KR20100088759A - 외광차폐필름 및 이를 구비하는 광학필터 - Google Patents

외광차폐필름 및 이를 구비하는 광학필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치의 전방에 배치되는 광학필터용 외광차폐필름으로서, 기재와, 상기 기재에 형성되고, 광흡수물질이 충진되어 외광을 흡수하는 외광차폐패턴을 구비하고, 상기 외광차폐패턴은 복수의 쐐기형 외광차폐부가 배열되어 이루어지되, 0.24 ≤ (상기 쐐기형 외광차폐부의 폭) / (상기 쐐기형 외광차폐부의 피치) ≤ 0.28 및 5 ≤ (상기 쐐기형 외광차폐부의 높이) / (상기 쐐기형 외광차폐부의 폭) ≤ 8을 만족하는 것을 특징으로 하는 외광차폐필름을 제공한다. 바람직하게는, 상기 쐐기형 외광차폐부는 그 바닥면이 상기 디스플레이 장치의 디스플레이모듈을 향하도록 배열된다. 상기 외광차폐필름은 지지재를 포함하고, 상기 기재는 상기 지지재 상에 적층 형성될 수 있다. 또한, 본 발명은, 상기 외광차폐필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학필터를 제공한다.

Description

외광차폐필름 및 이를 구비하는 광학필터{EXTERNAL LIGHT BLODKING FILM AND OPTICAL FILTER HAVING THE SAME}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디스플레이 장치에 사용되는 외광차폐필름 및 광학필터에 관한 것이다.
표시장치는 텔레비전, PC의 모니터, 휴대용 표시장치, 등을 포함한다. 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.
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 여 기시켜 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 이러한 문제점을 해소하기 위하여, PDP 필터를 채용하고 있다. 피디피 필터는 디스플레이모듈의 전방에 설치된다.
그러나 종래의 PDP 필터는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.
필터는, 피디피 장치의 시인성 향상을 위해 외광차폐필름을 포함한다. 그러나, 현재 사용되는 외광차폐필름의 투과율은 약 70%에도 미치지 못하여, 이를 채용한 필터의 투과율 향상에 제한 요소가 되고 있다. 또한, 외광차폐필름으로 인하여, 상당한 수준의 명실명암비(BRCR)의 향상을 가져오기는 하였지만, 여전히 박형 TV 시장에서 경쟁하고 있는 LCD TV와 견주어 더욱 향상된 외광차폐 성능을 요구 받고 있다.
본 발명은 상기한 요구를 해소하기 위하여 안출된 것으로, 쐐기형 외광차폐부의 형상 및 치수를 최적화하여 기존 외광차폐필름보다 더욱 향상된 외광차폐 성능 및 투과율을 가지는 우수한 외광차폐필름 및 필터를 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 디스플레이 장치의 전방에 배치되는 광학필터용 외광차폐필름으로서, 기재와, 상기 기재에 형성되고, 광흡수물질이 충진되어 외광을 흡수하는 외광차폐패턴을 구비하고, 상기 외광차폐패턴은 복수의 쐐기형 외광차폐부가 배열되어 이루어지되, 0.24 ≤ (상기 쐐기형 외광차폐부의 폭) / (상기 쐐기형 외광차폐부의 피치) ≤ 0.28 및 5 ≤ (상기 쐐기형 외광차폐부의 높이) / (상기 쐐기형 외광차폐부의 폭) ≤ 8을 만족하는 것을 특징으로 하는 외광차폐필름을 제공한다.
더욱 바람직하게는, 0.24 ≤ (상기 쐐기형 외광차폐부의 폭) / (상기 쐐기형 외광차폐부의 피치) ≤ 0.26 및 6 ≤ (상기 쐐기형 외광차폐부의 높이) / (상기 쐐기형 외광차폐부의 폭) ≤ 8이고, 더더욱 바람직하게는, 0.24 ≤ (상기 쐐기형 외광차폐부의 폭) / (상기 쐐기형 외광차폐부의 피치) ≤ 0.26 및 6 ≤ (상기 쐐기형 외광차폐부의 높이) / (상기 쐐기형 외광차폐부의 폭) ≤ 7을 만족한다.
바람직하게는, 상기 쐐기형 외광차폐부는 그 바닥면이 상기 디스플레이 장치의 디스플레이모듈을 향하도록 배열된다.
상기 외광차폐필름은 지지재를 포함하고, 상기 기재는 상기 지지재 상에 적층 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 외광차폐필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학필터를 제공한다.
상기한 구성에 따르면, 본 발명은, 기존 외광차폐필름보다 더욱 높은 투과율을 가져 디스플레이모듈에서 방출되는 빛의 손실을 막고, 필터 개발시 투과율 조절 범위를 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 외광 흡수 성능의 향상으로 명실 조건에서 더욱 높은 명암비(Contrast Ratio)를 제공할 수 있는 효과가 있다.
이를 통하여, 본 발명은 선명한 영상을 디스플레이할 수 있는 외광차폐필름 및 이를 적용한 디스플레이 장치용 광학필터를 제공할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 보여주는 분해 사시도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 일종인 PDP 장치(300)는, 개략적으로, 케이스(310), 커버(320), 구동회로기판(330), 디스플레이모듈(340) 및 필터(100)를 구비한다.
커버(320)는 케이스의 전방에서 케이스를 덮는다. 구동회로(330)는 케이 스(310) 내에 수용된다. 디스플레이모듈(340)은 가스방전현상이 일어나는 발광셀을 포함하며 화상을 표시한다.
필터(100)는 디스플레이모듈(340)의 전방에 장착된다. 후술하는 필터(100)의 전자파차폐층(130)은 커버(320)를 통하여 케이스(310)와 접지될 수 있다. 이를 통해, 디스플레이모듈(340)로부터 발생된 전자파, 등이 시청자에게 전달되지 않도록 차폐된다.
본 발명의 디스플레이 장치용 광학필터는 투명기판(110), 반사방지층(120), 전자파차폐층(130), 외광차폐층(140), 색보정층, 근적외선차폐층(180), 방현층(190) 등, 다양한 기능성 광학층을 필요에 따라 하나 이상 포함할 수 있다.
도2는 본 발명의 제2실시예에 따른 필터의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도2의 필터는 전방으로부터 순차적으로 반사방지층(120), 근적외선차폐층(180), 투명기판(110), 전자파차폐층(130), 외광차폐층(140) 및 방현층(Anti-Glare film)을 포함한다.
그러나, 도2는 본 발명의 실시예를 예시한 것일 뿐 다양한 변형이 가능하다.
예컨대, 본 발명의 필터를 구성하는 층의 종류는 얻고자 하는 필터의 기능에 따라 다양하게 선택될 될 수 있다. 예컨대, 도2의 필터를 구성하는 층들은 필요에 따라 언제든지 삭제되거나 다른 층이 추가될 수 있다.
또한, 본 발명의 필터는, 그 적층 순서에서도 다양한 변형 실시예를 가질 수 있다. 예컨대, 도2의 필터를 구성하는 층들의 적층 순서는 필요에 따라 언제든지 변형될 수 있다.
또한, 둘 이상의 층들이 수행하는 기능을 복합적으로 수행하는 하이브리드층을 가질 수 있다. 예컨대, 근적외선 차폐층(180)은 도2에서와 같이 별도의 층으로 형성될 수도 있으나, 색보정층에 근적외선 물질이 포함된 하이브리드층으로 구성될 수도 있다.
각 층 별로 분설한다.
투명기판(110)
투명기판(110)의 재료로는 무기화합물 성형물과 유기고분자 성형물을 들수 있다. 무기화합물 성형물로는 반강화 유리, 석영, 등을 들 수 있다.
유기화합물 성형물로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEtylene Terephthalate, PET), 아크릴(Acryl), 폴리카보네이트(Polycabonate, PC), 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate), 폴리에스테르(Polyester), 에폭시 아크릴레이트(Epoxy Acrylate), 브롬화 아크릴레이트(Brominate Acrylate), 폴리염화비닐(PolyVinyl Chloride, PVC), 등을 들 수 있다.
투명기판(110)은 가시광선 영역에서 투명하면 되고, 바람직하게는 가시광선의 투과율이 80% 이상인 것이 유리하다.
반사방지층(120)
반사방지층(120)은 외광 반사를 억제하여 시인성을 향상시킨다.
반사방지층은 가시영역에 있어서 굴절률이 1.5 이하, 바람직하게는 1.4 이하로 낮은 i) 불소계 투명 고분자수지, ii) 불화마그네슘, iii) 실리콘계수지나 iv) 산화규소, 등의 박막을 예를 들면, 1/4 파장의 광학막 두께에 의하여 단일층 형성한 것을 사용할 수 있다.
또한, 굴절률이 다른 금속산화물, 불화물, 규화물, 붕화물, 탄화물, 질화물, 황화물, 등의 무기화합물 또는 실리콘계수지, 아크릴수지, 불소계수지, 등의 유기화합물의 박막을 2층 이상 다층 적층한 것을 반사방지층으로 사용할 수 있다. 예컨대 반사방지층은 SiO2와 같은 저굴절율 산화막과 TiO2 또는 Nb2O5와 같은 고굴절율 산화막을 교대로 적층한 구조를 가질 수 있다.
전자파차폐층(130)
전자파차폐층(130)은 전형적으로는 도전성 메쉬 타입의 전자파차폐층(130a) 또는 도전막 타입의 전자파차폐층이 사용된다.
도2에서는 도전성 메쉬 타입의 전자파차폐층(130a)을 도시하는데, 도전성 메쉬 타입의 전자파차폐층(130a)은 전형적으로 지지재(backing) 상에 도전성 메쉬 패턴이 형성된 구조를 갖는다.
도전성 메쉬 패턴은 일반적으로는, i) 금속 메쉬, ii) 합성수지의 메쉬에 금속 피복한 것 또는 iii) 금속섬유의 메쉬에 금속 피복한 것을 사용할 수 있다.
금속 메쉬 패턴을 구성하는 금속의 재질로는 예컨대, 구리, 크롬, 니켈, 은, 몰리브덴, 텅스텐, 알루미늄, 등 전기전도성이 우수하고 가공성이 있는 금속이면 모두 사용 가능하다.
후술하는 도전막 타입의 전자파차폐층와 비교할 때, 도전성 메쉬 타입의 전자파차폐층(130a)은 근적외선 차폐 성능을 가지지 않으므로, 별도의 근적외선차폐층을 두거나 및/또는 도전성 메쉬 타입의 전자파차폐층(130a)의 지지재에 근적외선 흡수 색소를 포함시킬 수 있다.
도전막 타입의 전자파차폐층은 금속 박막과 금속산화물 박막을 교대로 적층하여 다층 투명 박박으로 구성할 수 있다. 금속 박막으로는, 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐, 등이 사용될 수 있다. 금속산화물 박막으로는, 산화인듐주석(ITO), 산화제2주석, 산화아연(ZnO), 알루미늄이 도핑된 산화아연(AZO), 등이 사용될 수 있다.
도전막 타입의 전자파차폐층은, 근적외선을 차폐하는 효과가 있다. 근적외선차폐층을 별도로 형성하지 않고 도전막 타입의 전자파차폐층만으로 전자파와 근적외선을 차폐하는 두 가지 기능을 수행할 수 있다. 물론 이 경우에도 근적외선차폐층을 별도로 형성할 수도 있다.
외광차폐층(140)
외광차폐층(140)은 투명 수지 재질의 기재(143) 및 기재의 일면에 형성된 외광 차폐 패턴(145)을 구비한다.
도시하지는 않았으나, 외광차폐층은 지지재(backing)를 포함할 수 있다. 이 경우,기재는 지지재 상에 형성된다. 지지재는 투명한 수지 필름이 바람직하다. 지 지재의 재질로는 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate)(PET), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate)(PC), 폴리 염화비닐(PVC), 등이 사용될 수 있다. 지지재로 필터의 고유 기능을 가진 막, 예를 들어 반사방지층(120), 색보정층 또는 전자파차폐층(130) 등을 사용할 수도 있을 것이다.
기재(143)는 가시광을 투과시키는 투명 재질로 이루어지고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEtylene Terephthalate, PET), 아크릴(Acryl), 폴리카보네이트(Polycabonate, PC), 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate), 폴리에스테르(Polyester), 에폭시 아크릴레이트(Epoxy Acrylate), 브롬화 아크릴레이트(Brominate Acrylate), 폴리염화비닐(PolyVinyl Chloride, PVC), 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 기재는, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 자외선 경화성 수지, 등으로 이루어질 수 있다.
롤 성형법, 열 프레스(press)법이나, 캐스팅법, 사출 성형법, 등에 의해 광흡수물질, 등이 충진될 음각 패턴을 기재에 형성한다.
외광 차폐 패턴은 광흡수물질이 혼합된 자외선경화수지를 이용하여 형성할 수 있다.광흡수물질로는, 빛을 흡수할 수 있는 검은색 무기물 및/또는 유기물, 등이 사용되고, 전형적으로는 카본블랙이 사용된다. 또한, 외광차폐패턴은 금속과 같은 도전성물질을 포함할 수 있다. 금속 분말을 첨가하여 외광 차폐 패턴을 형성하는 경우 금속 분말의 농도에 따른 전기 저항의 조절이 가능하기 때문에 외광 차폐 패턴은 전자파 차폐 기능을 수행할 수 있다. 표면이 검게 처리된 또는 검은색의 금 속을 사용하는 경우 외광 차폐 기능 및 전자파 차폐 기능을 효율적으로 구현할 수 있다.
외광차폐패턴(145)은 복수의 외광차폐부를 포함한다. 외광차폐부는 전방에서 보았을 때, 전형적으로 수평 방향으로 길게 형성된다. 따라서, 외광 차폐 패턴(145)은 전방에서 보았을 때 전형적으로 스트라이프 패턴을 가지나, 이밖에도 예컨대, 물결 모양 패턴, 메쉬 패턴, 등 다양한 변형 실시예를 가질 수 있다.
외광차폐부는, 측면에서 보았을 때 전형적으로는 쐐기형 형상, 즉 사다리꼴 형상 또는 삼각형 형상을 가진다. 여기에는 이등변 삼각형 및 등변 사다리꼴 외에도 기타 다양한 쐐기형 형상이 포함된다. 예컨대 외광차폐부의 윗면은 경사면으로 형성되고, 아래면은 수평면으로 형성되는 것도 가능하다.
외광차폐필름의 투과율 향상과 외광 흡수 성능을 높이기 위해서는, 다음의 두 가지 조건을 동시에 만족하여야 한다.
0.24 ≤ (상기 쐐기형 외광차폐부의 폭) / (상기 쐐기형 외광차폐부의 피치) ≤ 0.28 및 5 ≤ (상기 쐐기형 외광차폐부의 높이) / (상기 쐐기형 외광차폐부의 폭) ≤ 8.
여기서 외광차폐부의 피치는 두 외광차폐부의 대응 지점간의 거리를 의미한다.
표1은 상기 두 가지 인자를 달리하여 외광차폐필름을 제조하고, 투과율 및 외광반사율을 측정한 결과를 보여준다. (피디피 장치의 정면조도: 150 Lux, SDI W2 PDP 모듈의 정면에 필터를 부착한 후 외광반사율을 측정하였다)
　 b/p h/b b 투과율 외광반사율
시험예 1 25 6.5 19.0 75% 0.8
시험예 2 27 6.1 20.0 73% 0.9
비교예 1 30 4.6 22.3 68% 1.2
시험예 1
시험예1에 명기된 치수의 쐐기 형태로 롤 금형을 제작한다. 지지재(backing)로서 광학용 PET의 한 면에 콤마코터를 이용해 고상 굴절률이 1.53인 우레탄아크릭 UV 수지를 약 150㎛ 두께로 코팅한 후 기 제작된 쐐기 형태의 금형을 이용해 패턴을 형성하고 UV 경화시켜 기재를 제작한다. 평균 입경 50㎚인 카본블랙이 3% 무게 비로 분산되어 있는 블랙 잉크를 UV 경화 수지에 혼합해 굴절률이 1.53인 블랙 수지를 만든다. 이 수지를 음각 패턴이 형성된 기재 위에 붓고 wiping 법을 이용해 블랙 수지를 패턴 내에 충진하여 외광차폐필름을 완성했다.
시험예 2
시험예 2에 명기된 치수의 쐐기 형태로 롤 금형을 제작한다. 광학용 PET의 한 면에 콤마코터를 이용해 고상 굴절률이 1.53인 우레탄아크릭 UV 수지를 약 150㎛ 두께로 코팅한 후 금형을 이용해 패턴을 형성하고 UV 경화시킨다. 평균 입경 50㎚인 카본블랙이 3% 무게 비로 분산되어 있는 블랙 잉크를 UV 경화 수지에 혼합해 굴절률이 1.53인 블랙 수지를 만든다. 이 수지를 패턴이 형성된 기재 위에 붓고 wiping 법을 이용해 블랙 수지를 패턴 내에 형성했다.
비교예 1
비교예 1에 명기된 치수의 쐐기 형태로 롤 금형을 제작한다. 광학용 PET의 한 면에 마이크로비아를 이용해 고상 굴절률이 1.53인 우레탄아크릭 UV 수지를 약 150㎛ 두께로 코팅한 후 쐐기 형태의 금형을 이용해 패턴을 형성하고 UV 경화시킨다. 평균 입경 50㎚인 카본블랙이 3% 무게 비로 분산되어 있는 블랙 잉크를 UV 경화 수지에 혼합해 굴절률이 1.53인 블랙 수지를 만든다. 이 수지를 패턴이 형성된 기재 위에 붓고 wiping 법을 이용해 블랙 수지를 패턴 내에 형성했다.
비교예 1이 현재 가장 널리 이용되는 외광차폐필름의 구조이다. 시험예 1 및 2 처럼 쐐기의 사다리꼴 높이를 외광차폐부 폭의 5배 이상 폭/피치 비를 28% 이하로 할수록 비교예 1보다 투과율이 높아지는 것을 확인할 수 있다. 그리고 외광 흡수율이 좋을 수록 외광 반사율 값은 작게 나타나는데 비교예 1에 비해 시험예 1 및 2의 외광 반사율 값이 낮아 외광차폐 성능이 더욱 향상된 것을 확인할 수 있다.
도3은 시험예2의 외광차폐필름의 배면 확대 사진이고, 도4는 시험예2의 외광차폐필름의 단면 확대 사진이다.
도3에서는, 외광차폐부의 폭, b가 20.83㎛, 피치, p가 75.18㎛, 외광차폐부 사이의 간격이 51.55㎛인 외광차폐필름을 보여주고 있다.
도4에서는, 외광차폐부의 (배면에서의) 폭, b가 20.69㎛, 외광차폐부의 전면에서의 폭이 11.11㎛, 외광차폐부의 높이, h가 126.36㎛, 기재의 높이(두께)가 135㎛인 외광차폐필름을 보여주고 있다.
도5는 h를 고정한 상태에서, b/p를 변화시켜가면서 시험하여 얻은 BRCR 및 투과율 값을 보여주는 그래프이다.
h를 102㎛로 고정해 놓고 b/p를 달리해 투과율과 명실명암비(Bright Room Contrast Ratio, BRCR)를 측정해 보면 표2와 도 5의 결과를 얻을 수 있다.
b/p h 외광반사율 투과율 BRCR 시야각
30% 102 ㎛ 1.21 68% 526.7 24.3
27% 102 ㎛ 1.47 72% 447.2 25
25% 102 ㎛ 1.8 75% 406.4 25.9
21% 102 ㎛ 2.263 79% 341.0 27.8
b/p가 증가하면 BRCR은 증가하지만 투과율 값이 급격하게 감소하게 된다. b/p가 24%에서 28% 사이에서 투과율 특성과 BRCR 특성의 상충점을 찾을 수 있으므로 이 범위에서 외광을 효과적으로 차단하면서 디스플레이 휘도 손실을 최소화할 수 있는 조건을 찾을 수 있다.
도6은 b/p를 고정한 상태에서, h/b를 변화시켜가면서 시험하여 얻은 BRCR 및 시야각 값을 보여주는 그래프이다.
b/p를 27%로 고정해 놓고 h를 증가시키면서 BRCR과 시야각을 측정해보면 표3과 도6의 결과를 얻을 수 있다.
b/p h 외광반사율 투과율 BRCR 시야각
27% 102 (BS길이 x 5.1) 1.47 72% 447.2 25
27% 120 (BS길이 x 6.0) 1.21 71% 535.7 22
27% 146 (BS길이 x 7.3) 0.81 70% 789 18
표3과 도6에서 볼 수 있듯이 h/b가 높이가 증가할수록 BRCR은 증가하지만 시야각이 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 따라서 BRCR을 증가시키기 위해 h/b를 무한정으로 증가시킬 수 없으며 시야각을 고려해 h/b는 6~7이 바람직하다.
위의 실험결과를 종합할 때 기존 제품 대비 외광 차폐효과를 극대화하면서 투과율을 향상시켜 휘도 손실을 방지하기 위해서는 h는 b 대비 6~7, b/p는 24~28% 범위가 바람직하다.
여기서, BRCR (Bright Room Contrast Ratio)는 White 휘도/Black 휘도 값으로 나타내고, 시야각은 표시장치의 정면 대비 휘도가 1/2이 되는 시점의 상하의 각도 값을 평균하여 나타낸다.
아래 표4는 또 다른 시험 결과를 보여준다.
b/p h/b 투과율 BRCR 시야각
21% 5 80 233.8 39.1
30% 5 68 569 23.5
21% 8 78 341 32.9
30% 8 66 672.9 20.9
25% 6 74 475.9 25.2
테스트 결과, 기존 외광차폐필름 대비 외광차폐 효과를 올리면서, 투과율을 3% 이상 향상시키고 시야각 특성을 유지할 수 있는 외광차폐부의 치수의 최적 그래프를 그려보면 b/p가 24~26, h/b가 6이상인 것이 해당된다. 단 쐐기의 높이는 금형가공기술에 의해 무한정 올릴 수 없으며 쐐기의 높이를 크게 할 경우 시야각 특성이 악화되므로 쐐기의 높이는 6~8 정도가 바람직하다.　
상기 시험 결과를 종합할 때, b/p는 바람직하게는 0.24 ~ 0.28, 더욱 바람직하게는 0.24 ~ 0.26의 값을 가져야 하고, h/b는 바람직하게는 5 ~ 8, 더욱 바람직하게는 6 ~ 8, 더더욱 바람직하게는 6 ~ 7 값을 가져야 함을 확인 할 수 있었다.
위의 시험에서 알 수 있는 바와 같이, b/p 및 h/b의 값은 BRCR, 투과율 및 시야각에 상관적으로 영향을 미치므로, 본 발명의 두 조건 중 어느 한 조건만이 충족되는 것으로는 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
예컨대, b/p의 값이 위 범위 내에 존재하더라도 h/b의 값이 5 미만이 되면, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다. 즉, 본 발명에서는 위의 두 조건이 함께 충족될 것을 필요로 하고, 이 경우에만 상호간의 상승 작용에 의하여 우수한 BRCR, 투과율, 및 시야각 특성을 얻을 수 있게 된다.
외광 차폐 패턴(145)은 전형적으로는 쐐기형 바닥면이 디스플레이모듈을 향하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉 쐐기형 바닥면이 시청자 쪽을 향할 수도 있고, 쐐기형 패턴이 기재의 전면 및 배면 모두에 형성될 수도 있다.
또한, 외광차폐패턴(145)는 전형적으로는 기재(143)에 대하여 음각으로 형성되나, 양각으로 형성될 수도 있다.
외광차폐층(140)은 외광을 흡수하여 디스플레이모듈로 외부 환경광이 유입되는 것을 방지한다. 외광차폐층(140)의 쐐기 경사면은 디스플레이모듈로부터 방출되는 화면광을 시청자 쪽으로 전반사시킨다. 따라서, 표시장치에서 발광되는 가시광선은 효과적으로 투과시키는 반면 외광은 효과적으로 차단하여, 표시장치의 실제 시청 조건과 가장 유사한 실내 조명 조건 또는 실외 외광 조건 (외광이 상방으로부터 비스듬히 필터에 입사함) 에서 명암 대비비를 높여 선명한 영상을 제공한다.
색보정층
색보정층은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 양을 감소시키거나 조절하여 색균형을 변화시키거나 교정한다. 색보정층은 조색용 색소와 네온컷 색소가 혼합된 고분자 수지를 포함할 수 있다.
색보정층은 디스플레이의 색재현 범위를 증가시키고, 화면의 선명도를 향상시키기 위하여 다양한 색소를 사용한다. 이러한 색소로는 염료 혹은 안료를 사용할 수 있다.
일반적으로 디스플레이모듈 내의 플라즈마로부터 발생하는 빨간색의 가시광선이 오렌지색으로 변질되어 나타나는 경향이 있다. 따라서, 네온 컷 색소를 사용하여 오렌지광(네온광)을 흡수하여 해당 파장대의 광의 투과율을 낮춘다.
네온 컷 색소로는 550 내지 610대의 파장을 가진 광을 10% 내지 90% 흡수하기만 하면 되므로 특별히 한정되지 않으나, 시아닌계, 폴리메틴계, 스쿠아릴륨염계, 프탈로시아닌계, 나프탈로시아닌계, 퀴논계, 아자포르피린계, 아조계, 아조킬레이트계, 아즈레늄계, 피릴륨계, 크로코늄계, 인도아닐린킬레이트계, 인도나프톨킬레이트계, 디티올금속착체계, 피로메텐계, 아조메틴계, 크산텐계, 옥소놀계, 등을 사용할 수 있다.
조색용 색소로는 시아닌계, 안트라퀴논계, 나프토퀴논계, 프탈로시아닌계, 나프탈로시아닌계, 디이모늄계, 니켈디티올계, 아조계, 스트릴계, 프탈로시아닌계, 메틴계, 포르피린계, 아자포르피린계, 등이 사용될 수 있다.
그러나 본 발명의 색소는 상기 예시한 종류에 한정되지 않는다. 색소의 종류와 농도는 색소의 흡수파장, 흡수계수, 디스플레이에서 요구되는 투과 특성에 의해서 결정되는 것이므로, 특정 종류나 수치로 한정되어 사용되지 않는다.
근적외선차폐층(180)
PDP 장치는 넓은 파장 영역에 걸쳐서 강력한 근적외선을 발생하기 때문에 넓은 파장 영역에 걸쳐서 근적외선을 흡수할 수 있는 근적외선 차폐층을 사용할 필요가 있다.
근적외선차폐층(180)은 무선전화기나 리모콘 등의 전자기기의 오동작을 야기하는 850~950nm 파장대의 근적외선을 차폐하는 기능을 수행한다. PDP 장치에 의하여 방출되는 근적외선은 근적외선차폐층(180)에 의하여 방출이 차폐되어, PDP 장치 부근에서 리모트컨트롤 장치, 광통신기기 등을 사용하더라도 동작에 지장을 초래하지 않게 된다.
근적외선 차폐층은, 근적외선 흡수 물질을 포함할 수 있다. 근적외선 흡수 물질로는 근적외선 영역의 파장광을 선택적으로 흡수하는 물질이 요구된다.
본 발명에서 사용가능한 근적외선 흡수 물질은 특별히 제한되지 않는데, i) 니켈 착체계와 디암모늄계의 혼합색소, ii) 구리 이온과 아연 이온을 함유하는 화합물 색소, iii) 시아닌계 색소, iv) 안트라퀴논계 색소, v) 스쿠아릴륨계 화합물, vi) 아조메틴계 화합물, vii) 오키소놀 화합물, viii) 아조계 화합물 및 ix) 벤질리덴계 화합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
점착층
도시하지는 않았으나, 본 발명의 각 층을 맞붙일 때에는, 투명한 점착제 또는 접착제를 사용할 수 있다. 구체적인 재료로서, i) 아크릴계접착제, ii) 실리콘계접착제, iii) 우레탄계 접착제, iv) 폴리비닐부티랄 접착제(PMB), v) 에틸렌-아세트산비닐계 접착제(EVA), vi) 폴리비닐에테르 접착제, vii) 포화무정형 폴리에스테르 접착제, viii) 멜라민수지 접착제, 등을 들 수 있다.
그러나, 층에 따라서는, 점착층을 매개하지 않고, 직코팅 방식으로 형성될 수 있다. 예컨대, 도2의 근적외선차폐층(180)은 반사방지층(120)의 배면에 직코팅되어 형성될 수 있다. 또한, 전형적으로 도전막 타입 전자파차폐층는 전형적으로 투명기판의 배면에 직코팅되어 형성된다.
점착층은 전형적으로는 투명하나, 네온컷 색소 및/또는 조색용 색소를 포함하여 색상을 가질 수 있다. 이 경우, 점착층은 색보정층을 대신하여 또는 색보정층을 보조하여 색보정 기능을 갖게 된다.
지금까지는 설명의 편의를 위하여 PDP 필터 및 PDP 장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 디스플레이 장치용 필터가 적용되는 디스플레이 장치는 i) PDP 장치, OLED 장치, LCD 장치 또는 FED 장치 등의 대형 디스플레이 장치와, ii) PDA(Personal Digital Assistants), 소형 게임기 표시창, 휴대폰 표시창 등의 소형 모바일(mobile) 디스플레이 장치와, iii) 연성(flexible) 디스플레이 장치, 등에 다양하게 적용될 수 있다.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 보여주는 분해 사시도이다.
도2는 본 발명의 제2실시예에 따른 필터의 구조를 보여주는 단면도이다.
도3은 시험예2의 외광차폐필름의 배면 확대 사진이다.
도4는 시험예2의 외광차폐필름의 단면 확대 사진이다.
도5는 h를 고정한 상태에서, b/p를 변화시켜가면서 시험하여 얻은 BRCR 및 투과율 값을 보여주는 그래프이다.
도6은 b/p를 고정한 상태에서, h/b를 변화시켜가면서 시험하여 얻은 BRCR 및 시야각 값을 보여주는 그래프이다.

Claims (6)

  1. 디스플레이 장치의 전방에 배치되는 광학필터용 외광차폐필름으로서,
    기재와,
    상기 기재에 형성되고, 광흡수물질이 충진되어 외광을 흡수하는 외광차폐패턴을 구비하고,
    상기 외광차폐패턴은 복수의 쐐기형 외광차폐부가 배열되어 이루어지되
    0.24 ≤ (상기 쐐기형 외광차폐부의 폭) / (상기 쐐기형 외광차폐부의 피치) ≤ 0.28 및
    5 ≤ (상기 쐐기형 외광차폐부의 높이) / (상기 쐐기형 외광차폐부의 폭) ≤ 8을 만족하는 것을 특징으로 하는 외광차폐필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 쐐기형 외광차폐부는 그 바닥면이 상기 디스플레이 장치의 디스플레이모듈을 향하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 외광차폐필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외광차폐필름은 지지재를 포함하고,
    상기 기재는 상기 지지재 상에 적층 형성되는 것을 특징으로 하는 외광차폐필름.
  4. 제1항에 있어서,
    0.24 ≤ (상기 쐐기형 외광차폐부의 폭) / (상기 쐐기형 외광차폐부의 피치) ≤ 0.26 및
    6 ≤ (상기 쐐기형 외광차폐부의 높이) / (상기 쐐기형 외광차폐부의 폭) ≤ 8을 만족하는 것을 특징으로 하는 외광차폐필름.
  5. 제4항에 있어서,
    6 ≤ (상기 쐐기형 외광차폐부의 높이) / (상기 쐐기형 외광차폐부의 폭) ≤ 7을 만족하는 것을 특징으로 하는 외광차폐필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 외광차폐필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학필터.
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