JP2009175656A - 光学フィルタ及びその製造方法、並びに光学フィルタを備えるプラズマ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学フィルタ及びその製造方法、並びに光学フィルタを備えるプラズマ表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の光学フィルタは、支持層の一面に一定間隔で配置された電磁波遮蔽パターンと、電磁波遮蔽パターン上に形成された吸光パターンと、電磁波遮蔽パターンと吸光パターンとの積層構造の間に埋め込まれた粘着部材とを含む。支持層は、透過率が高く、反射または乱反射を防止し、吸光パターンは、黒色系の色素を含み、高さ及び幅に応じて光吸収率が調節される。
【選択図】図２

Description

本発明は、プラズマディスプレイ装置などのような平板表示装置に適用される光学フィルタ及びその製造方法、並びに光学フィルタを備えるプラズマ表示装置に関し、より詳細には、高い透過率を有し、軽量及び薄型で製造可能な光学フィルタ及びその製造方法、並びに光学フィルタを備えるプラズマ表示装置に関する。

プラズマ表示パネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）は、気体放電時に発生するプラズマによって蛍光体が発光するようにして文字または映像を表示する平板表示装置であって、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）に比べて大型化及び薄型化が有利なため、次世代表示装置として注目されている。

しかし、プラズマ表示パネルは、高電圧によるプラズマ発生過程で電磁波及び強い近赤外線が放出されるため、電磁波による人体への被害や、電子機器などの誤動作を誘発し、近赤外線による色純度の減少によって画像品質が低下することがある。

そこで、電磁波及び近赤外線を遮蔽すると同時に、反射光を減少させ、色純度を向上させるため、プラズマ表示パネルの表面に光学フィルタを装着する方法が利用されている。

大韓民国特許公開第１０−２００６−００００７７５号（２００６年１月６日）には、透明基材の一面に、色感を向上させるための選択吸収層と反射防止層とが積層され、他面に、電磁波遮蔽層と二重映像低減層とが形成された積層構造の光学フィルタが開示されている。このような構造の光学フィルタにより、屈折による二重映像が改善され、反射率が低減することにより、コントラスト及び画像品質が向上する。

しかし、従来の光学フィルタは、一般的に、積層構造からなるためにその厚さが厚く、これにより、表示装置の全厚を減少させるのに限界があった。また、光学フィルタが表示パネルから一定間隔離隔して付着されるため、表示パネルと光学フィルタとの界面において、多重反射による二重映像が形成され、画質の歪みが発生する。さらに、外部から入射する光の反射を減少させるのに限界があった。
韓国特許公開第２００６−００００７７５号 韓国特許公開第２００６−０１２０５２７号

本発明の目的は、軽量及び薄型に製造可能で、かつ光吸収率を調節することができる光学フィルタ及びその製造方法、並びに光学フィルタを備えるプラズマ表示装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、高透過率及び低反射率によって視認性が高く、界面反射による二重映像を防止することができる光学フィルタ及びその製造方法、並びに光学フィルタを備えるプラズマ表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の一態様による光学フィルタは、支持層と、該支持層の一面に一定間隔で配置された吸光パターンと、前記支持層と前記吸光パターンとの間に介在した接着層と、前記吸光パターン間に埋め込まれた粘着部材とを含む。
好ましくは、支持層と、該支持層の一面に一定間隔で配置された吸光パターンと、該吸光パターン間に埋め込まれ、平板表示パネル表面に直接付着しかつ前記支持層と前記パネル表面の界面を除去する透明な粘着部材とを含む。

上記目的を達成するための本発明の他の態様による光学フィルタは、支持層と、該支持層の一面に一定間隔で配置された電磁波遮蔽パターンと、前記支持層と前記電磁波遮蔽パターンとの間に介在した接着層と、前記電磁波遮蔽パターン上に形成された吸光パターンと、前記電磁波遮蔽パターンと前記吸光パターンとの積層構造の間に埋め込まれた粘着部材とを含む。

上記目的を達成するための本発明の他の態様による光学フィルタの製造方法は、支持層の一面に吸光層を形成するステップと、前記吸光層をパターニングして、一定間隔で配列された吸光パターンを形成するステップと、前記吸光パターン間に粘着部材を埋め込むステップとを含む。

上記目的を達成するための本発明の他の態様による光学フィルタの製造方法は、支持層の一面に電磁波遮蔽層と吸光層とを順次形成するステップと、前記吸光層と電磁波遮蔽層とを順次パターニングして、一定間隔で配列された吸光パターンと電磁波遮蔽パターンとを形成するステップと、前記吸光パターンと電磁波遮蔽パターンとの積層構造の間に粘着部材を埋め込むステップとを含む。

なお、上記目的を達成するための本発明のさらなる態様によるプラズマ表示装置は、支持層と、該支持層の一面に一定間隔で配置された電磁波遮蔽パターンと、該電磁波遮蔽パターン上に形成された吸光パターンと、前記電磁波遮蔽パターンと前記吸光パターンとの積層構造の間に埋め込まれた粘着部材とを含む光学フィルタを備える。

本発明の光学フィルタは、吸光パターンが一定間隔で配列されるため、表示パネルの発光面積を最大化することができ、積層構造を最小化することで７０％程度の高い透過率を有し、軽量、薄型及び低コストで製造することができる。また、吸光パターンの高さ及び幅の比率に応じて光吸収率が調節され得るため、明室コントラストを向上させることができ、外部から入射する光が低反射にできるため視認性が高く、二重映像が防止される。

図１は、本発明の第１実施例による光学フィルタを説明するための斜視図であって、支持層１１と、支持層１１の一面に一定間隔で配置された吸光パターン１３と、吸光パターン１３間に埋め込まれた粘着部材１４とを含み、吸光パターン１３と支持層１１との間に接着層１２が介在し得る。

図２は、本発明の第２実施例による光学フィルタを説明するための斜視図であって、支持層２１と、支持層２１の一面に一定間隔で配置された電磁波遮蔽パターン２３と、電磁波遮蔽パターン２３上に形成された吸光パターン２４と、電磁波遮蔽パターン２３と吸光パターン２４との積層構造の間に埋め込まれた粘着部材２５とを含み、電磁波遮蔽パターン２３と支持層２１との間に接着層２２が介在し得る。

支持層１１及び２１は、光学フィルタの下地層として使用されると同時に、反射または乱反射（ｇｌａｒｅ）を防止する機能を有するように構成される。したがって、透過する光の損失が最小化するように透過率が８０〜９９％程度に高く、ヘイズが１〜５％程度に低く、外部光の反射が防止されるように反射率が１〜２０％程度に低く、ガラス転移温度以上の耐熱性及び１〜３Ｈ（鉛筆硬度）程度の硬度を有することが好ましい。

吸光パターン１３及び２３は、外部からの光を吸収するための構造体であって、高い光吸収率を有するようにするため、黒色系の色素（染料または顔料）が含まれる。

粘着部材１４及び２５は、表示装置などに付着させるための透明な粘着剤または接着剤であって、色補正、ネオン光の遮断または近赤外線の遮断のため、選択的吸収性を有する色素（染料または顔料）を含むことができる。

電磁波遮蔽パターン２３は、表示装置などから放出される電磁波を遮断するための構造体であって、電磁波遮蔽率の高い透明金属薄膜、例えば、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、またはこれらを主成分とする合金で形成される。

次に、上記のように構成された光学フィルタの製造過程により、本発明をより詳細に説明する。

図３ａ〜図３ｃは、本発明の第１実施例による光学フィルタの製造方法を説明するための断面図であって、図１におけるＩ１−Ｉ２断面を示している。

図３ａに示すように、支持層１１の一面に吸光層１３を形成する。このとき、支持層１１と吸光層１３との接着力を高めるため、支持層１１上に接着層１２を形成した後、吸光層１３を形成することができる。

支持層１１は、光学フィルタの下地層であって、透過する光の損失が最小化するように高透過率、外光の反射が防止されるように低反射率、耐熱性及び所定の強度を有することが好ましい。広い波長域において低反射率を有するようにするためには、屈折率が互いに異なる物質の多層構造として形成することもできる。

支持層１１としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスルホン（ＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などからなる群から選択される物質を使用することができる。

吸光層１３は、力学的物性と光学的物性とが均衡をなし、機械的強度が高く、熱収縮率が小さく、加熱時にオリゴマーの発生が少ないなどの条件を満たす物質で形成される。例えば、軟質のアクリル系、ポリエステル系、ポリウレタン（ＰＵＲ）系、天然ゴム（ＮＲ）系、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）系、シリコン系ポリマーなどであるが、支持力が必要な場合、硬質のポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアクリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）などからなる群から選択される物質で形成することができる。また、黒色系の色素（染料または顔料）を含有させ、可視光域（４００〜７００ｎｍの波長域）において高い光吸収率を有することができるが、黒色色素の種類及び濃度は、光の吸収波長、吸収係数、透過特性などに応じて決定される。例えば、固形分のカーボンブラックを２．５〜５ｗｔ％程度含有させることができ、粒子径がナノメートル単位であるほど、含有量を増加させると、吸収率が増加する。

図３ｂに示すように、吸光層１３をパターニングして、一定幅及び間隔で配列される吸光パターン１３を形成する。吸光層１３は、レーザエッチングのような物理的切削法にてパターニングすることができる。吸光パターン１３は、例えば、ストライプ、メッシュなどの形状に形成され得、断面が四角、三角、菱形などの形状を有することができる。このとき、吸光パターン１３間における露出した接着層１２は除去されることが好ましい。

図３ｃに示すように、吸光パターン１３間に粘着部材１４を埋め込む。吸光パターン１３を含む全面に粘着部材１４を塗布する方法により、吸光パターン１３間に粘着部材１４を容易に埋め込むことができる。

粘着部材１４は、表示装置などに付着のための透明な粘着剤または接着剤であって、８０〜９５％の可視光透過率を有する軟質のアクリル系、ポリエステル系、ポリウレタン（ＰＵＲ）系、天然ゴム（ＮＲ）系、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）系、シリコン系ポリマーなどを使用することができ、色補正、ネオン光の遮断または近赤外線の遮断のため、選択的吸収性を有する色素（染料または顔料）を含むことができる。色素の種類及び濃度は、吸収波長、吸収係数、透過特性などに応じて決定され得る。

図４ａ〜図４ｃは、本発明の第２実施例による光学フィルタの製造方法を説明するための断面図であって、図２におけるＩ１１−Ｉ１２断面を示している。

図４ａに示すように、支持層２１の一面に電磁波遮蔽層２３と吸光層２４とを順次形成する。支持層２１と電磁波遮蔽層２３との接着力を高めるため、支持層２１上に接着層２２を形成した後、電磁波遮蔽層２３を形成することができる。支持層２１及び吸光層２４は、図３ａの支持層１１及び吸光層１３と同じ物質で形成し、電磁波遮蔽層２３は、電磁波遮蔽率の高い透明金属、例えば、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、またはこれらを主成分とする合金をスパッタリング、真空蒸着、イオンめっき、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、物理気相蒸着（ＰＣＤ）などの方法で形成する。

図４ｂに示すように、吸光層２４と電磁波遮蔽層２３とを順次パターニングして、一定幅及び間隔で配列される積層構造の吸光パターン２４と電磁波遮蔽パターン２３とを形成する。吸光層２４及び電磁波遮蔽層２３は、レーザエッチングのような物理的切削法にてパターニングすることができ、吸光パターン２４及び電磁波遮蔽パターン２３は、例えば、ストライプ、メッシなどの形状に形成され得る。このとき、吸光パターン２４と電磁波遮蔽パターン２３との間における露出した接着層２２は除去されることが好ましい。

図４ｃに示すように、吸光パターン２４と電磁波遮蔽パターン２３との積層構造の間に粘着部材２５を埋め込む。吸光パターン２４及び電磁波遮蔽パターン２３を含む全面に粘着部材２５を塗布する方法により、粘着部材２５を容易に埋め込むことができる。粘着部材２５は、図３ｄの粘着部材１４と同じ物質で形成する。このように構成された本発明の光学フィルタは、吸光パターン１３及び２４の高さ及び幅の比率により両面の光吸収率を調節することができる。例えば、一側に入射する光の吸収率は、吸光パターン１３及び２４の高さが高いほど増加し、他側に入射する光の吸収率は、吸光パターン１３及び２４の幅が広いほど増加する。したがって、外部から入射する光の吸収率は高くし、内部から放出される光の吸収率は減少させることにより、明室コントラストを向上させることができる。

本発明の光学フィルタは、支持層１１及び２１が反射防止機能を有するように構成されるため、低反射率によって視認性が高く、粘着部材１４及び２５によって表示パネルなどに直接付着可能なため、界面の除去が可能になり、屈折による二重映像が防止される。また、粘着部材１４及び２５が吸光パターン１３及び２４間に埋め込まれるため、全面に接着層が積層される従来の光学フィルタに比べて全厚を減少させることができる。

図５は、本発明の光学フィルタをプラズマ表示装置に適用した例を説明するための部分分解斜視図であって、３電極面発光方式のプラズマ表示パネルに図１の光学フィルタを適用した場合を一例として説明する。

同図に示すように、プラズマ表示パネルは、互いに対向するように配置された第１基板１１０と、第２基板１２０とを含む。

第１基板１１０上には、誘電体１１１及び保護膜１１２で覆われた複数の維持電極ラインＸと走査電極ラインＹとが平行に形成される。維持電極ラインＸと走査電極ラインＹとは、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などで形成された透明電極Ｘ_ａ、Ｙ_ａと、導電度を高めるための金属電極Ｘ_ｂ、Ｙ_ｂとからなる。

第２基板１２０上には、誘電体１２１で覆われた複数のアドレス電極ラインＡが形成される。複数のアドレス電極ラインＡ間の誘電体１２１上には、アドレス電極ラインＡに平行して隔壁１２２が形成され、隔壁１２２の両側面及び誘電体１２１上には、蛍光層１３０が形成される。

維持電極ラインＸ及び走査電極ラインＹがアドレス電極ラインＡと互いに直交するように第１基板１１０と第２基板１２０とが貼り合わされ、隔壁１２２によって形成される密閉された放電空間１４０にプラズマ形成のためのガスが密封されることにより、複数の画素が構成される。

このように構成されたプラズマ表示パネルの第１基板１１０の一面に、図１または図２のように構成された光学フィルタが付着される。つまり、第１基板１１０の外側面に光学フィルタの粘着部材１４及び２５が付着されることにより、第１基板１１０に吸光パターン１３及び２４と支持層１１及び２１とが順次積層された構造が形成される。

本実施例の場合、吸光パターン１３及び２４をプラズマ表示パネルの隔壁１２２または金属電極Ｘ_ｂ、Ｙ_ｂと一致するように形成するか、非対称的に形成すると、発光面積を最大化させて発光効率を高めることができる。また、第１基板１１０と接触する吸光パターン１３及び２４の表面に反射膜（図示せず）を形成すると、プラズマ表示パネルから放出される光の吸収が最小化して発光効率を向上させることができる。

本発明の光学フィルタは、吸光パターン１３及び２４の高さ及び幅の比率に応じて光の吸収量が調節され得る。そのため、吸光パターン１３及び２４の高さ及び幅を調節すると、外部から入射する光の吸収率は高くし、内部から放出される光の吸収率は減少させることにより、明室コントラストを向上させることができる。また、本発明の光学フィルタは、支持層１１及び２１が反射防止機能を有するように構成されるため、低反射率によって視認性が高く、粘着部材１４及び２５によってプラズマ表示パネルに直接付着可能なため、界面の除去が可能になり、屈折による二重映像が防止される。そして、粘着部材１４及び２５が吸光パターン１３及び２４間に埋め込まれるため、全面に接着層が積層される従来の光学フィルタに比べてプラズマ表示パネルの全厚を減少させることができる。

図１は、本発明の第１実施例による光学フィルタを説明するための斜視図である。 図２は、本発明の第２実施例による光学フィルタを説明するための斜視図である。 図３ａは、本発明の第１実施例による光学フィルタの製造方法を説明するための断面図である。 図３ｂは、本発明の第１実施例による光学フィルタの製造方法を説明するための断面図である。 図３ｃは、本発明の第１実施例による光学フィルタの製造方法を説明するための断面図である。 図４ａは、本発明の第２実施例による光学フィルタの製造方法を説明するための断面図である。 図４ｂは、本発明の第２実施例による光学フィルタの製造方法を説明するための断面図である。 図４ｃは、本発明の第２実施例による光学フィルタの製造方法を説明するための断面図である。 図５は、本発明の光学フィルタを備えるプラズマ表示装置を説明するための部分分解斜視図である。

符号の説明

１１；支持層
１２；接着層
１３；吸光パターン
１４；粘着部材
１１０；第１基板
１１１、１２１；誘電体
１１２；保護膜
１２０；第２基板
１２２；隔壁
１３０；蛍光層

Claims (16)

1. 支持層と、
   該支持層の一面に一定間隔で配置された吸光パターンと、
   該吸光パターン間に埋め込まれた粘着部材と
   を含むことを特徴とする光学フィルタ。
2. 支持層と、
   該支持層の一面に一定間隔で配置された吸光パターンと、
   該吸光パターン間に埋め込まれ、平板表示パネル表面に直接付着しかつ前記支持層と前記パネル表面の界面を除去する透明な粘着部材と
   を含むことを特徴とする光学フィルタ。
3. 前記支持層と前記吸光パターンとの間に介在した接着層をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光学フィルタ。
4. 支持層と、
   該支持層の一面に一定間隔で配置された電磁波遮蔽パターンと、
   該電磁波遮蔽パターン上に形成された吸光パターンと、
   前記電磁波遮蔽パターンと前記吸光パターンとの間に埋め込まれた粘着部材と
   を含むことを特徴とする光学フィルタ。
5. 前記支持層と前記電磁波遮蔽パターンとの間に介在した接着層をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の光学フィルタ。
6. 前記支持層は、８０〜９９％の透過度及び１〜２０％の反射率を有することを特徴とする請求項４に記載の光学フィルタ。
7. 前記支持層は、屈折率が互いに異なる物質の多層構造からなることを特徴とする請求項４に記載の光学フィルタ。
8. 前記吸光パターンが、アクリル系、ポリエステル系、ポリウレタン（ＰＵＲ）系、天然ゴム（ＮＲ）系、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）系、シリコン系ポリマー、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアクリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、及びセルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）からなる群から選択される物質からなることを特徴とする請求項４に記載の光学フィルタ。
9. 前記吸光パターンに黒色系の色素が含まれることを特徴とする請求項４に記載の光学フィルタ。
10. 前記吸光パターンが、ストライプまたはメッシュ状に配列されることを特徴とする請求項４に記載の光学フィルタ。
11. 前記粘着部材に選択的吸収性を有する色素が含まれることを特徴とする請求項４に記載の光学フィルタ。
12. 支持層の一面に吸光層を形成するステップと、
    前記吸光層をパターングして、一定間隔で配列された吸光パターンを形成するステップと、
    前記吸光パターン間に粘着部材を埋め込むステップと
    を含むことを特徴とする光学フィルタの製造方法。
13. 前記支持層の一面に接着層を形成した後、前記吸光層を形成することを特徴とする請求項１２に記載の光学フィルタの製造方法。
14. 支持層の一面に電磁波遮蔽層と吸光層とを順次形成するステップと、
    前記吸光層と電磁波遮蔽層とを順次パターニングして、一定間隔で配列された吸光パターンと電磁波遮蔽パターンとを形成するステップと、
    前記吸光パターンと電磁波遮蔽パターンとの積層構造の間に粘着部材を埋め込むステップと
    を含むことを特徴とする光学フィルタの製造方法。
15. 前記支持層の一面に接着層を形成した後、前記電磁波遮蔽層を形成することを特徴とする請求項１４に記載の光学フィルタの製造方法。
16. 請求項４に記載の光学フィルタを備えることを特徴とするプラズマ表示装置。

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