KR20190118483A - 장식 부재 - Google Patents

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KR20190118483A
KR20190118483A KR1020180100613A KR20180100613A KR20190118483A KR 20190118483 A KR20190118483 A KR 20190118483A KR 1020180100613 A KR1020180100613 A KR 1020180100613A KR 20180100613 A KR20180100613 A KR 20180100613A KR 20190118483 A KR20190118483 A KR 20190118483A
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light
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light absorption
absorption layer
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김용찬
김기환
허난슬아
손정우
조필성
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 출원은 광반사층 및 상기 광반사층 상에 구비된 광흡수층을 포함하고, 상기 광흡수층은 상기 광흡수층의 두께 방향(z)과 수직한 어느 일 방향(x)으로 갈수록 광흡수층의 두께(t(x))가 증가하는 영역을 포함하는 장식 부재에 관한 것이다.

Description

장식 부재{DECORATION ELEMENT}
본 출원은 2017년 12월 15일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2017-0173250 호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 출원은 장식 부재에 관한 것이다.
화장품 용기, 다양한 모바일기기, 가전제품들은 제품의 기능 외 제품의 디자인, 예컨대 색상, 형태, 패턴 등이 고객에게 제품의 가치 부여에 큰 역할을 한다. 디자인에 따라 제품의 선호도 및 가격 또한 좌우되고 있다.
일 예로서, 화장품 컴팩트 용기의 경우, 다양한 색상과 색감을 다양한 방법으로 구현하여 제품에 적용하고 있다. 케이스 소재 자체에 색을 부여하는 방식과 색과 모양을 구현한 데코 필름을 케이스 소재에 부착하여 디자인을 부여하는 방식이 있다.
기존 데코 필름에 있어서 색상의 발현은 인쇄, 증착 등의 방법을 통해 구현하고자 하였다. 이종의 색상을 단일면에 표현하는 경우는 2회 이상 인쇄를 하여야 하며, 입체 패턴에 색을 다양하게 입히고자 할 때는 구현이 현실적으로 어렵다. 또한, 기존 데코 필름은 보는 각도에 따라 색상이 고정되어 있고, 다소 변화가 있다고 할지라도 색감의 차이 정도에 한정된다.
특허문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0135837호
본 출원은 장식 부재를 제공한다.
이하, 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.
본 명세서에 있어서, “또는” 이란 다른 정의가 없는 한, 나열된 것들을 선택적으로 또는 모두 포함하는 경우, 즉 “및/또는”의 의미를 나타낸다.
본 명세서에 있어서, “층”이란 해당 층이 존재하는 면적을 70% 이상 덮고 있는 것을 의미한다. 바람직하게는 75% 이상, 더 바람직하게는 80% 이상 덮고 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 층의 “두께”란 해당 층의 하면으로부터 상면까지의 최단거리를 의미한다.
본 명세서에 있어서, "광흡수층"과 "광반사층"은 서로 상대적인 물성을 갖는 층으로서, 상기 광흡수층은 상기 광반사층에 비하여 광흡수도가 높은 층을 의미하고, 상기 광반사층은 상기 광흡수층에 비하여 광반사도가 높은 층을 의미할 수 있다.
상기 광흡수층 및 광반사층은 각각 단일층으로 구성될 수 있고, 2층 이상의 다층으로 구성될 수도 있다.
본 명세서에 있어서, 광흡수층과 광반사층은 그 기능에 따라 명명된 것이다. 특정한 파장을 갖는 빛에 대하여, 광을 상대적으로 많이 반사하는 층을 광반사층으로 표현할 수 있고, 광을 상대적으로 적게 반사하는 층을 광흡수층으로 표현할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "색발현층"은 광흡수층 및 광반사층을 포함하는 구성을 의미한다.
도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 장식 부재의 적층 구조를 예시한 것이다. 도 2는 기재(101)를 더 포함하는 장식 부재를 나타낸 것이다. 도 2에는 기재(101)가 광반사층(201)의 상기 광흡수층(301)에 대향하는 면의 반대면에 구비된 것을 나타내었으나, 상기 광반사층(201)과 광흡수층(301) 사이; 또는 상기 광흡수층(301)의 상기 광반사층(201)에 대향하는 면의 반대면에 구비될 수 있으며, 기재가 생략될 수도 있다.
도 3를 통해, 광흡수층과 광반사층에 대해 설명한다. 도 3의 장식 부재에는 각 층(layer)이 빛이 들어오는 방향을 기준으로 Li-1층, Li층 및 Li+1층 순서로 적층되어 있고, Li-1층과 Li층 사이에 계면(interface) Ii이 위치하고, Li층과 Li+1층 사이에 계면 Ii+1이 위치한다.
박막 간섭이 일어나지 않도록 각 층에 수직한 방향으로 특정한 파장을 갖는 빛을 조사하였을 때, 계면 Ii에서의 반사율을 하기 수학식 1으로 표현할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
상기 수학식 1에 있어서, ni(λ)는 i번째 층의 파장(λ)에 따른 굴절율을 의미하고, ki(λ)는 i번째 층의 파장(λ)에 따른 소멸 계수(extinction coefficient)를 의미한다. 소멸 계수는 특정 파장에서 대상 물질이 빛을 얼마나 강하게 흡수하는 지를 정의할 수 있는 척도로서, 정의는 상술한 바와 같다.
상기 수학식 1을 적용하여, 각 파장에서 계산된 계면 Ii에서의 파장별 반사율의 합을 Ri라고 할 때, Ri는 아래 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
Figure pat00002
이하, 상술한 광반사층 및 광흡수층을 포함하는 장식 부재에 대하여 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태는 광반사층 및
상기 광반사층 상에 구비된 광흡수층을 포함하고,
상기 광흡수층은 상기 광흡수층의 두께 방향(z)과 수직한 어느 일 방향(x)으로 갈수록 광흡수층의 두께(t(x))가 증가하는 영역을 포함하는 장식 부재를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 장식 부재는 광흡수층의 두께가 증가하는 영역을 포함함으로써, 빛의 간섭 현상에 따른 그라데이션 효과를 더욱 다양하게 나타낼 수 있는 장점이 있다. 또한, 광흡수층의 두께의 변화에 따라 색상이 점진적으로 변하고, 색상 변화가 급격히 변하지 않으므로, 장식 부재를 보는 이로 하여금 자연스러운 색상 변화를 느끼게 할 수 있다. 도 1에 장식 부재의 일 예를 나타내었다. 광반사층 상에 두께가 점진적으로 변하는 광흡수층이 구비된 장식 부재를 나타내었다. 도 1을 참조하면, 지점 A로부터 지점 H로 갈수록 광흡수층의 두께가 점점 증가하는 그라데이션(gradation) 광흡수층을 확인할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 광흡수층의 두께 방향(z)이란, 상기 광흡수층의 광반사층에 대향하는 면의 법선 방향일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 광흡수층의 두께 방향(z)과 수직한 어느 일 방향(x)이란, 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면 상의 어느 일 방향을 의미할 수 있다. 또는, 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 길이가 가장 긴 방향을 의미할 수 있다.
상기 광흡수층의 두께는 각 영역에 따라 증착되는 증착률을 변경하여 조절할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 S1영역은 0% 내지 10%의 증착률을 가질 수 있고, S7 영역은 80% 내지 90%의 평균 증착률을 가질 수 있다.
상기 광흡수층의 두께(t(x))가 점진적으로 증가하는 영역은 증착 물질(T)과 증착되는 대상(M) 간의 거리를 조절하여 달성할 수 있다. 예를 들어, 도 12와 같이, 광반사층의 S7영역은 증착 물질과 거리가 가까우므로, S7 영역의 광흡수층은 두껍게 형성되고, 광반사층의 S1 영역은 증착 물질과 거리가 멀어서 S1 영역의 광흡수층은 얇게 형성된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층의 두께(t(x))가 증가하는 영역은 두께가 점진적으로 증가하는 영역; 두께가 연속적으로 증가하는 영역; 및 두께가 불연속적으로 증가하는 영역 중 1 이상을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 두께가 점진적으로 변하는 영역을 하나 이상 포함한다. 도 5에 광흡수층(301)의 두께가 점진적으로 변하는 구조를 예시하였다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 상면이 경사각도가 0도 초과 90도 이하인 경사면을 갖는 영역을 하나 이상 포함하고, 상기 경사면을 갖는 영역의 적어도 하나 이상은 광흡수층의 두께가 점진적으로 변하는 구조를 갖는다. 도 5에 상면이 경사면을 갖는 영역을 포함하는 광흡수층의 구조를 예시하였다. 도 5의 G 영역과 H 영역 모두 광흡수층의 상면이 경사면을 갖고, 광흡수층의 두께가 점진적으로 변하는 구조를 갖는다.
본 명세서에 있어서, 상기 광흡수층의 두께가 점진적으로 변하는 영역이란, 상기 광흡수층의 두께 방향으로의 단면이, 광흡수층의 두께가 가장 작은 지점 및 광흡수층의 두께가 가장 큰 지점을 포함하고, 상기 광흡수층의 두께가 가장 작은 지점의 상기 광흡수층의 두께가 가장 큰 지점에 대한 방향에 따라 광흡수층의 두께가 증가하는 것을 의미한다.
상기 두께가 연속적으로 증가하는 영역이란, 상기 일 방향으로 갈수록, 두께가 증가하는 영역 만을 포함하는 영역을 의미한다.
상기 두께가 불연속적으로 증가하는 영역이란, 상기 일 방향으로 갈수록, 두께가 증가하지 않는 영역을 포함하는 영역을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층의 두께(t(x))는 10nm 이상 300nm이하, 10nm 이상 200nm 이하, 바람직하게는 10nm 이상 150 nm이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 하기 수학식 A로 계산되는 값이 0.01이상 2 이하, 0.05 이상 1.5 이하, 바람직하게는 0.1 이상 1.2 이하일 수 있다.
[수학식 A]
Figure pat00003
상기 수학식 A에 있어서, 상기 t0는 상기 광흡수층의 두께(t(x))가 증가하는 영역의 최저 두께이고, 상기 t1은 상기 광흡수층의 두께(t(x))가 증가하는 영역의 최고 두께이다. 상기 수치 범위를 만족할 때, 광흡수층의 두께 변화에 따라 나타나는 색상이 그라데이션 효과를 가지면서 나타난다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 하기 수학식 2로 계산되는 값이 0.1 이상 5 이하, 0.2 이상 4 이하, 또는 0.5 이상 3.5 이하이다.
[수학식 B]
Figure pat00004
수학식 B에 있어서, 상기 광흡수층의 일 방향(x)의 각 지점에서의 Lch 좌표의 h*값을 측정하여 그래프로 나타내었을 때 h0는 h*의 최소값이고, h1은 h*의 최대값이다. 상기 수치 범위를 만족할 때, 광흡수층의 두께 변화에 따라 나타나는 색상이 그라데이션 효과를 가지면서 나타난다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 단일층일 수도 있고, 2층 이상의 다층일 수도 있다.
상기 광흡수층은 400nm, 바람직하게는 380 내지 780nm의 파장에서 소멸계수(k)를 갖는 재료, 즉 소멸계수가 0 초과 4 이하, 바람직하게는 0.01 내지 4인 재료로 이루어질 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 인듐(In), 티탄(Ti), 주석(Sn), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 바나듐(V), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nb), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 재료, 이의 산화물; 이의 질화물; 이의 산질화물; 탄소 및 탄소 복합체 중 1 종 또는 2 종 이상의 재료를 포함할 수도 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 인듐(In), 티탄(Ti), 주석(Sn), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 바나듐(V), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nb), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 재료 또는 이의 산화물, 질화물 또는 산질화물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 광흡수층은 구리 산화물, 구리 질화물, 구리 산질화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산질화물 및 몰리브덴티타늄 산질화물 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 실리콘(Si) 또는 게르마늄(Ge)을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 실리콘(Si) 또는 게르마늄(Ge)으로 이루어진 광흡수층은 400nm의 파장에서 굴절율(n)이 0 내지 8이며, 0 내지 7일 수 있고, 소멸계수(k)가 0 초과 4 이하, 바람직하게는 0.01 내지 4이며, 0.01 내지 3 또는 0.01 내지 1일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 구리 산화물, 구리 질화물, 구리 산질화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산질화물 및 몰리브덴티타늄 산질화물 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함한다. 이 경우 광흡수층은 400nm의 파장에서 굴절율(n)이 1 내지 3, 예컨대 2 내지 2.5일 수 있으며, 소멸계수(k)가 0 초과 4 이하, 바람직하게는 0.01 내지 2.5, 바람직하게는 0.2 내지 2.5, 더욱 바람직하게는, 0.2 내지 0.6일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 AlOxNy (x > 0, y > 0)이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 AlOxNy (0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1)일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 AlOxNy (x > 0, y > 0)이고, 전체 원자 수 100%에 대하여 각 원자들의 수가 하기 식을 만족한다.
Figure pat00005
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 400nm, 바람직하게는 380 내지 780nm의 파장에서 소멸계수(k)를 갖는 재료로 이루어질 수 있으며, 예컨대 광흡수층/광반사층은 CuO/Cu,CuON/Cu, CuON/Al, AlON/Al, AlN/Al/ AlON/Cu, AlN/Cu 등 재료로 형성될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 광흡수층의 영역별 두께의 차이는 2 내지 200㎚이며, 원하는 색상 차이에 따라 결정될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 400nm의 파장에서 굴절율(n)이 0 내지 8인 것이 바람직하며, 0 내지 7일 수 있고, 0.01 내지 3일 수 있고, 2 내지 2.5일 수 있다. 굴절율(n)은 sin θ1/sin θ2 (θ1은 광흡수층의 표면에서 입사되는 빛의 각이고, θ2는 광흡수층의 내부에서 빛의 굴절각이다)으로 계산될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 380 내지 780nm의 파장에서 굴절율(n)이 0 내지 8인 것이 바람직하며, 0 내지 7일 수 있고, 0.01 내지 3일 수 있고, 2 내지 2.5일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 400nm의 파장에서 소멸계수(k)가 0 초과 4 이하이고, 0.01 내지 4인 것이 바람직하며, 0.01 내지 3.5일 수 있고, 0.01 내지 3일 수 있으며, 0.1 내지 1일 수 있다. 소멸계수(k)는 -λ/4πI(dI/dx) (여기서, 광흡수층 내에서 경로 단위길이(dx), 예컨대 1m 당 빛의 강도의 감소분율 dI/I에 λ/4π를 곱한 값이고, 여기서 λ는 빛의 파장이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 380nm 내지 780 nm의 파장 범위에서 소멸계수(k)가 0 초과 4 이하이고, 0.01 내지 4인 것이 바람직하며, 0.01 내지 3.5일 수 있고, 0.01 내지 3일 수 있으며, 0.1 내지 1일 수 있다. 400nm, 바람직하게는 380nm 내지 780nm의 가시광선 전체 파장 영역에서 소멸계수(k)가 상기 범위이므로, 가시광선 범위 내에서 광흡수층의 역할을 할 수 있다.
상기와 같이 특정 소멸계수 및 굴절율을 가지는 광흡수층이 색을 발현하는 원리와, 종래의 기재에 염료를 첨가하여 색을 발현하는 장식 부재의 색발현 원리는 상이하다. 예컨대, 수지 중에 염료를 첨가하여 광을 흡수하는 방식을 이용하는 것과, 전술한 바와 같은 소멸 계수를 갖는 재료를 사용하는 경우에는 광을 흡수하는 스펙트럼이 상이하다. 수지 중에 염료를 첨가하여 광을 흡수하는 경우, 흡수 파장대가 고정되며, 코팅 두께 변화에 따라 흡수량이 변화하는 현상만 발생한다. 또한, 원하는 광흡수량을 얻기 위하여, 광흡수량을 조절하기 위하여 최소 수 마이크로미터 이상의 두께 변화가 필요하다. 반면, 소멸 계수를 갖는 재료에서는 두께가 수 또는 수십 나노미터 규모로 변화하여도 흡수하는 광의 파장대가 변한다.
또한, 종래의 수지에 염료를 첨가하는 경우, 염료에 의한 특정 색만이 발현되기 때문에, 다양한 색상을 나타낼 수 없다. 반면에, 본 발명의 광흡수층은 수지가 아닌 특정 재료를 사용함으로써, 염료의 첨가 없이도 빛의 간섭 현상에 의하여 색을 다양하게 나타낼 수 있는 장점이 있다.
상기 실시상태들에 따르면, 광흡수층에서는 광의 입사경로 및 반사경로에서 광흡수가 이루어지고, 또한 광은 광흡수층의 표면과 광흡수층과 광반사층의 계면에서 각각 반사하여 2개의 반사광이 보강 또는 상쇄 간섭을 하게 된다.
본 명세서에 있어서, 광흡수층의 표면에서 반사되는 광은 표면 반사광, 광흡수층과 광반사층의 계면에서 반사되는 광은 계면 반사광으로 표현될 수 있다. 도 4에 이와 같은 작용원리의 모식도를 나타내었다. 도 4에는 기재(101)가 광반사층(201)측에 구비된 구조가 예시되었으나, 이와 같은 구조에 한정되지 않고, 기재(101)의 위치는 이들은 다른 위치에 배치될 수도 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사층은 광을 반사할 수 있는 재료라면 특별히 한정되지 않지만, 광반사율은 재료에 따라 결정될 수 있으며, 예컨대 50% 이상에서 색상구현이 용이하다. 광반사율은 ellipsometer를 사용하여 측정할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사층은 금속층, 금속 산화물층, 금속 질화물층, 금속 산질화물층 또는 무기물층일 수 있다. 상기 광반사층은 단일층으로 구성될 수 있고, 2층 이상의 다층으로 구성될 수도 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사층은 인듐(In), 티탄(Ti), 주석(Sn), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 바나듐(V), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nb), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 재료; 이의 산화물; 이의 질화물; 이의 산질화물; 탄소; 및 탄소 복합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 재료를 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사층은 상기 재료 중에서 선택되는 둘 이상의 합금, 이의 산화물, 질화물 또는 산질화물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사층은 탄소 또는 탄소 복합체를 포함하는 잉크를 이용하여 제조됨으로써 고저항의 반사층을 구현할 수 있다. 탄소 또는 탄소 복합체로는 카본블랙, CNT 등이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 탄소 또는 탄소 복합체를 포함하는 잉크는 전술한 재료 또는 이의 산화물, 질화물 또는 산질화물을 포함할 수 있으며, 예컨대 인듐(In), 티탄(Ti), 주석(Sn), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge). 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 바나듐(V), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nb), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 산화물이 포함될 수 있다. 상기 탄소 또는 탄소 복합체를 포함하는 잉크를 인쇄한 후 경화 공정이 추가로 수행될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사층은 2종 이상의 재료를 포함하는 경우, 2종 이상의 재료를 하나의 공정, 예컨대 증착 또는 인쇄의 방법을 이용하여 형성할 수도 있으나, 1종 이상의 재료로 먼저 층을 형성한 후, 추가로 1종 이상의 재료로 그 위에 층을 형성하는 방법이 이용될 수 있다. 예컨대, 인듐이나 주석을 증착하여 층을 형성한 후, 탄소를 포함하는 잉크를 인쇄한 후 경화시켜 광반사층을 형성할 수 있다. 상기 잉크는 티타늄 산화물, 실리콘 산화물과 같은 산화물이 추가로 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사층의 두께는 최종 구조에서 원하는 색상에 따라 결정될 수 있으며, 예컨대 1nm 이상, 바람직하게는 25㎚ 이상, 예컨대 50㎚ 이상, 바람직하게는 70㎚ 이상이다.
(기재)
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 장식 부재는 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면; 상기 광반사층과 광흡수층 사이; 또는 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비된 기재를 포함한다. 예를 들어, 상기 광반사층(201)의 상기 광흡수층(301)에 대향하는 면의 반대면(도 6 (a)); 또는 상기 광흡수층(301)의 상기 광반사층(201)에 대향하는 면의 반대면(도 6 (b))에 기재가 구비될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 기재는 화장품 용기용 플라스틱 사출물 또는 글래스 기재를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 플라스틱 사출물은 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리비닐아세테이트(PVAc), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머(EVA), 폴리카보네이트(PC), 폴리아마이드(polyamide) 및 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(Styrene-Acrylonitrile copolymer, SAN) 중 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 플라스틱 사출물은 굴곡(특정 패턴)이 없는 평판 형태의 플라스틱 사출물일 수 있고, 굴곡(특정 패턴)이 있는 형태의 플라스틱 사출물일 수 있다.
상기 플라스틱 사출물은 플라스틱 성형방법에 의하여 제조될 수 있다. 상기 플라스틱 성형방법은 압축 성형, 사출 성형, 공기 취입성형, 열성형, 열 용융 성형, 발포 성형, 롤성형 강화 플라스틱 성형 등이 있다. 상기 압축 성형의 경우 재료를 형틀에 넣고 가열한 후 압력을 가하는 성형방법이고, 이는 가장 오래된 성형법으로 주로 페놀 수지와 같은 열경화성 수지의 성형에 이용될 수 있다. 상기 사출 성형은 플라스틱 용융액을 수송기로 밀어내고 노즐을 통하여 형틀에 채워 넣는 성형 방법이고, 열가소성 수지와 열경화성 수지 모두를 성형할 수 있으며 가장 많이 사용하는 성형법이라 할 수 있다. 현재 화장품 케이스로 사용하는 수지는 SAN 이다. 상기 공기 취입 성형은 형틀의 중앙에 플라스틱 패리슨을 넣고 공기를 주입하면서 제품을 성형하는 방법이고, 플라스틱 병이나 작은 용기를 만드는 성형법으로 제품의 제조 속도가 매우 빠르다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 글래스 기재는 투과율이 80% 이상인 글래스를 이용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 기재의 두께는 필요에 따라 선택될 수 있으며, 예컨대 50 내지 200㎛의 범위를 가질 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 장식 부재는 상기 기재 상에 광반사층, 및 상기 광반사층 상에 구비된 광흡수층을 형성하는 단계에 의하여 제조될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 장식 부재는, 기재 상에 증착공정 등을 이용하여 광흡수층 및 광반사층을 순차적으로 형성할 수 있고, 기재 상에 증착공정 등을 이용하여 광반사층 및 광흡수층을 순차적으로 형성할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
(칼라필름)
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면; 상기 광반사층과 상기 광흡수층 사이; 또는 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비된 칼라필름을 더 포함한다. 상기 칼라필름은 기재의 역할을 할 수도 있다. 예컨대, 기재로 사용될 수 있는 것에 염료 또는 안료를 첨가함으로써 칼라필름으로 사용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 칼라필름은 상기 칼라필름이 구비되지 않은 경우에 비하여 상기 칼라필름이 존재하는 경우 상기 색발현층의 색좌표 CIE L*a*b* 상에서의 L*a*b*의 공간에서의 거리인 색차 △E*ab가 1을 초과하도록 하는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
색의 표현은 CIE L*a*b* 로 표현이 가능하며, 색차는 L*a*b* 공간에서의 거리(△E*ab)를 이용하여 정의될 수 있다. 구체적으로,
Figure pat00006
이며, 0<△E*ab<1의 범위 내에서는 관찰자가 색 차이를 인지할 수 없다[참고문헌: Machine Graphics and Vision 20(4):383-411]. 따라서, 본 명세서에서는 칼라필름의 추가에 따른 색차를 △E*ab>1로 정의할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 장식 부재는 △E*ab>1의 이색성을 갖는다.
도 7은 칼라필름을 포함하는 장식 부재를 도시한 것으로서, 도 7의 (a)에 광반사층(201), 광흡수층(301) 및 칼라필름(401)이 순차적으로 적층된 구조, 도 7의 (b)에 광반사층(201), 칼라필름(401) 및 광흡수층(301)이 순차적으로 적층된 구조, 및 도 7의 (c)에 칼라필름(401), 광반사층(201), 및 광흡수층(301)이 순차적으로 적층된 구조를 예시하였다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 기재가 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면에 구비되고, 상기 칼라필름이 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면에 위치하는 경우, 상기 칼라필름은 상기 기재와 상기 광반사층 사이; 또는 상기 기재의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비될 수 있다. 또 하나의 예로서, 상기 기재가 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비되고, 상기 칼라필름이 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 위치하는 경우, 상기 칼라필름은 상기 기재와 상기 광흡수층 사이; 또는 상기 기재의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면에 구비될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면에 기재가 구비되고, 칼라필름이 추가로 구비된다. 도 8의 (a)에는 칼라필름(401)이 광흡수층(301)의 광반사층(201)측의 반대면에 구비된 구조, 도 8의 (b)에는 칼라필름(401)이 광흡수층(301)과 광반사층(201) 사이에 구비된 구조, 도 8의 (c)에는 칼라필름(401)이 광반사층(201)과 기재(101) 사이에 구비된 구조, 도 8의 (d)에는 칼라필름(401)이 기재(101)의 광반사층(201) 측의 반대면에 구비된 구조를 도시한 것이다. 도 9의 (e)에는 칼라필름(401a, 401b, 401c, 401d)이 각각 광흡수층(301)의 광반사층(201)측의 반대면, 광흡수층(301)과 광반사층(201) 사이, 광반사층(201)과 기재(101) 사이, 및 기재(101)의 광반사층(201) 측의 반대면에 구비된 구조를 예시한 것이며, 이에만 한정되는 것은 아니고 칼라필름(401a, 401b, 401c, 401d)들 중 1 내지 3개는 생략될 수도 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 기재가 구비되고, 칼라필름이 추가로 구비된다. 도 9의 (a)에는 칼라필름(401)이 기재(101)의 광흡수층(301) 측의 반대면에 구비된 구조, 도 9의 (b)에는 칼라필름(401)이 기재(101)과 광흡수층(301) 사이에 구비된 구조, 도 9의 (c)에는 칼라필름(401)이 광흡수층(301)과 광반사층(201) 사이에 구비된 구조, 도 9의 (d)에는 칼라필름(401)이 광반사층(201)의 광흡수층(301)측의 반대면에 구비된 구조를 도시한 것이다. 도 9의 (e)에는 칼라필름(401a, 401b, 401c, 401d)이 각각 기재(101)의 광흡수층(301) 측의 반대면, 투명 기재(101)와 광흡수층(301)과 사이, 광흡수층(301)과 광반사층(201) 사이, 및 광반사층(201)의 광흡수층(301)측의 반대면에 구비된 구조를 예시한 것이며, 이에만 한정되는 것은 아니고 칼라필름(401a, 401b, 401c, 401d)들 중 1 내지 3개는 생략될 수도 있다.
도 8 (b)와 도 9 (c)와 같은 구조는 칼라필름의 가시광 투과율이 0% 초과라면 광반사층에서 칼라필름을 통과하여 입사한 광을 반사할 수 있으므로, 광흡수층과 광반사층의 적층에 따른 색상 구현이 가능하다.
도 8 (c), 도 8 (d) 및 도 9 (d)와 같은 구조에서는, 칼라필름의 추가에 따른 색차 변화를 인식할 수 있도록, 광반사층(201)의 컬리필름으로부터 발현되는 색상의 광투과율이 1% 이상, 바람직하게는 3% 이상, 더 바람직하게는 5% 이상인 것이 바람직하다. 이와 같은 가시광선투과율 범위에서 투과된 빛이 칼라필름에 의한 색상과 혼합될 수 있기 때문이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 칼라필름은 1장 또는 동종 또는 이종이 2장 이상이 적층된 상태로 구비될 수 있다.
상기 칼라필름은 전술한 광반사층 및 광흡수층의 적층 구조로부터 발현되는 색상과 함께 조합되어 원하는 색상을 발현할 수 있는 것을 사용할 수 있다. 예컨대, 안료 및 염료 중 1종 또는 2종 이상이 매트릭스 수지 내에 분산되어 색상을 나타내는 칼라필름이 사용될 수 있다. 상기와 같은 칼라필름은 칼라필름이 구비될 수 있는 위치에 직접 칼라필름 형성용 조성물을 코팅하여 형성할 수도 있고, 별도의 기재에 칼라필름 형성용 조성물을 코팅하거나, 캐스팅, 압출 등의 공지의 성형방법을 이용하여 칼라필름을 제조한 후, 칼라필름이 구비될 수 있는 위치에 칼라필름을 배치 또는 부착하는 방법이 이용될 수 있다. 코팅 방법은 습식 코팅 또는 건식 코팅이 사용될 수 있다.
상기 칼라필름에 포함될 수 있는 안료 및 염료로는 최종 장식 부재로부터 원하는 색상을 달성할 수 있는 것으로서 당 기술분야에 알려져 있는 것들 중에서 선택될 수 있으며, 적색 계열, 황색 계열, 보라색 계열, 청색 계열, 핑크색 계열 등의 안료 및 염료 중 1종 또는 2종 이상이 사용될 수 있다. 구체적으로, 페리논(perinone)계 적색 염료, 안트라퀴논계 적색 염료, 메틴계 황색 염료, 안트라퀴논계 황색 염료, 안트라퀴논계 보라색 염료, 프탈로시아닌계 청색 염료, 티오인디고(thioindigo)계 핑크색 염료, 이소크인디고(isoxindigo)계 핑크색 염료 등의 염료가 단독 또는 조합으로 사용될 수 있다. 카본 블랙, 구리 프탈로시아닌(C.I. Pigment Blue 15:3), C.I. Pigment Red 112, Pigment blue, Isoindoline yellow 등의 안료가 단독 또는 조합으로 사용될 수도 있다. 상기와 같은 염료 또는 안료는 시판되는 것을 이용할 수 있으며, 예컨대 Ciba ORACET사, 조광페인트㈜ 등의 재료를 사용할 수 있다. 상기 염료 또는 안료들의 종류 및 이들의 색상은 예시들일 뿐이며, 공지된 염료 또는 안료들이 다양하게 사용될 수 있고, 이에 의하여 더욱 다양한 색상을 구현할 수 있다.
상기 칼라필름에 포함되는 매트릭스 수지는 투명 필름, 프라이머층, 접착층, 코팅층 등의 재료로 공지된 재료들이 사용될 수 있으며, 특별히 그 재료에 한정되지 않는다. 예컨대, 아크릴계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지, 우레탄계 수지, 선형 올레핀계 수지, 시클로올레핀계 수지, 에폭시계 수지, 트리아세틸셀룰로오즈계 수지 등 다양한 재료가 선택될 수 있으며, 상기 예시된 재료의 공중합체 또는 혼합물도 사용될 수 있다.
상기 칼라필름이 상기 광반사층 또는 상기 광흡수층 보다 장식 부재를 관찰하는 위치에 더 가깝게 배치된 경우, 예컨대 도 8의 (a), (b), 도 9의 (a), (b), (c)와 같은 구조에서는 상기 칼라필름이 광반사층, 광흡수층 또는 광반사층과 광흡수층의 적층구조로부터 발현되는 색상의 광투과율이 1% 이상, 바람직하게는 3% 이상, 더 바람직하게는 5% 이상인 것이 바람직하다. 이에 의하여, 칼라필름으로부터 발현되는 색상과 광반사층, 광흡수층 또는 이들의 적층구조로부터 발현되는 색상이 함께 조합되어 원하는 색상을 달성할 수 있다.
상기 칼라필름의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 원하는 색상을 나타낼 수 있다면 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 두께를 선택하여 설정할 수 있다. 예컨대, 칼라필름의 두께는 500nm 내지 1mm 일 수 있다.
(보호층)
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사층의 광흡수층에 대향하는 면; 상기 광반사층 및 상기 광흡수층 사이; 또는 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면 중 어느 하나 이상에 보호층을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 보호층은 장식 부재의 각 층의 사이 또는 장식 부재의 최 외곽에 구비됨으로써, 장식 부재를 보호하는 기능을 한다.
본 명세서에 있어서, “보호층” 이란 다른 정의가 없는 한, 장식 부재의 다른 층들을 보호할 수 있는 층을 의미한다. 예를 들어, 내습 또는 내열 환경에서 다른 층이 열화되는 것을 방지할 수 있다. 또는, 외부 요인에 의하여 광흡수층 또는 광반사층의 무기물층; 또는 패턴층에 스크래치가 나는 것을 효과적으로 억제하여, 장식 부재의 이색성이 효과적으로 발현될 수 있도록 한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 보호층은 알루미늄 산질화물을 포함한다. 보호층이 알루미늄 산질화물(AlON)을 포함함으로써, 보호층이 알루미늄 산질화물(AlON)을 포함하지 않는 경우에 비하여 후술하는 보호층의 기능이 증대될 수 있다. 또한, 알루미늄 산질화물의 각 원소의 비율을 조절하는 경우 보호 기능이 더욱 향상될 수 있으며, 이는 후술한다.
본 명세서에 있어서, 상기 알루미늄 산질화물은 AlOxNy (0 ≤ x ≤ 1.5, 0 ≤ y ≤ 1.0, x+y > 0.8)일 수 있고, 바람직하게는 0 ≤ x ≤ 1.0, 0.1 ≤ y ≤ 1.0, x+y > 0.8), 더욱 바람직하게는 0 ≤ x ≤ 1.0, 0.5 ≤ y ≤ 1.0, x+y > 0.8의 수치 범위를 만족할 수 있다. 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 광투과도가 높고 일정 수준의 내마모마찰견뢰성을 가지기 때문에 온도나 습도가 변하더라도 발현색상의 큰 변화를 주지 않으면서 광흡수층 및 광반사층을 효과적으로 보호할 수 있다. 또한, 상기 보호층을 포함하는 장식 부재의 경우 내습내열성이 향상되는 효과가 있다. 각 원소의 비율은 X선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)의 측정 방법을 통해 측정할 수 있다. 또한, 상기 원소 간의 비율은 알루미늄 산질화물 증착 시에 가스 분율을 조절하여 달성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 보호층 표면에 내마모마찰시험기를 이용하여 3g 이하의 하중으로 27rpm에서 10회 왕복하여 내마모마찰성 평가하였을 때 발생하는 스크래치가 3개 이하, 바람직하게는 2개 이하일 수 있다. 또한, 더욱 바람직하게는 스크래치가 0개, 즉 스크래치가 발생하지 않을 수 있다. 스크래치로 평가하는 기준은 내모마찰성 테스트시 보호층 표면에 스크래치를 발생시키기 위해 가해지는 스틸 울 등의 크랙 발생장치의 운전 길이(d1)의 1/3 이상인 흠집(d2)을 스크래치로 평가할 수 있다. 예를 들어, 보호층 표면에 가해진 크랙 발생장치의 운전 길이가 3cm 일 때, 길이가 1.2cm인 흠집은 스크래치로 평가하고, 1/3 미만인 0.8cm인 흠집은 스크래치로 평가하지 않는다. 상기 크랙 발생장치의 운전 길이(d1)은 장식 부재의 전체 크기에 따라 조절될 수 있다.
상기 수치 범위를 만족하는 경우, 광흡수층 및 광반사층을 효과적으로 보호하여 색상발현 및 외관이 변동하는 문제를 방지할 수 있다.
상기 내찰성 평가는 내마모마찰시험기(Fastness rubbing tester. 제품명: KPD-301, 제조사: ㈜기배이엔티)에 스틸울(steel wool 100% oil free, Briwax 제품 사용)을 장착한 후 1g의 하중으로 27rpm 10회 왕복 조건에서 발생하는 스크래치로 평가된 흠집의 개수를 세어 계산할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 보호층의 광투과도는 550nm의 파장에서 90 % 이상 100% 이하, 바람직하게는 95% 이상 100% 이하일 수 있다. 측정방법은 분광광도계(Solidspec. 3700, Shimazu) 를 이용하여 투과율 측정모드에서 측정한다. 기재의 영향을 배제하기 위하여 기재의 투과도를 100%로 하고 이것과 비교하여 보호층의 광투과도를 측정한다. 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 보호층의 투명성이 좋아 장식 부재의 광학특성이 우수하게 유지될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 보호층의 두께는 5nm 이상 30nm 이하, 10nm 이상 20nm 이하일 수 있다. 상기 두께는 보호층 형성시 증착에 사용되는 공정압, 플라즈마 가스에 대한 반응성 가스의 유량, 전압, 증착 시간, 온도를 조절하여 달성할 수 있다. 상기 수치 범위를 만족하는 경우 보호층의 보호 효과가 증대될 수 있고, 보호층의 광투과도가 저해하는 것을 방지할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 보호층은 상기 기재, 광흡수층 또는 광반사층과는 구별되는 층으로서, 에칭 공정 또는 성분 분석 등을 통해 그 존재 여부를 확인할 수 있다.
구체적으로, X선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) 또는 전자분광 화학분석기(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis: ESPA, Thermo Fisher Scientific Inc.)를 이용하여 보호층 표면 및 두께 방향으로의 survey scan을 진행하여 정성 분석을 한 후, narrow scan으로 정량 분석을 진행한다. 이때, 아래의 조건으로 survey scan 및 narraw scan을 얻어 정성, 정량 분석을 진행한다. Peak background는 smart 방식을 사용한다.
Element Scan 구간 binding Energy Step size
Narrow(Snapshot) 20.89 eV 0.1 eV
Survey -10 ~ 1350 eV 1 eV
또한, 장식 부재의 구조가 기재/(다른 층)/보호층인 경우, 장식 부재의 최 외각을 산소 플라즈마를 이용하여 에칭하고, 이를 상기 방법에 의해 분석할 수 있다.또는, 장식 부재의 단면 사진을 관찰하여 시각적으로 보호층을 확인할 수 있다. 예를 들어, 장식 부재의 구조가 기재/광반사층/광흡수층/보호층인 경우, 장식 부재의 단면 사진에서 각 층 사이에 계면이 존재하는 것을 확인할 수 있는데, 최외각층이 보호층에 해당한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광반사층, 상기 광흡수층 및 상기 보호층은 무기물층을 증착하는 방법에 의할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 무기물층을 증착하는 방법은 반응성 스퍼터링 방법에 의할 수 있다. 반응성 스퍼터링이란, 에너지를 가진 이온(예를 들어 Ar+)이 타겟 물질에 충격을 가하고, 이 때 떨어져 나온 타겟 물질이 패턴층의 볼록부 또는 오목부 형상의 표면 상에 증착되는 방식이다. 이때, 베이스 압력(Base Pressure)은 1.0 X 10-5 Torr이하, 6.0 X 10-6 Torr이하, 바람직하게는 3.0 X 10-6 Torr이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 반응성 스퍼터링 방법은 플라즈마 가스 및 반응성 가스를 포함하는 챔버 내에서 수행될 수 있다. 상기 플라즈마 가스는 아르곤(Ar) 가스일 수 있다. 또한, 상기 무기물층 형성에 필요한 반응성 가스는 산소(O2) 및 질소(N2)이며 산소 또는 질소 원자를 제공하기 위한 가스로, 플라즈마 가스와는 구분되는 것이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 무기물층을 증착하는 방법에서, 플라즈마 가스의 유량은 10 sccm 이상 300 sccm 이하, 바람직하게는 20 sccm 이상 200 sccm 이하일 수 있다. 상기 sccm는 Standard Cubic Centimeer Per minute)을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 챔버 내의 공정압력(p1)은 1.0 mTorr 내지 10.0 mTorr, 바람직하게는 1.5 mTorr 내지 6.0 mTorr 일 수 있다. 스퍼터링 시 공정압력이 상기 범위보다 높아지면 챔버 내부에 존재하는 Ar 입자가 많아지고 타겟으로부터 방출된 산화아연의 입자들이 Ar 입자들과 부딪혀 에너지를 잃게 되므로 박막의 성장 속도가 저하될 수 있다. 반면에 너무 낮은 공정압력이 유지될 경우 Ar 입자에 의한 타겟 입자의 에너지 손실은 적어지지만, 고에너지를 갖는 입자에 의해 기판이 손상되거나 무기물층의 질이 떨어질 수 있다는 단점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 무기물층을 증착하는 방법은 반응성 스퍼터링 방법에 의하여 수행되고, 상기 플라즈마 가스에 대한 반응성 가스의 분율이 30% 이상 70% 이하, 바람직하게는 40% 이상 70% 이하, 더욱 바람직하게는 50% 이상 70% 이하일 수 있다. 상기 반응성 가스의 분율은 (Q반응성가스/(Q플라즈마공정가스+Q반응성가스)*100%)로 계산될 수 있다. 상기 Q반응성가스 는 챔버 내 반응성 가스의 유량을 의미하고, Q플라즈마공정가스는 챔버 내 플라즈마 공정 가스의 유량일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 반응성 스퍼터링 방법의 구동 전력은 100W 이상 500W 이하, 바람직하게는 150W 이상 300W 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 반응성 스퍼터링 방법에서 인가되는 전압의 범위는 350V 이상 500V일 수 있다. 상기 전압의 범위는 타겟의 상태, 공정압력, 구동전력(공정 파워) 또는 반응성 가스의 분율에 따라 조절될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 반응성 스퍼터링 방법의 증착 온도는 20℃ 이상 300℃ 이하일 수 있다. 상기 범위보다 낮은 온도에서 증착할 경우에는 타겟에서 떨어져 나와 기재에 도착한 입자들의 결정성장에 필요한 에너지가 부족하여 박막 성장의 결정성이 저하되는 문제점이 있고, 상기 범위보다 높은 온도에서는 타겟으로부터 나오는 입자들이 증발되거나 또는 휘발(re-evaporation)되어 박막 성장 속도가 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 장식 부재는 데코 필름 또는 모바일 기기의 케이스이다. 또한, 필요에 따라 점착층을 더 포함한다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 장식 부재는 광흡수층의 두께를 점진적으로 변화시킴으로써, 나타나는 색상이 그라데이션 효과를 갖는다.
또한, 외부광이 광흡수층을 통해 입사시 입사경로와 반사시 반사경로 각각에서 광흡수가 이루어지며, 외부광은 광흡수층의 표면과 광반사층의 표면에서 각각 반사가 이루어지므로, 광흡수층의 표면에서의 반사광과 광반사층의 표면에서의 반사광 사이에 보강간섭 및 상쇄간섭 현상이 발생한다. 상기와 같은 입사경로와 반사경로에서의 광흡수와 보강간섭 및 상쇄간섭의 현상을 통하여 특정 색상이 발현될 수 있다. 따라서, 광반사층의 재료에 따른 반사율 스펙트럼과 광흡수층의 조성에 따라 특정 색상을 구현할 수 있다. 또한, 발현되는 색상은 두께 의존성을 가지고 있기 때문에, 동일한 물질 구성을 갖는 경우에도 두께에 따라 색상을 변화시킬 수 있다.
도 1 및 5 내지 10은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 장식 부재를 나타낸 것이다.
도 3은 광흡수층과 광반사층을 구별하는 방법에 대하여 나타낸 것이다.
도 4는 광흡수층과 광반사층에서의 빛이 간섭되는 원리에 대하여 설명하는 것이다.
이하 실시예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 명세서의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
인듐 광반사층 상에 경사 증착 방법을 통하여 광반사층의 길이가 가장 긴 방향으로 갈수록 두께가 점진적으로 증가하는 실리콘 광흡수층을 형성하였다.
이때, 광흡수층의 가장 작은 두께(t0)는 50nm 이었으며, 가장 큰 두께(t1)는 60nm 이었다.
실시예 2
인듐 광반사층 상에 경사 증착 방법을 통하여 광반사층의 길이가 가장 긴 방향으로 갈수록 두께가 점진적으로 증가하는 실리콘 광흡수층을 형성하였다.
이때, 광흡수층의 가장 작은 두께(t0)는 30nm 이었으며, 가장 큰 두께(t1)는 40nm 이었다.
실시예 3
인듐 광반사층 상에 경사 증착 방법을 통하여 광반사층의 길이가 가장 긴 방향으로 갈수록 두께가 점진적으로 증가하는 실리콘 광흡수층을 형성하였다.
이때, 광흡수층의 가장 작은 두께(t0)는 10nm 이었으며, 가장 큰 두께(t1)는 20nm 이었다.
비교예 1
경사를 갖지 않은 일정한 두께의 광흡수층을 형성한 것 외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 이때, 광흡수층의 평균 두께는 약 10nm로 일정하였다.
비교예 2
경사를 갖지 않은 일정한 두께의 광흡수층을 형성한 것 외에는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 이때, 광흡수층의 평균 두께는 약 20nm로 일정하였다.
평가예
제조된 실시예 및 비교예의 장식 부재에 PET 기재 또는 보호층(AlON 또는 SiOx)을 형성하고, 육안으로 관찰한 결과, 실시예의 장식 부재는 색이 다양하게 변하는 그라데이션(gradation) 효과가 나타나는 것을 확인할 수 있었으나, 비교예의 장식 부재는 색이 다양하게 나타나지 않는 것을 확인할 수 있었다. 이를 도 10 및 도 11에 나타내었다. 도 11의 Face-up 구조는 "광흡수층/광반사층/기재"의 적층 구조를 의미하고, 도 11의 Face-down 구조는 "보호층/광흡수층/광반사층/기재"를 의미한다.
색 측정은 분광 광도계(CM-2600d, 코니카미놀타 사 제조)를 이용할 수 있는데, 분광 광도계를 통하여 시료의 반사율을 분광하고 각 파장별 반사율을 나타낼 수 있으며 이로부터 분광반사율 그래프와 변환된 색좌표를 얻을 수 있다. 이때, 8도 시야각(viewing angle)에서 데이터를 얻으며 장식 부재의 이색성을 보기 위해 장식 부재에 대하여 수평방향과 수직방향으로 계측하여 Lch 좌표를 측정하였다.
상기 CIE LCh 색 공간은 CIE Lab 색 공간으로, 여기서 카테시안 좌표(Cartesian Coordinates)의 a*, b* 대신에 원통 좌표계(cylinder coordinates) C*(채도, 상대 색포화도(relative color saturation), L*(L축으로부터의 거리) 및 h* (색조 각, CIE Lab 색상환에서의 색조 각)을 사용하였다.
각 실시예의 광흡수층의 두께가 가장 작은 지점(t0) 및 두께가 가장 큰 지점(t1)에서 상기 Lch 좌표를 각각 측정하였으며, 각 비교예의 광흡수층의 Lch 좌표를 측정하여, 결과를 아래 표 2에 나타냈다. 비교예의 광흡수층은 두께가 일정하여, 광흡수층 전체에서 동일한 Lch 좌표값이 나타났다.
지점 두께 Lch 좌표
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
T1 60nm 75, 34, 49 - - - -
T0 50nm 82, 31, 87 - - - -
T1 40nm - 81, 15, 109 - - -
T0 30nm - 70, 12, 217 - - -
T1 20nm - - 36, 54, 316 - 36, 54, 316
T0 10nm - - 76, 62, 83 76, 62, 83 -
실시예 1 내지 실시예 3에 따른 장식 부재를 관찰하여 도 10 및 도 11에 각각 나타내었다.
비교예 1 및 2의 경우, 광흡수층 두께가 일정하여, 광흡수층에서 나타나는 색상이 일정한 것을 확인할 수 있다.
반면에, 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 장식 부재는 색이 점진적으로 변하는 그라데이션 효과를 나타낼 수 있었으며, 각 장식부재의 광흡수층의 두께가 가장 큰 지점 및 가장 작은 지점에서 나타나는 색도 다양하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
상기 결과로부터, 광흡수층의 두께가 점진적으로 변하는 구조를 갖는 경우, 그라데이션 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 광흡수층의 최고 및 최저 두께를 변경하는 경우, 나타나는 색상이 달라지는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (13)

  1. 광반사층 및
    상기 광반사층 상에 구비된 광흡수층을 포함하고,
    상기 광흡수층은 상기 광흡수층의 두께 방향(z)과 수직한 어느 일 방향(x)으로 갈수록 광흡수층의 두께(t(x))가 증가하는 영역을 포함하는 장식 부재.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 광흡수층의 두께(t(x))가 증가하는 영역은 두께가 점진적으로 증가하는 영역; 두께가 연속적으로 증가하는 영역; 및 두께가 불연속적으로 증가하는 영역 중 1 이상을 포함하는 장식 부재.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 광흡수층의 두께(t(x))는 10nm 이상 300nm이하인 장식 부재.
  4. 청구항 1에 있어서, 하기 수학식 A로 계산되는 값이 0.01 이상 2 이하인 장식 부재:
    [수학식 A]
    Figure pat00007

    상기 수학식 A에 있어서, 상기 t0는 상기 광흡수층의 두께(t(x))가 증가하는 영역의 최저 두께이고, 상기 t1은 상기 광흡수층의 두께(t(x))가 증가하는 영역의 최고 두께이다.
  5. 청구항 1에 있어서, 하기 수학식 B로 계산되는 값이 0.1 이상 5 이하인 장식 부재:
    [수학식 B]
    Figure pat00008

    수학식 B에 있어서, 상기 광흡수층의 일 방향(x)의 각 지점에서의 Lch 좌표의 h*값을 측정하여 그래프로 나타내었을 때 h0는 h*의 최소값이고, h1은 h*의 최대값이다.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 광흡수층은 인듐(In), 티탄(Ti), 주석(Sn), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 바나듐(V), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nb), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 재료, 이의 산화물; 이의 질화물; 이의 산질화물; 탄소 및 탄소 복합체 중 1 종 또는 2 종 이상의 재료를 포함하는 단일층 또는 다층인 장식 부재.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 광흡수층은 400nm의 파장에서 굴절율이 0 내지 8인 것인 장식 부재.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 광흡수층은 400nm의 파장에서 소멸계수가 0 초과 4 이하인 것인 장식 부재.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 광반사층은 인듐(In), 티탄(Ti), 주석(Sn), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 바나듐(V), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nb), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상의 재료, 이의 산화물; 이의 질화물; 이의 산질화물; 탄소 및 탄소 복합체 중 1 종 또는 2 종 이상의 재료를 포함하는 단일층 또는 다층인 장식 부재.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면; 상기 광반사층과 광흡수층 사이; 또는 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비된 기재를 더 포함하는 장식 부재.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 광반사층의 상기 광흡수층에 대향하는 면의 반대면; 상기 광반사층과 상기 광흡수층 사이; 또는 상기 광흡수층의 상기 광반사층에 대향하는 면의 반대면에 구비된 칼라필름을 더 포함하는 장식 부재.
  12. 청구항 1에 있어서, △E*ab>1의 이색성을 갖는 장식 부재.
  13. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장식 부재는 데코 필름 또는 모바일 기기의 케이스인 것인 장식 부재.
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