KR20200031679A - 단단한 반사-방지 코팅 - Google Patents
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Abstract
제품은 유리, 유리-세라믹, 또는 세라믹 조성물을 포함하는 기판 및 주 표면을 포함한다. 광학 필름은 상기 주 표면 상에 배치된다. 상기 필름은 다이아몬드 또는 다이아몬드-유사 탄소를 포함하는 제1 복수의 층 및 제2 복수의 층을 포함한다. 상기 제2 복수의 층의 각각의 층은 상기 제1 복수의 층의 각각의 층과 교대의 방식으로 정렬된다. 상기 광학 필름은 약 500 nm 내지 약 800 nm에서 약 85% 이상의 투과율 및 약 2.0% 이하의 평균 광순응 광 반사율을 포함한다.
Description
관련 출원에 대한 상호-참조
본 출원은 2017년 7월 31일 출원된 미국 가출원 번호 제 62/539,260 호의 35 U.S.C. § 119 하의 우선권의 이익을 주장하며, 이의 내용은 전체가 참조로서 본원에 포함된다.
본 개시는 내-스크래치성 반사-방지 코팅을 갖는 제품, 보다 구체적으로 높은 경도 및 상이한 입사 조명 각도에서 볼 때 낮은 반사 색 변이를 나타내는 제품에 관한 것이다.
반사-방지(AR) 코팅은 많은 적용(application)에서 일반적이다. 소비자 전자 제품 및 스마트폰과 같은 디스플레이 전자 장치용 전면 커버는 반사-방지 코팅에 있어 특별한 과제를 제시한다. 특히, 색상 및 미세 스크래치와 같은 손상 요건에 대한 내구성은 AR 코팅의 다른 적용에서보다 스마트폰 커버 유리 적용에서 훨씬 더 높다. 시야 각에 따른 색상 변화는 관찰자에게 받아들일 수 없는 디스플레이 외관을 초래할 수 있으며, 작은 스크래치 또는 마모는 현대 고-해상도 디스플레이의 가독성 및 외관을 저하시킬 수 있다. 내구성이 우수한 반사-방지 코팅 물질 및 광학 디자인은 소비자가 스마트폰 또는 다른 디스플레이 장치에 가할 수 있는 다양한 남용(abuse)을 통해 우수한 내스크래치성 및 필름 온전함(integrity)을 유지하는 동안 현대 디스플레이의 실외 가독성을 가능하게 하는 것이 바람직하다.
경도를 증가시키는 것은 하드코팅 물질의 내스크래치성 및 내구성을 향상시키는 한 가지 방법이다. 다이아몬드. 다이아몬드-유사 탄소(diamond-like carbon, DLC) 및 다이아몬드 코팅은 가장 단단한 물질 중 하나이며, 많은 경우에 낮은 마찰 계수와 같은 다른 바람직한 특성을 갖는다. 그러나, 다이아몬드 코팅 물질은 전형적으로 높은 광학 흡수(특히 가시 영역 및 특히 청색 파장)를 가지며, 이는 코팅된 제품 내에 실질적인 색상을 생성하고, 이에 의해 이들을 스마트폰 디스플레이와 같은 수요가 많은 적용에는 허용되지 않도록 한다. 따라서, 이들 적용에서 다이아몬드 또는 다이아몬드 필름의 두께는 다이아몬드 필름의 광학 흡수로 인해 전형적으로 5 nm 미만으로 제한된다. 불소화된 DLC 필름은 이 문제를 극복하고 DLC 보호 층을 갖는 AR 코팅에서 우수한 색상을 생성할 수 있으나, 이러한 얇은 다이아몬드 코팅은 주로 윤활 층으로 거동하며 100 nm 내지 500 nm 범위 내의 깊이를 갖는 전형적인 소비자-유도된 스크래치에 대한 보호를 거의 제공하지 않는다. 통상적인 다이아몬드 코팅의 두께를 5 nm 미만으로 제한함으로써, 다이아몬드 코팅의 경도는 전형적인 스크래치에 대한 보호에서 최소의 이점이 있다. 통상적인 반사-방지 코팅의 2차 제한은 상기 구조의 적어도 하나의 성분이 SiO2 또는 MgF2와 같은 저 굴절률을 갖는 물질일 필요가 있다는 것이다. 이러한 물질은 바람직한 하드코팅 물질에 비해 비교적 낮은 경도를 가지며, 모래와 같은 일반적인 일상 물질에 의해 쉽게 스크래치된다.
따라서, 높은 경도, 낮은 반사율, 및 상이한 입사 조명 각도에서 볼 때 낮은 반사를 나타내는 제품에 대한 필요성이 있다.
본 개시의 몇몇 관점에 따르면, 제품은 주 표면을 포함하는 유리-계 기판을 포함한다. 광학 필름은 상기 주 표면 상에 배치(dispose)된다. 상기 필름은 다이아몬드, 다이아몬드 필름, 다이아몬드-함유 물질, 다이아몬드-유사 탄소(diamond-like carbon) 및 비정질 탄소 중 일 이상을 포함하는 제1 복수의 층 및 제2 복수의 층을 포함한다. 상기 제2 복수의 층의 각각의 층은 상기 제1 복수의 층의 각각의 층과 교대(alternating)의 방식으로 정렬(arrange)된다. 상기 광학 필름은 약 500 nm 내지 약 800 nm의 파장 범위에 걸쳐 약 85% 이상의 투과율 및 약 2.0% 이하의 평균 광순응(photopic) 광 반사를 포함한다.
본 개시의 몇몇 관점에 따르면, 제품은 유리, 유리-세라믹, 또는 세라믹 조성물 및 주 표면을 포함하는 기판을 포함한다. 광학 필름은 상기 주 표면 상에 배치된다. 상기 광학 필름은 다이아몬드 또는 다이아몬드-유사 탄소를 포함하는 제1 복수의 층 및 제2 복수의 층을 포함한다. 상기 제2 복수의 층의 각각의 층은 상기 제1 복수의 층의 각각의 층과 교대의 방식으로 정렬된다. 상기 광학 필름은 약 500 nm 내지 800 nm에 대해 약 85% 이상의 투과율 및 약 2.0% 이하의 평균 광순응 광 반사를 포함한다. 상기 제1 및 제2 복수의 층의 층의 50% 초과는 각각 550 nm 파장에서 약 1.6 이상의 굴절률을 포함한다.
본 개시의 몇몇 관점에 따르면, 소비자 전자 제품으로서 전면, 후면 및 측면을 포함하는 하우징 및 적어도 부분적으로 상기 하우징 내에 있는 전자 부품을 포함하며, 상기 전자 부품은 컨트롤러, 메모리, 및 디스플레이 중 일 이상을 포함한다. 상기 디스플레이는 상기 하우징에 또는 이에 근접하게 있으며 상기 디스플레이 위에 배치된 커버 유리를 포함한다. 상기 하우징 또는 상기 커버 유리의 일부 중 일 이상은 본원에 개시된 바와 같은 유리-계 제품을 포함한다.
본 개시의 또 다른 관점에 따르면, 다음의 단계를 포함하는 광학 필름의 형성 방법이 제공된다: 다이아몬드 또는 다이아몬드-유사 탄소를 포함하는 복수의 제1 층을 유리-계 기판의 주 표면 상에 침착(deposit)시키는 단계; 및 상기 광학 필름이 약 500 nm 내지 약 800 nm의 범위의 파장에 걸쳐 약 85% 이상의 투과율 및 약 2.0% 이하의 평균 광순응 광 반사를 포함하도록 상기 제1 복수의 층의 각각의 층과 교대의 방식으로 정렬되는 제2 복수의 층을 침착시키는 단계.
본 개시의 이들 및 다른 관점, 목적, 및 특징은 다음의 명세서, 청구 범위 및 첨부된 도면을 연구할 때 본 기술 분야의 기술자에 의해 이해되고 인식될 것이다.
제1 관점에 따르면, 주 표면을 포함하는 유리-계 기판 및 상기 주 표면 상에 배치된 광학 필름을 포함하는 제품이 제공된다. 상기 광학 필름은 다이아몬드, 다이아몬드 필름, 다이아몬드-함유 물질, 다이아몬드-유사 탄소 및 비정질 탄소 중 일 이상을 포함하는 제1 복수의 층 및 제2 복수의 층을 포함한다. 상기 제2 복수의 층의 각각의 층은 상기 제1 복수의 층의 각각의 층과 교대의 방식으로 정렬된다. 상기 광학 필름은 약 500 nm 내지 약 800 nm의 파장 범위에 걸쳐 약 85% 이상의 투과율 및 약 2.0% 이하의 평균 광순응 광 반사를 포함한다.
제2 관점에 따르면, 관점 1의 제품이 제공되며, 여기서 상기 제1 복수의 층의 일 이상의 층은 약 50 nm 이상의 두께를 포함한다.
제3 관점에 따르면, 관점 1 또는 2의 제품이 제공되며, 여기서 상기 제1 복수의 층은 상기 광학 필름의 총 두께의 약 30% 이상의 총 두께를 포함한다.
제4 관점에 따르면, 관점 1 또는 2의 제품이 제공되며, 상기 제1 복수의 층은 상기 광학 필름의 총 두께의 약 40% 이상의 총 두께를 포함한다.
제5 관점에 따르면, 관점 1 내지 4 중 어느 하나의 제품이 제공되며, 여기서 상기 제2 복수의 층의 일 이상의 층은 약 10 nm 이상의 두께 및 Al2O3, SiO2, SiOxNy, SiNX 및 SiAlON 중 일 이상을 포함한다.
제6 관점에 따르면, 관점 1 내지 5 중 어느 하나의 제품이 제공되며, 상기 제품은 상기 제1 및 제2 층 중 일 이상의 사이에 위치된 시드 층을 더욱 포함하고, 여기서 상기 시드 층은 다이아몬드-핵 형성 물질을 포함한다.
제7 관점에 따르면, 관점 6의 제품이 제공되며, 여기서 상기 시드 층은 약 1 nm 내지 약 10 nm의 두께를 포함한다.
제8 관점에 따르면, 관점 1 내지 7 중 어느 하나의 제품이 제공되며, 여기서 상기 제1 복수의 층의 각각의 층의 sp3/sp2 결합 비는 약 50% 이상이다.
제9 관점에 따르면, 관점 1 내지 8 중 어느 하나의 제품이 제공되며, 여기서 상기 제1 및 제2 복수의 층의 층의 총 수는 약 20개 이하이다.
제10 관점에 따르면, 관점 1 내지 9 중 어느 하나의 제품이 제공되며, 여기서 상기 제2 복수의 층의 각각의 층은 550 nm의 파장에서 약 1.45 이상의 굴절률을 포함한다.
제11 관점에 따르면, 관점 10의 제품이 제공되며, 여기서 상기 제1 복수의 층의 각각의 층은 550 nm의 파장에서 약 2.0 이상의 굴절률을 포함한다.
제12 관점에 따르면, 관점 1 내지 11 중 어느 하나의 제품이 제공되며, 여기서 상기 광학 필름은 약 0.5% 이하의 단일-표면 평균 광순응 광 반사를 포함한다.
제13 관점에 따르면, 관점 1 내지 12 중 어느 하나의 제품이 제공되며, 여기서 상기 제품은 수직 입사로부터 약 20도 내지 약 60도의 범위 내의 입사 조명 각도에서 볼 때, 약 5 이하의 색 변이를 포함하거나 이에 의해 특징지어지며, 여기서 상기 색 변이는 √((a* 2-a* 1)2+(b* 2-b* 1)2)로 주어지고, 여기서 a* 1 및 b* 1는 수직 입사에서 볼 때의 상기 제품의 색 좌표이고 a* 2 및 b* 2는 상기 입사 조명 각도에서 볼 때의 상기 제품의 색 좌표이며, 여기서 수직 입사 및 상기 입사 조명 각도에서 볼 때의 상기 제품의 색 좌표는 모두 투과 또는 반사이다.
제14 관점에 따르면, 유리, 유리-세라믹, 또는 세라믹 조성물 및 주 표면을 포함하는 기판을 포함하는 제품이 제공된다. 광학 필름은 상기 주 표면 상에 배치되며 다이아몬드 또는 다이아몬드-유사 탄소를 포함하는 제1 복수의 층 및 제2 복수의 층을 포함한다. 상기 제2 복수의 층의 각각의 층은 상기 제1 복수의 층의 각각의 층과 교대의 방식으로 정렬된다. 상기 광학 필름은 약 500 nm 내지 800 nm에 대해 약 85% 이상의 투과율 및 약 2.0% 이하의 평균 광순응 광 반사를 포함한다. 상기 제1 및 제2 복수의 층의 층의 50% 초과는 각각 550 nm 파장에서 약 1.6 이상의 굴절률을 포함한다.
제15 관점에 따르면, 관점 14의 제품이 제공되며, 여기서 상기 광학 필름은 약 90% 이상의 광순응 투과율을 포함한다.
제16 관점에 따르면, 관점 14 또는 15의 제품이 제공되며, 여기서 상기 기판은 소다 라임 유리, 알칼리 알루미노실리케이트 유리, 알칼리 함유 보로실리케이트 유리 및 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리로 이루어진 군으로부터 선택되는 유리를 포함한다.
제17 관점에 따르면, 관점 14 내지 16 중 어느 하나의 제품이 제공되며, 여기서 상기 제품은 수직 입사로부터 약 20도 내지 약 60도의 범위 내의 입사 조명 각도에서 볼 때, 약 5 이하의 색 변이를 포함하거나 이에 의해 특징지어지며, 여기서 상기 색 변이는 √((a* 2-a* 1)2+(b* 2-b* 1)2)로 주어지고, 여기서 a* 1 및 b* 1는 수직 입사에서 볼 때의 상기 제품의 색 좌표이고 a* 2 및 b* 2는 상기 입사 조명 각도에서 볼 때의 상기 제품의 색 좌표이며, 여기서 수직 입사 및 상기 입사 조명 각도에서 볼 때의 상기 제품의 색 좌표는 모두 투과 또는 반사이다.
제18 관점에 따르면, 관점 14 내지 17 중 어느 하나의 제품이 제공되며, 여기서 상기 제2 복수의 층은 550 nm의 파장에서 약 1.6 이상의 굴절률을 포함한다.
제19 관점에 따르면, 관점 18의 제품이 제공되며, 여기서 상기 제1 복수의 층의 각각의 층은 550 nm의 파장에서 약 2.0 이상의 굴절률을 포함한다.
제20 관점에 따르면, 전면, 후면 및 측면을 포함하는 하우징을 포함하는 소비자 전자 제품이 제공된다. 전자 부품은 적어도 부분적으로 상기 하우징 내에 있다. 상기 전자 부품은 컨트롤러, 메모리, 및 디스플레이 중 일 이상을 포함하고, 상기 디스플레이는 상기 하우징에 또는 이에 근접하게 있다. 커버 유리는 상기 디스플레이 위에 배치된다. 상기 하우징 또는 상기 커버 유리의 일부 중 적어도 일 이상은 청구항 1 내지 19 중 어느 한 항의 제품을 포함한다.
제21 관점에 따르면, 다음의 단계를 포함하는 광학 필름의 형성 방법이 제공된다: 다이아몬드 또는 다이아몬드-유사 탄소를 포함하는 복수의 제1 층을 유리-계 기판의 주 표면 상에 침착(deposit)시키는 단계; 및 상기 광학 필름이 약 500 nm 내지 약 800 nm의 범위의 파장에 걸쳐 약 85% 이상의 투과율 및 약 2.0% 이하의 평균 광순응 광 반사를 포함하도록 상기 제1 복수의 층의 각각의 층과 교대의 방식으로 정렬되는 제2 복수의 층을 침착시키는 단계.
제22 관점에 따르면, 관점 21의 방법이 제공되며, 상기 방법은 일 이상의 제1 및 제2 층 사이에 위치된 다이아몬드 핵 형성 물질을 포함하는 시드 층을 침착시키는 단계를 더욱 포함한다.
제23 관점에 따르면, 관점 21 또는 22의 방법이 제공되며, 여기서 상기 제1 복수의 층을 침착시키는 단계는 상기 광학 필름의 총 두께의 약 40% 이상의 총 두께가 상기 제1 복수의 층을 포함하도록 상기 제1 복수의 층을 침착시키는 단계를 더욱 포함한다.
제24 관점에 따르면, 관점 21 내지 23 중 어느 하나의 방법이 제공되며, 여기서 상기 제2 복수의 층을 침착시키는 단계는 약 10 nm 이상의 두께에서 일 이상의 상기 제2 복수의 층을 침착시키는 단계를 더욱 포함한다.
제25 관점에 따르면, 관점 21 내지 24 중 어느 하나의 방법이 제공되며, 여기서 상기 제1 복수의 층을 침착시키는 단계는 상기 제1 복수의 층의 각각의 층의 sp3/sp2 결합 비가 약 50% 이상이 되도록 상기 제1 복수의 층을 침착시키는 단계를 더욱 포함한다.
다음은 수반된 도면 내의 도면의 설명이다. 도면은 반드시 축척대로 도시될 필요는 없으며, 도면의 특정 특징 및 특정 뷰는 명확성 및 간결성을 위해 과장되거나 개략적으로 도시될 수 있다.
도면에서:
도 1은 적어도 하나의 실시예에 따른 필름을 포함하는 제품의 단면도이고;
도 2는 적어도 하나의 실시예에 따른 소비자 전자 제품의 개략도이며;
도 3은 본 개시의 다양한 실시예에 대한 모델링된 제1 표면 반사율의 플롯이고;
도 4는 본 개시의 다양한 실시예에 대한 제1 표면 반사된 색상 및 2 표면 투과된 색상의 플롯이며;
도 5는 본 개시의 다양한 실시예에 대한 제1 표면 투과율의 플롯이고;
도 6은 실시예 1 내지 3의 제1 표면 광순응 평균 반사율의 그래프이며;
도 7은 실시예 1 내지 3의 2 표면 광순응 평균 투과율의 그래프이고; 및
도 8은 기판 상의 필름의 다양한 두께에 대한 경도 대 압입(indentation) 깊이의 플롯이다.
도면에서:
도 1은 적어도 하나의 실시예에 따른 필름을 포함하는 제품의 단면도이고;
도 2는 적어도 하나의 실시예에 따른 소비자 전자 제품의 개략도이며;
도 3은 본 개시의 다양한 실시예에 대한 모델링된 제1 표면 반사율의 플롯이고;
도 4는 본 개시의 다양한 실시예에 대한 제1 표면 반사된 색상 및 2 표면 투과된 색상의 플롯이며;
도 5는 본 개시의 다양한 실시예에 대한 제1 표면 투과율의 플롯이고;
도 6은 실시예 1 내지 3의 제1 표면 광순응 평균 반사율의 그래프이며;
도 7은 실시예 1 내지 3의 2 표면 광순응 평균 투과율의 그래프이고; 및
도 8은 기판 상의 필름의 다양한 두께에 대한 경도 대 압입(indentation) 깊이의 플롯이다.
추가적인 특징 및 이점은 본 설명으로부터 본 기술 분야의 기술자에게 명백해지거나 하기의 설명 및 청구 범위 및 첨부된 도면에서 기술된 바와 같은 구체예를 실시함으로써 인식될 것이다.
본원에 사용된 바와 같이, 2 이상의 항목의 목록에서 사용될 ?, 용어 “및/또는”은 열거된 항목 중 어느 하나가 그 자체로 사용될 수 있거나, 열거된 항목 중 2 이상의 임의의 조합이 사용될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 조성물이 구성 요소 A, B, 및/또는 C를 함유하는 것으로 기술되는 경우, 상기 조성물은 A만; B만; C만; 조합으로서 A 및 B; 조합으로서 A 및 C; 조합으로서 B 및 C; 또는 조합으로서 A, B, 및 C를 함유할 수 있다.
이 문서에서, 제1 및 제2, 탑(top) 및 버텀(bottom), 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽, 앞, 뒤 등과 같은 관계형 용어는 하나의 개체 또는 동작을 다른 개체 또는 동작과 구별하기 위하여만 사용되고, 이러한 개체 또는 동작 사이의 실제 관계 또는 순서를 요구하거나 암시하는 것은 아니다.
본 개시의 목적을 위해, 용어 “커플링된”(이의 모든 형태: 커플, 커플링, 커플링된 등)은 일반적으로 두 구성 요소(전기적 또는 기계적)의 서로의 직접 또는 간접적인 결합을 의미한다. 이러한 결합은 사실상 고정적이거나 사실상 이동 가능할 수 있다. 이러한 결합은 두 구성 요소(전기적 또는 기계적) 및 임의의 추가적인 중간 멤버가 서로 또는 두 구성 요소와 단일체로서 일체로 또는 하나로 통제되어(monolithically) 형성되어 달성될 수 있다. 이러한 결합은 달리 언급되지 않는 한 사실상 영구적일 수 있거나 사실상 제거 가능하거나 해제 가능할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 “약”은 양, 크기, 제제, 파라미터, 및 다른 양 및 특성이 정확하지 않고 정확할 필요는 없으나, 바람직하게는 허용 오차, 전환 인자, 반올림, 측정 오차 등, 및 본 기술 분야의 기술자에게 공지된 다른 인자를 반영하여 근사하거나 및/또는 보다 크거나 작을 수 있다. 용어 “약”이 값 또는 범위의 끝점을 기술하는데 사용될 때, 본 개시는 언급된 특정 값 또는 끝점을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 수치 값 또는 범위의 끝점이 “약”을 언급하는지 여부에 관계 없이, 수치 값 또는 끝점은 2개의 구체예: “약”에 의해 변형된 것 및 “약”에 의해 변형되지 않은 것을 포함하는 것으로 의도된다. 각각의 범위의 끝점은 다른 끝점과 관련하여, 및 다른 끝점과 독립적으로 중요하다는 것이 추가로 이해될 것이다.
본원에서 사용된 바와 같은 용어 “실질적인”, “실질적으로” 및 이의 변형은 기술된 특징이 값 또는 설명과 동일하거나 근사하다는 것을 언급하는 것으로 의도된다. 예를 들어, “실질적으로 평면인” 표면은 평면이거나 실질적으로 평면인 표면을 나타내는 것으로 의도된다. 또한, “실질적으로”는 서로 약 5% 이내, 또는 서로 약 2% 이내와 같이, 서로 약 10% 이내인 값을 나타낼 수 있다.
본원에 사용된 바와 같은 용어 “상기(the)”, “하나의(a 또는 an)”는 “적어도 하나”를 의미하며, 반대로 명시적으로 언급하지 않는 한 “단 하나”에 제한되어서는 안된다. 따라서, 예를 들어, “구성 요소”에 대한 언급은 문맥 상 명시적으로 달리 지시하지 않는 한 이러한 구성 요소를 2 이상 갖는 구체예를 포함한다.
이제 도 1을 참조하면, 라미네이트 제품(10)은 필름(14) 및 기판(18)을 포함한다. 아래에 상세히 설명되는 바와 같이, 필름(14)은 기계적 특성(예를 들어, 내스크래치성) 및 광학 특성(예를 들어, 반사-방지 및 색 중립성)을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아닌 복수의 기능적 특성을 제공하는 다층 구조일 수 있다.
기판(18)은 대향하는 주요(major) 표면(18A, 18B)을 가질 수 있다. 기판(18)은 또한 일 이상의 부(minor) 표면을 정의할 수 있다. 본 개시의 목적을 위해, 용어 “주(primary) 표면”은 대향하는 주요 표면(18A, 18B) 및 부 표면 중 일 이상일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 필름(14)은 기판(18)의 주 표면 상에 배치될 수 있다. 다른 실시예가 굽거나 다르게 성형되거나 조각된 기판(18)을 이용할 수 있으나, 기판(18)은 실질적으로 평면인 시트일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 기판(18)의 두께는 미적 및/또는 기능적 이유로 이의 치수 중 일 이상을 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, 기판(18)의 에지는 유리-계 기판(18)의 보다 중심인 영역과 비교하여 보다 두껍거나, 그 역일 수 있다. 기판(18)의 길이, 폭 및 두께 수치는 또한 라미네이트 제품(10)의 적용 또는 사용에 따라 변화할 수 있다.
전술한 바와 같이, 라미네이트 제품(10)은 필름(14)이 위치되거나 배치되는 기판(18)을 포함한다. 기판(18)은 유리, 유리-세라믹, 세라믹 물질 및/또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 기판(18)의 예시적인 유리-계 예는 소다 라임 유리, 알칼리 알루미노실리케이트 유리, 알칼리 함유 보로실리케이트 유리 및/또는 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리를 포함할 수 있다. 본 개시의 목적 상, 용어 “유리-계”는 유리, 유리-세라믹 및/또는 세라믹 물질을 의미할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 기판(18)은 유리-계 기판일 수 있다. 기판(18)의 유리-계 실시예에서, 기판(18)은 아래에 보다 상세히 설명되는 바와 같이 강화되거나 강할 수 있다. 기판(18)은 실질적으로 맑고(clear), 투명하며, 및/또는 광 산란이 없을 수 있다. 기판(18)의 유리-계 실시예에서, 기판(18)은 약 1.45 내지 1.55 범위 내의 굴절률을 가질 수 있다. 또한, 라미네이트 제품(10)의 기판(18)은 사파이어 및/또는 중합성 물질을 포함할 수 있다. 적합한 중합체의 예는 제한 없이, 폴리스티렌(PS) (스티렌 공중합체 및 블렌드 포함), 폴리카보네이트(PC)(공중합체 및 블렌드 포함), 폴리에스테르(공중합체 및 블렌드 포함, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체 포함), 폴리올레핀(PO) 및 사이클릭폴리올레핀(사이클릭-PO), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)를 포함하는 아크릴 중합체(공중합체 및 블렌드 포함), 열가소성 우레탄(TPU), 폴리에테르이미드(PEI) 및 이들 중합체 서로의 블렌드를 포함하는 열 가소성 물질을 포함한다. 다른 예시적인 중합체는 에폭시, 스티렌, 페놀, 멜라민 및 실리콘 수지를 포함한다.
다양한 실시예에 따르면, 기판(18)은 약 50 ㎛ 내지 약 5 mm 범위의 두께를 가질 수 있다. 기판(18)의 예시적인 구체예는 1 ㎛ 내지 1000 ㎛, 또는 100 ㎛ 내지 500 ㎛ 범위이다. 예를 들어, 기판(18)은 약 100 ㎛, 200 ㎛, 300 ㎛, 400 ㎛, 500 ㎛, 600 ㎛, 700 ㎛, 800 ㎛, 900 ㎛ 또는 1000 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 다른 구체예에 따르면, 유리-계 기판(18)은 약 1 mm, 약 2 mm, 약 3 mm, 약 4 mm, 또는 약 5 mm 이상의 두께를 가질 수 있다. 일 이상의 특정 실시예에서, 유리-계 기판(18)은 2 mm 이하 또는 1mm 미만의 두께를 가질 수 있다. 기판(18)은 표면 결함의 효과를 제거 또는 감소시키기 위해 산 폴리싱되거나 다르게 처리될 수 있다.
기판(18)은 비교적 깨끗(pristine)하고 결함이 없다(예를 들어, 적은 수의 표면 결함 또는 약 1 ㎛ 미만의 평균 표면 결함 크기를 가짐). 강화되거나 강한 유리-계 기판(18)이 이용되는 경우, 이러한 기판(18)은 이러한 기판(18)의 일 이상의 주 대향 표면에서 높은 평균 굴곡 강도(강화되지 않거나 강하지 않은 유리-계 기판(18)과 비교할 때) 또는 높은 표면 파괴-시-변형(strain-to-failure)(강화되지 않거나 강하지 않은 유리-계 기판(18)과 비교할 때)을 갖는 것으로 특징지어질 수 있다.
적합한 기판(18)은 약 30 GPa 내지 약 120 GPa 범위 내의 탄성 계수(예를 들어, 영률)을 나타낼 수 있다. 몇몇 경우에, 기판의 탄성 계수는 in the range from 약 30 GPa 내지 약 110 GPa, 약 30 GPa 내지 약 100 GPa, 약 30 GPa 내지 약 90 GPa, 약 30 GPa 내지 약 80 GPa, 약 30 GPa 내지 약 70 GPa, 약 40 GPa 내지 약 120 GPa, 약 50 GPa 내지 약 120 GPa, 약 60 GPa 내지 약 120 GPa, 약 70 GPa 내지 약 120 GPa, 및 이들 사이의 모든 범위 및 하위-범위 내일 수 있다. 본 개시에 열거된 영률 값은 “Standard Guide for Resonant Ultrasound Spectroscopy for Defect Detection in Both Metallic and Non-metallic Parts”로 명명된 ASTM E2001-13에 개시된 일반적인 유형의 공진 초음파 분광법 기술에 의해 측정된 값을 의미한다.
기판(18)의 유리-계 실시예는 다양한 상이한 공정을 사용하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 유리-계 기판(18)의 형성 방법은 플로트 유리 공정, 롤링 공정, 튜브 형성 공정, 및 퓨전 드로우(fusion draw) 및 슬롯(slot) 드로우와 같은 다운-드로우 공정을 포함한다.
일단 형성되면, 기판(18)의 유리-계 실시예는 강화된 유리-계 기판(18)을 형성하기 위해 강화될 수 있다. 강화된 유리-계 기판은 화학적으로, 열적으로, 또는 다른 방식으로, 예를 들어 유리-계 기판(18)의 표면에서 보다 작은 이온에 대한 보다 큰 이온으로의 이온-교환을 통해 강화될 수 있다. 그러나, 열 템퍼링과 같은 본 기술 분야에 공지된 다른 강화 방법이 유리-계 기판(18)의 강화된 실시예를 형성하는데 이용될 수 있다. 설명되는 바와 같이, 강화된 유리-계 기판은 유리-계 기판의 강도 보존을 돕는 이의 표면(예를 들어, 대향하는 주 표면(18A, 18B) 및/또는 부 표면 중 일 이상)에서 표면 압축 응력을 갖는 유리-계 기판(18)을 포함할 수 있다. “강한" 유리-계 기판(18)은 또한 본 개시의 범위 내이다. 강한 기판은 특정 강화 공정을 거치지 않았을 수 있으며, 표면 압축 응력을 갖지 않을 수 있으나, 그럼에도 불구하고 강하다. 예를 들어, 강한 유리-계 기판(18)은 평균 결함 크기 및/또는 결함의 수를 감소시키는 깨끗한 표면을 갖도록 형성될 수 있고 및/또는 폴리싱될 수 있다. 이러한 강한 유리-계 기판(18)은 약 0.5%, 0.7%, 1%, 1.5%, 또는 2% 초과의 평균 파괴-시-변형을 갖는 유리 시트 제품 또는 유리-계 기판으로 정의될 수 있다. 이러한 강한 유리-계 기판은 예를 들어, 유리-계 기판(18)을 용융 및 형성한 후 깨끗한 유리 표면을 보호함으로써 제조될 수 있다. 이러한 보호의 예는 유리 필름의 표면이 형성 후 장치의 임의의 부분 또는 다른 표면과 접촉하지 않는 퓨전 드로우 방법에서 발생한다. 퓨전 드로우 방법으로부터 형성된 유리-계 기판(18)은 이의 깨끗한 표면 품질로부터 이의 강도를 도출할 수 있다. 깨끗한 표면 품질은 또한 유리-계 기판 표면의 에칭 또는 폴리싱 및 후속 보호, 및 본 기술분야의 공지된 다른 방법을 통해 달성될 수 있다. 일 이상의 예에서, 강화된 유리-계 기판(18) 및 강한 유리-계 기판(18)은 예를 들어 링-온-링(ring-on-ring) 테스팅을 사용하여 측정될 때 약 0.5%, 0.7%, 1%, 1.5%, 또는 2% 초과의 평균 파괴-시-변형을 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 본원에 기술된 라미네이트 제품(10)에 사용된 기판(18)의 유리-계 실시예(도 1 참조)는 이온-교환 공정에 의해 화학적으로 강화되어 강화된 유리-계 기판(18)을 제공할 수 있다. 유리-계 기판(18)은 또한 열 템퍼링과 같은 다른 공지된 방법에 의해 강화될 수 있다. 이온-교환 공정에서, 전형적으로 유리-계 기판(18)을 미리 결정된 기간의 시간 동안 용융 염 욕 내에 침지시킴으로써, 유리-계 기판(18)의 표면(들) 또는 그 근처의 이온은 염 욕으로부터 보다 큰 금속 이온으로 교환된다. 다양한 실시예에 따르면, 용융 염 욕의 온도는 약 350 ℃ 내지 450 ℃이며 미리 결정된 시간 주기는 약 2 내지 약 8시간이다. 보다 큰 이온의 유리-계 기판(18) 내로의 포함은 유리-계 기판(18)의 표면 영역 근처 또는 표면(들)(예를 들어, 대향하는 주 표면(18A, 18B)) 및 이에 인접한 영역에 압축 응력을 생성함으로써 유리-계 기판(18)을 강화시킨다. 대응하는 인장 응력이 압축 응력의 균형을 맞추기 위해 유리-계 기판(18)의 중심 영역 또는 표면(들)으로부터 떨어진 영역에 유도된다. 이 강화 공정을 이용하는 유리-계 기판(18)은 보다 구체적으로 화학적으로-강화된 유리-계 기판(18) 또는 이온-교환된 유리-계 기판(18)으로 기술될 수 있다. 강화되지 않은 유리-계 기판(18)은 본원에서 비-강화된 유리-계 기판(18)으로 지칭될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 보다 큰 원자 반지름을 갖는 루비듐 또는 세슘과 같은 다른 알칼리 금속 이온이 유리 내에서 보다 작은 알칼리 금속 이온을 대체할 수 있지만 강화된 유리-계 기판(18) 내의 나트륨 이온은 질산 칼륨 염 욕과 같은 용융된 욕으로부터의 칼륨 이온으로 대체된다. 몇몇 실시예에서, 유리 내의 보다 작은 알칼리 금속 이온은 Ag+ 이온에 의해 대체될 수 있다. 유사하게, 설페이트, 포스페이트, 할라이드 등과 같은, 그러나 이에 제한되는 것은 아닌 다른 알칼리 금속 염이 이온-교환 공정에 사용될 수 있다.
유리-계 기판(18) 내의 유리 네트워크가 이완될 수 있는 온도 미만에서 보다 작은 이온의 보다 큰 이온에 의한 대체는 응력 프로파일을 생성하는 강화된 유리-계 기판(18)의 표면(들)에 걸쳐 이온의 분포를 생성한다. 들어오는 이온의 보다 큰 부피는 표면 상의 압축 응력(CS) 및 강화된 유리-계 기판(18)의 중심에서의 장력(중심 장력, 또는 CT)을 생성한다. 이온-교환의 깊이는 이온-교환 공정에 의해 촉진되는 이온 교환이 발생하는 강화된 유리-계 기판(18) 내의 깊이(즉, 유리-계 기판의 표면으로부터 유리-계 기판의 중심 영역까지의 거리)로 기술될 수 있다. 이와 같이, 기판(18)은 압축 응력 영역을 가질 수 있다.
유리-계 기판(18)의 강화된 실시예는 약 300 MPa, 400 MPa, 450 MPa, 500 MPa, 550 MPa, 600 MPa, 650 MPa, 700 MPa, 750 MPa 이상 또는 약 800 MPa 이상의 표면 압축 응력을 가질 수 있다. 강화된 유리-계 기판(18)은 약 15 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 압축 깊이(DOC)를 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 유리-계 기판은 약 5 ㎛ 이상, 10 ㎛ 이상, 15 ㎛ 이상, 20 ㎛ 이상, 25 ㎛ 이상, 30 ㎛ 이상, 35 ㎛ 이상, 40 ㎛ 이상, 45 ㎛ 이상, 또는 50 ㎛ 이상의 유리-계 기판(18) 내의 압축 깊이를 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 유리-계 기판(18)은 약 15 ㎛ 이상의 유리-계 기판(18) 내의 압축 깊이를 가질 수 있다. 중심 장력은 기판(18) 내에 약 10 MPa 이상, 20 MPa 이상, 30 MPa 이상, 40 MPa 이상, 42 MPa 이상, 45 MPa 이상, 또는 약 50 MPa 이상으로 존재할 수 있다. 중심 장력은 약 100 MPa, 95 MPa, 90 MPa, 85 MPa, 80 MPa, 75 MPa, 70 MPa, 65 MPa, 60 MPa 이하, 또는 약 55 MPa 이하일 수 있다. 일 이상의 특정 실시예에서, 강화된 유리-계 기판(18)은 다음 중 일 이상을 갖는다: 500 MPa 초과의 표면 압축 응력, 15 ㎛ 초과의 압축 깊이, 및 18 MPa 초과의 중심 장력.
압축 응력(표면 CS 포함)은 Orihara Industrial Co., Ltd.(일본)에 의해 제조된 FSM-6000과 같은 상용 장치를 사용하여 표면 응력 측정계(FSM)에 의해 측정되었다. 표면 응력 측정은 유리의 복굴절과 관련된 응력 광학 계수(SOC)의 정확한 측정에 의존한다. SOC는 차례로 내용 전체가 참조로서 본원에 포함된 “Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient”로 명명된 ASTM 표준 C770-16에 기술된 Procedure C(유리 디스크 방법)에 따라 측정된다. 본원에 사용된 바와 같이, DOC는 본원에 기술된 화학적으로 강화된 유리-계 제품 내의 응력이 압축으로부터 인장으로 변화하는 깊이를 의미한다. DOC는 이온 교환 처리에 따라 FSM 또는 산란 광 편광기(SCALP)에 의해 측정될 수 있다. 유리-계 ? na 내의 응력이 유리-계 제품 내로의 칼륨 이온의 교환에 의해 생성되는 경우, FSM이 DOC를 측정하는데 사용된다. 응력이 나트륨 이온을 유리-계 제품 내로 교환함으로써 생성되는 경우, SCALP가 DOC를 측정하는데 사용된다. 유리-계 제품 내의 응력이 칼륨 및 나트륨 이온 모두를 유리 내로 교환함으로써 생성되는 경우, DOC는 SCALP에 의해 측정되며, 이는 나트륨의 교환 깊이가 DOC를 나타내며, 칼륨 이온의 교환 깊이가 압축 응력의 크기 변화를 나타내고(그러나 압축으로부터 인장으로의 응력 변화는 아님); 이러한 유리-계 제품 내의 칼륨 이온의 교환 깊이는 FSM에 의해 측정된다. 최대 CT 값은 본 기술 분야에서 공지된 산란 광 편광계(SCALP) 기술을 사용하여 측정된다.
이론에 구애됨이 없이, 500 MPa 초과의 압축 응력 및 약 15 ㎛ 초과의 압축 깊이를 갖는 강화된 유리-계 기판(18)은 비-강화된 유리-계 기판(18)(즉, 이온-교환되거나 달리 강화되지 않은 유리-계 기판)보다 큰 파괴-시-응력을 갖는다. 다양한 실시예에 따르면, 본원에 기술된 일 이상의 실시예의 이점은 이들 수준의 표면 압축 응력 또는 압축 깊이를 충족하지 않는 비-강화되거나 약하게 강화된 유형의 유리-계 기판(18)에서 두드러지지 않을 수 있으며, 이는 많은 전형적인 적용에서 취급 또는 일반적인 유리 표면 손상 사건의 존재가 있기 때문이다. 유리-계 기판(18)의 표면이 스크래치 또는 표면 손상으로부터 적절하게 보호될 수 있는 다른 특정 적용(예를 들어, 보호 코팅 또는 다른 층에 의해)에서, 비교적 높은 파괴-시-변형을 갖는 강한 유리-계 기판(18)은 퓨전 형성 방법과 같은 방법을 사용하여 깨끗한 유리 표면 품질의 형성 및 보호를 통해 생성될 수 있다. 이들 대안적인 적용에서, 본원에 개시된 일 이상의 실시예의 이점은 유사하게 실현될 수 있다.
다른 유리 조성물이 고려될 수 있으나, 강화된 유리-계 기판(18)에 사용될 수 있는 예시적인 이온-교환 가능한 유리는 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물 또는 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리 조성물을 포함할 수 있다. 본원에 사용된 “이온-교환 가능한”은 유리-계 기판(18)이 유리-계 기판의 표면 또는 그 근처에 위치된 양이온을 크기가 보다 크거나 작은 동일한 원자가의 양이온으로 교환할 수 있음을 의미한다. 하나의 예시적인 유리 조성물은 SiO2, B2O3 및 Na2O를 포함하고, 여기서 (SiO2 + B2O3) ≥ 66 mol.%이며, Na2O ≥ 9 mol.%이다. 또 다른 예에서, 유리-계 기판(18)은 약 6 wt.% 이상의 산화 알루미늄을 갖는 유리 조성물을 포함한다. 또 다른 예에서, 유리-계 기판(18)은 알칼리 토금속의 함량이 약 5 wt.% 이상이 되도록 일 이상의 알칼리 토금속을 갖는 유리 조성물을 포함한다. 몇몇 예에서, 적합한 유리 조성물은 K2O, MgO, 및 CaO 중 일 이상을 더욱 포함한다. 특정 예에서, 유리-계 기판(18)에 사용되는 유리 조성물은 61 내지 75 mol.% SiO2; 7 내지 15 mol.% Al2O3; 0 내지 12 mol.% B2O3; 9 내지 21 mol.% Na2O; 0 내지 4 mol.% K2O; 0 내지 7 mol.% MgO; 및 0 내지 3 mol.% CaO를 포함할 수 있다.
선택적으로 강화되거나 강할 수 있는 유리-계 기판(18)에 적합한 추가의 예시적인 유리 조성물은: 60 내지 70 mol.% SiO2; 6 내지 14 mol.% Al2O3; 0 내지 15 mol.% B2O3; 0 내지 15 mol.% Li2O; 0 내지 20 mol.% Na2O; 0 내지 10 mol.% K2O; 0 내지 8 mol.% MgO; 0 내지 10 mol.% CaO; 0 내지 5 mol.% ZrO2; 0 내지 1 mol.% SnO2; 0 내지 1 mol.% CeO2; 50 ppm 미만의 As2O3; 및 50 ppm 미만의 Sb2O3를 포함하고; 여기서 12 mol.% ≤ (Li2O + Na2O + K2O) ≤ 20 mol.%이며 0 mol.% ≤ (MgO + CaO) ≤ 10 mol.%이다.
선택적으로 강화되거나 강할 수 있는 유리-계 기판(18)에 적합한 또 다른 추가의 예시적인 유리 조성물은: 63.5 내지 66.5 mol.% SiO2; 8 내지 12 mol.% Al2O3; 0 내지 3 mol.% B2O3; 0 내지 5 mol.% Li2O; 8 내지 18 mol.% Na2O; 0 내지 5 mol.% K2O; 1 내지 7 mol.% MgO; 0 내지 2.5 mol.% CaO; 0 내지 3 mol.% ZrO2; 0.05 내지 0.25 mol.% SnO2; 0.05 내지 0.5 mol.% CeO2; 50 ppm 미만의 As2O3; 및 50 ppm 미만의 Sb2O3를 포함하며; 여기서 14 mol.% ≤ (Li2O + Na2O + K2O) ≤ 18 mol.%이고 2 mol.% ≤ (MgO + CaO) ≤ 7 mol.%이다.
특정 예에서, 선택적으로 강화되거나 강할 수 있는 유리-계 기판(18)에 적합한 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물은 알루미나, 일 이상의 알칼리 금속 및, 몇몇 구체예에서, 약 50 mol.% 이상의 SiO2, 다른 예에서 약 58 mol.% 이상의 SiO2, 및 또 다른 예에서 약 60 mol.% 이상의 SiO2를 포함하며, 여기서 비 
이고, 여기서 성분의 비는 mol.%로 표현되며 개질제는 알칼리 금속 산화물이다. 이 유리 조성물은, 특정 예에서: 58 내지 72 mol.% SiO2; 9 내지 17 mol.% Al2O3; 2 내지 12 mol.% B2O3; 8 내지 16 mol.% Na2O; 및 0 내지 4 mol.% K2O를 포함하며, 여기서 비 
이다.
또 다른 예에서, 선택적으로 강화되거나 강할 수 있는 유리-계 기판(18)은 다음을 포함하는 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물을 포함할 수 있으며: 64 내지 68 mol.% SiO2; 12 내지 16 mol.% Na2O; 8 내지 12 mol.% Al2O3; 0 내지 3 mol.% B2O3; 2 내지 5 mol.% K2O; 4 내지 6 mol.% MgO; 및 0-5 mol.% CaO, 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 m ol.% ≤ Na2O ≤ Al2O3 ≤ 6 mol.%; 및 4 mol.% ≤ (Na2O + K2O) ≤ Al2O3 ≤ 10 mol.%이다.
다양한 예에 따르면, 선택적으로 강화되거나 강할 수 있는 기판(18)의 유리-계 예는 2 mol% 이상의 Al2O3 및/또는 ZrO2, 또는 4 mol% 이상의 Al2O3 및/또는 ZrO2를 포함하는 알칼리 실리케이트 유리 조성물을 포함할 수 있다.
다양한 예에 따르면, 기판(18)의 유리-계 예는 Na2SO4, NaCl, NaF, NaBr, K2SO4, KCl, KF, KBr, 및 SnO2를 포함하는 군으로부터 선택되는 일 이상의 청징제 0 내지 2 mol.%으로 배치(batch)될 수 있다.
도 1을 참조하면, 필름(14)은 라미네이트 제품(10)의 유리-계 기판(18) 상에 직접 위치된 것으로 도시되어 있지만, 일 이상의 층 또는 필름이 필름(14)과 기판(18) 사이에 위치될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 크랙 완화층(예를 들어, 본 개시에서 후술되는 바와 같이), 접착층, 전기 전도성층, 전기 절연층, 광학층, 반사-방지층, 내스크래치성층, 고경도층, 다른 유형의 층 및/또는 이들의 조합이 필름(14)과 기판(18) 사이에 위치될 수 있다. 또한, 필름(14)은 기판(18)의 일 초과의 표면 상에 위치될 수 있다. 예를 들어, 필름(14)은 기판(18)의 부 표면 뿐 아니라 주 대향 표면(18A, 18B) 상에 위치될 수 있다.
라미네이트 제품(10)에 포함되는 필름(14) 및/또는 다른 필름에 적용되는 용어 “필름”은 이산 침착(discrete deposition) 또는 연속 침착 공정을 포함하는 본 기술분야에서 공지된 임의의 방법에 의해 형성되는 일 이상의 층을 포함한다. 이러한 층은 서로 직접 접촉할 수 있다. 층은 동일한 물질 또는 일 초과의 상이한 물질로부터 형성될 수 있다. 일 이상의 대안적인 예에서, 이러한 층은 이들 사이에 배치된 상이한 물질의 개재층을 가질 수 있다. 일 이상의 예에서, 필름(14)은 일 이상의 인접하고 중단되지 않는 층 및/또는 일 이상의 불연속적이고 중단된 층(즉, 서로 인접하여 형성된 상이한 물질을 갖는 층)을 포함할 수 있다. 다양한 예에 따르면, 필름(14)은 눈에 쉽게 보이는 거시적인 스크래치 또는 결함이 없다.
본원에 사용된 용어 “배치”는 본 기술 분야의 임의의 공지된 방법을 사용한 물질의 표면 상으로의 코팅, 침착, 및/또는 형성을 포함한다. 배치된 물질은 본원에 정의된 바와 같이 층을 구성할 수 있다. 문구 “배치된”은 물질이 표면과 직접 접촉하도록 표면 상에 물질을 형성하는 경우 및 물질이 배치된 물질과 표면 사이의 일 이상의 개재 물질(들)과 함께 표면 상에 형성되는 경우를 포함한다. 개재 물질(들)은 본원에 정의된 바와 같이 층을 구성할 수 있다.
광학 필름(14)은 진공 침착 기술과 같은 다양한 침착 방법, 예를 들어, 화학적 증착(예를 들어, 플라즈마-강화된 화학적 증착, 저압 화학적 증착, 대기압 화학적 증착, 및 플라즈마-강화된 대기압 화학적 증착), 물리적 증착(예를 들어, 반응성 또는 비반응성 스퍼터링 또는 레이저 삭마(ablation)), 열 또는 e-빔 증발 및/또는 원자층 침착을 사용하여 형성될 수 있다. 광학 필름(14)의 일 이상의 층은 특정 굴절률 범위 또는 값을 제공하기 위해 나노-포어(pore) 또는 혼합된 물질을 포함할 수 있다.
필름(14)의 두께는 약 0.005 마이크로미터(미크론 또는 ㎛) 내지 약 0.5 ㎛, 또는 약 0.01 ㎛ 내지 약 20 ㎛ 범위 내일 수 있다. 다른 예에 따르면, 필름(14)는 약 0.01 ㎛ 내지 약 10 ㎛, 약 0.05 ㎛ 내지 약 0.5 ㎛, 약 0.01 ㎛ 내지 약 0.15 ㎛ 또는 약 0.015 ㎛ 내지 약 0.2 ㎛ 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 필름(14)은 약 100 nm 내지 약 200 nm의 두께를 가질 수 있다. 박막 요소(예를 들어, 크랙 완화층, 내스크래치성층, 크랙 완화 스택 등)의 두께는 단면의 전자 주사 현미경(SEM), 투과 전자 현미경(TEM) 또는 광학적 엘립소메트리(ellipsometry)(예를 들어, n & k 분석기), 또는 박막 반사 측정에 의해 측정되었다. 다중 층 요소(예를 들어, 크랙 완화 스택)에 대해, SEM 또는 TEM에 의한 두께 측정이 바람직하다.
라미네이트 제품(10) 및/또는 필름(14)은 가시 파장 밴드(예를 들어, 약 380 nm 내지 약 720 nm)에서 약 60% 이상, 약 65% 이상, 약 70% 이상, 약 75% 이상, 약 80% 이상, 약 85% 이상, 약 90% 이상, 약 90.5% 이상, 약 91% 이상, 약 91.5% 이상, 약 92% 이상, 약 92.5% 이상, 약 93% 이상, 약 93.5% 이상, 약 94% 이상, 약 94.5% 이상, 약 95%, 약 95.5% 이상, 약 96% 이상, 약 96.5% 이상, 약 97% 이상, 약 97.5% 이상, 약 98% 이상, 약 98.5% 이상, 약 99% 이상, 또는 약 99.5% 이상의 평균 및/또는 국부 광학, 또는 광, 광순응 광학 투과율을 가질 수 있다. 용어 “광학 투과율”은 매체를 통해 투과되는 광의 양을 의미한다. 광학 투과율의 측정치는 매체에 들어가는 광의 양과 매체를 나가는 광의 양의 차이이다. 다시 말해, 광학 투과율은 반사, 흡수, 또는 후방-산란되지 않고 매체를 통해 이동한 광이다. 본원에 사용된 바와 같이, “광순응 투과율”은 아래에 보다 상세히 설명되는 바와 같이 사람 눈의 감도에 따라 투과율 대 파장 스펙트럼을 가중시킴으로써 사람 눈의 반응을 모방한다.
라미네이트 제품(10) 및/또는 필름(14)은 약 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% 이하 또는 약 1% 이하의 헤이즈를 가질 수 있다. 광학 투과율과 유사하게, 제품(10) 및/또는 필름(14)의 헤이즈는 American Society for Testing and Materials의 표준 D1003에 따라 측정될 수 있다.
라미네이트 제품(10) 및/또는 필름(14)은 낮은 가시 광 반사율을 가질 수 있다. 예를 들어, 필름(14) 및/또는 제품 라미네이트(10)의 가시 파장 영역(예를 들어, 약 180 nm 내지 약 720 nm)에 대한 평균 단일-표면 광순응 반사율은 약 5% 이하, 4.5% 이하, 4% 이하, 3.5% 이하, 3% 이하, 2.5% 이하, 2% 이하, 1.5% 이하, 0.9% 이하, 0.5% 이하, 4.5% 이하, 또는 약 0.3% 이하일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, “광순응 반사율”은 사람 눈의 감도에 따라 반사율 대 파장 스펙트럼을 가중시킴으로써 사람 눈의 반응을 모방한다. 광순응 반사율은 또한 CIE 색 공간 규칙과 같은 공지된 규칙에 따라 반사된 광의 휘도, 3자극 Y 값으로 정의된다. “평균 광순응 반사율”은 식 (1)에서 광원 스펙트럼, (λ) 및 눈의 스펙트럼 응답과 관련된 CIE의 색상 매칭 함수 (λ)이 곱해진 스펙트럼 반사율, R(λ)로 정의된다:
몇몇 경우에, 필름(14)을 포함하는 라미네이트 제품(10)은 광원 하에서 수직 입사로부터 다양한 입사 조명 각도에서 볼 때 제품에 의해 나타나는 바와 같이 약 5 이하의 색 변이를 나타낼 수 있다. 몇몇 경우에, 색 변이는 약 4 이하, 3 이하, 2 이하, 1.9 이하, 1.8 이하, 1.7 이하, 1.6 이하, 1.5 이하, 1.4 이하, 1.3 이하, 1.2 이하, 1.1 이하, 1 이하, 0.9 이하, 0.8 이하, 0.7 이하, 0.6 이하, 0.5 이하, 0.4 이하, 0.3 이하, 0.2 이하, 또는 0.1 이하이다. 몇몇 구체예에서, 색 변이는 약 0일 수 있다. 광원은 A 시리즈 광원(텅스텐-필라멘트 조명을 나타냄), B 시리즈 광원(일광 시뮬레이션 광원을 나타냄), C 시리즈 광원(일광 시뮬레이션 광원을 나타냄), D 시리즈 광원(천연 일광을 나타냄), 및 F 시리즈 광원(다양한 유형의 형광 조명을 나타냄)을 포함하는 CIE에 결정된 바와 같은 표준 광원을 포함할 수 있다. 특정 예에서, 제품(10)은 CIE F2, F10, F11, F12 또는 D65 광원 하에서 수직 입사로부터 입사 조명 각도에서 볼 때 약 2 이하의 색 변이를 나타낸다.
입사 조명 각도는 수직 입사로부터 약 10도 내지 약 80도, 약 10도 내지 약 75도, 약 10도 내지 약 70도, 약 10도 내지 약 65도, 약 10도 내지 약 60도, 약 10도 내지 약 55도, 약 10도 내지 약 50도, 약 10도 내지 약 45도, 약 10도 내지 약 40도, 약 10도 내지 약 35도, 약 10도 내지 약 30도, 약 10도 내지 약 25도, 약 10도 내지 약 20도, 약 10도 내지 약 15도, 약 20도 내지 약 80도, 약 20도 내지 약 75도, 약 20도 내지 약 70도, 약 20도 내지 약 65도, 약 20도 내지 약 60도, 약 20도 내지 약 55도, 약 20도 내지 약 50도, 약 20도 내지 약 45도, 약 20도 내지 약 40도, 약 20도 내지 약 35도, 약 20도 내지 약 30도, 약 20도 내지 약 25도, 및 이들 사이의 모든 범위 및 하위-범위만큼 떨어질 수 있다.
라미네이트 제품(10)은 수직 입사로부터 약 10도 내지 약 80도 떨어진 범위의 모든 입사 조명 각도에서 및 이를 따라 본원에 기술된 최대 색 변이를 나타낼 수 있다. 일 예에서, 제품은 수직 입사로부터 약 10도 내지 약 60도, 약 15도 내지 약 60도, 또는 약 20도 내지 약 60도 떨어진 범위의 임의의 입사 조명 각도에서 2 이하의 색 변이를 나타낼 수 있다. 상기 색 변이는 식 (2)에 의해 주어지며:
여기서 a* 1 및 b* 1는 수직 입사에서 볼 때 제품의 색 좌표이고 a* 2 및 b* 2는 입사 조명 각도에서 볼 때의 제품(10)의 색 좌표이다. 수직 입사 및 입사 조명 각도에서 볼 때의 제품(10)의 색 좌표는 모두 투과 또는 반사이다.
다양한 예에 따르면, 필름(14)은 복수의 제1 층(14A) 및 복수의 제2 층(14B)을 포함한다. 제1 및 제2 복수의 층(14A, 14B)의 층은 교대의 방식으로 정렬될 수 있다. 다시 말해, 필름(14)은 제1 및 제2 복수의 층(14A, 14B)의 교대의 층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 필름(14)은 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 또는 14 초과의 층으로 이루어질 수 있다. 다른 예에 따르면, 제1 및 제2 복수의 층(14A, 14B)의 층의 총 수는 약 20 이하이다.
제1 복수의 층(14A)은 다이아몬드, 다이아몬드 필름, 다이아몬드-함유 물질, 다이아몬드-유사 탄소, 비정질 탄소 및/또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 복수의 층(14A)은 다이아몬드, 나노 결정질 다이아몬드, 초-나노 결정질 다이아몬드를 함유할 수 있다. 제1 복수의 층(14A)의 나노 결정질 다이아몬드의 예는 약 5 nm 내지 약 1 ㎛의 평균 결정 크기를 갖는 다결정질 다이아몬드로 이루어질 수 있다. 제1 복수의 층(14A)의 초-나노 결정질 다이아몬드의 예는 약 0.1 nm 내지 약 5 nm의 평균 결정 크기를 갖는 다결정질 다이아몬드로 이루어질 수 있다. 제1 복수의 층(14A)의 다이아몬드 필름의 예는 50 nm 이하 또는 약 10 nm 이하의 평균 결정 또는 그레인의 크기를 가질 수 있다. 제1 복수의 층(14A)의 다이아몬드-유사 탄소 및 비정질 탄소 예에서, 탄소는 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% 초과 또는 약 99% 초과의 sp3/sp2 결합 비를 가질 수 있다. 다이아몬드 필름은 CH4/AR 플라즈마 가스 혼합물을 사용하여 반응기에서 마이크로파 플라즈마 화학적 증착(MPCVD)를 사용하여 성장될 수 있다. 제1 복수의 층(14A)의 다이아몬드 필름 예는 약 650 ℃의 침착 온도에서 기판(18) 상에 침착될 수 있다.
복수의 제1 층(14A)의 각각은 약 1 nm 이상, 5 nm 이상, 약 10 nm 이상, 약 20 nm 이상, 약 30 nm 이상, 약 40 nm 이상, 약 50 nm 이상, 약 60 nm 이상, 약 70 nm 이상, 약 80 nm 이상, 약 90 nm 이상, 또는 약 100 nm 이상의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 복수의 층(14A)의 일 이상의 층은 약 50 nm 이상의 두께를 갖는다. 제1 복수의 층(14A)의 총 두께(예를 들어, 모든 층이 함께 합쳐진 경우)는 약 5 nm 이상, 약 10 nm 이상, 약 20 nm 이상, 약 30 nm 이상, 약 40 nm 이상, 약 50 nm 이상, 약 60 nm 이상, 약 70 nm 이상, 약 80 nm 이상, 약 90 nm 이상, 또는 약 100 nm 이상일 수 있다. 다양한 예에 따르면, 제1 복수의 층(14A)은 총 필름 두께의 약 5% 이상, 예를 들어 약 10% 이상, 약 20% 이상, 약 30% 이상, 약 40% 이상, 약 50% 이상, 약 60% 이상, 또는 약 70% 이상의 필름(14) 내의 총 두께를 갖는다. 이러한 특징은 필름(14) 내에서 다이아몬드 또는 다이아몬드 물질의 총량을 증가시킴으로써 다이아몬드의 경도가 필름(14)의 경도를 증가시키는데 보다 효과적이라는 점에서 유리할 수 있다.
다양한 예에 따르면, 복수의 제1 층(14A)은 복수의 제2 층(14B)에 비해 높은 굴절률을 가질 수 있다. 복수의 제1 층(14A)은 550 nm의 파장에서 약 1.7 이상, 1.75 이상, 1.8 이상, 1.85 이상, 1.9 이상, 1.95 이상, 2.0 이상, 2.05 이상, 2.1 이상, 2.15 이상, 2.2 이상, 2.25 이상, 2.3 이상, 2.35 이상, 2.4 이상, 2.45 이상, 2.5 이상, 또는 2.6 이상의 굴절률을 가질 수 있다. 특정 예에서, 복수의 제1 층(14A) 중 일 이상의 굴절률은 550 nm에서 약 2.33일 수 있고 지수의 허수 성분(k 값, 또는 소멸 계수)는 550 nm에서 약 0.0128일 수 있다. 다양한 예에 따르면, 제1 복수의 층의 각각의 층은 550 nm의 파장에서 약 2.0 이상의 굴절률을 갖는다. 복수의 제1 층(14A)의 각각의 굴절률은 다른 층과 상이할 수 있음이 이해될 것이다.
다양한 예에 따르면, 제1 복수의 층(14A)의 각각은 유리 기판(예를 들어, 약 7 GPa의 기판 경도를 갖는) 상에서 ~500-2000 nm 이상의 두께의 단일 층으로서 측정될 때 베르코비치 압입자 경도 테스트(Berkovich Indenter Hardness Test)에 의해 측정되는 바와 같은 약 10 GPa 이상, 약 20 GPa 이상, 약 30 GPa 이상, 약 40 GPa 이상, 약 50 GPa 이상, 약 60 GPa 이상의 최대 경도를 나타낸다. 본원에 사용된 바와 같이, 광학 필름(14)의 “최대 경도 값”은 베르코비치 압입자 경도 테스트를 사용하여 공기-면 표면(예를 들어, 주 표면(18A)) 상에서 측정된 바와 같이 보고되며, 광학 필름(14)의 “최대 경도 값”은 광학 필름(14)(임의의 접착 코팅 및/또는 세척-용이 코팅의 적용 전)의 탑 표면 상에서 베르코비치 압입자 테스트를 사용하여 측정된 바와 같이 보고된다. 보다 구체적으로, 베르코비치 압입자 테스트에 따르면, 본원에 보고된 바와 같은 박막 코팅의 경도는 널리 인정되는 나노 압입 시험을 사용하여 결정되었다. 참조: Fischer-Cripps, A.C., Critical Review of Analysis and Interpretation of Nanoindentation Test Data, Surface & Coatings Technology, 200, 4153 - 4165 (2006) (이하 “Fischer-Cripps”); 및 Hay, J., Agee, P, 및 Herbert, E., Continuous Stiffness measurement During Instrumented Indentation Testing, Experimental Techniques, 34 (3) 86 - 94 (2010) (이하 “Hay”). 코팅에 대해, 압입 깊이의 함수로 경도 및 모듈러스를 측정하는 것은 일반적이다. 코팅이 충분한 두께인 한, 코팅의 특성을 결과적인 반응 프로파일로부터 분리하는 것이 가능하다. 코팅이 너무 얇으면(예를 들어, ~500 nm 미만), 코팅 특성이 상이한 기계적 특성을 가질 수 있는 기판의 근접성으로부터 영향을 받을 수 있기 때문에 이들을 완전히 분리하는 것이 불가능할 수 있음을 인식해야 한다. Hay 참조. 본원의 특성을 보고하는데 사용되는 방법은 코팅 자체를 대표한다. 상기 공정은 1000 nm에 근접하는 깊이까지에 대해 경도 및 모듈러스 대 압입 깊이를 측정하는 것이다. 연질 유리 상의 경질 코팅의 경우, 반응 곡선은 비교적 작은 압입 깊이(약 200 nm 이하)에서 최대 수준의 경도 및 모듈러스를 나타낼 것이다. 보다 깊은 압입 깊이에서 경도 및 모듈러스 모두는 반응이 연질 유리에 의해 영향을 받기 때문에 점진적으로 감소할 것이다. 이 경우, 코팅 경도 및 모듈러스는 최대 경도 및 모듈러스를 나타내는 영역과 관련된 것으로 간주된다. 경질 유리 기판 상의 연질 코팅의 경우, 코팅 특성은 비교적 작은 압입 깊이에서 발생하는 최저 경도 및 모듈러스 수준에 의해 표시될 것이다. 보다 깊은 압입 깊이에서, 경도 및 모듈러스는 보다 경질인 유리의 영향으로 인해 점진적으로 증가할 것이다. 경도 및 모듈러스 대 깊이의 이들 프로파일은 전통적인 Oliver 및 Pharr 접근법(Fischer-Cripps에 기술된 바와 같음) 또는 보다 효율적인 연속 강성 접근법(Hay 참조)에 의해 얻어질 수 있다.
예를 들어, 도 8은 코팅의 압입 깊이 및 두께의 함수로서 측정된 경도 값의 변화를 나타낸다. 도 8에 도시된 바와 같이, 중간 압입 깊이(경도가 최대 수준에 접근하고 유지되는) 및 보다 깊은 압입 깊이에서 측정된 경도는 물질 또는 층의 두께에 의존한다. 도 8은 상이한 두께를 갖는 4개의 상이한 AlOxNy의 층의 경도 반응을 나타낸다. 각 층의 경도는 베르코비치 압입자 경도 테스트를 사용하여 측정되었다. 500 nm-두께 층은 약 100 nm 내지 180 nm의 압입 깊이에서 이의 최대 경도를 나타내었고, 이후 약 180 nm 내지 약 200 nm의 압입 깊이에서 경도의 급격한 감소를 나타내었으며, 이는 경도 측정에 영향을 미치는 기판의 경도를 나타낸다. 1000 nm-두께 층은 약 100 nm 내지 약 300 nm의 압입 깊이에서 최대 경도를 나타내었고, 이후 약 300 nm 초과의 압입 깊이에서 경도의 급격한 감소를 나타내었다. 1500 nm-두께 층은 약 100 nm 내지 약 550 nm의 압입 깊이에서 최대 경도를 나타내었고 2000-nm 두께 층은 약 100 nm 내지 약 600 nm의 압입 깊이에서 최대 경도를 나타내었다. 도 8은 두꺼운 단일 층을 도시하지만, 동일한 거동은 보다 얇은 코팅 및 본 개시의 다-층 광학 필름(14)과 같은 다중 층을 포함하는 것에서 관측된다.
이러한 박막에 대해 본원에 보고된 탄성 계수 및 경도 값은 전술한 바와 같이 베르코비치 다이아몬드 압입자 팁으로의 다이아몬드 나노 압입 방법을 사용하여 측정되었다.
전형적으로, 아래에 놓인 기판보다 단단한 코팅 또는 필름의 나노 압입 측정 방법(베르코비치 압입자를 사용하는 것과 같은)에서, 측정된 경도는 얕은 압입 깊이에서 플라스틱 구역의 발달로 인해 초기에 증가하는 것으로 나타날 수 있으며, 이후 증가하여 보다 깊은 압입 깊이에서의 최대 값 또는 플라토(plateau)에 도달한다. 그 후, 경도는 아래에 놓인 기판의 영향으로 인해 보다 깊은 압입 깊이에서 감소하기 시작한다. 코팅과 비교하여 증가된 경도를 갖는 기판이 이용된 경우, 동일한 효과가 나타날 수 있으나; 경도는 아래에 놓인 기판의 영향으로 인해 보다 깊은 압입 깊이에서 증가한다.
특정 압입 깊이 범위(들)에서의 압입 깊이 범위 및 경도 값은 아래에 놓인 기판(18)의 효과 없이 본원에 기술된 광학 필름(14) 및 이들의 층의 특정 경도 반응을 식별하도록 선택될 수 있다. 베르코비치 압입자로 광학 필름(14) 또는 이들의 층(기판 상에 침착된 경우)의 경도를 측정할 때, 물질의 영구 변형 영역(플라스틱 구역)은 물질의 경도와 관련이 있다. 압입 동안, 탄성 응력장은 이 영구 변형 영역을 훨씬 초과하여 연장한다. 압입 깊이가 증가함에 따라, 겉보기 경도 및 모듈러스는 아래에 놓인 기판(18)과의 응력장 상호 작용에 의해 영향을 받는다. 경도에 대한 기판(18)의 영향은 보다 깊은 압입 깊이(즉, 전형적으로 광학 필름 구조물 또는 층 두께의 약 10% 초과)에서 발생한다. 또한, 추가의 복잡성은 압입 공정 동안 경도 반응은 완전한 소성을 발달시키기 위해 특정 최소 하중을 필요로 할 수 있다는 것이다. 특정 최소 하중에 앞서, 경도는 일반적으로 증가하는 추세를 나타낸다.
작은 압입 깊이(작은 하중으로도 특징지어질 수 있음)(예를 들어, 약 100 nm까지, 또는 약 70 nm 미만), 물질의 겉보기 경도는 압입 깊이에 비해 급격히 증가하는 것으로 나타난다. 작은 압입 깊이 영역은 실제 경도 메트릭을 나타내지 않으나, 대신 압입자의 유한 곡률 반경과 관련된 전술한 플라스틱 구역의 발달을 반영한다. 중간 압입 깊이에서, 겉보기 경도는 최대 수준에 도달한다. 보다 깊은 압입 깊이에서, 기판의 영향은 압입 깊이가 증가함에 따라 보다 뚜렷해진다.
중간 압입 깊이(경도가 최대 수준에 도달하고 유지되는) 및 보다 깊은 압입 깊이에서 측정된 경도는 물질 또는 층의 두께에 의존한다는 것이 관측되었다.
복수의 제2 층(14B)은 SiO2, Al2O3, GeO2, SiO, AlOxNy, AlN, SiNx, Si3N4, SiOxNy, SiuAlvOxNy, Ta2O5, Nb2O5, TiO2, ZrO2, TiN, MgO, MgF2, BaF2, CaF2, SnO2, HfO2, Y2O3, MoO3, DyF3, YbF3, YF3, CeF3, 중합체, 플루오로중합체, 플라즈마-중합된 중합체, 실록산 중합체, 실세스퀴옥산, 폴리이미드, 플루오르화된 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 폴리페닐술폰, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 아크릴 중합체, 우레탄 중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 및/또는 이들의 조합 중 일 이상으로 이루어질 수 있다. 다양한 예에 따르면, 제2 복수의 층(14B)은 SiO2 및 Al2O3 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 제2 복수의 층(14B)에 사용될 수 있는 물질의 추가적인 예는 Al-도핑된 SiO2, SiOxNy, SiuAlvOxNy, AlOxNy, 및 Al2O3를 포함한다. 순수한 SiO2는 필름(14)의 낮은 반사율이 전체 필름 구조의 경도를 최대화하는 것보다 우선 순위인 몇몇 예에서 이용될 수 있다. Al2O3와 같은 물질은 필름 침착 공정 및 온도에 따라 결정질 또는 비정질일 수 있다. Al2O3 필름은 전형적으로 반사율의 약간의 증가를 추가하면서 전체 필름 구조물의 경도를 증가시키기 위해 층(14B)에 사용이 바람직할 수 있다. 결정질 예는 필름(14)의 경도를 증가시키는데 유리할 수 있다. 제2 복수의 층(14B)의 비정질 Al2O3 및 SiO2 필름 예는 반응성 스퍼터링 공정을 통해 형성될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 본 개시의 “AlOxNy”, “SiOxNy”, 및 “SiuAlxOyNz” 물질은 특정 수치 값 및 아래첨자 “u”, “x”, “y”, 및 “z”에 대한 범위에 따라 기술되는 본 개시의 분야의 통상의 기술자에게 이해되는 바와 같이, 다양한 알루미늄 옥시나이트라이드, 실리콘 옥시나이트라이드 및 실리콘 알루미늄 옥시나이트라이드 물질을 포함한다. 즉, Al2O3과 같은 “전체 수 화학식” 설명으로 고체를 설명하는 것이 일반적이다. 또한, Al2O3과 균등한 Al0.4O0.6과 같은 균등한 “원자 분율 화학식” 설명을 사용하여 고체를 기술하는 것이 일반적이다. 원자 분율 화학식에서, 화학식 내의 모든 원자의 합은 0.4 + 0.6 = 1이며, 화학식에서 Al 및 O의 원자 분율은 각각 0.4 및 0.6이다. 원자 분율 설명은 많은 일반 교과서에 기술되며 원자 분율 설명은 종종 합금을 설명하는데 사용된다. 예를 들어: (i) Charles Kittel, Introduction to Solid State Physics, 7판, John Wiley & Sons, Inc., NY, 1996,pp. 611-627; (ii) Smart 및 Moore, Solid State Chemistry, An introduction, Chapman & Hall University and Professional Division, London, 1992, pp. 136-151; 및 (iii) James F. Shackelford, Introduction to Materials Science for Engineers, Sixth Edition, Pearson Prentice Hall, New Jersey, 2005, pp. 404-418 참조.
본 개시에서 “AlOxNy”, “SiOxNy” 및 “SiuAlxOyNz” 물질을 다시 언급하면, 아래 첨자는 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 특정 아래 첨자 값을 명시하지 않고 물질의 분류로서 이들 물질을 참조하도록 한다. 특정 아래 첨자 값에 대해 명시하지 않고 산화 알루미늄과 같은 합금에 대해 일반적으로 말하면, 우리는 AlvOx에 대해 말할 수 있다. 설명 AlvOx는 Al2O3 또는 Al0.4O0.6을 나타낼 수 있다. v + x가 합이 1(즉, v + x = 1)인 것으로 선택된다면, 이후 화학식은 원자 분율 설명이다. 유사하게, SiuAlvOxNy와 같은 보다 복잡한 혼합물이 기술될 수 있으며, 여기서 다시, 합 u + v + x + y가 1인 경우, 우리는 원자 분율 설명 사례를 갖는다.
본 개시에서 “AlOxNy”, “SiOxNy”, 및 “SiuAlxOyNz” 물질을 다시 한번 언급하면, 이들 표기법은 본 기술 분야의 통상의 기술자가 이들 물질과 다른 물질을 쉽게 비교하도록 한다. 즉, 원자 분율 화학식은 종종 비교에 사용하기 보다 쉽다. 예를 들어, (Al2O3)0.3(AlN)0.7로 이루어진 예시적인 합금은 화학식 설명 Al0.448O0.31N0.241 및 Al367O254N198과 거의 균등하다. (Al2O3)0.4(AlN)0.6로 이루어진 또 다른 예시적인 합금은 화학식 설명 Al0.438O0.375N0.188 및 Al37O32N16과 거의 균등하다. 원자 분율 화학식 Al0.448O0.31N0.241 및 Al0.438O0.375N0.188은 서로 비교하기 비교적 쉽다. 예를 들어, Al은 원자 분율이 0.01만큼 감소되고, O는 원자 분율이 0.065만큼 증가되었으며 N은 원자 분율이 0.053만큼 감소되었다. 전체 수 화학식 설명 Al367O254N198 및 Al37O32N16을 비교하기 위해 보다 상세한 계산 및 고려가 필요하다. 따라서, 고체의 원자 분율 화학식 설명을 사용하는 것이 종종 바람직하다. 그럼에도 불구하고, AlvOxNy의 사용은 Al, O 및 N 원자를 함유하는 합금을 포획하기 때문에 일반적이다.
광학 필름(80)을 위한 전술한 물질(예를 들어, AlN) 중 어느 하나와 관련하여 본 개시의 기술 분야의 통상의 기술자에게 이해되는 바와 같이, 아래 첨자 “u”, “x”, “y”, 및 “z” 각각은 0 내지 1로 변할 수 있고 아래 첨자의 합은 1 이하이며, 조성물의 나머지는 물질의 제1 요소(예를 들어, Si 또는 Al)이다. 또한, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 “SiuAlxOyNz”는 “u”가 0이 되고 물질이 “AlOxNy”으로 기술될 수 있도록 배열(configure)될 수 있음을 인식할 수 있다. 또한, 광학 필름(80)을 위한 상기 조성물은 순수한 원소 형태(예를 들어, 순수한 실리콘, 순수한 알루미늄 금속, 산소 가스, 등)을 초래하는 아래 첨자의 조합을 배제한다. 마지막으로, 본 기술 분야의 통상의 기술자는 상기 조성물이 명시적으로 기술되지 않은 다른 원소(예를 들어, 수소)를 포함할 수 있음을 인식할 것이며, 이는 비-화학량론적 조성물(예를 들어, SiNx 대 Si3N4)을 초래할 수 있다. 따라서, 광학 필름을 위한 상기 물질은 전술한 조성물 표현에서의 아래 첨자의 값에 따라 SiO2-Al2O3-SiNx-AlN 또는 SiO2-Al2O3-Si3N4-AlN 상평형도 내의 이용 가능한 공간을 나타낼 수 있다.
복수의 제2 층(14B) 각각은 약 1 nm 이상, 5 nm 이상, 약 10 nm 이상, 약 20 nm 이상, 약 30 nm 이상, 약 40 nm 이상, 약 50 nm 이상, 약 60 nm 이상, 약 70 nm 이상, 약 80 nm 이상, 약 90 nm 이상, 또는 약 100 nm 이상의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 복수의 층(14B)의 일 이상의 층은 약 50 nm 이상의 두께를 갖는다. 제2 복수의 층(14B)의 총 두께(예를 들어, 모든 층이 함께 합쳐진 것에 대한)는 총 필름 두께의 약 5 nm 이상, 예를 들어 약 10 nm 이상, 약 20 nm 이상, 약 30 nm 이상, 약 40 nm 이상, 약 50 nm 이상, 약 60 nm 이상, 약 70 nm 이상, 약 80 nm 이상, 약 90 nm 이상, 또는 약 100 nm 이상일 수 있다. 다양한 예에 따르면, 제2 복수의 층(14B)의 각각의 층은 약 10 nm 이상의 두께를 갖는다. 다양한 예에 따르면, 제2 복수의 층(14B)은 약 5% 이상, 약 10% 이상, 약 20% 이상, 약 30% 이상, 약 40% 이상, 약 50% 이상, 약 60% 이상, 또는 약 70% 이상의 필름(14) 내의 총 두께를 갖는다. 다양한 예에 따르면, 제2 복수의 층(14B) 중 하나는 광학 필름(14)의 나머지 제2 층(14B)보다 실질적으로 두꺼울 수 있다.
다양한 예에 따르면, 제2 복수의 층(14B)은 제1 복수의 층(14A)보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 550 nm의 파장에서 1.25 이상, 1.3 이상, 1.35 이상, 1.4 이상, 1.45 이상, 1.5 이상, 1.55 이상, 1.6 이상, 1.65 이상, 1.7 이상, 1.75 이상, 1.8 이상, 1.85 이상, 1.9 이상, 1.95 이상, 또는 2.0 이상 중 일 이상이다. 다양한 예에 따르면, 제2 복수의 층(14B)의 각각의 층은 550 nm의 파장에서 약 1.5 이상 또는 심지어 1.6 이상의 굴절률을 갖는다. 다양한 예에 따르면, 제1 및 제2 복수의 층(14A, 14B)의 굴절률은 필름(14)이 반사-방지 필름으로 기능하도록 서로 상이할 수 있다. 제1 및 제2 복수의 층(14A, 14B)의 굴절률의 차이는 약 0.01 이상, 약 0.05 이상, 약 0.1 이상, 약 0.2 이상, 약 0.3 이상, 약 0.4 이상, 0.5 이상, 0.6 이상, 0.7 이상, 0.8 이상, 0.9 이상, 또는 1.0 이상일 수 있다.
다양한 예에 따르면, 제2 복수의 층(14B)의 각각은 유리 기판(약 7 GPa의 기판 경도를 갖는) 상의 ~500 nm 두께의 단일 층에서 측정될 때 베르코비치 압입자 경도 테스트에 의해 측정된 약 1 GPa 이상, 약 2 GPa 이상, 약 3 GPa 이상, 약 4 GPa 이상, 약 5 GPa 이상, 약 6 GPa 이상, 약 7 GPa 이상, 약 8 GPa 이상, 약 9 GPa 이상, 약 10 GPa 이상, 약 11 GPa 이상, 약 12 GPa 이상, 약 13 GPa 이상, 약 14 GPa 이상, 또는 약 15 GPa 이상의 최대 경도를 나타낸다. 제2 복수의 층(14B)의 비정질 Al2O3 필름 예조차도 10 GPa 초과의 나노 압입 경도 값을 가질 수 있음이 이해될 것이다. 제1 및 제2 복수의 층(14A, 14B) 모두는 베르코비치 압입 경도 테스팅에 의해 측정될 때 약 10 GPa 이상의 최대 경도를 가질 수 있으므로, 필름(14)의 층의 높은 비율은 약 10 GPa 이상의 최대 경도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 복수의 층(14A, 14B)의 약 10% 이상, 20% 이상, 30% 이상, 약 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 약 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 또는 99% 이상의 층 각각(총 두께의 퍼센트로 계산됨)은 베르코비치 압입 경도 테스팅에 의해 측정된 약 10 GPa 이상의 최대 경도를 갖는 물질로 이루어질 수 있다.
여전히 도 1을 참조하면, 라미네이트 제품(10)은 일 이상의 시드층(22)을 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 시드층(22)은 기판(18)과 필름(14) 사이에 위치되나, 시드층(22)은 필름(14) 내에 위치될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어 시드층(22)은 제1 및 제2 복수의 층(14A, 14B) 중 일 이상 사이에 위치될 수 있다. 2개의 시드층(22)으로 도시되어 있지만, 제품(10)은 복수의 시드층(22) 또는 단일 시드층(22)을 포함할 수 있다. 시드층(22)은 약 1 nm 내지 약 10 nm의 두께를 가질 수 있다. 시드층(22)은 약 5% 이상, 10% 이상, 20% 이상, 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 또는 95% 이상의 광학 투과율을 가질 수 있다. 시드층(22)의 광학 투과율은 필름(14)과 관련하여 기술된 것과 실질적으로 유사한 방식으로 측정될 수 있다. 시드층(22)의 보다 낮은 광학 투과율 값은 선글라스, 자동차 윈도우 및/또는 대시 보드와 같은 적용에 유리할 수 있는 반면 보다 높은 광학 투과율 값은 소비자 전자 제품 및 디스플레이 적용에서 제품(10)의 사용에 유리할 수 있다. 또한, 다이아몬드-유사 층에 의해 부여된 소량의 청색 흡수(황색-변이된 투과된 색상으로 나타남)는 선글라스 또는 안경과 같은 특정 적용에 대해 바람직할 수 있음을 주목해야 하며, 여기서 청색 및 UV 광 흡수는 감소된 눈의 피로 및 감소된 눈 손상/노화와 같은 이점을 제공한다.
시드층(22)은 금속, 절연체 및/또는 탄소질 물질(비정질 탄소, DLC, C-70, 및/또는 흑연질 물질)을 포함할 수 있으며 텅스텐 카바이드 또는 SiC와 같은 카바이드 필름이 이용될 수 있다. 몇몇 예에 따르면, 시드층(22)은 W 및/또는 Mo와 같은 얇은 금속 필름으로 이루어질 수 있다. 또 다른 예에 따르면, 비-금속성 물질은 TiO2, Nb2O5, SiOC, SiNx, AlNx, 및 Y2O3-ZrO2와 같은 시드층(22)에 사용될 수 있다. 다른 산화물, 질화물, 또는 옥시카바이드는 시드층(22)에 이용될 수 있다. 시드층(22)은 정전기 침착 및/또는 필름(14)과 관련하여 전술한 임의의 방법을 통해 필름(14) 및/또는 기판에 적용될 수 있다.
다양한 예에 따르면, 시드층(22)은 다이아몬드 핵 형성하도록 배열될 수 있다. 이러한 특징은 필름(14)의 몇몇 반사-방지 코팅 디자인을 위해 나노스케일 두께로 연속 다이아몬드층(예를 들어, 복수의 제2 층(14B))을 형성하는데 유리할 수 있다. 다이아몬드 핵 형성의 통상적인 방법은 분산된 다이아몬드 나노 결정으로 표면 조면화(roughening), 코팅, 마모, 또는 초음파 처리를 사용함으로써 달성될 수 있다. 시드층(22)의 사용은 다이아몬드 핵 형성할 수 있으므로, 유리할 수 있는 다이아몬드 미립자 가공은 필요하지 않을 수 있다. 시드층(22)의 사용은 나노 결정질 다이아몬드 및/또는 초-나노 결정질 다이아몬드의 핵 형성을 돕기 위해 다이아몬드 마모 또는 초음파 처리 단계와 조합될 수 있음이 이해될 것이다.
라미네이트 제품(10)의 다양한 예에 따르면, 광학 필름(14)은 크랙 완화 층(도시되지 않음) 위에 배치될 수 있다. 이 크랙 완화 층은 필름(14)과 기판(18) 사이의 크랙 브리징을 억제 또는 방지할 수 있어, 제품(10)의 기계적 특성 또는 강도를 변경 또는 향상시킨다. 크랙 완화층의 구체예는 크랙 완화층과 관련된 핵심적인 부분이 본원에 참조로서 포함되는 미국 특허 출원 제 14/052,055, 14/053,093 및 14/053,139 호에 더욱 기술된다. 크랙 완화층은 크랙 블런팅(blunting) 물질, 크랙 편향 물질, 크랙 방지 물질, 강한 물질, 또는 제어된-접착 계면을 포함할 수 있다. 크랙 완화층은 중합성 물질, 나노 다공성 물질, 금속 산화물, 금속 플루오라이드, 금속성 물질, 또는 필름(14)에서의 사용을 위해 본원에 언급된 다른 물질을 포함할 수 있다. 크랙 완화층의 구조는 다층 구조일 수 있으며, 여기서 다층 구조는 크랙 전파를 편향, 억제, 또는 방지하도록 설계된다. 크랙 완화층은 나노 결정, 나노 복합 재료, 변형 강화 물질, 유기 물질의 다중 층, 무기 물질의 다중 층, 맞물리는(interdigitating) 유기 및 무기 물질, 또는 하이브리드 유기-무기 물질의 다중 층을 포함할 수 있다. 크랙 완화층은 약 2% 초과, 또는 약 10% 초과인 파괴-시-변형을 가질 수 있다. 이들 크랙 완화층은 또한 기판(18) 또는 필름(14)과 별도로 조합될 수 있다.
크랙 완화층은 강하거나 나노 구조화된 무기 물질, 예를 들어, 산화 아연, 특정 Al 합금, Cu 합금, 강, 또는 안정화된 정방정계 지르코니아(변형 강화된, 부분적으로 안정화된, 이트리아 안정화된, 세리아 안정화된, 칼시아 안정화된, 및 마그네이사 안정화된 지르코니아 포함); 세라믹-세라믹 복합 재료; 탄소-세라믹 복합 재료; 섬유- 또는 위스커-강화 세라믹 또는 유리 세라믹(예를 들어, SiC 또는 Si3N4 섬유- 또는 위스커-강화 세라믹); 금속-세라믹 복합 재료; 다공성 또는 비-다공성 하이브리드 유기-무기 물질, 예를 들어, 나노 복합 재료, 중합체-세라믹 복합 재료, 중합체-유리 복합 재료, 섬유-강화된 중합체, 탄소-나노 튜브- 또는 그래핀-세라믹 복합 재료, 실세스퀴옥산, 폴리실세스퀴옥산, 또는 “ORMOSIL”(유기적으로 변형된 실리카 또는 실리케이트), 및/또는 다양한 다공성 또는 비-다공성 중합성 물질, 예를 들어 실록산, 폴리실록산, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴, PI(폴리이미드), 플루오르화된 폴리이미드, 폴리아미드, PAI(폴리아미드이미드), 폴리카보네이트, 폴리설폰, PSU 또는 PPSU(폴리아릴술폰), 플루오로중합체, 플루오로엘라스토머, 락탐, 폴리사이클릭 올레핀, 및 PDMS(폴리디메틸실록산), PMMA(폴리(메틸메타크릴레이트)), BCB(벤조사이클로부텐), PEI(폴리에틸에테르이미드), PEEK(폴리-에테르-에테르-케톤), PES(폴리에테르술폰) 및 PAR(폴리아크릴레이트)와 같은 폴리(아릴렌 에스테르)유사한 물질, PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트-폴리(에틸렌-2,6-나프탈렌 디카르복실레이트), FEP(플루오르화된 에틸렌 프로필렌), PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PFA(퍼플루오로알콕시 중합체, 예를 들어, 상품명 Teflon®, Neoflon®) 및 유사한 물질을 포함할 수 있다. 다른 적합한 물질은 변형된 폴리카보네이트, 에폭시, 사이아네이트 에스테르, PPS(폴리페닐설파이드), 폴리페닐렌, 폴리피롤론, 폴리퀴녹살린, 및 비스말레이미드의 몇몇 버전을 포함한다.
광학 필름(14)의 예시적인 형성 방법은 다양한 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 기판(18)의 유리-계 예의 주 표면(예를 들어, 주 대향 표면(18A, 18B) 중 일 이상) 상의 다이아몬드 또는 다이아몬드-유사 탄소를 포함하는 복수의 제1 층(14A)을 침착시킴으로써 시작할 수 있다. 제1 층(14A)을 침착시키는 단계는 광학 필름(14)의 총 두께의 약 40% 이상이 복수의 제1 층(14A)을 포함하도록 수행될 수 있다. 또한, 복수의 제1 층은 제1 복수의 층(14A)의 각각의 층의 sp3/sp2 결합 비가 약 50% 이상이도록 침착될 수 있다. 다음, 제1 복수의 층(14A)의 각각의 층과 교대의 방식으로 정렬된 제2 복수의 층(14B)를 침착시키는 단계는 광학 필름(14)이 약 500 nm 내지 약 800 nm의 파장 범위에 걸쳐 약 85% 이상의 투과율 및 약 2.0% 이하의 평균 광순응 광 반사를 포함하도록 한다. 복수의 제2 층(14B)의 침착은 일 이상의 복수의 제2 층(14B)이 약 10 nm 이상의 두께를 갖도록 수행될 수 있다. 상기 방법은 제1 및 제2 층(14A, 14B) 중 일 이상 사이에 다이아몬드 핵 형성 물질을 포함하는 시드층(22)을 침착시키는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 라미네이트 제품(10)은 전자 장치(30)에 포함될 수 있다. 이동 전화로 도시되어 있지만, 전자 장치(30)는 태블릿, 휴대용 음악 장치, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 또는 정보를 그래픽으로 표시할 수 있는 임의의 종류의 전자 장치(30)(예를 들어, 비디오, 사진 등)일 수 있다. 전자 장치(30)는 전면, 후면 및 측면을 갖는 하우징(34)을 포함한다. 전자 부품은 부분적으로 또는 전체적으로 상기 하우징(34) 내에 제공될 수 있다. 상기 전자 부품은 컨트롤러, 메모리, 및 디스플레이 중 일 이상을 포함할 수 있다. 상기 디스플레이는 상기 하우징의 전면에 또는 이에 인접하게 제공될 수 있다. 커버 유리(38)는 상기 디스플레이 위에 배치된다. 다양한 예에 따르면, 상기 하우징(34) 및/또는 커버 유리(38)의 일부는 본원에 기술된 바와 같은 제품(10)을 포함한다.
본 개시에 기술된 개념의 사용은 다양한 이점을 제공할 수 있다. 먼저, 필름(14) 내의 높은 퍼센트(예를 들어, 약 10% 이상)의 다이아몬드의 포함은 전형적인 필름 물질보다 높은 필름 내구성 및 내스크래치성을 가능하게 한다. 둘째로, 다이아몬드 및 다이아몬드-유사 물질의 비교적 높은 굴절률로 인해, 필름(14)의 반사-방지 예 내의 “낮은” 굴절률 층은 전통적인 반사-방지 필름보다 높고 단단한 물질을 가질 수 있다. 다이아몬드 함유 물질만으로는 이의 높은 굴절률로 인해 반사-방지 기능을 제공하지 못할 수 있으나, 다이아몬드의 높은 굴절률은 다이아몬드를 보다 낮은 굴절률의 물질(반사-감소 간섭 효과 달성에 필요한)과 페어링할 때 설계 유연성을 제공한다. 예를 들어, 제1 복수의 층(14A) 내의 높은 굴절률을 갖는 다이아몬드 또는 다이아몬드 유사 물질의 사용은 Al2O3과 같은 통상적인 디자인에 비해 제2 복수의 층(14B)이 보다 높은 굴절률 물질을 이용하도록 한다. Al2O3과 같은 중간 내지 높은 굴절률의 물질은 전형적으로 SiO2 및 MgF2와 같은 보다 낮은 굴절률의 물질보다 높은 경도를 갖는다. 따라서, 주로 다이아몬드-유사 물질 및 Al2O3로 이루어진 반사-방지 필름 스택, 또는 최저 굴절률 또는 최저-경도 성분이 Al2O3과 유사한 필름 스택은 상당한 양의 SiO2 또는 MgF2와 같은 저-굴절률, 저-경도 물질을 갖는 필름 스택에 비해 높은 총 경도 및 내스크래치성을 가질 것이다. 보다 높은 굴절률 물질을 사용하는 능력은 제2 복수의 층(14B)에 이용될 수 있는 물질의 폭을 증가시킨다. 셋째로, 제1 복수의 층(14A)에서 다이아몬드의 사용은 제2 복수의 층(14B)의 증가된 굴절률을 허용하므로, 보다 단단한 물질이 제2 복수의 층(14B)에 이용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 개시의 사용은 제1 및 제2 복수의 층(14A, 14B)의 약 10% 이상, 50% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 또는 99% 이상 각각이 베르코비치 압입 경도 테스팅에 의해 측정된 약 10 GPa 이상의 최대 경도를 갖는 물질로 이루어질 수 있도록 한다.
다음의 실시예는 본 개시의 특정 비-제한 실시예를 나타낸다.
실시예
이제 도 3 내지 7을 참조하면, 도시된 것은 본 개시의 라미네이트 제품(10)과 일치하는 6개의 상이한 실시예에 대한 시뮬레이션된 광학 데이터의 플롯이다.
실시예 1은 일 표면(예를 들어, 기판(18)의 주 표면) 상의 반사-방지 코팅(예를 들어, 필름(14))을 갖는 코팅된 제품(예를 들어, 라미네이트 제품(10))이다. 실시예 1의 코팅은 표 1에 의해 주어진 적층된 구조를 갖는다.
| 물질 | 두께(nm) | 요소 |
| Air | ||
| Al2O3 | 80.10 | AR Coating |
| Diamond film | 57.26 | AR Coating |
| Al2O3 | 29.17 | AR Coating |
| Diamond film | 16.85 | AR Coating |
| Al2O3 | 94.47 | AR Coating |
| Diamond film | 27.68 | AR Coating |
| Al2O3 | 19.38 | AR Coating |
| Diamond film | 56.24 | AR Coating |
| Al2O3 | 40.22 | AR Coating |
| Diamond film | 11.22 | AR Coating |
| Glass | Substrate |
실시예 1은 약 1.0 미만 또는 약 0.9% 미만의 수직 입사에서의 평균 광순응 반사율을 갖는다. 단일-표면 반사된 b* 값은 거의 수직 입사(예를 들어, 0 °)에서 약 0일 수 있다. 단일-표면 반사된 b* 값은 약 0 ° 내지 약 60 °의 입사의 모든 각에 대해 약 0 미만일 수 있다. 단일-표면 반사된 b* 값은 약 0 ° 내지 약 90 °의 입사의 모든 각에 대해 약 2 미만일 수 있다. 단일-표면 반사된 b* 값은 약 0 ° 내지 약 90 °의 입사의 모든 각에 대해 약 -7 내지 약 2일 수 있다. 코팅은 또한 약 0 ° 내지 약 60 °, 또는 약 0 ° 내지 약 90 °의 입사의 모든 각에 대해 5 미만의 a* 값을 가질 수 있다. 코팅은 또한 약 0 ° 내지 약 60 °, 또는 약 0 ° 내지 약 90 °의 입사의 모든 각에 대해 약 -5 내지 약 5의 a* 값을 가질 수 있다. 코팅은 전술한 식 (1)을 사용하여 계산될 때, 약 7 미만의 약 0° 내지 약 60°, 또는 약 0° 내지 약 90°의 임의 및 모든 시야각 쌍에 대한 최대 제1-표면 반사된 색 변이를 가질 수 있다. 코팅 및/또는 코팅된 제품은 약 80% 이상, 또는 약 90% 이상, 또는 약 93% 이상의 단일-표면 또는 2-표면 평균 광순응 투과율을 가질 수 있으며, 여기서 투과 내의 제2 표면은 투과율을 약 4%만큼 감소시키는 유리 표면이다. 코팅 및/또는 코팅된 제품의 단일-표면 또는 2-표면 투과된 색상은 0° 내지 60° 또는 0° 내지 90°의 모든 시야각에 대해 약 3 내지 약 -3의 b* 및 약 2 내지 약 -2의 a*일 수 있다. 상기 코팅은 식 (1)을 사용하여 계산될 때 약 2 이하, 또는 약 1.5 이하의 0° 내지 60° 또는 0° 내지 84°의 임의 및 모든 시야각 쌍에 대한 최대 2-표면 투과된 색 변이를 가질 수 있다.
코팅 또는 코팅된 제품은 약 8 GPa 이상 또는 약 10 GPa 이상의 압입 경도를 가질 수 있다. 코팅 또는 코팅된 제품은 다층 스택(예를 들어, 복수의 제1 및 제2 층(14A, 14B)을 갖는 필름(14))을 포함할 수 있으며, 여기서 물질의 각각의 층은 개별 코팅 물질 경도를 평가하기 위해 유리 기판(약 7 GPa의 기판 경도를 갖는) 상의 ~500 nm 두께의 단일 층으로서 측정될 때 약 8 GPa 이상, 또는 약 10 GPa 이상의 경도를 갖는다. 반사-방지 코팅은 반사-방지 코팅의 고 굴절률 성분(예를 들어, 제1 복수의 층(14A))으로서 다이아몬드 또는 다이아몬드 물질의 다층 스택을 포함한다. 함께 첨가된 모든 다이아몬드층의 총 두께는 전체 반사-방지 코팅 스택의 두께의 39%에 달하는 다이아몬드 필름으로 약 169 nm이다. Al2O3 또는 약 8 GPa 이상의 경도 및/또는 약 1.5 이상, 약 1.55 이상, 또는 약 1.6 이상의 굴절률을 갖는 유사한 물질은 다층 반사-방지 스택의 보다 낮은 굴절률 성분(예를 들어, 제2 복수의 층(14B))이다.
비교적 낮은 k 값(다른 다이아몬드 필름 불질과 비교하여)은 너무 많은 광학 흡수 또는 색상을 생성하지 않으면서 반사-방지 다층 필름 스택(예를 들어, 필름(14)) 내에 보다 많은 다이아몬드-함유 필름 물질의 포함을 가능하게 한다. 또한, 반사-방지 다층 스택(예를 들어, 제1 복수의 층(14A))의 보다 높은 굴절률 성분에 대한 2.33의 높은 n 값은 반사-방지 코팅 스택 내의 비교적 높은 굴절률의 “2차” 물질(예를 들어, 제2 복수의 층(14B))의 사용을 가능하게 한다. SiO2와 같은 반사-방지 스택 내의 전형적인 2차 물질(낮은 굴절률 물질)이 약 1.46의 굴절률을 갖지만, 다이아몬드-함유 필름의 높은 굴절률은 심지어 2차(낮은 굴절률 물질)가 550 nm에서 1.5, 1.55, 1.6 초과, 또는 1.65 초과의 굴절률을 가질 수 있는 효율적인 반사-방지 코팅 설계를 가능하게 한다. 이들 반사-방지 코팅 스택은 몇몇 경우에 이들 임계값 미만의 굴절률을 갖는 스택 내의 임의의 물질을 배제할 수 있다. 이는 보다 높은 굴절률이 경도 및 굴절률 모두에 영향을 미치는 높은 결합 밀도 및 높은 전자 밀도의 메커니즘을 통해 종종 보다 높은 물질 경도에 관련되기 때문에 바람직하다. 따라서, 다층 스택 내의 모든 물질이 비교적 높은 굴절률을 가질 수 있는 경우, 보다 단단한 반사-방지 코팅이 설계될 수 있다.
전술한 광학 특성은 또한 반사-방지 스택의 고 굴절률 성분으로서 다이아몬드 또는 다이아몬드 물질 및 반사-방지 스택의 저-굴절률 성분으로서 SiO2를 포함하는 다-층 필름을 사용하여 달성될 수 있다. SiO2의 사용은 반사-방지 스택의 경도를 낮출 것이나, 여전히 몇몇 적용, 예를 들어 매우 낮은 반사율이 바람직한 적용에 바람직할 수 있다. 이들 다이아몬드-SiO2 반사-방지 스택은 다이아몬드 또는 다이아몬드 물질의 높은 두께 또는 높은 분율을 포함하지만, 전술한 반사율, 투과율 및 색상 목표를 달성할 수 있다는 점에서 바람직할 수 있다. 실시예 1의 물질의 굴절률 값은 표 2 내지 4에 제공된다.
| 다이아몬드 필름 | ||
| 파장(nm) | n | k |
| 401.1 | 2.3849 | 0.01872 |
| 450.2 | 2.3640 | 0.01590 |
| 500.9 | 2.3490 | 0.01404 |
| 549.9 | 2.3385 | 0.01282 |
| 600.5 | 2.3305 | 0.01195 |
| 651 | 2.3243 | 0.01133 |
| 699.8 | 2.3197 | 0.01090 |
| 750.1 | 2.3159 | 0.01057 |
| 800.2 | 2.3128 | 0.01034 |
| Al2O3 필름 | ||
| 파장(nm) | n | k |
| 401.3 | 1.6868 | 0 |
| 450.7 | 1.6775 | 0 |
| 500.2 | 1.6709 | 0 |
| 549.5 | 1.6661 | 0 |
| 600.5 | 1.6623 | 0 |
| 649.7 | 1.6596 | 0 |
| 700.5 | 1.6573 | 0 |
| 749.7 | 1.6555 | 0 |
| 800.4 | 1.6540 | 0 |
| 유리 기판 | ||
| 파장(nm) | n | k |
| 400.9 | 1.5214 | 0 |
| 451.2 | 1.5160 | 0 |
| 501.3 | 1.5126 | 0 |
| 551.5 | 1.5100 | 0 |
| 601.6 | 1.5083 | 0 |
| 651.7 | 1.5063 | 0 |
| 701.8 | 1.5045 | 0 |
| 749.9 | 1.5049 | 0 |
실시예 2는 다이아몬드-SiO2 반사-방지 코팅(예를 들어, 제1 복수의 층(14A로서 다이아몬드 및 제2 복수의 층(14B)으로서 SiO2)을 갖는 코팅된 제품이다. 실시예 2의 코팅은 표 5에 주어진 적층된 구조를 갖는다.
| 물질 | 두께 (nm) |
요소 |
| 공기 | ||
| SiO2 | 86.37 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 54.65 | AR 코팅 |
| SiO2 | 10.10 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 40.58 | AR 코팅 |
| SiO2 | 79.65 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 11.37 | AR 코팅 |
| SiO2 | 58.57 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 124.13 | AR 코팅 |
| SiO2 | 40.01 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 12.67 | AR 코팅 |
| 유리 | 기판 | |
실시예 2는 약 243 nm의 함께 첨가된 모든 층에 대한 다이아몬드 물질의 총 두께를 갖는다. 다이아몬드 물질은 총 코팅 스택의 두께의 약 47%를 구성한다. 가장 두꺼운 다이아몬드층은 약 124 nm의 두께를 갖는다. 실시예 2는 0.5% 미만 또는 심지어 0.25% 미만의 수직 입사에서의 코팅된-표면 광순응 평균 반사율 및 거의 수직 입사(0도)에서 0 미만, 약 0° 내지 약 60°, 및 약 0° 내지 약 90°의 입사의 모든 각에 대해 0 미만, 또는 약 0° 내지 약 90°의 입사의 모든 각에 대해 -5 내지 0.5의 단일-표면 반사된 b* 값을 갖는다. 이 동일한 코팅은 또한 약 0° 내지 약 60° 또는 약 0° 내지 약 90°의 입사의 모든 각에 대해 약 2 이하의 a* 값, 또는 약 0° 내지 약 60° 또는 약 0° 내지 약 90°의 입사의 모든 각에 대해 약 -6 내지 1의 a* 값을 갖는다. 실시예 2의 코팅은 상기 식 1을 사용하여 계산될 때 약 0° 내지 약 60° 또는 약 0° 내지 약 90°의 임의 및 모든 시야각에 대해 약 7 미만의 최대 제1-표면 반사된 색 변이를 가질 수 있다. 실시예 2의 이 코팅/코팅된 제품은 또한 80% 초과 또는 90% 초과 또는 92% 초과의 수직 입사에서의 단일-표면 또는 2-표면 평균 광순응 투과율을 가지며, 여기서 투과의 제2 표면은 약 0° 내지 약 60° 또는 약 0° 내지 약 90°의 모든 시야각에 대해 5 내지 -5의 b* 및 1 내지 -1의 a*의 단일-표면 또는 2-표면 투과된 색상을 갖는, 투과율을 약 4%만큼 감소시키는 유리 표면이다. 실시예 2의 코팅은 식 (1)을 사용하여 계산될 때 약 0° 내지 약 60° 또는 약 0° 내지 약 84°의 임의 및 모든 시야각 쌍에 대해 약 2 미만 또는 약 1 미만 또는 심지어 약 0.9 미만의 최대 2-표면 투과된 색 변이를 가질 수 있다. 실시예 2의 물질의 굴절률 값은 표 2, 4 및 6에 제공된다.
| SiO2 필름 | ||
| 파장(nm) | n | k |
| 400 | 1.4949 | 1.00E-05 |
| 450 | 1.4890 | 0 |
| 500 | 1.4846 | 0 |
| 550 | 1.4811 | 0 |
| 600 | 1.4785 | 0 |
| 650 | 1.4764 | 0 |
| 700 | 1.4747 | 0 |
| 750 | 1.4733 | 0 |
| 800 | 1.4721 | 0 |
실시예 3은 다이아몬드 또는 다이아몬드 물질을 포함하는 반사 방지 코팅을 갖는 코팅된 제품이다. 실시예 3의 코팅은 표 7에 주어진 적층된 구조를 갖는다.
| 물질 | 두께(nm) | 요소 |
| 공기 | ||
| Al2O3 | 80.03 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 64.05 | AR 코팅 |
| Al2O3 | 24.88 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 18.07 | AR 코팅 |
| Al2O3 | 111.67 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 21.57 | AR 코팅 |
| Al2O3 | 34.24 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 36.26 | AR 코팅 |
| Al2O3 | 54.20 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 9.90 | AR 코팅 |
| 유리 | 기판 | |
실시예 3은 149 nm 초과의 다이아몬드 물질의 총 두께 및 약 8 GPa 이상, 또는 약 10 GPa 이상의 코팅 물질 경도를 갖는 낮은-굴절률 물질을 갖는다. 낮은 굴절률 물질의 굴절률은 약 1.5 이상, 또는 약 1.6 이상(예를 들어, Al2O3)이다. 실시예 3은 실시예 1에 비해 반사율의 약간의 증가를 갖는 색 감소를 제공한다. 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 3은 1.02의 제1-표면 광순응 반사율을 갖는 반면 실시예 1은 0.87의 제1-표면 광순응 반사율을 갖는다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 제1-표면 반사된 색상 및 2-표면 투과된 색상에 대한 a* 및 b* 값은 실시예 1과 비교하여 실시예 1에 대해 실질적으로 보다 낮다.
실시예 3은 다양한 광학 특성을 갖는다. 수직 입사에서의 광순응 평균 반사율은 약 1.5% 이하, 또는 약 1.1% 이하일 수 있다. 단일-표면 반사된 a* 값은 0 ° 내지 60 ° 또는 0 ° 내지 90 ° 의 입사의 모든 각에 대해 약 2 이하, 또는 약 -3 내지 약 2일 수 있다. 단일-표면 반사된 b* 값은 0 ° 내지 60 ° 또는 0 ° 내지 90 ° 의 입사의 모든 각에 대해 약 1 이하, 또는 약 0.5 이하, 또는 약 2 내지 약 -10, 또는 약 0.5 내지 약 -5일 수 있다. 실시예 3은 식 (1)을 사용하여 계산될 때 0 ° 내지 60 ° 또는 0 ° 내지 90 ° 의 임의 및 모든 시야각 쌍에 대해 약 5 이하의 최대 제1-표면 반사된 색 변이를 가질 수 있다. 실시예 3은 약 80% 이상, 약 90% 이상, 또는 약 94% 이상의 단일-표면 또는 2-표면 평균 광순응 반사율을 가질 수 있으며, 여기서 투과의 제2 표면은 약 4%만큼 투과율을 감소시키는 유리 표면이다. 단일-표면 또는 2-표면 투과된 색상은 0 ° 내지 60 ° 또는 0 ° 내지 90 ° 의 모든 시야각에 대해 약 3 내지 약 -3의 b* 및 약 2 내지 약 -2의 a*일 수 있다. 실시예 3은 식 (1)을 사용하여 계산될 때 약 2 이하, 약 1 이하, 또는 약 0.5 이하의 0 ° 내지 60 ° 또는 0 ° 내지 84 ° 의 임의 및 모든 시야각 쌍에 대한 최대 2-표면 투과된 색 변이를 가질 수 있다. 실시예 3의 물질의 굴절률 값은 표 2 내지 4에 제공된다.
실시예 4는 다이아몬드 및 SiO2를 포함하는 단순한 5-층 반사-방지 코팅 디자인을 포함하는 코팅된 제품이다. 실시예 4의 코팅은 표 8에 주어진 적층된 구조를 갖는다.
| 물질 | 두께(nm) | 요소 |
| 공기 | ||
| SiO2 | 81.6 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 110.4 | AR 코팅 |
| SiO2 | 39.5 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 9.3 | AR 코팅 |
| SiO2 | 141.2 | AR 코팅 |
| 유리 | 기판 | |
실시예 4는 낮은 반사율 및 매우 잘 제어된 색 성능을 갖는다.실시예 2와 비교하여, 실시예 4는 보다 단순한 코팅 설계 및 보다 좁은 범위의 반사된 색 대 각의 범위를 가지며, 단지 약간 더 높은 광순응 평균 반사율을 갖는다. 예를 들어, 실시예 4는 0 ° 내지 60 ° 또는 0 ° 내지 90 °의 입사의 모든 각에 대해 약 0 내지 약 -1.7의 b* 값 및 약 -2.7 내지 약 .2의 a* 값을 갖는다. 이러한 값은 실시예의 층의 전체 수 또는 스케일의 감소에도 불구하고 어떻게 유사한 광학 특성이 얻어질 수 있는지를 나타낸다.
실시예 4는 다양한 광학 특성을 갖는다. 수직 입사에서의 광순응 평균 반사율은 약 0.5% 이하, 또는 약 0.3% 이하일 수 있다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 단일-표면 반사된 a* 값은 0 ° 내지 60 ° 또는 0 ° 내지 90 °의 입사의 모든 각에 대해 약 0 이하, 또는 약 -3 내지 약 0일 수 있다. 단일-표면 반사된 b* 값은 `0 ° 내지 60 ° 또는 0 ° 내지 90 °의 입사의 모든 각에 대해 약 0.5 이하, 또는 약 0 이하, 또는 약 0.5 내지 약 -2일 수 있다. 실시예 4는 식 (1)을 사용하여 계산될 때 약 3 이하의 0 ° 내지 60 ° 또는 0 ° 내지 90 °의 임의 및 모든 시야각 쌍에 대한 최대 제1-표면 반사된 색 변이를 가질 수 있다. 실시예 4는 약 80% 이상, 또는 약 90% 이상, 또는 약 94% 이상의 단일-표면 또는 ㅈ-표면 평균 광순응 반사율을 가질 수 있으며, 여기서 투과의 제2 표면은 투과율을 약 4% 만큼 감소시키는 유리 표면이다. 단일-표면 또는 2-표면 투과된 색상은 `0 ° 내지 60 ° 또는 0 ° 내지 90 °의 모든 시야각에 대해 약 2 내지 약 0의 b* 및 약 1 내지 약 -1의 a*일 수 있다. 실시예 4는 식 (1)을 사용하여 계산될 때 약 2 이하, 또는 약 1 이하, 또는 약 0.5 이하의 약 0 ° 내지 약 60 ° 또는 약 0 ° 내지 약 84 °의 임의 및 모든 시야각 쌍에 대한 최대 2-표면 투과된 색 변이를 가질 수 있다. 실시예 4의 물질의 굴절률 값은 표 2, 4, 및 6에 제공된다.
3 이상의 물질을 사용하는 코팅 실시예 또한 본 개시의 범위 내이다. 예를 들어, 다이아몬드 필름, Al2O3, TiO2, 및 SiO2를 포함하는 반사-방지 코팅은 낮은 반사율 및 높은 내구성을 조합하여 유리할 수 있다. 실시예 5 및 6은 코팅된 제품에 대한 반사-방지 코팅 설계를 나타낸다. 실시예 5 및 6의 코팅은 각각 표 9 및 10에 주어진 적층된 구조를 갖는다.
| 물질 | 두께(nm) | 요소 |
| 공기 | ||
| Al2O3 | 76.8 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 41.7 | AR 코팅 |
| TiO2-예추석 | 7.7 | 시딩층 |
| Al2O3 | 27.3 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 13.9 | AR 코팅 |
| TiO2-예추석 | 3.91 | 시딩층 |
| Al2O3 | 122.3 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 10.1 | AR 코팅 |
| TiO2-예추석 | 13.86 | 시딩층 |
| Al2O3 | 40.6 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 15.1 | AR 코팅 |
| TiO2-예추석 | 7.7 | 시딩층 |
| Al2O3 | 60.9 | AR 코팅 |
| TiO2-예추석 | 4.8 | 시딩층 |
| 유리 | 기판 | |
| 물질 | 두께(nm) | 요소 |
| 공기 | ||
| Al2O3 | 80.5 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 17.45 | AR 코팅 |
| TiO2-예추석 | 9.9 | 시딩층 |
| 다이아몬드 필름 | 77.7 | AR 코팅 |
| TiO2-예추석 | 5.4 | 시딩층 |
| Al2O3 | 52.7 | AR 코팅 |
| TiO2-예추석 | 12 | 시딩층 |
| Al2O3 | 58.5 | AR 코팅 |
| 다이아몬드 필름 | 14.7 | AR 코팅 |
| TiO2-예추석 | 6 | 시딩층 |
| Al2O3 | 54.95 | AR 코팅 |
| TiO2-예추석 | 7.11 | 시딩층 |
| 사파이어 | 기판 | |
실시예 5 및 6은 각각의 다이아몬드 필름층에 대해 얇은 TiO2(예추석) 시딩층(예를 들어, 시드층(22))을 포함한다. TiO2의 양 또는 두께는 단단한 다이아몬드 및 단단한 Al2O3 물질에 비해 적다. 다른 실시예에서와 같이, 실시예 5 및 6의 코팅은 화학적으로 강화 가능한 유리 기판 및 단일 결정 Al2O3(예를 들어, 사파이어) 기판과 호환 가능하다. 이들 상이한 기판은 상이한 굴절률을 가지며, 상이한 광학 코팅 설계를 요구한다. TiO2 시드층의 사용은 매우 결정성의 다이아몬드층이 경도의 최대화, 굴절률의 최대화, 및/또는 광학 흡수의 최소화를 위해 바람직하고, 스택 내의 다중 층에서 다른 다이아몬드-시딩 접근법(분산된 다이아몬드 나노 결정으로의 표면 조면화, 코팅, 마모, 또는 초음파 처리)을 사용하는 것이 너무 비싸거나 비실용적인 경우에 바람직할 수 있다. 실시예 5 및 6의 물질의 굴절률 값은 표 2, 4, 6, 11 및 12에 제공된다. 도 3 내지 5에서 볼 수 있는 바와 같이,시딩층의 첨가는 실시예의 광학 특성에 상당한 영향을 미치지 않으면서 이들 상에 배치된 코팅에 보다 큰 강도를 부여한다.
| 사파이어 기판 | ||
| 파장(nm) | n | k |
| 400.0 | 1.7862 | 0 |
| 442.8 | 1.7802 | 0 |
| 459.2 | 1.7784 | 0 |
| 459.9 | 1.7750 | 0 |
| 516.6 | 1.7734 | 0 |
| 539.1 | 1.7717 | 0 |
| 563.6 | 1.7701 | 0 |
| 590.4 | 1.7686 | 0 |
| 619.9 | 1.7670 | 0 |
| 652.6 | 1.7654 | 0 |
| 688.8 | 1.7638 | 0 |
| 729.3 | 1.7622 | 0 |
| 724.9 | 1.7606 | 0 |
| 826.6 | 1.7590 | 0 |
| TiO2(예추석) 필름 | ||
| 파장(nm) | n | k |
| 391.2 | 3.32 | 0 |
| 403.9 | 3.24 | 0 |
| 421.8 | 3.16 | 0 |
| 442.9 | 3.1 | 0 |
| 466.2 | 3.04 | 0 |
| 496 | 2.98 | 0 |
| 534.5 | 2.94 | 0 |
| 579.4 | 2.89 | 0 |
| 635.9 | 2.85 | 0 |
| 704.5 | 2.82 | 0 |
| 800 | 2.8 | 0 |
본 개시의 수정은 본 기술 분야의 기술자에게 및 본 개시를 만들거나 사용하는 자에게 발생할 것이다. 따라서, 도면에 도시되고 전술된 구체예는 단지 설명의 목적이지 본 개시의 범위를 제한하려는 의도는 아니며, 본 개시의 범위는 균등론을 포함하는 특허법의 원칙에 따라 해석되는 다음의 청구항에 의해 정의됨이 이해된다.
Claims (25)
- 주 표면을 포함하는 유리-계 기판; 및
상기 주 표면 상에 배치(dispose)된 광학 필름을 포함하는 제품으로서, 상기 광학 필름은:
다이아몬드, 다이아몬드 필름, 다이아몬드-함유 물질, 다이아몬드-유사 탄소(diamond-like carbon) 및 비정질 탄소 중 일 이상을 포함하는 제1 복수의 층; 및
제2 복수의 층을 포함하고, 상기 제2 복수의 층의 각각의 층은 상기 제1 복수의 층의 각각의 층과 교대(alternating)의 방식으로 정렬(arrange)되며,
여기서 상기 광학 필름은 약 500 nm 내지 약 800 nm의 파장 범위에 걸쳐 약 85% 이상의 투과율 및 약 2.0% 이하의 평균 광순응(photopic) 광 반사를 포함하는 제품. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1 복수의 층의 일 이상의 층은 약 50 nm 이상의 두께를 포함하는 것을 특징으로 하는 제품. - 상기 제1 복수의 층은 상기 광학 필름의 총 두께의 약 30% 이상의 총 두께를 포함하는 것을 특징으로 하는 제품.
- 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 제1 복수의 층은 상기 광학 필름의 총 두께의 약 40% 이상의 총 두께를 포함하는 것을 특징으로 하는 제품. - 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 복수의 층의 일 이상의 층은 약 10 nm 이상의 두께 및 Al2O3, SiO2, SiOxNy, SiNX 및 SiAlON 중 일 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 제품. - 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제품은:
상기 제1 및 제2 층 중 일 이상의 사이에 위치된 시드 층을 더욱 포함하고, 여기서 상기 시드 층은 다이아몬드-핵 형성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 제품. - 청구항 6에 있어서,
상기 시드 층은 약 1 nm 내지 약 10 nm의 두께를 포함하는 것을 특징으로 하는 제품. - 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 복수의 층의 각각의 층의 sp3/sp2 결합 비는 약 50% 이상인 것을 특징으로 하는 제품. - 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 복수의 층의 층의 총 수는 약 20개 이하인 것을 특징으로 하는 제품. - 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 복수의 층의 각각의 층은 550 nm의 파장에서 약 1.45 이상의 굴절률을 포함하는 것을 특징으로 하는 제품. - 청구항 10에 있어서,
상기 제1 복수의 층의 각각의 층은 550 nm의 파장에서 약 2.0 이상의 굴절률을 포함하는 것을 특징으로 하는 제품. - 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 필름은 약 0.5% 이하의 단일-표면 평균 광순응 광 반사를 포함하는 것을 특징으로 하는 제품. - 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제품은 수직 입사로부터 약 20도 내지 약 60도의 범위 내의 입사 조명 각도에서 볼 때, 약 5 이하의 색 변이를 포함하거나 이에 의해 특징지어지며, 여기서 상기 색 변이는 √((a*2-a*1)2+(b*2-b*1)2)로 주어지고, 여기서 a*1 및 b*1는 수직 입사에서 볼 때의 상기 제품의 색 좌표이고 a*2 및 b*2는 상기 입사 조명 각도에서 볼 때의 상기 제품의 색 좌표이며, 여기서 수직 입사 및 상기 입사 조명 각도에서 볼 때의 상기 제품의 색 좌표는 모두 투과 또는 반사인 것을 특징으로 하는 제품. - 제품으로서:
유리, 유리-세라믹, 또는 세라믹 조성물 및 주 표면을 포함하는 기판; 및
상기 주 표면 상에 배치되는 광학 필름을 포함하며, 상기 광학 필름은:
다이아몬드 또는 다이아몬드-유사 탄소를 포함하는 제1 복수의 층; 및
제2 복수의 층을 포함하고, 상기 제2 복수의 층의 각각의 층은 상기 제1 복수의 층의 각각의 층과 교대의 방식으로 정렬되며,
여기서 상기 광학 필름은 약 500 nm 내지 800 nm에 대해 약 85% 이상의 투과율 및 약 2.0% 이하의 평균 광순응 광 반사를 포함하고,
여기서 상기 제1 및 제2 복수의 층의 층의 50% 초과는 각각 550 nm 파장에서 약 1.6 이상의 굴절률을 포함하는 제품. - 청구항 14에 있어서,
상기 광학 필름은 약 90% 이상의 광순응 투과율을 포함하는 것을 특징으로 하는 제품. - 청구항 14 또는 15에 있어서,
상기 기판은 소다 라임 유리, 알칼리 알루미노실리케이트 유리, 알칼리 함유 보로실리케이트 유리 및 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리로 이루어진 군으로부터 선택되는 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 제품. - 청구항 14 내지 16 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제품은 수직 입사로부터 약 20도 내지 약 60도의 범위 내의 입사 조명 각도에서 볼 때, 약 5 이하의 색 변이를 포함하거나 이에 의해 특징지어지며, 여기서 상기 색 변이는 √((a*2-a*1)2+(b*2-b*1)2)로 주어지고, 여기서 a*1 및 b*1는 수직 입사에서 볼 때의 상기 제품의 색 좌표이고 a*2 및 b*2는 상기 입사 조명 각도에서 볼 때의 상기 제품의 색 좌표이며, 여기서 수직 입사 및 상기 입사 조명 각도에서 볼 때의 상기 제품의 색 좌표는 모두 투과 또는 반사인 것을 특징으로 하는 제품. - 청구항 14 내지 17 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 복수의 층은 550 nm의 파장에서 약 1.6 이상의 굴절률을 포함하는 것을 특징으로 하는 제품. - 청구항 18에 있어서,
상기 제1 복수의 층의 각각의 층은 550 nm의 파장에서 약 2.0 이상의 굴절률을 포함하는 것을 특징으로 하는 제품. - 소비자 전자 제품으로서:
전면, 후면 및 측면을 포함하는 하우징;
적어도 부분적으로 상기 하우징 내에 있는 전자 부품, 상기 전자 부품은 컨트롤러, 메모리, 및 디스플레이 중 일 이상을 포함하고, 상기 디스플레이는 상기 하우징에 또는 이에 근접하게 있으며; 및
상기 디스플레이 위에 배치된 커버 유리를 포함하고,
여기서 상기 하우징 또는 상기 커버 유리의 일부 중 일 이상은 청구항 1 내지 19 중 어느 한 항의 제품을 포함하는 소비자 전자 제품. - 광학 필름의 형성 방법으로서:
다이아몬드 또는 다이아몬드-유사 탄소를 포함하는 복수의 제1 층을 유리-계 기판의 주 표면 상에 침착(deposit)시키는 단계; 및
상기 광학 필름이 약 500 nm 내지 약 800 nm의 범위의 파장에 걸쳐 약 85% 이상의 투과율 및 약 2.0% 이하의 평균 광순응 광 반사를 포함하도록 상기 제1 복수의 층의 각각의 층과 교대의 방식으로 정렬되는 제2 복수의 층을 침착시키는 단계를 포함하는 광학 필름의 형성 방법. - 청구항 21에 있어서,
상기 방법은 일 이상의 제1 및 제2 층 사이에 위치된 다이아몬드 핵 형성 물질을 포함하는 시드 층을 침착시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 형성 방법. - 청구항 21 또는 22에 있어서,
상기 제1 복수의 층을 침착시키는 단계는:
상기 광학 필름의 총 두께의 약 40% 이상의 총 두께가 상기 제1 복수의 층을 포함하도록 상기 제1 복수의 층을 침착시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 형성 방법. - 청구항 21 내지 23 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 복수의 층을 침착시키는 단계는:
약 10 nm 이상의 두께에서 일 이상의 상기 제2 복수의 층을 침착시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 형성 방법. - 청구항 21 내지 24 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 복수의 층을 침착시키는 단계는:
상기 제1 복수의 층의 각각의 층의 sp3/sp2 결합 비가 약 50% 이상이 되도록 상기 제1 복수의 층을 침착시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름의 형성 방법.
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