KR102591067B1 - 높은 광 투과율 및 내-스크래치성 반사-방지 제품 - Google Patents
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Abstract
광학 코팅을 갖는 제품의 구체 예는 여기에 기재된다. 하나의 구체 예에 따르면, 제품은, 주 표면을 갖는 기판, 및 상기 주 표면상에 배치되고 반사-방지 표면을 형성하는 광학 코팅을 포함할 수 있으며, 상기 광학 코팅은 반사-방지 코팅을 포함한다. 제품은, 약 100㎚ 이상의 압입 깊이에 따라 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 반사-방지 표면에 대해 측정된 것으로, 약 12GPa 이상의 최대 경도를 나타낼 수 있다. 제품은, 약 400㎚ 내지 약 800㎚ 범위의 광학 파장 레짐에 걸쳐 약 8% 이하의 반사-방지 표면에서 측정된 단일 측 평균 광 반사율을 나타낼 수 있다. 제품은, 약 400㎚ 내지 약 800㎚ 범위의 광학 파장 레짐에 걸쳐 약 90% 이상의 평균 광 투과율을 나타낼 수 있다.
Description
본 출원은 2015년 9월 14일자에 출원된 미국 가 특허출원 제62/218,241호의 우선권을 주장하고, 이의 전체적인 내용은 참조로 여기에 혼입된다.
본 개시는 내구성 및 내스크래치성 (scratch resistant) 반사-방지 (anti-reflective) 제품 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 내마모성 (abrasion resistance), 내스크래치성, 낮은 반사도 (reflectivity), 및 무색 투과율 (transmittance) 및/또는 반사율 (reflectance)을 나타내는 다-층 반사-방지 코팅을 갖는 제품에 관한 것이다.
커버 제품은, 종종 전자 제품 내의 중요한 장치를 보호하고, 입력 및/또는 디스플레이를 위한 사용자 인터페이스 (user interface), 및/또는 많은 다른 기능들을 제공하는데 사용된다. 이러한 제품은, 스마트폰, mp3 플레이어 및 컴퓨터 태블릿과 같은, 모바일 장치를 포함한다. 커버 제품은 또한 건축용 제품, 운송용 제품 (예를 들어, 자동차 적용, 기차, 항공기, 해상 선박, 등에 사용되는 제품), 가전제품, 또는 약간의 투명성, 내-스크래치성, 내마모성 또는 이들의 조합을 요구하는 임의의 제품을 포함한다. 이들 적용들은, 종종 최대 광 투과율 및 최소 반사율의 측면에서, 내-스크래치성 및 강한 광학 성능 특성을 요구한다. 더군다나, 몇몇 커버 적용들은, 반사 및/또는 투과시에, 나타나거나 또는 인식된 색상이, 시야각이 변화됨에 따라 뚜렷하게 변화되지 않는 것을 요구한다. 디스플레이 적용에서, 이는, 반사 또는 투과에서 색상이 시야각에 따라 뚜렷한 정도로 변화하면, 제품의 사용자가, 디스플레이의 인지된 품질을 떨어뜨릴 수 있는, 디스플레이의 색상 또는 밝기에서 변화를 인지하기 때문이다. 다른 적용들에서, 색상에서 변화는, 미적인 요건 또는 기타 기능적 요건에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
커버 제품의 광학 성능은, 다양한 반사-방지 코팅을 사용하여 개선될 수 있지만; 그러나, 알려진 반사-방지 코팅은 마손 (wear) 또는 마모 (abrasion)에 민감하다. 이러한 마모는, 반사-방지 코팅에 의해 달성된 임의의 광학 성능 개선을 손상시킬 수 있다. 예를 들어, 광학 필터는 종종, 광학적으로 투명한 유전체 물질 (예를 들어, 산화물, 질화물 및 플루오르화물)로 제조되고 및 다른 굴절률을 갖는 다층 코팅으로 제조된다. 이러한 광학 필터용으로 사용되는 대부분의 통상적인 산화물은, 모바일 장치, 건축용 제품, 운송용 제품 또는 가전제품에 사용하기 위한, 경도와 같은, 필요한 기계적 특성을 갖지 않는, 넓은 밴드-갭 물질 (wide band-gap materials)이다. 질화물 및 다이아몬드-형 코팅은, 높은 경도 값을 나타낼 수 있지만, 이러한 물질은, 이러한 적용에 필요한 투과율을 나타내지 않는다.
마모 손상은 대향 면 (counter face) 물체 (예를 들어, 손가락)로부터의 왕복 미끄럼 접촉 (reciprocating sliding contact)을 포함할 수 있다. 부가적으로, 마모 손상은, 필름 물질의 화학 결합을 저하시킬 수 있고, 및 벗겨짐 (flaking) 및 기타 타입의 손상을 커버 유리에 유발할 수 있는, 열을 발생시킬 수 있다. 마모 손상이 스크래치를 유발하는 일회성 사건보다 장기간에 걸쳐 종종 발생하기 때문에, 마모 손상을 겪은 배치된 코팅 물질은 또한 산화될 수 있어, 코팅의 내구성을 더욱 저하시킨다.
알려진 반사-방지 코팅은 또한 스크래치 손상에 민감하고, 및 종종, 심지어 이러한 코팅이 배치되는 하부 기판보다 스크래치 손상에 더 민감하다. 몇몇 사례에서, 이러한 스크래치 손상의 상당 부분은, 약 100㎚ 내지 약 500㎚ 범위의 깊이 및 연장된 길이를 갖는 물질에서 단일 홈을 통상적으로 포함하는, 미세연성 스크래치 (microductile scratches)를 포함한다. 미세연성 스크래치는, 서브-표면 균열, 마찰 균열, 칩핑 및/또는 마손과 같은, 다른 타입의 가시적인 손상이 수반될 수 있다. 증거는, 대부분의 이러한 스크래치 및 기타 가시적 손상이, 일회성 접촉 사건에서 발생하는 날카로운 접촉에 의해 유발됨을 시사한다. 상당한 스크래치가 커버 기판상에 나타나는 경우, 스크래치가 광 산란의 증가를 유발하기 때문에, 제품의 외관은 저하되고, 이는 디스플레이상에 이미지의 밝기, 선명도 및 콘트라스트 (contrast)에서 현저한 감소를 유발할 수 있다. 상당한 스크래치는, 또한 터치 감응 디스플레이를 포함하는 제품의 정확도 및 신뢰도에도 영향을 미칠 수 있다. 일회성 사건 스크래치 손상은, 마모 손상과 대비될 수 있다. 일회성 사건 스크래치 손상은, 경질의 대향 면 사물 (예를 들어, 모래, 자갈 및 사포)로부터 왕복 미끄럼 접촉과 같이, 여러 접촉 사건에 인해 유발되지 않으며, 통상적으로 필름 물질의 화학 결합을 저화시킬 수 있고, 및 벗겨짐 및 기타 타입의 손상을 커버 유리에 유발할 수 있는, 열을 발생시키지 않는다. 부가적으로, 일회성 사건 스크래칭은, 통상적으로 산화를 일으키지 않거나 또는 마모 손상을 유발하는 동일한 조건을 포함하지 않으므로, 따라서, 마모 손상을 예방하기 위해 종종 활용되는 해법은 또한, 스크래치를 방지할 수 없다. 게다가, 알려진 스크래치 및 마모 손상 해법은, 종종 광학 특성을 손상시킨다.
따라서, 내마모성, 내스크래치성이고, 및 개선된 광학 성능을 갖는, 새로운 커버 제품, 및 이들의 제조 방법에 대한 필요가 있다.
내구성 및 내스크래치성 반사-방지 제품의 구체 예는 기재된다. 하나 이상의 구체 예에서, 제품은, 기판, 및 주 표면상에 배치되어 반사-방지 표면을 형성하는 광학 코팅을 포함한다. 하나 이상의 구체 예에서, 광학 코팅은 반사-방지 코팅을 포함한다.
제품은, 반사-방지 표면상에, 약 50㎚ 이상 (예를 들어, 약 100㎚ 이상, 약 50㎚ 내지 약 300㎚, 약 50㎚ 내지 약 400㎚, 약 50㎚ 내지 약 500㎚, 약 50㎚ 내지 약 600㎚, 약 50㎚ 내지 약 1000㎚ 또는 약 50㎚ 내지 약 2000㎚)의 압입 깊이를 따라, 여기에 기재된 바와 같은, 베르코비치 압입자 경도 시험 (Berkovich Indenter Hardness Test)에 의해 측정된 것으로, 약 12 GPa의 최대 경도를 나타내는 내스크래치성을 나타낸다.
제품은, 여기 기재된 바와 같은, 테이버 시험 (Taber Test)을 사용하여 500-사이클의 마모 후에 반사-방지 표면상에서 측정된 내마모성을 나타낸다. 하나 이상의 구체 예에서, 제품은, 개구 (aperture)를 갖는 헤이즈미터를 사용하여 측정된 것으로, 약 1% 헤이즈 이하를 포함하는 (반사-방지 표면에 대해 측정된 것으로) 내마모성을 나타내며, 여기서 개구는 약 8 mm의 직경을 갖는다. 하나 이상의 구체 예에서, 제품은, 원자력 현미경에 의해 측정된 것으로, 약 12㎚ 이하의 평균 거칠기 (Ra)를 포함하는 (반사-방지 표면상에서 측정된 것으로) 내마모성을 나타낸다. 하나 이상의 구체 예에서, 제품은, 600㎚ 파장에서 2mm 개구를 갖는, 산란 측정을 위한 이미징 구 (imaging sphere)를 사용하여 투과율에서 수직 입사로 측정된 것으로, 약 40도 (degrees) 이하의 극 산란 각 (polar scattering angle)에서, 약 0.05 (1/steradian 단위) 이하의 산란된 광 강도를 포함하는 (반사-방지 표면상에서 측정된 것으로) 내마모성을 나타낸다. 몇몇 사례에서, 제품은, 600㎚ 파장에서 2mm 개구를 갖는, 산란 측정을 위한 이미징 구를 사용하는 투과율에서 수직 입사로 측정된 것으로, 약 20도 이하의 극 산란 각에서, 약 0.1 (1/steradian 단위) 이하의 산란된 광 강도를 포함하는 (반사-방지 표면상에서 측정된 것으로) 내마모성을 나타낸다.
하나 이상의 구체 예의 제품은, 광 투과율 및/또는 광 반사율의 측면에서 우수한 광학 성능을 나타낸다. 하나 이상의 구체 예에서, 제품은, 광학 파장 레짐 (wavelength regime)에 걸쳐 (예를 들어, 약 400㎚ 내지 약 800㎚ 또는 약 450㎚ 내지 약 650㎚의 범위에서) 약 92% 이상 (예를 들어, 약 98% 이상)의 (오직 반사-방지 표면에 대해 측정된) 평균 광 투과율을 나타낸다. 몇몇 구체 예에서, 제품은, 광학 파장 레짐에 대해 약 2% 이하 (예를 들어, 약 1% 이하)의 (오직 반사-방지 표면에 대해 측정된) 평균 광 반사율을 나타낸다. 제품은, 광학 파장 레짐에 걸쳐 약 1% 포인트 이하의 평균 진동 폭을 갖는 평균 광 투과율 또는 평균 광 반사율을 나타낼 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 제품은, 반사-방지 표면에서만 측정된 것으로, 수직 입사에서 약 1% 이하의 평균 주간시 (photopic) 반사율을 나타낸다. 몇몇 구체 예에서, 제품은, 약 10% 미만의 오직 반사-방지 표면에 대해 수직 또는 근-수직 입사 (예를 들어, 0-10도)에서 측정된, 단일-측 평균 주간시 반사율을 나타낸다. 몇몇 구체 예에서, 단일-측 평균 주간시 반사율은, 약 9% 이하, 약 8% 이하, 약 7% 이하, 약 6% 이하, 약 5% 이하, 약 4% 이하, 약 3% 이하 또는 약 2% 이하이다.
몇몇 사례에서, 제품은, 광원 (illuminant)을 사용하여 반사-방지 표면에서 보았을 경우, 기준 조명 각 (reference illumination angle)으로부터 약 2도 내지 약 60도 범위의 입사 조명 각까지 약 10 미만 (예를 들어, 5 이하, 4 이하, 3 이하, 2 이하 또는 약 1 이하)의 (여기에 기재된 바와 같은) 각도 색 변이 (angular color shift)를 나타낸다. 대표적인 광원은, CIE F2, CIE F10, CIE F11, CIE F12 및 CIE D65 중 어느 하나를 포함한다. 하나 이상의 구체 예에서, 제품은, 약 0 내지 약 60도 범위의 모든 입사 조명 각에서 CIE L*, a*, b* 비색계 시스템 (colorimetry system)에서 약 2 미만의 b* 값을 나타낼 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 몇몇 구체 예의 제품은, 여기서 정의된 바와 같은, 기준점 (reference point)으로부터 약 2 미만의 기준점 색 변이를 갖는 수직 입사에서 반사-방지 표면에 측정된 투과율 색상 (또는 투과율 색 좌표) 및/또는 반사율 색상 (또는 반사율 색 좌표)를 나타낸다. 하나 이상의 구체 예에서, 기준점은, L*a*b* 색 공간 (또는 색 좌표 a*=0, b*=0 또는 a*=-2, b*=-2)에서 기원 (0,0) 또는 기판의 투과율 또는 반사율 색 좌표일 수 있다. 여기에 기재된 각도 색 변이, 기준점 색 변이 및 색 좌표 (a* 및/또는 b*)는, D65 및/또는 F2 광원하에서 관찰된다. 몇몇 구체 예에서, 여기에 기재된 광학 성능은, F2 광원 소스의 날카로운 스펙트럼 피쳐 (sharp spectral features)에 기인하여 더 도전적인 것으로 알려진, F2 광원하에서 관찰된다.
하나 이상의 구체 예에서, 반사-방지 코팅은 복수의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구체 예에서, 반사-방지 코팅은, 제1 저 RI 층 및 제2 고 RI 층을 포함하는 주기 (period)를 포함한다. 주기는 제1 저 RI 층 및 상기 제1 저 RI 층 상에 배치된 제2 고 RI를 포함하거나 또는 그 반대로 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예들에서, 주기는 제3층을 포함할 수 있다. 반사-방지 코팅은, 제1 저 RI 층 및 제2 고 RI 층이 교대하도록 복수의 주기를 포함할 수 있다. 반사-방지 코팅은, 약 10 또는 20주기까지 포함할 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 광학 코팅은 내스크래치성 층을 포함한다. 내스크래치성 층이 포함되는 경우, 이러한 층은, 반사-방지 코팅상에 배치될 수 있다. 다른 구체 예에서, 내스크래치성 코팅은, 반사-방지 코팅과 기판 사이에 배치된다. 대표적인 내스크래치성 층은, 여기서 정의된 바와 같은, 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로, 약 8GPa 내지 약 50GPa의 범위에서 최대 경도를 나타낼 수 있다.
내스크래치성 층은 기판과 반사-방지 코팅 사이에 배치될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 반사-방지 코팅은, 제1부분 및 제2부분을 포함하여, 내스크래치성 층은 제1부분과 제2부분 사이에 배치될 수 있다. 내-스크래치성 층의 두께는, 약 200 nanometers 내지 약 3 micrometers의 범위일 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 제품은 약 1.8을 초과하는 굴절률을 갖는 층을 포함할 수 있다. 그 층에 활용될 수 있는 물질은, SiNx, SiOxNy, SiuAlvOxNy, AlNx, AlOxNy 또는 이의 조합을 포함한다.
몇몇 사례에서, 제품은 세정-용이성 (easy-to-clean) 코팅, 다이아몬드-형 탄소 ("DLC") 코팅, 내-스크래치성 코팅 또는 이들의 조합과 같은, 부가적인 층을 포함할 수 있다. 이러한 코팅은, 반사-방지 코팅 상에 또는 반사-방지 코팅의 층들 사이에 배치될 수 있다.
제품의 하나 이상의 구체 예에 활용되는 기판은, 비정질 기판 또는 결정질 기판을 포함할 수 있다. 비정질 기판은, 소다 라임 유리, 알칼리 알루미노실리케이트 유리, 알칼리 함유 보로실리케이트 유리 및 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있는 유리를 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 유리는 강화될 수 있고, 및 화학적으로 강화된 유리의 표면으로부터 적어도 약 10㎛의 층의 깊이 (DOL)까지 강화된 유리 내에서 연장되는 적어도 250 MPa의 표면 압축 응력 (CS)을 갖는 CS를 포함할 수 있다.
부가적인 특색 및 장점은, 하기 상세한 설명에서 서술될 것이고, 및 부분적으로 하기 상세한 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 명백하거나, 또는 하기 상세한 설명, 청구항뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 여기에 기재된 구체 예를 실행시켜 용이하게 인지될 것이다.
전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 단지 대표적인 것이며, 및 청구범위의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다. 수반되는 도면은 다양한 추가의 이해를 제공하기 위해 포함되고, 및 본 명세서에 혼입되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 구체 예를 예시하고, 및 상세한 설명과 함께 다양한 구체 예의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다.
도 1은, 하나 이상의 구체 예에 따른, 제품의 측면도이다;
도 2는, 하나 이상의 특별한 구체 예에 따른, 제품의 측면도이다;
도 3은, 하나 이상의 구체 예에 따른, 제품의 측면도이다;
도 4는, 하나 이상의 구체 예에 따른, 제품의 측면도이다;
도 5는, 하나 이상의 구체 예에 따른, 제품의 측면도이다;
도 6은, 하나 이상의 구체 예에 따른, 제품의 측면도이다;
도 7은, 하나 이상의 구체 예에 따른, 제품의 측면도이다;
도 8은, 하나 이상의 구체 예에 따른, 제품의 측면도이다;
도 9는, 압입 깊이 및 코팅 두께의 함수에 따른 경도 측정을 예시하는 그래프이다;
도 10은, 다른 시야각에서 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 1의 반사율 스펙트럼이다;
도 11은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 1의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 12는, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 2의 반사율 스펙트럼이다;
도 13은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 2의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 14는, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 3의 반사율 스펙트럼이다;
도 15는, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 3의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 16은, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 4의 반사율 스펙트럼이다;
도 17은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 4의 반사된 색상을 도시한다;
도 18은, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 5의 반사율 스펙트럼이다;
도 19는, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 5의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 20은, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 6의 반사율 스펙트럼이다;
도 21은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 6의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 22는, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 7의 반사율 스펙트럼이다;
도 23은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 7의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 24는, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 8의 반사율 스펙트럼이다;
도 25는, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 8의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 26은, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 9의 반사율 스펙트럼이다;
도 27은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 9의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 28은, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 10의 반사율 스펙트럼이다;
도 29는, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 10의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 30은, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 11의 반사율 스펙트럼이다;
도 31은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 11의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 32는, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 12의 반사율 스펙트럼이다;
도 33은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 12의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 34는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 유리 제품의 경도를 도시한다;
도 35는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 투과율을 도시한다;
도 36은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 37은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 투과율을 도시한다;
도 38은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 투과율을 도시한다;
도 39는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 40은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 반사율 색상을 도시한다;
도 41은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 반사율 색상을 도시한다;
도 42는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 43은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 44는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 45는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 46은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 47은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 48은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 경도를 도시한다;
도 49는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 50은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 투과율을 도시한다;
도 51은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 투과율을 도시한다;
도 52는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 반사율 색상을 도시한다;
도 53은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 투과된 색상을 도시한다;
도 54a는, 여기에 개시된 제품 중 어느 하나를 혼입하는 대표적인 전자 장치의 평면도이다; 및
도 54b는, 도 54a의 대표적인 전자 장치의 사시도이다.
도 2는, 하나 이상의 특별한 구체 예에 따른, 제품의 측면도이다;
도 3은, 하나 이상의 구체 예에 따른, 제품의 측면도이다;
도 4는, 하나 이상의 구체 예에 따른, 제품의 측면도이다;
도 5는, 하나 이상의 구체 예에 따른, 제품의 측면도이다;
도 6은, 하나 이상의 구체 예에 따른, 제품의 측면도이다;
도 7은, 하나 이상의 구체 예에 따른, 제품의 측면도이다;
도 8은, 하나 이상의 구체 예에 따른, 제품의 측면도이다;
도 9는, 압입 깊이 및 코팅 두께의 함수에 따른 경도 측정을 예시하는 그래프이다;
도 10은, 다른 시야각에서 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 1의 반사율 스펙트럼이다;
도 11은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 1의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 12는, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 2의 반사율 스펙트럼이다;
도 13은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 2의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 14는, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 3의 반사율 스펙트럼이다;
도 15는, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 3의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 16은, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 4의 반사율 스펙트럼이다;
도 17은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 4의 반사된 색상을 도시한다;
도 18은, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 5의 반사율 스펙트럼이다;
도 19는, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 5의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 20은, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 6의 반사율 스펙트럼이다;
도 21은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 6의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 22는, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 7의 반사율 스펙트럼이다;
도 23은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 7의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 24는, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 8의 반사율 스펙트럼이다;
도 25는, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 8의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 26은, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 9의 반사율 스펙트럼이다;
도 27은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 9의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 28은, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 10의 반사율 스펙트럼이다;
도 29는, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 10의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 30은, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 11의 반사율 스펙트럼이다;
도 31은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 11의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 32는, 다른 시야각에서, 오직 반사-방지 표면으로부터 계산된, 모범 실시 예 12의 반사율 스펙트럼이다;
도 33은, 0° 내지 60°의 다른 시야각에서 다른 광원하에 반사된 색상을 나타내는 실시 예 12의 제품의 반사된 색상을 도시한다;
도 34는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 유리 제품의 경도를 도시한다;
도 35는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 투과율을 도시한다;
도 36은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 37은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 투과율을 도시한다;
도 38은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 투과율을 도시한다;
도 39는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 40은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 반사율 색상을 도시한다;
도 41은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 반사율 색상을 도시한다;
도 42는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 43은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 44는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 45는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 46은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 47은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 48은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 경도를 도시한다;
도 49는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 반사율을 도시한다;
도 50은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 투과율을 도시한다;
도 51은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 광 투과율을 도시한다;
도 52는, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 반사율 색상을 도시한다;
도 53은, 여기에 기재된 하나 이상의 코팅된 제품의 투과된 색상을 도시한다;
도 54a는, 여기에 개시된 제품 중 어느 하나를 혼입하는 대표적인 전자 장치의 평면도이다; 및
도 54b는, 도 54a의 대표적인 전자 장치의 사시도이다.
이하, 언급은 다양한 구체 예들에 대해 상세하게 만들어질 것이며, 상기 구체 예들의 실시 예들은, 첨부된 도면을 예시된다.
도 1을 참조하면, 하나 이상의 구체 예에 따른 제품 (100)은, 기판 (110) 및 상기 기판상에 배치된 광학 코팅 (120)을 포함할 수 있다. 기판 (110)은, 대립하는 주 표면 (112, 114) 및 대립하는 부 표면 (116, 118)을 포함한다. 광학 코팅 (120)은, 제1 대립 주 표면 (112) 상에 배치되는 것으로, 도 1에 나타내지만; 그러나, 광학 코팅 (120)은, 제1 대립 주 표면 (112) 상에 배치되는 대신에 또는 배치되는 것에 부가적으로, 제2 대립 주 표면 (114) 및/또는 대립 부 표면들 중 하나 또는 모두에 배치될 수 있다. 광학 코팅 (120)은, 반사-방지 표면 (122)을 형성한다.
광학 코팅 (120)은, 적어도 하나의 물질의 적어도 하나의 층을 포함한다. 용어 "층"은, 단일 층을 포함할 수 있거나 또는 하나 이상의 서브-층을 포함할 수 있다. 이러한 서브-층은 서로 직접 접촉할 수 있다. 서브-층은, 동일한 물질 또는 둘 이상의 다른 물질로 형성될 수 있다. 하나 이상의 선택적인 구체 예에서, 이러한 서브-층은, 그들 사이에 배치된 다른 물질의 개입 층들 (intervening layers)을 가질 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 층은, 하나 이상의 연속적 및 중단되지 않은 층 및/또는 하나 이상의 불연속적 및 중단된 층 (즉, 서로 인접하여 형성된 다른 물질을 갖는 층)을 포함할 수 있다. 층 또는 서브-층들은, 개별의 침착 (deposition) 또는 연속 침착 공정을 포함하는, 기술분야에서 임의의 알려진 방법에 의해 형성될 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 층은, 오직 연속적인 침착 공정, 또는 선택적으로, 오직 개별 침착 공정을 사용하여 형성될 수 있다.
광학 코팅 (120)의 두께는, 여기에 기재된 광학 성능을 나타내는 제품을 여전히 제공하면서, 약 1㎛ 이상일 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 광학 코팅 (120)의 두께는, 약 1㎛ 내지 약 20㎛ (예를 들어, 약 1㎛ 내지 약 10㎛, 또는 약 1㎛ 내지 약 5㎛)의 범위일 수 있다.
여기서 사용된 바와 같은, 용어 "배치"는 기술분야의 임의의 알려진 방법을 사용하여 표면상으로 물질을 코팅, 침착 및/또는 형성하는 것을 포함한다. 배치된 물질은, 여기서 정의된 바와 같은, 층을 구성할 수 있다. 문구 "배치된"은, 물질이 표면과 직접 접촉하도록 물질을 표면상으로 형성시키는 사례를 포함하며, 및 또한 물질이 표면상에 형성된 경우, 하나 이상의 개입 물질(들)이 배치된 물질과 표면 사이에 있는 사례를 포함한다. 개입 물질(들)은, 여기서 정의된 바와 같은, 층을 구성할 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 광학 코팅 (120)은, 복수의 층 (130A, 130B)을 포함할 수 있는, 반사-방지 코팅 (130)을 포함한다. 하나 이상의 구체 예에서, 반사-방지 코팅 (130)은, 둘 이상의 층을 포함하는 주기 (132)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 둘 이상의 층은, 서로 다른 굴절률을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 하나의 구체 예에서, 주기 (132)는, 제1 저 RI 층 (130A) 및 제2 고 RI 층 (130B)을 포함한다. 제1 저 RI 층 및 제2 고 RI 층의 굴절률의 차이는, 약 0.01 이상, 0.05 이상, 0.1 이상 또는 심지어 0.2 이상일 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 반사-방지 코팅 (130)은, 복수의 주기 (132)를 포함할 수 있다. 단일 주기는, 복수의 주기가 제공되는 경우, 제1 저 RI 층 (130A) (예시를 위해 "L"로 표시됨) 및 제2 고 RI 층 (130B) (예시를 위해 "H"로 표시됨)이 하기 순서의 층들: L/H/L/H 또는 H/L/H/L로 교대하여, 제1 저 RI 층 및 제2 고 RI 층이 반사-방지 코팅 (130)의 물리적인 두께에 따라 교대로 나타나도록, 제1 저 RI 층 (130A) 및 제2 고 RI 층 (130B)을 포함한다. 도 2의 예에서, 반사-방지 코팅 (130)은, 3주기를 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 반사-방지 코팅 (130)은, 25주기까지 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사-방지 코팅 (130)은, 약 2 내지 약 20주기, 약 2 내지 약 15주기, 약 2 내지 약 10주기, 약 2 내지 약 12주기, 약 3 내지 약 8주기, 약 3 내지 약 6주기를 포함할 수 있다.
도 3에 나타낸 구체 예에서, 반사-방지 코팅 (130)은, 제2 고 RI 층 (130B)보다 낮은 굴절률의 물질을 포함할 수 있는, 부가적인 캡핑층 (131)을 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 주기 (132)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 하나 이상의 제3층 (130C)을 포함할 수 있다. 제3층(들) (130C)은, 저 RI, 높은 RI 또는 중간 RI를 가질 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 제3층 (130C)은, 제1 저 RI 층 (130A) 또는 제2 고 RI 층 (130B)과 동일한 RI를 가질 수 있다. 다른 구체 예에서, 제3층(들) (130C)은, 제1 저 RI 층 (130A)의 RI과 제2 고 RI 층 (130B)의 RI 사이에 있는 중간 RI를 가질 수 있다. 선택적으로, 제3층(들) (130C)은, 제2 고 RI 층 (130B)을 초과하는 굴절률을 가질 수 있다. 제3층은, 반사-방지 코팅 (120)에서 하기의 대표적인 구성으로 제공될 수 있다: L제3층/H/L/H/L; H제3층/L/H/L/H; L/H/L/H/L제3층; H/L/H/L/H제3층; L제3층/H/L/H/L/H제3층; H제3층/L/H/L/H/L제3층; L제3층/ L/H/L/H; H제3층/ H/L/H/L; H/L/H/ L/L제3 층; L/H/L/ H/H제3층; L제3층/L/H/L/H/H제3층; H제3층/H/L/H/L/L제3층; L/M제3층/H/L/M/H; H/M/L/H/M/L; M/L/H/L/M; 및 기타 조합. 이들 구성에서, 어떤 아래 첨자가 없는 "L"은, 제1 저 RI 층을 지칭하고, 어떤 아래 첨자가 없는 "H"는 제2 고 RI 층을 지칭한다. 모든 제1층 및 제2층에 대해, "L제3 서브-층"은 저 RI를 갖는 제3층을 지칭하고, "H제3 서브-층"은 고 RI를 갖는 제3층을 지칭하며, "M"은 중간 RI를 갖는 제3층을 지칭한다.
여기서 사용된 바와 같은, 용어 "저 RI", "고 RI" 및 "중간 RI"는, 다른 RI에 대한 상대 값을 지칭한다 (예를 들어, 저 RI < 중간 RI < 고 RI). 하나 이상의 구체 예에서, 용어 "저 RI"는, 제1 저 RI 층 또는 제3층과 함께 사용되는 경우, 약 1.3 내지 약 1.7 또는 1.75의 범위를 포함한다. 하나 이상의 구체 예에서, 용어 "고 RI"는, 제2 고 RI 층 또는 제3층과 함께 사용되는 경우, 약 1.7 내지 약 2.5의 범위 (예를 들어, 약 1.85 이상)를 포함한다. 몇몇 구체 예에서, 용어 "중간 RI"는, 제3층과 함께 사용되는 경우, 약 1.55 내지 약 1.8의 범위를 포함한다. 몇몇 사례에서, 저 RI, 고 RI 및 중간 RI에 대한 범위는, 중복될 수 있으나; 대부분의 사례에서, 반사-방지 코팅 (130)의 층은, RI에 관한 일반적인 관계: 저 RI < 중간 RI < 고 RI를 갖는다.
제3층(들) (130C)은, 주기 (132)와 분리된 층으로서 제공될 수 있고, 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 주기 또는 복수의 주기와 캡핑층 (131) 사이에 배치될 수 있다. 제3층(들)은 또한, 주기 (132)와 분리된 층으로서 제공될 수 있고, 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 기판 (110)과 복수의 주기 (132) 사이에 배치될 수 있다. 제3층(들) (130C)은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 캡핑 (131) 대신에 부가적인 코팅 (140)에 부가하여 또는 캡핑층에 부가하여 사용될 수 있다.
반사-방지 코팅 (130)에 사용하기 적절한 대표 물질은: SiO2, Al2O3, GeO2, SiO, AlOxNy, AlN, SiNx, SiOxNy, SiuAlvOxNy, Ta2O5, Nb2O5, TiO2, ZrO2, TiN, MgO, MgF2, BaF2,CaF2, SnO2, HfO2, Y2O3, MoO3, DyF3, YbF3, YF3, CeF3, 중합체, 플루오로중합체, 플라스마-중합된 중합체, 실록산 중합체, 실세스퀴옥산, 폴리이미드, 불화 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 폴리페닐술폰, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 아크릴계 중합체, 우레탄 중합체, 폴리메틸메타아크릴레이트, 내-스크래치성 층에 사용하기 적절한 것으로 하기에 인용된 기타 물질, 및 기술분야에서 알려진 기타 물질을 포함한다. 제1 저 RI 층에 사용하기에 적절한 물질의 몇몇 예로는, SiO2, Al2O3, GeO2, SiO, AlOxNy, SiOxNy, SiuAlvOxNy, MgO, MgAl2O4, MgF2, BaF2, CaF2, DyF3, YbF3, YF3, 및 CeF3를 포함한다. 제1 저 RI 층에 사용하기 위한 물질의 질소 함량은, (예를 들어, Al2O3 및 MgAl2O4와 같은 물질에서) 최소화될 수 있다. 제2 고 RI 층에 사용하기 적절한 물질의 몇몇 예로는, SiuAlvOxNy, Ta2O5, Nb2O5, AlN, Si3N4, AlOxNy, SiOxNy, SiNx, SiNx:Hy, HfO2, TiO2, ZrO2, Y2O3, Al2O3, MoO3 및 다이아몬드-형 탄소를 포함한다. 실시 예에서, 고 RI 층은 또한 고 경도 층 또는 내스크래치성 층일 수 있으며, 및 상기에서 열거된 고 RI 물질은 또한 고 경도 또는 내스크래치성을 포함할 수 있다. 제2 고 RI 층 및/또는 내-스크래치성 층에 대한 물질의 산소 함량은, 특히, SiNx 또는 AlNx 물질에서, 최소화될 수 있다. AlOxNy 물질은, 산소-도핑된 AlNx인 것으로 고려될 수 있다, 즉, 이들은 AlNx 결정 구조 (예를 들어, 섬유아연석 (wurtzite))를 가질 수 있고 및 AlON 결정 구조를 가질 필요가 없다. 대표적인 바람직한 AlOxNy 고 RI 물질은, 30 atom% 내지 약 50 atom%의 질소를 포함하면서, 약 0 atom% 내지 약 20 atom%의 산소, 또는 약 5 atom% 내지 약 15 atom%의 산소를 포함할 수 있다. 대표적인 바람직한 SiuAlvOxNy 고 RI 물질은, 약 10 atom% 내지 약 30 atom% 또는 약 15 atom% 내지 약 25 atom%의 실리콘 (silicon), 약 20 atom% 내지 약 40 atom% 또는 약 25 atom% 내지 약 35 atom%의 알루미늄, 약 0 atom% 내지 약 20 atom% 또는 약 1 atom% 내지 약 20 atom%의 산소, 및 약 30 atom% 내지 약 50 atom%의 질소를 포함할 수 있다. 상기 물질은 약 30 중량%까지 수소화될 수 있다. 중간 굴절률을 갖는 물질이 요구되는 경우, 몇몇 구체 예는, AlN 및/또는 SiOxNy를 활용할 수 있다. 제2 고 RI 층 및/또는 내-스크래치성 층의 경도는, 구체적으로 특징화될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로, 제2 고 RI 층 및/또는 내-스크래치성 층의 최대 경도는, 약 8 GPa 이상, 약 10 GPa 이상, 약 12 GPa 이상. 약 15 GPa 이상, 약 18 GPa 이상, 또는 약 20 GPa 이상일 수 있다. 몇몇 경우에, 제2 고 RI 층 물질은, 단일 층으로서 침착될 수 있고, 및 내스크래치성 층으로 특징화될 수 있으며, 및 이 단일 층은, 반복 가능한 경도 측정을 위해 약 500 내지 2000㎚의 두께를 가질 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 반사-방지 코팅 (130)의 층(들) 중 적어도 하나는, 특정 광학 두께 범위를 포함할 수 있다. 여기서 사용된 바와 같은, 용어 "광학 두께"는 (n*d)에 의해 결정되며, 여기서 "n"은 서브-층의 RI를 지칭하고, "d"는 층의 물리적 두께를 지칭한다. 하나 이상의 구체 예에서, 반사-방지 코팅 (130)의 층들 중 적어도 하나는, 약 2㎚ 내지 약 200㎚, 약 10㎚ 내지 약 100㎚, 약 15㎚ 내지 약 100㎚, 약 15 내지 약 500㎚, 또는 약 15 내지 약 5000㎚의 범위에서 광학 두께를 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 반사-방지 코팅 (130)에서 모든 층들은, 각각 약 2㎚ 내지 약 200㎚, 약 10㎚ 내지 약 100㎚, 약 15㎚ 내지 약 100㎚, 약 15 내지 약 500㎚, 또는 약 15 내지 약 5000㎚의 범위에서 광학 두께를 가질 수 있다. 몇몇 경우에서, 반사-방지 코팅 (130)의 적어도 하나의 층은, 약 50㎚ 이상의 광학 두께를 갖는다. 몇몇 경우에서, 각각의 제1 저 RI 층들은, 약 2㎚ 내지 약 200㎚, 약 10㎚ 내지 약 100㎚, 약 15㎚ 내지 약 100㎚, 약 15 내지 약 500㎚, 또는 약 15 내지 약 5000㎚의 범위에서 광학 두께를 갖는다. 다른 경우에서, 각각의 제2 고 RI 층들은, 약 2㎚ 내지 약 200㎚, 약 10㎚ 내지 약 100㎚, 약 15㎚ 내지 약 100㎚, 약 15 내지 약 500㎚, 또는 약 15 내지 약 5000㎚의 범위에서 광학 두께를 갖는다. 또 다른 경우에, 각각의 제3층은, 약 2㎚ 내지 약 200㎚, 약 10㎚ 내지 약 100㎚, 약 15㎚ 내지 약 100㎚, 약 15 내지 약 500㎚, 또는 약 15 내지 약 5000㎚의 범위에서 광학 두께를 갖는다.
몇몇 구체 예들에서, 광학 코팅 (130)의 하나 이상의 층들의 두께는, 최소화될 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 고 RI 층(들) 및/또는 중간 RI 층(들)의 두께는, 이들이 약 500㎚ 미만이 되도록 최소화된다. 하나 이상의 구체 예에서, 고 RI 층(들), 중간 RI 층(들) 및/또는 고 RI 및 중간 RI 층의 조합의 조합된 두께는, 약 500㎚ 미만이다.
몇몇 구체 예에서, 광학 코팅에서 저 RI 물질의 양은 최소화될 수 있다. 이론에 의해 구속됨이 없이, 통상적으로 저 RI 물질은 또한, 굴절률 및 경도에 동시에 영향을 미치는 원자 결합 및 전자 밀도의 성질 때문에, 저-경도 물질이며, 및 이러한 물질을 최소화는 경도를 최대화할 수 있으면서, 여기에 기재된 반사율 및 색상 성능을 유지한다. 광학 코팅의 물리적 두께의 부분으로 표현하면, 저 RI 물질은, 광학 코팅의 물리적 두께의 약 60% 미만, 약 50% 미만, 약 40% 미만, 약 30% 미만, 약 20% 미만, 약 10% 미만, 또는 약 5% 미만을 포함할 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 저 RI 물질의 양은, 광학 코팅에서 가장 두꺼운 고 RI 층 위에 (즉, 기판의 대립 측, 사용자 측 또는 공기 측 상에) 배치된 저 RI 물질의 모든 층의 물리적 두께의 합으로 정량화될 수 있다. 이론에 의해 구속됨에 없이, 고 경도를 갖는 두꺼운 고 RI 층은, 많은 또는 대부분의 스크래치들로부터 층 아래 (또는 두꺼운 RI 층과 기판 사이)를 효과적으로 보호한다. 따라서, 가장 두꺼운 고 RI 층 위에 배치된 층들은, 전체 제품의 내스크래치성에 대해 중대한 영향을 가질 수 있다. 이것은 특히, 가장 두꺼운 고 RI 층이 약 400㎚를 초과하는 물리적 두께를 가지며 및 베르코비치 압입자 경도 시험으로 측정된 것으로, 약 12GPa를 초과하는 경도를 갖는 경우, 관련성이 있다. 가장 두꺼운 고 RI 층 상에 (즉, 기판에 대립 측, 사용자 측 또는 공기 측 상에) 배치된 저 RI 물질의 양은, 약 150㎚ 이하, 약 120㎚ 이하, 약 110㎚ 이하, 100㎚, 90㎚, 80㎚, 70㎚, 60㎚, 50㎚, 40㎚, 30㎚, 25nm, 20㎚, 15nm 또는 약 12nm 이하를 가질 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 최-상 공기-측 층은, 모범 실시 예 8-9에 나타낸 바와 같은, 고 경도를 또한 나타내는 고 RI 층을 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 부가적인 코팅 (140)은, 이 최-상 공기-측 고 RI 층의 상부에 배치될 수 있다 (예를 들어, 부가적인 코팅은, 저-마찰 코팅, 소유성 코팅, 또는 세정-용이성 코팅을 포함할 수 있다). 게다가, 모범 실시 예 10에 의해 예시된 바와 같이, 매우 낮은 두께 (예를 들어, 약 10㎚ 이하, 약 5㎚ 이하 또는 약 2㎚ 이하)를 갖는 저 RI 층의 부가는, 고 RI 층을 포함하는 최-상 공기-측 층에 부가되는 경우, 광학 성능에 최소한의 영향을 미친다. 매우 낮은 두께를 갖는 저 RI 층은, SiO2, 소유성 또는 저-마찰 층, 또는 SiO2 및 소유성 물질의 조합을 포함할 수 있다. 대표적인 저-마찰 층들은, 다이아몬드-형 탄소를 포함할 수 있으며, 이러한 물질 (또는 광학 코팅의 하나 이상의 층)은, 0.4 미만, 0.3 미만, 0.2 미만, 또는 심지어 0.1 미만의 마찰 계수를 나타낼 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 반사-방지 코팅 (130)은 약 800㎚ 이하의 물리적 두께를 갖는다. 반사-방지 코팅 (130)은, 약 10㎚ 내지 약 800㎚, 약 50㎚ 내지 약 800㎚, 약 100㎚ 내지 약 800㎚, 약 150㎚ 내지 약 800㎚, 약 200㎚ 내지 약 800㎚, 약 10㎚ 내지 약 750㎚, 약 10㎚ 내지 약 700㎚, 약 10㎚ 내지 약 650㎚, 약 10㎚ 내지 약 600㎚, 약 10㎚ 내지 약 550㎚, 약 10㎚ 내지 약 500㎚, 약 10㎚ 내지 약 450㎚, 약 10㎚ 내지 약 400㎚, 약 10㎚ 내지 약 350㎚, 약 10㎚ 내지 약 300㎚, 약 50 내지 약 300㎚, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 범위에서 물리적 두께를 가질 수 있다.
하나 이상의 구체 예들에서, 제2 고 RI 층(들)의 조합된 물리적 두께는 특징화될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구체 예에서, 제2 고 RI 층(들)의 조합된 두께는, 약 100㎚ 이상, 약 150㎚ 이상, 약 200㎚ 이상, 또는 약 500㎚ 이상일 수 있다. 결합된 두께는, 개입하는 저 RI 층(들) 또는 기타 층(들)이 존재하는 경우 조차도, 반사-방지 코팅 (130)에서 개별의 고 RI 층의 두께의 계산된 조합이다. 몇몇 구체 예에서, 고-경도 물질 (예를 들어, 질화물 또는 산-질화물 물질)을 또한 포함할 수 있는, 제2 고 RI 층(들)의 조합된 물리적인 두께는, 반사-방지 코팅의 총 물리적 두께의 30%를 초과할 수 있다. 예를 들어, 제2 고 RI 층(들)의 조합된 물리적 두께는, 반사-방지 코팅의 총 물리적 두께의 약 40% 이상, 약 50% 이상, 약 60% 이상, 약 70% 이상, 약 75% 이상, 또는 심지어 약 80% 이상일 수 있다. 부가적으로 또는 선택적으로, 광학 코팅에 포함된, 고-경도 물질일 수 있는, 고 굴절률 물질의 양은, 제품 또는 광학 코팅 (120)의 최상 (즉, 기판에 대립 측의 광학 코팅의 측 또는 사용자 측) 500㎚의 물리적 두께의 퍼센트로 특징화될 수 있다. 제품 또는 광학 코팅의 최상 500㎚의 퍼센트로서 표현하면, 제2 고 RI 층(들)의 조합된 물리적 두께 (또는 고 굴절률 물질의 두께)는, 약 50% 이상, 약 60% 이상, 약 70% 이상, 약 80% 이상, 또는 약 90% 이상일 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 반사-방지 코팅 내에 경질 및 고-굴절률 물질의 더 큰 비율은, 여기 어디에서나 더욱 기재된 바와 같은, 저 반사율, 저 색상, 및 고 내마모성을 또한 나타내기 위해 동시에 만들어질 수도 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 제2 고 RI 층은, 약 1.85를 초과하는 굴절률을 갖는 물질을 포함할 수 있고, 및 제1 저 RI 층은 약 1.75 미만의 굴절률을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 제2 고 RI 층은, 질화물 또는 산질화물 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 사례에서, 광학 코팅에서 제1 저 RI 층 모두의 (또는 광학 코팅의 가장 두꺼운 제2 고 RI 층 상에 배치된 층들에서) 조합된 두께는, 약 200㎚ 이하 (예를 들어, 약 150㎚ 이하, 약 100㎚ 이하, 약 75㎚ 이하, 또는 약 50㎚ 이하)일 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 반사-방지 코팅 (130)은, 오직 반사-방지 표면 (122)에서 측정된 경우 (예를 들어, 흡수체에 결합된 배면 상에 굴절률-일치 오일 (index-matching oils)을 사용하거나, 또는 기타 알려진 방법을 통하는 것과 같이, 제품의 코팅되지 않은 배면 (예를 들어, 도 1에서 114)으로부터의 반사를 제거하는 경우), 광학 파장 레짐에 걸쳐, 약 9% 이하, 약 8% 이하, 약 7% 이하, 약 6% 이하, 약 5% 이하, 약 4% 이하, 약 3% 이하, 또는 약 2% 이하의 평균 광 반사율을 나타낸다. (주간시 평균일 수 있는) 평균 반사율은, 약 0.4% 내지 약 9%, 약 0.4% 내지 약 8%, 약 0.4% 내지 약 7%, 약 0.4% 내지 약 6%, 또는 약 0.4% 내지 약 5%, 및 이들 사이의 모든 범위의 범위일 수 있다. 몇몇 사례에서, 반사-방지 코팅 (120)은, 약 450㎚ 내지 약 650㎚, 약 420㎚ 내지 약 680㎚, 약 420㎚ 내지 약 700㎚, 약 420㎚ 내지 약 740㎚, 약 420㎚ 내지 약 850㎚, 또는 약 420㎚ 내지 약 950㎚와 같은, 다른 파장 범위에 걸친 이러한 평균 광 반사율을 나타낼 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 반사-방지 표면 (122)은, 광학 파장 레짐에 걸쳐, 약 90% 이상, 92% 이상, 94% 이상, 96% 이상 또는 98% 이상의 평균 광 투과율을 나타낸다. 별도의 언급이 없는 한, 평균 반사율 또는 투과율은, 약 0도 내지 약 10도의 입사 조명 각에서 측정된다 (그러나, 이러한 측정은 45도 또는 60도의 입사 조명 각에서 제공될 수 있다).
제품 (100)은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 반사-방지 코팅 상에 배치된 하나 이상의 부가적인 코팅 (140)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 부가적인 코팅은 세정-용이성 코팅을 포함할 수 있다. 적절한 세정-용이성 코팅의 예로는, 2012년 11월 30일자에, 발명의 명칭이 "PROCESS FOR MAKING OF GLASS ARTICLES WITH OPTICAL AND EASY-TO-CLEAN COATINGS"으로 출원된 미국 특허출원 제13/690,904호에 기재되어 있으며, 이의 전체적인 내용은 참조로 여기에 혼입된다. 세정-용이성 코팅은, 약 5㎚ 내지 약 50㎚ 범위의 두께를 가질 수 있고, 및 플루오르화된 실란과 같은 알려진 물질을 포함할 수 있다. 세정-용이성 코팅은, 선택적으로 또는 부가적으로 저-마찰 코팅 또는 표면 처리를 포함할 수 있다. 대표적인 저-마찰 코팅 물질은, 다이아몬드-형 탄소, 실란 (예를 들어, 플루오로실란), 포스포네이트, 알켄, 및 알킨을 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 세정-용이성 코팅은, 약 1㎚ 내지 약 40㎚, 약 1㎚ 내지 약 30㎚, 약 1㎚ 내지 약 25㎚, 약 1㎚ 내지 약 20㎚, 약 1㎚ 내지 약 15㎚, 약 1㎚ 내지 약 10㎚, 약 5㎚ 내지 약 50㎚, 약 10㎚ 내지 약 50㎚, 약 15㎚ 내지 약 50㎚, 약 7㎚ 내지 약 20㎚, 약 7㎚ 내지 약 15㎚, 약 7㎚ 내지 약 12㎚ 또는 약 7㎚ 내지 약 10㎚, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 범위에서 두께를 가질 수 있다.
부가적인 코팅 (140)은, 내스크래치성 층 또는 층(들)을 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 부가적인 코팅 (140)은, 세정-용이성 물질 및 내스크래치성 물질의 조합을 포함한다. 하나의 실시 예에서, 상기 조합은 세정-용이성 물질 및 다이아몬드-형 탄소를 포함한다. 이러한 부가적인 코팅 (140)은, 약 5㎚ 내지 약 20㎚의 범위에서 두께를 가질 수 있다. 부가적인 코팅 (140)의 구성분들은 분리된 층들에 제공될 수 있다. 예를 들어, 다이아몬드-형 탄소는, 제1층으로 배치될 수 있고, 및 세정-용이성 층은, 다이아몬드-형 탄소의 제1층 상에 제2층으로서 배치될 수 있다. 제1층 및 제2층의 두께는, 부가적인 코팅에 대해 위에서 제공된 범위일 수 있다. 예를 들어, 다이아몬드-형 탄소의 제1층은, 약 1nm 내지 약 20㎚ 또는 약 4nm 내지 약 15nm (또는 보다 구체적으로 약 10㎚)의 두께를 가질 수 있고, 및 세정-용이성의 제2층은 약 1nm 내지 약 10㎚ (또는 보다 구체적으로는 약 6nm)의 두께를 가질 수 있다. 다이아몬드-형 코팅은, 4면체 비정질 탄소 (Ta-C), Ta-C:H 및/또는 a-C-H를 포함할 수 있다.
여기에 언급된 바와 같이, 광학 코팅 (120)은, 반사-방지 코팅 (130)과 기판 (110) 사이에 배치될 수 있는, 내스크래치성 층 (150) 또는 코팅 (복수의 내스크래치성 층이 활용되는 경우)을 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 내스크래치성 층 (150) 또는 코팅은, (도 7에 나타낸 바와 같은 150과 같이) 반사-방지 코팅 (130)의 층들 사이에 배치된다. 반사-방지 코팅의 두 섹션 (즉, 내스크래치성 층 (150)과 기판 (110) 사이에 배치된 제1 섹션, 및 내스크래치성 층 위에 배치된 제2 섹션)은, 서로 다른 두께를 가질 수 있거나 또는 본질적으로 서로 동일한 두께를 가질 수 있다. 반사-방지 코팅의 두 섹션의 층들은, 조성물, 순서, 두께 및/또는 배열에서 서로 동일할 수 있거나 또는 서로 다를 수 있다.
내스크래치성 층 (150) 또는 코팅 (또는 부가적인 코팅 (140)으로 사용되는 내-스크래치성 층/코팅)에 사용되는 대표적인 물질은, 무기 탄화물, 질화물, 산화물, 다이아몬드-형 물질, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 내스크래치성 층 또는 코팅을 위한 적절한 물질의 예로는, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산질화물, 금속 탄화물, 금속 산탄화물 (oxycarbides), 및/또는 이들의 조합을 포함한다. 대표적인 금속은, B, Al, Si, Ti, V, Cr, Y, Zr, Nb, Mo, Sn, Hf, Ta 및 W를 포함한다. 내스크래치성 층 또는 코팅에 활용될 수 있는 물질의 특정 예로는, Al2O3, AlN, AlOxNy, Si3N4, SiOxNy, SiuAlvOxNy, 다이아몬드, 다이아몬드-형 탄소, SixCy, SixOyCz, ZrO2, TiOxNy 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 내스크래치성 층 또는 코팅은, 또한 경도, 인성 (toughness), 또는 내마모성/내마손성을 개선하기 위해 조절된 미세구조를 갖는 물질, 또는 나노복합 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 내스크래치성 층 또는 코팅은, 약 5㎚ 내지 약 30㎚의 크기 범위에서 나노결정자 (nanocrystallites)를 포함할 수 있다. 구체 예에서, 내스크래치성 층 또는 코팅은, 변태-강화 지르코니아 (transformation-toughened zirconia), 부분적으로 안정화된 지르코니아, 또는 지르코니아-강화 알루미나를 포함할 수 있다. 구체 예에서, 내스크래치성 층 또는 코팅은, 약 1 MPa√m을 초과하는 파괴 인성 값을 나타내고 및 동시에 약 8 GPa를 초과하는 경도 값을 나타낸다.
내스크래치성 층은 (도 7에 나타낸 바와 같은) 단일 층 (150), 또는 굴절률 구배를 나타내는 다수의 서브-층들 또는 서브-층들 또는 단일 층들을 포함할 수 있다. 다수의 층들이 사용되는 경우, 이러한 층은 내스크래치성 코팅을 형성한다. 예를 들어, 내스크래치성 코팅은, SiuAlvOxNy의 조성적 구배 (compositional gradient)를 포함할 수 있고, 여기서, Si, Al, O 및 N 중 임의의 하나 이상의 농도는, 굴절률을 증가시키거나 또는 감소시키도록 변화된다. 굴절률 구배는 또한 다공도 (porosity)를 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 구배는, 2014년 4월 28일자에 발명의 명칭이 "Scratch-Resistant Articles with a Gradient Layer"으로 출원된, 미국 특허출원 제14/262,224호에 더 충분히 기재되어 있으며, 이의 전체적인 내용은 참조로 여기에 혼입된다.
도 8에 도시된, 하나의 구체 예에서, 광학 코팅 (120)은, 고 RI 층으로 통합되는 내스크래치성 층 (150) 및 상기 내스크래치성 층 (150)에 걸쳐 위치될 수 있는, 하나 이상의 저 RI 층 (130A) 및 고 RI 층 (130B)과 함께, 상기 저 RI 층 (130A) 및 고 RI 층 (130B)에 걸쳐 위치된 광학 캡핑 층 (131)을 포함할 수 있고, 여기서 캡핑 층 (131)은 저 RI 물질을 포함한다. 내스크래치성 층은, 전체 광학 코팅 또는 전체 제품에서 가장 두꺼운 경질 층 또는 가장 두꺼운 고 RI 층으로 선택적으로 정의될 수 있다. 이론에 의해 구속됨에 없이, 제품 (100)은, 상대적으로 얇은 양의 물질이 내스크래치성 층 (150)에 걸쳐 침착되는 경우, 압입 깊이에서 증가된 경도를 나타낼 수 있는 것으로 믿어진다. 그러나, 내스크래치성 층 (150) 위에 저 RI 및 고 RI 층의 포함은, 제품 (100)의 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 상대적으로 적은 수의 층들 (예를 들어, 1, 2, 3, 4, 또는 5 층들)은 내스크래치성 층 (150) 위에 위치될 수 있고, 및 이들 층들 각각은 상대적으로 얇을 수 있다 (예를 들어, 100㎚ 미만, 75㎚ 미만, 50㎚ 미만, 또는 심지어 25㎚ 미만).
구체 예에서, 내스크래치성 층 (150) 위에 (즉, 내스크래치성 층 (150)의 공기 측 상에) 침착된 층들은, 약 1000㎚ 이하, 약 500㎚ 이하, 약 450㎚ 이하, 약 400㎚ 이하, 약 350㎚ 이하, 약 300㎚ 이하, 약 250㎚ 이하, 약 225㎚ 이하, 약 200㎚ 이하, 약 175㎚ 이하, 약 150㎚ 이하, 약 125㎚ 이하, 약 100㎚ 이하, 약 90㎚ 이하, 약 80㎚ 이하, 약 70㎚ 이하, 약 60㎚ 이하, 또는 심지어 약 50㎚ 이하의 총 두께를 (즉, 조합으로) 가질 수 있다.
구체 예에서, 내스크래치성 층 (150) 위에 (즉, 내스크래치성 층 (150)의 공기 측 상에) 위치된 저 RI 층(들)의 총 두께 (이들이 접촉하지 않는 경우도, 모든 저 RI 층들의 두께의 합)는, 약 500㎚ 이하, 약 450㎚ 이하, 약 400㎚ 이하, 약 350㎚ 이하, 약 300㎚ 이하, 약 250㎚ 이하, 약 225㎚ 이하, 약 200㎚ 이하, 약 175㎚ 이하, 약 150㎚ 이하, 약 125㎚ 이하, 약 100㎚ 이하, 약 90㎚ 이하, 약 80㎚ 이하, 약 70㎚ 이하, 약 60㎚ 이하, 약 50㎚ 이하, 약 40㎚ 이하, 약 30㎚ 이하, 약 20㎚ 이하, 또는 심지어 약 10㎚ 이하일 수 있다.
구체 예에서, 광학 코팅 (120)은, 물질의 최상 500㎚의 두께 퍼센트 또는 부피 퍼센트로서 계산된 경우, 두께의 최상 500㎚에서 (즉, 광학 코팅 (120)의 공기 측 상에서), 물질의 고 RI (고 경도)의 적어도 약 50%, 적어도 약 55%, 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 또는 심지어 적어도 약 95%를 포함할 수 있다. 예를 들어, 내스크래치성 층 (150) 위에 위치된 층이 상대적으로 얇은 경우, 경질 물질로 제조될 수 있는 내스크래치성 층 (150)은, 광학 코팅 (120)의 최상 500㎚의 대부분을 포함할 수 있다. 구체 예에서, 광학 코팅 (120)은, 두께의 최상 500㎚에서 (즉, 광학 코팅 (120)의 공기 측에서), 저 RI (저 경도) 물질의 약 50% 미만, 약 45% 미만, 약 40% 미만, 약 35% 미만, 약 30% 미만, 약 25% 미만, 약 20% 미만, 약 15% 미만, 약 10% 미만, 또는 심지어 약 5% 미만을 포함할 수 있다.
내스크래치성 층 또는 코팅의 조성물은, 특별한 특성 (예를 들어, 경도)을 제공하기 위해 변경될 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 내스크래치성 층 또는 코팅은, 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해, 내스크래치성 층 또는 코팅의 주 표면에 대해 측정된 것으로, 약 5GPa 내지 약 30GPa의 범위에서 최대 경도를 나타낸다. 하나 이상의 구체 예에서, 내스크래치성 층 또는 코팅은, 약 6 GPa 내지 약 30 GPa, 약 7 GPa 내지 약 30 GPa, 약 8 GPa 내지 약 30 GPa, 약 9 GPa 내지 약 30 GPa, 약 10 GPa 내지 약 30 GPa, 약 12 GPa 내지 약 30 GPa, 약 5 GPa 내지 약 28 GPa, 약 5 GPa 내지 약 26 GPa, 약 5 GPa 내지 약 24 GPa, 약 5 GPa 내지 약 22 GPa, 약 5 GPa 내지 약 20 GPa, 약 12 GPa 내지 약 25 GPa, 약 15 GPa 내지 약 25 GPa, 약 16 GPa 내지 약 24 GPa, 약 18 GPa 내지 약 22 GPa, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 범위에서 최대 경도를 나타낸다. 하나 이상의 구체 예에서, 내스크래치성 코팅은, 15 GPa 초과, 20 GPa 초과, 또는 25 GPa를 초과하는 최대 경도를 나타낼 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 내스크래치성 층은, 약 15 GPa 내지 약 150 GPa, 약 15 GPa 내지 약 100 GPa, 또는 약 18 GPa 내지 약 100 GPa의 범위에서 최대 경도를 나타낸다. 최대 경도는 다양한 압입 깊이의 범위에 걸쳐 측정된 가장 높은 경도 값이다. 이러한 최대 경도 값은, 약 50㎚ 이상 또는 100㎚ 이상 (예를 들어, 약 100㎚ 내지 약 300㎚, 약 100㎚ 내지 약 400㎚, 약 100㎚ 내지 약 500㎚, 약 100㎚ 내지 약 600㎚, 약 200㎚ 내지 약 300㎚, 약 200㎚ 내지 약 400㎚, 약 200㎚ 내지 약 500㎚, 또는 약 200㎚ 내지 약 600㎚)의 압입 깊이에 따라 나타낸다.
구체 예에서, 제품 (100)은, 압입 깊이의 조합에서 제품의 나노경도 (nanohardness)에 의해 정의될 수 있는, 경도 프로파일 (hardness profile)을 포함한다. 예를 들어, 제품은, 경도 프로파일을 나타낼 수 있고, 여기서 제품 (100)은 약 100㎚ 압입 깊이에서 특정 값을 초과하는 나노경도 및/또는 약 300㎚ 압입 깊이에서 또 다른 특정 값을 초과하는 나노경도 및/또는 약 500㎚ 압입 깊이에서 또 다른 특정 값을 초과하는 나노경도 및/또는 약 700㎚ 압입 깊이에서 또 다른 특정 값을 초과하는 나노 경도를 갖는다. 예를 들어, 둘 이상의 압입 깊이는, 경도 프로파일을 확립하기 위해 선택될 수 있다. 더 깊은 압입 깊이로 연장되는 고 경도를 갖는 것은, 더 가시적인 스크래치에 대한 원인이 되는 더 심각한 스크래치 사건을 방지하는 효과가 있다. 더 얇은 압입 깊이에서 더 높은 경도를 유지하는 것은, 덜 심각한 스크래치 사건을 방지하는 효과가 있다. 따라서, 경도가 얇은 압입 깊이에서 (예를 들어, 표면으로부터 100㎚까지) 빠르게 증가하고, 및 표면으로부터 측정된 것으로, 예를 들어, 100㎚ 내지 약 700 또는 800㎚까지의 깊이에서, 가능한 한 깊게 유지되는, 경도 프로파일을 갖는 것이 바람직하다. 구체 예에서, 제품 (100)은, 100㎚의 압입 깊이에서, 적어도 약 5 GPa, 적어도 약 6 GPa, 적어도 약 7 GPa, 적어도 약 8 GPa, 적어도 약 9 GPa, 적어도 약 10 GPa, 적어도 약 11 GPa, 적어도 약 12 GPa, 적어도 약 13 GPa, 적어도 약 14 GPa, 적어도 약 15 GPa, 적어도 약 16 GPa, 적어도 약 17 GPa, 적어도 약 18 GPa, 적어도 약 19 GPa, 적어도 약 20 GPa, 적어도 약 22 GPa, 또는 심지어 적어도 약 25 GPa의 경도를 포함할 수 있고; 300㎚의 압입 깊이에서, 적어도 약 5 GPa, 적어도 약 6 GPa, 적어도 약 7 GPa, 적어도 약 8 GPa, 적어도 약 9 GPa, 적어도 약 10 GPa, 적어도 약 11 GPa, 적어도 약 12 GPa, 적어도 약 13 GPa, 적어도 약 14 GPa, 적어도 약 15 GPa, 적어도 약 16 GPa, 적어도 약 17 GPa, 적어도 약 18 GPa, 적어도 약 19 GPa, 적어도 약 20 GPa, 적어도 약 22 GPa, 또는 심지어 적어도 약 25 GPa의 경도를 또한 포함할 수 있으며; 500㎚의 압입 깊이에서, 적어도 약 5 GPa, 적어도 약 6 GPa, 적어도 약 7 GPa, 적어도 약 8 GPa, 적어도 약 9 GPa, 적어도 약 10 GPa, 적어도 약 11 GPa, 적어도 약 12 GPa, 적어도 약 13 GPa, 적어도 약 14 GPa, 적어도 약 15 GPa, 적어도 약 16 GPa, 적어도 약 17 GPa, 적어도 약 18 GPa, 적어도 약 19 GPa, 적어도 약 20 GPa, 적어도 약 22 GPa, 또는 심지어 적어도 약 25 GPa의 경도를 포함할 수 있고; 및/또는 700㎚의 압입 깊이에서, 적어도 약 5 GPa, 적어도 약 6 GPa, 적어도 약 7 GPa, 적어도 약 8 GPa, 적어도 약 9 GPa, 적어도 약 10 GPa, 적어도 약 11 GPa, 적어도 약 12 GPa, 적어도 약 13 GPa, 적어도 약 14 GPa, 적어도 약 15 GPa, 적어도 약 16 GPa, 적어도 약 17 GPa, 적어도 약 18 GPa, 적어도 약 19 GPa, 적어도 약 20 GPa, 적어도 약 22 GPa, 또는 심지어 적어도 약 25 GPa의 경도를 포함할 수 있다. 예를 들어, 여기에 기재된 구체 예는, 100㎚ 압입 깊이에서 적어도 약 12 GPa의 경도, 300㎚ 압입 깊이에서 적어도 약 15 GPa의 경도, 500㎚ 압입 깊이에서 적어도 약 15 GPa의 경도, 및 700㎚ 압입 깊이에서 적어도 약 15 GPa의 경도를 가질 수 있다.
내스크래치성 코팅 또는 층의 물리적 두께는, 약 1㎚ 내지 약 5㎛의 범위일 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 내스크래치성 코팅의 물리적 두께는, 약 1㎚ 내지 약 3㎛, 약 1㎚ 내지 약 2.5㎛, 약 1㎚ 내지 약 2㎛, 약 1㎚ 내지 약 1.5㎛, 약 1㎚ 내지 약 1㎛, 약 1㎚ 내지 약 0.5㎛, 약 1㎚ 내지 약 0.2㎛, 약 1㎚ 내지 약 0.1㎛, 약 1㎚ 내지 약 0.05㎛, 약 5㎚ 내지 약 0.05㎛, 약 10㎚ 내지 약 0.05㎛, 약 15㎚ 내지 약 0.05㎛, 약 20㎚ 내지 약 0.05㎛, 약 5㎚ 내지 약 0.05㎛, 약 200㎚ 내지 약 3㎛, 약 400㎚ 내지 약 3㎛, 약 800㎚ 내지 약 3㎛, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 범위일 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 내스크래치성 코팅의 물리적 두께는, 약 1㎚ 내지 약 25㎚ 범위일 수 있다. 몇몇 사례에서, 내-스크래치성 층은, 질화물 또는 산-질화물 물질을 포함할 수 있고, 및 약 200㎚ 이상, 500㎚ 이상 또는 약 1000㎚ 이상의 두께를 가질 수 있다.
하나 이상의 구체 예의 제품은, 적어도 약 500 사이클 후에 테이버 시험에 따라 반사-방지 표면 (122)에 대해 연마된 후, 다양한 방법에 의해 측정된 내마모성으로 기재될 수 있다. 다양한 형태의 마모 시험은, Taber Industries에 의해 공급되는 연마재 매체 (abrasive media)를 사용하는, ASTM D1044-99에 명시된 시험 방법과 같이, 기술분야에 알려져 있다. ASTM D1044-99와 관련된 변경된 마모 방법들은, 다양한 타입의 마모 매체 (abrading media), 연마재 기하학 및 움직임, 압력, 등을 사용하여 고안되어, 다른 샘플의 내마모성을 의미 있게 구별하도록, 반복 가능하고 및 측정 가능한 마모 또는 마손 트랙들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 다른 시험 조건들은 보통, 연질 플라스틱 대 경질 무기 시험 샘플들에 대해 적합할 것이다. 여기에 기재된 구체 예는, 산화물 유리 및 산화물 또는 질화물 코팅과 같은, 주로 경질 무기 물질을 포함하는, 다른 샘플들 사이에 내구성의 명확하고 및 반복 가능한 차이를 제공하는 ASTM D1044-99의 특별히 변경된 버전인, 여기서 정의된 바와 같은, 테이버 시험에 적용된다. 여기서 사용된 바와 같은, 문구 "테이버 시험"은, 약 22℃±3℃의 온도 및 약 70%까지의 상대 습도를 포함하는 환경에서, Taber Industries에 의해 공급된, Taber Linear Abraser 5750 (TLA 5750) 및 부속품을 사용하는 시험 방법을 지칭한다. TLA 5750은, 6.7 mm 직경의 연마기 헤드 (abraser head)를 갖는 CS-17 연마재를 포함한다. 각 샘플은, 테이버 시험에 따라 마모되고, 및 마모 손상은, 다른 방법들 중에서, CCBTDF (Haze and Bidirectional Transmittance Distribution Function) 측정을 사용하여 평가된다. 테이버 시험에서, 각 샘플을 연마하는 절차는, 단단하고, 평평한 표면에 TLA 5750 및 평평한 샘플 받침을 놓는 단계 및 TLA 5750 및 샘플 받침을 표면에 고정하는 단계를 포함한다. 각 샘플이 테이버 시험하에서 마멸시키기 전에, 연마기는, 유리에 부착된 새로운 S-14 리페이싱 스트립 (refacing strip)을 사용하여 표면이 새로 단장된다. 연마기는 25 사이클/분의 사이클 속도 및 1인치의 스트로크 길이 (stroke length)를 사용하여, 부가적인 중량의 부가 없이 10회의 리페이싱 사이클에 적용된다 (즉, 연마기를 유지하는 스핀들 (spindle) 및 콜릿 (collet)의 조합된 중량인, 약 350g의 총 중량은 리페이싱 동안 사용된다). 상기 절차는 그 다음 연마기 헤드와 접촉하여 샘플 받침 내에 놓인, 샘플을 연마하기 위해 TLA 5750을 작동시키는 단계, 및 25 cycles/minute의 사이클 속도, 및 1inch의 스트로크 길이, 및 샘플에 적용된 총 중량이 850g이 되는 중량 (즉, 스핀들 및 콜릿의 350g의 조합된 중량에 부가하여 500g 보조 중량은 적용됨)을 사용하여, 연마기 헤드에 적용된 중량을 지지하는 단계를 포함한다. 이 절차는, 반복성 (repeatability)을 위해 각 샘플에 두 개의 마손 트랙을 형성하는 단계, 및 각 샘플에 대해 두 개의 마손 트랙 각각에서 500 사이클 총수 (cycle counts) 동안 각 샘플을 마모시키는 단계를 포함한다.
하나 이상의 구체 예에서, 제품 (100)의 반사-방지 표면 (122)은, 상기 테이버 시험에 따라 연마되고, 및 제품은, 소스 포트 (source port) 위에 8mm의 직경을 갖는 개구를 사용하여, 상표명 Haze-Gard plus®로, BYK Gardner에 의해 공급된 헤이즈미터를 사용하여 연마된 측면에 대해 측정된 것으로, 약 10% 이하의 헤이즈를 나타낸다.
하나 이상의 구체 예의 제품 (100)은, (여기서 기재되는, 부가적인 코팅 (140)을 포함하여) 임의의 부가적인 코팅이 있거나 또는 없이 이러한 내마모성을 나타낸다. 몇몇 구체 예에서, 헤이즈는, 약 9% 이하, 약 8% 이하, 약 7% 이하, 약 6% 이하, 약 5% 이하, 약 4% 이하, 약 3% 이하, 약 2% 이하, 약 1% 이하, 약 0.5% 이하 또는 약 0.3% 이하일 수 있다. 몇몇 구체 에에서, 제품 (100)은, 약 0.1% 내지 약 10%, 약 0.1% 내지 약 9%, 약 0.1% 내지 약 8%, 약 0.1% 내지 약 7%, 약 0.1% 내지 약 6%, 약 0.1% 내지 약 5%, 약 0.1% 내지 약 4%, 약 0.1% 내지 약 3%, 약 0.1% 내지 약 2%, 약 0.1% 내지 약 1%, 0.3% 내지 약 10%, 약 0.5% 내지 약 10%, 약 1% 내지 약 10%, 약 2% 내지 약 10%, 약 3% 내지 약 10%, 약 4% 내지 약 10%, 약 5% 내지 약 10%, 약 6% 내지 약 10%, 약 7% 내지 약 10%, 약 1% 내지 약 8%, 약 2% 내지 약 6%, 약 3% 내지 약 5%, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 범위에서 헤이즈를 나타낸다.
내마모성을 정량화하기 위한 선택적인 방법은 여기서 또한 고려된다. 하나 이상의 구체 예에서, 반사-방지 표면 (122)에 대해 테이버 시험에 의해 마모된 제품 (100)은, 예를 들어, 반사-방지 표면 (122)의 80x80 micron 구역, 또는 (마모된 구역의 대부분을 샘플링하기 위해) 다수의 80x80 micron 구역들에 걸쳐 수행될 수 있는, 원자력 현미경 (AFM) 표면 프로파일에 의해 측정된 대로의 내마모성을 나타낼 수 있다. 이들 AFM 표면 스캔으로부터, RMS 거칠기, Ra 거칠기, 및 고-저간 (Peak-to-Valley) 표면 높이와 같은, 표면 거칠기 통계는 평가될 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 제품 (100) (또는 구체적으로, 반사-방지 표면 (122))은, 전술된 테이버 시험하에서 마모된 후에, 약 50㎚ 이하, 약 25nm 이하, 약 12nm 이하, 약 10㎚ 이하, 또는 약 5㎚ 이하의 평균 표면 거칠기 (Ra)를 나타낼 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 제품 (100)은, 반사-방지 표면 (122)이, 테이버 시험에 의해 마모된 후에, 광 산란 측정에 의해 측정된 대로의 내마모성을 나타낼 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 광 산란 측정은, Radiant Zemax IS-SA™ 기구를 사용하여 수행되는 양-방향 반사율 분포 함수 (BRDF) 또는 양-방향 투과율 분포 함수 (BTDF) 측정을 포함한다. 이 기구는 반사에서 수직 내지 약 85도 입사, 및 투과에서 수직 내지 약 85도 입사의 임의의 입사각 (input angle)을 사용하여 광 산란을 측정하는 유연성을 가지면서, 또한, 반사 또는 투과에서 2*Pi steradian (반사 또는 투과에서 전체 반구)으로 모든 산란된 광 출력을 포획한다. 하나의 구체 예에서, 제품 (100)은, 수직 입사에서 BTDF를 사용하고 및 선택된 각도 범위, 예를 들어, 극 각들에서 약 10° 내지 약 80° 및 그 내에 임의의 각도 범위에서 투과된 산란 광을 분석하여 측정된, 내마모성을 나타낸다. 각도의 전체 방위각 범위는, 분석되고 통합될 수 있거나, 또는 특정 방위각 슬라이스 (azimuthal angular slices)는, 예를 들어, 약 0° 및 90° 방위각으로, 선택될 수 있다. 선형 마모의 경우에서, 광 산란 측정의 신호-대-잡음 (signal-to-noise)을 증가시키기 위해 마모 방향에 실질적으로 직교하는 방위각 방향을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 2mm 개구 및 600㎚ 파장으로 설정된 단색광기로, 투과시 수직 입사로 CCBTDF 모드에서 Radiant Zemax IS-SA 도구를 사용하는 경우, 및 약 15° 내지 약 60°의 범위 (예를 들어, 구체적으로, 약 20° 또는 약 40°)에서 극 산란 각에서 평가되는 경우, 반사-방지 코팅 (120)에서 측정된 것으로, 제품 (100)은, 약 0.1 미만, 약 0.05 이하, 약 0.03 이하, 약 0.02 이하, 약 0.01 이하, 약 0.005 이하, 또는 약 0.003 이하 (1/steradian의 단위)의, 산란 광 강도를 나타낼 수 있다. 투과시 수직 입사는, 달리 투과시 0도로 알려질 수 있고, 이는 기구 소프트웨어 (instrument software)에 의해 180° 입사로 나타낼 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 산란된 광 강도는, 테이버 시험에 의해 마모된 샘플의 마모된 방향에 실질적으로 직교하는 방위각 방향을 따라 측정될 수 있다. 하나의 실시 예에서, 테이버 시험은, 약 10 사이클 내지 약 1000 사이클, 및 그 사이의 모든 값을 사용할 수 있다. 이들 광학 강도 값은, 또한 약 5 degrees 초과, 약 10 degrees 초과, 약 30 degrees 초과, 또는 약 45 degrees를 초과하는 극 산란 각으로 산란된 입력 광 강도의 약 1% 미만, 약 0.5% 미만, 약 0.2% 미만, 또는 약 0.1% 미만에 상응할 수 있다.
일반적으로 말하자면, 여기에 기재된 바와 같은, 수직 입사에서 BTDF 시험은, 샘플 (또는 이 경우에서, 반사-방지 코팅 (120)을 마모시킨 후에, 제품 (100))을 통한 투과에서 산란된 광의 양을 측정한다는 점에서, 투과 헤이즈 측정과 밀접하게 관련된다. BTDF 측정은, 헤이즈 측정에 비해, 더 상세한 각도 정보뿐만 아니라 더 많은 감도를 제공한다. BTDF는, 다른 극 및 방위각으로 산란의 측정을 가능하게 하며, 예를 들어, 선형 테이버 시험에서 마모 방향에 실질적으로 직교인 방위각 (이들은 선형 마모로부터의 광 산란이 제일 높은 각임)으로 산란을 선택적으로 평가하는 것을 가능하게 한다. 투과 헤이즈는, 본질적으로 약 +/-2.5도를 초과하는 극 각의 전체 반구로 수직 입사 BTDF에 의해 측정된 모든 산란 광의 통합이다.
광학 코팅 (120) 및 제품 (100)은, 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 경도의 측면으로 묘사될 수 있다. 여기서 사용된 바와 같은, "베르코비치 압입자 경도 시험"은, 다이아몬드 베르코비치 압입자로 표면을 압입하여 이의 표면상에 물질의 경도를 측정하는 단계를 포함한다. 베르코비치 압입자 경도 시험은, 일반적으로 Oliver, W.C.; Pharr, G. M. 하중 및 변위 감지 압입 실험을 사용하여 경도 및 탄성 계수를 결정하기 위한 개선된 기술. J. Mater. Res., Vol. 7, No. 6, 1992, 1564-1583; 및 Oliver, W.C.; Pharr, G.M. 기구 압입에 의한 경도 및 탄성 계수의 측정: Advances in Understanding and Refinements to Methodology. J. Mater. Res., Vol. 19, No. 1, 2004, 3-20.에 서술된 방법을 사용하여, 약 50㎚ 내지 약 1000㎚의 범위 (또는 반사-방지 코팅 또는 층의 전체 두께, 이것 중 적은 것)에서 압입 깊이로 압입 (indent)을 형성하기 위해 다이아몬드 베르코비치 압입자로 광학 코팅 (120)의 표면 또는 제품의 반사-방지 표면 (122) (또는 반사-방지 코팅에서 임의의 하나 이상의 층들의 표면)을 압입하는 단계, 및 이 압입 깊이의 세그먼트 (segment) 또는 전체 압입 깊이 범위 (예를 들어, 약 100㎚ 내지 약 600㎚ 범위)를 따라 이 압입으로부터의 최대 경도를 측정하는 단계를 포함한다. 여기서 사용된 바와 같은, 경도는, 평균 경도가 아닌, 최대 경도를 지칭한다.
통상적으로, 하부 기판보다 더 경질인 코팅의 (베르코비치 압입자를 사용하는 것과 같은) 나노압입 측정 방법에서, 측정된 경도는, 얕은 압입 깊이에서 소성 존 (plastic zone)의 발달로 인해 초기에 증가하는 것처럼 보일 수 있으며, 및 그 다음 증가하여, 더 깊은 압입 깊이에서 최대 값 또는 정체기 (plateau)에 도달한다. 그 후, 하부 기판의 영향으로 인해 더 깊은 압입 깊이에서 경도는 감소하기 시작한다. 코팅에 비해 증가된 경도를 갖는 기판이 활용되는 경우, 동일한 효과는 나타날 수 있지만; 그러나, 경도는 하부 기판의 영향으로 인해 더 깊은 압입 깊이에서 증가한다.
압입 깊이 범위 및 어떤 압입 깊이 범위(들)에서 경도 값은, 하부 기판의 영향 없이, 여기에 기재된, 광학 필름 구조 및 이의 층들의 특정 경도 반응을 확인하기 위해 선택될 수 있다. 베르코비치 압입자로 (기판상에 배치된 경우) 광학 필름 구조의 경도를 측정하는 경우, 물질의 영구 변형의 영역 (소성 존)은, 물질의 경도와 연관된다. 압입 동안, 탄성 응력장 (elastic stress field)은, 이 영구 변형의 영역을 훨씬 넘어서 확장된다. 압입 깊이가 증가함에 따라, 겉보기 경도 및 모듈러스는, 하부 기판과의 응력장 상호작용에 의해 영향을 받는다. 경도에 대한 기판 영향은, 더 깊은 압입 깊이 (즉, 통상적으로 광학 필름 구조 또는 층 두께의 약 10%를 초과하는 깊이)에서 발생한다. 게다가, 또 다른 문제점은, 경도 반응이 압입 공정 동안 완전한 가소성 (plasticity)을 발달시키기 위해서 어떤 최소 하중을 요구한다는 점이다. 어떤 최소 하중 이전에, 경도는 일반적으로 증가 경향을 보인다.
(또한, 적은 하중으로 특징화될 수 있는) 작은 압입 깊이 (예를 들어, 약 50㎚ 이하)에서, 물질의 겉보기 경도는, 압입 깊이에 비해 극적으로 증가하는 것으로 나타난다. 이 작은 압입 깊이 레짐은, 경도의 참 측정 기준 (true metric)을 나타내는 것이 아니라, 대신에, 압입자의 유한 곡률 반경과 연관된, 전술한 소성 존의 발달을 반영한다. 중간 압입 깊이에서, 겉보기 경도는 최대 수준에 접근한다. 더 깊은 압입 깊이에서, 기판의 영향은, 압입 깊이가 증가함에 따라 더 두드러진다. 경도는, 압입 깊이가 광학 필름 구조 두께 또는 층 두께의 약 30%를 초과하면 급격히 떨어지기 시작할 수 있다.
도 9는, 코팅의 두께 및 압입 깊이의 함수에 따른 측정된 경도 값에서 변화를 예시한다. 도 9에 나타낸 바와 같이, (경도가 최대 수준에 접근하고 유지되는) 중간 압입 깊이 및 더 깊은 압입 깊이에서 측정된 경도는, 물질 또는 층의 두께에 의존한다. 도 9는, 다른 두께를 갖는 AlOxNy의 4개의 다른 층들의 경도 반응을 예시한다. 각 층의 경도는, 베르코비치 압입자 경도 시험을 사용하여 측정된다. 500㎚-두께의 층은, 약 100㎚ 내지 180㎚의 압입 깊이에서 이의 최대 경도를 나타내고, 경도 측정에 영향을 미치는 기판의 경도를 나타내는, 약 180㎚ 내지 약 200㎚의 압입 깊이에서 경도의 급격한 감소가 수반된다. 1000㎚-두께의 층은, 약 100㎚ 내지 약 300㎚의 압입 깊이에서 최대 경도를 나타내고, 약 300㎚를 초과하는 압입 깊이에서 경도에서 급격한 감소가 수반된다. 1500㎚ 두께의 층은, 약 100㎚ 내지 약 550㎚의 압입 깊이에서 최대 경도를 나타내고, 및 2000㎚ 두께의 층은, 약 100㎚ 내지 약 600㎚의 압입 깊이에서 최대 경도를 나타낸다. 비록 도 9가 두꺼운 단일 층을 예시하지만, 동일한 거동은, 얇은 코팅에서 및 여기에 기재된 구체 예의 반사-방지 코팅 (120)과 같은 다수의 층을 포함하는 코팅에서도 관찰된다.
몇몇 구체 예에서, 광학 코팅 (120)은, 약 8 GPa 이상, 약 10 GPa 이상 또는 약 12 GPa 이상 (예를 들어, 14 GPa 이상, 16 GPa 이상, 18 GPa 이상, 20 GPa 이상)의 경도를 나타낼 수 있다. 광학 코팅 (120)의 경도는 약 20 GPa 또는 30 GPa 이하일 수 있다. 여기에 기재된 바와 같은, 반사-방지 코팅 (120) 및 임의의 부가적인 코팅을 포함하는, 제품 (100)은, 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해, 반사-방지 표면 (122)에 대해 측정된 것으로, 약 5GPa 이상, 약 8GPa 이상, 약 10GPa 이상 또는 약 12GPa 이상 (예를 들어, 14 GPa 이상, 16 GPa 이상, 18 GPa 이상, 20 GPa 이상)의 경도를 나타낸다. 광학 코팅 (120)의 경도는, 약 20 GPa 또는 30 GPa 이하일 수 있다. 이러한 측정된 경도 값은, 약 50㎚ 이상 또는 약 100㎚ 이상 (예를 들어, 약 100㎚ 내지 약 300㎚, 약 100㎚ 내지 약 400㎚, 약 100㎚ 내지 약 500㎚, 약 100㎚ 내지 약 600㎚, 약 200㎚ 내지 약 300㎚, 약 200㎚ 내지 약 400㎚, 약 200㎚ 내지 약 500㎚, 또는 약 200㎚ 내지 약 600㎚)의 압입 깊이에 따라 광학 코팅 (120) 및/또는 제품 (100)에 의해 나타낼 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 제품은, (반사-방지 표면으로부터 대립 표면에 대해 측정될 수 있는) 기판의 경도를 초과하는 경도를 나타낸다.
광학 코팅 (120)은, 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로, 약 12 GPa 이상, 약 13 GPa 이상, 약 14 GPa 이상, 약 15 GPa 이상, 약 16 GPa 이상, 약 17 GPa 이상, 약 18 GPa 이상, 약 19 GPa 이상, 약 20 GPa 이상, 약 22 GPa 이상, 약 23 GPa 이상, 약 24 GPa 이상, 약 25 GPa 이상, 약 26 GPa 이상, 또는 약 27 GPa 이상 (약 50 GPa까지)의 경도를 갖는 적어도 하나의 층 (이러한 층의 표면, 예를 들어, 도 2의 제2 고 RI 층 (130B)의 표면 또는 내스크래치성 층의 표면에 대해 측정된, 경도를 갖는 층)을 가질 수 있다. 이러한 층의 경도는, 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로, 약 18 GPa 내지 약 21 GPa의 범위일 수 있다. 이러한 측정된 경도 값은, 약 50㎚ 이상 또는 100㎚ 이상 (예를 들어, 약 100㎚ 내지 약 300㎚, 약 100㎚ 내지 약 400㎚, 약 100㎚ 내지 약 500㎚, 약 100㎚ 내지 약 600㎚, 약 200㎚ 내지 약 300㎚, 약 200㎚ 내지 약 400㎚, 약 200㎚ 내지 약 500㎚, 또는 약 200㎚ 내지 약 600㎚)의 압입 깊이를 따라 적어도 하나의 층에 의해 나타낼 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 광학 코팅 (120) 또는 상기 광학 코팅 내에 개별 층은, 반사-방지 표면 (122)에 대해 측정된 것으로, 베르코비치 압입자로 그 표면을 압입하여, 약 75GPa 이상, 약 80GPa 이상 또는 약 85GPa 이상의 탄성 모듈러스 (elastic modulus)를 나타낼 수 있다. 이들 모듈러스 값은, 예를 들어, 0㎚ 내지 약 50㎚의 압입 깊이에서, 반사-방지 표면에 매우 근접하게 측정된 모듈러스를 나타낼 수 있거나, 또는 이것은, 더 깊은 압입 깊이, 예를 들어, 약 50㎚ 내지 약 1000㎚에서 측정된 모듈러스를 나타낼 수 있다.
내-스크래치성 층 (반사-방지 코팅의 일부, 예를 들어, 도 7의 (150)로서 사용된 경우) 또는 내스크래치성 코팅 (부가적인 코팅 (140)으로 사용된 경우)을 포함하는 제품의 구체 예에서, 제품은, 반사-방지 표면 (122), 또는 내스크래치성 코팅의 표면에 대해 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로, 약 12 GPa 내지 약 25 GPa의 범위에서 최대 경도를 나타낼 수 있다. 이러한 측정된 경도 값은, 약 50㎚ 이상 또는 100㎚ 이상 (예를 들어, 약 100㎚ 내지 약 300㎚, 약 100㎚ 내지 약 400㎚, 약 100㎚ 내지 약 500㎚, 약 100㎚ 내지 약 600㎚, 약 200㎚ 내지 약 300㎚, 약 200㎚ 내지 약 400㎚, 약 200㎚ 내지 약 500㎚, 또는 약 200㎚ 내지 약 600㎚)의 압입 깊이를 따라 나타낼 수 있다. 이 경도는, 내스크래치성 층이 (예를 들어, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같은) 반사-방지 표면 (122)에 또는 그 근처에 배치되지 않은 경우에서도 나타낼 수 있다.
광학 코팅 (120)/공기 계면 및 광학 코팅 (120)/기판 (110) 계면으로부터의 반사파들 사이에 광학 간섭은, 제품 (100)에서 겉보기 색상 (apparent color)을 생성하는 분광 반사율 (spectral reflectance) 및/또는 투과율 진동 (transmittance oscillations )을 초래할 수 있다. 여기서 사용된 바와 같은, 용어 "투과율"은, 물질 (예를 들어, 제품, 기판 또는 광학 필름 또는 그 일부)를 통해 투과된 주어진 파장 범위 내에서 입사 광 출력의 퍼센트로 정의된다. 용어 "반사율"은 유사하게 물질 (예를 들어, 제품, 기판 또는 광학 막 또는 그 일부)로부터 반사되는 주어진 파장 범위 내에서 입사 광 출력의 퍼센트로서 정의된다. 투과율 및 반사율은, 특정 선폭을 사용하여 측정된다. 하나 이상의 구체 예에서, 투과율 및 반사율의 특징화의 스펙트럼 해상도는, 5㎚ 또는 0.02 eV 미만이다. 색상은 반사시 더 두드러질 수 있다. 시야각에 따른 반사시 각도 색 변이는, 입사 조명 각에 따른 분광 반사율 진동에서 이동 (shift)에 기인한다. 시야각에 따른 투과율에서 각도 색 변이는 또한 입사 조명 각에 따른 분광 투과율 진동에서 동일한 이동에 기인한다. 입사 조명 각에 따라 관찰된 색상 및 각도 색 변이는, 특히 형광등 조명 및 몇몇 LED 조명과 같은 날카로운 스펙트럼 피쳐를 갖는 조명하에서, 장치 사용자를 종종 혼란시키거나 또는 불쾌하게 한다. 투과시 각도 색 변이는 또한 반사시 색 변이의 요인으로 역할을 할 수 있으며 및 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 투과 및/또는 반사시 각도 색 변이의 요인은, 또한 특정 광원 또는 시험 시스템에 의해 정의된 (각도와 다소 독립적으로) 물질 흡수에 의해 유발될 수 있는 어떤 백색점 (white point)과 먼 시야각 또는 각도 색 변이에 기인한 각도 색 변이를 포함할 수 있다.
진동은 진폭의 측면에서 묘사될 수 있다. 여기서 사용된 바와 같은, 용어 "진폭"은 반사율 또는 투과율에서 고-저간 변화를 포함한다. 문구 "평균 진폭"은, 광학 파장 레짐 내에 여러 진동 주기 또는 파장 서브-범위에 대해 평균화된 반사율 또는 투과율에서 고-저간 변화를 포함한다. 여기서 사용된 바와 같은, "광학 파장 레짐"은, 약 400㎚ 내지 약 800㎚ (및 좀 더 구체적으로는 약 450㎚ 내지 약 650㎚)의 파장 범위를 포함한다.
본 개시의 구체 예는, 다른 광원하에서 수직 입사로부터 변화하는 입사 조명 각에서 보았을 경우, 무색 및/또는 더 작은 각도 색 변이의 측면에서, 개선된 광학 성능을 제공하는 반사-방지 코팅을 포함한다.
본 개시의 하나의 관점은, 광원하에 다른 입사 조명 각에서 보았을 경우도 반사율 및/또는 투과율에서 무색을 나타내는 제품과 관련된다. 하나 이상의 구체 예에서, 제품은, 기준 조명 각과 여기서 제공된 범위 내에 임의의 부수적인 조명 각 사이에서 약 5 이하 또는 약 2 이하의 반사율 및/또는 투과율의 각도 색 변이를 나타낸다. 여기서 사용된 바와 같은, 문구 "색 변이" (각도 또는 기준점)는, 반사율 및/또는 투과율에서 CIE L*, a*, b* 비색계 시스템하에서, a* 및 b* 모두에서 변화를 지칭한다. 별도의 언급이 없는 한, 여기에 기재된 제품의 L* 좌표는, 임의의 각도 또는 기준점에서 동일하고 및 색 변이에 영향을 미치지 않는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 각도 색 변이는, 하기 수학식 1을 사용하여 결정될 수 있다:
[수학식 1]
√((a*2-a*1)2+(b*2-b*1)2),
여기서, 입사 조명 각이 기준 조명 각과 다르고 및 다른 몇몇 경우에, 적어도 약 1 degree, 2 degrees 또는 약 5 degrees 만큼 기준 조명 각과 다르다는 전제하에서, a*1, 및 b*1은, (수직 입사를 포함할 수 있는) 입사 기준 조명 각에서 보았을 경우, 제품의 a* 및 b* 좌표를 나타내고, 및 a*2, 및 b*2는, 입사 조명 각에서 보았을 경우, 제품의 a* 및 b* 좌표를 나타낸다. 몇몇 사례에서, 약 10 이하 (예를 들어, 5 이하, 4 이하, 3 이하, 또는 3 이하)의 반사율 및/또는 투과율에서 각도 색 변이는, 광원하에서, 기준 조명 각으로부터 다양한 입사 조명 각에서 보았을 경우, 제품에 의해 나타낸다. 몇몇 사례에서, 반사율 및/또는 투과율에서 각도 색 변이는, 약 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 구체 예에서, 각도 색 변이는 약 0일 수 있다. 광원은 (텅스텐-필라멘트 조명을 대표하는) A 광원, B 광원 (일광 시뮬레이팅 광원), C 광원 (일광 시뮬레이팅 광원), (자연 일광을 대표하는) D 시리즈 광원, 및 (다양한 타입의 형광등 조명을 대표하는) F 시리즈 광원을 포함하는, CIE에 의해 결정된 바와 같은 표준 광원을 포함할 수 있다. 특정 실시 예에서, 제품은, CIE F2, F10, F11, F12 또는 D65 광원하에서, 또는 좀 더 구체적으로, CIE F2 광원하에서, 기준 조명 각도로부터 입사 조명 각에서 보았을 경우, 약 2 이하의 반사율 및/또는 투과율에서 각도 색 변이를 나타낸다.
입사 조명 각과 기준 조명 각 사이에 차이가, 적어도 약 1 degree, 2 degrees 또는 약 5 degrees라면, 기준 조명 각은, 수직 입사 (즉, 약 0 degrees 내지 약 10 degrees), 또는 수직 입사로부터 5 degrees, 수직 입사로부터 10 degrees, 수직 입사로부터 15 degrees, 수직 입사로부터 20 degrees, 수직 입사로부터 25 degrees, 수직 입사로부터 30 degrees, 수직 입사로부터 35 degrees, 수직 입사로부터 40 degrees, 수직 입사로부터 50 degrees, 수직 입사로부터 55 degrees, 또는 수직 입사로부터 60 degrees를 포함할 수 있다. 입사 조명 각은, 기준 조명 각에서 떨어져, 기준 조명 각에 대하여, 약 5 degrees 내지 약 80 degrees, 약 5 degrees 내지 약 70 degrees, 약 5 degrees 내지 약 65 degrees, 약 5 degrees 내지 약 60 degrees, 약 5 degrees 내지 약 55 degrees, 약 5 degrees 내지 약 50 degrees, 약 5 degrees 내지 약 45 degrees, 약 5 degrees 내지 약 40 degrees, 약 5 degrees 내지 약 35 degrees, 약 5 degrees 내지 약 30 degrees, 약 5 degrees 내지 약 25 degrees, 약 5 degrees 내지 약 20 degrees, 약 5 degrees 내지 약 15 degrees, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 범위일 수 있다. 제품은, 기준 조명 각이 수직 입사인 경우, 약 2 degrees 내지 약 80 degrees (또는 약 10 degrees 내지 약 80 degrees, 또는 약 20 degrees 내지 약 80 degrees)의 범위에 모든 입사 조명 각에서 및 입사 조명 각을 따라 여기에 기재된 반사율 및/또는 투과율에서 각도 색 변이를 나타낼 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 입사 조명 각과 기준 조명 각 사이에 차이가, 적어도 약 1 degree, 2 degrees 또는 약 5 degrees인 경우, 제품은 약 2 degrees 내지 약 80 degrees (또는 약 10 degrees 내지 약 80 degrees, 또는 약 20 degrees 내지 약 80 degrees)의 범위에 모든 입사 조명 각에서 및 입사 조명 각을 따라 여기에 기재된 반사율 및/또는 투과율에서 각도 색 변이를 나타낼 수 있다. 하나의 실시 예에서, 제품은, 수직 입사각과 동일한 기준 조명 각과 떨어져, 약 2 degrees 내지 약 60 degrees, 약 5 degrees 내지 약 60 degrees, 또는 약 10 degrees 내지 약 60 degrees의 범위에 임의의 입사 조명 각에서 5 이하 (예를 들어, 4 이하, 3 이하, 또는 2 이하)의 반사율 및/또는 투과율에서 각도 색 변이를 나타낼 수 있다. 다른 실시 예에서, 제품은, 기준 조명 각이 10 degrees이고, 및 입사 조명 각이 기준 조명 각과 떨어져 약 12 degrees 내지 약 60 degrees, 약 15 degrees 내지 약 60 degrees, 또는 약 20 degrees 내지 약 60 degrees 범위의 임의의 각인 경우, 5 이하 (예를 들어, 4 이하, 3 이하, 또는 2 이하)의 반사율 및/또는 투과율에서 각도 색 변이를 나타낼 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 각도 색 변이는, 기준 조명 각 (예를 들어, 수직 입사각)과 약 20 degrees 내지 약 80 degrees 범위의 입사 조명 각 사이에 모든 각에서 측정될 수 있다. 다시 말해서, 각도 색 변이는 측정될 수 있으며, 및 약 0 degrees 내지 20 degrees, 약 0 degrees 내지 약 30 degrees, 약 0 degrees 내지 약 40 degrees, 약 0 degrees 내지 약 50 degrees, 약 0 degrees 내지 약 60 degrees, 또는 약 0 degrees 내지 약 80 degrees 범위의 모든 각에서, 약 5 미만 또는 약 2 미만일 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 제품은, 기준점으로부터 투과율 색상 또는 반사율 좌표들 사이에 거리 또는 기준점 색 변이가, ((텅스텐-필라멘트 조명을 대표하는) A 광원, B 광원 (일광 시뮬레이팅 광원), C 광원 (시뮬레이팅 광원), (자연 일광을 대표하는) D 시리즈 광원, 및 (다양한 타입의 형광등 조명을 대표하는) F 시리즈 광원을 포함하는, CIE에 의해 결정된 바와 같은 표준 광원을 포함할 수 있는) 광원하에서 약 5 미만 또는 약 2 미만이 되도록 반사율 및/또는 투과율에서 CIE L*, a*, b* 비색계 시스템 내에 색상을 나타낸다. 특정 실시 예에서, 제품은, CIE F2, F10, F11, F12 또는 D65 광원하에서 또는 좀 더 구체적으로 CIE F2 광원하에 기준 조명 각으로부터 입사 조명 각에서 보았을 경우, 약 2 이하의 반사율 및/또는 투과율에서 색 변이를 나타낸다. 다시 말해서, 제품은, 여기서 정의된 바와 같은, 기준점으로부터 약 2 미만의 기준점 색 변이를 갖는 반사-방지 표면 (122)에서 측정된 투과율 색상 (또는 투과율 색 좌표) 및/또는 반사율 색상 (또는 반사율 색 좌표)를 나타낼 수 있다. 별도로 언급하지 않는 한, 투과율 색상 또는 투과율 색 좌표는, 반사-방지 표면 (122) 및 제품의 대립 맨 표면 (즉, 114)을 포함하는 제품의 2개의 표면에 대해 측정된다. 별도의 언급이 없는 한, 반사율 색상 또는 반사율 색 좌표는, 제품의 반사-방지 표면 (122)에 대해서만 측정된다. 그러나, 여기에 기재된 반사율 색상 또는 반사율 색 좌표는, 2-표면 측정 (제품의 두 면으로부터 반사는 모두 포함됨) 또는 1-표면 측정 (제품의 반사-방지 표면으로부터 반사만 측정됨)를 사용하여 제품의 반사-방지 표면 (122) 및 제품의 대립 측 (즉, 도 1에서 주 표면 (114)) 모두에서 측정될 수 있다. 이들 중, 1-표면 반사율 측정은, 통상적으로 반사-방지 코팅에 대해 저 색상 또는 저-색 변이 값을 달성하기 위한 더 도전적인 측정 기준이고, 및 이것은 (스마트폰, 등과 같은) 적용과 관련이 있고, 여기서 제품의 배면은, 블랙 잉크 또는 LCD 또는 OLED 장치와 같은, 광 흡수 매체에 결합된다.
하나 이상의 구체 예에서, 기준점은, CIE L*, a*, b* 비색계 시스템 (또는 색 좌표 a*=0, b*=0), 좌표 (a*=-2, b*=-2), 또는 기판의 투과율 또는 반사율 색 좌표 내에 기원 (0,0)일 수 있다. 별도의 언급이 없는 한, 여기서 기재된 제품의 L* 좌표는, 기준점과 동일한 것이고 및 색 변이에 영향을 미치지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제품의 기준점 색 변이가 기판에 대하여 정의되는 경우, 제품의 투과율 색 좌표는, 기판의 투과율 색 좌표와 비교되고, 및 제품의 반사율 색 좌표는, 기판의 반사율 색 좌표와 비교된다.
하나 이상의 특별한 구체 예에서, 투과율 색상 및/또는 반사율 색상의 기준점 색 변이는, 1 미만 또는 0.5 미만일 수 있다. 하나 이상의 특별한 구체 예에서, 투과율 색상 및/또는 반사율 색상을 위한 기준점 색 변이는, 1.8, 1.6, 1.4, 1.2, 0.8, 0.6, 0.4, 0.2, 0 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위일 수 있다. 기준점이 색 좌표 a*=0, b*=0인 경우, 기준점 색 변이는 하기 수학식 2에 의해 계산된다.
[수학식 2]
기준점 색 변이 = √((a*제품)2 + (b*제품)2)
기준점이 색좌표 a*=-2, b*=-2인 경우, 기준점 색 변이는, 하기 수학식 3에 의해 계산된다.
[수학식 3]
기준점 색 변이 = √((a*제품+2)2 + (b*제품+2)2)
기준점이 기판의 색 좌표인 경우, 기준점 색 변이는, 하기 수학식 4에 의해 계산된다.
[수학식 4]
기준점 색 변이 = √((a*제품 - a*기판)2 + (b*제품 - b*기판)2)
몇몇 구체 예에서, 제품은, 기준점이 기판의 색 좌표, 색 좌표 a*=0, b*=0 및 좌표 a*=-2, b*=-2중 어느 하나인 경우, 기준점 색 변이가 2 미만 이도록 투과율 색상 (또는 투과율 색 좌표) 및 반사율 색상 (또는 반사율 색 좌표)을 나타낼 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 제품은, 약 0 내지 약 60 degrees (또는 약 0 degrees 내지 약 40 degrees 또는 약 0 degrees 내지 약 30 degrees)의 범위 내에 모든 입사 조명 각에서 CIE L*, a*, b* 비색계 시스템에서의, 약 -5 내지 약 1, 약 -5 내지 약 0, 약 -4 내지 약 1, 또는 약 -4 내지 약 0 범위의 (반사-방지 표면에서만 측정된 것으로) 반사율에서 b* 값을 나타낼 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 제품은, 약 0 내지 약 60 degrees (또는 약 0 degrees 내지 약 40 degrees 또는 약 0 degrees 내지 약 30 degrees)의 범위 내에 모든 입사 조명 각에서 CIE L*, a*, b* 비색계 시스템에서의 약 2 미만 (또는 약 1.8 이하, 약 1.6 이하, 1.5 이하, 1.4 이하, 1.2 이하, 또는 약 1 이하)의 (제품의 반사-방지 표면 및 대립 맨 표면에서 측정된 것으로) 투과율에서 b* 값을 나타낼 수 있다. 투과율에서 b* 값의 하한은 약 -5일 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 제품은, 광원 D65, A, 및 F2 하에서 약 0 degrees 내지 약 60 degrees 범위 내에 입사 조명 각에서 약 -1.5 내지 약 1.5 범위 (예를 들어, -1.5 내지 -1.2, -1.5 내지 -1, -1.2 내지 1.2, -1 내지 1, -1 내지 0.5, 또는 -1 내지 0)의 (반사-망지 표면 및 대립 맨 표면에서의) 투과율에서 a* 값을 나타낸다. 몇몇 구체 예에서, 제품은, 광원 D65, A, 및 F2 하에 약 0 degrees 내지 약 60 degrees 범위 내에 입사 조명 각에서 약 -1.5 내지 약 1.5 범위 (예를 들어, -1.5 내지 -1.2, -1.5 내지 -1, -1.2 내지 1.2, -1 내지 1, -1 내지 0.5, 또는 -1 내지 0)의 (반사-방지 표면 및 대립 맨 표면에서의) 투과율에서 b* 값을 나타낸다.
몇몇 구체 예에서, 제품은, 광원 D65, A, 및 F2하에 약 0 degrees 내지 약 60 degrees 범위 내에 입사 조명 각에서 약 -5 내지 약 2 범위 (예를 들어, -4.5 내지 1.5, -3 내지 0, -2.5 내지 0.25)의 (오직 반사-방지 표면에서의) 반사율에서 a* 값을 나타낸다. 몇몇 구체 예에서, 제품은, 광원 D65, A, 및 F2 하에 약 0 degrees 내지 약 60 degrees 범위 내에 입사 조명 각에서 약 -7 내지 약 0 범위의 (오직 반사-방지 표면에서의) 반사율에서 b* 값을 나타낸다.
하나 이상의 구체 예의 제품, 또는 하나 이상의 제품의 반사-방지 표면 (122)은, 약 400㎚ 내지 약 800㎚ 범위의 광학 파장 레짐에 걸쳐 약 95% 이상 (예를 들어, 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 또는 약 99% 이상)의 평균 광 투과율을 나타낼 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 제품, 또는 하나 이상의 제품의 반사-방지 표면 (122)은, 약 400㎚ 내지 약 800㎚ 범위의 광학 파장 레짐에 걸쳐 약 2% 이하 (예를 들어, 약 1.5% 이하, 약 1% 이하, 약 0.75% 이하, 약 0.5% 이하, 또는 약 0.25% 이하)의 평균 광 반사율을 나타낼 수 있다. 이들 광 투과율 및 광 반사율 값은, 전체 광학 파장 레짐에 걸쳐 또는 광학 파장 레짐의 선택된 범위 (예를 들어, 광학 파장 레짐 내에, 100㎚ 파장 범위, 150㎚ 파장 범위, 200㎚ 파장 범위, 250㎚ 파장 범위 , 280㎚ 파장 범위 또는 300㎚ 파장 범위)에 걸쳐 관찰될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 이들 광 반사율 및 투과율 값은, (반사-방지 표면 (122) 및 대립 주 표면 (114) 모두에 대해 반사율 또는 투과율을 고려한) 총 반사율 또는 총 투과율일 수 있거나, 또는 (대립 표면을 고려하지 않고) 오직 반사-방지 표면 (122)에서 측정된 것으로, 제품의 단일 측에 대해 관찰될 수 있다. 별도로 명시되지 않는 한, 평균 반사율 또는 투과율은, 약 0 degrees 내지 약 10 degrees 범위의 입사 조명 각에서 측정된다 (그러나, 이러한 측정은 45 degrees 또는 60 degrees의 입사 조명 각에서 제공될 수 있다).
몇몇 구체 예에서, 하나 이상의 구체 예의 제품, 또는 하나 이상의 제품의 반사-방지 표면 (122)은, 광학 파장 레짐에 걸쳐 약 1% 이하, 약 0.7% 이하, 약 0.5% 이하, 또는 약 0.45% 이하의 평균 가시 주간시 반사율을 나타낼 수 있다. 이들 주간시 반사율 값은, 약 0° 내지 약 20°, 약 0° 내지 약 40°, 또는 약 0° 내지 약 60°의 범위에서 입사 조명 각을 나타낼 수 있다. 여기서 사용된 바와 같은, 주간시 반사율은, 사람의 눈의 감도에 따라 파장 스펙트럼에 대하여 반사율에 가중치를 주어 사람의 눈의 반응을 모방한다. 주간시 반사율은 또한 CIE 색 공간 조약과 같은 알려진 조약에 따라, 반사된 광의 휘도 (luminance) 또는 삼자극 Y 값 (tristimulus Y value)으로 정의될 수 있다. 평균 주간시 반사율은, 수학식 5에서, 눈의 스펙트럼 반응과 관련된, 광원 스펙트럼, 및 CIE의 색상 일치 함수, 가 곱해진, 분광 반사율, 로 정의된다:
[수학식 5]
몇몇 구체 예에서, 제품은, 약 10% 미만의 오직 반사-방지 표면에 대해 수직 또는 근-수직 입사 (예를 들어, 0-10 degrees)에서 측정된, 단일-측 평균 주간시 반사율을 나타낸다. 몇몇 구체 예에서, 단일-측 평균 주간시 반사율은, 약 9% 이하, 약 8% 이하, 약 7% 이하, 약 6% 이하, 약 5% 이하, 약 4% 이하, 약 3% 또는 약 2% 이하이다. 특별한 구체 예에서, 하나 이상의 제품의 반사-방지 표면 (122) (즉, 단일-측 측정을 통해 오직 반사-방지 표면을 측정하는 경우)은, 약 5.0 미만, 약 4.0 미만, 약 3.0 미만, 약 2.0 미만, 약 1.5 미만, 또는 약 1.25 미만의, D65 조명 및/또는 F2 광원을 사용하여 (수직 입사인 기준 조명 각으로) 약 5 degrees 내지 약 60 degrees 범위의 전체 입사 조명 각에 걸쳐, 최대 반사율 색 변이를 동시에 나타내면서, 상기 평균 주간시 반사율 값을 나타낼 수 있다. 이들 최대 반사율 색 변이 값은, 동일한 범위 내에 임의의 각에서 측정된 가장 높은 (highest) 색상 점 값으로부터 차감된, 수직 입사로부터 약 5 degrees 내지 약 60 degrees의 임의의 각에서 측정된 가장 낮은 (lowest) 색상 점 값을 나타낸다. 상기 값은, a* 값 (a*highest-a*lowest)에서 최대 변화, b* 값 (b*highest-b*lowest)에서 최대 변화, a* 및 b* 값 모두에서 최대 변화, 또는 양 √((a*highest-a*lowest)2+(b*highest-b*lowest)2)에서 최대 변화를 나타낼 수 있다.
기판
기판 (110)은, 무기 물질을 포함할 수 있고, 및 비정질 기판, 결정질 기판 또는 이의 조합을 포함할 수 있다. 기판 (110)은, 인공 물질 및/또는 자연적으로 발생하는 물질 (예를 들어, 석영 및 중합체)로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 사례에서, 기판 (110)은, 유기물을 특징으로 할 수 있고, 및 구체적으로 중합체일 수 있다. 적절한 중합체의 예로는, (스티렌 공중합체 및 블렌드 (blends)를 포함하는) 폴리스티렌 (PS), (공중합체 및 블렌드를 포함하는) 폴리카보네이트 (PC), (폴리에틸렌에테르프탈레이트 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 공중합체를 포함하는, 공중합체 및 블렌드를 포함하는) 폴리에스테르, 폴리올레핀 (PO) 및 시클릭폴리올레핀 (시클릭-PO), 폴리비닐클로라이드 (PVC), (공중합체 및 블렌드를 포함하는) 폴리메틸메타아크릴레이트 (PMMA)를 포함하는 아크릴계 중합체, 열가소성 우레탄 (TPU), 폴리에테르이미드 (PEI) 및 이들 중합체 서로의 블렌드를 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 대표적인 중합체는, 에폭시, 스티렌, 페놀, 멜라민, 및 실리콘 수지를 포함한다.
몇몇 특별한 구체 예에서, 기판 (110)은, 구체적으로 중합체, 플라스틱 및/또는 금속 기판들을 배제할 수 있다. 기판은, 알칼리-포함 기판 (즉, 하나 이상의 금속을 포함하는 기판)을 특징으로 할 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, 기판은, 약 1.45 내지 약 1.55의 범위에서 굴절률을 나타낸다. 특별한 구체 예에서, 기판 (110)은, 적어도 5, 적어도 10, 적어도 15, 또는 적어도 20의 샘플을 사용하는 볼-온-링 시험 (ball-on-ring testing)을 사용하여 측정된 것으로, 0.5% 이상, 0.6% 이상, 0.7% 이상, 0.8% 이상, 0.9% 이상, 1% 이상, 1.1% 이상, 1.2% 이상, 1.3% 이상, 1.4% 이상 1.5% 이상 또는 심지어 2% 이상인 하나 이상의 대립 주 표면상에 표면에서 평균 파단 변형률 (strain-to-failure)을 나타낼 수 있다. 특별한 구체 예에서, 기판 (110)은, 약 1.2%, 약 1.4%, 약 1.6%, 약 1.8%, 약 2.2%, 약 2.4%, 약 2.6%, 약 2.8% 또는 약 3% 이상의 하나 이상의 대립 주 표면에 대한 이의 표면에서의 평균 파단 변형률을 나타낼 수 있다.
적절한 기판 (110)은, 약 30 GPa 내지 약 120 GPa의 범위에서 탄성 모듈러스 (또는 영률)를 나타낼 수 있다. 몇몇 사례에서, 기판의 탄성 모듈러스는, 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 서브-범위의 범위일 수 있다.
하나 이상의 구체 예에서, 비정질 기판은, 강화되거나 또는 강화되지 않을 수 있는, 유리를 포함할 수 있다. 적절한 유리의 예로는, 소다 라임 유리, 알칼리 알루미노실리케이트 유리, 알칼리 함유 보로실리케이트 유리 및 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리를 포함한다. 몇몇 변형에서, 유리는 산화리튬이 없을 수 있다. 하나 이상의 선택적인 구체 예에서, 기판 (110)은, (강화되거나 또는 강화되지 않을 수 있는) 유리 세라믹 기판과 같은 결정질 기판을 포함할 수 있거나 또는 사파이어와 같은, 단결정 구조를 포함할 수 있다. 하나 이상의 특별한 구체 예에서, 기판 (110)은, 비정질 기반 (예를 들어, 유리) 및 결정질 클래딩 (예를 들어, 사파이어층, 다결정질 알루미나층 및/또는 스피넬 (MgAl2O4) 층)을 포함한다.
하나 이상의 구체 예의 기판 (110)은, (여기에 기재된 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 측정된 것으로) 제품의 경도 미만인 경도를 가질 수 있다. 기판의 경도는 베르코비치 압입자 경도 시험 또는 비커스 경도 시험을 포함하는, 그러나, 이에 제한되지 않는, 기술분야의 알려진 방법을 사용하여 측정될 수 있다.
비록 다른 구체 예가 만곡되거나 또는 달리 형상화되거나 또는 조각된 기판을 활용할 수 있을지라도, 기판 (110)은, 실질적으로 평면 또는 시트-형일 수 있다. 기판 (110)은, 실질적으로 광학적으로 맑고, 투명하며 및 광 산란이 없을 수 있다. 이러한 구체 예에서, 기판은, 약 85% 이상, 약 86% 이상, 약 87% 이상, 약 88% 이상, 약 89% 이상, 약 90% 이상, 약 91% 이상 또는 약 92% 이상의 광학 파장 레짐에 걸쳐 평균 광 투과율을 나타낼 수 있다. 하나 이상의 선택적인 구체 예에서, 기판 (110)은, 불투명일 수 있거나 또는 약 10% 미만, 약 9% 미만, 약 8% 미만, 약 7% 미만, 약 6% 미만, 약 5% 미만, 약 4% 미만, 약 3% 미만, 약 2% 미만, 약 1% 미만, 또는 약 0% 미만의 광학 파장 레짐에 걸쳐 평균 광 투과율을 나타낼 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 이들 광 반사율 및 투과율 값은, (기판의 주 표면 모두에서의 반사율 또는 투과율을 고려하는) 총 반사율 또는 총 투과율일 수 있거나 또는 기판의 단일 측에서 (즉, 대립 표면을 고려하지 않고, 오직 반사-방지 표면 (122)에서) 관찰될 수 있다. 별도의 언급이 않는 한, 평균 반사율 또는 투과율은, 0도의 입사 조명 각에서 측정된다 (그러나, 이러한 측정은 45 degrees 또는 60 degrees의 입사 조명 각에서 제공될 수 있다). 기판 (110)은, 선택적으로 백색, 흑색, 적색, 청색, 녹색, 황색, 오렌지색, 등과 같은 색상을 나타낼 수 있다.
부가적으로 또는 선택적으로, 기판 (110)의 물리적 두께는, 심미적 및/또는 기능적 이유로 하나 이상의 이의 치수에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 기판 (110)의 에지는, 기판 (110)의 더 중심 영역과 비교하여 더 두꺼울 수 있다. 기판 (110)의 길이, 폭 및 물리적 두께 치수는 또한 제품 (100)의 적용 또는 용도에 따라 변할 수 있다.
기판 (110)은, 다양한 다른 공정을 이용하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 기판 (110)이 유리와 같은 비정질 기판을 포함하는 경우, 다양한 형성 방법은, 플로우트 유리 공정 및 다운-인발 공정, 예컨대, 퓨전 인발 및 슬롯 인발을 포함할 수 있다.
일단 형성되면, 기판 (110)은 강화된 기판을 형성하기 위해 강화될 수 있다. 여기서 사용된 바와 같은, 용어 "강화된 기판"은, 예를 들어, 기판의 표면 내에 더 작은 이온에 대해 더 큰 이온의 이온-교환을 통해, 화학적으로 강화된 기판을 지칭할 수 있다. 그러나, 압축 응력 및 중심 장력 영역을 생성하기 위해 기판의 부분들 사이에 열팽창계수의 불일치를 활용하거나, 또는 열 템퍼링과 같은, 기술분야에 알려진 다른 강화 방법은 활용되어 강화된 기판을 형성할 수 있다.
기판이 이온 교환 공정에 의해 화학적으로 강화되는 경우, 기판의 표면층에서 이온은, 동일한 원자가 또는 산화 상태를 갖는 더 큰 이온으로 대체되거나 또는 교환된다. 이온 교환 공정은, 통상적으로 기판 내에 더 작은 이온과 교환되는 더 큰 이온을 함유하는 용융염 욕조에 기판을 침지시켜 수행된다. 욕조 조성물 및 온도, 침지 시간, 염 욕조 (또는 욕조들)에 기판의 침지의 수, 다수의 염 욕조들의 사용, 어닐링, 세척 등과 같은 부가적인 단계를 포함하지만, 이에 제한하지 않는, 이온 교환 공정에 대한 파라미터가, 기판의 조성물 및 강화 작업으로부터 결과하는 원하는 압축 응력 (CS), 기판의 압축 응력 층의 깊이 (또는 층의 깊이)에 의해 일반적으로 결정되는 것은 기술분야의 당업자에게 인식될 것이다. 예로서, 알칼리 금속-함유 유리 기판의 이온 교환은, 더 큰 알칼리 금속 이온의 질산염, 황산염, 및 염화물과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 염을 함유하는 적어도 하나의 용융 욕조에 침지시켜 달성될 수 있다. 용융 염 욕조의 온도는, 통상적으로 약 380℃ 내지 약 450℃ 범위이며, 침지 시간은 약 15분 내지 약 40시간의 범위이다. 그러나, 전술된 것과 다른 온도 및 침지 시간은 또한 사용될 수 있다.
부가적으로, 유리 기판이 침지 사이에 세척 및/또는 어닐링 단계를 갖는, 다중 이온교환 욕조에 침지되는, 이온 교환 공정의 비-제한 예로는, 2008년 7월 11일자에 출원된 미국 가 특허출원 제61/079,995호의 우선권을 주장하여, 2009년 7월 10일자에 발명의 명칭이 "Glass with Compressive Surface for Consumer Applications"으로 Douglas C. Allan 등에 의해 출원된, 미국 특허출원 제12/500,650호, 여기서, 유리 기판은 다른 농도의 염 욕조들에서 다중의, 연속적, 이온 교환 처리에서 침지시켜 강화됨; 및 2008년 7월 29일자에 출원된 미국 가 특허출원 제61/084,398호의 우선권을 주장하여, 2012년 11월 20일자에 발명의 명칭이 "Dual Stage Ion Exchange for Chemical Strengthening of Glass"로 Christopher M. Lee 등에 의해 출원된 미국 특허 제8,312,739호에 기재되어 있으며, 여기서, 유리 기판은, 유출 이온 (effluent ion)으로 희석된 제1 욕조에 이온 교환되고, 그 다음 제1 욕조보다 더 작은 농도의 유출 이온을 갖는 제2 욕조에 침지되어 강화된다. 미국 특허출원 제12/500,650호 및 미국 특허 제8,312,739호의 전체적인 내용은 참조로 여기에 혼입된다.
이온 교환에 의해 달성된 화학적 강화의 정도는, 중심 장력 (CT), 표면 CS, 및 층의 깊이 (DOL)의 파라미터에 기초하여 정량화될 수 있다. 표면 CS는, 표면 근처에서 또는 다양한 깊이의 강화된 유리 내에서 측정될 수 있다. 최대 CS 값은, 강화된 기판의 표면에서 측정된 CS (CSs)를 포함할 수 있다. 유리 기판 내에 압축 응력 층에 인접한 내부 영역에 대해 계산된, CT는 CS, 물리적 두께 (t), 및 DOL로부터 계산될 수 있다. CS 및 DOL은, 기술분야에서 알려진 이들 수단들을 사용하여 측정된다. 이러한 수단은, Luceo Co., Ltd. (Tokyo, Japan)에 의해 제작된, FSM-6000, 또는 이와 유사한 것과 같은 상업적으로 이용 가능한 기구를 사용하여 표면 응력의 측정 (FSM)을 포함하지만, 이에 제한되지 않으며, 및 CS 및 DOL을 측정하는 방법은, ASTM 1422C-99, 명칭 "Standard Specification for Chemically Strengthened Flat Glass," 및 ASTM 1279.19779 "Standard Test Method for Non-Destructive Photoelastic Measurement of Edge and Surface Stresses in Annealed, Heat-Strengthened, and Fully-Tempered Flat Glass"에 기재되어 있으며, 이의 전체적인 내용은 참조로 여기에 혼입된다. 표면 응력 측정은, 유리 기판의 복굴절과 관련된, 응력 광학 계수 (SOC)의 정확한 측정에 의존한다. SOC는, 궁극적으로, 섬유 및 4점 굽힘 방법, 이의 모두는 ASTM 표준 C770-98 (2008), 명칭 "Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient"에 기재되고, 이의 전체적인 내용은 참조로 여기에 혼입됨, 및 벌크 실린더 방법과 같은, 기술분야에서 알려진 이들 방법에 의해 측정된다. CS와 CT 사이에 관계는, 하기 수학식 6에 의해 제공된다:
[수학식 6]
CT=(CS·DOL)/(t -2 DOL),
여기서, t는 유리 제품의 물리적 두께 (㎛)이다. 본 개시의 다양한 섹션에서, CT 및 CS는, 메가파스칼 (MPa)로 여기서 표현되고, 물리적 두께 (t)는 micrometers (㎛) 또는 밀리미터 (mm)로 표현되며, 및 DOL은 micrometers (㎛)로 표현된다.
하나의 구체 예에서, 강화된 기판 (110)은, 250 MPa 이상, 300 MPa 이상, 예를 들어, 400 MPa 이상, 450 MPa 이상, 500 MPa 이상, 550 MPa 이상, 600 MPa 이상, 650 MPa 이상, 700 MPa 이상, 750 MPa 이상 또는 800 MPa 이상의 표면 CS를 가질 수 있다. 강화된 기판은, 10㎛ 이상, 15㎛ 이상, 20㎛ 이상 (예를 들어, 25㎛, 30㎛, 35㎛, 40㎛, 45㎛, 50㎛ 이상)의 DOL 및/또는 10 MPa 이상, 20 MPa 이상, 30 MPa 이상, 40 MPa 이상 (예를 들어, 42 MPa, 45 MPa, 또는 50 MPa 이상) 그러나 100 MPa 미만 (예를 들어, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55 MPa 이하)의 CT를 가질 수 있다. 하나 이상의 특별한 구체 예에서, 강화된 기판은: 500 MPa 초과의 표면 CS, 15㎛ 초과의 DOL, 및 18 MPa 초과의 CT 중 하나 이상을 갖는다.
기판에 사용될 수 있는 대표 유리는, 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물 또는 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리 조성물을 포함할 수 있지만, 다른 유리 조성물도 고려될 수 있다. 이러한 유리 조성물은, 이온 교환 공정에 의해 화학적으로 강화될 수 있다. 하나의 대표 유리 조성물은, SiO2, B2O3 및 Na2O를 포함하고, 여기서, (SiO2 + B2O3) ≥ 66 mol.%, 및 Na2O ≥ 9 mol.%이다. 구체 예에서, 유리 조성물은, 적어도 6 wt.%의 산화알루미늄을 포함한다. 또 다른 구체 예에서, 기판은, 알칼리토 산화물의 함량이 적어도 5 wt.%가 되도록, 하나 이상의 알칼리 토 산화물을 갖는 유리 조성물을 포함한다. 적절한 유리 조성물은, 몇몇 구체 예에서, K2O, MgO, 및 CaO 중 적어도 하나를 더욱 포함한다. 특정 구체 예에서, 기판에 사용되는 유리 조성물은. 61-75 mol.% SiO2; 7-15 mol.% Al2O3; 0-12 mol.% B2O3; 9-21 mol.% Na2O; 0-4 mol.% K2O; 0-7 mol.% MgO; 및 0-3 mol.% CaO를 포함할 수 있다.
기판에 적절한 또 다른 대표 유리 조성물은: 60-70 mol.% SiO2; 6-14 mol.% Al2O3; 0-15 mol.% B2O3; 0-15 mol.% Li2O; 0-20 mol.% Na2O; 0-10 mol.% K2O; 0-8 mol.% MgO; 0-10 mol.% CaO; 0-5 mol.% ZrO2; 0-1 mol.% SnO2; 0-1 mol.% CeO2; 50 ppm 미만의 As2O3; 및 50 ppm 미만의 Sb2O3를 포함하고; 여기서 12 mol.% ≤ (Li2O + Na2O + K2O) ≤ 20 mol.% 및 0 mol.% ≤ (MgO + CaO) ≤ 10 mol.%이다.
기판에 적절한 또 다른 대표 유리 조성물은: 63.5-66.5 mol.% SiO2; 8-12 mol.% Al2O3; 0-3 mol.% B2O3; 0-5 mol.% Li2O; 8-18 mol.% Na2O; 0-5 mol.% K2O; 1-7 mol.% MgO; 0-2.5 mol.% CaO; 0-3 mol.% ZrO2; 0.05-0.25 mol.% SnO2; 0.05-0.5 mol.% CeO2; 50 ppm 미만의 As2O3; 및 50 ppm 미만의 Sb2O3을 포함하고; 여기서 14 mol.% ≤ (Li2O + Na2O + K2O) ≤ 18 mol.% 및 2 mol.% ≤ (MgO + CaO) ≤ 7 mol.%이다.
특정 구체 예에서, 기판에 적절한 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물은, 알루미나, 적어도 하나의 알칼리 금속 및, 몇몇 구체 예에서, 50 mol.% 초과의 SiO2, 다른 구체 예에서, 적어도 58 mol.%의 SiO2, 및 다른 구체 예에서, 적어도 60 mol.%의 SiO2를 포함하고, 여기서, 비 (Al2O3 + B2O3)/Σ개질제 (즉, 개질제의 합)는, 1을 초과하고, 여기서, 비에서, 성분은 mol.%로 나타내며, 및 개질제는 알칼리 금속 산화물이다. 특정 구체 예에서, 이 유리 조성물은: 58-72 mol.% SiO2; 9-17 mol.% Al2O3; 2-12 mol.% B2O3; 8-16 mol.% Na2O; 및 0-4 mol.% K2O를 포함하고, 여기서, 비 (Al2O3 + B2O3)/Σ개질제 (즉, 개질제의 합)는 1을 초과한다.
또 다른 구체 예에서, 기판은: 64-68 mol.% SiO2; 12-16 mol.% Na2O; 8-12 mol.% Al2O3; 0-3 mol.% B2O3; 2-5 mol.% K2O; 4-6 mol.% MgO; 및 0-5 mol.% CaO를 포함하는 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물을 포함할 수 있고, 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 mol.% ≤ Na2O - Al2O3 ≤ 6 mol.%; 및 4 mol.% ≤ (Na2O + K2O) - Al2O3 ≤ 10 mol.%이다.
선택적인 구체 예에서, 기판은: 2 mol% 이상의 Al2O3 및/또는 ZrO2, 또는 4 mol% 이상의 Al2O3 및/또는 ZrO2를 포함하는 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물을 포함할 수 있다.
기판 (110)이 결정질 기판을 포함하는 경우, 기판은, Al2O3를 포함할 수 있는, 단결정을 포함할 수 있다. 이러한 단결정 기판은 사파이어로 언급된다. 결정질 기판용으로 적절한 다른 물질은, 다결정질 알루미나층 및/또는 스피넬 (MgAl2O4)을 포함한다.
선택적으로, 결정질 기판 (110)은, 강화되거나 또는 강화되지 않을 수 있는, 유리 세라믹 기판을 포함할 수 있다. 적절한 유리 세라믹의 예로는, Li2O-Al2O3-SiO2 시스템 (즉, LAS-시스템) 유리 세라믹, MgO-Al2O3-SiO2 시스템 (즉, MAS-시스템) 유리 세라믹, 및/또는 β-석영 고용체, β-스포듀멘 ss, 코디에라이트, 및 리튬 디실리케이트를 포함하는 주된 결정상을 포함하는 유리 세라믹을 포함할 수 있다. 유리 세라믹 기판은, 여기에 개시된 화학적 강화 공정을 사용하여 강화될 수 있다. 하나 이상의 구체 예에서, MAS-시스템 유리 세라믹 기판은, Li2SO4 용융염에서 강화될 수 있고, 이에 의해 Mg2 +에 대한 2Li+의 교환은 발생할 수 있다.
하나 이상의 구체 예에 따른 기판 (110)은, 약 100㎛ 내지 약 5 mm 범위의 물리적 두께를 가질 수 있다. 대표 기판 (110)의 물질적 두께는, 약 100㎛ 내지 약 500㎛의 범위 (예를 들어, 100, 200, 300, 400 또는 500㎛)이다. 또 다른 대표 기판 (110)의 물리적 두께는, 약 500㎛ 내지 약 1000㎛의 범위 (예를 들어, 500, 600, 700, 800, 900 또는 1000㎛)이다. 기판 (110)은, 약 1 mm 초과 (예를 들어, 약 2, 3, 4, 또는 5 mm)의 물리적 두께를 가질 수 있다. 하나 이상의 특별한 구체 예에서, 기판 (110)은, 2 mm 이하 또는 1 mm 미만의 물리적 두께를 가질 수 있다. 기판 (110)은, 표면 흠 (flaws)의 영향을 제거 또는 감소시키기 위해 산 연마되거나 또는 별도로 처리될 수 있다.
반사-방지 코팅
도 1에 나타낸 바와 같이, 반사-방지 코팅 (130)은, 하나 이상의 층들이 반사-방지 코팅 (130)으로부터 기판 (110)의 대립 측 상에 (즉, 도 1에 나타낸 주 표면 (114) 상에) 배치될 수 있도록 복수의 층을 포함할 수 있다 (도 1 참조).
주 표면 (114)에 배치된 반사-방지 코팅 (130)의 물리적 두께는, 약 0.1㎛ 내지 약 5㎛의 범위일 수 있다. 몇몇 사례에서, 주 표면 (114) 상에 배치된 반사-방지 코팅 (140)의 물리적 두께는, 약 0.01㎛ 내지 약 0.9㎛, 약 0.01㎛ 내지 약 0.8㎛, 약 0.01㎛ 내지 약 0.7㎛, 약 0.01㎛ 내지 약 0.6㎛, 약 0.01㎛ 내지 약 0.5㎛, 약 0.01㎛ 내지 약 0.4㎛, 약 0.01㎛ 내지 약 0.3㎛, 약 0.01㎛ 내지 약 0.2㎛, 약 0.01㎛ 내지 약 0.1㎛, 약 0.02㎛ 내지 약 1㎛, 약 0.03㎛ 내지 약 1㎛, 약 0.04㎛ 내지 약 1㎛, 약 0.05㎛ 내지 약 1㎛, 약 0.06㎛ 내지 약 1㎛, 약 0.07㎛ 내지 약 1㎛, 약 0.08㎛ 내지 약 1㎛, 약 0.09㎛ 내지 약 1㎛, 약 0.2㎛ 내지 약 1㎛, 약 0.3㎛ 내지 약 5㎛, 약 0.4㎛ 내지 약 3㎛, 약 0.5㎛ 내지 약 3㎛, 약 0.6㎛ 내지 약 2㎛, 약 0.7㎛ 내지 약 1㎛, 약 0.8㎛ 내지 약 1㎛, 또는 약 0.9㎛ 내지 약 1㎛, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 범위일 수 있다.
여기에 개시된 제품 (100)은, 디스플레이를 갖는 제품 (또는 디스플레이 제품) (예를 들어, 휴대폰, 테블릿, 컴퓨터, 네비게이션 시스템, 및 이와 유사한 것을 포함하는, 소비자 전자제품), 건축용 제품, 운송용 제품 (예를 들어, 자동차, 기차, 항공기, 해상 선박, 등), 가전제품, 또는 약간의 투명성, 내-스크래치성, 내마모성 또는 이들의 조합을 요구하는 임의의 제품과 같은 또 다른 제품으로 혼입될 수 있다. 제품 (100)의 어느 하나를 혼입하는 대표적인 제품은, 도 54a 및 54b에 나타낸다. 구체적으로, 도 54a 및 54b는, 전면 (5104), 배면 (5106), 및 측면 (5108)을 갖는 하우징 (5102)을 포함하는 소비자 전자 장치 (5100); 적어도 하우징 내부에 적어도 부분적으로 또는 하우징 내에 전체적으로 있고 및 하우징의 전면에 또는 인접하여 적어도 컨트롤러, 메모리, 및 디스플레이 (5110)를 포함하는 전기 부품 (도시되지 않음); 및 디스플레이 위에 있는 하우징의 전면에 또는 그 위의 커버 기판 (5112)을 나타낸다. 몇몇 구체 예에서, 커버 기판 (5112)은, 여기에 개시된 제품 (100) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 개시의 제2 관점은, 여기에 기재된 제품을 형성하는 방법과 관련된다. 하나의 구체 예에서, 상기 방법은, 코팅 챔버에 주 표면을 갖는 기판을 제공하는 단계, 상기 코팅 챔버에 진공을 형성하는 단계, 주 표면상에 여기에 기재된 바와 같은 내구성 광학 코팅을 형성하는 단계, 선택적으로, 광학 코팅 상에, 세정-용이성 코팅 및 내스크래치성 코팅 중 적어도 하나를 포함하는 부가적인 코팅을 형성하는 단계, 및 상기 코팅 챔버로부터 기판을 제거하는 단계를 포함한다. 하나 이상의 구체 예에서, 광학 코팅 및 부가적인 코팅은, 동일한 코팅 챔버 또는 별도의 코팅 챔버에서 진공 파괴 없이 형성된다.
하나 이상의 구체 예에서, 상기 방법은, 기판이 제거됨에 따라 진공이 보존되도록 하는 로드 록 조건 (load lock condition)하에서, 다른 코팅 챔버의 안 및 밖으로 기판을 제거하는데 사용되는, 캐리어 (carriers) 상에 기판을 로딩하는 단계를 포함할 수 있다.
광학 코팅 (120) 및/또는 부가적인 코팅 (140)은, 진공 증착 기술, 예를 들어, 화학 기상 증착 (예를 들어, 플라스마 강화 화학 기상 침착 (PECVD), 저-압 화학 기상 증착, 대기압 화학 기상 증착, 및 플라스마-강화 대기압 화학 기상 증착), 물리적 기상 증착 (예를 들어, 반응성 또는 비반응성 스퍼터링 또는 레이저 삭마 (laser ablation)), 열 또는 e-빔 증발 및/또는 원자층 증착과 같은, 다양한 증착 방법을 사용하여 형성될 수 있다. 액체-기반 방법은, 또한 스프레이, 딥핑, 스핀 코팅, 또는 슬롯 코팅 (예를 들어, 졸-겔 물질을 사용함)과 같이 사용될 수 있다. 진공 증착이 활용되는 경우, 인라인 공정은, 일 회 증착 실행에서 광학 코팅 (120) 및/또는 부가적인 코팅 (140)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 사례에서, 진공 증착은, 선형 PECVD 소스에 의해 만들어질 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 상기 방법은, 광학 코팅 (120) 및/또는 부가 코팅 (140)의 두께를 조절하는 단계를 포함할 수 있어, 반사-방지 표면 (122)의 구역의 적어도 약 80%를 따라 또는 기판 구역에 따른 임의의 지점에서 각 층에 대한 표적 두께로부터 약 4%를 초과하는 만큼 변화하지 않도록 한다. 몇몇 구체 예에서, 광학 코팅 (120) 및/또는 부가 코팅 (140)의 두께는, 반사-방지 표면 (122)의 구역의 적어도 약 95%를 따라 약 4%를 초과하는 만큼 변화하지 않도록 한다.
실시 예
다양한 구체 예는, 하기 실시 예에 의해 더욱 명확해질 것이다. 실시 예들에서, AlOxNy 및 SiuAlvOxNy가, 기술분야의 당업자에게 명백한, 표적 굴절률 분산 값들 및 제공된 층 두께 디자인들을 재-생성하기 위해 필요한 단지 작은 공정 조정으로, 모범 실시 예에서 고-굴절률 물질로서 실질적으로 상호교환 가능한 것으로 확인된 점은 주목되어야 한다. 부가적으로, 각각의 실시 예에 대해, 선택적인 캡핑 층은, 저-마찰, 소수성, 또는 세정-용이성 코팅이거나 또는 다이아몬드-형 탄소, 실란 (예를 들어, 플루오로실란), 포스페이트, 알켄, 또는 알킨과 같은, 표면 처리된, 바람직한 캡핑 층으로, 부가될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 이들 코팅 또는 표면 처리는, 하기 열거된 실시 예의 상부 표면상에 직접 부가될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 이하 기재되는 바와 같은 실시 예의 최-상 (공기 측) 층은, 약 0.5-30㎚의 유한 두께 및 1.3-1.7의 유효 굴절률을 포함할 수 있는, 캡핑 층의 광학 효과를 설명하기 위해 두께에서 절단되거나 또는 감소될 수 있다. 실시 예에서, 가장 두꺼운 (내스크래치) 층의 두께는, 때때로 범위로 열거된다. 코팅은, 비용, 코팅 시간, 및 경도 또는 내스크래치성과 같은, 다양한 파라미터들 사이에서 균형의 유지를 최적화하기 위해 조정될 수 있는, 가장 두꺼운 층의 두께에서 변화에 대해 광학적으로 확고하도록 디자인된다.
모범 실시 예 1-12
모범 실시 예들 1-12는, 여기에 기재된 바와 같은, 내구성 및 내-스크래치성 광학 코팅의 구체 예를 포함하는 제품의 반사율 스펙트럼을 입증하기 위해 모델링을 사용한다. 모범 실시 예 1-12에서, 광학 코팅은, AlOxNy 및 SiO2 층, 및 표 1-12에 나타낸 바와 같이, 약 58 mol% SiO2, 17 mol% Al2O3, 17 mol% Na2O, 3 mol% MgO, 0.1 mol% SnO, 및 6.5 mol% P2O5의 공칭 조성물을 갖는 강화된 알루미노실리케이트 유리 기판을 포함한다.
코팅 물질에 대한 굴절률 분산 곡선을 결정하기 위해, 각 코팅 물질의 층들은, 이온 보조 (ion assist)를 사용하여 약 50℃의 온도에서 실리콘, 알루미늄, 조합되거나 또는 공-스퍼터링된 실리콘 및 알루미늄, 또는 마그네슘 플로라이드 표적 (각각)으로부터 DC, RF 또는 RF 중첩된 DC 반응성 스퍼터링에 의해 실리콘 웨이퍼 상으로 형성된다. 웨이퍼는, 몇몇 층들의 침착 동안 200℃로 가열되고, 및 3인치 직경을 갖는 표적은 사용된다. 사용된 반응성 가스는, 질소, 불소, 및 산소를 포함하고; 아르곤은 불활성 가스로 사용된다. RF 전력은, 13.56 Mhz에서 실리콘 표적에 공급되고, 및 DC 전력은 Si 표적, Al 표적 및 기타 표적에 공급된다.
각각의 형성된 층 및 유리 기판의 (파장의 함수에 따른) 굴절률은, 분광 타원 편광 분석 (spectroscopic ellipsometry)을 사용하여 측정된다. 이렇게 측정된 굴절률은, 그 다음 모범 실시 예 2-5에 대한 반사율 스펙트럼을 계산하는데 사용된다. 모범 실시 예들은, 약 550㎚ 파장에서 분산 곡선으로부터 선택된 지점에 상응하는, 편의상 이들의 해설적 표들 (descriptive table)에서 단일 굴절률 값을 사용한다.
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | 1 | AlOxNy | 2.00605 | 32 |
| SiO2 | 1.48114 | 12 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.78 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 44.19 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 32.41 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 24.3 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 58.55 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 7.47 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2219.7 | |||
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | SiO2 | 1.48114 | 45 | |
| 1 | AlOxNy | 2.00605 | 45 | |
| SiO2 | 1.48114 | 10 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.78 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 44.19 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 32.41 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 24.3 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 58.55 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 7.47 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2275.7 | |||
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | SiO2 | 1.48114 | 10 | |
| 1 | AlOxNy | 2.00605 | 30 | |
| SiO2 | 1.48114 | 10 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.78 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 44.19 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 32.41 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 24.3 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 58.55 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 7.47 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2225.7 | |||
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | SiO2 | 1.48114 | 30 | |
| 1 | AlOxNy | 2.00605 | 47 | |
| SiO2 | 1.48114 | 5 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.78 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 44.19 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 32.41 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 24.3 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 58.55 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 7.47 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2257.7 | |||
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | SiO2 | 1.48114 | 2 | |
| 1 | AlOxNy | 2.00605 | 25 | |
| SiO2 | 1.48114 | 25 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.78 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 44.19 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 32.41 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 24.3 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 58.55 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 7.47 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2227.7 | |||
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | 1 | AlOxNy | 2.00605 | 25 |
| SiO2 | 1.48114 | 25 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.78 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 44.19 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 32.41 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 24.3 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 58.55 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 7.47 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2225.7 | |||
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | SiO2 | 1.48114 | 20 | |
| 1 | AlOxNy | 2.00605 | 24 | |
| SiO2 | 1.48114 | 18 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.78 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 44.19 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 32.41 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 24.3 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 58.55 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 7.47 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2237.7 | |||
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | SiO2 | 1.48114 | 40 | |
| 1 | AlOxNy | 2.00605 | 22 | |
| SiO2 | 1.48114 | 18 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.78 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 44.19 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 32.41 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 24.3 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 58.55 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 7.47 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2255.7 | |||
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | SiO2 | 1.48114 | 75 | |
| 1 | AlOxNy | 2.00605 | 27 | |
| SiO2 | 1.48114 | 16 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.78 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 44.19 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 32.41 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 24.3 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 58.55 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 7.47 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2239.7 | |||
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | SiO2 | 1.48114 | 100 | |
| 1 | AlOxNy | 2.00605 | 34 | |
| SiO2 | 1.48114 | 15 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.78 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 44.19 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 32.41 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 24.3 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 58.55 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 7.47 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2324.7 | |||
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | 1 | AlOxNy | 2.00605 | 18 |
| SiO2 | 1.48114 | 50 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.78 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 44.19 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 32.41 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 24.3 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 58.55 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 7.47 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2243.7 | |||
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | SiO2 | 1.48114 | 60 | |
| 1 | AlOxNy | 2.00605 | 34 | |
| SiO2 | 1.48114 | 15.5 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.78 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 44.19 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 32.41 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 24.3 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 58.55 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 7.47 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2293.7 | |||
도 10-33은, 8°, 20°, 40°, 및 60°의 입사의 시야각에 대한 반사율 스펙트럼 및 D65 및 F2 조명에 대한 0°-60°의 각에 대하여 반사된 색상을 나타낸다. 도 10-11은, 모범 실시 예 1의 반사-방지 표면 만에 대하여, 계산된 반사율 스펙트럼 및 계산된 반사된 색상을 각각 나타낸다. 도 12-13은, 모범 실시 예 2의 반사-방지 표면 만에 대하여, 계산된 반사율 스펙트럼 및 계산된 반사된 색상을 각각 나타낸다. 도 14-15는, 모범 실시 예 3의 반사-방지 표면 만에 대하여, 계산된 반사율 스펙트럼 및 계산된 반사된 색상을 각각 나타낸다. 도 16-17은, 모범 실시 예 4의 반사-방지 표면 만에 대하여, 계산된 반사율 스펙트럼 및 계산된 반사된 색상을 각각 나타낸다. 도 18-19는, 모범 실시 예 5의 반사-방지 표면 만에 대하여, 계산된 반사율 스펙트럼 및 계산된 반사된 색상을 각각 나타낸다. 도 20-21은, 모범 실시 예 6의 반사-방지 표면 만에 대하여, 계산된 반사율 스펙트럼 및 계산된 반사된 색상을 각각 나타낸다. 도 22-23은, 모범 실시 예 7의 반사-방지 표면 만에 대하여, 계산된 반사율 스펙트럼 및 계산된 반사된 색상을 각각 나타낸다. 도 24-25는, 모범 실시 예 8의 반사-방지 표면 만에 대하여, 계산된 반사율 스펙트럼 및 계산된 반사된 색상을 각각 나타낸다. 도 26-27은, 모범 실시 예 9의 반사-방지 표면 만에 대하여, 계산된 반사율 스펙트럼 및 계산된 반사된 색상을 각각 나타낸다. 도 28-29는, 모범 실시 예 10의 반사-방지 표면 만에 대하여, 계산된 반사율 스펙트럼 및 계산된 반사된 색상을 각각 나타낸다. 도 30-31은, 모범 실시 예 11의 반사-방지 표면 만에 대하여, 계산된 반사율 스펙트럼 및 계산된 반사된 색상을 각각 나타낸다. 도 32-33은, 모범 실시 예 12의 반사-방지 표면 만에 대하여, 계산된 반사율 스펙트럼 및 계산된 반사된 색상을 각각 나타낸다.
모범 실시 예 1-12의 광학 성능은, 표 13에 요약되었다.
| 모범 실시 예 | 반사 방지 표면 반사율, 주간 평균 (%) (단일 측) | 최대 각도 색 변이, 시야각 0-60도, D65 또는 F2, 자체 샘플 | 가장 두꺼운 고- 굴절률 경질 층의 공기-측에 대한 저-굴절률 물질의 총량 (합계) (㎚) | 최-상층 (사용자 측) 저 굴절률 (예를 들어, SiO2) 층의 두께 (nm) | 코팅된 제품의 상부 500nm에서 고-굴절률 물질의 양 (%) |
| 1 | 7.85 | 1.1 | 12 | 0 | 97.6 |
| 2 | 6.45 | 0.8 | 55 | 45 | 89 |
| 3 | 8.1 | 1.05 | 20 | 10 | 96 |
| 4 | 8.4 | 0.6 | 35 | 30 | 93 |
| 5 | 4.9 | 3.0 | 27 | 2 | 94.6 |
| 6 | 4.9 | 2.7 | 25 | 0 | 95 |
| 7 | 5.65 | 2.4 | 38 | 20 | 92.4 |
| 8 | 4.0 | 3.75 | 58 | 40 | 88.4 |
| 9 | 2.0 | 2.2 | 91 | 75 | 81.8 |
| 10 | 1.3 | 2.2 | 115 | 100 | 77 |
| 11 | 1.8 | 17.6 | 50 | 0 | 90 |
| 12 | 4.0 | 1.2 | 75.5 | 60 | 84.9 |
도 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 및 32에 나타낸 바와 같이, 모범 실시 예 1-12는, 광학 파장 레짐에 걸쳐, 8°, 20°, 및 40°의 시야각에 대해, 낮은 반사율 (즉, 약 10% 미만 및 약 8% 미만의 값)과 함께, 다소 더 높은, 60°의 시야각에 대한 반사율을 나타낸다. 모범 실시 예 10은, 8°, 20°, 40° 및 60°의 시야각에 대해 매우 낮은 반사율 (예를 들어, 약 7% 이하의 최대 평균 반사율)을 나타낸다. 8°, 20°, 및 40°의 시야각에서, 평균 반사율은 심지어 더 낮다 (즉, 약 2% 미만).
도 11 및 29에 나타낸 바와 같이, 모범 실시 예 1 및 10은, 수직 입사에서 60°까지의 시야각에서, D65 및 F2 광원 모두에 대해 약 2 미만의 반사된 색상을 나타냈다. 도 19 및 21에 나타낸 바와 같이, 모범 실시 예 5 및 6은, 수직 입사에서 60°까지의 시야각에서, D65 및 F2 광원 모두에 대해 약 3 미만의 반사된 색상의 범위를 나타냈다.
모범 실시 예 5 및 12의 광학 코팅 (표 5 및 12)은, 광학 및 기계적 특성의 균형을 갖는다. 즉, 이들 실시 예들은, 반사율, 색상, 및/또는 색 변이의 측면에서 우수한 광학 성능과 함께 내스크래치성의 균형을 이룬다. 좀 더 구체적으로, 이들 실시 예들은, 약 4% 내지 약 6%의 (8 degrees 내지 약 40 degrees의 입사각에서 광학 파장 레짐에 걸쳐) 반사율 (및 몇몇 실시 예 - 약 60 degrees의 입사 각에서, 약 10% 또는 약 12% 미만) 반사율을 갖고, 및 우수한 내스크래치성을 유지한다. (더 높은 반사율, 즉 약 10%의 트레이드오프 (tradeoff)를 갖는) 내스크래치성을 위해 최적화된 광학 코팅과 비교하여, 이들 실시 예에서 코팅은, 약간의 내스크래치성을 희생하여 (약 4% 내지 약 6%의 범위로, 및 몇몇 예에서 약 10% 미만으로) 반사율을 바람직하게 감소시킨다. 낮은 반사율 (즉, 낮은 반사율을 위해 내스크래치성을 희생하는, 약 1%)을 위해 최적화된 광학 코팅과 비교하여, 이들 실시 예에서 코팅은, 약간의 반사율 (즉, 낮은 반사율을 위해 최적화된 코팅에 대해 약 1%에 대하여, 약 4% 내지 약 6%의 범위에서, 및 몇몇 실시 예에서 약 10% 미만인 반사율)을 희생하여 반사율 내스크래치성을 바람직하게 증가시킨다. 이들 실시 예들은 또한 투과/반사된 색 좌표 (즉, 낮은 색상), 및 낮은 색 변이의 측면에서 우수한 광학 특성을 유지한다.
모범 실시 예 1-12는, 또한 베르코비치 압입자 경도 시험 (및 특히 약 14GPa 내지 약 21GPa의 경도)에 의해 측정된 것으로, 여기에 기재된 경도 값을 나타내는 것으로 믿어진다.
실시 예 13 및 모범 실시 예 14
실시 예 13 및 모범 실시 예 14는, 여기에 기재된 바와 같은, 내구성 및 내-스크래치성 광학 코팅의 구체 예를 포함하는 제품의 반사율 스펙트럼을 입증하기 위한 모델링을 사용한다. 또한, 실시 예 13의 광학 코팅은, 제작되고 시험된다. 실시 예 13 및 모범 실시 예 14에서, 광학 코팅은, AlOxNy 및 SiO2 층, 및 표 13 및 14에서 나타낸 바와 같이, K2O 욕조로 이온 교환 전에, 약 58 mol% SiO2, 17 mol% Al2O3, 17 mol% Na2O, 3 mol% MgO, 0.1 mol% SnO, 및 6.5 mol% P2O5의 공칭 조성물을 갖는 강화된 알루미노실리케이트 유리 기판을 포함한다. 실시 예 13 및 모범 실시 예 14에 대해 사용된 코팅 물질 및 기판에 대한 굴절률 분산 곡선은, 모범 실시 예 1-12와 유사한 방식으로 얻어진다.
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | SiO2 | 1.48114 | 60 | |
| 1 | AlOxNy | 2.00605 | 34 | |
| SiO2 | 1.48114 | 15.5 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.93 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 42.63 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 30.12 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 24.48 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 52.41 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 7.7 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2275.77 | |||
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | SiO2 | 1.48114 | 10 | |
| 1 | AlOxNy | 2.00605 | 25 | |
| SiO2 | 1.48114 | 25 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.93 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 42.63 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 30.12 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 24.48 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 52.41 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 7.7 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2226.27 | |||
실시 예 13의 광학 코팅은, 약 0.05 이하의 a* 및 약 -1.7 이하의 b*의 반사된 D65 색상을 갖고, 및 약 -0.05 이하의 a* 및 약 0.8 이하의 b*의 투과된 D65 색상을 갖는다. 부가적으로, 실시 예 13의 광학 코팅은 제작되고 실험적으로 분석된다. 두 개의 샘플은 실시 예 13의 광학 코팅에 대해 제작되었다 (샘플 1 및 샘플 2). 샘플 1은, 도 49에 나타낸, 다양한 각의 입사에서 가시 파장 레짐에 걸친 반사율에 대해 시험된다. 샘플 1의 광학 코팅의 광 투과율은, 도 50 및 51에 나타내고, 여기서, 도 50은 도 51보다 더 넓은 광 파장 범위에 걸쳐 광 투과율을 나타낸다. 도 52 및 53은, 명시된 각의 입사에서 샘플 1 및 2의 반사된 색상 및 투과된 색상을 각각 도시한다.
도 34는, 네 개의 광학 코팅에 대해 약 0㎚ 내지 약 1000㎚의 압입 깊이에 대한 경도 프로파일 (베르코비치 경도)를 나타내고, 여기서, 표 13의 광학 코팅은, 803으로 나타내고, 표 14의 광학 코팅은 802로 나타낸다.
실시 예 15
광학 코팅들은, AlOxNy 및 SiO2 층들을 포함하여 제조되고, 및 그 다음 이러한 제조물은 플라스마 처리에 적용되며, 6㎚의 SiO2 층 및 6.4㎚의 플루오로실란 물질을 포함하는 세정 용이성 코팅으로 캡핑된다. 제조된 광학 코팅은 표 16에 나타낸다. 최상의 SiO2 층은, e-빔 PVD (스퍼터링은 시스터 실험 (sister experiments)에서 실행됨)를 사용하여 침착된다.
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 플루오르실란 | 6.4 | |||
| SiO2 | 1.48114 | 6 | ||
| 광학 코팅 | SiO2 | 1.48114 | 47.3 | |
| 1 | AlOxNy | 2.00605 | 32.8 | |
| SiO2 | 1.48114 | 16.6 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2025.3 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 10.7 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 40.8 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 33.5 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 22.9 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 54.9 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 7.1 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2304.3 | |||
광학 데이터는 표 15의 광학 코팅에 대해 시뮬레이션되고 실험적으로 수집된다. 최상 SiO2 층은 또한 코팅의 산업적 적용에 존재할 수 있는 SiO2 층의 두께에서 약간의 변화를 실험적으로 시험하기 위해 4㎚ 및 8㎚로 변경된다. 도 35는, 실시 예 15 (표 16)의 광학 코팅의 투과율을 나타내며, 여기서 6nm 최상 SiO2 층의 시뮬레이션 모델은 도시되고, 및 다른 데이터 점은, 실시 예 15의 광학 코팅의 측정된 투과율 (표 16)을 지칭하며, 여기서 4㎚, 6㎚ 및 8㎚ SiO2 코팅은 플라스마 처리 후 침착된다. 도 36은, 실시 예 15 (표 16)의 광학 코팅의 2-측 반사율을 나타내며, 여기서 6nm 최상 SiO2 층의 시뮬레이션 모델은 도시되고, 및 다른 데이터 점은 표 16의 광학 코팅의 측정된 반사율을 지칭하며, 여기서 0㎚ (부가적인 코팅 없음), 4nm, 6nm, 및 8nm SiO2 코팅은 플라스마 처리 후에 침착된다. 표 17은, 실시 예 15의 광학 코팅의 투과된 색상 (도 35에 나타낸 투과율)을 나타내고, 및 표 18은 실시 예 15의 광학 코팅의 반사된 색상 (도 36에 나타낸 반사율)을 나타낸다.
| 투과된 색상 | Y | L | a* | b* |
| 시뮬레이션 | 91.92 | 96.79 | -0.04 | 0.51 |
| #492 + 4nm | 91.22 | 96.50 | -0.07 | 0.63 |
| #492 + 6nm | 91.38 | 96.57 | -0.03 | 0.55 |
| #492 + 8nm | 91.47 | 96.60 | -0.01 | 0.52 |
| 반사된 색상 | Y | L | a* | b* |
| 시뮬레이션 | 7.76 | 33.47 | -0.06 | -0.66 |
| #492 + 4nm | 8.09 | 34.16 | -0.04 | -1.01 |
| #492 + 6nm | 7.69 | 33.33 | -0.07 | -0.24 |
| #492 + 8nm | 7.27 | 32.41 | -0.08 | 0.35 |
도 37은, 실시 예 15의 광학 코팅에 대하여 모델링되고 관찰된 투과율 데이터를 나타낸다. 도 37에서, 811은 8° 시야각에서 시뮬레이션된 투과율에 상응하고, 및 812는 8° 시야각에서 관찰된 투과율에 상응한다. 표 19는 실시 예 15의 광학 코팅에 대하여 반사된 색상 데이터를 나타낸다.
| 스펙트럼 | Y | L* | a* | b* | |
| 투과된 b* (D65, AOI 8°) | 90.9 | 96.37 | -0.08 | 0.78 | |
| 반사된 b* (F2) | 8° | 8.45 | 34.90 | 0.08 | -1.96 |
| 20° | 8.55 | 35.10 | 0.06 | -1.76 | |
| 40° | 9.47 | 36.87 | 0.30 | -1.60 | |
| 60° | 15.15 | 45.83 | 0.27 | -0.65 | |
실시 예 15 (표 16)의 광학 코팅은, 광학적 및 기계적 특성의 균형을 갖는다. 즉, 이들 실시 예들은 반사율, 색상, 및/또는 색 변이의 측면에서 양호한 광학 성능과 내스크래치성이 균형을 이룬다. 좀 더 구체적으로는, 이들 실시 예들은, 약 6% 내지 약 10% 미만 (및 몇몇 실시 예에서 약 8% 미만)의 (광학 파장 레짐에 걸쳐) 반사율을 갖고, 및 우수한 내스크래치성을 유지한다. (더 높은 반사율, 즉 약 10%의 트레이드오프를 갖는) 내스크래치성을 위해 최적화된 광학 코팅과 비교하여, 이들 실시 예들에서 코팅은, 약간의 내스크래치성을 희생하여 (약 6% 내지 약 10% 미만의 범위로, 및 몇몇 실시 예에서 약 8% 미만으로) 반사율을 바람직하게 감소시킨다. 낮은 반사율 (즉, 낮은 반사율을 위해 내스크래치성을 희생시키는, 약 1%)을 위해 최적화된 광학 코팅과 비교하여, 이들 실시 예에서 코팅은, 약간의 반사율을 (즉, 낮은 반사율을 위해 최적화된 코팅에 대한 약 1%에 대하여, 약 6% 내지 약 10% 미만의 범위로, 및 몇몇 실시 예에서는 약 8% 미만으로) 희생시켜, 내스크래치성을 바람직하게 증가시킨다. 이들 실시 예들은 또한 투과/반사된 색 좌표 (즉, 낮은 색) 및 낮은 색 변이의 측면에서 우수한 광학 특성을 유지한다.
실시 예 15'-17
실시 예 15'-17은, 여기에 기재된 바와 같은, 내구성 및 내스크래치성 광학 코팅의 구체 예를 포함하는 제품의 광학 특성을 입증하기 위해 모델링 및 시험을 사용한다. 또한, 실시 예 15'-17에서 광학 코팅은, 제작되고 시험된다. 실시 예 15'-17에서, 광학 코팅은, AlOxNy 및 SiO2 층들을, 및 표 20, 21 및 22에서 나타낸 바와 같은, K2O 욕조로 이온 교환되기 전에, 약 58 mol% SiO2, 17 mol% Al2O3, 17 mol% Na2O, 3 mol% MgO, 0.1 mol% SnO, 및 6.5 mol% P2O5의 공칭 조성물을 갖는 강화된 알루미노실리케이트 유리 기판을 포함한다. 실시 예 15'-17에 사용된 코팅 물질 및 기판에 대한 굴절률 분산 곡선은, 모범 실시 예 1-12와 유사한 방식으로 얻어진다.
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | SiO2 | 1.48114 | 14.0 | |
| 1 | AlOxNy | 2.00605 | 23.0 | |
| SiO2 | 1.48114 | 30.0 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000.0 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.6 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 44.1 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 29.4 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 26.0 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 50.2 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 8.6 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2233.9 | |||
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | SiO2 | 1.48114 | 60.0 | |
| 1 | AlOxNy | 2.00605 | 34.0 | |
| SiO2 | 1.48114 | 18.0 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000.0 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.6 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 44.1 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 29.4 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 26.0 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 50.2 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 8.6 | ||
| - | - | AS 유리 | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2278.9 | |||
| 코팅/층 | 주기, 적용되는 경우 | 물질 | (550㎚에서) 굴절률 | 물리적 두께 (nm) |
| 주변 매체 | - | 공기 | 1 | |
| 광학 코팅 | SiO2 | 1.48114 | 105.0 | |
| 1 | AlOxNy | 2.00605 | 32.0 | |
| SiO2 | 1.48114 | 16.0 | ||
| 내-스크래치성 층 | AlOxNy | 2.00605 | 2000.0 (100-5000㎚의 범위일 수 있음) | |
| 1 | SiO2 | 1.48114 | 8.6 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 44.1 | ||
| 2 | SiO2 | 1.48114 | 29.4 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 26.0 | ||
| 3 | SiO2 | 1.48114 | 50.2 | |
| AlOxNy | 2.00605 | 8.6 | ||
| - | - | AS Glass | 1.50542 | |
| 총 코팅 두께 (nm) | 2319.9 | |||
도 38은 모델링되고 관찰된 결과에 기초한 표 20-22의 광학 코팅에 대한 투과율을 도시하며, 여기서, 815는 측정된 표 20의 코팅에 상응하고, 816은 모델링된 표 20의 코팅에 상응하며, 817은 측정된 표 21의 코팅에 상응하고, 818은 모델링된 표 21의 코팅에 상응하며, 819는 측정된 표 22의 코팅에 상응하고, 및 820은 모델링된 표 22의 코팅에 상응한다. 도 39는 모델링되고 관찰된 결과에 기초한 표 20-22의 광학 코팅에 대한 반사율을 도시한다. 도 40은, 반사된 색상을 도시하고 및 도 41은 측정되고 모델링된 표 20-22의 광학 코팅에 대하여 투과된 색상을 도시한다. 도 42는, 표 20의 광학 코팅에 대한 모델링된 반사율을 나타내고, 도 43은, 표 21의 광학 코팅에 대한 모델링된 반사율을 나타내며, 및 도 44는, 표 22의 광학 코팅에 대한 모델링된 반사율을 나타낸다. 도 45는, 표 20의 광학 코팅에 대하여 측정된 반사율을 나타내고, 도 46은 표 21의 광학 코팅에 대하여 측정된 반사율을 나타내며, 및 도 47은 표 22의 광학 코팅에 대하여 측정된 반사율을 나타낸다. 모델링되고 측정된 반사율은 유사하다. 도 48은, 표 20-22의 광학 코팅에 대한 나노경도 측정을 나타내고, 여기서 870은 표 20의 광학 코팅에 상응하며, 871은 표 21의 광학 코팅에 상응하고, 및 872는 표 22의 광학 코팅에 상응한다. 도 48로부터 알 수 있는 바와 같이, 바람직하게는, 경도는, 표면으로부터 처음 100㎚ 내에서 빠르게 증가하고 (약 17 내지 20 GPa의 값까지), 및 표면으로부터 측정된 것으로, 100㎚로부터 약 700㎚ 또는 약 800㎚까지 깊이가 증가됨에 따라 동일한 값 (약 17 내지 20 GPa)에서 유지된다. 이러한 경도 프로파일은, 더 가시적인 스크래치에 원인이 있는 더 심각한 스크래치 사건, 및 광학 코팅의 표면 특성에 달리 영향을 줄 수 있는 덜 심각한 스크래치 사건 모두에서, 스크래치로 인한 손상을 줄이는데 바람직하다.
실시 예 15'-17 (표 20-22)의 광학 코팅은, 광학 및 기계적 특성의 균형을 갖는다. 즉, 이들 실시 예들은, 반사율, 색상 및/또는 색 변이의 측면에서 우수한 광학 성능과 내스크래치성이 균형을 이룬다. 좀 더 구체적으로, 이들 실시 예들은 (광학 파장 레짐에 걸쳐) 약 1% 초과 내지 약 6%의 (약 8 degrees 내지 약 40 degrees의 범위에 걸쳐, 및 몇몇 실시 예에서 약 60 degrees까지의 입사각에서 측정된 것으로) 반사율을 가지며, 및 우수한 내스크래치성을 유지한다. (더 높은 반사율, 즉, 약 10%의 트레이드오프를 갖는) 내스크래치성을 위해 최적화된 광학 코팅과 비교하여, 이들 실시 예에서 코팅은, 약간의 내스크래치성을 희생시켜 (약 1% 초과 내지 약 6% 범위에서 값으로) 반사율을 바람직하게 감소시킨다. 낮은 반사율 (즉, 낮은 반사율을 위해 내스크래치성을 희생시키는, 약 1%의 반사율)을 위해 최적화된 광학 코팅과 비교하여, 이들 실시 예에서 코팅은, 약간의 반사율을 (즉, 낮은 반사율을 위해 최적화된 코팅에 대한 약 1%에 대하여 약 1% 초과 내지 약 6%의 값으로) 희생시켜 내스크래치성을 바람직하게 증가시킨다.
본 발명의 사상 또는 범주를 벗어나지 않고 다양한 변화 및 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다.
Claims (32)
- 주 표면을 갖는 기판; 및
상기 주 표면상에 배치되고 및 반사-방지 표면을 형성하는 광학 코팅을 포함하는 제품으로, 상기 광학 코팅은 반사-방지 코팅 및 내스크래치성 층을 포함하며, 여기서 상기 내스크래치성 층은 100 nm 내지 1 마이크로미터 범위의 총 물리적 두께를 갖고,
여기서 상기 내스크래치성 층은 반사-방지 코팅 상에 배치되며,
여기서 상기 반사-방지 코팅은 복수의 층을 포함하고, 여기서 상기 복수의 층은 제1 저 굴절률(RI) 층 및 제2 고 RI 층을 포함하며, 여기서 상기 반사-방지 코팅은 상기 제1 저 RI 층 및 제2 고 RI 층이 교대하도록 하는 적어도 하나의 주기를 포함하고,
여기서 상기 제1 저 RI 층은 상기 기판의 주 표면 상에 배치되고 이와 직접 접촉하며, 및
여기서 상기 광학 코팅의 일 이상의 층은 질화물 또는 산-질화물 물질을 포함하며, 여기서:
상기 제품은, 100㎚ 이상의 압입 깊이에 따라 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 반사-방지 표면상에서 측정된 것으로 8 GPa 이상의 최대 경도를 나타내고;
상기 제품은, 400㎚ 내지 800㎚ 범위의 광학 파장 레짐에 걸쳐 8% 이하의 반사-방지 표면에서 측정된 단일 측면 평균 광 반사율을 나타내며; 및
상기 제품은, 400㎚ 내지 800㎚ 범위의 광학 파장 레짐에 걸쳐 90% 이상의 평균 광 투과율을 나타내는, 제품. - 청구항 1에 있어서,
상기 반사-방지 코팅은 10 nm 내지 800 nm의 총 물리적 두께를 포함하는, 제품. - 청구항 1에 있어서,
상기 반사-방지 코팅은 10 nm 내지 600 nm의 총 물리적 두께를 포함하는, 제품. - 청구항 1에 있어서,
상기 반사-방지 코팅은 10 nm 내지 300 nm의 총 물리적 두께를 포함하는, 제품. - 주 표면을 갖는 기판; 및
상기 주 표면상에 배치되고 및 반사-방지 표면을 형성하는 광학 코팅을 포함하는 제품으로, 상기 광학 코팅은 반사-방지 코팅 및 내스크래치성 층을 포함하며, 여기서 상기 내스크래치성 층은 100 nm 내지 5 마이크로미터 범위의 총 물리적 두께를 갖고,
여기서 상기 내스크래치성 층은 반사-방지 코팅 상에 배치되며,
여기서 상기 반사-방지 코팅은 복수의 층을 포함하고, 여기서 상기 복수의 층은 제1 저 굴절률(RI) 층 및 제2 고 RI 층을 포함하며, 여기서 상기 반사-방지 코팅은 상기 제1 저 RI 층 및 제2 고 RI 층이 교대하도록 하는 적어도 하나의 주기를 포함하고,
여기서 상기 제1 저 RI 층은 상기 기판의 주 표면 상에 배치되고 이와 직접 접촉하며, 및
여기서 상기 광학 코팅의 일 이상의 층은 질화물 또는 산-질화물 물질을 포함하는, 제품. - 청구항 5에 있어서,
상기 제품은 100㎚ 이상의 압입 깊이에 따라 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 반사-방지 표면상에서 측정된 것으로 8 GPa 이상의 최대 경도를 나타내는, 제품. - 청구항 5에 있어서,
상기 제품은:
400㎚ 내지 800㎚ 범위의 광학 파장 레짐에 걸쳐 8% 이하의 반사-방지 표면에서 측정된 단일 측면 평균 광 반사율; 및
400㎚ 내지 800㎚ 범위의 광학 파장 레짐에 걸쳐 90% 이상의 평균 광 투과율 중 적어도 하나를 나타내는, 제품. - 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내스크래치성 층은 고 RI 물질을 포함하는, 제품. - 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제품은 100 nm의 압입 깊이에서 10 GPa 이상의 경도 및 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 반사-방지 표면상에서 측정된 것으로 500 nm의 압입 깊이에서 16 GPa 이상의 경도를 나타내는, 제품. - 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
반사-방지 표면에서 측정된 것으로, 색 좌표 (a*=0, b*=0) 및 기판의 투과율 색 좌표 중 적어도 하나를 포함하는, 기준점으로부터 2 미만의 기준점 색 변이를 나타내는 국제 조명위원회 광원하에 수직 입사에서 (L*, a*, b*) 비색계 시스템에서의 제품 투과율 색 좌표; 및
반사-방지 표면에서 측정된 것으로, 색 좌표 (a*=0, b*=0), 색 좌표 (a*=-2, b*=-2), 및 기판의 반사율 색 좌표 중 적어도 하나를 포함하는, 기준점으로부터 5 미만의 기준점 색 변이를 나타내는 국제 조명위원회 광원하에 수직 입사에서 (L*, a*, b*) 비색계 시스템에서의 제품 반사율 색 좌표;
중 적어도 하나이며:
여기서, 상기 기준점이 색 좌표 (a*=0, b*=0)인 경우, 상기 색 변이는 √((a*article )2 + (b*article )2)로 정의되고,
여기서, 상기 기준점이 (a*=-2, b*=-2)인 경우, 상기 색 변이는 √((a*article+2 )2 + (b*article +2)2)로 정의되며, 및
여기서, 상기 기준점이 기판의 색 좌표인 경우, 상기 색 변이는 √((a*article - a*substrate)2 + (b*article - b*substrate)2)로 정의되는, 제품. - 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제품은, A 시리즈 광원, B 시리즈 광원, C 시리즈 광원, D 시리즈 광원, 및 F 시리즈 광원으로 이루어진 군으로부터 선택된 국제 조명위원회 광원하에서, 수직 입사각에 대하여, 20도 이상인 입사 조명 각에서 5 이하의 각도 색 변이를 나타내며, 여기서, 각도 색 변이는, 수학식 √((a*2-a*1)2+(b*2-b*1)2)를 사용하여 계산되고, a*1, 및 b*1은, 수직 입사에서 보았을 경우, 제품의 좌표를 나타내며, a*2, 및 b*2는, 입사 조명 각에서 보았을 경우, 제품의 좌표를 나타내는, 제품. - 청구항 11에 있어서,
상기 제품은, 20도 내지 60도 범위의 모든 입사 조명 각에서 5 이하의 각도 색 변이를 나타내는, 제품. - 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제품은,
직경이 8 mm인, 개구를 갖는 헤이즈미터를 사용하여 측정된 것으로, 1% 이하의 헤이즈,
12㎚ 이하의, 원자력 현미경에 의해 측정된 것으로, 평균 거칠기 Ra,
600㎚ 파장에서 2mm 개구를 갖는, 산란 측정을 위한 이미징 구를 사용하여 투과율에서 수직 입사에서 측정된 것으로, 40도 이하의 극 산란 각에서, 0.05 (1/steradian 단위)의 산란된 광 강도, 및
600㎚ 파장에서 2mm 개구를 갖는, 산란 측정을 위한 이미징 구를 사용하여 투과율에서 수직 입사에서 측정된 것으로, 20도 이하의 극 산란 각에서, 0.1 (1/steradian 단위)의 산란된 광 강도,
중 임의의 하나 이상을 포함하는 반사-방지 표면상에서 테이버 시험을 사용하여 500-사이클 마모 후에 내마모성을 나타내는, 제품. - 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
평균 가시 주간시 반사율은, 광학 파장 레짐에 걸쳐 5% 이하인, 제품. - 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사-방지 코팅의 질화물 또는 산-질화물 물질을 포함하는 일 이상의 층의 조합된 두께는, 반사-방지 코팅의 두께의 50% 이상인, 제품. - 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제품은: 전면, 배면, 및 측면을 갖는 하우징; 상기 하우징 내부에 적어도 부분적으로 있는 전기 부품들; 및 상기 하우징의 전면에 또는 그 근처의 디스플레이를 포함하는 커버 장치의 커버 기판으로 사용되며, 여기서 상기 커버 기판은 상기 디스플레이 위에 배치되는, 제품. - 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은 결정질 기판을 포함하는, 제품. - 청구항 17에 있어서,
상기 결정질 기판은 유리-세라믹 기판을 포함하는, 제품. - 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제품은 휴대폰, 태블릿 또는 컴퓨터인, 제품. - 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사-방지 코팅의 층 각각은 실리콘-함유 질화물 물질, 실리콘 산-질화물 물질 또는 실리콘-함유 산화물 물질을 포함하며, 여기서 상기 기판의 주 표면 상에 배치되고 이와 직접 접촉하는 제1 저 RI 층은 실리콘-함유 산화물인, 제품. - 주 표면을 갖는 기판; 및
상기 주 표면상에 배치되고 및 반사-방지 표면을 형성하는 광학 코팅을 포함하는 제품으로, 상기 광학 코팅은 반사-방지 코팅을 포함하며, 여기서:
상기 제품은, 100㎚ 이상의 압입 깊이에 따라 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 반사-방지 표면상에서 측정된 것으로 8 GPa 이상의 최대 경도를 나타내고;
상기 반사-방지 코팅은 10 nm 내지 800 nm의 총 물리적 두께를 포함하며;
여기서 상기 반사-방지 코팅은 복수의 층을 포함하고, 여기서 상기 복수의 층은 제1 저 굴절률 층, 및 제2 고 굴절률 층을 포함하며, 여기서 상기 반사-방지 코팅은 상기 제1 저 굴절률 층 및 제2 고 굴절률 층이 교대되도록 하는 적어도 하나의 주기를 포함하고;
여기서 상기 제1 저 굴절률 층은 상기 기판의 주 표면 상에 배치되고 이와 직접 접촉하며;
여기서 상기 광학 코팅의 일 이상의 층은 실리콘-함유 질화물 물질, 실리콘 산-질화물 물질 또는 실리콘-함유 산화물 물질을 포함하고, 여기서 상기 기판의 주 표면 상에 배치되고 이와 직접 접촉하는 제1 저 굴절률 층은 실리콘-함유 산화물이며; 및
여기서 상기 반사-방지 코팅의 제2 고 굴절률 층 각각의 조합된 물리적 두께는 상기 반사-방지 코팅의 총 물리적 두께의 30% 이상을 포함하는, 제품. - 청구항 21에 있어서,
상기 기판은 결정질 기판을 포함하는, 제품. - 청구항 22에 있어서,
상기 결정질 기판은 유리 세라믹 기판을 포함하는, 제품. - 청구항 21에 있어서,
상기 제품은 휴대폰, 태블릿 또는 컴퓨터인, 제품. - 청구항 21 내지 24 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사-방지 코팅의 제2 고 굴절률 층의 조합된 물리적 두께는 상기 반사-방지 코팅의 총 물리적 두께의 50% 이상인, 제품. - 청구항 21 내지 24 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사-방지 코팅의 제2 고 굴절률 층 각각의 조합된 물리적 두께는 상기 반사-방지 코팅의 총 물리적 두께의 40% 이상인, 제품. - 청구항 21에 있어서,
상기 반사-방지 코팅은 10 nm 내지 600 nm의 총 물리적 두께를 포함하는, 제품. - 청구항 21에 있어서,
상기 반사-방지 코팅은 10 nm 내지 350 nm의 총 물리적 두께를 포함하는, 제품. - 청구항 1에 있어서,
상기 반사-방지 코팅은 10 nm 내지 350 nm의 총 물리적 두께를 포함하는, 제품. - 주 표면을 갖는 기판; 및
상기 주 표면상에 배치되고 및 반사-방지 표면을 형성하는 광학 코팅을 포함하는 제품으로, 상기 광학 코팅은 반사-방지 코팅 및 내스크래치성 층을 포함하며,
여기서 상기 반사-방지 코팅은 복수의 층을 포함하고, 여기서 상기 복수의 층은 제1 저 굴절률 층 및 제2 고 굴절률 층을 포함하며, 여기서 상기 반사-방지 코팅은 상기 제1 저 굴절률 층 및 제2 고 굴절률 층이 교대하도록 하는 적어도 하나의 주기를 포함하고,
여기서 상기 내스크래치성 층은 질화물 또는 산질화물 물질의 고 굴절률 층이고 상기 광학 코팅 내의 가장 두꺼운 고 굴절률 층이며;
상기 제품은 100㎚ 이상의 압입 깊이에 따라 베르코비치 압입자 경도 시험에 의해 반사-방지 표면상에서 측정된 것으로 8 GPa 이상의 최대 경도를 나타내고;
상기 제품은, 400㎚ 내지 800㎚ 범위의 광학 파장 레짐에 걸쳐 8% 이하의 반사-방지 표면에서 측정된 단일 측면 평균 광 반사율을 나타내며; 및
상기 제품은, 400㎚ 내지 800㎚ 범위의 광학 파장 레짐에 걸쳐 90% 이상의 평균 광 투과율을 나타내는, 제품. - 주 표면을 갖는 기판; 및
상기 주 표면상에 배치되고 및 반사-방지 표면을 형성하는 광학 코팅을 포함하는 제품으로, 상기 광학 코팅은 반사-방지 코팅 및 내스크래치성 층을 포함하며,
여기서 상기 반사-방지 코팅은 복수의 층을 포함하고, 여기서 상기 복수의 층은 제1 저 굴절률 층 및 제2 고 굴절률 층을 포함하며, 여기서 상기 반사-방지 코팅은 상기 제1 저 굴절률 층 및 제2 고 굴절률 층이 교대하도록 하는 적어도 하나의 주기를 포함하고,
여기서 상기 내스크래치성 층은 질화물 또는 산질화물 물질의 고 굴절률 층이고 상기 광학 코팅 내의 가장 두꺼운 고 굴절률 층인, 제품. - 주 표면을 갖는 기판; 및
상기 주 표면상에 배치되고 및 반사-방지 표면을 형성하는 광학 코팅을 포함하는 제품으로, 상기 광학 코팅은 반사-방지 코팅 및 내스크래치성 층을 포함하며,
여기서 상기 반사-방지 코팅은 복수의 층을 포함하고, 여기서 상기 복수의 층은 제1 저 굴절률 층 및 제2 고 굴절률 층을 포함하며, 여기서 상기 반사-방지 코팅은 상기 제1 저 굴절률 층 및 제2 고 굴절률 층이 교대하도록 하는 적어도 하나의 주기를 포함하고,
여기서 상기 내스크래치성 층은 질화물 또는 산질화물 물질의 고 굴절률 층이고 상기 광학 코팅 내의 가장 두꺼운 고 굴절률 층이며;
반사-방지 표면으로부터 측정된 광학 코팅의 상부 500 nm는:
50% 미만의 저 굴절률 물질; 및
적어도 50%의 고 굴절률 물질 중 적어도 하나를 포함하는, 제품.
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