JP5028380B2 - ディスプレイ装置用フィルター及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディスプレイ装置に具備されるディスプレイ装置用フィルター及びその製造方法に関するものである。

ディスプレイ装置は、テレビ、ＰＣ（ノートブックコンピュータ）のモニター、ポータブルディスプレイ装置などを総称した言葉であり、画面が大面積化及び薄型化される傾向にある。

ディスプレイ装置を代表していた陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ：ＣＲＴ）装置が、次第に液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）装置、電界放出ディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）及び有機ＥＬディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）などのフラットパネルディスプレイ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）に置き換わってきている。

以下では、前記ディスプレイ装置の中で説明の便宜上、ＰＤＰフィルター及びＰＤＰ装置を例にあげて説明するが、本発明はこれに限定されず、本発明のディスプレイ装置用フィルターが適用されるディスプレイ装置は、ＰＤＰ装置、ＯＬＥＤ装置、ＬＣＤ装置または、ＦＥＤ装置などの大型ディスプレイ装置と、携帯情報端末（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：ＰＤＡ）、小型ゲーム機の表示窓、携帯電話の表示窓などの小型モバイルディスプレイ装置と、フレキシブルディスプレイ装置などに多様に適用され得る。

ＰＤＰ装置は、輝度、コントラスト、残像、視野角などの表示能力が優れていて脚光を浴びている。

ＰＤＰ装置は、電極に印加される直流または交流電圧によって電極間のガス放電が発生して、それに伴う紫外線の放射によって蛍光体を励起させて発光することによって画像を表示する。

しかし、前記ＰＤＰ装置は、特性上、電磁波及び近赤外線の放出量が多いという問題点を有している。電磁波及び近赤外線は、人体に有害な影響を及ぼして、携帯電話機やリモートコントローラーなどの精密器機の誤動作を誘発し得る。また、蛍光体の表面反射が大きくて、ヘリウム（Ｈｅ）またはキセノン（Ｘｅ）ガスから出るオレンジ色の光によってＣＲＴ装置に比べて色純度が良くないという問題点がある。

したがって、ＰＤＰ装置は、電磁波及び近赤外線を抑制して、反射を減少させて色純度を高めるためにＰＤＰフィルターを採用している。ＰＤＰフィルターは、ディスプレイパネルの前方に設置される。ＰＤＰフィルターは、一般的に粘着剤または接着剤を使用して、電磁波遮蔽層などの複数の機能性層を粘着または接着することによって製造される。

しかし、ディスプレイ装置用フィルターは、前記機能を遂行するために各々別途の機能を有する多数の層が透明基板上に積層されなければならない。これは、プラズマディスプレイパネルの原価を上昇させることになり、他のフラットパネルディスプレイとの市場競争で不利に作用する原因になり得る。

同時に、前記ディスプレイ装置用フィルターの透明基板として、一般的に、比重が大きくて厚さが厚くて可撓性に劣るガラスなどを使用するので、前記ディスプレイ装置用フィルターをフレキシブルなディスプレイ装置に装着しにくいという問題点がある。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、構造単純化及び原価節減を達成することができるディスプレイ装置用フィルター及びその製造方法を提供することである。

また、本発明が解決しようとする他の課題は、軽量薄型のディスプレイ装置用フィルター及びその製造方法を提供することである。

そして、本発明が解決しようとするまた他の課題は、柔軟性が確保されたディスプレイ装置用フィルター及びその製造方法を提供することである。

本発明が解決しようとするまた他の課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及しなかったまた他の課題は、下記の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に明確に理解されるだろう。

前記解決しようとする課題を達成するための本発明の一実施形態によるディスプレイ装置用フィルターは、透明高分子樹脂及び色補正色素を含む基材、該基材の一面に形成された外光遮蔽パターン、及び前記基材上に形成された電磁波遮蔽層を含む。

一方、前記解決しようとする課題を達成するための本発明の一実施形態によるディスプレイ装置用フィルターの製造方法は、透明高分子樹脂及び色補正色素を含む基材を準備する工程、前記準備した基材の一面に外光遮蔽パターンを形成する工程、及び前記基材上に電磁波遮蔽層を形成する工程を含む。

その他、実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるだろう。

本発明によると、構造が単純ながらも複合機能を有するディスプレイ装置用フィルターを製造することができる。また、製造原価を節減することだけではなく、軽量薄型のディスプレイ装置用フィルターを製造することができる。さらに、ディスプレイ装置用フィルターの柔軟性を確保することで柔軟なディスプレイ装置に対応が可能であるという効果がある。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態によるディスプレイ装置用フィルター及びその製造方法に対して詳しく説明する。明細書全体にかけて同一参照符号は、同一構成要素を指称する。

本発明の一実施形態では、プラズマディスプレイパネルに装着されるディスプレイ装置用フィルターを例にあげて説明するが、本発明はこれに限定されない。一例として、本発明のディスプレイ装置用フィルターは、前記プラズマディスプレイパネルの外に他のディスプレイ装置、例えば、液晶表示装置、電界放出ディスプレイ及び有機ＥＬディスプレイなどにも装着することができる。

図１は、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置用フィルターを概略的に説明するための斜視図である。図２は、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置用フィルターを具体的に説明するための断面図である。

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置用フィルター１５０は、基材１５２、該基材１５２の一面に形成された外光遮蔽パターン１５４及び前記基材１５２のもう一方の面に形成された電磁波遮蔽層１５６を含む。ここで、前記外光遮蔽パターン１５４及び前記電磁波遮蔽層１５６は、前記基材１５２の同一面に形成してもかまわない。ここで、その積層順序はいずれであってもかまわない。また、外光遮蔽パターンを基材の両面に形成することもできる。

基材１５２は、プレート形状で提供することができる。従来の透明基板を削除して、基材１５２がその役割を直接に果たすようにして、構造単純化、原価低減、軽量薄型化及び柔軟性確保を達成することができるようになる。ここで、Ｚ軸方向による基材１５２の厚さ（Ｔ）は、１００μｍないし５ｍｍの範囲内で基材１５２の全面にわたって一定にすることができる。このように、基材１５２の厚さ（Ｔ）が１００μｍ以上になるようにすることで、基材１５２の機械的物性及び耐熱性が確保され得る限度内で基材１５２の柔軟性及び薄型化を最大限達成することができる。また、基材１５２の厚さ（Ｔ）が、５ｍｍ以下になるようにすることで、基材１５２の柔軟性、薄型化及び光透過率を確保する限度内で基材１５２の機械的物性を最大限確保することができる。

前記基材１５２は、透明高分子樹脂及び色補正色素を含むことができる。同時に、前記基材１５２は、紫外線吸収剤をさらに含むことができる。ここで、「透明」と言う用語は全体光線透過率が８０％以上、好ましくは９０％以上を意味する。同時に、前記基材１５２のヘイズ（ｈａｚｅ）は、５％以下、好ましくは２％以下である。ここで、前記全体光線透過率及びヘイズは、ＪＩＳ−Ｋ７１３６に規定した方法によって測定される値である。

前記基材１５２に含まれた透明高分子樹脂は、プレート形状で提供される基材１５２の基本構造をなす。

前記透明高分子樹脂は、基本的に、高い透明性を有していれば良いので特別に限定されないが、軽くて費用が安価で取扱いやすいポリエステル系、アクリル系、セルロース系、ポリオレフイン系、ポリ塩化ビニル系、ポリカーボネート系、フェノール系、またはウレタン系からなる群から選択された１種以上を前記透明高分子樹脂に使用することができる。

その中で、前記透明高分子樹脂では、耐熱性及び柔軟性のバランスが良好なポリエステル系及びポリカーボネート系が好ましくて、２軸延伸ポリエステル系及びポリカーボネートがさらに好ましい。

前記ポリエステル系に使用されるポリエステルは、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族化合物とグリコールに対してエステル化反応またはエステル交換反応を行った後、重縮合反応させて得ることができ、重合体チップの形態で供給することができる。

前記ポリカーボネートは、ビスフェノールが溶融物でジアリールカーボネートと反応してヒドロキシアリールを放出する溶融エステル交換反応によって得ることができ、重合体チップの形態で供給することができる。

前記基材１５２に含まれた色補正色素は、ネオンカット色素を含むことができ、前記ネオンカット色素とともに他の色素を含んでもかまわない。

前記色補正色素がネオンカット色素を含む理由は、プラズマディスプレイパネルに具備される表示パネルからオレンジ色が強く放出され得るからである。すなわち、前記表示パネル自体から発散される光及び外部から入射した後、表示パネルから反射する外光がオレンジ色を帯びる傾向があるためである。

したがって、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置用フィルター１５０では、基材１５２が５５０ｎｍないし６１０ｎｍの波長を有した光を１０％ないし９０％吸収することができるネオンカット色素を含むようにすることで、ネオン光放出の減少を通じてプラズマディスプレイパネルの色純度及び色再現率を向上させることができる。

前記ネオンカット色素は、５５０ｎｍないし６１０ｎｍの波長を有した光を１０％ないし９０％吸収できれば良いので特別に限定されないが、シアニン系、ポリメチン系、スクアリリウム塩系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系、キノン系、アザポルフィリン系、アゾ系、アゾキレート系、アズレニウム系、ピリリウム系、クロコニウム系、インドアニリンキレート系、インドナフトールキレート系、ジチオール金属錯体系、ピロメテン系、アゾメチン系、キサンテン系、またはオキソノール系からなる群から選択された１種以上を使用することができる。

その中で、熱分解開始温度を調査して２００℃以上に耐えることができるものをネオンカット色素に使用することができる。

前記基材１５２にさらに含まれた紫外線吸収剤は、具体的に、波長３８０ｎｍでの透過率が１０％以下であることが好ましく、波長３９０ｎｍでの透過率が１０％以下であることがさらに好ましく、波長４００ｎｍでの透過率が１０％以下であることが最も好ましい。

前記紫外線吸収剤では、有機系紫外線吸収剤及び無機系紫外線吸収剤を使用することができるが、透明性の観点から有機系紫外線吸収剤を使用することができる。ここで、前記有機系紫外線吸収剤としては、公知されたものはどれでも使用することができるが、その中でもベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、環状イミノエステルが相応しく、特に耐熱性の点で環状イミノエステルが好ましい。また、前記の紫外線吸収剤を２種以上併用することもできる。

外光遮蔽パターン１５４は、外部から入射する外光（ＥＬ）を吸収することができる。同時に、外光遮蔽パターン１５４は、前記ディスプレイ装置用フィルター１５０がプラズマディスプレイパネルに装着される時、表示パネル自体から放出される光（ＩＬ）の中で一部の光（ＩＬ１）を遮断して、一部の光（ＩＬ２）を外部に全反射させることができる。これを通じて、外光遮蔽パターン１５４は、プラズマディスプレイパネルの明暗比（コントラスト：ＣＲ）、特に、明るい環境下での明暗比を向上させることができる。ここで、未説明符号のＩＬ３は、表示パネル自体から放出される光（ＩＬ）の中でディスプレイ装置用フィルター１５０を直接透過する光を示す。

前記外光遮蔽パターン１５４は、基材１５２の内部方向、すなわち、−Ｚ軸方向に楔型に形成すると同時にＸ軸方向に沿ってストライプ形状に形成したことが図示されているが、これに限らない。一例として、前記外光遮蔽パターン１５４は、基材１５２の一面から突き出るように形成してもかまわない。また、ストライプ形状外に波形状、メッシュ形状、など多様なパターン形状を有することができる。また、前記外光遮蔽パターン１５４は、Ｘ軸方向に沿って一定または無作為的な局率を有するように形成してもかまわない。そのために、前記外光遮蔽パターン１５４は、ＹＺ平面上、すなわち、外光遮蔽パターン１５４の断面の形状が、三角形、四角形、楕円形、ひし形、台形型及び無作為的な形状の中のいずれか一つであることができる。

前記外光遮蔽パターン１５４は、外光（ＥＬ）を効果的に遮蔽するために、その幅（Ｗ）及び高さ（Ｈ）の比が大きければ大きいほど良いが、基材１５２の厚さ（Ｔ）及び外光遮蔽パターン１５４のピッチなどを考慮して、その幅（Ｗ）に対する高さ（Ｈ）の比が最小５：１以上になるように形成することができる。

前記外光遮蔽パターン１５４は、具体的に、紫外線硬化性高分子樹脂及び光遮断物質を含むことができる。

前記紫外線硬化性高分子樹脂として、屈折率が１．３５ないし１．６の間の値を有するウレタン系またはアクリル系を使用することができる。

前記光遮断物質として、カーボンブラックを使用することができるが、これに限らず、表面が黒く処理された物質、または導電性高分子樹脂、カーボンナノチューブなど黒くて不透明な物質を使用することができる。

電磁波遮蔽層１５６は、プラズマディスプレイパネルから発生する電磁波を効果的に遮断する役割を遂行して、具体的に、導電性メッシュフイルムまたは透明導電膜などの形態に形成することができる。以下では、電磁波遮蔽層１５６が、透明導電膜の形態に形成された場合を例にあげて説明する。

電磁波遮蔽層１５６は、基材１５２上に形成された透明導電膜、及び前記基材１５２と前記透明導電膜との間に形成されたバッファー層を含むことができる。ここで、前記バッファー層は、透明導電膜の化学的安定性と導電特性を調節する役割をして、場合によって形成しなくてもかまわない。

前記電磁波遮蔽層１５６の透明導電膜は、多層に形成することができる。具体的に、前記電磁波遮蔽層１５６を構成する透明導電膜は、金属薄膜、高屈折率透明薄膜及び低屈折率透明薄膜の中で少なくとも１つ以上の薄膜を基本構造にして多層に形成することができる。一例として、金属薄膜を間に置いて一方の面及び他方の面それぞれに形成された高屈折率透明薄膜及び低屈折率透明薄膜を基本構造にして、前記基本構造を多層に形成することができる。

前記多層透明導電膜の中で金属薄膜は、金、銀、銅、白金、パラジウムからなる群から選択された１種以上を含むことができるが、これに限らない。前記金属薄膜は、高い導電性は得ることができ、広い波長領域にわたる金属の反射及び吸収によって近赤外線遮蔽能が高いが、可視光線透過率が相対的に低い。

前記多層透明導電膜の中で高屈折率透明薄膜は、インジウムスズ酸化物、スズ酸化物、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セレン、酸化アルミニウム、酸化ランタン、三二酸化物からなる群から選択された１種以上を含むことができるが、これに限らない。前記高屈折率透明薄膜は、金属薄膜を使用したものと比較して導電性や近赤外線の反射能力は相対的に低いが、透明性が優秀である。ここで、高屈折率透明薄膜の「高屈折率」と言うのは、その屈折率が１．５ないし２．３であることを意味する。

前記多層透明導電膜の中で低屈折率透明薄膜は、金属酸化物、フッ化物微粒子及び非晶質フッ素重合体からなる群から選択された１種以上を含むことができるが、これに限らない。前記金属酸化物の例としては、酸化シリコン、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウムなどがある。前記非晶質フッ素重合体の例としては、多官能（メタ）アクリル酸エステル、ビニルエーテルに長鎖フルオロアルキレン基、フルオロシクロアルキレン基などを導入したものがある。ここで、低屈折率透明薄膜の「低屈折率」と言うのは、その屈折率が１．３ないし１．６であることを意味する。

一方、前記電磁波遮蔽層１５６は、表面反射防止機能を有することができるが、これに限らない。一例として、前記電磁波遮蔽層１５６が表面反射防止機能を有する代りに前記基材１５２が表面反射防止機能を有することができる。また、前記基材１５２及び電磁波遮蔽層１５６各々が表面反射防止機能を有することができる。

一方、メッシュフイルムは、導電性物質のメッシュパターンを具備する。メッシュパターンは一般的に、接地された金属メッシュ、または合成樹脂や金属繊維のメッシュに金属被覆したものを使用することができる。

金属メッシュパターンを構成する金属の材質では、例えば、銅、クロム、ニッケル、銀、モリブデン、タングステン、アルミニウムなど、電気伝導性が優秀で加工性がある金属ならすべて使用可能である。

前記導電膜またはメッシュフイルムは、前記基材上に直接形成することもでき、別個に製作した後、基材に粘着または接着することもできる。メッシュフイルムを別個に製作する場合、メッシュフイルムは典型的にメッシュフイルム用基材上にメッシュパターンが形成された構造を有する。ここで、ジイモニウム系列の近赤外線吸収色素をメッシュフイルム用基材に含ませて近赤外線遮蔽効果を得ることができる。

前述した構成を有する本発明の一実施形態によるディスプレイ装置用フィルター１５０では、基材１５２に透明高分子樹脂を使用するので、ディスプレイ装置用フィルター１５０の軽量薄型を達成することができ、さらには柔軟なディスプレイ装置に対応可能なディスプレイ装置用フィルター１５０を製造することができるという長所がある。また、前記基材１５２が透明性以外に色補正機能を有するので、構造が単純ながらも複合機能を有したディスプレイ装置用フィルター１５０を製造することができる。それによって、ディスプレイ装置用フィルター１５０及びそれを具備するプラズマディスプレイパネル各々の製造原価を節減することができる。

しかし、本発明のフィルターが、ガラスまたは高分子樹脂の透明基板を含むことを排除するものではない。このような実施形態で、電磁波遮蔽層は一般的に透明基板上に形成することができる。ここで、電磁波遮蔽層は、透明基板上に直接形成したり透明基板に粘着または接着することができる。

積層順序では、透明基板、電磁波遮蔽層及び基材１５２の順とすることもでき、透明基板の両面にそれぞれ電磁波遮蔽層及び基材１５２を形成することも可能である。

本発明の一実施形態によるディスプレイ装置用フィルター１５０は、概略的に、下記の製造工程を通じて製造することができる。

まず、基材１５２の基本構造をなす透明高分子樹脂にネオンカット色素を混合溶融した後、押出方式を使用して基材１５２を製造するのと同時に押出されて出る基材１５２の一面にパターンロ−ル（ｐａｔｔｅｒｎ ｒｏｌｌ）を使用して外光遮蔽パターン１５４と逆相のパターンを形成する。次に、前記外光遮蔽パターン１５４と逆相のパターンに紫外線硬化性高分子樹脂及び光遮断物質を充填した後、紫外線を照射することにより、外光遮蔽パターン１５４を形成する。続いて、前記基材１５２のもう一方の面に電磁波遮蔽層１５６をスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）方式などを使用して形成することによって、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置用フィルター１５０を完成することができる。

一方、図３は、本発明の一実施形態によるディスプレイ装置用フィルターを具備したプラズマディスプレイパネルを概略的に説明するための分解斜視図である。

図３を参照すると、本発明の一実施形態によるプラズマディスプレイパネル２００は、概略的に、ケース２１０、前記ケース２１０上部を覆うカバー２２０、前記ケース２１０内に収容される駆動回路基板２３０、ガス放電現象が起きる発光セルを含み、画像を表示する表示パネル２４０及び表示パネル２４０の前面に装着されるディスプレイ装置用フィルター１５０で構成することができる。ここで、ディスプレイ装置用フィルター１５０の電磁波遮蔽層１５６は、カバー２２０を通じてケース２１０と接地することができる。これを通じて、表示パネル２４０で発生した電磁波及び近赤外線などが視聴者に到逹することがないようにできる。

以上、添付した図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者は、本発明がその技術的思想や必須な特徴を変更しなくても他の具体的な形態で実施することができるということを理解することができるだろう。

したがって、以上で記述した実施形態は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、すべての面で例示的であって限定的ではないことを理解しなければならないし、本発明は請求項の範疇によって定義されるのである。

本発明の一実施形態によるディスプレイ装置用フィルターを概略的に説明するための斜視図である。 本発明の一実施形態によるディスプレイ装置用フィルターを具体的に説明するための断面図である。 本発明の一実施形態によるディスプレイ装置用フィルターを具備するプラズマディスプレイパネルを概略的に説明するための分解斜視図である。

符号の説明

１５０：ディスプレイ装置用フィルター
１５２：基材
１５４：外光遮蔽パターン
１５６：電磁波遮蔽層
２００：プラズマディスプレイパネル
２１０：ケース
２２０：カバー
２３０：駆動回路基板
２４０：表示パネル

Claims (10)

1. 透明高分子樹脂及び色補正色素を含み、厚さが１００μｍないし５ｍｍである基材、前記基材の一面に形成された外光遮蔽パターン、及び前記基材上に直接形成された電磁波遮蔽層を含むディスプレイ装置用フィルター。
2. 前記基材の透明高分子樹脂が、ポリエステル系、アクリル系、セルロース系、ポリオレフイン系、ポリ塩化ビニル系、ポリカーボネート系、フェノール系、またはウレタン系からなる群から選択された１種以上であることを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイ装置用フィルター。
3. 前記基材の色補正色素が、ネオンカット色素を含むことを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイ装置用フィルター。
4. 前記ネオンカット色素が、シアニン系、ポリメチン系、スクアリリウム塩系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系、キノン系、アザポルフィリン系、アゾ系、アゾキレート系、アズレニウム系、ピリリウム系、クロコニウム系、インドアニリンキレート系、インドナフトールキレート系、ジチオール金属錯体系、ピロメテン系、アゾメチン系、キサンテン系、またはオキソノール系からなる群から選択された１種以上であることを特徴とする、請求項３に記載のディスプレイ装置用フィルター。
5. 前記外光遮蔽パターンは、その断面形状が、三角形、四角形、楕円形、ひし形、及び台形型の中から選択されたいずれかひとつであることを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイ装置用フィルター。
6. 前記外光遮蔽パターンは、その幅に対する高さの比が、５以上であることを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイ装置用フィルター。
7. 前記電磁波遮蔽層が、透明導電膜、及び前記基材と前記透明導電膜との間に形成されたバッファー層を含む、請求項１に記載のディスプレイ装置用フィルター。
8. 前記電磁波遮蔽層が、導電性物質のメッシュパターンが形成されたメッシュフイルムを含む、請求項１に記載のディスプレイ装置用フィルター。
9. 透明基板をさらに含み、前記電磁波遮蔽層が前記透明基板上に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のディスプレイ装置用フィルター。
10. 透明高分子樹脂及び色補正色素を含み、厚さが１００μｍないし５ｍｍである基材を準備する工程、該準備した基材の一面に外光遮蔽パターンを形成する工程、及び前記基材上に電磁波遮蔽層を直接形成する工程とを含む、ディスプレイ装置用フィルターの製造方法。

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