차량용 디스플레이 적용을 위한 모스아이 구조의 반사방지 (AR) 필름

차재 디스플레이에 활용이 진행되는 모스아이 필름

빛 반사를 방지하여 시인성을 향상시키는 필름과 수지는 이제 덱세리얼즈의 주요 제품군입니다. AR100 시리즈 AR 필름은 디스플레이에 적용 시 빛 반사를 줄이는 데 매우 효과적이며, PC 모니터, 태블릿 PC, 자동차 디스플레이 제조업체에서 채택하고 있습니다.

광학 투명 수지(OCR/LOCA)는 디스플레이 상단 기판과 디스플레이 모듈을 접착하는 데 사용되는 투명 접착제입니다. 또한 접착면에서 빛의 반사와 굴절을 줄여줍니다. 덱세리얼즈는 "SVR"이라는 광학 탄성 수지도 출시했습니다.

덱세리얼즈의 또 다른 광학 제품은 나방눈(moth-eye) 타입의 반사 방지 필름입니다. 야행성 나방의 눈 표면에는 나노미터 크기의 균일한 돌기가 배열되어 있습니다. 이 돌기는 빛이 반사 없이 통과할 수 있도록 합니다. 덱세리얼즈는 독자적인 임프린팅 기술을 사용하여 이러한 나방눈과 유사한 구조를 필름에 형성하는 데 성공했습니다. 새롭게 개발된 "나방눈 타입 반사방지 필름"은 스퍼터링 방식의 반사 방지 필름보다 넓은 파장 범위에서 반사율이 낮고 투명성이 뛰어납니다. 이 필름을 디스플레이에 적용하면 더 높은 밝기와 명암비를 가진 이미지를 얻을 수 있습니다.

이 나방눈 타입 AR 필름은 주로 두 가지 적용 분야에 채택되었습니다. 자동차 대시보드에 설치되어 자동차 위치 등의 정보를 표시하는 센터 정보 디스플레이(CID)와 운전자 앞 유리창에 자동차 속도 등의 정보를 표시하는 헤드업 디스플레이(HUD)입니다.

​반사 방지 필름 나방 눈 유형과 OCR 비교

아래는 CID의 다이어그램입니다. 모스아이(Moth-eye) 타입의 반사 방지 필름은 평판 디스플레이(FPD)를 보호하는 상단 기판 뒷면에 적용됩니다. 일반적으로 FPD와 상단 기판 사이의 틈은 상단 기판 안쪽 표면에서 빛의 반사와 굴절로 인해 미묘한 이미지 흐림을 유발합니다. 한 가지 해결책은 덱세리얼즈(Dexerials)의 SVR이나 하이브리드 SVR과 같은 OCR(광학식 반사 방지 필름)로 공극을 채우는 것입니다. 하지만 공극의 설계나 크기 때문에 OCR을 사용할 수 없는 경우가 있습니다. 이러한 경우, 모스아이 반사 방지 필름을 적용하면 OCR과 유사한 효과를 얻을 수 있습니다.

아래 다이어그램은 태블릿 PC의 FPD 구조의 반사 및 이미지 대비의 차이를 보여줍니다.먼저 터치 패널과 FPD 사이의 내부 공간은 SVR(OCR)이 채워진 부분, 에어 갭, 모스아이 유형의 AR 필름이 적용된 부분의 세 부분으로 나뉩니다.외부 표면에 반사 방지 필름이 있는지(오른쪽) 또는 없는지(왼쪽)에 따라 6개 영역으로 더 나뉩니다.아래 그림은 각 영역의 반사율을 나타냅니다.표면에 반사 방지 필름이 있고 내부에 SVR이 있는 영역은 반사율이 가장 낮고, 그 다음으로 내부 표면에 모스아이 필름이 있는 영역으로 OCR 효과와 유사한 효과가 있음을 보여줍니다.반면 에어 갭이 있는 영역에서는 화면 색상이 희끄무레하게 보이고 가시성이 감소하여 반사 방지 솔루션의 중요성을 나타냅니다.

모스아이(Moth-eye) 타입의 반사 방지 필름과 광학 탄성 수지(SVR)는 각각 적합한 용도를 가지고 있습니다. SVR은 상부 기판과 디스플레이 사이의 공극이 비교적 작을 때 적용됩니다. 반면, 모스아이 타입의 반사 방지 필름은 공극이 0.5mm보다 클 때 적합합니다. 최근 자동차 내비게이션 시스템은 2.5D 또는 3D 곡면을 가지고 있습니다. 이러한 경우, 모스아이 타입 필름은 곡면 상부 기판에 적합합니다.

모스아이 필름으로 HUD의 이중상(고스트) 대책

자동차용 HUD(헤드업 디스플레이)는 나방 눈(moth-eye) 형태의 반사 방지 필름을 사용하여 운전석 앞 유리에 정보를 투사하는 기술입니다. 최신 HUD는 증강 현실 기술을 활용하여 주행 속도, 엔진 회전수, 내비게이션 정보 등의 데이터와 지시 사항을 운전자 앞 공간에 표시합니다. 최근 고급 차량을 중심으로 HUD 장착 차량이 증가하고 있습니다.

HUD의 투영 기구는 대략적으로, 빛을 출사하는 프로젝터부와 반사경, 빛의 깜빡임을 억제하는 투명한 눈부심 트랩이라고 불리는 투명판으로 구성되어, 눈부심 트랩 이외는 대시보드 안에 들어가 있습니다. 글레어 트랩의 두께는 0.4~0.5mm 정도로, 빛이 투과할 때 글레어 트랩과 공기의 굴절률의 차이로부터 입사면과 출사면의 각각에서 반사가 일어나, 프런트 유리에 비추어지는 상이 이중으로 보이는 경우가 있습니다(고스트 현상). HUD용 모스아이 필름을 눈부심 트랩의 이면(투영광의 입사면)에 붙이는 것으로, 이면에서의 반사율이 약 4%에서 0.3% 정도로 억제되어, 고스트 현상을 상당히 억제하는 것이 가능하게 됩니다. 아래 그림은 고스트 현상을 설명하기 위한 실험의 모습입니다.

최근, 자동차에 탑재되는 디스플레이는 종래의 대시보드의 장소 이외에도 계속 증가하고 있어 사이드 미러나 백미러의 영상을 비추는 새로운 디스플레이 시스템이 잇달아 개발되고 있다. 드라이버의 시인성을 향상시켜, 안전성에도 기여할 수 있는 차재용 모스아이 필름의 활용의 장은 앞으로도 퍼져 나갈 것입니다.