KR20160023602A - 광학필름 - Google Patents

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Abstract

광학필름이 기판, 눈부심 방지층, 제1 반사 방지층, 및 제2 반사 방지층을 포함한다. 눈부심 방지층은 기판 상에 배치되고, 기판에서 먼 쪽에 배치된 미세구조물들을 갖는다. 제1 반사 방지층은 눈부심 방지층 상에 배치되어, 눈부심 방지층이 기판과 제1 반사 방지층 사이에 위치된다. 제2 반사 방지층은 제1 반사 방지층 상에 배치되어, 제1 반사 방지층이 눈부심 방지층과 제2 반사 방지층 사이에 위치된다. 제1 반사 방지층의 굴절율은 눈부심 방지층의 굴절율과 상이하다.

Description

광학필름{Optical film}
본 개시는 광학필름에 관한 것으로, 특히 눈부심 방지 및 반사 방지 기능을 갖는 광학필름에 관한 것이다.
기술 발달에 따라 터치 패널이 여러 종류의 전자 기기에 널리 사용되고 있다. 전자 기기를 무게는 더 가볍고 크기는 더 작게 만들기 위해, 종래의 키보드나 키패드가 생략되고 터치 패널로 대체되어 사용자가 전자 기기에 명령을 내리도록 하고 있다. 간단히 말해, 터치 패널이 전자 기기의 중요한 부분이 된 것이다.
이에 따라, 터치 패널의 품질이 전자 기기에 매우 중요하게 되었으며, 개발자들은 터치 패널의 광학적 특성을 향상시켜 사용자 편의성이 높아지도록 노력을 기울이고 있다. 지금까지의 터치 패널은 터치 패널에 잔류하는 얼룩(stains)이 방지되도록 표면에 배치되는 방오층(stain-resistant layer)을 포함할 수 있다. 또 한편으로는, 광이 터치 패널을 통과하여 갈 때 광 반사를 줄이도록 반사 방지층을 포함할 수 있다. 터치 패널은 또한 광이 터치 패널을 통과하여 갈 때 광으로부터의 눈부심을 방지하도록 반사 방지층 상에 배치된 눈부심 방지층을 포함할 수 있다. 그러나, 눈부심 방지층이 반사 방지층 상에 겹쳐 놓이게 되므로, 눈부심 방지층이 반사 방지층으로 입사되는 광의 일부를 차단할 수 있고, 그에 의해 반사 방지층의 투과성(transmittance)을 감소시킨다. 결과적으로, 휘도(brightness)가 감소되고 눈부심 방지층 및 반사 방지층의 기능이 모두 영향을 받는다.
대체로, 터치 패널 상에 다른 종류의 층들이 배치되면, 각 층은 다른 층들의 기능에 영향을 미칠 수 있다.
본 개시는 다른 종류의 층들이 터치 패널 상에 배치되어 각 층이 다른 층들의 기능에 영향을 미칠 수 있음에 따라 눈부심 방지층 및 반사 방지층의 기능이 모두 영향을 받아 눈부심 방지 및 반사 방지 기능이 제대로 유지되지 못하는 문제점을 해결하고자 하는 것이다.
본 개시의 일 태양은 기판, 눈부심 방지층, 제1 반사 방지층, 및 제2 반사 방지층을 포함하여 구성되는 광학필름을 제공한다. 눈부심 방지층은 기판 상에 배치되고 복수개의 미세구조물들이 눈부심 방지층의 기판에서 먼 쪽에 배치된다. 제1 반사 방지층은 눈부심 방지층의 미세구조물들 상에 배치되어, 눈부심 방지층이 기판과 제1 반사 방지층 사이에 위치된다. 제2 반사 방지층은 제1 반사 방지층 상에 배치되어, 제1 반사 방지층이 눈부심 방지층과 제2 반사 방지층 사이에 위치된다. 제1 반사 방지층의 굴절율은 눈부심 방지층의 굴절율과 상이하다.
눈부심 방지층의 독립적이고 고유한 눈부심 방지 기능과 제1 반사 방지층 및 제2 반사 방지층의 독립적이고 고유한 반사 방지 기능이 다른 층들에 의해 영향을 받지 않는다. 그러므로, 광학필름의 눈부심 방지 및 반사 방지 기능이 유지될 수 있다.
도 1은 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른 광학필름을 부분 절개하여 보인 것이다.
도 2는 본 개시의 어떤 실시예들에 따른 광학필름의 눈부심 방지층 및 제1 반사 방지층을 부분 절개하여 보인 것이다.
도 3은 본 개시의 어떤 실시예들에 따른 광학필름의 눈부심 방지층 및 제1 반사 방지층을 부분 절개하여 보인 것이다.
도 4는 본 개시의 어떤 실시예들에 따른 광학필름의 눈부심 방지층 및 제1 반사 방지층을 부분 절개하여 보인 것이다.
도 5는 본 개시의 어떤 실시예들에 따른 광학필름의 눈부심 방지층 및 제1 반사 방지층을 부분 절개하여 보인 것이다.
도 6은 본 개시의 어떤 실시예들에 따른 광학필름을 부분 절개하여 보인 것이다.
이하에서 주어지는 상세한 설명과 첨부 도면으로부터 본 개시가 보다 완전히 이해될 것인데, 첨부 도면은 도해로서 주어진 것일 뿐 본 개시를 한정하는 것은 아니다.
이하의 상세한 설명에서는, 설명의 목적으로, 개시된 실시예들에 대한 완전한 이해를 제공하도록 다수의 상세한 사항이 설명된다. 그러나, 하나 이상의 실시예들이 이들 상세한 사항이 없이도 구현될 수 있을 것이라는 점은 명백할 것이다. 도면이 단순하게 되도록, 잘 알려진 구조나 장치는 개략적으로 도시되었다.
본 개시는 광학필름을 제공한다. 광학필름은 대상물의 표면에 부착될 수 있다. 예를 들어, 대상물은 디스플레이 패널 상에 배치된 터치 패널이다. 다른 실시예들에서, 대상물은 터치 패널이다. 광학필름은 대상물을 환경에 노출되는 것으로부터 보호하고 눈부심 방지 및 반사 방지 기능을 갖는다.
이하는 본 개시의 적어도 하나의 실시예에 따른 광학필름을 설명한다. 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 광학필름을 부분 절개하여 보인 도 1을 참조하기 바란다. 광학필름(1)은, 아래에서 위의 순으로, 기판(100), 눈부심 방지층(200), 제1 반사 방지층(300), 및 제2 반사 방지층(400)을 포함한다. 눈부심 방지층(200)은 기판(100) 상에 배치된다. 제1 반사 방지층(300)은 눈부심 방지층(200) 상에 배치되어, 눈부심 방지층(200)이 기판(100)과 제1 반사 방지층(300) 사이에 위치되도록 한다. 제2 반사 방지층(400)은 제1 반사 방지층(300) 상에 배치되어, 제1 반사 방지층(300)이 눈부심 방지층(200)과 제2 반사 방지층(400) 사이에 위치되도록 한다.
기판(100)은, 본 발명의 어떤 실시예들에 따라 눈부심 방지층(200), 제1 반사 방지층(300), 및 제2 반사 방지층(400)과 같은 적어도 하나의 필름을 부착한다. 나아가, 기판(100)은 디스플레이 패널(미도시)과 같은 대상물에 접촉한다. 보다 상세하게는, 기판(100)은 제1 표면(110)과 제2 표면(120)을 구비한다. 제1 표면(110)은 대상물로 향하여 대상물에 접촉한다. 제2 표면(120)은 눈부심 방지층(200)으로 향한다. 어떤 실시예들에서, 기판(100)은 광투과성 유리거나 폴리에틸렌 테레프탈레이트(ployethylene terephthalate, PET)로 구성되지만 본 개시는 기판(100)의 재료에 관해서 한정되는 것은 아니다. 기판(100)이 유리로 만들어진 경우, 그 광택(gloss)은 150 도(degrees)이다.
눈부심 방지층(200)은 기판(100)의 제2 표면(120)으로부터 먼 쪽에 배치된 복수개의 미세구조물들(microstructures)(210)을 구비한다. 눈부심 방지층(200)은 눈부심 방지 기능을 갖는다. 어떤 실시예들에서, 눈부심 방지층(200)은 SiO2로 구성된다(comprises). 어떤 다른 실시예들에서, 눈부심 방지층(200)은 테트라에틸 오르쏘실리케이트(tetraethyl orthosilicate, TEOS), 산, 알콜, 용제 및 물로 구성된다. 눈부심 방지층(200)의 두께는 100 nm 미만이다. 눈부심 방지층(200)은 코팅, 페인팅 또는 에칭에 의해 기판(100) 상에 배치된다. 한정하는 것이 아닌 하나의 예로, 눈부심 방지층(200)의 광택은 115 내지 145 도일 수 있다.
제1 반사 방지층(300)은 눈부심 방지층(200)의 미세구조물들(210) 상에 배치되며, 제2 반사 방지층(400)은 제1 반사 방지층(300) 상에 배치된다. 제1 반사 방지층(300) 및 제2 반사 방지층(400)은 둘 다 반사 방지, 지문 방지(fingerprint-stain-resistance), 및 방오(stain-resistance) 기능을 갖는다. 제2 반사 방지층(400)은 제1 반사 방지층(300)으로부터 멀어지는 쪽으로 향하는 쪽에 위치하는 제1 상부 표면(410)을 갖는다. 또한, 제1 상부 표면(410)은 광학필름(1)의 외측으로 노출될 수 있다. 보다 상세하게는, 제1 반사 방지층(300)은 SiO2, Nb2O5, TiO2, Ta2O5, SiOxNy, Si3N4, Ti3O5 등 중 적어도 하나로부터 만들어진다. 제2 반사 방지층(400)은 SiO2, MgF2 등 중 적어도 하나로부터 만들어지며, 제1 반사 방지층(300)과 제2 반사 방지층(400)의 총 결합 두께는 약 225 내지 약 255 nm 일 수 있다. 제1 반사 방지층(300) 및 제2 반사 방지층(400)은 페인팅, 코팅, 증착 또는 스퍼터링 각각에 의해 배치될 수 있다. 나아가, 눈부심 방지층(200)의 광택이 115 내지 145 도인 경우, 눈부심 방지층(200), 제1 반사 방지층(300), 제2 반사 방지층(400)의 총 결합 투과도는 약 95.6% 이다. 제1 반사 방지층(300)의 표면 조도 및 제2 반사 방지층(400)의 표면 조도는 약 0.025 ㎛ 보다 작을 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 반사 방지층(300) 및 제2 반사 방지층(400)에 의한 광 반사가 감소될 수 있고, 광학필름(1)의 투과도가 향상된다. 그러나, 본 개시는 위에서 언급된 재료, 제조 방법, 표면 조도, 및 제1 반사 방지층(300)과 제2 반사 방지층(400)의 총 결합 두께에 한정되는 것은 아니며, 이들은 실제 요구 사양에 따라 조절될 수 있다.
제1 반사 방지층(300)의 굴절율은 눈부심 방지층(200)의 굴절율과 상이하다는 점에 유의하여야 한다. 또한 어떤 실시예들에서는, 제1 반사 방지층(300)의 굴절율이 눈부심 방지층(200)의 굴절율보다 적어도 0.1 더 크다. 즉, 광이 제2 반사 방지층(400)으로부터 제1 반사 방지층(300)과 눈부심 방지층(200) 미세구조물들(210)의 계면으로 진행해 가는 경우, 제1 반사 방지층(300)과 눈부심 방지층(200)의 굴절율 차이로 인해서 또한 미세구조물들(210)이 편평하지 않음으로 인해서 광이 산란된다. 이러한 방식으로, 눈부심 방지 기능이 달성된다. 추가적으로, 제1 반사 방지층(300)과 눈부심 방지층(200) 사이의 계면은, 디스플레이 패널로부터 방출된 광 혹은 기판(100)에 의해 반사된 외부광 같은, 기판(100)으로부터의 광을 산란시킬 수 있다. 어떤 실시예들에서, 제1 반사 방지층(300)의 굴절율은 눈부심 방지층(200)의 굴절율보다 크며, 그에 의해 광학필름(1)의 눈부심 방지 기능을 향상시킨다.
더 나아가, 제1 반사 방지층(300)과 눈부심 방지층(200)은, 제1 반사 방지층(300)과 눈부심 방지층(200)의 굴절율이 상이하게 되도록, 다른 재료로부터 만들어질 수 있다.
어떤 실시예들에서, 제1 반사 방지층(300)의 굴절율은 제2 반사 방지층(400)의 굴절율보다 크다. 이와 같이 마련됨에 의해, 반사 방지 기능이 향상된다. 어떤 실시예들에서, 제1 반사 방지층의 굴절율은 약 1.8 보다 크고, 제2 반사 방지층(400)의 굴절율은 약 1.5 보다 작다. 굴절율이 이와 같이 마련됨에 의해, 광학필름(10)의 눈부심 방지 기능이 향상된다.
나아가, 다른 실시예들에서, 광학필름(10)은 반사 방지 기능이 향상되도록 세 이상의 반사 방지층을 포함하여 구성될 수 있다. 본 개시는 반사 방지층의 갯수에 한정되지 않으며, 그 갯수는 실제 요구 사양에 따라 변경될 수 있다.
실시예들의 상술한 바와 같은 구조에 따라, 기판(100), 눈부심 방지층(200), 제1 반사 방지층(300) 및 제2 반사 방지층(400)이 순서대로 배치된다. 눈부심 방지층(200)과 제1 반사 방지층(300)은 다른 굴절율을 가지며, 미세구조물들(210)이 눈부심 방지층(200)과 제1 반사 방지층(300) 사이에 위치된다. 이와 같이 마련됨에 의해, 눈부심 방지층(200)의 독립적이고 고유한 눈부심 방지 기능과 제1 반사 방지층(300) 및 제2 반사 방지층(400)의 독립적이고 고유한 반사 방지 기능이 다른 층들에 의해 영향을 받지 않는다. 그러므로, 광학필름(1)의 눈부심 방지 및 반사 방지 기능이 유지될 수 있다.
아래에서는 도 1과 도 2를 참조하여 눈부심 방지층(200)과 제1 반사 방지층(300) 사이의 계면을 설명한다. 도 2는 본 개시의 어떤 실시예들에 따른 광학필름의 눈부심 방지층 및 제1 반사 방지층을 부분 절개하여 보인 것이다.
어떤 실시예들에서, 눈부심 방지층(200)의 미세구조물들(210)은 복수개의 돌출부들(protrusions)(212)과 복수개의 함몰부들(recesses)(214)을 구비한다. 함몰부(214)는 인접한 두 개의 돌출부(212) 사이에 각각 형성된다. 제1 반사 방지층(300)의 일부는 함몰부(214) 상에 위치된다. 미세구조물들(210)의 표면 조도는 0.25 ㎛ 보다 작다. 어떤 실시예들에서, 미세구조물들(210)의 표면 조도는 0.035 ㎛ 보다 작으며, 실제 요구 사양에 따라 조절될 수 있다. 달리 말하면, 제1 반사 방지층(300)이 눈부심 방지층(200) 상에 배치되도록 마련될 때, 제1 반사 방지층(300)의 일부는 함몰부들(214) 내에 마련된 수용 공간을 채우고 제1 반사 방지층(300)의 나머지 부분은 돌출부들(212) 상에 배치된다. 도 2에 도시된 바, 미세구조물들(210)과 제1 반사 방지층(300) 사이에는 서로 다른 방향을 향하는 복수개의 계면들이 존재함이 명확하게 보여진다. 이로 인해 광이 계면들로 진행해 가는 때에 광은 크게 산란될 수 있다. 나아가, 어떤 실시예들에서는, 미세구조물들(210)은 콘 형상(cone-shaped), 즉 삼각뿔일 수 있으나, 본 개시는 미세구조물들(210)의 형상에 대해 한정되는 것은 아니다.
아래는 미세구조물들(210)의 다른 형상에 대해 설명한다. 도 3은 본 개시의 어떤 실시예들에 따른 광학필름의 눈부심 방지층 및 제1 반사 방지층을 부분 절개하여 보인 것이다. 어떤 실시예들에서, 미세구조물들(210)은 비드들(beads)이며, 이 역시 눈부심 방지 기능을 향상시킨다.
도 4는 본 개시의 어떤 실시예들에 따른 광학필름의 눈부심 방지층 및 제1 반사 방지층을 부분 절개하여 보인 것이다. 어떤 실시예들에서, 미세구조물들(210)의 형상은 불규칙하다. 불규칙한 형상을 갖는 미세구조물들(210)은 광이 서로 다른 굴절율을 갖는 두 층으로 진행하여 갈 때에 광의 서로 다른 굴절 및 반사 방향들을 증가시킬수 있다. 그에 따라, 이러한 종류의 미세구조물들(210)은 광 산란을 향상시킨다.
도 5는 본 개시의 어떤 실시예들에 따른 광학필름의 눈부심 방지층 및 제1 반사 방지층을 부분 절개하여 보인 것이다. 어떤 실시예들에서, 눈부심 방지층(200)은 서로에 대해 반대측인 제1 측(220)과 제2 측(230)을 가지며, 제1 측(220)에서 제2 측(230)을 향하는 방향을 따라 미세구조물들(210)의 크기가 작아진다. 따라서, 미세구조물들이 어떤 방향을 따라 조절된 크기를 갖는 이러한 종류의 형태는 어떤 방향 또는 방위로의 광 산란을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 개시의 어떤 실시예들에 따른 광학필름의 눈부심 방지층 및 제1 반사 방지층을 부분 절개하여 보인 것이다. 어떤 실시예들에서, 광학필름(2)은 제2 반사 방지층(400)의 제1 상부 표면(410) 상에 배치된 방오층(500)을 추가적으로 포함할 수 있다. 달리 말하면, 제2 반사 방지층(400)이 제1 반사 방지층(300)과 방오층(500) 사이에 위치된다. 방오층(500)은 제2 반사 방지층(400)으로부터 멀어지는 쪽으로 향하는 쪽에 위치하는 제2 상부 표면(510)을 갖는다. 제2 상부 표면(510)은 광학필름(2)의 외측으로 향하거나 노출될 수 있다. 방오층(500)은 페인팅, 코팅, 증착 또는 스퍼터링에 의해 제2 반사 방지층(400) 상에 배치된다. 나아가, 방오층(500)은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 및/또는 퍼플루오로폴리에테르(perfluoropolyethers, PFPEs)로 구성될 수 있다. 방오층(500)이 소수성을 갖는 재료인 경우에는, 방오층(500)이 얼룩(stains)과 물자국(wet)에 저항할 수 있다. 나아가, 방오층(500)의 두께는 약 18 nm 에서 약 25 nm 사이지만, 본 개시는 위에서 언급한 재료나 두께로 한정하는 것은 아니다.
요약하면, 본 개시의 실시예들에 따른 광학필름에서는, 눈부심 방지층이 기판과 제1 반사 방지층 사이에 위치되어 눈부심 방지층의 미세구조물들이 제1 반사 방지층을 향하며, 눈부심 방지층의 굴절율은 제1 반사 방지층의 굴절율과 다르다. 이에 따라, 눈부심 방지층과 제1 반사 방지층을 갖는 광학필름은 눈부심 방지 및 반사 방지 기능을 동시에 갖는다. 나아가, 광학필름이 높은 투과율을 가질 수 있다.
어떤 실시예들에서, 광학필름은 얼룩(stains)과 자국(smudges)에 저항하도록 제2 반사 방지층 상에 배치되는 방오층을 추가로 포함할 수 있다.
1, 2 : 광학필름 100: 기판
110: 제1 표면 120: 제2 표면
200: 눈부심 방지층 210: 미세구조물
220: 제1 측 230: 제2 측
300: 제1 반사 방지층 400: 제2 반사 방지층
410: 제1 상부 표면 500: 방오층
510: 제2 상부 표면

Claims (10)

  1. 기판을 포함하고;
    상기 기판 상에 배치되며, 기판으로부터 먼 쪽에 배치된 복수개의 미세구조물들을 갖는 눈부심 방지층을 포함하고;
    상기 눈부심 방지층의 미세구조물들 상에 배치되는 제1 반사 방지층을 포함하여, 상기 눈부심 방지층이 상기 기판과 상기 제1 반사 방지층 사이에 위치되고;
    상기 제1 반사 방지층 상에 배치되는 제2 반사 방지층을 포함하여, 상기 제1 반사 방지층이 상기 눈부심 방지층과 상기 제2 반사 방지층 사이에 위치되고;
    상기 제1 반사 방지층의 굴절율은 상기 반사 방지층의 굴절율과 상이한,
    광학필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 반사 방지층의 굴절율은 상기 눈부심 방지층의 굴절율보다 큰,
    광학필름.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 반사 방지층의 굴절율은 1.8보다 크고, 제2 반사 방지층의 굴절율은 1.5보다 작은,
    광학필름.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 반사 방지층의 굴절율은 제2 반사 방지층의 굴절율보다 큰,
    광학필름.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 눈부심 방지층은 SiO2로 구성되고, 상기 제1 반사 방지층은 SiO2, Nb2O5, TiO2, Ta2O5, SiOxNy, Si3N4, Ti3O5 중 적어도 하나로부터 만들어지며, 상기 제2 반사 방지층은 iO2, MgF2 중 적어도 하나로부터 만들어지는,
    광학필름.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 반사 방지층 상에 배치된 방오층을 추가적으로 포함하여, 상기 제2 반사 방지층이 상기 제1 반사 방지층과 상기 방오층 사이에 위치되는,
    광학필름.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 반사 방지층과 제2 반사 방지층의 총 결합 두께는 225 내지 255 nm이고, 상기 눈부심 방지층의 두께는 100 nm 보다 작은,
    광학필름.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 미세구조물들은 복수개의 돌출부들과 함몰부들을 가지고, 복수개의 함몰부들은 각각 돌출부들 사이에 형성되며, 상기 제1 반사 방지층의 일부가 상기 복수개의 함몰부들 상에 배치되는,
    광학필름.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 눈부심 방지층은 서로에 대해 반대측인 제1 측과 제2 측을 가지며, 상기 제1 측에서 상기 제2 측을 향하는 방향을 따라 복수개의 돌출부들의 크기가 작아지는,
    광학필름.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 미세구조물들의 형상이 불규칙한,
    광학필름.
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