표면처리기술 AG(Anti-Glare)

AG는 반사를 줄이지 않고 흩습니다. 유리 앞면이 되돌리는 빛은 AG를 해도 4퍼센트 남짓 그대로이고, 흩은 대가로 헤이즈가 생깁니다. 유리를 식각하면 헤이즈가 전부 표면에서 나오고, 필름은 표면과 막 안에 나눠 담습니다. 외부를 내부로 나눈 값이 0.5 아래면 간섭무늬가, 2 위면 스파클이 옵니다. 그 사이 좁은 구간이 설계입니다.

지난 편에서 다룬 AF는 화면 맨 바깥에 얹힌 10나노미터짜리 층이었다. 이번 편의 AG는 같은 면을 다루는데 방향이 반대다. AF가 표면을 매끄럽게 유지하려 한다면 AG는 일부러 거칠게 만든다.

목적은 눈부심이다. 천장 조명이 화면에 한 점으로 맺히면 그 자리의 정보는 읽을 수 없다. AG는 그 점을 풀어 넓게 흩는다.

그런데 이 층에는 앞 편에 없던 갈림길이 하나 있다. 같은 AG라도 만드는 방법이 둘이고, 둘은 헤이즈를 서로 다른 곳에서 만든다. 그 차이가 고해상도 패널에서 무엇을 결정하는지가 이 글의 뼈대다.

1. AG는 반사를 없애는가

AG는 반사를 없애지 않는다. 흩을 뿐이다. 유리 앞면이 되돌리는 빛은 AG를 하든 안 하든 4퍼센트 남짓으로 같고, 달라지는 것은 그 빛이 한 방향으로 몰리느냐 여러 각도로 퍼지느냐다.

유리 앞면에서 되돌아오는 빛의 양은 AG를 하든 안 하든 거의 같다. 공기와 유리의 굴절률 차이가 정하는 값이고, 표면을 거칠게 만든다고 그 차이가 달라지지 않는다.

수직 입사에서 두 매질의 경계가 되돌리는 비율은 굴절률만으로 정해진다. 공기(1.0)와 유리(약 1.5)의 경계에서 그 값은 4퍼센트 남짓이다. 유리판 하나를 지나면 앞뒤 두 면에서 각각 잃으므로 투과율이 92퍼센트 근처로 떨어진다.

AG가 바꾸는 것은 그 4퍼센트가 어느 방향으로 나가느냐다. 매끄러운 면에서는 입사각과 반사각이 같은 한 방향으로만 나간다. 정반사다. 그 방향에 눈이 있으면 조명의 상이 그대로 맺힌다.

표면을 거칠게 만들면 자리마다 표면 법선이 다른 방향을 향한다. 법선이 기울면 반사광은 그 두 배만큼 꺾이므로, 법선 분포가 넓을수록 반사광이 여러 각도로 흩어진다. 확산반사다.

AGC가 자사 식각 유리를 설명하는 문장이 이 구조를 그대로 적는다. 반사를 확산시켜 입사광의 부정적 효과를 줄이면서 낮은 헤이즈와 정확한 색재현을 함께 준다는 것이다. 없앤다고 하지 않고 확산시킨다고 한다.

반사 쪽과 투과 쪽이 같은 각도로 흩어지지 않는다

여기에 이 기술이 성립하는 이유가 하나 더 있다. 같은 요철이 반사광은 크게 꺾고 투과광은 조금만 꺾는다.

표면 법선이 각도 θ만큼 기울었을 때 반사광이 꺾이는 각은 2θ다. 거울을 조금만 기울여도 상이 크게 움직이는 그 관계다.

투과광은 다르다. 경계를 지날 때 굴절이 일어나고, 기울어진 면에서 빛이 꺾이는 순증분은 (1 − 1/n)θ가 된다. 유리의 굴절률 1.5를 넣으면 약 0.33θ다.

같은 요철이 반사는 2θ로, 투과는 0.33θ로 흩는다. 여섯 배 차이다.

그래서 AG는 성립한다. 눈부심을 크게 지우는 동안 화면의 상은 그보다 훨씬 덜 무너진다. 만약 두 각도가 같았다면 눈부심을 지운 만큼 화면이 똑같이 뭉개져 쓸 수 없는 기술이 됐을 것이다.

다만 여섯 배는 공짜라는 뜻이 아니다. 0.33θ는 0이 아니고, 그 몫이 뒤에서 볼 헤이즈와 선명도 저하로 나온다.

이 기술의 성격

총량은 그대로 두고 분포만 바꾸는 일이므로 어느 각도에서는 이득이고 어느 각도에서는 손해다.

정반사 방향에서는 크게 이긴다. 조명의 상이 한 점에 맺히지 않으니 그 자리의 글자가 살아난다. 반대로 그 밖의 각도에서는 흩어진 빛이 화면 전체를 옅게 덮어 검은 영역이 들뜬다.

즉 AG는 평균을 올리는 기술이 아니라 최악을 없애는 기술이다. 화면을 어느 각도에서 봐도 못 읽는 자리가 없게 만드는 것이 목적이다.

산업이 AG를 쓰는 자리도 그 성질에서 나온다. 조명 위치를 고를 수 없는 환경이다. 크레인과 주유기, 굴착기, 임업 기계 같은 옥외 산업 장비가 식각 AG 유리의 주 수요처로 꼽히는 이유가 그것이고, 차량 실내도 같은 조건이다.

2. 눈부심의 대가

헤이즈와 선명도를 내준다. 정반사를 흩는 정도가 커질수록 화면이 뿌예지고 상의 가장자리가 무너진다. 이 교환은 제품 사양서에 숫자로 박혀 있다.

그 전에 값의 정의부터 짚어 둔다. 이 층을 다루는 규격 셋은 모두 표준시험법이 있고, 세 값이 서로 다른 것을 잰다.

광택도는 정해진 각도로 빛을 쏘아 정반사 방향에 놓인 수광기가 받는 양이다. 디스플레이용 유리는 60도를 쓴다. 값이 낮을수록 정반사가 적게 남았다는 뜻이므로, AG의 세기를 부르는 이름이 곧 광택도다.

헤이즈는 ASTM D1003이 정의한다. 투과광 가운데 진행 방향에서 ±4.0도 원뿔 밖으로 산란된 빛의 비율이다. 화면이 뿌예 보이는 정도가 이 값이다.

선명도는 ASTM D5767의 방법 A를 쓴다. 정반사 각도에서 잰 반사율과 거기서 조금 벗어난 각도에서 잰 반사율을 조합해 구한다. 상의 윤곽이 얼마나 또렷한가를 본다.

주목할 것은 헤이즈와 선명도의 경계다. ±4.0도 안쪽에서 일어난 산란은 헤이즈에 잡히지 않는다. 그런데 상을 무너뜨리는 데는 그 소각 산란이 더 직접적이다. 두 값이 따로 있는 이유가 그것이다.

읽을 수 없는 각도가 생긴다

대가를 보기 전에 얻는 쪽을 숫자로 세워 둔다. 주변광이 있는 곳에서 화면이 실제로 내는 명암비는 패널 사양서의 값이 아니다.

눈에 닿는 빛은 셋을 더한 것이다. 패널이 낸 빛, 표면이 되돌린 조명 빛, 그리고 주변에서 들어와 화면 전체에 깔린 빛이다. 흰 화면과 검은 화면 모두에 뒤의 둘이 그대로 더해진다.

그래서 실효 명암비는 분자와 분모에 같은 값이 얹힌 꼴이 된다. 더해지는 양이 커질수록 비는 빠르게 1에 가까워진다. 글자를 읽으려면 약 3대 1이 필요하다는 것이 통상의 기준이다.

정반사가 살아 있는 화면에서는 조명이 맺힌 그 좁은 각도에 되돌린 빛이 전부 몰린다. 그 자리의 명암비는 1 근처로 떨어지고 거기 있는 정보는 사라진다.

AG는 같은 양을 넓은 각도에 나눠 깐다. 어느 각도에서도 몰리지 않으므로 최댓값이 내려가고, 대신 화면 전체가 조금씩 들뜬다. 한 자리에서 전부 잃는 대신 모든 자리에서 조금씩 잃는 교환이다.

조명 밝기를 올려 보면 맨유리 쪽에만 못 읽는 각도 구간이 생긴다. AG 쪽은 같은 조건에서 그 구간이 0도다. AG가 지우는 것이 평균이 아니라 최악이라는 말이 이것이다.

다만 광택도를 120 이상으로 올려 AG를 약하게 하면 AG 쪽에도 그 구간이 생긴다. 얼마나 흩을 것인가가 그래서 선택이 된다.

이제 표를 본다. AGC가 파는 산 식각 AG 유리는 광택도로 나눈 계열이고, 제품명 뒤의 숫자가 곧 60도 광택도다.

단위는 광택도가 60도 기준 G.U., 헤이즈와 선명도가 퍼센트, Ra가 마이크로미터다. 요철 간격 Rsm은 같은 자료에서 VRD가 100~120, LST가 50~60마이크로미터로 적혀 있다.

VRD 계열만 보면 광택도를 140에서 50으로 내리는 동안 헤이즈가 0.3퍼센트에서 12.6퍼센트로 마흔 배 오르고 선명도는 89퍼센트에서 43퍼센트로 절반이 된다.

눈부심을 지운 만큼 화면이 뿌예지고 상이 흐려진다. 공짜가 없다는 것이 이 표의 첫 번째 내용이다.

그런데 같은 표에 다른 것이 하나 더 있다. 광택도가 같은데 값이 다른 두 제품이다.

VRD 50과 LST 50은 둘 다 광택도 50인데 헤이즈가 12.6퍼센트와 11.1퍼센트, 선명도가 43퍼센트와 46퍼센트다. LST 쪽이 같은 눈부심 억제를 더 적은 대가로 산다.

차이는 표면의 생김새에 있다. VRD 50의 Ra는 0.58마이크로미터인데 LST 50은 0.26마이크로미터로 절반 이하다. 그리고 요철의 평균 간격인 Rsm이 120마이크로미터와 60마이크로미터로 두 배 차이다.

거칠기는 값이 하나가 아니다. 높이와 간격이 따로 움직이고, 둘이 서로 다른 것을 망가뜨린다. 이 구분은 6절에서 다시 다룬다.

이 제품군의 다른 정보도 함께 적어 둔다. 전 규격이 최대 1.60 곱하기 3.21미터, 두께 0.4밀리미터에서 6밀리미터까지 나온다. 단면 또는 양면 산 식각이 가능하고 절단, 연삭, 드릴링, 인쇄, 열강화와 화학강화, 습식 코팅이 후공정으로 붙는다.

자료 자체에 단서가 달려 있다. 위 값들은 대표값이며 보증값이 아니고 규격으로 쓰기에 적합하지 않다는 문장이다. 제조사가 스스로 붙인 조건이므로 그대로 옮긴다.

3. 같은 AG인데 왜 만드는 법이 둘인가

AG를 만드는 법이 둘로 갈리는 것은 화면 맨 바깥이 무엇이냐 때문이다. 커버윈도우가 있는 제품은 그 유리를 식각하고, 없는 제품은 편광판 위에 필름이나 코팅을 얹는다. 올릴 자리가 아예 다르다.

스마트폰과 태블릿은 패널 위에 커버윈도우가 붙는다. 그 유리가 노출면이므로 AG를 하려면 유리를 식각해야 한다.

다만 이 제품군은 AG를 잘 쓰지 않는다. 화면을 손에 들고 각도를 바꿀 수 있어 눈부심을 피할 수 있고, 무엇보다 화질을 우선하기 때문이다. 글로시로 두고 AF만 얹는 구성이 일반적이다.

노트북과 모니터, 산업용 장비는 사정이 다르다. 커버윈도우가 없다. 패널 최상층인 편광판이 그대로 노출면이 되고, 그 위에 올리는 필름 또는 코팅이 AG를 맡는다.

화면이 고정되어 있다는 점도 겹친다. 사무실 천장 조명은 자리를 옮기지 않고 모니터도 마찬가지다. AG의 주 시장이 이쪽인 이유가 그 둘이다.

여기서 이 층에 일이 하나 더 붙는다. 커버윈도우가 없으면 편광판을 지킬 것이 없다.

자료가 LCD 모니터의 AG 필름을 설명하면서 산으로 식각한 플라스틱 시트라고 부르고, 거친 표면이 반사를 깨뜨리는 동시에 전면 편광판을 보호한다고 적는 이유가 그것이다. 한 층이 두 가지 일을 한다.

편광판 기재필름 위에 올릴 수 있는 층으로 업계가 꼽는 것이 AG, HC, LR, AGLR, AR 다섯이다.

AGLR은 안티글레어와 저반사를 한 층에서 겸한다는 뜻이다. 커버글라스가 없는 제품에서는 2부가 다루는 네 가지가 전부 편광판 위에 얹힌다는 말이기도 하다.

공정이 단순하다는 것도 이유다

광학으로는 지는 기술인데도 자리를 지키는 이유가 하나 더 있다. 두 방식 모두 진공 장비를 쓰지 않는다.

유리 식각은 산 욕조에 담그는 습식 단일 공정이고, 필름은 롤에서 풀어 도포하고 자외선으로 굳혀 다시 감는 연속 공정이다. 층을 여러 겹 쌓아 두께를 나노미터 단위로 맞출 필요가 없다.

내구성도 같은 구조에서 나온다. 식각면은 유리 자체라 벗겨질 층이 없고, 필름은 하드코팅층이 그대로 AG층이라 연필경도 2H가 광학 규격과 함께 붙는다.

다만 공개된 가격 비교 수치는 찾지 못했다. 업계에서 저렴하다고 통용되는 것과 그것을 숫자로 확인하는 것은 다른 일이라 여기서는 공정 구조까지만 적는다.

정리하면 AG는 하나의 기술이 아니라 두 계열이다. 유리를 깎아내는 쪽과 필름을 얹는 쪽이고, 소재도 공정도 규격도 다르다. 다음 절이 그 둘을 차례로 본다.

4. 깎는 공정과 얹는 공정

유리를 깎는 쪽

산 식각이다. 유리 표면에 유리 입자를 뿌린 뒤 불화물 산으로 식각한다.

입자가 붙은 자리는 산이 닿지 못하므로 그 주변이 먼저 파인다. 식각이 진행되면 입자 자체도 침식되어 떨어져 나가고, 그 과정에서 날카로운 봉우리가 깎여 완만해진다. 거칠기를 만들고 다시 다듬는 일이 한 공정 안에서 일어난다.

산은 불화수소산 또는 이불화암모늄을 쓰고 농도는 0.5~6 중량퍼센트 범위로 기재된다. 식각 시간이 길어질수록 광택도는 내려가고 헤이즈는 올라간다. 2절 표의 세로 방향을 공정 시간이 만든다는 뜻이다.

식각이 끝났다고 공정이 끝나는 것은 아니다. 공개된 제조 조건 하나는 식각 뒤에 섭씨 680도에서 2분간 가열한 후 급속 냉각한다. 유리의 연화점 근처에서 표면을 잠깐 무르게 해 미세한 균열과 날카로운 끝을 다듬는 공정으로 읽힌다.

같은 자료가 두 방식을 나란히 놓고 잰 값을 남겼다. 헤이즈 9.3퍼센트에 투과율 90.7퍼센트인 식각 AG와, 6.3퍼센트에 89.5퍼센트인 필름 AG다. 식각 쪽이 헤이즈가 높으면서 투과율도 높다.

겨냥하는 표면 조도도 적혀 있다. Ra 0.2~0.7마이크로미터, 좁게는 0.3~0.6마이크로미터이고, 요철 간격은 10~100마이크로미터, 좁게는 40~90마이크로미터다. 2절의 AGC 실측값이 이 범위 안에 들어온다.

산 식각 말고 다른 길도 있다. 실리카 졸을 뿌려 굳히는 졸겔 스프레이 코팅과, 마이크로미터급 입자를 분산한 층을 얹는 방식이다. 유리를 깎지 않고 유리 위에 새 층을 만든다는 점에서 뒤에 나올 필름 쪽에 가깝다.

이 공정의 성질은 앞 편과 비교하면 분명해진다. AF는 유리 위에 분자층을 얹는 일이었고 그래서 사슬이 끊기며 닳았다. 식각한 AG 면은 유리를 깎아낸 것이라 벗겨질 층 자체가 없다.

필름을 얹는 쪽

조성이 전혀 다르다. 대만 벤큐 머티리얼즈가 공개한 안티글레어 하드코팅층 배합은 이렇다.

이 절의 조성·공정 수치는 필름 제조사들이 출원해 공개한 명세에서 뽑았다. 어느 문서에서 나온 값인지는 글 끝의 근거 목록에 적어 두었다.

입자가 두 종류라는 것이 핵심이다. 크기 차이가 백 배에 이르고, 둘이 하는 일이 다르다.

마이크로미터급 유기 미립자는 막 두께와 비슷하거나 그보다 커서 막 표면을 밀어 올려 요철을 만든다. 표면의 생김새를 이 입자가 정한다.

나노급 실리카는 막 두께보다 훨씬 작아 표면을 밀어 올리지 못한다. 대신 막 안에 남아 빛을 흩는다.

여기서 굴절률이 설계 변수로 들어온다. 유기 미립자의 굴절률로 잡아 둔 범위가 1.0에서 1.60 인데, 아크릴 바인더는 대체로 1.5 근처다.

입자와 수지의 굴절률을 얼마나 벌리느냐가 막 안에서 빛이 얼마나 흩어지는지를 정한다. 맞추면 막 안이 투명해지고 벌리면 뿌예진다. 표면을 건드리지 않고 헤이즈를 만드는 손잡이가 이것이다.

고헤이즈 계열에서는 입자가 더 커진다. 같은 회사의 다른 계열은 비정질 실리카 미립자를 쓰는데, 레이저회절 평균 입경이 2~10마이크로미터, BET 비표면적이 60~100제곱미터/그램, 아크릴레이트 바인더 100중량부당 8~35중량부다.

노림수는 모양이다. 구형 입자가 만드는 매끈한 돔 대신 불규칙한 돌기를 만든다. 왜 그렇게 하는지는 6절에서 드러난다.

기재는 TAC 필름이 대표적이다. 편광판 보호에 쓰이는 트리아세틸셀룰로스 필름이 그대로 AG의 기재가 된다. 편광판을 만들면서 그 보호필름에 AG 기능을 얹는 구조다. PET와 PEN, 폴리카보네이트도 기재로 쓰인다.

도포는 그라비아 코팅이나 바 코터로 한다. 용매를 날린 뒤 자외선 또는 전자빔으로 경화하는데, 조건은 질소 분위기에서 누적 300밀리줄/제곱센티미터다.

질소를 쓰는 것은 산소가 라디칼 중합을 방해하기 때문이다. 대기 중에서 경화하면 표면에 미반응층이 남아 경도가 떨어진다.

그래서 이 필름에는 광학 규격 말고 연필경도가 함께 붙는다. 앞의 두 계열 모두 실측값이 2H다. 커버글라스가 없는 제품에서 이 층이 표면을 지켜야 하므로 당연한 요구다.

5. 헤이즈는 어디서 오나

AG의 헤이즈는 두 곳에서 온다. 막의 표면과 막의 내부다. 유리를 식각하면 전부 표면에서 나오지만, 필름은 총 헤이즈 40~50퍼센트 가운데 표면 몫을 10~13퍼센트로 두는 식으로 둘에 나눠 담을 수 있다. 이 구분이 이 편에서 가장 중요한 대목이다.

표면 요철에서 생기는 몫을 외부 헤이즈, 막 안의 입자와 수지의 굴절률 차이에서 생기는 몫을 내부 헤이즈라고 부른다. 둘을 합친 것이 사양서에 적히는 총 헤이즈다.

두 경로는 빛이 꺾이는 자리가 다르다. 외부 헤이즈는 공기와 막의 경계에서 법선이 기울어 생기고, 내부 헤이즈는 막 안에서 굴절률이 다른 입자를 만나 생긴다.

유리를 식각하면 이 구분이 없다. 표면밖에 없으니 헤이즈는 전부 외부 헤이즈다. 눈부심을 더 지우려면 표면을 더 거칠게 만드는 것 말고 방법이 없다.

둘을 나눠 재는 법

둘을 따로 재는 장비는 없다. 헤이즈미터는 총 헤이즈만 준다. 그래서 표면을 없애고 한 번 더 잰다.

현장에서 쓰는 방법은 이렇다. 헤이즈 값이 0인 점착 필름을 코팅면에 붙인다. 점착제가 요철 골을 메워 공기와의 경계를 평평하게 만들면 외부 헤이즈가 사라지고, 그 상태에서 잰 값이 내부 헤이즈다.

외부 헤이즈는 뺄셈으로 구한다. 총 헤이즈에서 내부 헤이즈를 뺀 값이다.

측정 조건도 함께 공개돼 있다. 무라카미 색채기술연구소의 HM-150 헤이즈미터, 투과율은 JIS K 7361, 헤이즈는 JIS K 7136, 시편은 4 곱하기 4센티미터, 세 번 측정한 평균이다.

이 방법이 왜 성립하는지는 앞 절의 원리로 설명된다. 점착제의 굴절률이 코팅층과 가까우면 그 경계에서 빛이 거의 꺾이지 않는다. 요철을 물리적으로 없앤 것이 아니라 광학적으로 없앤 것이다.

제품마다 배분이 다르고, 편차가 크다

이제 숫자를 본다. 그리고 여기서 이 편의 발견이 선다.

같은 필름형 AG인데 위 둘이 정반대다. 하나는 헤이즈의 대부분을 막 안에서 만들고, 다른 하나는 대부분을 표면에서 만든다. 뒤쪽은 총 헤이즈가 39퍼센트에서 93퍼센트까지 올라가는데도 내부 몫을 4분의 1 아래로 묶는다.

세 번째는 접근이 다르다. 총량이 아니라 비율 자체를 규격으로 잡는다. 외부 헤이즈를 내부 헤이즈로 나눈 값이 0.5에서 2 사이, 좁게는 0.8에서 1.6 사이다.

그리고 그 범위를 정한 쪽이 양쪽 끝에서 무엇이 깨지는지를 함께 밝혀 두었다.

0.5보다 작으면 방현 효과가 부족해진다. 그리고 이 필름이 커버글라스 아래에 놓일 때 하드코팅층의 외부 요철이 만들던 뉴턴링 방지 효과가 줄어 간섭무늬가 생긴다.

2보다 크면 외부 헤이즈가 커져 표면 요철이 만드는 스파클이 심해지고 선명도가 떨어진다.

즉 이 값은 위아래로 다 막혀 있다. 내부 쪽으로 너무 몰면 간섭무늬가 오고, 표면 쪽으로 너무 몰면 스파클이 온다. 같은 총 헤이즈를 두고 그 사이 어디에 설 것인가가 설계다.

배분을 옮기는 손잡이

재료를 바꾸지 않고도 옮길 수 있다는 연구가 있다.

산란 입자의 표면을 처리한 것과 처리하지 않은 것의 비율만 바꾸면, 입자와 수지와 용매의 조성이 같은 상태에서 외부 헤이즈와 내부 헤이즈의 비를 0.32에서 3.14까지 움직일 수 있다는 것이다.

표면처리는 입자가 수지 안에서 얼마나 잘 퍼지는지를 바꾼다. 잘 분산되면 막 안에 고루 남아 내부 산란이 되고, 뭉치면 표면으로 떠올라 요철이 된다. 같은 재료로 헤이즈의 주소를 바꾸는 셈이다.

이 범위가 앞의 0.5에서 2를 위아래로 넉넉히 덮는다. 공정에서 실제로 돌릴 수 있는 손잡이라는 뜻이다.

즉 헤이즈는 총량이 아니라 배분이 설계 변수다. 사양서에 적힌 총 헤이즈 하나만 보면 두 제품이 같아 보여도, 그 값이 어디서 왔는지에 따라 화면에서 하는 일이 다르다.

6. 고해상도에서 걸리는 것

스파클이다. 텍스처가 있는 투명면이 화소 배열과 겹칠 때 밝고 어둡거나 색이 도는 점이 화소 크기 스케일로 떠오르는 현상을 말한다. 화면이 알갱이처럼 보인다.

원인은 표면 요철이 화소 앞에서 작은 렌즈처럼 작동하는 데 있다. 어떤 화소의 빛은 모이고 어떤 화소의 빛은 흩어져, 원래 같아야 할 화소들의 밝기가 제각각이 된다.

깨지는 조건이 알려져 있다. 확산 입자의 면적이 이웃한 두 화소의 면적보다 커지면 화소를 통과한 빛이 왜곡되어 반짝이는 점이 생긴다. 입자 크기와 분포가 고르지 않은 것도 같은 문제를 만든다.

측정

PPD로 한다. 픽셀 파워 편차의 약자다.

각 화소 둘레에 격자 상자를 그리고 CCD 카메라로 상자 안의 총 파워를 잰 뒤, 표준편차를 평균으로 나누고 100을 곱한 값이다. 코닝이 쓰는 측정 영역은 약 30 곱하기 30 화소다.

기준 디스플레이가 규격 안에 들어 있다는 점이 중요하다. 저스파클 판정에 쓰이는 PPDr은 네이티브 서브픽셀 피치가 60 곱하기 180마이크로미터인 TN 방식 LCD로 잰다.

값이 패널에 매여 있다는 뜻이다. 같은 유리라도 어느 패널에 올리느냐에 따라 스파클이 달라지므로, 기준을 고정하지 않으면 비교가 성립하지 않는다.

판정선으로는 PPDr 약 6퍼센트 이하가 제시된다. 코닝이 내건 조건은 PPD 7.5퍼센트 미만이면서 디스플레이 단독 대비 4퍼센트포인트 증가 이내 또는 두 배 이내다.

이 값이 사람 눈과 맞는지 검증한 연구가 있다

측정값이 있다고 그것이 보이는 것과 같다는 보장은 없다. 그래서 로체스터 공대 먼셀 색채과학연구소와 코닝이 함께 심리물리 실험을 했고 2014년 학회지에 실렸다.

세 가지가 보고됐다. 첫째, PPD가 사람이 느끼는 스파클과 잘 상관한다. 앞에서 본 측정법이 사람 눈을 대신할 수 있다는 근거다.

둘째, 같은 AG 처리라도 화소가 촘촘한 디스플레이에서 스파클이 더 심하다. AG 유리 하나를 두고 어느 패널에 올리느냐가 결과를 바꾼다는 것이 실험으로 확인됐다.

셋째, 작은 시편으로 잰 스파클은 실제 크기 화면보다 보수적으로 나온다. 쿠폰 시험이 실물보다 나쁘게 나오는 쪽이라는 뜻이고, 판정에서 안전한 방향이다.

세 번째는 현장에서 바로 쓰인다. 작은 시편에서 통과한 재료가 큰 화면에서 갑자기 나빠질 걱정은 하지 않아도 된다는 말이다.

높이가 아니라 간격이다

여기서 2절에 나온 Rsm이 다시 나온다. AGC의 두 계열은 Rsm이 다르다. VRD가 100~120마이크로미터이고 LST가 50~60마이크로미터인데, Rsm을 줄인 쪽의 제품명이 Low Sparkling Touch다.

공개된 설계 지침도 그 관계를 그대로 적는다. 요철 간격을 40~90마이크로미터 범위로 두되 디스플레이의 픽셀 피치를 감안하여 형성한다는 것이다. 화소 크기가 요철 설계의 입력값으로 들어간다.

졸겔 코팅 연구도 같은 방향을 가리킨다. 실리카 졸의 중합체 크기를 키우면 AG 표면의 측면 피치가 짧아져 스파클이 낮아지고, 동시에 헤이즈는 올라간다는 보고다.

Rsm만 140에서 20까지 밀어 보시라. 높이는 그대로인데 봉우리 간격만 촘촘해진다. 그다음 평면도로 바꿔 110과 50에서 각각 보면, 앞쪽에서는 텍스처 덩어리가 화소보다 크고 뒤쪽에서는 화소 하나 안에 요철이 여러 개 들어간다.

코닝은 반대로 푼다

무작위 거칠기 대신 주기적인 회절 요소를 넣어 빛이 화소 사이의 빈 자리를 채우도록 퍼뜨린다.

그 격자 주기를 화소 피치의 함수로 정하는데, 최적값이 3Dλ/Pitch다. D는 화소에서 회절 요소까지의 광학거리, λ는 파장, Pitch는 화소 크기다. 화소 피치가 분모에 직접 들어간다.

실제 기재된 주기는 노트북용 8.35~16.2마이크로미터, 손에 드는 기기용 19.8~39.6마이크로미터다. 표면 규격으로는 RMS 진폭 80나노미터 이상, 총 거칠기 60~600나노미터가 함께 걸린다.

긴 주기 성분과 짧은 주기 성분의 비를 3.9 미만으로 묶는 조건도 함께 걸린다. 높이가 아니라 주기 분포를 규격으로 건다는 뜻이다.

코닝이 고해상도용으로 제시하는 조건도 같은 방향이다. 투과 헤이즈 10퍼센트 이하에 PPDr 6퍼센트 이하, DOI 80 이하로, 헤이즈 총량 자체를 낮게 묶어 둔다.

그래서 5절의 배분이 값을 한다

스파클을 만드는 것은 표면 요철이므로, 같은 헤이즈를 내부 쪽에 몰아 두면 눈부심은 지우면서 스파클은 덜 만들 수 있다.

고헤이즈 AG 필름이 스파클에 강한 이유를 제조사가 표면의 렌즈 효과를 없앤 데 둔다. 4절에서 본 불규칙한 돌기도 같은 목적이다. 초점이 맺히지 않게 하는 일이다.

다만 5절에서 봤듯 내부 쪽으로 무한정 몰 수는 없다. 외부와 내부의 비가 0.5 아래로 내려가면 이번엔 간섭무늬가 온다. 스파클과 간섭무늬 사이의 좁은 구간이 이 필름의 설계 공간이다.

7. 만드는 쪽이 바뀌었다

필름 쪽은 일본과 대만 업체가 중심이다. 니토덴코는 광학필름이 매출의 55퍼센트를 차지하고, DNP는 AG와 LR 필름을 함께 생산한다. 앞 절의 조성 수치가 나온 곳은 대만 벤큐 머티리얼즈다.

그 밖에 3M, 미쓰비시케미칼, 토판, 린텍, 코베스트로가 공급사로 거론된다. 유리 쪽은 AGC와 코닝이다.

한국 업체는 이 목록에서 빠지는 중이다. 정확히 말하면 빠져나갔다.

5년 사이에 일어난 일

2023년 9월 매각분의 품목 목록에 차량용 디스플레이 표면처리 필름이 들어 있다. LCD 편광판 보호용 TAC 필름, 커버윈도우용 PET 필름도 함께다. 이번 편이 다루는 층이 그 목록 안에 있다.

삼성SDI 쪽은 청주와 수원 사업장의 편광필름 제조·판매 사업 일체와 중국 우시법인 지분 전량이 넘어갔다. 인수한 우시헝신은 누엔 캐피털과 그 산하 편광필름 회사의 합자회사다.

같은 시기 SKC는 필름과 가공 사업을 1조 6000억원에 매각했고, 효성화학과 코오롱인더스트리는 필름 사업을 줄였다. 업계가 든 이유는 중국산 저가 물량 공세로 수익성을 유지하기 어렵다는 것이었다.

넘어간 것은 설비와 인력만이 아니다. 5절에서 본 외부와 내부 헤이즈의 비 0.5에서 2를 잡은 설계 규격이 한국에서 나왔는데, 지금 그 권리는 인수한 쪽에 있다. 발명자는 전부 한국 이름이고 2018년 출원 건이다.

그리고 그 회사가 2025년 9월 편광판 표면처리 필름 대형 생산라인을 세웠다. 차량 헤드업 디스플레이와 스마트폰의 고성능 광학필름 수요가 증설 이유로 거론된다.

판 쪽은 배터리 소재와 친환경 소재, 신약으로 자원을 옮기겠다는 이유를 들었다. 산 쪽은 그 자리에서 증설한다. 같은 사업을 두고 판단이 갈렸다.

국내에 남은 자리는 코팅 쪽이다. 스미토모화학의 자회사인 동우화인켐이 국내에서 코팅을 수행하고 베이스 필름은 대만에서 공급받는 구조로 알려져 있다. 국내 AG 필름 공급사의 시장 점유율 수치는 찾지 못했다.

8. 앞으로 걸리는 것

차량으로 무게가 옮겨간다

차량 실내는 AG의 조건을 전부 갖고 있다. 조명 위치를 고를 수 없고, 햇빛이 직접 들어오며, 화면이 고정되어 있어 각도를 피할 수 없다.

업계 자료는 화학 산 식각이 차량용 커버글라스의 업계 표준이라고 적는다. 균일한 미세구조를 만들어 반사를 없애면서 스파클과 픽셀 시머를 함께 막는 것이 목적이라는 서술이 따라붙는다.

6절에서 본 두 요구가 차량에서는 처음부터 같이 걸린다는 뜻이다. 눈부심만 잡으면 되는 것이 아니라 스파클도 동시에 막아야 한다.

가독 기준도 높다. 햇빛 아래 읽을 수 있는 밝기로 800니트 이상, 통상 1000니트가 거론되고, 헤드업 디스플레이는 윈드실드에 반사된 뒤 눈에 닿는 값으로 1만 5000니트 이상이 필요하다.

화면을 밝히는 쪽과 반사를 흩는 쪽이 동시에 요구된다. 어느 한쪽만으로는 햇빛을 이기지 못한다.

여기에 필러투필러 대화면과 곡면이 겹친다. 곡면 유리를 균일하게 식각하는 일, 충돌 안전 기준을 함께 맞추는 일, 3차원 조형을 살리는 일이 남는다.

해상도는 계속 올라간다

AGC의 제품 계열을 요철 간격으로 환산해 보면 흐름이 보인다. VRD의 Rsm 100~120마이크로미터는 화소 피치로 212~254ppi에 해당하고, LST의 50~60마이크로미터는 423~508ppi에 해당한다.

제품 세대가 해상도를 따라 잘아졌다는 이야기로 읽힌다.

방향 자체는 자료가 뒷받침한다. 앞 절의 심리물리 실험이 같은 AG 처리에서 화소가 촘촘할수록 스파클이 심하다고 보고했고, 공개된 설계 지침도 픽셀 피치를 감안해 요철을 잡으라고 적는다.

다만 위 환산은 본지가 한 것이다. Rsm을 화소 피치로 바꿔 ppi를 매긴 것은 계산이고, AGC가 그 해상도를 겨냥해 계열을 나눴다고 밝힌 적은 없다. 동반 관계까지가 자료이고 제품 기획 의도는 추정이다.

AGC는 LST 위에 NST라는 계열을 더 두고 있다. No Sparkling Touch의 약자이고 2016년 9월부터 전 규격으로 공급된다고 자료에 적혀 있다.

그런데 성능표에는 NST의 수치가 실려 있지 않다. 광택도와 선명도를 그린 그래프에 곡선으로만 나타나고, 같은 광택도에서 VRD와 LST보다 선명도가 높다는 것만 읽힌다. 찾아봤지만 공개된 수치는 없었다.

앞 편과 겹치는 자리

AG는 지문을 덜 보이게 한다. 고광택 면은 빛을 균일하게 되돌려 기름 자국이 도드라지는데, 무광 면에서는 그 자국이 날카로운 반사를 만들지 못한다.

이것은 앞 편에서 다룬 내용과 이어진다. 지문이 보이는 정도를 정하는 것은 잔류물과 표면 사이의 광택 차이인데, AG는 표면 쪽 광택을 낮춰 그 차이를 줄인다.

AF가 기름을 뭉치게 한다면 AG는 묻어도 덜 보이게 한다. 같은 문제를 다른 방법으로 푼다.

다만 그것이 AG를 쓰는 이유는 아니다. 지문이 목적이면 AF를 쓰고, 실제로 AG 면 위에도 AF를 얹는다. 같은 면을 두고 여러 층이 각자의 이유로 올라간다는 것이 이 부에서 반복되는 형식이다.

다음 편은 같은 면 위의 또 다른 층을 다룬다. 반사를 흩는 대신 상쇄시키는 쪽이다.