KR100582900B1 - 금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액, 이를이용한 전자파 차폐필터의 금속박막에 흑색산화층을형성하는 방법 및 이에 의해 형성된 전자파 차폐필터의금속박막 - Google Patents

금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액, 이를이용한 전자파 차폐필터의 금속박막에 흑색산화층을형성하는 방법 및 이에 의해 형성된 전자파 차폐필터의금속박막 Download PDF

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Abstract

금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액, 이를 이용한 전자파 차폐필터의 금속박막에 흑색표면을 형성하는 방법 및 이에 의해 형성된 전자파 차폐필터의 금속박막이 개시된다. 상기 금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액을 이용하여 금속박막에 흑색산화층을 형성하면 흑색산화층이 면상구조로 형성되므로, 흑색산화층의 경도, 면 저항값 및 흑색도의 특성이 우수해진다. 이로인해, 전자파 차폐필터가 전자파를 차폐하는 효율이 향상되고, 전자파 차폐필터가 설치된 디스플레이의 콘트라스트(Contrast)가 향상된다.

Description

금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액, 이를 이용한 전자파 차폐필터의 금속박막에 흑색산화층을 형성하는 방법 및 이에 의해 형성된 전자파 차폐필터의 금속박막 {SOLUTION FOR FORMING BLACK OXIDE LAYER ON METAL THIN FILM, METHOD FOR FORMING BLACK OXIDE LAYER ON METAL THIN FILM OF ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE FILTER AND METAL THIN FILM OF ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE FILTER FORMED BY THE SAME METHOD}
도 1a 및 도 1b는 종래의 방법에 의하여 형성된 흑색산화층의 표면조직 및 흑색도를 보인 도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PDP의 개략적 구성을 보인 도.
도 3은 도 2에 도시된 전자파 차폐필터의 구성을 보인 도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 의하여 형성된 흑색산화층의 표면조직 및 흑색도를 보인 도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방법에 의하여 형성된 흑색산화층의 표면조직 및 흑색도를 보인 도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
50 : 전자파 차폐필터 53 : 금속박막
53a : 메쉬 54 : 흑색산화층
본 발명은 금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액, 이를 이용한 전자파 차폐필터의 금속박막에 흑색표면을 형성하는 방법 및 이에 의해 형성된 전자파 차폐필터의 금속박막에 관한 것이다.
디스플레이(Display)란 문자나 도형의 형식으로 데이터를 시각적으로 표시하는 장치이다. 디스플레이의 내부에는 인체에 유해한 전자파를 차단하는 차폐필터, 근적외선을 차단하며 반사를 방지하는 차폐필름 등이 설치된다.
전자파 차폐필터는 도전성 금속인 Cu로 제조된 금속박막을 가진다. 상기 금속박막에는 메쉬(Mesh)가 형성되고, 메쉬가 형성된 상기 금속박막의 일면에는 반사를 방지하기 위한 흑색산화층이 형성된다.
그리고, 고농도의 아염소산나트륨(Sodium Chlorite)과 고농도의 수산화나트륨(Sodium Hydroxide)을 혼합한 용액에 금속박막을 침적시켜 금속박막에 흑색산화층을 형성하는 방법이 1947년 Meyer에 의해 발표되었다.
상기 아염소산염류는 반응식1과 같이 Cu와 반응하여 Cu 수화물을 형성하고, Cu 수화물은 탈수 반응에 의하여 반응식2와 같이 산화동 또는 아산화동의 형태로 형성되어 금속박막의 표면에 흑색산화층으로 형성된다.
ClO2 - + 2Cu + 2H2O --------＞ 2Cu(OH)2 + Cl -
2Cu(OH)2 --------＞ 2CuO or Cu2O + H2O
그리고, 수산화나트륨은 고분자 착염을 형성하는데, Cu 착염은 반응식3과 같이 흑색산화층의 조직을 침상(針狀) 또는 우상(羽狀)구조로 성장시킨다.
Cu(OH)2 + 2NaOH --------＞ Na(Cu(OH)4)
그러나, 상기와 같은 Meyer의 방법에 의하여 형성된 흑색산화층은 표면에서 내부로 갈수록 아산화동의 함량비가 높아진다. 즉, 흑색산화층의 표면은 부도체인 산화동의 함량비가 높은 반면, 금속박막과 접촉하는 내부는 도체인 아산화동의 함량비가 높다. 그러면, 디스플레이의 전자파 차폐필터에서 요구하는 0.1Ω/□(Square : 이하 생략 함) 이하의 면 저항값을 얻을 수 없는 단점이 있다. 면 저항값이 낮으면 전기가 잘 통하는 것을 의미하고, 전기가 잘 통하면 전자파 차폐필터가 전자파를 잘 차폐하는 것을 의미한다. 그리고, 상기와 같은 Meyer의 방법으로 흑색산화층을 형성할 때, 도체인 아산화동의 함량비가 증가되게 하여 흑색산화층의 면 저항값을 0.1Ω/□ 이하로 얻을수는 있으나, 이는 디스플레이에서 요구하는 30 이하의 흑색도(L*)를 얻는 것이 불가능하다. 흑색도(L*)가 0이면 완전한 검은색을 의미하고 흑색도(L*)가 100이면 흰색을 의미한다.
또한, 상기와 같은 Meyer의 방법은 흑색산화층이 뾰족한 침상(針狀) 또는 우 상(羽狀) 조직으로 형성되므로 강도가 약하여 흑색산화층이 외부의 충격에 의해 쉽게 탈리(脫離)된다. 이로인해, 후공정에서 전자파 차폐필터와 근적외선 차폐필름을 상호 접착할 때 전자파 차폐필터와 근적외선 차폐필름이 상호 균일하게 접착되지 못하는 단점이 있다.
상기와 같은 Meyer 방법을 응용한 흑색산화층을 형성하기 위한 용액이 미국특허 4,512,818호(발명자 : Silvester Valayil)에 개시되어 있다. Silvester Valayil의 특허에 개시된 용액은 물 1ℓ에 대하여 Alkali Metal Chlorite 60g, Alkali Metal Hydroxide 27g, Trialkali Metal Phosphate 3g 및 Vinol Polyvinyl Alcohol 4㎎을 첨가한 것이다. 상기 용액을 이용하여 금속박막에 흑색산화층을 형성한 후 표면조직을 촬영하고, 면 저항값과 흑색도를 측정하였다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope)으로 5,000배 배율로 표면조직을 촬영한 결과 흑색산화층의 조직은 침상(針狀) 또는 우상(羽狀)의 조직이었다. 흑색산화층의 조직이 침상(針狀) 또는 우상(羽狀)이므로 인하여 그 경도(硬度)(Hv : Vickers Hardness)는 9.34로 얻고자 하는 경도 25.0보다 나빴다. 그리고, 면 저항값은 2.1㏀/□로 얻고자 하는 면 저항값 0.1Ω/□ 보다 나빴고, 흑색도(L*)는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 14.07로 얻고자 하는 흑색도(L*) 30 보다 우수했다.
즉, Silvester Valayil 특허에 개시된 용액으로 금속박막에 흑색산화층을 형성하였을 경우, 조직과 경도 및 면 저항값은 얻고자 하는 특성을 얻을 수 없는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로, 본 발명의 목적은 금속박막에 형성된 흑색산화층의 조직을 면상(面狀)으로 형성하여 흑색산화층의 조직, 경도, 면 저항값 및 흑색도를 모두 만족할 수 있는 금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액, 이를 이용한 전자파 차폐필터의 금속박막에 흑색표면을 형성하는 방법 및 이에 의해 형성된 전자파 차폐필터의 금속박막을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액은 물 1ℓ에 대하여 아염소산염류(Alkali Metal Chlorite) 30∼100g, 수산화나트륨(Sodium Hydroxide) 10∼30g, 인산소다류(Trialkali Metal Phosphate) 0.1∼10g, 에틸렌 글리콜류(Ethlene Glycol) 0.1∼0.4g, 염산(Hydrochloric Acid) 0.01∼10g 및 아미노산류(Amino Acids) 0.2 ∼10g 을 혼합한다.
또한, 금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액은 물 1ℓ에 대하여 아염소산염류(Alkali Metal Chlorite) 30∼100g, 수산화나트륨(Sodium Hydroxide) 10∼30g, 인산소다류(Trialkali Metal Phosphate) 0.1∼10g, 에틸렌 글리콜류(Ethlene Glycol) 0.1∼0.4g, 염산(Hydrochloric Acid) 0.01∼10g, 아미노산류(Amino Acids) 0.2 ∼10g 및 피로인산계(Copper Pyrophosphate) 0.1∼10g을 혼합한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자파 차폐필터의 금속박막에 흑색표면을 형성하는 방법은 상기 용액을 40∼90℃로 유지한 후, 메쉬가 형성된 Cu제의 금속박막을 상기 용액에 30초∼10분 동안 침적시켜 상기 금속박막의 상,하면 및 상기 메쉬를 형성하는 상기 금속박막의 측면 중 어느 한면 이상에 흑색산화층을 형성한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자파 차폐필터의 금속박막은 상기 방법에 의하여 제조된 흑색산화층을 구비한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액, 이를 이용한 전자파 차폐필터의 금속박막에 흑색표 면을 형성하는 방법 및 이에 의해 형성된 전자파 차폐필터의 금속박막을 상세히 설명한다.
디스플레이의 일종인 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다.
도시된 바와 같이, PDP(10)는 상호 미세한 간격을 유지하여 방전 공간을 형성하는 전면유리기판(11)과 후면유리기판(13)을 구비한다. 전면유리기판(11)과 후면유리기판(13) 사이의 상기 방전 공간에는 방전가스가 봉입되는데, 상기 방전 공간을 플라즈마 방전시켜서 후면유리기판(13)의 격벽(13a)에 도포된 형광체를 여기ㆍ발광시켜 화면을 표시한다. 후면유리기판(13)의 후면에는 구동 콘트롤러(15)가 설치되고, 전면유리기판(11)의 전면에는 광학필름필터(17)가 설치된다. 광학필름필터(17)는 반사방지필름(17a), 전자파 차폐필터(50) 및 색보정/근적외선차폐필름(17b)을 가진다. 미설명부호 19는 프레임이다.
전자부품에서 방사되는 유해한 전자파를 차폐하는 전자파 차폐필터(50)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 투명기재(51), 금속박막(53) 및 투명수지(57)를 가진다. 투명기재(51)는 금속박막(53)을 지지하고, 금속박막(53)은 투명기재(11)의 상면에 형성되어 전자파를 차폐한다. 금속박막(53)은 Cu 등과 같은 도전성 금속으로 마련되며 금속박막(53)에는 메쉬(Mesh)(53a)가 형성된다. 메쉬(53a)가 형성된 금속박막(53) 상에 투명수지(57)가 코팅되는데, 투명수지(57)는 금속박(53)의 메쉬(53a) 부위를 평탄하게 코팅하여 광투과도를 향상시킨다. 그리고, 메쉬(53a)가 형성된 금속박막(53)의 상면, 하면 및 측면 중 어느 한면 이상에는 반사를 방지하기 위한 흑색산화층(54)이 형성된다. 흑색산화층(54)은 메쉬(53a)가 형성된 금속박막(53)을 투명기재(51)의 상면에 형성하기 전 또는 후에 형성된다. 미설명부호 59는 접착층이다.
본 실시예에 따른 금속박막(53)에 형성된 흑색산화층(54)의 조직은 면상(面狀)구조로 형성된다. 이를 위하여 본 실시예에 따른 금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액은 물 1ℓ에 대하여 아염소산염류(Alkali Metal Chlorite) 30∼100g, 수산화나트륨(Sodium Hydroxide) 10∼30g, 인산소다류(Trialkali Metal Phosphate) 0.1∼10g 이외에, 에틸렌 글리콜류(Ethlene Glycol) 0.1∼0.4g, 염산(Hydrochloric Acid) 0.01∼10g, 아미노산류(Amino Acids) 0.2 ∼10g 및 피로인산계(Copper Pyrophosphate) 0.1∼10g이 첨가된 용액이다.
상세히 설명하면, 아염소산염류는 Cu와 반응하여 동 수화물(Cu(OH)2)을 생성하고, 수산화나트륨은 동 수화물과 반응하여 동 착염( Na(Cu(OH)4))을 형성한다. 이는 전술한 바와 같다. 그리고, 인산소다류는 아염소산소다의 자연분해를 방지하고 흑색산화층의 미세화시키며, 에틸렌 글리콜류는 Cu 표면의 장력을 감소시키고 조직을 미세화시킨다. 또한, 염산은 전술한 산화동과 아산화동의 생성 비율을 조절하여 흑색산화층의 면 저항값을 0.1Ω/□(Square : 이하 생략함) 이하로 감소시키고, 아미노산류는 흑색산화층의 조직을 면상조직으로 개질함과 동시에 면 저항값을 0.1Ω/□이하로 감소시킨다. 마지막으로, 피로인산계는 흑색산화층 형성 용액을 활성화시켜 흑색산화층의 흑색도(L*)를 30이하로 감소시킨다.
다음에는 본 실시예에 따른 용액을 이용하여 금속박막에 흑색산화층을 형성하는 다양한 실시예를 설명한다.
실시예1
물 1ℓ에 대하여 아염소산칼륨 60g, 수산화나트륨 27g, 인산소다류인 H2NaPO4 3 g, 염산 1.3g, 아미노산 2.7g 및 에틸렌 글리콜 1.2g을 혼합하여 40∼90℃로 유지한 후 메쉬가 형성된 금속박막을 30초∼10분 동안 담가서 흑색산화층을 형성한 후, 표면조직, 면 저항값 및 흑색도를 각각 촬영 및 측정하였다. 이때, 흑색산화층은 금속박막의 상면과 메쉬를 형성하는 금속박막의 측면에 형성시켰다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 흑색산화층(54)의 표면조직은 면상구조로 형성되고, 이로인한 경도는 36.02로 요구하는 특성치 25.0 보다 우수했다. 그리고, 면 저항값은 0.10Ω/□ 으로 요구하는 특성치와 동일한 특성을 얻었고, 흑색도(L*)는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 25.43으로 요구하는 특성치 30보다 우수했다.
실시예2
물 1ℓ에 대하여 아염소산칼륨 60g, 수산화나트륨 27g, 인산소다류인 H2NaPO4 3 g, 염산 1.3g, 아미노산 2.7g, 에틸렌 글리콜 1.2g 및 피로인산계인 Cu2P2O7 0.5g을 혼합하여 40∼90℃로 유지한 후 금속박막을 30초∼10분 동안 담그서 흑색산화층을 형성한 후, 표면조직, 면 저항값 및 흑색도를 각각 촬영 및 측정하였다. 이때, 흑색산화층은 금속박막의 상면과 메쉬를 형성하는 금속박막의 측면에 형성시켰다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 흑색산화층(54)의 표면조직은 면상구조로 형성되고, 이로인한 경도는 27.68로 요구하는 특성치 25.0 보다 우수했다. 그리고, 면 저항값은 0.09Ω/□ 로 요구하는 특성치 0.1Ω/□ 보다 우수했고, 흑색도(L*)는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 16.62로 요구하는 특성치 30보다 우수했다.
즉, 본 실시예에 따른 금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액에는 아염소산염류와 수산화나트륨에 인산소다류, 에틸렌 글리콜류, 염산, 아미노산류 및 피로인산계가 적정량 첨가된다. 상기 첨가제로 인하여, 금속박막(53)에 형성된 흑색산화층(54)이 면상구조로 형성된다. 이로인해, 흑색산화층(54)은 디스플레이중 PDP용 전자파 차폐필터에서 요구하는 경도 25 이하, 흑색도(L*) 30 이하, 면 저항값 0.1Ω/□ 이하인 특성을 가진다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액을 이용하여 금속박막에 흑색산화층을 형성하면 흑색산화층이 면상구조로 형성되므로, 흑색산화층의 경도, 면 저항값 및 흑색도의 특성이 우수해진다. 이로인해, 전자파 차폐필터가 전자파를 차폐하는 효율이 향상되고, 전자파 차폐필터가 설치된 디스플레이의 콘트라스트(Contrast)가 향상된다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명 이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (6)

  1. 물 1ℓ에 대하여 아염소산염류(Alkali Metal Chlorite) 30∼100g, 수산화나트륨(Sodium Hydroxide) 10∼30g, 인산소다류(Trialkali Metal Phosphate) 0.1∼10g, 에틸렌 글리콜류(Ethlene Glycol) 0.1∼0.4g, 염산(Hydrochloric Acid) 0.01∼10g 및 아미노산류(Amino Acids) 0.2 ∼10g을 혼합한 것을 특징으로 하는 금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액.
  2. 물 1ℓ에 대하여 아염소산염류(Alkali Metal Chlorite) 30∼100g, 수산화나트륨(Sodium Hydroxide) 10∼30g, 인산소다류(Trialkali Metal Phosphate) 0.1∼10g, 에틸렌 글리콜류(Ethlene Glycol) 0.1∼0.4g, 염산(Hydrochloric Acid) 0.01∼10g, 아미노산류(Amino Acids) 0.2 ∼10g 및 피로인산계(Copper Pyrophosphate) 0.1∼10g을 혼합한 것을 특징으로 하는 금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 용액을 40∼90℃로 유지한 후, 메쉬가 형성된 Cu제의 금속박막을 상기 용액에 30초∼10분 동안 침적시켜 상기 금속박막의 상,하면 및 상기 메쉬를 형성하는 상기 금속박막의 측면 중 어느 한면 이상에 흑색산화층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터의 금속박막에 흑색산화층을 형성하는 방법.
  5. 제 4 항에 따른 방법에 의하여 제조된 흑색산화층을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자파 차폐필터의 금속박막.
  6. 삭제
KR1020040041679A 2004-06-08 2004-06-08 금속박막에 흑색산화층을 형성하기 위한 용액, 이를이용한 전자파 차폐필터의 금속박막에 흑색산화층을형성하는 방법 및 이에 의해 형성된 전자파 차폐필터의금속박막 KR100582900B1 (ko)

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