KR20090014671A - 디스플레이 장치용 광학 필터 - Google Patents

디스플레이 장치용 광학 필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유리 기판 및 상기 유리 기판의 일 면에 투명 수지가 코팅되어 형성되고, 상기 투명 수지의 노출 면에 광흡수 물질이 충진되어 형성된 복수의 외광 차폐부들로 이루어진 외광 차폐 패턴을 구비한 외광 차폐층을 포함하는 디스플레이 장치용 광학 필터를 제공한다. 본 발명에 의한 광학 필터는 외광 차폐 효율이 뛰어나며, 라미네이션 공정을 거치지 않고 유리 기판 상에 직접 코팅되어 형성되므로 제조 공정이 간단하고 경제적이다.
광학 필터, PDP 필터

Description

디스플레이 장치용 광학 필터 {Optical filter for display apparatus}
본 발명은 디스플레이 장치용 광학 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 명실(明室)에서의 명암 대비비(contrast ratio)와 시인성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제조 공정이 단순하여 제조 비용을 절감할 수 있는 디스플레이 장치용 광학 필터에 관한 것이다.
현대 사회가 고도로 정보화 되어감에 따라서 이미지 디스플레이(image display) 관련부품 및 기기가 현저하게 진보하고 보급되고 있다. 그 중에서, 화상을 표시하는 디스플레이 장치는 텔레비전 장치용, 퍼스널 컴퓨터의 모니터장치용 등으로서 현저하게 보급되고 있으며, 또한 이러한 디스플레이의 대형화와 동시에 박형화가 진행되고 있다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, 이하 PDP) 장치는 기존의 디스플레이 장치를 대표하는 CRT(cathode ray tube) 에 비해 대형화 및 박형화를 동시에 만족할 수 있어 차세대 디스플레이 장치로서 각광받고 있다. 이러한 PDP 장치는 가스방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 것으로서, 표시용량, 휘도, 명암 대비, 잔상, 시야각 등의 각종 표시능력이 우수하다. 그리고, PDP 장 치는 다른 표시장치보다 대형화가 용이하고, 박형의 발광형 표시장치로써 향후 고품질 디지털 텔레비전으로서 가장 적합한 특성을 갖추고 있는 것으로 평가되고 있어 CRT를 대체할 수 있는 디스플레이 장치로 각광받고 있다.
PDP 장치는 전극에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 전극 사이의 가스에서 방전이 발생하고, 여기에서 수반되는 자외선의 방사에 의하여 형광체를 여기시켜 발광하게 된다.
그러나, PDP 장치는 그 구동 특성상 전자파 및 근적외선의 방출량이 많고 형광체의 표면반사가 높을 뿐 아니라 봉입가스인 네온(Ne)이나 제논(Xe)에서 방출되는 오렌지 광으로 인해 색순도가 음극선관에 미치지 못하는 단점이 있다.
따라서, PDP 장치에서 발생되는 전자파 및 근적외선에 의해 인체에 유해한 영향을 미치고 무선 전화기나 리모콘 등의 정밀기기의 오동작을 유발할 수도 있다. 이러한 PDP 장치를 사용하기 위해서는, PDP 장치로부터 방출되는 전자파와 근적외선의 방출을 소정치 이하로 억제하는 것이 요구되고 있다. 이를 위해, 전자파 및 근적외선을 차폐하는 동시에 반사광을 감소시키고 색순도를 향상시키기 위해 전자파 차폐, 근적외선 차폐, 빛 표면 반사방지 및/또는 색순도 개선 등의 기능을 갖는 PDP 필터를 채용하고 있다.
이러한 PDP 필터는 전자파 차폐층, 근적외선 차폐층, 네온광 차폐층 등의 수 개의 기능성 막들이 접착제 또는 점착제에 의해 적층되어 제조된다. 이 중에서도 외부 환경광의 차폐 및 패널에 의해 반사된 외광의 흡수를 위한 외광 차폐층이 디스플레이의 명암 대비비와 휘도를 높이기 위해 사용되고 있다.
기존의 외광 차폐층은 필터용 유리 기판에 라미네이션 공정을 통하여 디스플레이 화면의 가로 방향으로 선형 블랙 스트라이프가 형성된 필름을 점착하여 제조된다. 기존의 필름 형태에서는 보호 필름과 이형 필름 및 감압 접착제(또는 점착제, Pressure Sensitive, Adhesive(PSA))가 필수적으로 요구되고 있으며, 영상이 이중으로 겹치는 현상(고스트 현상)이 발생할 가능성이 있고 수직 시야각이 제한되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 라미네이션 공정을 생략하고 유리 기판 위에 직접 수지 코팅을 하여 광학 필터를 생산함으로써, 보호 필름, 이형 필름 및 감압 접착제(PSA)를 사용하지 않고 디스플레이 장치에서 효율적으로 외광을 차폐할 수 있는 광학 필터를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 원추형의 외광 차폐부로 이루어진 외광 차폐 패턴을 사용함으로써, 어느 방향에서 보더라도 넓은 시야각을 확보할 수 있는 디스플레이 장치용 광학 필터를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 광학 필터의 수지 배합 시에 색보정용 색소와 근적외선 차폐 기능 및 네온 컷 기능을 수행할 수 있는 색소들을 함께 첨가함으로써 별도의 색보정 필름을 추가로 제작하지 않아 대폭적인 원가 절감이 가능한 디스플레이 장치용 광학 필터를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 광학 필터는 유리 기판 및 상기 유리 기판의 일 면에 투명 수지가 코팅되어 형성되고, 상기 투명 수지의 노출 면에 광흡수 물질이 충진되어 형성된 복수의 외광 차폐부들로 이루어진 외광 차폐 패턴을 구비한 외광 차폐층을 포함한다.
본 발명의 다른 일 특징에 따른 광학 필터에서 상기 외광 차폐 패턴은 단면이 쐐기형인 복수의 스트라이프(stripe)형 외광 차폐부를 포함하거나 복수의 원추(cone)형 외광 차폐부들을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 스트라이프형의 외광 차폐부의 단면은 쐐기형에 한정되지 않고 사다리꼴형, U자형, 반원형 등일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 광학 필터에서 상기 외광 차폐부의 굴절률은 상기 투명 수지의 굴절률보다 낮은 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 외광 차폐부의 굴절률은 상기 투명 수지의 굴절률보다 0.01 내지 0.5 범위에서 낮을 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 광학 필터에서 상기 투명 수지는 선택적으로 빛을 흡수하는 적어도 하나의 색소를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 색소는 흡수 파장에 따라 색보정용 색소, 근적외선 차폐 기능을 하는 색소, 네온 컷 기능을 하는 색소 등이 있다. 상기 색소는 시아닌계, 안트라퀴논계, 나프토퀴논계, 프탈로시아닌계, 나프탈로시아닌계, 디이모늄계, 니켈디티올계, 아조계, 스트릴계, 프탈로시아닌계 및 메틴계 염료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 광학 필터에서 상기 원추형 외광 차폐부들 중 어느 하나의 외광 차폐부와 인접하는 외광 차폐부들은 평면 상에서 보았을 때, 사각 형상 또는 마름모 형상을 이루는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 광학 필터에서 상기 광흡수 물질은 카본 블랙을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 광흡수 물질로는 흑색의 액체, 기체 또는 고체를 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 디스플레이 장치용 광학 필터는 격자 패턴의 화소(pixel)를 가지고 RGB를 구현하는 PDP(Plasma Display Panel) 장치, OLED(Organic Light Emitting Diode) 장치, LCD(Liquid Crystal Display) 장치 또는 FED(Field Emission Display) 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다. 본 발명의 광학 필터가 PDP 장치에 사용되는 PDP 필터의 일부로서 사용될 경우, 상기 광학 필터는 PDP의 패널 전면에 부착되며 전자파 차폐 필름, 색보정 필름, 근적외선 차폐 필름, 반사 방지 필름 등의 여러 기능성 필름들을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 디스플레이 장치용 광학 필터는 유리 기판 위에 직접 수지 코팅을 하여 생산되므로, 기존의 방법에서와 같이 보호 필름, 이형 필름 및 감압 접착제(PSA)를 사용하는 라미네이션 방법이 사용되지 않으므로 제조 공정 단계를 단순화할 수 있으며, 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한 본 발명의 디스플레이 장치용 광학 필터에 의하면, 원추형의 외광 차폐부로 이루어진 외광 차폐 패턴을 사용함으로써, 어느 방향에서 보더라도 넓은 시야각을 확보할 수 있다.
또한 본 발명의 디스플레이 장치용 광학 필터는 색보정, 근적외선 차폐 및 네온 컷 기능을 복합적으로 수행할 수 있어 경제적이며 효율적이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 디스플레이 장치용 광학 필터를 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 광학 필터를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 디스플레이 장치용 광학 필터(100)는 유리 기판(120) 및 외광 차폐 패턴(140)이 형성되어 있는 투명 수지(160)를 포함한다. 상기 외광 차폐 패턴(140)은 복수 개의 스트라이프형 외광 차폐부(142)들을 구비하며, 상기 스트라이프형 외광 차폐부(142)의 단면의 형상은 쐐기형이다.
상기 광학 필터(100)는 유리 기판(120)의 일 면에 투명 수지(160)를 코팅한 다음, 상기 투명 수지(160)의 노출 면에 소정의 단면 형상을 갖는 스트라이프형의 음각 패턴(미도시)을 형성한 후, 상기 음각 패턴 내부에 광흡수 물질을 충진하고 상기 광흡수 물질을 경화시킴으로써 형성된다. 상기 단면 형상은 쐐기형뿐만 아니라, 사다리꼴형, 반원형, U자형 등으로 다양할 수 있다.
일반적인 패턴 형성 방법으로는 가열되는 금형을 열가소성 수지에 압박하는 열프레스법, 열가소성 수지 조성물을 금형 내에 주입하고 고화시킨 캐스팅법, 사출성형법, 자외선 경화성 수지 조성물을 성형틀 내에 주입하고 자외선 경화시킨 UV법 등이 있다. 상기 패턴의 형태는 금형에 의해 다양하게 형성될 수 있으며 일반적으로는 쐐기 형태의 패턴을 형성한다. 패턴이 형성된 투명 기재 위에 카본블랙 등 착색 입자가 포함된 수지를 와이핑(wiping)법을 이용해 채운 후 경화시킨다.
기존의 광학 필터는 고분자 수지 재질의 기재를 가지고 별도의 필름 또는 시 트 형상으로 제조하여 이를 유리 위에 라미네이션 공정을 통해 점착시켰는데 반해, 본 발명에서는 이러한 투명 수지를 유리 기판 상에 직접 코팅하여 형성시킴으로써 제조 공정의 효율성을 높일 수 있다. 이로서 기존의 광학 필터에서 요구되는 보호 필름, 이형 필름 및 점착제가 본 발명에서는 필요 없게 된다.
상기 외광 차폐부(142)는 외부 환경광을 흡수하는 역할을 주로 하여 디스플레이의 명암 대비비를 높일 수 있으며, 목적에 따라 도전성 물질을 더 포함할 수도 있다.
상기 외광 차폐부(142)는 상기 투명 수지(160)보다 낮은 굴절률을 가지는 물질로 충진되어 형성되는 것이 바람직하다. 상기 투명 수지가 일반적인 자외선 경화성 수지인 경우 굴절률이 대략 1.56이므로, 상기 외광 차폐부의 굴절률은 상기 투명 수지의 굴절률보다 대략 0.01 내지 0.5 범위에서 낮은 것이 바람직하다. 상기 외광 차폐부(142)의 굴절률이 상기 유리 기판(120)의 굴절률보다 낮은 경우에, 광학 필터(100) 내로 입사한 패널 입사광은 외광 차폐부(142)의 광흡수 물질에 의한 흡수가 최소화되며 전반사에 의해 출광을 극대화할 수 있다. 또한 상기 광학 필터(100) 내로 투과된 외광을 광흡수 물질로 흡수하여 차폐함으로써, 디스플레이의 명암 대비비를 높일 수 있게 된다.
상기 외광 차폐부(142) 내에는 흑색의 기체, 액체, 또는 고체 물질을 충진할 수 있는데, 일반적으로는 카본 블랙을 사용한다. 상기 외광 차폐부(142) 내에는 흑색 물질과 함께 고분자 수지, 바인더 등이 혼합된 수지를 충진할 수 있으며, 이 때 외광 차폐부(142) 내에 충진되는 수지 성분의 굴절률은 외광 차폐부(142) 외부 의 투명 수지(160)의 굴절률보다 낮은 것이 바람직하다.
상기 투명 수지(160)는 선택적으로 빛을 흡수하는 적어도 하나의 색소를 포함할 수 있다. 상기 색소는 흡수하는 빛의 파장에 따라 색보정 기능, 근적외선 차폐 기능, 네온 컷 기능 등을 수행할 수 있다. 구체적으로는, 상기 색소로 시아닌계, 안트라퀴논계, 나프토퀴논계, 프탈로시아닌계, 나프탈로시아닌계, 디이모늄계, 니켈디티올계, 아조계, 스트릴계, 프탈로시아닌계 및 메틴계 염료 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 광학 필터를 나타내는 사시도이다. 이하에서는 상기 도 1에 의한 광학 필터와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 디스플레이 장치용 광학 필터(200)는 유리 기판(220) 및 외광 차폐 패턴(240)이 형성되어 있는 투명 수지(260)를 포함한다. 상기 외광 차폐 패턴(240)은 복수 개의 외광 차폐부(242)들을 구비하며, 상기 외광 차폐부(242)들은 원추(cone)형이다. 상기 광학 필터(200)는 유리 기판(220)의 일 면에 투명 수지(260)를 코팅한 다음, 상기 투명 수지(260)의 노출 면에 주기적으로 반복된 원추형의 음각 패턴(미도시)을 형성한 후, 상기 음각 패턴 내부에 광흡수 물질을 충진하고 상기 광흡수 물질을 경화시킴으로써 형성된다.
상기 원추형 외광 차폐부(242)는 입사된 외광의 방향과는 무관하게 외광을 전반사 및 흡수할 수 있어, 스트라이프형 외광 차폐부(142)에 비해 수직 시야각이 넓어질 수 있다.
도 3은 도 2의 광학 필터를 위에서 본 평면도이다.
도 3을 참조하면, 광학 필터(300)는 외광 차폐부(340)들 및 투명 수지(320)를 포함한다. 상기 투명 수지(320) 내에 복수 개의 외광 차폐부(340)들이 일정 간격씩 이격되어 규칙적으로 2차원 상에 배열되어 있다. 상기 원추형 외광 차폐부(340)들 중 어느 하나의 외광 차폐부와 인접하는 외광 차폐부들은 평면 상에서 보았을 때, 사각 형상을 이루고 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 광학 필터를 위에서 본 평면도이다.
도 4를 참조하면, 광학 필터(400)는 외광 차폐부(440)들 및 투명 수지(420)를 포함한다. 상기 투명 수지(420) 내에 복수 개의 외광 차폐부(440)들이 일정 간격씩 이격되어 규칙적으로 2차원 상에 배열되어 있다. 상기 원추형 외광 차폐부(440)들 중 어느 하나의 외광 차폐부와 인접하는 외광 차폐부들은 평면 상에서 보았을 때, 마름모 꼴을 이루고 있다.
본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 외광 차폐부(340, 440)들은 2차원상에서 사각이나 마름모 이외의 다른 형상을 이루며 배열될 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명의 디스플레이 장치용 광학 부재 및 디스플레이 장치용 필터는 기존의 제조 공정에서 약간의 변형을 주는 것이므로 대량 생산이 가능하다. 또한, 외광의 흡수 효율이 뛰어나 명암 대비비를 높일 수 있으며, 패널에 의한 반사광을 흡수할 수 있어 이중 영상에 의한 화질 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광학 필터를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 광학 필터를 위에서 본 평면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 광학 필터를 위에서 본 평면도이다.
[도면의 주요 부호에 대한 설명]
100, 200, 300, 400: 광학 필터
120, 220: 유리 기판
160, 260, 320, 420: 투명 수지
140, 240: 외광 차폐 패턴
142: 스트라이프형 외광 차폐부
242, 340, 440: 원추형 외광 차폐부

Claims (5)

  1. 유리 기판; 및
    상기 유리 기판의 일 면에 투명 수지가 코팅되어 형성되고, 상기 투명 수지의 노출 면에 광흡수 물질이 충진되어 형성된 복수의 외광 차폐부들로 이루어진 외광 차폐 패턴을 구비한 외광 차폐층;
    을 포함하는 디스플레이 장치용 광학 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외광 차폐 패턴은 단면이 쐐기형인 복수의 스트라이프(stripe)형 외광 차폐부를 포함하거나 복수의 원추(cone)형 외광 차폐부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외광 차폐부의 굴절률은 상기 투명 수지의 굴절률보다 낮은 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투명 수지는 선택적으로 빛을 흡수하는 적어도 하나의 색소를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 필터.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 원추형 외광 차폐부들 중 어느 하나의 외광 차폐부와 인접하는 외광 차폐부들은 평면 상에서 보았을 때, 사각 형상 또는 마름모 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 필터.
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