기술노트 2026.09.22 · 읽는 시간 21분
연재 표면처리기술 2부 · 3편

표면처리기술 AR·LR(반사방지·저반사)

유리 위 한 층으로 반사를 없애려면 굴절률 1.23짜리 재료가 필요한데 치밀한 고체로는 없습니다. LR은 중공 실리카의 구멍으로 그 값에 다가가고, 습식 3층과 스퍼터 10층 AR은 굴절률 대신 간섭으로 지웁니다. 둘 다 공기에 맞춘 설계라서, 기름이 앉으면 반사를 깊게 지운 쪽일수록 크게 무너집니다.

AG 편에서 본 층은 반사를 흩었다. 유리 앞면이 되돌리는 4퍼센트 남짓은 그대로 두고 방향만 넓게 퍼뜨렸다. 이번 편의 층은 그 4퍼센트 자체를 줄인다.

필름과 커버글라스에서 쓰는 길은 크게 둘이다. 저굴절 재료를 습식으로 바르는 LR과, 굴절률이 다른 산화물을 여러 겹 쌓는 AR이다.

2013년 SID의 해설은 둘을 이렇게 요약한다. LR은 싸게 만들지만 반사가 충분히 낮지 않고, AR은 반사가 낮지만 생산비가 높다. 이 편은 그 차이가 어디서 나오는지를 재료와 적층으로 본다.

둘은 같은 빈칸에서 갈라졌다. 굴절률 1.23짜리 재료가 필요한데 그런 고체가 없다. 그 빈칸이 무엇이고, 그 빈칸이 공기 때문에 생겼다는 사실이 지문 한 번에 무엇을 뜻하는지가 이 글의 뼈대다.

1. 반사를 없애려면 어떤 재료가 필요한가

유리 위 한 층으로 반사를 없애려면 굴절률 1.23짜리 재료가 필요하다. 이 값은 공기 1.00과 유리 1.52를 곱해 제곱근을 씌운 값이고, 치밀한 고체 가운데 여기 닿는 재료는 없다. 가장 낮은 치밀한 무기막인 불화마그네슘도 1.38이다.

원리는 두 반사를 서로 지우는 것이다. 얇은 층을 올리면 빛이 공기와 층의 경계에서 한 번, 층과 유리의 경계에서 한 번 되돌아온다.

층 두께를 빛 파장의 4분의 1로 맞추면 두 번째 반사가 층을 왕복하며 반 파장 늦어진다. 두 반사는 위상이 반대가 된다. 여기서 크기까지 같으면 둘이 정확히 지워진다.

크기가 같으려면 위아래 경계의 굴절률 비가 같아야 한다. 공기와 층의 비가 층과 유리의 비와 같은 자리, 그 자리가 1.23이다. 경계에서 반사율이 정해지는 원리는 광학식 지문센서 편에서 유리와 피부로 다뤘다.

같은 조건에서 한 층의 굴절률만 바꿔 계산한 명소시 반사율 Y는 이렇다. 유리 1.52, 수직입사, 550나노미터 기준 4분의 1 파장 두께다.

한 층의 굴절률무엇인가명소시 반사율 Y
없음맨유리4.26%
1.46치밀한 SiO₂2.83%
1.38MgF₂, 치밀한 무기막의 하한1.30%
1.35중공 실리카 막0.87%
1.30공극을 더 늘린 저굴절층0.34%
1.23목표값0.06%

MgF₂ 한 층으로는 1.30퍼센트에서 멈춘다. 맨유리 4.26퍼센트의 3분의 1이다. 여기서 더 내려가려면 1.23에 가까운 재료를 만들거나, 한 층이라는 조건을 버려야 한다.

굴절률 1.0에서 2.3까지의 가로축 위에 공기 1.00, 목표값 1.23, 중공 실리카 입자 하나 1.23, 중공 실리카 막 1.35, MgF2 1.38, SiO2 1.46, 유리 1.52, 스퍼터 Nb2O5 2.30이 점으로 찍혀 있다. 1.23 자리에 세로 띠가 칠해져 있고 그 위에 치밀한 고체가 없다는 표시가 있으며, 그 띠 안에는 중공 실리카 입자 하나만 들어가 있다.
그림 1. 반사방지 재료를 굴절률 한 축에 놓았습니다. 목표값 1.23 자리에 치밀한 고체가 없고, 그 자리에 닿는 것은 속이 빈 실리카 입자 하나뿐입니다. 입자를 붙여 막을 만들면 1.35로 밀려납니다. 중공 실리카 값은 ACS Omega 2021 · Nb₂O₅는 스퍼터 막 보고 범위 · 작도는 본지

그래서 반사방지 기술은 두 방향으로 갈렸다. LR은 재료에 구멍을 내서 1.23에 다가가고, AR은 굴절률을 포기하고 층을 여러 겹 쌓아 간섭으로 지운다. 3절과 4절이 차례로 다룬다.

표면에 나노 돌기를 세워 굴절률을 경사로 만드는 세 번째 길은 다음 호 「표면처리기술 모스아이」에서 따로 다룬다.

2. 반사율을 재는 법

반사방지 사양서의 첫 줄은 명소시 반사율 Y다. 파장마다 잰 반사율에 사람 눈의 감도와 광원 분포를 곱해 한 값으로 줄인 것이고, JIS Z 8701의 반사 자극값 Y로 계산한다.

눈 감도는 555나노미터 근처에서 가장 높고 양 끝으로 갈수록 급히 떨어진다. 그래서 Y는 가운데 녹색 반사에 민감하고 파랑·빨강 가장자리 반사에는 둔하다. 4절에서 이 성질이 반사색을 만든다.

재는 방법에 함정이 하나 있다. 유리판은 뒷면도 4퍼센트를 되돌린다. 앞면 AR만 재려면 뒷면 반사를 없애야 한다.

AGC가 공개한 측정 조건은 유리 뒷면을 검은 래커로 칠해 뒷면 반사를 지우고, 시마즈 분광광도계로 스펙트럼을 재서 Y로 환산하는 방식이다. 이 절차가 빠지면 뒷면 4퍼센트가 얹혀 0.3퍼센트짜리 AR도 4퍼센트대로 읽힌다.

사양서에는 SCI와 SCE도 붙는다. 정반사 성분을 포함해 쟀는지 뺐는지의 구분이다. 매끈한 AR 면에서는 반사가 거의 정반사라 SCI로 적는다. AG와 섞인 면이면 둘의 차이가 벌어진다.

마지막으로 반사색 a*·b*가 붙는다. 반사율이 파장마다 고르지 않으면 남은 반사에 색이 생기고, 그 색을 L*a*b* 좌표로 적는다. b*가 음수면 푸른빛이다.

이 층이 줄이는 반사는 화면 맨 바깥의 것이다. ALS 편에서 본 POL-less는 패널 안쪽 금속 전극의 반사를 누르는 구조라 자리가 다르다.

OLED에서는 원편광판이 안쪽 반사를 막아 준다. 이상적인 원편광판은 외광 반사를 편광판 첫 표면의 반사까지 낮춘다. 안쪽을 누르고 나면 남는 것이 바로 이 편이 다루는 바깥 한 면이다.

이 반사율 차이가 화면에서 얼마인지는 산수로 나온다. 주변이 고르게 밝으면 표면이 되돌리는 휘도는 반사율에 조도를 곱해 π로 나눈 값이고, 흰 화면과 검은 화면 모두에 똑같이 더해진다.

흰 화면 500니트, 검은 화면 0.5니트인 패널을 놓고 계산했다. 고르게 흐린 실외 1만 룩스에서 맨유리는 명암비 4.7대 1, LR 0.87퍼센트는 18.7대 1, 반사율 0.29퍼센트 AR은 52대 1이다. 사무실 500룩스에서도 70대 1이 520대 1로 올라간다.

반사율을 4.26퍼센트에서 0.29퍼센트로 낮추는 것은 이 조건에서 화면 밝기를 약 15배 올리는 것과 같다. 반사 휘도가 검은 화면보다 훨씬 클 때는 명암비가 밝기와 반사율의 비로만 정해지기 때문이다. AG 편의 명암비 시뮬레이터가 읽기 한계로 잡은 값은 3대 1이었다.

3. 구멍으로 1.23에 다가가는 LR

공개된 반사방지 적층 세 가지를 같은 세로 척도로 나란히 그린 단면도. 왼쪽은 중공 실리카 입자가 든 저굴절 한 층 100나노미터로 실측 최저 반사율 0.92퍼센트다. 가운데는 습식 세 층으로 아래부터 중굴절 1.62 60나노미터, 고굴절 1.72 110나노미터, 저굴절 1.345 90나노미터이고 합계 260나노미터, 반사율 0.5퍼센트 이하가 목표다. 오른쪽은 유리 위 Nb2O5와 SiO2를 번갈아 쌓은 열 층으로 합계 654나노미터, 보고된 반사율 0.30퍼센트다.
그림 2. 공개된 실제 적층 셋을 같은 척도로 그렸습니다. 습식 한 층 100나노미터, 습식 세 층 260나노미터, 스퍼터 열 층 654나노미터입니다. 층이 늘수록 반사율이 내려가고 두께와 공정이 함께 늘어납니다. ACS Omega 2021 · 후지필름 US8691351(범위 가운데값) · AGC US11137521 실시예 1 · 작도는 본지

LR은 저굴절 재료 한 층을 습식으로 발라 반사를 줄인다. 여기 쓰이는 재료가 중공 실리카, 속이 빈 실리카 입자다. 실리카 자체는 1.45인데 속을 비우면 입자 전체의 평균 굴절률이 공기 쪽으로 내려간다.

2021년 ACS Omega 연구가 쓴 입자는 지름 약 60나노미터, 껍질 두께 8~10나노미터, 입자 굴절률 1.23이다. 입자 하나는 정확히 목표값에 닿는다.

그런데 막으로 만들면 1.35가 된다. 입자만으로는 막이 되지 않는다. 입자를 붙들 수지가 입자 사이 틈을 채우고, 그 수지가 평균 굴절률을 끌어올린다.

중공 실리카 반사방지 막의 단면 투과전자현미경 사진 네 장. 속이 비어 밝게 보이는 둥근 입자가 한 층, 두 층, 서너 층으로 쌓인 모습과, 속이 찬 치밀 실리카 입자로 만든 대조군 막이 나란히 있다.
그림 3. 중공 실리카 입자로 만든 막의 단면입니다. 입자 속이 비어 밝게 보이고, (a)~(c)는 한 층·두 층·서너 층, (d)는 속이 찬 실리카로 만든 대조군입니다. 원 그림을 고치지 않고 그대로 실었습니다. ACS Omega 6(12), 8570 (2021), Figure 1 · CC BY-NC-ND 4.0

이 막의 실측 최저 반사율은 550나노미터에서 0.92퍼센트다. 속이 찬 실리카 입자로 만든 대조군은 3.96퍼센트였다. 1절 표와 같은 조건(굴절률 1.35, 4분의 1 파장 두께)으로 계산하면 설계 파장에서 0.82퍼센트이니 기재 차이를 감안하면 맞아떨어진다. 1절 표의 0.87퍼센트는 같은 막을 눈 감도로 가중해 평균한 값이라 최저값보다 조금 높다.

같은 연구는 입자를 한 층, 두 층, 서너 층으로 쌓아 비교했고 두 층을 엇갈려 쌓은 약 100나노미터 막이 가장 좋았다. 전광선 투과율 95.2퍼센트, 헤이즈 0.22퍼센트다.

두 층이 맞는 이유는 1절의 두께 조건에 있다. 굴절률 1.35 막의 4분의 1 파장 두께는 550나노미터 기준 102나노미터다. 지름 60나노미터 입자 한 줄로는 모자라고, 두 줄을 엇갈려 포개면 그 두께에 닿는다. 입자 크기가 막 두께를 정하는 셈이다.

공정은 AG 편의 필름과 같은 계열이다. 자외선 400밀리줄/제곱센티미터, 질소 분위기에서 산소 100ppm 미만으로 경화하고, 80도에서 건조하며, 공정 전체가 100도를 넘지 않는다. 기재는 TAC이다.

같은 라인에서 AG층 위에 LR층을 한 번 더 바를 수 있다는 뜻이다. AG 편에서 이름만 나온 AGLR, 즉 안티글레어와 저반사를 겸한 필름이 나오는 자리가 여기다.

입자는 소재사가 등급으로 판다. 닛키촉매화성의 중공 실리카 THRULYA 4110은 공개된 명세에 입자 굴절률 1.25로 적혀 있고, 입경은 문서에 따라 50~60나노미터로 기재된다.

입자 굴절률을 더 낮추려면 속을 더 비워야 한다. 같은 입경에서 속을 비우면 껍질이 얇아지므로, 굴절률을 내리는 손잡이와 입자 강도를 지키는 손잡이가 같은 손잡이가 된다.

강도는 실제로 약점이다. 위 연구의 막은 하드코트 위에서 연필경도 H였고, 맨 TAC 위에서는 6B에도 못 미쳤다. 저굴절층 혼자서는 표면을 지키지 못하고 아래 하드코트에 기댄다.

크기가 다른 입자를 섞으면

강도를 반사율과 함께 잡는 배합도 공개돼 있다. LG화학이 출원한 저굴절층은 지름 40~60나노미터와 65~100나노미터의 중공 실리카를 7대 3에서 3대 7 사이로 섞고, 지름 15~18나노미터 속찬 실리카와 불소 화합물을 더한다.

작은 중공 입자가 큰 입자 사이 틈에 자리 잡는 배치다. 이 막은 380~780나노미터 평균 반사율이 0.69퍼센트에서 문지른 뒤 0.71퍼센트로 거의 그대로였다.

긁힘에도 버텼다. 긁힘이 생기지 않은 스틸울 하중이 비교예의 200그램에서 500그램으로 올랐다. 문질렀을 때 반사율이 오르는 것을 입자 크기 분포로 막겠다는 설계다.

습식으로 세 층을 바르면

한 층의 한계는 1퍼센트 근처다. 1.35 막 한 층이면 0.9퍼센트, 1.30까지 내려도 0.3퍼센트대다. 더 내려가려면 습식도 층을 늘린다.

후지필름이 공개한 반사방지 필름은 TAC 위 두께 1~30마이크로미터 하드코트에 세 층을 차례로 바른다. 중굴절층 1.60~1.64·55~65나노미터, 고굴절층 1.70~1.74·105~115나노미터, 저굴절층 1.32~1.37·85~95나노미터다.

굴절률을 올리는 재료는 산화지르코늄 같은 금속산화물 미립자다. 지름 1~120나노미터 입자를 수지에 넣어 중·고굴절층을 만들고, 저굴절층은 불소 함유 경화 수지에 굴절률 1.17~1.40의 중공 입자를 섞는다. 경화는 산소 농도 10부피퍼센트 이하에서 한다.

목표는 평균 정반사율 0.5퍼센트 이하다. 범위 가운데값으로 계산하면 명소시 반사율이 0.27퍼센트로 목표 안에 든다. 청구 범위의 양 끝을 조합하면 0.08~0.87퍼센트까지 움직인다.

습식 세 층이면 LR 한 층의 3분의 1 아래로 내려간다. DNP도 습식 최대 3층으로 반사율 0.1퍼센트까지 만든다고 밝힌다. 수지 속 금속산화물 입자가 4절 스퍼터 AR의 Nb₂O₅ 자리를 대신하는 셈이고, 층을 늘린 습식은 원리상 간섭형 AR로 넘어간다.

4. 굴절률 대신 간섭으로 가는 AR

AR은 1.23을 찾지 않는다. 굴절률이 크게 다른 두 재료를 번갈아 쌓아, 층마다 되돌아오는 반사들이 서로 지워지도록 두께를 맞춘다.

디스플레이 AR에 주로 쓰는 조합이 Nb₂O₅와 SiO₂다. 스퍼터로 올린 Nb₂O₅는 550나노미터에서 굴절률이 2.26~2.30으로 보고되고, SiO₂는 1.46이다. 차이가 크니 적은 층으로 지울 수 있다.

실제 적층을 보자. AGC가 공개한 반사방지막은 유리 쪽부터 Nb₂O₅ 14 · SiO₂ 32 · Nb₂O₅ 130 · SiO₂ 35 · Nb₂O₅ 18 · SiO₂ 230 · Nb₂O₅ 25 · SiO₂ 33 · Nb₂O₅ 37 · SiO₂ 100나노미터, 열 층 합계 654나노미터다. 마그네트론 스퍼터로 올린다.

측정한 명소시 반사율은 0.30퍼센트다(JIS Z 8701, D65 광원, 10도 시야). 같은 명세에 700~950나노미터 근적외선 투과율을 최소 89.5퍼센트로 함께 적었다. 가시광만이 아니라 근적외선까지 규격에 넣은 설계다.

공개된 두께로 직접 계산하면 0.16퍼센트가 나와 발표값의 절반쯤이다. 이 계산은 파장에 따라 굴절률이 변하는 분산과 흡수를 넣지 않았으므로, 절대값보다 순서와 모양을 보는 데 쓴다. 층 순서를 뒤집어 넣으면 8.43퍼센트가 나와 맨유리보다 나쁘다. 같은 재료, 같은 두께라도 순서가 곧 설계다.

맨 위가 SiO₂ 100나노미터라는 점도 눈여겨볼 자리다. 가장 바깥에 저굴절 산화물을 두면 공기와의 굴절률 계단이 가장 작다. 명세는 그 위에 불소 함유 유기규소 화합물 방오층을 얹는 것을 바람직하다고 적는데, AF 편에서 본 실란 머리가 붙는 실리카 면이 바로 이 층이다.

가로축 400에서 700나노미터, 세로축 반사율 0에서 4퍼센트인 그래프. 맨유리는 4.26퍼센트에서 평평하다. LR 한 층은 550나노미터 근처 0.8퍼센트로 가장 낮고 양 끝에서 1.2에서 1.9퍼센트로 올라간다. 습식 세 층은 가운데 0.24퍼센트, 400나노미터 0.79퍼센트, 700나노미터 1.06퍼센트다. 스퍼터 열 층은 550나노미터에서 0.08퍼센트까지 내려가지만 400나노미터 0.58퍼센트, 700나노미터 1.69퍼센트로 양 끝이 튄다. 바닥에 눈 감도 곡선이 옅게 깔려 있다.
그림 4. 공개 적층으로 계산한 반사 스펙트럼입니다. 층이 많을수록 눈이 민감한 가운데가 깊게 내려가고 양 끝은 남습니다. 명소시 반사율 Y는 가운데에 무게를 두므로 낮게 나오고, 튄 가장자리는 반사색으로 남습니다. 전달행렬 계산, 분산·흡수 무시, CIE V(λ)·D65 가중 · 본지 계산

아래 시뮬레이터에서 네 층 두께를 직접 바꿔 가며 이 곡선이 어떻게 움직이는지 볼 수 있다. 맨 위를 기름으로 바꾸는 스위치는 5절에서 쓴다.

그림 4에서 스퍼터 10층은 550나노미터 0.08퍼센트로 가운데가 거의 0인데 양 끝이 튄다. 400나노미터에서 0.58퍼센트, 700나노미터에서 1.69퍼센트다. 습식 3층도 모양이 같다. 눈 감도가 낮은 가장자리로 남은 반사를 밀어낸 설계다.

밀어낸 반사는 색으로 남는다. 덱세리얼즈 차량용 AR 필름 AR100의 사양서가 그 흔적을 적고 있다.

항목값시험 규격
명소시 반사율 Y (SCI)0.29%JIS Z 8701
전광선 투과율96.2%JIS K 7105
헤이즈0.3%JIS K 7105
반사색 a* / b*1.6 / −6.7SCI
물 접촉각120°JIS R 3257
스틸울 1,000gf 150회긁힘 없음

이 필름의 반사색은 b* −6.7, 푸른빛이다. 반사율 0.29퍼센트짜리 면에 남은 빛이 파랑 쪽으로 치우쳐 있다는 뜻이다. 가운데를 누르고 가장자리를 남기면 그렇게 된다.

간섭은 각도에 약하다. 빛이 비스듬히 들어오면 층 안에서 지나는 광로가 짧아져 설계 파장이 어긋난다. 공개 적층을 입사각별로 계산하면 이렇다. 편광은 두 방향을 평균했다.

입사각0°30°45°60°
맨유리 Y4.26%4.41%5.30%9.25%
LR 한 층 Y0.87%0.98%1.62%4.71%
습식 3층 Y0.27%0.45%1.16%4.35%
스퍼터 10층 Y0.16%0.27%1.03%4.47%

스퍼터 10층은 45도에서 정면의 6배가 되고 60도에서는 맨유리 정면값 4.26퍼센트를 넘는다. 층이 많아 정면에서 가장 낮았던 적층이 비스듬히 보면 LR 한 층과 비슷해진다.

각도가 커지면 빨강 쪽이 먼저 튄다. 스퍼터 10층의 700나노미터 반사율이 정면 1.69퍼센트에서 30도 3.96퍼센트, 45도 7.45퍼센트로 오른다. 정면에서 푸르던 반사가 비스듬히 보면 붉은 쪽으로 옮겨 간다. 차량 중앙 화면처럼 운전석과 조수석에서 비껴 보는 자리에서 드러나는 성질이다.

필름이면 공정은 롤투롤 스퍼터다. 필름을 롤에서 풀어 진공 챔버를 지나게 하며 산화물을 차례로 올린다. 나노미터 단위 두께를 필름 한 롤 전체에 걸쳐 맞춰야 하는 공정이다. 커버글라스면 유리판을 챔버에 넣어 같은 마그네트론 스퍼터로 올린다.

이 공정은 한 회사에 몰려 있다. 후지키메라총합연구소 2025년 보고서 기준 스퍼터 방식 반사방지 필름 세계 시장에서 덱세리얼즈 점유율이 2024년 금액 기준 92.8퍼센트다. 2019년부터 6년 연속 1위다.

간섭에 흡수를 더한 AR도 있다. AGC가 공개한 반사방지막은 은 미립자를 분산한 SiO₂ 20나노미터, TiO₂ 25나노미터, SiO₂ 120나노미터의 세 층이다. 은 미립자가 빛을 일부 먹는다.

이 막의 조건은 명소시 투과율 20~85퍼센트, 명소시 반사율 1퍼센트 이하, D65 광원 기준 b* 5 이하, 면저항 10⁴Ω/□ 이상이 한 묶음이다. 반사를 낮추면서 일부러 어둡게 만들고, 반사색과 전기 저항까지 같이 규격으로 건다.

어둡게 만드는 층은 패널 안에서 되돌아 나오는 빛도 두 번 지나며 약해진다. 투명한 AR이 바깥 한 면만 다루는 것과 달리, 흡수형은 안쪽 반사까지 함께 누르는 방향이다.

5. 지문 하나에 왜 가장 좋은 AR이 가장 크게 무너지나

두 방법 모두 공기에 맞춰 설계했기 때문이다. 목표값 1.23은 공기 1.00이 정한 값이고, 공기 자리에 기름이 앉으면 설계가 틀린 설계가 된다. 매끈한 기름막을 가정하고 공개 적층으로 계산하면 얼룩 자리 반사율이 깨끗한 자리의 맨유리 0.9배, LR 한 층 5배, 습식 3층 22배, 스퍼터 10층 39배다.

지문 기름을 흉내 낼 때 코닝이 공개한 설계 자료는 굴절률 1.4~1.6, 대표값 약 1.49를 쓴다. 이 편은 1.47을 기준으로 두고 1.43과 1.50도 함께 계산했다.

기름 1.47이 위에 앉으면 목표값은 기름과 유리의 기하평균인 1.49로 옮겨 간다. 사실상 반사방지층이 필요 없는 조건이 되고, 공기에 맞춘 층은 그 조건에서 방해물이 된다.

네 가지 표면에 대해 깨끗한 상태와 굴절률 1.47 기름에 덮인 상태의 명소시 반사율을 막대 한 쌍씩 비교한 그래프. 맨유리는 4.26에서 3.65퍼센트로 0.9배, LR 한 층은 0.87에서 4.57퍼센트로 5배, 습식 세 층은 0.27에서 5.76퍼센트로 22배, 스퍼터 열 층은 0.16에서 6.10퍼센트로 39배다. 습식 세 층과 스퍼터 열 층의 기름 덮인 막대는 맨유리 4.26퍼센트 점선보다 높다.
그림 5. 같은 면이 기름에 덮였을 때의 반사율입니다. 반사를 깊게 지운 적층일수록 배수가 크고, 습식 3층과 스퍼터 10층은 덮이면 맨유리보다 밝아집니다. 매끈하고 두꺼운 기름막의 정반사만 계산했고 실제 지문의 산란은 넣지 않았습니다. ACS Omega 2021 · 후지필름 US8691351 · AGC US11137521 적층 · 본지 계산

층이 많은 적층이 가장 크게 무너지는 이유는 층이 남기 때문이다. 기름에 덮여도 막 안의 Nb₂O₅ 다섯 층은 그대로 있다. 주변이 공기에서 기름으로 바뀌자 그 고굴절 층이 이번엔 반사판이 된다.

그 결과 덮인 스퍼터 10층의 반사율은 6.10퍼센트, 습식 3층은 5.76퍼센트로 둘 다 깨끗한 맨유리 4.26퍼센트보다 높다. 얼룩 자리가 주변보다 수십 배 밝을 뿐 아니라, 코팅이 없는 유리보다도 밝아진다.

기름 굴절률을 바꿔 다시 계산해도 순서는 그대로다.

덮인 뒤 명소시 반사율기름 1.43기름 1.47기름 1.50
맨유리 (깨끗 4.26%)3.22%3.65%4.00%
LR 한 층 (깨끗 0.87%)3.85%4.57%5.13%
습식 3층 (깨끗 0.27%)4.93%5.76%6.40%
스퍼터 10층 (깨끗 0.16%)5.25%6.10%6.76%

어느 기름에서도 순서는 층 수 순서와 같다. 결론이 기름 굴절률 하나에 매달려 있지 않다는 뜻이다.

맨유리만 0.9배로 거의 그대로다. 기름이 오히려 반사를 조금 낮춘다. 그렇다면 맨유리에서 지문이 보이는 이유는 반사율이 아니다. AF 편에서 본 대로 기름이 방울과 막으로 흩어져 만드는 산란이다.

AR 위에서는 산란이 없어도 지문이 보인다. 매끈하게 퍼진 얼룩도 반사율이 수십 배 뛰기 때문이다. 같은 지문이 맨유리와 AR 위에서 다른 원리로 보인다.

View tilt를 5도로 세우면 스퍼터 10층 위 천장 조명이 어두운 푸른 사각형으로 남고 지문만 흰 얼룩으로 뜬다. 화면 가운데 약 9도에서 깨끗한 면 0.15퍼센트, 덮인 자리 6.1퍼센트로 40배다.

60도로 눕히면 바둑판 조명이 분홍빛으로 밝아지고 지문은 거의 묻힌다. 깨끗한 면이 4.0퍼센트까지 올라 배수가 2.7배로 줄기 때문이다. AR 위의 지문은 정면에서 가장 잘 보인다.

Bare를 누르면 조명이 흰 사각형으로 번지고, 지문 자리는 떠오르는 대신 조금 어두워진다. 맨유리에서 기름이 반사를 0.9배로 낮춘다는 위 계산과 같다.

이 배수는 업계가 설계 변수로 다룬다. 코닝이 공개한 설계 자료는 기름을 흉내 낸 매질 속 평균 반사율을 공기 중 평균 반사율로 나눈 값을 대비로 정의하고, 그 대비를 낮추는 막 구성을 내놓는다. 매질은 두께 100~2,000나노미터의 평평한 층으로 잡는다.

같은 자료에 긁힘도 나온다. 통상의 AR 코팅은 긁혀서 코팅이 25~500나노미터 벗겨진 자리의 대비가 약 100 이상이라고 적는다. 기름이 덮이든 코팅이 벗겨지든, 설계가 깨진 자리는 주변보다 수십 배 밝아진다.

보호필름도 같은 원리로 AR을 지운다. 점착제가 공기 자리를 대신하기 때문이다. 보호필름 판매사가 20도 입사로 잰 값은 아이폰 17 2.1퍼센트, 그 위에 일반 보호필름을 붙이면 4.6퍼센트였다.

같은 측정에서 AR이 없던 아이폰 16 프로는 3.8퍼센트였다. 판매사 측정이고 광원·센서 사양을 밝히지 않았으므로 크기보다 방향으로만 읽는다. AR 위에 일반 필름을 붙이면 AR 이전보다 밝아진다.

앞 절의 시뮬레이터로 돌아가 맨 위를 기름으로 바꿔 보면 같은 일이 눈앞에서 일어난다.

4-layer AR에서 Oil smudge를 누르면 파란 곡선이 사라지고 주황 곡선이 맨유리 점선 위로 올라간다. Bare로 바꾸면 반대로 기름이 반사를 조금 낮추는 것이 보인다.

1 layer를 눌러 SiO₂ 94나노미터 한 층으로 두면 깨끗할 때 2.83퍼센트, 덮이면 3.67퍼센트로 1.3배에 그친다. 층을 얇고 적게 쓸수록 덜 무너지고, 반사를 깊게 지울수록 크게 무너진다. 가운데 Nb₂O₅ 두께를 0으로 내려 보면 그 사이를 옮겨 가는 것을 볼 수 있다.

6. 그래서 AR 위에는 AF가 얹힌다

AR이 제 성능을 내려면 그 위에 기름이 오래 머물지 않아야 한다. 그래서 AR 필름과 AR 커버글라스의 맨 위에는 AF층이 얹힌다. AR100 사양서의 물 접촉각 120도가 그 층의 값이다.

AF층은 광학적으로 거의 투명하다. AF 편에서 봤듯 두께가 10나노미터 수준이라 AR 설계를 흔들지 않고 맨 위에 얹을 수 있다.

문제는 수명이다. 덱세리얼즈는 2022년 AR 필름 맨 위 방오층을 습식 코팅에서 진공 증착으로 바꾼 HD 시리즈를 냈다. 부직포 마찰 2만 회가 넘도록 물 접촉각 110도 이상을 유지했고, 종전 대비 내마모가 40배 이상이라고 밝혔다.

AF 편의 결론이 여기로 이어진다. 그 편에서 마모는 표면 사슬이 끊기는 데서 시작하고 초기 접촉각은 성능을 대표하지 못한다고 했다. AR 위의 AF가 닳으면 기름이 퍼지기 시작하고, 퍼진 기름은 5절의 배수로 보인다.

그래서 AR 필름 사양서에는 마모 시험이 둘 붙는다. 하나는 스틸울 1,000gf로 150회 문질러 긁힘이 없는지를 보는 시험이고, 다른 하나는 부직포로 수만 회 닦은 뒤 접촉각을 보는 시험이다.

둘이 재는 고장은 다르다. 스틸울은 산화물 층이 긁혀 벗겨지는지를 보고, 부직포 마찰은 맨 위 AF 사슬이 닳는지를 본다. 앞의 것이 깨지면 5절의 긁힘 대비 100 이상이 나오고, 뒤의 것이 깨지면 기름이 퍼져 지문 배수가 나온다.

차량은 이 요구가 가장 무거운 자리다. 덱세리얼즈는 자동차가 10년 넘게 쓰인다는 점을 들어 AR 필름의 자외선·고온 내구성을 강조하고, 고온 1,000시간 신뢰성 자료를 내놓는다. HD 시리즈도 노트북·2-in-1과 함께 차량용을 겨냥했다.

차량에서 AR 필름은 반사방지만 하지 않는다. 덱세리얼즈는 커버유리가 깨질 때 파편이 흩어지지 않게 붙잡는 역할을 함께 든다. 운전석 앞 화면이 대시보드 위로 올라오고 커지면서 붙은 요구다.

그 흐름의 시점도 적혀 있다. 덱세리얼즈는 차량 화면을 크게 키워 높이 올리는 설계 변화가 2000년대 후반 유럽 완성차에서 시작해 2010년대 중반 세계적으로 자리 잡았다고 적는다. 화면이 운전자 시선 가까이 올라올수록 반사와 파편 둘 다 무거워졌다.

7. 누가 반사율 수치를 밝히나

반사율 수치를 밝히는 쪽은 필름 회사와 소재사의 공개 명세이고, 밝히지 않는 쪽은 스마트폰 커버글라스 발표다. 덱세리얼즈 사양서와 AGC·후지필름·LG화학의 명세는 반사율을 숫자로 적는다. 코닝과 애플의 발표문은 절대값을 내놓지 않았다.

코닝은 2018년 갤럭시 워치에 들어간 고릴라 글라스 DX+를 두고 앞면 반사를 일반 유리 대비 75퍼센트 줄이고, 같은 밝기에서 명암비를 50퍼센트 높인다고 발표했다. 광학 성능 개선이 배터리 수명에도 도움이 될 수 있다고 덧붙였다.

2024년 1월 갤럭시 S24 울트라의 고릴라 아머 발표에도 일반 유리 표면 대비 반사 최대 75퍼센트 감소가 나온다. 워치용 DX+와 같은 숫자다. 근거는 자사 실험실 시험이고 절대 반사율은 두 발표 모두 없다.

맨유리 4.26퍼센트에 75퍼센트 감소를 대입하면 1.1퍼센트 남짓이 된다. 이 값은 본지의 산수이고 코닝이 적은 수치가 아니다.

애플은 2025년 9월 아이폰 17 프로의 세라믹 실드 2를 **「스크래치 저항 3배, 반사방지 개선」**으로 소개했다. 반사율 수치는 발표문에 없다. 일부 매체가 옮긴 60퍼센트 감소와 7층 코팅이라는 숫자는 애플 발표문에서 찾지 못했다.

같은 발표문은 실외 최대 밝기 3,000니트와 실외 명암비 2배를 함께 내세운다. 2절의 산수대로 실외 명암비는 밝기와 반사율 두 손잡이로 정해진다. 애플은 두 손잡이를 같이 돌렸다고만 밝혔고 각각의 몫은 나누어 적지 않았다.

필름은 부품으로 팔리고 사양서가 거래 조건이 된다. 커버글라스 성능은 완제품 발표문의 문구로 나간다. 수치가 갈리는 자리가 이 차이와 겹친다.

국내에서는 AR 유리 코팅을 내건 코팅 가공사들이 있지만, 반사방지 필름 점유율 수치가 공개된 국내 업체는 찾지 못했다. 편광판·표면처리 필름 사업이 해외로 넘어간 경위는 AG 편에서 다뤘다.

이번 편을 세 줄로 줄이면 이렇다. 반사방지의 목표 굴절률 1.23은 공기가 정한 값이고, LR은 구멍으로, AR은 층과 간섭으로 그 없는 재료를 대신한다. 그래서 공기 자리에 기름이 앉으면 반사를 깊게 지운 적층일수록 크게 무너진다.

다음 호는 세 번째 길, 표면 자체를 굴절률 경사로 만드는 모스아이를 다룬다.