KR100477611B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 색순도를 높이도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터는 아민계 염료와 설퍼 아민계 염료 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터{COLOR-FILTER FOR PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 가격이 저렴함과 아울러 색순도를 개선시키도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터에 관한 것이다.
최근 디스플레이 분야에서 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 액정 표시 장치(LCD), 유기 EL(OEL), 전계 발광장치(FED) 등 많은 디스플레이 장치가 각광받고 있다. 이러한 장치들은 적색, 녹색, 청색의 3원색 빛의 조합으로 컬러 화상을 표시하게 된다. 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel;이하 'PDP'라 함)은 통상 He+Xe, Ne+Xe, He+Ne+Xe 등의 가스 방전 시 발생하는 147nm의 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하게 된다. 이러한 PDP는 박막화와 대형화가 용이하여 대면적 평판 디스플레이로서 주목받고 있을 뿐만 아니라 최근 업체들의 상업적인 생산이 개시되어 시장을 넓혀 가고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 통상적으로 많이 사용되는 3전극 교류(AC) 방식의 PDP의 구조가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 상/하부 유리기판(1,2)이 일정한 간격을 두고 평행하게 배치된다. 상/하부 유리기판(1,2) 사이의 방전공간에는 혼합가스가 주입된다. 혼합가스의 방전시 발광되는 형광체(5)는 하부 유리기판(2) 상에 도포된다. 상부 유리기판(1)에는 상부 유전체층(6)과 보호층(7)이 적층되며, 상부 유리기판(1)과 상부 유전체층(6) 사이에 길이방향으로 금속버스전극(9b)이 접합되는 서스테인전극쌍(Y,Z)이 어드레스전극(X)과 직교되는 방향으로 나란하게 배치된다. 하부 유리기판(2)에는 하부 유전체층(4)이 적층되며 그 사이에 어드레스전극(X)이 배치된다. 하부 유전체층(4) 위에는 어드레스전극(X)을 사이에 두고 격벽(3)이 신장된다.
하부 유리기판(2) 상에 형성되는 어드레스전극(X)은 어드레스전극(X)과 서스테인전극쌍(Y,Z) 중 한 전극에 전압이 인가되면 어드레스 방전을 일으키게 되어 방전셀을 선택하게 된다.
어드레스전극(X)상에 형성되는 격벽(3)은 셀 간의 전기적, 광학적 간섭을 차단하며 방전셀 내부에서 상/하부 유리기판(1,2)과 더불어 방전공간을 마련하게 된다.
격벽(3) 상에 도포되는 형광체(5)는 방전시 발생되는 짧은 파장의 진공 자외선(Vacuum Ultraviolet : VUV)에 의해 여기되어 고유색의 가시광선을 발생하므로써 각 방전셀에서 빛의 3원색인 적색, 녹색, 청색(R, G, B)을 표시하게 된다.
상/하부 유전체층(6, 4)은 방전시 전하를 축적하는 역할을 한다. 보호층(7)은 방전시 플라즈마 입자들의 스퍼터링 현상으로부터 상부 유전체층(6)을 보호하는 역할을 하며, 주로 산화마그네슘(MgO)으로 이루어지고 있다.
서스테인전극쌍(Y,Z)은 어드레스 방전에 이어 서스테인전극쌍(Y,Z)에 서스테인 전압이 인가되어 서스테인 방전함으로써 방전을 유지시키게 된다. 서스테인전극쌍(Y,Z) 각각을 이루는 투명전극(9a)은 투명한 도전성물질(예를 들어, 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide); ITO)로 형성되어 형광체(5)에서 발광된 가시광을 간섭하지 않게 된다. 그러나, 투명전극(9a)은 저항이 큰 도전성물질로 이루어져 있어 도전율이 낮다. 저항이 큰 투명전극(9a)은 서스테인전극쌍(Y,Z)의 방전 시 서스테인전극쌍(Y,Z)의 전압차를 유발시키고 열을 발생시킨다. 이는, 방전셀마다 방전량의 차이를 초래하여 패널의 휘도차를 발생시키며 패널의 온도를 높이는 등 패널의 균일성을 떨어뜨린다. 이에 의해, 도 2에 도시된 바와 같이 도전율이 낮은 투명전극(9a)에 금속버스전극(9b)이 접합되며, 이러한 금속버스전극(9b)은 서스테인전극쌍(Y,Z)의 저항을 줄여 패널의 균일성을 향상시키게 된다.
이와 같은 PDP의 상부기판(10) 상에는 도 3과 같이 컬러필터(32)가 설치되게 된다. 도 3은 방전셀의 구조를 명확히 나타내기 위하여 하부기판(18)에 대하여 상부기판(10)을 90°회전하여 나타낸다.
도 3을 참조하면, 상부기판(10) 상에는 에어(Air) 갭(30)을 사이에 두고 컬러필터(32)가 설치된다. 컬러필터(32)는 전자파를 차폐함과 아울러 외부광의 반사를 방지한다.
컬러필터(32)의 구조를 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 컬러필터(32)는 제 1 반사방지막(Antireflection : 48), 제 1 점착층(46), 컬러필터기판(44), 컬러점착층(42), PET(polyethylene terephthalate resin : 40), 전자파 EMI(Electromagnetic Interference) 차단막(38), 제 2 점착층(36) 및 제 2 반사방지막(34)을 구비한다.
제 1 반사방지막(48)은 상부기판(10)과 대향되는 면에 형성되어 외부로부터 입사되는 광이 반사되는 것을 방지한다. 이와 같은 제 1 반사방지막(48)은 MgO, SiO2, TiN 및/또는 TiC가 증착되어 형성된다. 제 1 반사방지막(48) 상에는 제 1 점착층(46)이 형성되고, 이 제 1 점착층(46)을 통하여 컬러필터기판(44)과 제 1 반사방지막(48)이 접착된다.
컬러필터기판(44) 상에는 희토류계 원소들이 포함되어 있는 여러 염료를 사용하여 염색된 컬러점착층(42)을 형성하게 된다. 희토류계 원소들이 포함된 컬러점착층(42)은 청색(Blue)의 컬러를 갖게 된다. 이와 같은 컬러점착층(42)은 컨트라스트를 향상시킴과 아울러 외부로부터 입사되는 광을 흡수하게 된다.
또한, 컬러점착층(42)은 PET(40)와 컬러필터기판(42)을 접착시킨다. PET(40)는 높은 기계적강도, 높은 투광성 및 내열성을 갖는다. 이와 같은 PET(40)는 약 80㎛의 두께로 형성되어 컬러필터(32)에 소정의 기계적 강도를 제공하게 된다. PET(40) 상에는 전자파 차단막(38)이 형성된다. 전자파 차단막(38)은 PDP에서 생성되는 전자파가 외부로 방출되는 것을 방지한다.
전자파 차단막(38) 상에는 제 2 점착층(36)이 부착되고, 제 2 점착층(36)에 의해 제 2 반사방지막(34)이 전자파 차단막(38)에 접착된다. 제 2 반사방지막(34)은 외부로부터 입사되는 광이 반사되는 것을 방지한다. 제 2 반사방지막(34)은 MgO, SiO2, TiN 및/또는 TiC가 증착되어 형성된다.
이와 같은 컬러필터(32)는 형광체에서 나오는 3원색을 이상적인 색으로 나타내기 위해 사용하게 된다. PDP의 경우, 적색 형광체에서 나오는 빛의 발광영역은 560~630nm 사이에 위치한다. 그 중에서 560~610nm 사이의 빛은 적색 빛의 순도를 떨어뜨리게 된다. 이에 의해, PDP는 염료를 포함한 컬러필터를 사용하여 이러한 빛을 차단한다. 그 결과, PDP에서 발광되는 빛의 순도를 향상시키게 된다.
이러한 컬러필터에 포함되는 염료에 있어서 종래의 기술로는 일본특허 제 2001-228324호에 색순도 개선용 염료가 제시되어 있다. 이는, 도 3-1 내지 도 3-6에 도시된 바와 같이 트리 메틴시아닌 염료(회합체)로 구성되어 있다. 이러한 염료는 560~620nm의 파장영역에 대한 흡수 극대를 갖고 있어 적색 빛의 순도를 상당수준 개선시키는 역할을 하게 된다. 그런데, 이러한 염료는 상용으로 사용되지 않는다. 게다가, 여러 염료를 혼합하여 사용하여야 하는데, 각 염료의 가격이 너무 비싼 단점이 있다. 이러한 염료를 사용하게 되면 PDP 제조회사의 추세인 저가격화 정책에 반하게 된다.
현재, 국내에서 색순도 개선용 염료 개발은 거의 이루어져 있지 않다. 따라서, 색순도 개선용 염료 개발과 아울러 저렴한 염료의 개발이 요구되고 있다.
특히, PDP의 방전공간에 충진되어 있는 네온(Ne) 가스는 방전 시 580nm 근처의 빛을 발광하게 된다. 그리고 PDP의 방전시 적색 형광체는 590nm 근처의 빛을 발광하게 된다. 이러한 순도 낮은 영역의 빛을 선택적으로 흡수하는 염료는 개발되지 않은 상태이다. 또한, 디스플레이 장치로부터 발생하는 근적외선(700~1200nm)은 원격 조작장치(리모트 컨트롤러)가 오작동을 일으키게 하는 문제가 있다. 이러한 문제를 막아주는 염료와 컬러필터의 개발이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 색순도를 높이도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터는 아민계 염료와 설퍼 아민계 염료 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 컬러필터에 있어서, 염료는 아래의 구조식과 같은 것을 특징으로 한다.
여기서, 'A'는 산소(O). 질소(N). 황(S), 인(P), 탄소(C) 및 방향족 기(Aromatic group)를 포함하는 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 'B' 및 'C'는 -SOx, -OR, -NHx, -NH2, -NHR, -OH, 할로겐 원소, 시아노기, 니트로기, 지방족 기, -CO-R, -COO-R, -OCO-R, -N-R, -NH-R, -NH-CO-R, -CO-N-R, -S-R, -SO2-O-R, -NH-SO2-R, -NH-CO-O-R 및 -SO2-N-R 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 'D' 및 'E'는 -SOx, -OR, -NHx, -NH2, -NHR, -OH, 할로겐 원소, 시아노기, 니트로기, 지방족 기, -CO-R, -COO-R, -OCO-R, -N-R, -NH-R, -NH-CO-R, -CO-N-R, -S-R, -SO2-O-R, -NH-SO2-R, -NH-CO-O-R 및 -SO2-N-R, 방향족 기, 5-시클로(Cyclo) 기, 6-시클로 기, 카르복실기 및 알킬기 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 그리고 X는 2이상의 정수이며, 물질들 각각에 결합된 'R'은 알킬기를 의미한다.
본 발명에 따른 컬러필터에 있어서, 염료는 아래의 구조식과 같은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터.
여기서, 'A'는 산소(O). 질소(N). 황(S), 인(P), 탄소(C) 및 방향족 기(Aromatic group)를 포함하는 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 'D' 및 'E'는 -SOx, -OR, -NHx, -NH2, -NHR, -OH, 할로겐 원소, 시아노기, 니트로기, 지방족 기, -CO-R, -COO-R, -OCO-R, -N-R, -NH-R, -NH-CO-R, -CO-N-R, -S-R, -SO2-O-R, -NH-SO2-R, -NH-CO-O-R 및 -SO2-N-R, 방향족 기, 5-시클로(Cyclo) 기, 6-시클로 기, 카르복실기 및 알킬기 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 그리고 'L'은 -SOx, -OR, -NHx, -NH2, -NHR, -OH, 할로겐 원소, 시아노기, 니트로기, 지방족 기, -CO-R, -COO-R, -OCO-R, -N-R, -NH-R, -NH-CO-R, -CO-N-R, -S-R, -SO2-O-R, -NH-SO2-R, -NH-CO-O-R 및 -SO2-N-R, -SOx, -OR, -NHx, -NH2, -NHR, -OH, 할로겐 원소, 시아노기, 니트로기, 지방족 기, -CO-R, -COO-R, -OCO-R, -N-R, -NH-R, -NH-CO-R, -CO-N-R, -S-R, -SO2-O-R, -NH-SO2-R, -NH-CO-O-R 및 -SO2-N-R, 방향족 기, 5-시클로(Cyclo) 기, 6-시클로 기, 카르복실기 및 알킬기 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 그리고 X는 2이상의 정수이며, 물질들 각각에 결합된 'R'은 알킬기를 의미한다.
본 발명에 따른 컬러필터에 있어서, 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, t-부틸, 시클로 프로필 및 시클로 헥실 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 컬러필터에 있어서, A, B, C, D, L의 작용기는 벤젠 고리 및 5~20 개의 탄소고리인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 컬러필터에 있어서, A, B, C, D, L의 치환기는 카르복실 및 술폰기(SO3) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 5 및 도 6을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 컬러필터를 사용하게 되는 PDP의 측면도는 종래의 PDP가 도시된 도 1 및 도 2와 같은 구조를 갖는다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 컬러필터를 채용하게 되는 3전극 교류 면방전형 PDP는 상/하부 유리기판(1,2)이 일정한 간격을 두고 평행하게 배치된다. 상/하부 유리기판(1,2) 사이에 마련되어진 방전공간에는 혼합가스가 주입된다. 혼합가스의 방전에 의해 발광되는 형광체(5)가 하부 유리기판(2) 상에 도포된다. 상부 유리기판(1)에는 상부 유전체층(6)과 보호층(7)이 적층되며, 상부 유리기판(1)과 상부 유전체층(6) 사이에 길이방향으로 금속버스전극(9b)이 접합되는 서스테인전극쌍(Y, Z)이 어드레스전극(X)과 직교되는 방향으로 나란하게 배치된다. 하부 유리기판(2)에는 하부 유전체층(4)이 적층되며 그 사이에 어드레스전극(X)이 배치된다. 하부 유전체층(4) 위에는 어드레스전극(X)을 사이에 두고 격벽(3)이 신장된다.
형광체(5)는 방전시 발생되는 짧은 파장의 진공 자외선(Vacuum Ultraviolet : VUV)에 의해 여기되어 고유색의 가시광선을 발생하므로써 각 방전셀에서 빛의 3원색인 적색, 녹색, 청색(R, G, B)을 표시하게 된다.
상/하부 유전체층(4,6)은 방전시 전하를 축적하는 역할을 한다. 보호층(7)은 방전시 플라즈마 입자들의 스퍼터링 현상으로부터 유전층(6)을 보호하는 역할로서, 주로 산화마그네슘(MgO)으로 이루어지고 있다.
서스테인전극쌍(9)은 어드레스 방전에 이어 서스테인전극쌍(9)에 서스테인 전압이 인가되어 서스테인 방전함으로써 방전을 유지시키게 된다. 서스테인전극쌍(Y,Z) 각각을 이루는 투명전극(9a)은 투명한 도전성물질(예를 들어, ITO)로 형성되어 형광체(5)에서 발광된 가시광을 간섭하지 않게 된다. 서스테인전극쌍(9) 각각에 접합되는 금속버스전극(9b)은 서스테인전극쌍(9) 각각이 도전율이 낮은 투명전극(ITO)으로 이루어져 있어 방전시 패널의 균일성을 떨어뜨리게 되므로 서스테인전극쌍(9)의 저항을 줄이는 역할을 하게 된다.
하부 유리기판(2)에서 어드레스전극(X)은 어드레스전극(X)과 서스테인전극쌍(Y,Z) 중 한 전극에 전압이 인가되면 어드레스 방전을 일으키게 되어 방전셀을 선택하게 된다.
격벽(3)은 방전셀 간의 전기적, 광학적 간섭을 차단하며 방전셀 내부에서 상/하부 유리기판(1,2)과 더불어 방전공간을 마련하게 된다.
이와 같은 PDP의 상부기판(1) 상에는 도 2에 도시된 바와 같이 컬러필터(32)가 설치되게 된다. 도 2는 방전셀의 구조를 명확히 나타내기 위하여 하부기판(2)에 대하여 상부기판(1)을 90°회전하여 나타낸다.
도 2를 참조하면, 상부기판(10) 상에는 에어(Air) 갭(30)을 사이에 두고 컬러필터(32)가 설치된다. 컬러필터(32)는 전자파를 차폐함과 아울러 외부광의 반사를 방지한다.
이러한 컬러필터(32)의 구조를 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 컬러필터(32)는 반사방지막(Anti-Reflection)(51)이 형성된 필름층(52)으로 이루어진 제 1 층(61)과, 전자파(Electromagnetic Interference ; EMI) 차단 전극층(54)이 형성된 필름층(52)으로 이루어진 제 2 층(62)과, 블랙 세라믹층(55)이 형성된 기판(56)으로 이루어진 제 3 층(63)과, 반사방지막(51)이 형성된 필름층(52)으로 이루어진 제 4층(64)과, 제 1 내지 제 4 층 사이에 형성되는 염색된 점착층(53)을 구비한다.
제 1 층(61)의 반사방지막(51)은 PDP의 상부기판(1)에 대면하도록 위치한다. 제 1층(61)의 필름층(52)은 제 1 층(61)의 반사방지막(51) 위에 적층된다. 제 2 층(62)의 전자파 차단 전극층(54)은 제 1 층(61)의 필름층(52)에 대면하도록 위치한다. 제 2 층(62)의 전자파 차단 전극층(54) 위에는 필름층(52)이 적층된다. 제 3 층(63)의 블랙 세라믹(55)은 제 2 층(62)의 필름층(52)에 대면하도록 위치한다. 제 3층(63)의 필름층(52)은 제 3층(63)의 블랙 세라믹(55) 위에 적층된다. 제 4층(64)의 필름층(52)은 제 3층(63)의 필름층(52)에 대면하도록 위치한다. 제 4층(64)의 반사방지막(51)은 제 4층(64)의 필름층(52) 위에 적층된다.
이러한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 컬러필터의 제조방법은 도 7에 도시된 바와 같은 단계를 거치게 된다.
먼저, 필름층 및 글래스기판을 구비한다.(제 S711, S721, S731, S741단계) 필름층(52)은 PET(Poly ethylene terephthalate), TAC(Triacetate celluloide), PMMA(Polymethylmethacrylate)가 사용될 수 있으며, 그 중 PET가 가장 많이 사용된다. PET는 높은 기계적강도, 높은 투광성 및 내열성을 갖는다. 이와 같은 PET는 약 80㎛의 두께로 형성되어 컬러필터(32)에 소정의 기계적 강도를 제공하게 된다.
각 층의 필름층 및 글래스기판이 구비되면, 제 1 층 및 제 4 층의 필름층에는 반사방지막을 형성하고 제 2 층 필름층에는 전자파차단전극을 형성하며 제 3층 글래스기판에는 블랙세라믹을 형성한다.(제 S712, S722, S732, S742단계) 제 1 층(61) 및 제 4층(64)의 필름층(52) 상에 형성되는 반사방지막(51)은 외부로 노출되게끔 형성되어 필름층(52)의 스크레치를 방지하고 외부로부터 입사되는 광의 반사를 방지하게 된다. 반사방지막(51)은 주로 MgO, SiO2, TiN 및/또는 TiC가 필름층(52)에 증착되어 형성된다. 블랙 세라믹(55)은 발광시 반사광을 흡수하여 화면의 외곽 윤곽을 선명하게 해준다. 전자파 차단 전극층(54)은 PDP에서 나오는 전자파의 유출을 방지하게 된다.
각 기판 상에 여러 기능성 물질들을 형성한 후, 제 1 층의 필름층 상에 560~620nm의 파장에 대한 흡수 극대를 갖는 염료인 색순도 개선용 염료로 염색한 점착층(53)을 도포하고, 제 2 층의 필름층 상에 700~1200nm의 파장에 대한 흡수 극대를 갖는 염료인 근적외선 차단 염료로 염색한 점착층(53)을 도포하고 제 3 층의 글래스 기판 상에 점착층을 도포한다.(제 S713, S723, S733 단계)
제 1 층(61)의 점착층(53)을 염색하는 데 이용되는 색순도 개선용 염료는 도 6-1의 a), b)에 도시된 바와 같은 아민계 염료이다.
여기서, A항은 산소(O). 질소(N). 황(S), 인(P), 탄소(C) 등의 원소나 방향족 기(Aromatic group) 등이 포함될 수 있다.
B 및 C항은 치환기를 의미하며, -SOx, -OR, -NHx, -NH2, -NHR, -OH 또는 할로겐 원소, 시아노기, 니트로기, 지방족 기, -CO-R, -COO-R, -OCO-R, -N-R, -NH-R, -NH-CO-R, -CO-N-R, -S-R, -SO2-O-R, -NH-SO2-R, -NH-CO-O-R, -SO2-N-R 등이 포함될 수 있으며 R은 알킬기를 의미하며 X는 2이상의 정수를 의미한다.
D 및 E항은 B 및 C항에 포함될 수 있는 치환기들도 포함되며 방향족 기, 5-시클로(Cyclo) 기, 6-시클로 기, 카르복실기, 알킬기 등이 포함될 수 있다.
L항은 B 및 C항, D 및 E항에 제시된 것과 벨질기 등이 포함될 수 있으며 5~12개의 탄소 고리(Cyclo)로 이루어진 회합체가 포함될 수 있다.
알킬기의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, t-부틸, 시클로 프로필, 시클로 헥실 등이 포함될 수 있다.
A,B,C,D,L항의 전체적인 작용기는 벤젠 고리 및 5~20 개의 탄소고리가 적합하며, 카르복실 또는 술폰기(SO3)가 치환기로서 가장 적합하다.
또한, 제 1 층(61)의 점착층(53)을 염색하는 데 이용되는 또 다른 염료들로는 도 6-2 내지 도 6-22에 제시된 염료가 포함될 수 있다.
각 층 사이에 점착층이 도포된 후, 제 1 층 내지 제 4 층을 순차적으로 적층한다.(제 S704단계)
적층된 컬러필터를 완성한다.(제 S705단계)
이러한 컬러필터는 도 10에 도시된 바와 같이 컬러필터로 제작시 560~620 파장 영역에서의 흡수율이 염료 자체의 흡수율보다 10% 더 상승함을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 컬러필터는 한 가지 염료만을 사용하여 제작되므로 종래보다 적은 양의 염료로 흡수 극대를 이룰 수 있어 컬러필터에 소비되는 염료의 비용을 줄일 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예 따른 컬러필터의 특성이 종래 컬러필터보다 향상되어 PDP의 발광영역이 아닌 560nm의 투과율을 종래 컬러필터에 비해 낮추게 된다. 이는 PDP의 반사율을 상대적으로 낮추게 되어 PDP의 컨트라스트를 향상시키게 된다.
나아가, 본 발명에 따른 컬러필터에 사용되는 색순도 개선용 염료는 PDP의 방전공간에 주입되는 네온(Ne)가스의 발광시 방출되는 580nm 근처 영역의 파장과 적색 형광체에서 발광되는 590nm 근처 영역의 파장을 동시에 흡수하는 흡수 극대를 형성하게 된다. 그 결과, 본 발명에 따른 컬러필터는 560~610nm 사이의 영역에서 방출되는 주황색 빛을 흡수하여 PDP의 색순도를 향상시키게 된다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 컬러필터(32)는 반사방지막(Anti-Reflection)(51)이 형성된 염색된 필름층(52)으로 이루어진 제 1 층(61)과, 전자파(Electromagnetic Interference ; EMI) 차단 전극층(54)이 형성된 염색된 필름층(52)으로 이루어진 제 2 층(62)과, 블랙 세라믹층(55)이 형성된 기판(56)으로 이루어진 제 3(63)층과, 반사방지막(51)이 형성된 필름층(52)으로 이루어진 제 4층(64)과, 제 1 내지 제 4 층 사이에 형성되는 점착층(53)을 구비한다.
제 1 층(61)의 반사방지막(51)은 PDP의 상부기판(1)에 대면하도록 위치한다. 제 1층(61)의 필름층(52)은 제 1 층(61)의 반사방지막(51) 위에 적층된다. 제 2 층(62)의 전자파 차단 전극층(54)은 제 1 층(61)의 필름층(52)에 대면하도록 위치한다. 제 2 층(62)의 전자파 차단 전극층(54) 위에는 필름층(52)이 적층된다. 제 3 층(63)의 블랙 세라믹(55)은 제 2 층(62)의 필름층(52)에 대면하도록 위치한다. 제 3층(63)의 필름층(52)은 제 3층(63)의 블랙 세라믹(55) 위에 적층된다. 제 4층(64)의 필름층(52)은 제 3층(63)의 필름층(52)에 대면하도록 위치한다. 제 4층(64)의 반사방지막(51)은 제 4층(64)의 필름층(52) 위에 적층된다.
필름층(52)은 PET(Poly ethylene terephthalate), TAC(Triacetate celluloide), PMMA(Polymethylmethacrylate)가 사용될 수 있으며, 그 중 PET가 가장 많이 사용된다. PET는 높은 기계적강도, 높은 투광성 및 내열성을 갖는다. 이와 같은 PET는 약 80㎛의 두께로 형성되어 컬러필터(32)에 소정의 기계적 강도를 제공하게 된다.
이러한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 컬러필터의 제조 방법은 도 6에 도시된 바와 같은 단계를 거쳐 제조된다.
먼저, 560~620nm의 파장에 대한 흡수 극대를 갖는 염료인 색순도 개선용 염료로 염색한 제 1 층의 필름층 및 700~1200nm의 파장에 대한 흡수 극대를 갖는 염료인 근적외선 차단용 염료로 염색한 제 2 층의 필름층과 제 3 층의 글래스기판과 제 4 층의 필름층을 구비한다.(제 S611, S621, S631, S641단계) 이 때, 필름층에 염료를 염색하는 방법으로는 색순도 개선용 염료 및 근적외선 차단 염료를 각각 녹인 용매를 코터(Coater)를 이용하여 필름층의 각 면에 직접 코팅하는 방법과, 두 염료를 녹인 용매 각각에 필름층을 담궈 염색하는 방법이 있다. 제 1 층(61)의 필름층(52)을 염색하는 데 이용되는 색순도 개선용 염료는 도 6-1의 a), b)에 도시된 바와 같은 아민계 염료이다.
여기서, A항은 산소(O). 질소(N). 황(S), 인(P), 탄소(C) 등의 원소나 방향족 기(Aromatic group) 등이 포함될 수 있다.
B 및 C항은 치환기를 의미하며, -SOx, -OR, -NHx, -NH2, -NHR, -OH 또는 할로겐 원소, 시아노기, 니트로기, 지방족 기, -CO-R, -COO-R, -OCO-R, -N-R, -NH-R, -NH-CO-R, -CO-N-R, -S-R, -SO2-O-R, -NH-SO2-R, -NH-CO-O-R, -SO2-N-R 등이 포함될 수 있으며 R은 알킬기를 의미하며 X는 2이상의 정수를 의미한다.
D 및 E항은 B 및 C항에 포함될 수 있는 치환기들도 포함되며 방향족 기, 5-시클로(Cyclo) 기, 6-시클로 기, 카르복실기, 알킬기 등이 포함될 수 있다.
L항은 B 및 C항, D 및 E항에 제시된 것과 벨질기 등이 포함될 수 있으며 5~12개의 탄소 고리(Cyclo)로 이루어진 회합체가 포함될 수 있다.
알킬기의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, t-부틸, 시클로 프로필, 시클로 헥실 등이 포함될 수 있다.
A,B,C,D,L항의 전체적인 작용기는 벤젠 고리 및 5~20 개의 탄소고리가 적합하며, 카르복실 또는 술폰기(SO3)가 치환기로서 가장 적합하다.
또한, 제 1 층(61)의 필름층(52)을 염색하는 데 이용되는 또 다른 염료들로는 도 6-2 내지 도 6-22에 제시된 염료가 포함될 수 있다.
각 층을 구성하는 필름층 및 글래스기판이 구비되면 제 1 층 및 제 4 층의 필름층에는 반사방지막을 형성하고 제 2 층 필름층에는 전자파차단전극을 형성하며 제 3층 글래스기판에는 블랙세라믹을 형성한다.(제 S612, S622, S632, S642단계)
제 1 층(61) 및 제 4층(64)의 필름층(52) 상에 형성되는 반사방지막(51)은 외부로 노출되게끔 형성되어 필름층(52)의 스크레치를 방지하고 외부로부터 입사되는 광의 반사를 방지하게 된다. 반사방지막(51)은 주로 MgO, SiO2, TiN 및/또는 TiC가 필름층(52)에 증착되어 형성된다. 블랙 세라믹(55)은 발광시 반사광을 흡수하여 화면의 외곽 윤곽을 선명하게 해준다. 전자파 차단 전극층(54)은 PDP에서 나오는 전자파의 유출을 방지하게 된다.
각 기판 상에 여러 기능성 물질들을 형성한 후, 제 1 층 내지 제 3 층의 필름층 및 글래스기판 상에 점착층(53)을 도포한다.(제 S613, S623, S633단계)
각 층 사이에 점착층이 도포된 후, 제 1 층 내지 제 4 층을 순차적으로 적층한다.(제 S604단계)
적층된 컬러필터를 완성한다.(제 S605단계)
이러한 컬러필터는 도 10에 도시된 바와 같이 컬러필터로 제작시 560~620 파장 영역에서의 흡수율이 염료 자체의 흡수율보다 10% 더 상승함을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 컬러필터는 한 가지 염료만을 사용하여 제작되므로 종래보다 적은 양의 염료로 흡수 극대를 이룰 수 있어 컬러필터에 소비되는 염료의 비용을 줄일 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예 따른 컬러필터의 특성이 종래 컬러필터보다 향상되어 PDP의 발광영역이 아닌 560nm의 투과율을 종래 컬러필터에 비해 낮추게 된다. 이는 PDP의 반사율을 상대적으로 낮추게 되어 PDP의 컨트라스트를 향상시키게 된다.
나아가, 본 발명에 따른 컬러필터에 사용되는 색순도 개선용 염료는 PDP의 방전공간에 주입되는 네온(Ne)가스의 발광시 방출되는 580nm 근처 영역의 파장과 적색 형광체에서 발광되는 590nm 근처 영역의 파장을 동시에 흡수하는 흡수 극대를 형성하게 된다. 그 결과, 본 발명에 따른 컬러필터는 560~610nm 사이의 영역에서 방출되는 주황색 빛을 흡수하여 PDP의 색순도를 향상시키게 된다.
그리고 본 발명의 제 2 실시예에 따른 컬러필터는 필름층이나 글래스기판층에 염료가 직접 염색되므로 PDP에서 나오는 열이나 빛 등에 의해 필름층이나 글래스기판층의 특성이 쉽게 변하지 않으므로 염색된 점착층을 사용하는 컬러필터보다 내구성이 크게 향상된다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 컬러필터(32)는 반사방지막(Anti-Reflection)(51)이 형성된 필름층(52)으로 이루어진 제 1 층(61)과, 전자파(Electromagnetic Interference ; EMI) 차단 전극층(54)이 형성된 필름층(52)으로 이루어진 제 2 층(62)과, 블랙 세라믹층(55)이 형성된 염색된 글래스기판(56)으로 이루어진 제 3 층(63)과, 반사방지막(51)이 형성된 필름층(52)으로 이루어진 제 4층(64)과, 제 1 내지 제 4 층 사이에 형성되는 점착층(53)을 구비한다.
제 1 층(61)의 반사방지막(51)은 PDP의 상부기판(1)에 대면하도록 위치한다. 제 1층(61)의 필름층(52)은 제 1 층(61)의 반사방지막(51) 위에 적층된다. 제 2 층(62)의 전자파 차단 전극층(54)은 제 1 층(61)의 필름층(52)에 대면하도록 위치한다. 제 2 층(62)의 전자파 차단 전극층(54) 위에는 필름층(52)이 적층된다. 제 3 층(63)의 블랙 세라믹(55)은 제 2 층(62)의 필름층(52)에 대면하도록 위치한다. 제 3층(63)의 필름층(52)은 제 3층(63)의 블랙 세라믹(55) 위에 적층된다. 제 4층(64)의 필름층(52)은 제 3층(63)의 필름층(52)에 대면하도록 위치한다. 제 4층(64)의 반사방지막(51)은 제 4층(64)의 필름층(52) 위에 적층된다.
이러한 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 컬러필터의 제조방법은 도 8에 도시된 바와 같은 단계를 거치게 된다.
먼저, 필름층 및 560~620nm의 파장에 대한 흡수 극대를 갖는 염료인 색순도 개선용 염료 및 700~1200nm의 파장에 대한 흡수 극대를 갖는 염료인 근적외선 차단 염료로 염색한 글래스기판을 구비한다.(제 S811, S821, S831, S841단계) 필름층(52)은 PET(Poly ethylene terephthalate), TAC(Triacetate celluloide), PMMA(Polymethylmethacrylate)가 사용될 수 있으며, 그 중 PET가 가장 많이 사용된다. PET는 높은 기계적강도, 높은 투광성 및 내열성을 갖는다. 이와 같은 PET는 약 80㎛의 두께로 형성되어 컬러필터(32)에 소정의 기계적 강도를 제공하게 된다.
제 3 층(61)의 글래스기판(56)을 염색하는 데 이용되는 색순도 개선용 염료는 도 6-1의 a), b)에 도시된 바와 같은 아민계 염료이다.
여기서, A항은 산소(O). 질소(N). 황(S), 인(P), 탄소(C) 등의 원소나 방향족 기(Aromatic group) 등이 포함될 수 있다.
B 및 C항은 치환기를 의미하며, -SOx, -OR, -NHx, -NH2, -NHR, -OH 또는 할로겐 원소, 시아노기, 니트로기, 지방족 기, -CO-R, -COO-R, -OCO-R, -N-R, -NH-R, -NH-CO-R, -CO-N-R, -S-R, -SO2-O-R, -NH-SO2-R, -NH-CO-O-R, -SO2-N-R 등이 포함될 수 있으며 R은 알킬기를 의미하며 X는 2이상의 정수를 의미한다.
D 및 E항은 B 및 C항에 포함될 수 있는 치환기들도 포함되며 방향족 기, 5-시클로(Cyclo) 기, 6-시클로 기, 카르복실기, 알킬기 등이 포함될 수 있다.
L항은 B 및 C항, D 및 E항에 제시된 것과 벨질기 등이 포함될 수 있으며 5~12개의 탄소 고리(Cyclo)로 이루어진 회합체가 포함될 수 있다.
알킬기의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, t-부틸, 시클로 프로필, 시클로 헥실 등이 포함될 수 있다.
A,B,C,D,L항의 전체적인 작용기는 벤젠 고리 및 5~20 개의 탄소고리가 적합하며, 카르복실 또는 술폰기(SO3)가 치환기로서 가장 적합하다.
또한, 제 3 층(61)의 글래스기판(56)을 염색하는 데 이용되는 또 다른 염료들로는 도 6-2 내지 도 6-22에 제시된 염료가 포함될 수 있다.
이 때, 글래스기판에 염료를 염색하는 방법으로는 색순도 개선용 염료 및 근적외선 차단 염료를 각각 녹인 용매를 코터(Coater)를 이용하여 글래스기판의 각 면에 직접 코팅할 수 있으며, 두 염료를 녹인 용매 각각에 글래스기판의 각 면을 담궈 염색할 수 있고, 또는 두 염료를 혼합한 용매에 글래스기판을 담구거나 코팅하여 염색할 수 있다.
각 층을 구성하는 필름층 및 글래스기판이 구비되면 제 1 층 및 제 4 층의 필름층에는 반사방지막을 형성하고 제 2 층 필름층에는 전자파차단전극을 형성하며 제 3층 글래스기판에는 블랙세라믹을 형성한다.(제 S812, S822, S832, S842단계)
제 1 층(61) 및 제 4층(64)의 필름층(52) 상에 형성되는 반사방지막(51)은 외부로 노출되게끔 형성되어 필름층(52)의 스크레치를 방지하고 외부로부터 입사되는 광의 반사를 방지하게 된다. 반사방지막(51)은 주로 MgO, SiO2, TiN 및/또는 TiC가 필름층(52)에 증착되어 형성된다. 블랙 세라믹(55)은 발광시 반사광을 흡수하여 화면의 외곽 윤곽을 선명하게 해준다. 전자파 차단 전극층(54)은 PDP에서 나오는 전자파의 유출을 방지하게 된다.
각 기판 상에 여러 기능성 물질들을 형성한 후, 제 1 층 내지 제 3 층의 필름층 및 글래스기판 상에 점착층(53)을 도포한다.(제 S813, S823, S833단계)
각 층 사이에 점착층이 도포된 후, 제 1 층 내지 제 4 층을 순차적으로 적층한다.(제 S804단계)
적층된 컬러필터를 완성한다.(제 S805단계)
이러한 염료는 도 10에 도시된 바와 같이 컬러필터로 제작시 560~620 파장 영역에서의 흡수율이 염료 자체의 흡수율보다 10% 더 상승함을 알 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 컬러필터는 한 가지 염료만을 사용하여 제작되므로 종래보다 적은 양의 염료로 흡수 극대를 이룰 수 있어 컬러필터에 소비되는 염료의 비용을 줄일 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제 3 실시예 따른 컬러필터의 특성이 종래 컬러필터보다 향상되어 PDP의 발광영역이 아닌 560nm의 투과율을 종래 컬러필터에 비해 낮추게 된다. 이는 PDP의 반사율을 상대적으로 낮추게 되어 PDP의 컨트라스트를 향상시키게 된다.
나아가, 본 발명에 따른 컬러필터에 사용되는 색순도 개선용 염료는 PDP의 방전공간에 주입되는 네온(Ne)가스의 발광시 방출되는 580nm 근처 영역의 파장과 적색 형광체에서 발광되는 590nm 근처 영역의 파장을 동시에 흡수하는 흡수 극대를 형성하게 된다. 그 결과, 본 발명에 따른 컬러필터는 560~610nm 사이의 영역에서 방출되는 주황색 빛을 흡수하여 PDP의 색순도를 향상시키게 된다.
그리고 본 발명의 제 3 실시예에 따른 컬러필터는 필름층이나 글래스기판층에 염료가 직접 염색되므로 PDP에서 나오는 열이나 빛 등에 의해 필름층이나 글래스기판층의 특성이 쉽게 변하지 않으므로 염색된 점착층을 사용하는 컬러필터보다 내구성이 크게 향상된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PDP의 컬러필터는 아민계 염료 또는 설퍼 아민계 염료를 이용한 색순도 개선용 염료로 제작됨으로써 PDP의 컬러필터 제작에 따른 비용을 줄일 수 있으며 색순도를 향상시키게 된다.
본 발명에 따른 컬러필터에 사용되는 색순도 개선용 염료는 PDP의 방전공간에 주입되는 네온(Ne)가스의 발광시 방출되는 580nm 근처 영역의 파장과 적색 형광체에서 발광되는 590nm 근처 영역의 파장을 동시에 흡수하는 흡수 극대를 형성하게 된다. 그 결과, 본 발명에 따른 컬러필터는 560~610nm 사이의 영역에서 방출되는 주황색 빛을 흡수하여 PDP의 색순도를 향상시키게 된다.
이러한 염료는 컬러필터로 제작시 560~620 파장 영역에서의 흡수율이 염료 자체의 흡수율보다 10% 더 상승하게 된다. 또한, 본 발명에 따른 컬러필터는 한 가지 염료만을 사용하여 제작되므로 종래보다 적은 양의 염료로 흡수 극대를 이룰 수 있어 컬러필터에 소비되는 염료의 비용을 줄일 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 컬러필터의 특성이 종래 컬러필터보다 향상되어 PDP의 발광영역이 아닌 560nm의 투과율을 종래 컬러필터에 비해 낮추게 된다. 이는 PDP의 반사율을 상대적으로 낮추게 되어 PDP의 컨트라스트를 향상시키게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 종래의 교류형 면방전 플라즈마 디스플레이 패널을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널을 나타낸 단면도이다.
도 3은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터를 나타내는 단면도이다.
도 4는 종래 컬러필터에 사용되는 염료를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른 염료를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 염료의 흡수도와 컬러필터의 흡수도를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1 :상부유리기판 2 : 하부유리기판
3: 격벽 4 : 하부 유전체층
5 : 형광체 6 : 상부 유전체층
7 : 보호층 9 : 서스테인전극쌍
9a: 투명전극 9b:금속버스전극
X : 어드레스전극 Y : 스캔전극
Z : 서스테인전극

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 아민계 염료와 설퍼 아민계 염료 중 적어도 어느 하나를 포함하고;
    상기 염료는 아래의 구조식과 같은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터.
    여기서, 상기 'A'는 산소(O). 질소(N). 황(S), 인(P), 탄소(C) 및 방향족 기(Aromatic group)를 포함하는 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 'B' 및 상기 'C'는 -SOx, -OR, -NHx, -NH2, -NHR, -OH, 할로겐 원소, 시아노기, 니트로기, 지방족 기, -CO-R, -COO-R, -OCO-R, -N-R, -NH-R, -NH-CO-R, -CO-N-R, -S-R, -SO2-O-R, -NH-SO2-R, -NH-CO-O-R 및 -SO2-N-R 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 'D' 및 상기 'E'는 -SOx, -OR, -NHx, -NH2, -NHR, -OH, 할로겐 원소, 시아노기, 니트로기, 지방족 기, -CO-R, -COO-R, -OCO-R, -N-R, -NH-R, -NH-CO-R, -CO-N-R, -S-R, -SO2-O-R, -NH-SO2-R, -NH-CO-O-R 및 -SO2-N-R, 방향족 기, 5-시클로(Cyclo) 기, 6-시클로 기, 카르복실기 및 알킬기 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 그리고 상기 X는 2이상의 정수이며, 상기 물질들 각각에 결합된 'R'은 알킬기를 의미한다.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 염료는 아래의 구조식과 같은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터.
    여기서, 상기 'A'는 산소(O). 질소(N). 황(S), 인(P), 탄소(C) 및 방향족 기(Aromatic group)를 포함하는 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 'D' 및 상기 'E'는 -SOx, -OR, -NHx, -NH2, -NHR, -OH, 할로겐 원소, 시아노기, 니트로기, 지방족 기, -CO-R, -COO-R, -OCO-R, -N-R, -NH-R, -NH-CO-R, -CO-N-R, -S-R, -SO2-O-R, -NH-SO2-R, -NH-CO-O-R 및 -SO2-N-R, 방향족 기, 5-시클로(Cyclo) 기, 6-시클로 기, 카르복실기 및 알킬기 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 그리고 상기 ' L'은 -SOx, -OR, -NHx, -NH2, -NHR, -OH, 할로겐 원소, 시아노기, 니트로기, 지방족 기, -CO-R, -COO-R, -OCO-R, -N-R, -NH-R, -NH-CO-R, -CO-N-R, -S-R, -SO2-O-R, -NH-SO2-R, -NH-CO-O-R 및 -SO2-N-R, -SOx, -OR, -NHx, -NH2, -NHR, -OH, 할로겐 원소, 시아노기, 니트로기, 지방족 기, -CO-R, -COO-R, -OCO-R, -N-R, -NH-R, -NH-CO-R, -CO-N-R, -S-R, -SO2-O-R, -NH-SO2-R, -NH-CO-O-R 및 -SO2-N-R, 방향족 기, 5-시클로(Cyclo) 기, 6-시클로 기, 카르복실기 및 알킬기 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 그리고 상기 X는 2이상의 정수이며, 상기 물질들 각각에 결합된 'R'은 알킬기를 의미한다.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, t-부틸, 시클로 프로필 및 시클로 헥실 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 A, 상기 B, 상기 C, 상기 D, 상기 L의 작용기는 벤젠 고리 및 5~20 개의 탄소고리인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 A, 상기 B, 상기 C, 상기 D, 상기 L의 치환기는 카르복실 및 술폰기(SO3) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 컬러필터.
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