KR100865694B1

KR100865694B1 - 디스플레이용 광학 필터 또는 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR100865694B1
Application number: KR1020070021181A
Authority: KR
Inventors: 조성근
Original assignee: 에스케이씨하스디스플레이필름(유)
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2008-10-28
Also published as: KR20080080886A

Abstract

본 발명은 디스플레이용 광학 필터 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라 특정 조성의 전자파 차폐층 형성 조성물을 글래스 기판 상에 직접 형성함으로써 제조된 전자파 차폐층을 포함하는 디스플레이용 광학필터는 간단한 공정으로 제조되며, 글래스 기판에 대한 전자파 차폐층의 막부착력이 우수하고 근적외선 차단 성능, 및 자외선, 열 및 습기에 대한 내구성이 우수할 뿐만 아니라 기계적 강도를 갖추어, 광학 필터에 필수적으로 사용되던 기능성 필름층이 생략되어 단순화된 원가절감형 구조를 제공한다. 또한, 본 발명의 전자파 차폐층을 포함하는 디스플레이용 광학 필터는 가정용 TV에 적용할 수 있는 저저항을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 선폭 및 피치가 미세한 것을 특징으로 한다.

Description

디스플레이용 광학 필터 또는 이의 제조 방법{OPTICAL FILTER FOR DISPLAY AND PREPARATION THEREOF}

도 1 및 도 2는 디스플레이 패널용 광학 필터의 층 구성을 나타낸 단면도로서, 도 2는 특히 실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2에 따른 광학 필터를 도시한 것이고,

도 3은 비교예 3에 따른 광학 필터의 층 구성을 나타낸 단면도이고,

<도면 부호에 대한 간단한 설명>

①, a, A: 반사방지층

②, b, B: 반사방지층의 기재필름

③, ⑥, c, f, C, E, H: 점착층

④, h, J: 근적외선 차단 및 선택적 흡광층의 기재필름

⑤, g, I: 근적외선 차단 및 선택적 흡광층

⑦, d, D: 글래스 기판

⑧, e, G: 전자파 차폐층

F: 전자파 차폐층의 기재필름

본 발명은 전자파 차폐층을 포함하는 디스플레이용 광학 필터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

디스플레이 패널은 통상, 그로부터 발생되는 전자파 및 근적외선에 의한 인체의 유해성과 정밀기기의 오작동을 방지하고, 표면 반사의 감소와 색순도 향상을 위해, 상기 전자파 차폐, 근적외선 차단, 빛 표면 반사 방지, 색순도 개선 기능을 갖는 광학 필터를 채용하고 있다.

기존에 채용되고 있는 디스플레이용 광학 필터는, 유해 전자파를 차단하기 위해 동박을 폴리에스테르(예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트) 기재 필름 위에 부착시킨 후 패턴화시켜서 사용하는 금속 에칭 메쉬 필름 타입; 금속 섬유 또는 금속 피복된 유기 섬유 등을 역시 필름 기재상 위에 가공하여 패턴화시킨 섬유 메쉬 타입; 또는 스퍼터링과 같은 드라이 코팅법에 의해 금속(Ag)층과 유전층을 번갈아 다층 박막으로 입히는 도전막 타입으로 크게 구분될 수 있다.

그러나 이들 전자파 차폐층은 제조 공정이 복잡하고, 제조 과정에서 손실되는 원재료량이 많다는 문제점과 함께, 전자파 차폐층의 형성을 위한 필름 기재 및 필터로 제조할 경우 상기 필름을 부착할 수 있는 점착층 등이 별도로 필요한 문제점을 갖고 있으며, 특히 메쉬 타입으로 형성된 기존의 전자파 차폐층의 경우 헤이즈가 높아 선명한 화질을 구현하기 힘들기 때문에 필터로 사용되기 위해서는 별도 의 투명 수지층이나 점착층을 이용하여 투명화시키는 공정이 필요하다는 점도 단점으로 지적되고 있다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 특히 상기 금속 메쉬를 인쇄법에 의해 글래스나 필름 기재 위에 간단하게 형성시킬 수 있는 기술 개발이 시도되고 있으며, 특히 글래스에 직접 형성하는 경우에는 인쇄 조성물과 글래스와의 부착력 향상을 위해 산화납계 및 규소산화물, 붕소 산화물 등의 미립자를 일부 첨가한 조성물이 이용되고 있다. 이중에서 산화납계의 화합물은 연화점이 낮고 가격이 싸다는 장점은 있지만 인체 및 환경에 유해한 단점이 있다.

이러한 금속 메쉬층은 도전성을 바탕으로 전자파를 차단할 수 있는 기능과 함께 외부광의 차단 기능을 복합적으로 수행할 수 있어 시인성 및 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 기능을 할 수 있는 중요한 박층임에도 불구하고, 기존의 페이스트를 사용하여 제조할 경우 깨끗한 미세 패턴의 구현 및 형성 후 글래스와의 부착력, 흑색도, 저저항, 소성 후 단선 등의 여러 가지 특성들을 동시에 모두 만족시키는 것이 어려웠다.

따라서, 본 발명의 목적은 전자파 차폐성, 막부착력, 내화학성, 메쉬 선폭 및 피치, 및 광학 특성 등 물성이 전반적으로 우수한 도전성 메쉬 패턴형 전자파 차폐층을 가진 디스플레이용 광학 필터 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적에 따라, 본 발명은 (a) 열경화성 투명 고분자 또는 올리고머 수지 5 내지 30 중량%, (b) 도전성 금속 분말 50 내지 80 중량%, (c) 납(Pb)-비함유 유리 분말(glass frit) 1 내지 12 중량%, 및 (d) 흑색 안료 1 내지 12 중량%를 포함하는 전자파 차폐층 형성 조성물을 글래스 기판 상에 직접 인쇄하여 전자파 차폐층을 형성하는 것을 포함하는 디스플레이용 광학 필터의 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방법에 따라 글래스 기판 상에 전자파 차폐층 형성 조성물을 직접 인쇄하여 형성시킨 전자파 차폐층을 포함하는 디스플레이용 광학 필터를 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따르면 전자파 차폐층 형성 조성물을 글래스 기판 또는 지지체 상에 예를 들면 인쇄법을 활용하여 도전성 메쉬형 패턴 구조로 직접 적용함으로써 디스플레이용 전자파 차폐층을 형성하는 것을 특징으로 하며, 이렇게 형성된 전자파 차폐층은 막부착력 등의 기계적 특성 및 전기 전도성이 우수하고 내구성 및 내화학성이 우수하며 헤이즈 등의 광학 특성이 우수하다.

본 발명에 따르면, 상기 전자파 차폐층 형성용 조성물은 (a) 열경화성 투명 고분자 또는 올리고머 수지 5 내지 30 중량%, (b) 도전성 금속 분말 50 내지 80 중량%, (c) 납(Pb)-비함유 유리 분말 (glass frit) 1 내지 12 중량%, 및 (d) 흑색 안료 1 내지 12 중량%를 포함한다.

본 발명에 사용되는 상기 성분 (a)의 열경화성 투명 고분자 또는 올리고머 수지는 양호한 분산성을 확보할 수 있는 것이라면 특별히 제한이 없으며, 이러한 목적에 부합되는 수지의 예로는 에폭시 수지, 폴리에스터 수지, 규소 수지, 아크릴 수지, 및 셀룰로스 수지로부터 선택되는 1종 이상이 바람직하다.

상기 수지는 중량평균 분자량 10,000 내지 100,000 범위의 고분자 수지일 수도 있고, 분자량이 수천 수준인 올리고머나 모노머가 사용될 수도 있으며, 바람직하게는 점도 안정성과 분산성을 고려하여 분자량이 큰 것과 작은 수지 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 에폭시 수지의 예로는, 비스페놀(bisphenol) A형, 비스페놀(bisphenol) F형, 비스페놀(bisphenol) AD형, 노볼락 (novolac)형, 크레졸노볼락(kresol novolac)형, 글리시딜 아민(glycidyl amine)형, 글리시딜 에테르(glycidyl ether)형, 지방족형, 복소환식형 에폭시 수지 등이 있다.

상기 폴리에스터 수지의 예로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리프로필렌글리콜푸마레이트프탈레이트 (polypropylene glycol fumarate phthalate) 등의, 디카르복실산과 글리콜과의 축합중합물이 있다. 상기 디카르복실산으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산, 호박산, 글루탈산, 아디핀산 등의 지방족 디카르복실산, 1,4-사이클로헥산 디카르복실산, 1,2-사이클로헥산 디카르복실산 등이 있고, 글리콜(glycol)류로는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 1,3-프로판 디올 (propane diol), 1,4-부탄디올 (butane diol), 1,5-펜탄 디올 (pentane diol) 등이 있다.

상기 규소 수지의 예로는 아미노 변성실리콘, 에폭시 변성 실리콘, 카르복실 변성 실리콘, 메타크릴 변성 실리콘, 페놀 변성 실리콘, 폴리에테르 변성 실리콘, 폴리에스터 변성 실리콘, 아크릴 변성 실리콘, 불소 변성 실리콘 등이 있다.

상기 아크릴 고분자 수지로는 통상의 아크릴레이트 고분자 수지를 사용할 수 있음은 물론이며, 특히 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리메틸아크릴산, 폴리메틸메타크릴산, 폴리이타콘산, 폴리아크릴산염, 폴리메타크릴산염, 폴리이타콘산염 등을 사용할 수 있고, 올리고머로서 에폭시 아크릴레이트나 우레탄 아크릴레이트 또는 이들로부터 변형된 아크릴레이트 등이 사용될 수 있다.

상기 셀룰로스 수지의 예로는, 메틸 셀룰로스(methyl cellulose), 에틸 셀룰로스(ethyl cellulose), 프로필 셀룰로스 (propyl cellulose), 부틸 셀룰로스(butyl cellulose), 하이드록시 에틸 셀룰로스(hydroxyl ethyl cellulose), 하이드록시 프로필 셀룰로스(hydroxyl propyl cellulose), 하이드록시 부틸 셀룰로스(hydroxyl butyl cellulose), 아세틸 셀룰로스(acetyl cellulose)등이 있다.

상기 열경화성 투명 고분자 또는 올리고머 수지는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 형태로 사용될 수 있다.

상기 열경화성 고분자 또는 올리고머 수지는 전자파 차폐층 형성 조성물 중에 5 내지 30 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 5 중량% 미만일 경우에는 전도성 금속 입자의 양호한 분산성을 얻을 수 없으며, 30 중량%를 초과할 경우에는 전도성 금속 입자 등 다른 유효 성분들의 함량이 상대적으로 부족하게 되 어 형성된 메쉬 패턴의 전기 저항이 증가하게 되는 등 여러 문제점이 발생하게 된다.

본 발명에 사용되는 상기 성분 (b)의 도전성 금속 분말은 디스플레이용 전극 형성에 사용될 수 있는 금속이나 전자파 차폐용으로 사용될 수 있는 금속 분말이면 특별히 한정되지 않으며, 구체적인 예로서 은, 구리, 니켈, ATO (안티몬 주석 산화물) 또는 이들을 포함하는 합금 등을 사용할 수 있다.

상기 금속 분말은 전자파 차폐층 형성 조성물에 50 내지 80 중량%의 양으로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 50 중량% 미만일 경우에는 형성된 패턴의 전기저항 증가로 인해 요구되는 전자파 차폐 성능이 저하될 수 있다는 문제점이 있으며, 80 중량%를 초과할 경우에는 조성물의 점도가 상승하고, 분산이 어려워져 인쇄 특성이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명에 사용되는 상기 성분 (c)의 납-비함유 유리 분말(glass frit)은 바람직하게 연화점이 400 내지 600℃ 인 유리 분말일 수 있다. 산화납-산화붕소-산화규소 (PbO-B₂O₃-SiO₂)계 복합산화물 등과 같이 기존에 주로 사용되던 산화납계 유리분말의 경우에는 인체 및 환경에 유해하다는 문제점이 있으므로, 본 발명에 사용되는 유리 분말로는 산화아연-산화붕소-산화규소(ZnO-B₂O₃-SiO₂)계, 산화비스무스-산화붕소-산화규소(Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂)계, 산화아연-산화인-산화규소-산화알루미늄 (ZnO-P₂O₅-SiO₂-Al₂O₃)계의 금속산화물 혼합물, 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 상기 유리 분말을 사용할 경우 친환경적이면서도 인쇄 조성물과 글래스 사이의 부 착력이 우수한 패턴을 형성할 수 있다.

상기 유리 분말의 함량은 사용되는 흑색 안료의 함량과 입자 크기에 의존하는데, 전자파 차폐층 형성 조성물 중의 1 내지 12 중량%인 것이 바람직하다. 1 중량% 미만일 경우 소결이 제대로 이루어지지 않아 조성물과 글래스와의 부착력이 약해진다는 문제점이 있고, 12 중량%를 초과하여 사용할 경우에는 패턴의 전기 저항을 높이고, 흑색도 등 다른 광특성을 저하시키는 문제점이 있다. 바람직하게는 1 내지 10 중량%를 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서 사용되는 성분 (d)의 흑색 안료로는 공지된 관용의 흑색 재료를 사용할 수 있고, 예를 들면 Ti, Cu, Fe, Mn, Co, Cr 등의 금속의 단독 산화물 또는 복합 산화물을 들 수 있으며, 이 중 하나 이상의 블랙 안료가 사용된다. 그 중에서도 코발트 산화물(Co₃O₄)의 경우가, 소성시 변색이 적고, 소성후 흑색 선명도가 우수하다는 점에서 바람직하다. 이들 흑색 안료는 통상적인 양으로 사용할 수 있지만, 전자파 차폐층 형성 조성물에 1 내지 12 중량%의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 1 중량% 미만일 경우 형성된 메쉬 패턴이 도전성 금속 분말의 고유색을 지니기 때문에 흑색의 효과가 미비하여 시인성이나 콘트라스트와 같은 광학적인 특성 면에서 바람직하지 못하고, 12 중량%를 초과하여 사용할 경우에는 흑색도는 향상되지만 역으로 전기 특성에 영향을 주어 전자파 성능의 척도로 사용되는 면저항을 증가시킨다는 악영향을 초래한다. 바람직하게는 상기 흑색 안료는 조성물 중에 1 내지 10 중량% 범위의 양으로 사용하는 것이 좋다.

상기 성분 (b) 내지 (d)의 입경은 최대 입경이 2 내지 10 ㎛ 범위인 것이 좋고, 바람직하게는 3 내지 5 ㎛ 범위일 수 있다.

선택적으로, 본 발명에 사용되는 전자파 차폐층 형성 조성물은 금속 분말 및 유리분말의 분산성 향상이나 침강 안정성을 위해 분산제, 예를 들면 계면활성제 타입의 카르복실산계나 아민계 분산제를 포함할 수 있으며, 상기 분산제는 사용시 조성물 중에 0.1 내지 3 중량% 범위의 함량으로 사용되는 것이 바람직하다. 수지의 분산 안정성이 충분할 경우에는 분산제를 사용하지 않을 수 있다.

본 발명에 따르면 상기 전자파 차폐층 형성용 조성물을 글래스 기판 상에 직접 형성하여 전자파 차폐층을 형성할 수 있다. 이때 상기 조성물과 글래스 기판과의 부착력을 더욱 좋게 하기 위해 조성물을 기판에 도포하기 전에 글래스 표면을 통상의 방법으로 전기적 또는 화학적으로 전처리 할 수 있다. 상기 통상의 전처리 방법으로는 글래스 표면에 코로나 처리나 상압 플라즈마를 처리하여 표면에너지를 향상시키거나, 글래스 표면의 화학 성분을 변경 또는 개량, 또는 별도의 화학 물질을 도포하는 방법이 있다.

본 발명에 사용되는 전자파 차폐층 형성 조성물은 스크린 인쇄나 옵셋 인쇄등의 인쇄법으로 적용하는 것이 바람직하고, 사용되는 수지의 분자나 배합에 따라 적절한 유기 용제를 이용하여 5,000 내지 30,000 센티포이즈(cP) 범위의 점도를 갖도록 조절할 수 있다.

상기 조성물로부터 형성된 메쉬형 패턴 구조체를, 80 내지 200 ℃ 범위에서 건조함으로써 상기 조성물 내의 열경화성 수지를 열경화시키면서 유기 용제를 제거 하고, 다시 450 내지 680 ℃ 범위에서 소성함으로써 잔류 불순물들을 완전히 제거함과 동시에 도전성 금속 분말을 소결시킬 수 있다.

본 발명에 따라 형성된 전자파 차폐층의 메쉬형 패턴의 선폭은 10~30㎛ 범위인 것이 적합하며 메쉬층 선폭이 10㎛ 이하로 형성된 경우에는 형성된 패턴의 전기저항 증가로 인해 요구되는 전자파 차폐 성능이 저하될 수 있다는 문제점이 있으며, 30㎛을 초과하면 개구율이 낮아지면서 글래스의 충분한 투과율을 확보할 수 없어서 패널에서 나오는 빛의 손실이 많아진다는 문제점과 함께, 모아레(moire) 발생 위험이 커질 수 있는 단점이 있다.

본 발명에 따라 상기 조성물로부터 형성된 전자파 차폐층은 표면 저항이 0.2 내지 1.5 Ω/□ 범위 정도로서, 저저항 구현이 가능하다.

본 발명에 따른 디스플레이용 광학 필터는 상기 전자파 차폐층을 디스플레이 패털 방향으로 최외곽부에 포함할 수 있으며, 상기 전자파 차폐층 외에 다양한 기능층을 포함할 수 있다. 상기 기능층은 당업계에 공지된 통상의 기능층으로서 통상의 구조를 가질 수 있으며, 예를 들면 반사 방지 기능, 근적외선 차단 기능, 전자파 차폐 기능, 선택적 흡광 기능을 포함한다.

예컨대, 도 1 및 2에 나타낸 모식도에서와 같이, 외광에 의한 반사를 억제하기 위한 반사방지층(①, a)을 배치하고, 근적외선 차단 물질 및 광선택 흡광 물질을 포함하는 층(⑤, g)이 상기 방법에 의해 전자파 차폐층이 직접 형성되어 있는 글래스 전면 또는 후면 어느 면에나 투명 점착제층(⑥,f)을 이용하여 적층되어 디스플레이용 광학 필터를 얻을 수 있으며, 또는 근적외선 차단 물질 및 광선택 흡광 물질을 포함하는 층(⑤,g)이, 반사방지층이 형성되어 있는 기재 필름 뒤쪽에 직접 형성된 필름을 적층하여 디스플레이용 광학 필터를 얻을 수 있다. 경우에 따라서는, 전자파 차폐층이 반사방지층의 방향으로 위치할 수도 있다.

상기 근적외선 차단 및 선택적 흡광층에 적용되는 근적외선 차단 물질로는 니켈 착체계와 디암모늄계의 혼합 색소나 구리나 아연 이온을 함유하는 화합물로 된 색소 또는 유기물 색소 등이 사용될 수 있고, 광선택 흡광제로는 옥타페닐테트라아자포피린 또는 테트라아자포피린 고리에 금속 원소가 중심 그룹으로 존재하고 암모니아, 물 및 할로겐으로 이루어진 군에서 어느 한 물질이 금속 원소와 배위 결합을 이룬 유도체 색소가 사용될 수 있으며, 상기 색소들 및 플라스틱 투명 수지를 용제와 혼합하여 용액을 제조하고 투명 기재상에 1 내지 20㎛의 두께로 도포하여 근적외선 차단 및 광선택 흡광층을 제조할 수 있다. 이때, 상기 플라스틱 투명 수지로는 폴리(메틸메타크릴레이트)(PMMA), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리카보네이트(PC), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리(비닐 부틸알)(PVB) 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 사용할 수 있고, 사용가능한 용제로는 톨루엔, 자일렌, 아세톤, 메틸에틸케톤(MEK), 프로필알콜, 이소프로필알콜, 메틸셀루솔브, 에틸셀루솔브, 디메틸포름아미드(DMF) 등이 있다.

한편, 반사방지층은 기재 필름 위에, 내스크래치성을 위하여 아크릴 수지로 된 하드코팅을 실시한 후, 저굴절율 단층막을 형성하거나 고굴절율 투명막과 저굴절율 투명막을 교대로 적층함으로써 형성될 수 있으며, 그 형성 방법으로는 상기 재료를 진공 성막하는 방법과 상기 재료가 포함된 용액을 습식 방식으로 롤 코팅하 거나 다이 코팅하는 방법을 들 수 있다.

상기 반사방지층과 상기 근적외선 차단 및 선택적 흡광층은 별도의 기재 상에 형성될 수도 있고, 하나의 기재 상에서 양면에 각각 형성될 수도 있으며, 상기 근적외선 차단 및 선택적 흡광층은 점착제에 근적외선 차단 및 선택적 흡광 색소를 혼입시킴으로써 형성할 수도 있다.

이러한 본 발명의 광학 필터는 380 내지 780nm의 파장 범위에 대해서 30 내지 60%의 투과율을 갖는다. 또한, 각 기능성 필름을 라미네이팅한 후 별도의 투명화를 위한 물리적 또는 화학적 공정을 거치지 않은 상태에서 측정한 헤이즈가 2 내지 6 %로 매우 낮으며, 아울러 막부착력이 우수하여 외부의 손상에 의한 벗겨짐이 적고 스크래치 등에 대한 저항성이 뛰어나다. 이렇게 형성된 디스플레이용 광학필터는 TV 세트에 별도의 지그(jig)를 통해 고정되어 사용될 수도 있다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 자세히 설명하며, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시 목적으로 제공될 뿐 특허청구범위에 기재된 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 1

투명 고분자 수지로서, 메타크릴산 (MA) : 메틸(메타) 아크릴레이트(MMA)가 혼합된 상태로 중합된 고분자 수지(중량평균분자량 20,000) 15 중량%; 분산성 향상을 위한 수지로 올리고머 상태인 에폭시 아크릴레이트를 10 중량% 사용하였으며, 전극용 금속 분말로서 은 67 중량%; 흑색 안료 성분으로서 코발트 옥사이드 3.5 중 량%; 유리 분말로 산화비스무스-산화붕소-산화규소(Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂)계의 혼합물(부정형, 연화점 520 ℃)을 3.5 중량%, 및 아민기를 포함하는 유기 분산제 (DS-101, 한국 산노프코 제품) 1 중량%를 상온에서 혼합, 교반하고, 최종적으로 3-롤(roll) 밀로 밀링하여 원하는 인쇄용 페이스트 조성물(즉, 전자파 차폐층 형성 조성물)을 얻었다.

최종 슬러리의 점도 조절을 위해 추가적으로 유기 용매를 첨가하여 20,000 cp의 점도를 갖는 도전성 페이스트 조성물을 제조한 후 글래스 지지체의 한 면에 균일하게 그라비아 옵셋 인쇄를 실시하여 전자파 차폐층을 형성하였다. 구체적으로, 상기에서 제조한 인쇄용 페이스트 조성물을 그라비아 판에 도포한 후, 블레이드를 이용하여 균일한 두께로 한 다음, 블랑킷으로 그라비아 판의 조성물을 전이시켰다(오프(off) 공정). 그 다음, 블랑킷에 전이된 패턴을 이어서 글래스 기판에 전이시켰다(세트 공정). 상기 기판에 전이된 패턴을 건조로를 이용하여 150 ℃에서 건조시킴으로써 용제들을 증발시키고 580 ℃에서 소성시켜 전기 전도도에 불필요한 불순물 제거공정을 거쳐 전자파 차폐층을 형성시켰다.

실시예 2 및 비교예 1 및 2

상기 실시예 1에서, 인쇄용 페이스트 조성물을 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 조성을 사용하여 제조한 것 외에는 동일한 방법을 수행하여 전자파 차폐층을 형성하였다.

제조예 1

도 2에 개략적으로 나타낸 바와 같은 구조의 디스플레이용 광학 필터 적층체를 하기와 같이 제조하였다.

우선, 폴리에스터 필름 위에 하드코팅층, 지르코늄 산화물계 고굴절막, 플루오르실록산계 저굴절막을 습식 코팅법으로 순차적으로 적층하여 반사방지막을 제조하였다. 한편, 근적외선 차단 및 광선택 흡광막은, 메틸에틸케톤(MEK) 1000ml에 폴리(메틸메타크릴레이트) 300g을 완전히 용해시킨 후, 여기에 옥타페닐테트라아자포피린 100mg 및 IFG022(일본화약사) 150mg을 가하여 용해시킨 다음, 이소프로필알콜 50ml 중의 아크리딘 오렌지(알드리치 케미칼사) 120mg 용액을 천천히 가하여 얻은 용액을 일반 2축 연신 필름에 습식 코팅법으로 도포 (약 5㎛의 건조 두께)함으로써 제조하였다.

이어서, 아크릴(acryl)계 투명 점착제를 실리콘 이형층이 코팅되어 있는 이형필름의 이형층상에 연속적으로 콤마 코팅 방식에 의해 도포하고, 열풍 건조 후에 다른 박리력을 가지는 이형필름을 도포면 위에 합지하여, 양면 이형 필름으로 형성된 투명 점착막을 롤(roll) 형태로 얻었다.

위와 같이 형성된, 반사방지 필름과 근적외선 차단 및 선택적 흡광막을 투명 점착막의 이형필름을 벗겨내면서 일정한 압력(3 kgf/m²)을 가해 실시예 1에서 제조한 전자파 차폐층이 형성된 글래스 위에 부착시킴으로써 디스플레이용 광학필터 어셈블리를 제조하였다.

제조예 2

실시예 2에서 얻은 전자파 차폐층을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 디스플레이용 광학 필터 어셈블리를 제조하였다.

비교제조예 1

비교예 1에서 얻은 전자파 차폐층을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 디스플레이용 광학 필터 어셈블리를 제조하였다.

비교제조예 2

비교예 2에서 얻은 전자파 차폐층을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 디스플레이용 광학 필터 어셈블리를 제조하였다.

비교제조예 3

제조예 1과 동일한 방법으로 반사방지 필름, 점착필름, 근적외선 차단 및 광선택 흡광막을 제조하고, 제조예 1과 다르게 라인폭이 10 ㎛이고 라인 피치가 300 ㎛이며 개구율이 약 93 %인 특성을 갖는 일반 엣칭 타입의 메쉬 필름에 투명 접착제를 도포 및 건조시킨 후 이형 필름을 라미네이팅하여 전자파 차폐막을 얻었다.

이렇게 별도로 형성된 전자파 차폐 필름을 이형필름을 제거하면서 일정한 압력(3 kgf/m²)을 가해 글래스에 부착하는 과정을 통해 디스플레이용 광학필터 어셈블리를 제조하였다.

필름의 부착 구조는 도 3에서 나타난 것과 동일한 구조로 제조하였다.

특성 시험

상기 제조예 1 및 2, 및 비교제조예 1 내지 3에 따라 제조된 디스플레이용 광학 필터에 대하여, ASTM D257의 규격에 따라 동일한 간격의 4개 탐침으로 이루어진 4 포인트 프루브(4 point probe)를 사용하여 표면 저항을 측정하였으며, 아울러 분광계(모델명: 니뽄덴쇼쿠 NDH)로 투과율과 헤이즈를 측정하였다.

또한, 글래스에 대한 패턴의 막부착력을 접착 테이프 (3M사, 610 테이프)박리 평가를 통해 측정하였으며, 이때 3회 이전에 막이 벗겨진 것을 불량, 3∼5회는 보통, 5회 이상에서 막부착 상태를 유지하고 있는 경우는 양호로써 표기하였다.

패턴이 어느 정도 검게 보이는지를 나타내는 흑색도는 휴대용 분광측정기 (모델명: 미놀타 CM 2600d)로 측정한 칼라 색좌표에서 가장 범용적으로 사용되는 국제 규격인 L*,a*,b* 색좌표 규격 중 L*를 대표치로 하여 평가하였다. L* 값이 낮을수록 명도가 떨어져서 흑색에 가깝고, 반대로 L*값이 커질수록 명도가 높아져서 백색에 근접한다고 간접적으로 판단할 수 있으며, 단, 데이터의 정확성을 높이기 위해 흑색도는 메쉬 재료 단독으로 측정평가하였고, 상기 측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물을 이용하여 인쇄법에 의해 글래스에 직접 형성한 전자파 차폐층을 사용하여 제조한 디스플레이용 광학 필터의 경우에는 헤이즈 값이 2 % 대로 양호하고 투과율에서도 양호한 특성을 나타낼 뿐 아니라 기타 막부착력 등의 기계적 물성 및 흑색도가 우수하다는 것을 알 수 있다.

구체적으로, 기재 위에 인쇄된 패턴이 외부의 힘에 의해 어느 정도 부착력을 유지하는지를 평가하는 항목인 막부착력 시험에서, 유리 분말을 첨가하지 않은 비교제조예 1의 경우 5회 러빙 조건 이하에서 막이 벗겨지는 나쁜 기계적 물성을 보였으며, 특히 메쉬 패턴면이 필터에서 제일 바깥쪽으로 위치하는 노출 타잎의 구조에서는 적용하기 어렵다는 한계가 있었다. 반면, 흑색 안료를 전혀 첨가하지 않은 비교제조예 2에서는 패턴 도막의 막부착력은 양호하지만 색좌표 평가시 흑색 안료를 첨가한 제조예 1, 2 에 비해 명도값이 확연히 높아졌고, 실제 육안으로도 백색에 가까운 회색을 띄고 있어 화면의 시인성 및 콘트라스트에 좋지 않다는 것을 간접적으로 확인할 수 있었다.

또한, 기존 광학 필터에서 범용적으로 사용되고 있는 엣칭 타입의 메쉬 필름을 사용한 비교제조예 3에서는 메쉬 패턴 선폭이 10㎛으로 가늘고 균일하게 형성되어 있고, 막 부착력 등의 기계적 물성도 우수하였지만, 메쉬 필름에 기인한 헤이즈로 인해 필터 전체의 헤이즈가 매우 높아져 있음을 알 수 있다.

전자파 차폐 능력의 척도로 일반적으로 사용되는 표면저항의 경우, 제조예 1 및 2의 경우, 표면저항이 0.6∼0.7 Ω/□로 기존 광학 필터에 일반적으로 사용되고 있는 엣칭 타입의 메쉬 필름을 사용한 비교제조예 3의 표면저항보다 다소 높지만, 현재 광학 필터 사업분야에서 가정용 PDP TV용으로 실제 채택되고 있는 다층 스퍼터링 타입 도전막으로 형성된 전자파 차폐막의 저항이 0.8∼1.2 Ω/□임을 감안할 때 전자파 차폐 효과가 우수하다는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따라, 종래의 엣칭 타입으로 제조되는 메쉬 필름을 별도로 부착하 여 전자파 차폐 능력을 부여하는 방식과는 다르게, 페이스트 형태의 전자파 차폐층 형성 조성물을 글래스 기판에 직접 인쇄하여 전자파 차폐층을 형성하는 디스플레이용 광학 필터 제조 방법은 폴리에스터 필름 및 점착층이 생략되어 필터의 구조가 현저하게 단순화 됨과 동시에 광투명성을 상승시켜 디스플레이 최종 화질 특성을 현저히 개선시키는 장점이 있으며, 형성된 메쉬 패턴의 막부착력이 우수하고, 흑색도가 향상되어 콘트라스트가 향상되는 등의 시인성이 우수한 필터를 제공할 수 있다. 또한 단순한 공정으로 저저항 구현이 가능해져서 일반 가정용 PDP TV 등에 적용이 가능하고, 종래의 엣칭 타입으로 구현된 메쉬 필름에서 근원적인 문제점으로 지적되고 있는 재료비의 문제를 원천적으로 해결하여 저가이면서 특성이 우수한 광학 필터를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims

(a) 열경화성 투명 고분자 또는 올리고머 수지 5 내지 30 중량%, (b) 도전성 금속 분말 50 내지 80 중량%, (c) 납(Pb)-비함유 유리 분말(glass frit) 1 내지 12 중량%, 및 (d) 흑색 안료 1 내지 12 중량%를 포함하는 전자파 차폐층 형성 조성물을 글래스 기판 상에 직접 인쇄하여 전자파 차폐층을 형성하는 것을 포함하는 디스플레이용 광학 필터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 열경화성 투명 고분자 또는 올리고머 수지가 에폭시 수지, 폴리에스터 수지, 규소 수지, 아크릴 수지, 및 셀룰로스 수지로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 디스플레이용 광학 필터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 도전성 금속 분말이 은, 구리, 니켈, ATO (안티몬 주석 산화물) 또는 이의 합금인 것을 특징으로 하는, 디스플레이용 광학 필터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 납-비함유 유리 분말이 400 내지 600℃ 범위의 연화점을 갖는 것을 특징으로 하는, 디스플레이용 광학 필터의 제조방법.
제 4 항에 있어서,

상기 납-비함유 유리 분말이 산화아연-산화붕소-산화규소(ZnO-B₂O₃-SiO₂)계, 산화비스무스-산화붕소-산화규소(Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂)계, 또는 산화아연-산화인-산화규소-산화알루미늄(ZnO-P₂O₅-SiO₂-Al₂O₃)계의 금속산화물의 혼합물, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 디스플레이용 광학 필터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 흑색 안료가 Ti, Cu, Fe, Mn, Co 및 Cr 중에서 선택된 금속의 단독 산화물 또는 복합 산화물인 것을 특징으로 하는, 디스플레이용 광학 필터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 전자파 차폐층 형성 조성물을 글래스 기판 상에 메쉬형 패턴 구조로 형성하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이용 광학 필터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 전자파 차폐층 형성 조성물이 5,000 내지 30,000 센티포이즈(cP) 범위의 점도를 갖는 것을 특징으로 하는, 디스플레이용 광학 필터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

인쇄된 전자파 차폐층 형성 조성물을 450 내지 680 ℃에서 소성시키는 것을 특징으로 하는, 디스플레이용 광학 필터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 전자파 차폐층 형성 조성물을 스크린 인쇄 또는 옵셋 인쇄 공정에 의해 인쇄하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이용 광학 필터의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 글래스 기판이 전기적 또는 화학적으로 표면처리된 것임을 특징으로 하는, 디스플레이용 광학 필터의 제조방법.
(a) 열경화성 투명 고분자 또는 올리고머 수지 5 내지 30 중량%, (b) 도전성 금속 분말 50 내지 80 중량%, (c) 납(Pb)-비함유 유리 분말(glass frit) 1 내지 12 중량%, 및 (d) 흑색 안료 1 내지 12 중량%를 포함하는 전자파 차폐층 형성 조성물을 글래스 기판 상에 직접 인쇄하여 얻은 전자파 차폐층을 포함하는, 디스플레이용 광학 필터.
제 12 항에 있어서,

상기 전자파 차폐층이, 별도의 투명화 공정을 거치지 않은 상태에서 측정한 헤이즈 값이 2 내지 6 %인 것을 특징으로 하는, 디스플레이용 광학 필터.
제 12 항에 있어서,

상기 디스플레이용 광학 필터가 근적외선 차단 및 선택적 흡광층, 반사방지층 또는 이들 둘다를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이용 광학 필터.
제 12 항에 있어서,

상기 전자파 차폐층이 상기 광학 필터의 최외곽부에 위치하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이용 광학 필터.
제 12 항에 있어서,

상기 디스플레이용 광학 필터가 380 내지 780nm의 파장 범위에 대한 광투과율이 30 내지 60%인 것을 특징으로 하는, 디스플레이용 광학 필터.