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KR20180011925A - 표시장치용 윈도우 - Google Patents

표시장치용 윈도우 Download PDF

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KR20180011925A
KR20180011925A KR1020160094368A KR20160094368A KR20180011925A KR 20180011925 A KR20180011925 A KR 20180011925A KR 1020160094368 A KR1020160094368 A KR 1020160094368A KR 20160094368 A KR20160094368 A KR 20160094368A KR 20180011925 A KR20180011925 A KR 20180011925A
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thickness
window
display device
refractive index
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정재훈
김한결
서현승
윤대호
조종환
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예는 표시장치용 윈도우에 관한 것으로, 투명 기판 상에 1.6 내지 1.8의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제1 광학 두께를 갖는 제1 층, 상기 제1 층 상에 1.9 내지 2.1의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제2 광학 두께를 갖는 제2 층, 및 상기 제2 층 상에 1.4 내지 1.5의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제3 광학 두께를 갖는 제3 층을 포함하며, 4층 이하의 비교적 단순한 적층 구조로 저반사율 및 고경도 특성과 양호한 반사 색감을 갖는 표시장치용 윈도우를 용이하게 구현할 수 있다.

Description

표시장치용 윈도우 {Window for display device}
본 발명의 실시예는 전자기기나 표시장치 등에 사용되는 윈도우에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비교적 단순한 적층 구조로 저반사 및 고경도 특성과 양호한 반사 색감을 가질 수 있는 표시장치용 윈도우에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰, 노트북, 개인용 단말기 등과 같은 전자기기 또는 액정표시장치(LCD)나 유기전계발광 표시장치(OLED) 등은 화상이 표시되는 표시창을 구비한다. 표시창에는 외부로부터의 충격이나 이물질의 유입으로부터 표시창을 보호하기 위한 보호창으로서, 윈도우가 설치된다.
윈도우는 투명 기판과, 투명 기판 상에 적층되며 나노미터 단위의 얇은 두께를 갖는 여러 가지의 층들을 포함한다.
상기 여러 가지의 층들은 외부로부터의 접촉이나 충격에 의한 손상을 방지할 뿐만 아니라 외부 광의 반사를 최소화시켜 시인성이 확보되도록 한다.
표면에서의 반사율을 최소화시키기 위해서는 나노미터 단위의 얇은 층들의 두께를 정밀하게 제어해야 하고, 얇은 층들을 반복하여 적층해야 하기 때문에 공정 단계가 복잡하고 제조 비용도 증가한다.
또한, 터치스크린을 구비하는 전자기기나 표시장치는 사용자의 손이나 터치 펜 등이 윈도우에 계속적으로 접촉함으로써 얇은 층이 쉽게 손상되어 외부 광의 반사가 증가하거나 시인성이 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예의 목적은 윈도우 상에 적층되는 층의 수를 최소화할 수 있도록 한 표시장치용 윈도우를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예의 다른 목적은 저반사 및 고경도 특성을 갖는 표시장치용 윈도우를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예의 또 다른 목적은 반사 색감이 양호한 표시장치용 윈도우를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 표시장치용 윈도우는 투명 기판, 상기 투명 기판 상에 1.6 내지 1.8의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제1 광학 두께를 갖는 제1 층, 상기 제1 층 상에 1.9 내지 2.1의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제2 광학 두께를 갖는 제2 층, 및 상기 제2 층 상에 1.4 내지 1.5의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제3 광학 두께를 갖는 제3 층을 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 광학 두께(d)는 하기의 수학식 1 및 2에 의해 구해질 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
[수학식 2]
Figure pat00002
여기서,
Figure pat00003
은 굴절율, m은 양의 정수,
Figure pat00004
는 파장이다.
상기 제1 층은 알루미늄 산화물로 형성되고, 상기 제2 층은 실리콘 질화물로 형성되며, 상기 제3 층은 실리콘 산화물로 형성될 수 있다.
상기 제1, 제2 및 제3 광학 두께는 서로 같게 설정될 수 있다. 이 경우 상기 제1 층은 77㎚ 내지 81㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층은 64㎚ 내지 71㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성된다.
상기 제2 광학 두께는 상기 제1 및 제3 광학 두께의 두 배로 설정될 수 있다. 이 경우 상기 제1 층은 77㎚ 내지 81㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층은 129㎚ 내지 142㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성된다.
상기 제2 광학 두께는 상기 제1 및 제3 광학 두께의 세 배로 설정될 수 있다. 이 경우 상기 제1 층은 77㎚ 내지 81㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층은 261㎚ 내지 288㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성된다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따른 표시장치용 윈도우는 투명 기판, 상기 투명 기판 상에 1.6 내지 2.1의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제1 광학 두께를 갖는 제1 층, 상기 제1 층 상에 1.4 내지 1.5의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제2 광학 두께를 갖는 제2 층, 상기 제2 층상에 1.6 내지 2.1의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제3 광학 두께를 갖는 제3 층, 및 상기 제3 층상에 1.4 내지 1.5의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제4 광학 두께를 갖는 제4 층을 포함하며, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 광학 두께(d)는 상기의 수학식 1 및 2에 의해 구해질 수 있다.
상기 제1 층 및 제3 층은 실리콘 질화물 및 알루미늄 산화물 중 어느 하나로 형성되고, 상기 제2 층 및 제4 층은 실리콘 산화물로 형성될 수 있다.
상기 제3 광학 두께는 상기 제2 및 제4 광학 두께의 세 배로 설정되고, 상기 제1 광학두께는 상기 제2 및 제4 광학 두께의 0.3배로 설정될 수 있다. 이 경우 상기 제1 층은 18㎚ 내지 20㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층 및 제4 층은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층은 261㎚ 내지 288㎚의 두께로 형성된다. 또는, 상기 제1 층은 21㎚ 내지 24㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층 및 제4 층은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층은 219㎚ 내지 243㎚의 두께로 형성된다.
본 발명의 실시예는 4층 이하의 비교적 단순한 적층 구조로 1% 이하의 표면 반사율, 연필경도 9H 정도의 고경도 및 뉴트럴 컬러 영역에 포함되거나 인접될 정도의 양호한 반사 색감을 갖는 표시장치용 윈도우를 용이하게 구현할 수 있도록 한다. 단순한 적층 구조로 인해 제조공정 단계가 종래보다 감소되기 때문에 불량 발생율이 감소되고 제조 원가가 절감될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치용 윈도우를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치용 윈도우를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치용 윈도우를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시장치용 윈도우를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치용 윈도우의 반사율을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치용 윈도우의 반사 색감을 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서, 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치용 윈도우를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 투명 기판(10) 상에 굴절율 및 광학 두께가 다른 제1 층(12), 제2 층(14) 및 제3 층(16)이 순차적으로 적층된다. 제3 층(16) 상에 기능층으로서, 지문 방지층(18)이 형성될 수 있다.
투명 기판(10)은 투과율이 높고 경도가 높은 물질로 이루어진 판 형태로서, 유리(glass), 수지(resin) 또는 고분자 화합물 등으로 이루어질 수 있다.
제1 층(12)은 1.6 내지 1.8의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제1 광학 두께를 갖는다. 1.6 내지 1.8의 굴절율을 갖는 물질로서, 예를 들어, 알루미늄 산화물(Al2O3) 등이 사용될 수 있다.
제2 층(14)은 1.9 내지 2.1의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제2 광학 두께를 갖는다. 1.9 내지 2.1의 굴절율을 갖는 물질로서, 예를 들어, 실리콘 질화물(SiNx) 등이 사용될 수 있다.
제3 층(16)은 1.4 내지 1.5의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제3 광학 두께를 갖는다. 1.4 내지 1.5의 굴절율을 갖는 물질로서, 예를 들어, 실리콘 산화물(SiO2) 등이 사용될 수 있다.
광학 두께는 1/4 파장 광학 두께로서(Quarter Wavelength Optical Thickness; QW), 1/4 파장에 대해 간섭이 잘 일어나는 광학적 두께를 의미한다. 예를 들어, 하나의 층의 표면에서의 반사와 하부 계면에서의 반사가 서로 간섭에 의해 상쇄될 수 있는 광학적 두께를 의미한다. 상기 제1, 제2 및 제3 광학 두께(d)는 하기의 수학식 1 및 2에 의해 구해질 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00005
[수학식 2]
Figure pat00006
여기서,
Figure pat00007
은 각 층(12, 14 또는 16)을 구성하는 물질의 굴절율, m은 상수로서, 양의 정수(1, 2, 3, ...),
Figure pat00008
는 파장으로서, 가시광 영역에서 비교적 시인성이 높은 550㎚ 내지 580㎚ 범위에서 선택되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 550㎚의 파장(
Figure pat00009
)에 대하여, 저반사, 고경도 및 양호한 반사 색감을 구현하기 위해 상기 제1, 제2 및 제3 광학 두께(d)를 모두 같게 설정할 수 있다.
이 경우 상기 제1 층(12)은 77㎚ 내지 81㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층(14)은 64㎚ 내지 71㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층(16)은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성될 수 있다.
지문 방지층(18)은 사용자의 손이나 터치 펜 등의 접촉에 의한 오염이나 이물질의 유입으로부터 하부 층들을 보호하기 위한 것으로, 예를 들어, 불소계 유기 화합물이나, 산화 규소를 포함하는 불소계 유기 화합물 등으로 형성될 수 있다.
상기 제1 실시예에 따른 표시장치용 윈도우의 일 예로서, 하기 표 1과 같은 특성을 갖는 표시장치용 윈도우를 구현할 수 있다.
물질 굴절율(n) 광학 두께
(
Figure pat00010
=550㎚)		 두께 표면 경도 반사율 반사 색감
a* b*
제3 층 SiO2 1.46 1QW 94㎚ 9H 0.43%~0.67% 4.66~5.66 -10.73~
-11.66
제2 층 SiNx 2.02 1QW 68㎚
제1 층 Al2O3 1.77 1QW 77㎚
상기 제1 실시예의 표시장치용 윈도우는 서로 다른 파장의 빛을 반사할 수 있도록 굴절율이 서로 다른 제1, 제2 및 제3 층(12, 14 및 16)을 적층하되, 제1, 제2 및 제3 층(12, 14 및 16)의 광학 두께(QW)를 같게 제어함으로써 1% 이하의 저반사, 연필경도 9H 정도의 고경도 및 우수한 반사 색감을 구현할 수 있다. 상기 표 1에는 나타나 있지 않지만, 500회 이상의 긁힘(scuff) 테스트를 통과할 정도의 내스크래치 특성도 가진다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치용 윈도우를 설명하기 위한 단면도이다.
제2 실시예에 따른 표시장치용 윈도우는 기본적으로 상기 제1 실시예와 유사한 구조를 가지며, 상기 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 투명 기판(20) 상에 굴절율 및 광학 두께가 다른 제1 층(22), 제2 층(24) 및 제3 층(26)이 순차적으로 적층된다. 제3 층(26) 상에 기능층으로서, 지문 방지층(28)이 형성될 수 있다.
제1 층(22), 제2 층(24) 및 제3 층(26)은 제1 실시예의 제1 층(12), 제2 층(14) 및 제3 층(16)과 굴절율은 같지만, 다른 광학 두께를 갖는다.
예를 들어, 550㎚의 파장(
Figure pat00011
)에 대하여, 저반사, 고경도 및 양호한 반사 색감을 구현하기 위해 상기 제1 광학 두께와 상기 제3 광학 두께는 같게 설정하고, 상기 제2 광학 두께는 상기 제1 및 제3 광학 두께의 두 배가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
이 경우 상기 제1 층(22)은 77㎚ 내지 81㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층(24)은 129㎚ 내지 142㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층(26)은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성될 수 있다.
상기 제2 실시예에 따른 표시장치용 윈도우의 일 예로서, 하기 표 2와 같은 특성을 갖는 표시장치용 윈도우를 구현할 수 있다.
물질 굴절율(n) 광학 두께
(
Figure pat00012
=550㎚)		 두께 표면 경도 반사율 반사 색감
a* b*
제3 층 SiO2 1.46 1QW 94㎚ 9H 0.80%~0.90% 0.81~0.93 -3.49~
-3.84
제2 층 SiNx 2.02 2QW 136㎚
제1 층 Al2O3 1.77 1QW 77㎚
제2 실시예의 표시장치용 윈도우는 제1 실시예의 표시장치용 윈도우에 비해 반사율은 다소 높지만, 반사 색감이 뉴트럴 컬러 영역(neutral color zone)에 포함될 정도로 양호한 특성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치용 윈도우를 설명하기 위한 단면도이다.
제3 실시예에 따른 표시장치용 윈도우는 기본적으로 상기 제1 실시예와 유사한 구조를 가지며, 상기 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 투명 기판(30) 상에 굴절율 및 광학 두께가 다른 제1 층(32), 제2 층(34) 및 제3 층(36)이 순차적으로 적층된다. 제3 층(36) 상에 기능층으로서, 지문 방지층(38)이 형성될 수 있다.
제1 층(32), 제2 층(34) 및 제3 층(36)은 제1 실시예의 제1 층(12), 제2 층(14) 및 제3 층(16)과 굴절율은 같지만, 다른 광학 두께를 갖는다.
예를 들어, 550㎚의 파장(
Figure pat00013
)에 대하여, 저반사, 고경도 및 양호한 반사 색감을 구현하기 위해 상기 제1 광학 두께와 상기 제3 광학 두께는 같게 설정하고, 상기 제2 광학 두께는 상기 제1 및 제3 광학 두께의 세 배가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
이 경우 상기 제1 층(32)은 77㎚ 내지 81㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층(34)은 261㎚ 내지 288㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층(36)은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성될 수 있다.
상기 제3 실시예에 따른 표시장치용 윈도우의 일 예로서, 하기 표 3과 같은 특성을 갖는 표시장치용 윈도우를 구현할 수 있다.
물질 굴절율(n) 광학 두께
(
Figure pat00014
=550㎚)		 두께 표면 경도 반사율 반사 색감
a* b*
제3 층 SiO2 1.46 1QW 94㎚ 9H 0.63%~0.73% 0.91~1.21 -4.13~
-4.57
제2 층 SiNx 2.02 3QW 275㎚
제1 층 Al2O3 1.77 1QW 77㎚
제3 실시예의 표시장치용 윈도우는 제1 실시예의 표시장치용 윈도우와 제2 실시예의 표시장치용 윈도우 사이의 반사율을 가지며, 반사 색감도 뉴트럴 컬러 영역에 근접하는 정도로 양호한 특성을 나타낸다.
상기 제1, 제2 및 제3 실시예에 따른 표시장치용 윈도우는 각 층의 굴절율 및 광학 두께의 차이(비율)에 의해 1% 이하의 낮은 반사율, 연필경도 9H 정도의 고경도 및 뉴트럴 컬러 영역에 포함되거나 인접한 정도의 양호한 반사 색감을 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시장치용 윈도우를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 투명 기판(40) 상에 굴절율 및 광학 두께가 다른 제1 층(42), 제2 층(44), 제3 층(46) 및 제4 층(48)이 순차적으로 적층된다. 제4 층(48) 상에 기능층으로서, 지문 방지층(50)이 형성될 수 있다.
투명 기판(40)은 투과율이 높고 경도가 높은 물질로 이루어진 판 형태로서, 유리, 수지 또는 고분자 화합물 등으로 이루어질 수 있다.
제1 층(42)은 1.6 내지 2.1의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제1 광학 두께를 갖는다. 1.6 내지 2.1의 굴절율을 갖는 물질로서, 예를 들어, 알루미늄 산화물(Al2O3)이나 실리콘 질화물(SiNx) 등이 사용될 수 있다.
제2 층(44)은 1.4 내지 1.5의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제2 광학 두께를 갖는다. 1.4 내지 1.5의 굴절율을 갖는 물질로서, 예를 들어, 실리콘 산화물(SiO2) 등이 사용될 수 있다.
제3 층(46)은 1.6 내지 2.1의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제3 광학 두께를 갖는다. 1.6 내지 2.1의 굴절율을 갖는 물질로서, 예를 들어, 알루미늄 산화물(Al2O3)이나 실리콘 질화물(SiNx) 등이 사용될 수 있다.
제4 층(48)은 1.4 내지 1.5의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제4 광학 두께를 갖는다. 1.4 내지 1.5의 굴절율을 갖는 물질로서, 예를 들어, 실리콘 산화물(SiO2) 등이 사용될 수 있다.
광학 두께는 1/4 파장 광학 두께로서(QW), 1/4 파장에 대해 간섭이 잘 일어나는 광학적 두께를 의미한다. 예를 들어, 하나의 층의 표면에서의 반사와 하부 계면에서의 반사가 서로 간섭에 의해 상쇄될 수 있는 광학적 두께를 의미한다. 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 광학 두께(d)는 상기의 수학식 1 및 2에 의해 구해질 수 있다.
예를 들어, 550㎚의 파장(
Figure pat00015
)에 대하여, 저반사, 고경도 및 양호한 반사 색감을 구현하기 위해 상기 제3 광학 두께는 상기 제2 및 제4 광학 두께의 세 배가 되도록 설정하고, 상기 제1 광학두께는 상기 제2 및 제4 광학 두께의 0.3배가 되도록 설정할 수 있다.
이 경우 상기 제1 층(42)은 18㎚ 내지 24㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층(44)은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층(46)은 219㎚ 내지 288㎚의 두께로 형성되고, 제4 층(48)은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 층(42)은 18㎚ 내지 20㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층(44) 및 제4 층(48)은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층(46)은 261㎚ 내지 288㎚의 두께로 형성되거나, 상기 제1 층(42)은 21㎚ 내지 24㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층(44) 및 제4 층(48)은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층(46)은 219㎚ 내지 243㎚의 두께로 형성될 수 있다.
지문 방지층(50)은 사용자의 손이나 터치 펜 등의 접촉에 의한 오염이나 이물질의 유입으로부터 하부 층들을 보호하기 위한 것으로, 예를 들어, 불소계 유기 화합물이나, 산화 규소를 포함하는 불소계 유기 화합물 등으로 형성될 수 있다.
상기 제4 실시예에 따른 표시장치용 윈도우의 일 예로서, 하기 표 4 및 표 5와 같은 특성을 갖는 표시장치용 윈도우를 구현할 수 있다. 표4는 제1 및 제3 층(42 및 46)을 실리콘 질화물(SiNx)로 형성한 경우이고, 표 5는 제1 및 제3 층(42 및 46)을 알루미늄 산화물(Al2O3)로 형성한 경우이다.
물질 굴절율(n) 광학 두께
(
Figure pat00016
=550㎚)		 두께 표면 경도 반사율 반사 색감
a* b*
제4 층 SiO2 1.46 1QW 94㎚ 9H 0.46%~0.51% 0.13~0.03 -0.62~
0.05
제3 층 SiNx 2.02 3QW 275㎚
제2 층 SiO2 1.46 1QW 94㎚
제1 층 SiNx 2.02 0.3QW 19㎚
상기 표 4의 표시장치용 윈도우는 제1 실시예의 표시장치용 윈도우와 유사한 반사율을 가지며, 반사 색감도 뉴트럴 컬러 영역에 포함될 정도로 양호한 특성을 나타낸다.
물질 굴절율(n) 광학 두께
(
Figure pat00017
=550㎚)		 두께 표면 경도 반사율 반사 색감
a* b*
제4 층 SiO2 1.46 1QW 94㎚ 9H 1.52%~2.56% 4.17~4.46 -3.27~
-3.58
제3 층 Al2O3 1.77 3QW 231㎚
제2 층 SiO2 1.46 1QW 94㎚
제1 층 Al2O3 1.77 0.3QW 23㎚
상기 표 5의 표시장치용 윈도우는 표 4의 표시장치용 윈도우에 비해 반사율은 다소 높지만, 반사 색감이 뉴트럴 컬러 영역에 포함될 정도로 양호한 특성을 나타낸다.
상기 표 4 및 표 5에는 나타나 있지 않지만, 표 4의 표시장치용 윈도우는 500회 이상의 긁힘 테스트를 통과할 정도의 내스크래치 특성을 가지며, 표 5의 표시장치용 윈도우는 100회 정도의 긁힘 테스트를 통과할 정도의 내스크래치 특성을 가진다.
본 발명의 실시예는 굴절율이 서로 다른 물질을 4층 이하의 비교적 단순한 구조로 적층하여 표시장치용 윈도우를 구현한다. 상기 물질들을 스퍼터링(sputtering) 방법으로 증착하면 밀도가 높고 막질이 우수한 층들을 형성할 수 있다.
각 층의 굴절율 차이 및 광학 두께를 제어함으로써 저반사 특성을 용이하게 구현할 수 있다. 비교적 굴절율이 높고 막질이 단단한 알루미늄 산화물(Al2O3)이나 실리콘 질화물(SiNx) 등에 의해 고경도 및 내스크래치 특성이 구현될 수 있고, 상기 알루미늄 산화물(Al2O3)이나 실리콘 질화물(SiNx)과 굴절율 차이를 가지며 계면 접착력이 우수한 실리콘 산화물(SiO2)에 의해 적층 구조가 강건하게 유지될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치용 윈도우의 반사율을 도시한 그래프로서, 곡선 A는 제1 실시예에 따른 표시장치용 윈도우의 반사율, 곡선 B는 제2 실시예에 따른 표시장치용 윈도우의 반사율, 곡선 C는 제4 실시예에 따른 표시장치용 윈도우의 반사율을 나타낸다.
곡선 Ref.는 투명 기판 상에 실리콘 산화물(SiO2)층과 지문 방지층만 형성된 표시장치용 윈도우의 반사율을 측정한 결과로서, 약 3% 내지 4% 정도의 표면 반사율을 나타낸다.
곡선 D는 비교예로서, 투명 기판 상에 실리콘 산화물(SiO2)층과 실리콘 질화물(SiNx)층이 각각 4층씩 교대로 적층되고, 최상부의 실리콘 질화물(SiNx)층 상에 실리콘 산화물(SiO2)층 및 지문 방지층이 형성된 표시장치용 윈도우의 반사율을 측정한 결과로서, 곡선 A, B 및 C의 반사율을 참조하면, 본 발명의 실시예는 4층 이하의 비교적 단순한 적층 구조로 넓은 가시광 영역에 걸쳐 1% 이하의 낮은 반사율을 갖는 표시장치용 윈도우를 용이하게 구현할 수 있음을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치용 윈도우의 반사 색감을 도시한 그래프이다.
도 6을 참조하면, 특정 범위의 색공간 좌표(a*, b*)에 의해 뉴트럴 컬러 영역(NCZ)이 정의된다.
곡선 B는 제2 실시예에 따른 표시장치용 윈도우의 반사 색감, 곡선 C는 제4 실시예에 따른 표시장치용 윈도우의 반사 색감을 나타낸다.
곡선 D는 투명 기판 상에 실리콘 산화물(SiO2)층과 실리콘 질화물(SiNx)층이 각각 4층씩 교대로 적층되고, 최상부의 실리콘 질화물(SiNx)층 상에 실리콘 산화물(SiO2)층 및 지문 방지층이 형성된 표시장치용 윈도우의 반사 색감을 측정한 결과로서, 곡선 B 및 C의 반사 색감을 참조하면, 본 발명의 실시예는 4층 이하의 비교적 단순한 적층 구조로 뉴트럴 컬러 영역(NCZ)에 포함되거나 인접된 정도의 반사 색감을 갖는 표시장치용 윈도우를 용이하게 구현할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 최적 실시예를 개시하였다. 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10, 20, 30, 40: 투명 기판
12, 22, 32, 42: 제1 층
14, 24, 34, 44: 제2 층
16, 26, 36, 46: 제3 층
48: 제4 층
18, 28, 38, 50: 지문 방지층

Claims (15)

  1. 투명 기판;
    상기 투명 기판 상에 1.6 내지 1.8의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제1 광학 두께를 갖는 제1 층;
    상기 제1 층 상에 1.9 내지 2.1의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제2 광학 두께를 갖는 제2 층; 및
    상기 제2 층 상에 1.4 내지 1.5의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제3 광학 두께를 갖는 제3 층을 포함하며,
    상기 제1, 제2 및 제3 광학 두께(d)는 하기의 수학식 1 및 2에 의해 구해지는 표시장치용 윈도우.
    [수학식 1]
    Figure pat00018

    [수학식 2]
    Figure pat00019

    여기서,
    Figure pat00020
    은 굴절율, m은 양의 정수,
    Figure pat00021
    는 파장이다.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 층은 알루미늄 산화물로 형성되고, 상기 제2 층은 실리콘 질화물로 형성되며, 상기 제3 층은 실리콘 산화물로 형성된 표시장치용 윈도우.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 광학 두께가 서로 같은 표시장치용 윈도우.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 제1 층은 77㎚ 내지 81㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층은 64㎚ 내지 71㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성된 표시장치용 윈도우.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 제2 광학 두께는 상기 제1 및 제3 광학 두께의 두 배인 표시장치용 윈도우.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 제1 층은 77㎚ 내지 81㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층은 129㎚ 내지 142㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성된 표시장치용 윈도우.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제2 광학 두께는 상기 제1 및 제3 광학 두께의 세 배인 표시장치용 윈도우.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 제1 층은 77㎚ 내지 81㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층은 261㎚ 내지 288㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성된 표시장치용 윈도우.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 제3 층 상에 형성되는 지문 방지층을 더 포함하는 표시장치용 윈도우.
  10. 투명 기판;
    상기 투명 기판 상에 1.6 내지 2.1의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제1 광학 두께를 갖는 제1 층;
    상기 제1 층 상에 1.4 내지 1.5의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제2 광학 두께를 갖는 제2 층;
    상기 제2 층상에 1.6 내지 2.1의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제3 광학 두께를 갖는 제3 층; 및
    상기 제3 층상에 1.4 내지 1.5의 굴절율을 갖는 물질로 형성되며 제4 광학 두께를 갖는 제4 층을 포함하며,
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 광학 두께(d)는 하기의 수학식 1 및 2에 의해 구해지는 표시장치용 윈도우.
    [수학식 1]
    Figure pat00022

    [수학식 2]
    Figure pat00023

    여기서,
    Figure pat00024
    은 굴절율, m은 양의 정수,
    Figure pat00025
    는 파장이다.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 제1 층 및 제3 층은 실리콘 질화물 및 알루미늄 산화물 중 어느 하나로 형성되고, 상기 제2 층 및 제4 층은 실리콘 산화물로 형성된 표시장치용 윈도우.
  12. 제10 항에 있어서, 상기 제3 광학 두께는 상기 제2 및 제4 광학 두께의 세 배이고, 상기 제1 광학두께는 상기 제2 및 제4 광학 두께의 0.3배인 표시장치용 윈도우.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 제1 층은 18㎚ 내지 20㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층 및 제4 층은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층은 261㎚ 내지 288㎚의 두께로 형성된 표시장치용 윈도우.
  14. 제12 항에 있어서, 상기 제1 층은 21㎚ 내지 24㎚의 두께로 형성되고, 상기 제2 층 및 제4 층은 89㎚ 내지 98㎚의 두께로 형성되며, 상기 제3 층은 219㎚ 내지 243㎚의 두께로 형성된 표시장치용 윈도우.
  15. 제10 항에 있어서, 상기 제4층 상에 형성되는 지문 방지층을 더 포함하는 표시장치용 윈도우.
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