KR20090064321A - 디스플레이 장치용 광학 필터 - Google Patents

디스플레이 장치용 광학 필터 Download PDF

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Abstract

디스플레이 장치용 광학 필터는, 투명기판과; 상기 투명 기판 상에 적층 형성되되, 고굴절금속산화물층과 금속층이 다층 적층되어 이루어지는 전자파차폐층과; 상기 전자파차폐층 상에 적층 형성되어 상기 전자파차폐층으로부터 외부로 전자파를 접지시키기 위한 접지도전막층을 구비한다. 상기 필터는 전자파 차폐력을 향상시킬 수 있다.

Description

디스플레이 장치용 광학 필터{Optical filter for display apparatus}
본 발명은 디스플레이 장치용 광학 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자파 차폐력을 강화한 접지도전막층을 구비하는 디스플레이 장치용 광학 필터에 관한 것이다.
표시장치란 텔레비전, PC의 모니터, 휴대용 표시장치, 등을 통틀어 일컫는 말이다. 표시장치는 화면의 대면적화 및 박형화되는 추세이다.
이에 따라, 표시장치를 대표했던 음극선관(Cathode Ray Tube: CRT) 장치가 액정 표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 장치, 전계 방출 표시장치(Field Emission Display: FED) 및 유기 전계 발광 표시장치(Organic Light Emitting Display: OLED) 등과 같은 평판 표시장치(Flat Panel Display: FPD)로 대체되고 있다.
이하에서는 상기 표시장치 중 설명의 편의를 위하여 PDP 필터 및 PDP 장치를 예로 들어 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 디스플레이 장치용 필터가 적용되는 디스플레이 장치는 PDP 장치, OLED 장치, LCD 장치 또는 FED 장치 등의 대형 디스플레이 장치와, PDA(Personal Digital Assistants), 소형 게임 기 표시창, 휴대폰 표시창 등의 소형 모바일(mobile) 디스플레이 장치와, 연성(flexible) 디스플레이 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다.
PDP 장치는 휘도, 콘트라스트, 잔상, 시야각 등과 같은 표시능력이 우수하여 각광받고 있다.
PDP 장치는 전극에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 전극 사이의 가스에서 방전이 발생하고, 여기에서 수반되는 자외선의 방사에 의하여 형광체를 여기시켜 발광함으로써 화상을 표시한다.
그러나, 상기 PDP 장치는, 특성상 전자파 및 근적외선의 방출량이 많은 문제점이 있다. 전자파 및 근적외선은 인체에 유해한 영향을 미치고 무선 전화기나 리모콘 등과 같은 정밀 기기의 오동작을 유발할 수 있다. 또한, He 또는 Xe 가스로부터 나오는 오렌지 색 광으로 인하여 CRT 장치에 비하여 색순도가 좋지 못한 문제점이 있다.
따라서, PDP 장치는 전자파 및 근적외선를 억제하고, 반사를 감소시키며 색순도를 향상시키기 위하여 PDP 필터를 채용하고 있다. 피디피 필터는 디스플레이 패널의 전방에 설치된다. 피디피 필터는 일반적으로 점착제 또는 접착제를 이용하여, 전자파 차폐층, 근적외선 차폐층, 네온 피크 흡수층(neon peak absorbing layer)과 같은 복수의 기능성 층들을 점착 또는 접착함으로써 제조되어 진다.
그러나 종래의 PDP 필터는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.
상기 전자파차폐층으로 형성하는 방법에는 크게 금속으로 이루어진 메시 패턴을 구비하는 메시형 타입과 금속막을 포함하는 다층 적층막 타입의 것이 있다.
메시형 타입은 저항치가 낮아 전자파 차폐력이 다층 적층막 타입보다 높은 장점이 있으나 투명성이 저하하거나 PDP 장치와의 기하학적 간섭에 의해 모아레(간섭모양)이 발생할 수 있다. 또한 메쉬형 타입은 고가이기 때문에 제품의 단가가 상승하는 문제점이 있다.
다층 적층막 타입은 메시 타입에 비해 상대적으로 전자파 차폐력이 떨어져 이를 개선할 필요가 있다. 따라서, 다층 적층막 타입 전자파차폐층의 전자파 차폐력을 향상시키기 위한 연구 개발이 계속되어 오고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 전자파 차폐력을 강화시킨 다층 적층막 타입 전자파차폐층을 채용하는 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 투명 기판과 상기 투명 기판 상에 적층 형성되되, 고굴절금속산화물층과 금속층이 다층 적층되어 이루어지는 전자파차폐층과, 상기 전자파차폐층 상에 형성되어 전자파차폐층으로부터 외부로 전자파를 접지시키기 위한 접지도전막층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의한 디스플레이 장치용 광학 필터는 광투과율을 확보하는 동시에 전자파 차폐력을 향상시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하도록 한다.
PDP 필터는 패널 어셈블리의 전면기판 전방에 배치된다. PDP 필터는 패널 어셈블리의 전면기판과 이격되어 배치될 수도 있고 접촉하여 배치될 수도 있다.
PDP 필터는 투명기판 위에 도전성이 우수한 재료로 형성된 전자파 차폐층이 구비되며, 이 전자파 차폐층은 접지도전막층 및 커버를 통하여 케이스로 접지된다. 즉, 패널 어셈블리로부터 발생된 전자파가 시청자에게 도달하기 전에, 이를 PDP 필터의 전자파차폐층으로부터 접지도전막층 및 커버를 통하여 케이스로 접지시키는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 광학 필터를 개략적으로 보이는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 광학 필터(100)는 투명 기판(10), 투명 기판(10)의 배면에 형성되는 전자파차폐층(30), 전자파차폐층 상에 적층 형성되어 전자파차폐층으로부터 외부로 전자파를 접지시키기 위한 접지도전막층을 포함한다.
이 밖에도, 접지도전막층(38)의 배면에 적층되는 제1기능성 필름(40) 및 투 명 기판(10)의 전면에 마련되는 제2기능성 필름(50)을 구비할 수 있다.
접지도전막층(38)은 종래의 전자파차폐층에서 접지전극의 통전이 잘 되지 않는 현상을 해소하여 접지도전막층을 통하여 자유 전자의 흐름을 원활히 함으로써 광학 필터(100)의 전자파 차폐력을 향상시킬 수 있다.
접지도전막층은 금속 또는 도전성 금속산화물을 포함한다. 예컨대, 접지도전막층(38)은 Ag, Au, Cu, ITO, AZO, GAZO, AZO, ATO, SbO2, In2O3, SnO2, ZnO2, TiO2, ZrO2, CeO2, Al2O3, La2O3, Ho2O3 등을 사용하여 형성할 수 있다.
물론, 본 발명의 필터는 도 1에 도시한 바와 같이, 기존과 같은 접지전극(20)을 갖는 것을 배제하지는 않는다. 이 경우, 접지도전막층과 접지전극을 함께 구비함으로써, 접지 성능이 더욱 향상될 수 있을 것이다.
접지전극(20)는 은 페이스트를 사용하여 형성한다. 접지전극(20)은 전기적으로 접지되어 광학 필터(100)에서 발생하는 전기를 외부로 방출한다. 접지전극(20)과 투명 기판(10) 사이에는 블랙 세라믹(미도시)가 마련되어 디스플레이 장치의 화면에 표시되는 영상의 테두리 영역이 표시될 수 있다.
투명 기판(10)으로 반 강화 유리(semi-tempered glass) 또는 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 투명 고분자 수지가 사용될 수 있다.
전자파차폐층(30)은 고굴절금속산화물층과 금속층이 중첩하여 형성되거나 도 3에 도시한 바와 같이 도전성금속산화물층을 더 포함하여 형성될 수 있다. 전자파차폐층(30)에 대해서는 아래 도 2 및 3에서 상세히 기재한다.
제1기능성 필름(40)은 보호용 필름을 포함하며, 접지도전막층의 산화 및 불 순물 부착 등을 방지하기 위하여 접지도전막층에 감압 접착제(PSA)에 의하여 접합된다.
제1기능성 필름(40)은 색보정층, 등을 포함할 수 있다. 색보정층은 색소를 함유하여 패널 어셈블리로부터 출사되는 화면광의 색상을 보정한다.
제2기능성 필름(50)은 투명 기판(10)의 전면에 마련되며, 반사 방지 필름, 등을 포함한다. 반사 방지 필름은 시청자 측에 가깝게 위치하여 외부광의 반사를 방지하여 디스플레이 장치의 표시 품질의 저하를 방지한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 광학 필터에 채용되는 전자파차폐층(30)의 구조를 상세히 보인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 전자파차폐층(30)은 투명기판(10)으로부터 고굴절금속산화물층(301), 금속층(305), 고굴절금속산화물층(301), 금속층(305), 고굴절금속산화물층(301), 금속층(305), 고굴절금속산화물층(301)이 차례대로 적층되어 이루어진다.
전자파차폐층(30)을 형성하는 고굴절금속산화물층과, 금속층은 그 수와 배치에 제한이 없으며, 도 3에서와 같이, 도전성금속산화물층을 더 포함할 수 있다.
도 3은 도 1의 전자파차폐층의 또 다른 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.
전자파차폐층은, 투명기판(10)으로부터 제1고굴절금속산화물층과 제1도전성금속산화물층, 금속층(305)과 제2도전성금속산화물층의 순으로 1회 이상, 바람직하게는 3회 이상 반복 적층된 후, 최외층에 제2고굴절금속산화물층이 적층되는 층 구 조를 갖는다.
고굴절금속산화물층(301)은 Nb2O5을 포함하고, 도전성금속산화물층(303), 즉 제1도전성금속산화물층 및 제2도전성금속산화물층은 AZO를 포함할 수 있다.
고굴절금속산화물층은 니오브 산화물(Nb2O5)만으로 구성될 수도 있고, 니오브 산화물 이외의 다른 원소 성분이 소량 함유될 수도 있다. 다른 원소 성분으로는, 예를 들어, TiO2, Ta2O5, ZrO2, CeO2, ZnS 등을 사용할 수 있다.
각각의 고굴절금속산화물층(301)들의 조성은 동일 조성을 갖는 층일 수도 있고, 다른 조성을 갖는 층일 수도 있다.
고굴절금속산화물층(301)의 두께는, 가시광 반사율을 감소시키고 낮은 반사율을 얻을 수 있는 파장 범위를 증가시키는 관점에서, 투명기판(10)과 인접한 고굴절금속산화물층(301) 및 최외층의 고굴절금속산화물층(301)이 다른 고굴절금속산화물층보다 얇은 두께(특히, 1/2 정도의 두께)를 갖도록 할 수 있다.
고굴절금속산화물층(301) 상에는 ZnO를 주성분으로 하는 제1도전성금속산화물층이 형성된다. 제1도전성금속산화물층은 제1도전성금속산화물층 상에 형성되는 금속층(305)을 보호하여 내구성을 향상시키는 역할을 하게 된다. 또한, 제1도전성금속산화물층은 금속층에 의해 나타나는 전기전도성을 증진시켜 전자파 차폐 성능을 향상시킨다. 제1도전성금속산화물층은 ZnO에 Al 또는 Al2O3가 소량 포함되어 있는 산화물(이하, AZO라 함)로 형성되고, 예를 들면 ZnO : Al2O3의 비는 90 내지 99.9 : 10 내지 0.1 일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
고굴절금속산화물층은 굴절율이 공기의 굴절율(대략 1.5)보다 크고, 바람직하게는 2 이상이 될 수 있다.
이어서, 제1도전성금속산화물층 상에는 금속층(305)이 형성된다. 금속층(305)은 은 또는 은을 주성분으로 하는 합금(Ag가 무게비로 90% 이상)으로 이루어진다. 은(Ag)은 우수한 연성 및 도전성을 갖고, 박막 형성 시에도 도전성을 유지하는 특성이 우수하다. 또한, 가격이 저렴하고 다른 금속에 비하여 가시광 흡수가 적어 투명한 박막을 얻기가 용이하다는 장점이 있다.
각각의 금속층(305)의 조성은 동일 조성을 갖는 층일 수도 있고, 다른 조성을 갖는 층일 수도 있다.
제2도전성금속산화물층은 후속 공정인 고굴절금속산화물층(301)을 형성하는 과정에서 산소 플라즈마로 인하여 금속층의 전기전도성이 소멸되는 것을 방지하기 위한 일종의 블로커(Blocker)로서의 역할을 한다. 즉, 금속층(305)을 형성한 후에 고굴절금속산화물층(301)을 형성하기 위하여 직류 스퍼터링 방법으로 사용하게 되면, 산소 플라즈마에 의해 이전에 형성된 금속층이 손상될 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 Al이 첨가된 ZnO, 순수 ZnO, SnO2 또는 ITO을 이용하여 제2도전성금속산화물층을 형성한다.
그러나, 경우에 따라서, 제2도전성금속산화물층은 전자파차폐층에서 제외될 수 있다.
복수의 도전성금속산화물층(303)의 조성은 동일 조성을 갖는 층일 수도 있고, 다른 조성을 갖는 층일 수도 있다.
도전성금속산화물층(303)은 금속층(305) 및 고굴절금속산화물층(301))사이의 계면에서 발생되는 표면 플라즈몬의 형성을 억제하여 표면 플라즈몬에 의한 광흡수로 인해 발생하는 전자파차폐층 내의 가시광 손실을 감소시킨다. 동시에, 가시광 반사율을 감소시키고 저반사율이 얻어질 수 있는 파장 대역을 증가시키는 역할을 하게 된다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 광학 필터를 개략적으로 보이는 단면도,
도 2는 도 1의 전자파차폐층의 구조를 개략적으로 보이는 단면도,
도 3은 도 1의 전자차차폐층의 또 다른 구조를 개략적으로 보이는 단면도이다.
[도면의 주요 부호에 대한 설명]
10: 투명 기판 20: 접지전극
30: 전자파차폐층 38: 접지도전막층
40: 제1기능성 필름 50: 제2기능성 필름
100: 광학 필터

Claims (9)

  1. 투명기판과,
    상기 투명 기판 상에 적층 형성되되, 고굴절금속산화물층과 금속층이 적층되어 이루어지는 전자파차폐층과,
    상기 전자파차폐층 상에 적층 형성되어 상기 전자파차폐층을 접지시키기 위한 접지도전막층을 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접지도전막층은 금속막층 또는 도전성 금속산화물막층인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치용 광학 필터는, 상기 투명기판과 전자파차폐층의 사이에 접지전극을 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 필터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접지전극은 상기 전자파차폐층의 가장자리에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 필터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 접지전극은 은 페이스트로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접지도전막층 상에 기능성층이 적층되고,
    상기 기능성층은 보호용 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 필터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기능성층은 색보정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 고굴절금속산화물층은 제1고굴절금속산화물층과 제2고굴절금속산화물층을 포함하고,
    상기 전자파차폐층은 상기 제1고굴절금속산화물층과 제1도전성금속산화물층, 상기 금속층과 제2도전성금속산화물층의 순으로 1회 이상 반복 적층된 후, 최외층에 상기 제2고굴절금속산화물층이 적층되는 층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 디 스플레이 장치용 광학 필터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고굴절금속산화물층은 Nb2O5을 포함하고, 상기 제1도전성금속산화물층 및 제2도전성금속산화물층은 AZO를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 필터.
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