기서 지르콘이 분해되어 ZrO2 및 SiO2를 형성하는 온도 T분해는 T35kp보다 크다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는: 약 61 mol% 내지 약 75 mol% SiO2; 약 7 mol % 내지 약 15 mol% Al2O3; 0 mol% 내지 약 12 mol% B2O3; 약 9 mol % 내지 약 21 mol% Na2O; 0 mol% 내지 약 4 mol% K2O; 0 mol% 내지 약 7 mol% MgO; 및 0 mol% 내지 약 3 mol% CaO를 포함한다. 상기 유리는 2009년 8월 29일자에 출원된 미국 가 특허출원 제61/235,762호의 우선권을 주장하여, 2010년 8월 10일자에 발명의 명칭이 "Zircon Compatible Glasses for Down Draw"로 Matthew J. Dejneka 등에 의해 출원된 미국 특허출원 제12/856,840호에 기재되며, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
다른 구현 예에 있어서, 상기 투명 유리 기판은 적어도 50mol% SiO2 및 알칼리 금속 산화물 및 알칼리 토 금속 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 개질제를 포함하는 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 포함하거나 또는 이루어지고, 여기서 [(Al2O3 (mol%) + B2O3(mol%))/(∑알칼리 금속 개질제 (mol%))] > 1이다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는: 50 mol% 내지 약 72 mol% SiO2; 약 9 mol% 내지 약 17 mol% Al2O3; 약 2 mol% 내지 약 12 mol% B2O3; 약 8 mol% 내지 약 16 mol% Na2O; 및 약 0 mol% 내지 약 4 mol% K2O를 포함한다. 상기 유리는 2009년 8월 21일자에 출원된 미국 가 특허출원 제61/235,767호의 우선권을 주장하여, 2010년 8월 18일자에 발명의 명칭이 "Crack And Scratch Resistant Glass and Enclosures Made Therefrom"으로 Kristen L. Barefoot 등에 의해 출원된 미국 특허출원 제12/858,490호에 기재되며, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
다른 구현 예에 있어서, 상기 투명 유리 기판은 SiO2, Al2O3, P2O5, 및 적어도 하나의 알칼리 금속 산화물 (R2O)을 포함하는 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 포함하거나 또는 이루어지고, 여기서 0.75 ≤ [(P2O5(mol%) + R2O(mol%))/ M2O3 (mol%)] ≤ 1.2, 여기서 M2O3 = Al2O3 + B2O3이다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는: 약 40 mol% 내지 약 70 mol% SiO2; 0 mol% 내지 약 28 mol% B2O3; 0 mol% 내지 약 28 mol% Al2O3; 약 1 mol% 내지 약 14 mol% P2O5; 및 약 12 mol% 내지 약 16 mol% R2O; 및 어떤 구현 예에 있어서, 약 40 내지 약 64 mol% SiO2; 0 mol% 내지 약 8 mol% B2O3; 약 16 mol% 내지 약 28 mol% Al2O3; 약 2 mol% 내지 약 12% P2O5; 및 약 12 mol% 내지 약 16 mol% R2O를 포함한다. 상기 유리는 2010년 11월 30일자에 출원된 미국 가 특허출원 제61/417,941호의 우선권을 주장하여, 2011년 11월 28일자에 발명의 명칭이 "Ion Exchangeable Glass with Deep Compressive Layer and High Damage Threshold"로 Dana C. Bookbinder 등에 의해 출원된 미국 특허출원 제13/305,271호에 기재되며, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
다른 구현 예에 있어서, 상기 투명 유리 기판은 적어도 약 4 mol% P2O5를 포함하는 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 포함하거나 또는 이루어지고, 여기서 (M2O3(mol%)/RxO(mol%)) < 1, 여기서 M2O3 = Al2O3 + B2O3, 및 여기서 RxO는 상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리에 존재하는 일가 및 이가 양이온 산화물의 합이다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 일가 및 이가 양이온 산화물은 Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O, MgO, CaO, SrO, BaO, 및 ZnO로 이루어진 군으로부터 선택된다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 유리는 0 mol% B2O3를 포함한다. 상기 유리는 2011년 11월 16일자에 발명의 명칭이 "Ion Exchangeable Glass with High Crack Initiation Threshold"로 Timothy M. Gross에 의해 출원된 미국 가 특허출원 제61/560,434호에 기재되며, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
또 다른 구현 예에 있어서, 상기 투명 유리 기판은 적어도 약 50 mol% SiO2 및 적어도 약 11 mol% Na2O를 포함하는 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 포함하거나 또는 이루어지고, 압축 응력은 적어도 약 900 MPa이다. 몇몇 구현 예에 있어서, 상기 유리는 Al2O3 및 B2O3, K2O, MgO 및 ZnO 중 적어도 하나를 더욱 포함하고, 여기서 -340 + 27.1·Al2O3 - 28.7·B2O3 + 15.6·Na2O - 61.4·K2O + 8.1·(MgO + ZnO) ≥ 0 mol%이다. 특정 구현 예에 있어서, 상기 유리는: 약 7 mol% 내지 약 26 mol% Al2O3; 0 mol% 내지 약 9 mol% B2O3; 약 11 mol% 내지 약 25 mol% Na2O; 0 mol% 내지 약 2.5 mol% K2O; 0 mol% 내지 약 8.5 mol% MgO; 및 약 0 mol% 내지 약 1.5 mol% CaO를 포함한다. 상기 유리는 2011년 7월 1일자에 발명의 명칭이 "Ion Exchangeable Glass with High Compressive Stress"로 Matthew J. Dejneka 등에 의해 출원된 미국 가 특허출원 제61/503,734호에 기재되며, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
몇몇 구현 예에 있어서, 여기에 기재된 유리 기판은 리튬, 붕소, 바륨, 스트론튬, 비스무스, 안티몬, 및 비소 중 적어도 하나가 실질적으로 없다 (즉, 0 mol% 함유).
통상적인 구현 예들은 예시의 목적을 위해 서술되지만, 전술된 상세한 설명은 본 개시 또는 첨부된 청구항의 범주를 제한하는 것으로 의도되지 않아야 한다. 따라서, 다양한 변형, 채택 및 대체는 본 개시 또는 첨부된 청구항의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 기술분야의 당업자에 의해 발생할 수 있다.

Claims (36)

  1. a) 전면;
    b) 후면;
    c) 상기 전면 및 후면 사이에 배치되고, 투명하며, 복수의 산란 소자를 포함하는 산란 방현층; 및
    d) 상기 전면 및 후면 사이에 배치된 투명 기판을 포함하고, 여기서 상기 투명 기판은 플라스틱 또는 유리를 포함하는 디스플레이 소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전면은 방현 표면, 반사방지 표면, 또는 이의 조합 중 하나인 디스플레이 소자.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 산란 소자는 약 50 ㎛ 미만의 평균 측면 피쳐 크기를 갖는 디스플레이 소자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 산란 방현층은 회절 격자 및 프리즘 구조 중 하나를 포함하는 디스플레이 소자.
  5. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산란 방현층은 상기 전면 및 투명 기판 사이에 배치되는 디스플레이 소자.
  6. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산란 방현층은 투명 기판 및 후면 사이에 배치되는 디스플레이 소자.
  7. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산란 방현층은 약 2% 미만의 총 반사율을 갖는 디스플레이 소자.
  8. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산란 방현층은 50 nm 미만의 RMS 거칠기를 갖는 거칠어진 표면을 포함하는 디스플레이 소자.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 거칠어진 표면은 200 nm를 초과하는 RMS 거칠기를 갖는 디스플레이 소자.
  10. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자를 통해 투과된 광의 2% 미만은 입사각으로부터 5도 밖으로 산란되는 디스플레이 소자.
  11. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자는 약 5% 미만의 투과 헤이즈를 갖는 디스플레이 소자.
  12. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자는 약 1% 미만의 반사 헤이즈를 갖는 디스플레이 소자.
  13. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자는 상기 후면 및 전면 사이에 배치된 편광자 필터를 더욱 포함하는 디스플레이 소자.
  14. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자는 후면 상에 배치된 디스플레이 층을 더욱 포함하고, 상기 디스플레이 층은 터치 센싱 층, LCD 디스플레이, LED 디스플레이, OLED 디스플레이, 또는 이의 조합을 포함하는 디스플레이 소자.
  15. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명 기판 및 산란 방현층 중 적어도 하나는 알칼리 알루미노실리케이트 유리를 포함하는 디스플레이 소자.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 알칼리 알루미노실리케이트 유리는 이온 교환된 디스플레이 소자.
  17. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 소자는 약 3 mm까지의 두께를 갖는 디스플레이 소자.
  18. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산란 방현층은 약 0.1 mm 미만의 두께를 갖는 디스플레이 소자.
  19. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산란 방현층은 약 0.1 내지 약 2 mm 범위의 거리 만큼 후면으로부터 분리된 디스플레이 소자.
  20. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산란 방현층 및 디스플레이는 약 2 mm 미만의 거리 만큼 분리된 디스플레이 소자.
  21. 디스플레이 소자용 매립 산란 방현층으로, 상기 매립 산란 방현층은 투명하고 상기 디스플레이 소자의 전면 및 후면 사이에 배치될 수 있으며, 상기 매립 산란 방현층은 약 50 ㎛ 미만의 평균 측면 치수를 갖는 복수의 산란 소자를 포함하고, 여기서 상기 매립 산란 방현층은 약 2% 미만의 총 반사율을 가지며, 상기 매립 산란 방현층을 통해 투과된 광의 5% 미만은 투과된 광의 입사각으로부터 약 5도 밖으로 산란되는 디스플레이 소자용 매립 산란 방현층.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 매립 산란 방현층은 거칠어진 표면을 포함하고, 상기 거칠어진 표면은 적어도 약 50 nm의 RMS 거칠기를 갖는 디스플레이 소자용 매립 산란 방현층.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 복수의 산란 소자는 기판의 표면상에 배치된 복수의 입자를 포함하는 디스플레이 소자용 매립 산란 방현층.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 복수의 입자는 기판상에 배치된 매트릭스에 삽입된 디스플레이 소자용 매립 산란 방현층.
  25. 청구항 23에 있어서,
    상기 복수의 입자는 기판의 표면에 삽입된 디스플레이 소자용 매립 산란 방현층.
  26. 청구항 21에 있어서,
    상기 복수의 산란 소자는 회절 격자 또는 프리즘 구조를 포함하는 디스플레이 소자용 매립 산란 방현층.
  27. 청구항 21에 있어서,
    상기 매립 산란 방현층은 알칼리 알루미노실리케이트 유리 또는 플라스틱을 포함하는 디스플레이 소자용 매립 산란 방현층.
  28. 청구항 21-27 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매립 산란 방현층은 약 5% 미만의 투과 헤이즈를 갖는 디스플레이 소자용 매립 산란 방현층.
  29. 청구항 21-27 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매립 산란 방현층은 약 1% 미만의 반사 헤이즈를 갖는 디스플레이 소자용 매립 산란 방현층.
  30. 청구항 21-27 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 산란 소자는 약 5 ㎛ 내지 약 20 ㎛ 범위로 측면 방향에서 평균 피쳐 크기 및 약 0.1 ㎛ 내지 약 5 ㎛ 범위에서 매립 산란 방현층을 통해 투과된 광에 평행한 방향에서 평균 피쳐 크기를 갖는 디스플레이 소자용 매립 산란 방현층.
  31. 청구항 21-27 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매립 산란 방현층은 변화하는 굴절률의 물질들 사이에 적어도 하나의 계면을 포함하고, 여기서 상기 산란 층은 약 0.2까지의 적어도 하나의 계면을 가로지르는 최대 굴절률 변화를 갖는 디스플레이 소자용 매립 산란 방현층.
  32. 청구항 21-27 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매립 산란 방현층은 굴절률 구배를 가지며 변화하는 굴절률의 적어도 하나의 물질을 포함하며, 상기 굴절률 구배는 적어도 약 50 나노미터의 구배 거리에 걸쳐 약 0.4까지의 0이 아닌 최대 굴절률 변화를 갖는 디스플레이 소자용 매립 산란 방현층.
  33. 청구항 21에 있어서,
    상기 매립 산란 방현층은 굴절률 구배를 가지며 변화하는 굴절률의 적어도 하나의 물질을 포함하며, 상기 굴절률 구배는 적어도 약 1000 나노미터의 구배 거리에 걸쳐 약 0.2까지의 0이 아닌 최대 굴절률 변화를 갖는 디스플레이 소자용 매립 산란 방현층.
  34. a) 방현 표면, 반사방지 표면, 또는 이의 조합 중 적어도 하나를 포함하는 전면;
    b) 후면;
    c) 상기 전면 및 후면 사이에 배치되고, 투명하며, 약 50 ㎛ 미만의 평균 측면 치수를 갖는 복수의 산란 소자를 포함하는 매립 산란 방현층으로, 여기서 상기 매립 산란 방현층은 약 2% 미만의 총 반사율을 갖고, 상기 매립 산란 방현층을 통해 투과된 광의 5% 미만은 투과된 광의 입사각으로부터 약 5도 밖으로 산란되는 매립 산란 방현층; 및
    d) 상기 전면 및 후면 사이에 배치된 투명 기판을 포함하는 디스플레이 소자.
  35. 청구항 34에 있어서,
    상기 전면은 약 200 나노미터 미만의 0이 아닌 RMS 평균 거칠기를 갖는 방현 표면을 포함하는 디스플레이 소자.
  36. 청구항 34에 있어서,
    상기 전면은 상기 매립 방현 층에서 산란 소자의 평균 측면 치수보다 큰 평균 측면 치수를 갖는 복수의 산란 소자를 포함하는 방현 표면을 포함하는 디스플레이 소자.
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