KR20170077967A - 표면 산란구조와 반대면 코팅이 된 금속구조를 가지는 유리 데코레이션 - Google Patents

Abstract

금속이 코팅되는 투명기판의 데코레이션에 있어서, 투명기판의 일면에는 나노미터 내지 마이크로미터 크기의 미세굴곡을 형성하며, 투명기판의 미세굴곡이 형성이 된 면의 반대면에는 금속면을 형성을 해서 난반사를 일으키는 구조인 것이다.
특히 스마트폰의 보호유리에 적용을 해서 디스플레이 보호유리 내지 카메라 보호유리 내지 스마트폰 뒷면의 보호유리에 금속 질감을 나타내고자 하는 것이다.

Description

표면 산란구조와 반대면 코팅이 된 금속구조를 가지는 유리 데코레이션 {Glass with the decoration having the random surface structure and coated metal in opposite side}

본 발명은 인테리어나 데코레이션에 사용이 되는 유리 내지 스마트폰에 사용되는 디스플레이의 보호유리 내지 카메라의 보호유리를 포함하는 유리의 데코레이션을 위해 형성되는 표면 미세굴곡과 이의 빛의 반사와 산란 구조를 형성하는 금속의 코팅이 되는 유리의 표면처리를 포함한 데코레이션을 형성하는 유리의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 스마트폰의 디스플레이 내지 카메라를 보호하기위해 투명한 플라스틱이나 유리와 같은 투명기판을 사용해서 보호카바를 제작한다.

이러한 보호카바는 인쇄등의 기법으로 데코레이션을 형성을 한다.

특히 랜덤한 미세굴곡을 형성한 표면구조를 형성을 해서 부식 질감등의 표면 구조를 만들고, 금속을 코팅을 해서 빛의 반사효과를 가지는 데코레이션을 많이 사용한다.

또는 고굴절률과 저굴절률의 금속산화물을 적층으로 코팅을 해서 빛의 반사효과를 가지기도 한다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 스마트폰의 디스플레이와 카메라의 보호카바에 사용되는 투명기판, 특히 유리에 형성이 되는 미세굴곡의 패턴 형성과 금속의 코팅에 있어서, 금속의 반사와 빛의 산란 구조의 최적화를 위한 것이다.

특히 유리에 금속을 코팅한 구조에서 금속에서의 거울 반사와 유리에서의 표면반사를 최소화 하고자 하는 것이다.

금속을 유리에 코팅을 하면 거울과 같이 빛을 반사하는 경면이 된다.

스마트폰에는 유리가 전면 디스플레이 보호에 사용이 되거나 스마트폰의 뒷면에 사용이 되거나 카메라 보호등에 사용된다.

전면 디스플레이 보호에 사용되는 유리는 디스플레이부를 제외한 테두리에 데코레이션이 형성되며 스마트폰의 뒷면에 사용되는 유리는 전체적으로 인쇄등의 데코레이션이 형성된다.

이러한 유리에 사용되는 데코레이션으로서 금속을 사용할 경우거울 반사가 일어나는 미러면이 형성이 된다.

이를 방지하기 위해서 유리에 미세굴곡을 주어서 금속에서 난반사가일어나게 할 수 있다.

그러나 미세굴곡에 금속을 직접 코팅을 해서 사용하면 코팅이 된 반대면에 유리에서 표면 반사가 일어난다.

따라서 유리의 표면 거울 반사를 줄이면서 금속면에서의 난반사가 일어나게 하는 것이 필요하다.

본 발명에 의한 과제를 해결하기 위해서는 유리에 비정형(Random)한 구조의 미세굴곡을 형성하며, 비정형의 미세구조를 유리의 바깥면에 형성을 하고, 금속 코팅을 미세굴곡이 형성이 된 유리면의 반대면에 형성을 하는 것이다.

이렇게 함으로서 유리면 표면에서의 경면 반사가 일어나지 않고 빛이 난반사가 일어나게 하며, 유리를 통과해서 금속면에서 반사가 되는 경우에도 다시 비정형의 유리 표면에서 랜덤(Random)한 방향으로 빛의 굴절이 일어남으로서 빛의 거울반사를 최소화할 수 있다.

본 발명의 효과는 스마트폰에 사용되는 투명 기판, 특히 디스플레이 보호유리이거나, 뒷면 보호유리이거나 카메라 보호유리등에 있어서, 데코레이션을 형성하는 구조에 있어서 금속을 코팅한 금속 반사효과를 난반사를 일어나게 해서 금속의 경면반사(Mirror Reflection)을 최소화 하며, 특히 유리 표면에서의 거울 반사도 최소화하는 것이다.

도 1 은 일반적인 스마트폰의 뒷면 유리가 도시되어 있다.
도 2 에는 본 발명에 따른 보호유리의 표면 미세 굴곡 구조를 만들기 위해 미세굴곡이 없어야 할 테두리 부분 등을 인쇄등으로 마스킹을 한 구조의 평면도(a)와 단면도(b)이다.
도 3에는 마스킹을 한 다음에 표면에 비정형(Random) 구조가 형성이 된 구조의 평면도(a)와 단면도(b) 와 표면 확대 사진(c)이 나타나있다.
도 4 에는 미세굴곡을 형성한 다음 마스킹을 벗겨낸 보호유리 표면상태가 평면도(a)와 단면도(b)로 나타나있다.
도 5 에는 본 발명에 따른 미세굴곡이 형성이 된 면의 반대면에 금속이 코팅이 된 구조의 평면도(a)와 단면도(b)가 도시되어 있으며 빛이 난반사가 일어나는 단면도(c)가 도시되어 있다.
도 6 에는 스마트폰에 장착했을 때 바깥면이 되는 유리(100)의 바깥면에 경면(Mirror Surface)(401)과 미세굴곡(301)이 있으며 미세굴곡이 형성이 된 면의 반대면인 안쪽면에는 금속이 코팅이 된 유리의 구조에서 금속 코팅면(501)의 다음에 인쇄를 추가로 형성한 인쇄면(601)이 있는 구조가 도시되어 있다.
도 7 에는 스마트폰에 장착했을 때 바깥면이 되는 유리(100)의 바깥면에 경면(Mirror Surface)(401)과 미세굴곡(301)이 있으며 미세굴곡이 형성이 된 면의 반대면인 안쪽면에는 유리면에 먼저 금속산화물 코팅층(701)이 있으며 그 다음에 금속 코팅면(501)이 있으며 그 다음에 인쇄를 추가로 형성한 인쇄면(601)이 있는 구조가 도시되어 있다.
도 8 에는 스마트폰에 장착했을 때 바깥면이 되는 유리(100)의 바깥면에 경면(Mirror Surface)(401)과 미세굴곡(301)이 있으며 미세굴곡이 형성이 된 면의 반대면인 안쪽면에는 PET와 같은 필름(803)의 일면에 금속이 코팅이 된 금속면(802) 을 형성하고, 또한 일면에 인쇄면(804)을 형성한 다음 금속이 코팅된 필름을 OCA (Optically Clear Adhesive)와 같은 투명 접착제로 유리에 부착한 구조가 평면도(a)와 단면도(b)와 접착 과정도(c)로 도시되어 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당 업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 1 은 일반적인 스마트폰의 뒷면 유리가 도시되어 있다.

뒷면 유리는 일례로서 도시가 된 것이며, 전면 유리 내지 카메라 보호유리등에도 본 발명의 내용이 적용된다.

도면에 도시가 된대로 (a)에는 스마트폰의 뒷면에 형성이 된 뒷면 보호유리(100)의 평면도가 도시되어 있으며, (b)에는 단면도가 도시되어 있다.

일반적으로 뒷면 보호유리에는 카메라 구멍(101)이 뚫려있다.

스마트폰에 있어서 전면 보호유리와 카메라 보호유리는 대부분의 스마트폰에 적용이 되며, 뒷면 보호유리는 일부의 스마트폰에 적용되고 있다.

본 발명에서는 스마트폰의 뒷면 보호유리를 일례로서 설명하며, 디스플레이를 보호하는 전면 보호유리 내지 카메라 보호유리에도 적용이 가능하다.

도 2 에는 본 발명에 따른 보호유리의 표면 미세 굴곡 구조를 만들기 위해 미세굴곡이 없어야 할 테두리 부분 등을 인쇄등으로 마스킹을 한 구조의 평면도(a)와 단면도(b)이다.

보호유리 (100)의 마스킹부(201)는 실리콘(Silicone) 고무 잉크등으로 인쇄를 하거나 감광제 필름등으로 포토리쏘그라피(Photolithography) 등의 방법으로 마스킹을 한다.

마스킹을 하는 부분은 미세굴곡을 형성하지 않는 부분이 되며, 테두리 부분에 형성할 수도 있고 다양한 무늬로 제작할 수도 있다.

마스킹이 되지 않는 부분(202)는 미세굴곡이 형성이 되는 부분이 된다.

도 3에는 마스킹을 한 다음에 표면에 비정형(Random)의 미세굴곡 구조가 형성이 된 구조의 평면도(a)와 단면도(b) 와 표면 확대 사진(c)이 나타나있다.

랜덤한 구조의 미세굴곡구조의 형성 방법은 샌드블라스터(Sand Blast) 이거나 불산 등을 이용한 에칭등에 의해서 형성한다.

미세굴곡 구조의 크기는 본 발명의 구조에 따라 수십 나노미터에서 수 마이크로미터 정도의 넓이와 깊이 등이 된다.

미세굴곡을 형성한 미세굴곡면(301)은 유리(100)의 마스킹이 되지 않은 부분(202)에 형성이 된다.

(c)에는 전자현미경으로 촬영한 수 마이크로미터 크기의 랜덤한 구조의 미세굴곡이 형성이 된 미세굴곡면(301)의 사진이 나타나 있다.

이러한 랜덤 구조의 미세굴곡이 형성이 되면 빛이 난반사의 산란이 되거나 난굴절이 일어난다.

도 4 에는 미세굴곡을 형성한 다음 마스킹을 벗겨낸 보호유리 표면상태가 평면도(a)와 단면도(b)로 나타나있다.

도면에 나타난 대로 보호유리(100)의 표면의 마스킹이 되어 있지 않은 일부는 미세굴곡이 형성된 미세굴곡면(301)이 되며, 마스킹이 되어 있던 부분은 미세굴곡이 형성되지 않은 평탄부(401)가 된다.

이러한 마스킹의 패턴에 의해서 비정형 구조의 미세 굴곡 구조와 평탄한 부분을 유리의 표면에 형성할 수 있다.

도 5 에는 본 발명에 따른 미세굴곡이 형성이 된 면의 반대면에 금속이 코팅이 된 구조의 평면도(a)와 단면도(b)가 도시되어 있으며 빛이 난반사가 일어나는 단면도(c)가 도시되어 있다.

도면에 도시가 된대로 유리(100)의 미세굴곡(301)이 형성이 된 면의 반대면에 금속코팅(501)이 되어 있다.

유리면은 스마트폰에 장착이 될 때 바깥쪽으로 형성이 되며, 금속면은 안 쪽으로 형성이 된다.

금속면에 형성이 되는 금속의 종류는 로듐, 백금. 골드, 실버, 크롬, 티타늄, 알루미늄등의 다양한 금속이 가능하다.

금속의 코팅 방법은 스퍼터링(Sputtering), E-Beam Evaporation, Thermal Evaporation, CVD 등의 다양한 방법이 가능하다.

특히 단층의 금속외에도 고가의 로듐이나 백금, 골드 등은 다층으로 코팅이 가능하다.

일반적으로 금속의 박막 코팅은 0.1 마이크로미터 이상을 코팅을 해서 금속 특유의 색상이 가능하다.

그러나 귀금속의 경우 두께가 증가하면 귀금속의 가격도 높아지므로 다층으로 코팅을 해서 귀금속의 고유한 색상을 유지하면서 귀금속의 가격을 낮출 수 있다.

로듐이나 백금, 골드 등의 금속의 두께를 5 나노미터에서 50 나노미터사이로 코팅을 하고, 그 다음에 알루미늄, 크롬, 티타늄 등의 금속으로 50나노미터에서 200나노미터 정도의 두께로 코팅을 해서 금속의 반사를 유지하면서 가격을 낮출 수 있다.

또한 유사한 색상끼리 다층으로 코팅할 수도 있다.

로듐이나 백금은 알루미늄, 크롬, 티타늄 등으로 2 차 코팅을 하며, 골드는 구리내지 구리 합금으로 2 차코팅을 한 다음 다시 크롬내지 티타늄등으로 코팅이 가능하다.

또 한 금속의 경도를 높이기 위해 금속의 추가적인 코팅이 가능하다.

골드, 실버 등은 경도가 약하기 때문에 추가적으로 경도가 높은 크롬이거나 티타늄으로 보호 코팅을 할 수도 있으며, 또는 SiO2, TiO2, Al2O3 등의 산화물로서 코팅을 할 수도 있다.

또는 골드내지 실버등의 금속 코팅을 한 다음에 산화물 코팅을 하고 추가적인 코팅을 할 수도 있고 다층의 금속 코팅을 한 다음 보호를 위해서 산화물 코팅을 할 수도 있다.

따라서 1 차 금속 코팅을 하고, 바로 산화물 코팅으로 보호하는 것과, 1 차 금속 코팅을 한 다음 2 차 금속 코팅을 추가로 하고, 그 다음에 산화물 코팅을 할 수도 있다.

1 차 금속 코팅은 로듐 내지 백금 내지 골드 내지 실버 등이거나 골드 합금 내지 실버 합금등이 가능하다.

1 차 금속코팅을 한 다음 보호하거나 금속 색상을 보완하는 2 차 금속코팅은 구리이거나 크롬 내지 티타늄이거나 알루미늄 등의 다양한 금속이 가능하며 이 다음의 추가적인 코팅도 가능하다.

또는 1 차 금속코팅을 한 다음 금속 산화물 코팅을 하거나, 다층의 금속 코팅을 한 다음 금속산화물 코팅으로 보호하는 것도 가능하다.

(c)에 나타난대로 미세굴곡면(301)에 입사가 된 입사광(502)이 미세굴곡면(301)에 의해 난반사(503)가 일어나며, 미세굴곡면의 반대면인 금속면(501)에서 반사가 된 빛은 다시 미세굴곡면에서 굴절이 랜덤하게 일어나면서(506) 산란빛이 된다.

이러한 구조에 의해 외부광이 유리에 입사가 되고 반사가 될 때 확산 효과내지 뿌연 헤이지(Hazy)효과가 있다.

도 6 에는 스마트폰에 장착했을 때 바깥면이 되는 유리(100)의 바깥면에 경면(Mirror Surface)(401)과 미세굴곡(301)이 있으며 미세굴곡이 형성이 된 면의 반대면인 안쪽면에는 금속이 코팅이 된 유리의 구조에서 금속 코팅면(501)의 다음에 인쇄를 추가로 형성한 인쇄면(601)이 있는 구조가 도시되어 있다.

도 7 에는 스마트폰에 장착했을 때 바깥면이 되는 유리(100)의 바깥면에 경면(Mirror Surface)(401)과 미세굴곡(301)이 있으며 미세굴곡이 형성이 된 면의 반대면인 안쪽면에는 유리면에 먼저 금속산화물 코팅층(701)이 있으며 그 다음에 금속 코팅면(501)이 있으며 그 다음에 인쇄를 추가로 형성한 인쇄면(601)이 있는 구조가 도시되어 있다.

금속 산화물은 SiO2, TiO2, Al2O3, 등의 다양한 투명한 산화물 코팅층을 단층 내지 다층으로 코팅하는 것으로서 다양한 반사 칼라를 낼 수 있다.

도 8 에는 스마트폰에 장착했을 때 바깥면이 되는 유리(100)의 바깥면에 경면(Mirror Surface)(401)과 미세굴곡(301)이 있으며 미세굴곡이 형성이 된 면의 반대면인 안쪽면에는 PET와 같은 필름(803)의 일면에 금속이 코팅이 된 금속면(802) 을 형성하고, 또한 일면에 인쇄면(804)을 형성한 다음 금속이 코팅된 필름을 OCA (Optically Clear Adhesive)와 같은 투명 접착제(801)로 유리에 부착한 구조가 평면도(a)와 단면도(b)와 접착 과정도(c)로 도시되어 있다.

이러한 방법에 의해 유리에 직접 금속을 형성하지 않고 필름에 형성해서 접착할 수 있다.

또한 필름에 금속을 코팅해서 유리에 접착하는 경우 금속면의 위에 투명한 산화물 등을 단층내지 적층으로 코팅해서 다양한 반사 칼라를 낼 수도 있다.

상기의 구조에서 스마트포에 적용이 되는 뒷면 유리를 도면으로 설명하였지만 디스플레이를 보호하는 전면유리 내지 카메라 보호유리 등에도 본 발명과 도면의 내용이 적용가능하다.

또한 본 발명에 따른 구조는 스마트폰 외에도 태블릿, TV 등을 포함하는 일반적인 전자기기와 건축 인테리어 공사에 데코레이션으로 사용이 되는 유리에도 적용이 가능하다.

또 한 유리외에도 아크릴과 같은 투명 플라스틱을 사용하는 투명 기판에도 전면은 부분적인 미세굴곡 구조를 사용하며 배면은 금속면이 있는 구조를 적용할 수 있다.

이에 대해 투명기판의 미세굴곡이 형성이 된 면은 전자기기의 보호용으로 사용될 경우 전자기기의 바깥면이 되며, 인테리어에 사용할 때도 미세굴곡면이 공기층과 접촉하는 바깥면이 된다.

본 발명의 투명기판의 내측에 코팅이 되거나 필름에 코팅을 해서 부착하는 금속의 종류는 모든 종류의 금속이 사용가능하며 특히 골드, 알루미늄, 크롬, 티타늄 등의 금속을 많이 사용한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

보호유리(100) 카메라 구멍(101)
마스킹부(201) 마스킹이 되지 않는 부분(202)
미세굴곡면(301) 평탄부(401)
금속코팅(501) 입사광(502)
난반사(503) 산란빛(504)
인쇄면(601) 금속산화물 코팅층(701)
필름(803) 금속면(802)
인쇄면(804) 투명 접착제(801)

Claims (9)

1. 금속면을 가지는 투명기판에 있어서,
   투명기판의 바깥면의 전부 내지 일부분에 미세굴곡을 형성을 하며,
   투명기판의 미세굴곡이 형성이 된 면의 반대면인 투명기판의 안 쪽 면에 금속층이 있는 것을 특징으로 하는 투명기판.
2. 청구항 1 에 있어서,
   금속면은 투명기판의 미세굴곡이 형성이 된 면의 반대면에 단층 내지 다층으로 코팅한 것을 특징으로 하는 투명기판.
3. 청구항 1 에 있어서,
   금속면은 별도의 필름에 단층 내지 다층으로 코팅이 되며,
   금속이 코팅이 된 필름을 투명기판의 미세굴곡이 형성이 된 면의 반대면에 접착하는 것을 특징으로 하는 투명기판.
4. 청구항 2 내지 3 에 있어서,
   금속의 다층 코팅에 있어서,
   로듐 내지 배금 내지 골드 내지 실버를 일차로 코팅을 하며, 크롬 내지 티타늄 내지 구리 내지 알루미늄을 2 차로 코팅하는 것을 특징으로 하는 투명기판.
5. 청구항 2 내지 3 에 있어서,
   금속을 단층 내지 다층으로 코팅을 한 다음 금속산화물로 보호코팅을 하는 것을 특징으로 하는 투명기판.
6. 청구항 1 에 있어서,
   투명기판의 미세굴곡이 형성이 된 면이 기기 내지 인테리어의 바깥면으로 사용되는 것을 특징으로 하는 투명기판.
7. 청구항 1 에 있어서,
   투명 기판은 유리 내지 투명 플라스틱인 것을 특징으로 하는 투명기판.
8. 청구항 1 에 있어서,
   투명기판은 스마트폰의 디스플레이를 보호하는 보호유리 내지 스마트폰의 뒷면을 보호하는 보호유리 내지 카메라 보호유리인 것을 특징으로 하는 투명기판
9. 스마트폰을 보호하는 보호유리로서,
   디스플레이를 보호하는 보호유리 내지 카메라를 보호하는 보호유리 내지 스마트폰의 뒷면을 보호하는 보호유리에 있어서,
   보호유리의 바깥면에는 일부 내지 전부에 미세한 굴곡이 형성이 되며,
   보호유리의 미세굴곡이 형성이 된 면의 반대면인 안쪽면에는 금속측이 형성이 된 유리를 장착한 스마트폰
   
   

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