KR100951039B1 - 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재, 이의 제조 방법 및이를 포함하는 디스플레이 장치용 필터 - Google Patents

디스플레이 장치용 외광 차폐 부재, 이의 제조 방법 및이를 포함하는 디스플레이 장치용 필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투명 수지 재질의 기재 및 상기 기재의 일 면에 형성된 복수의 충진홈들에 각각 광흡수 물질이 충진되어 형성된 외광 차폐부들로 이루어진 외광 차폐 패턴을 포함하며, 상기 외광 차폐부는 상기 기재의 일 면에 노출된 바닥면 및 상기 기재의 내부에 함몰되어 있고 상기 외광 차폐부의 말단인 말단부를 포함하고, 상기 바닥면은 스트라이프 형상을 갖고 상기 말단부는 평면 상에서 보았을 때 지그재그로 형성된 곡선 형상을 갖는 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재를 제공한다. 또한 본 발명은 상기 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치용 필터를 제공한다. 본 발명에 의한 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재는 외광 차폐 효율이 뛰어나고 추가적인 기계 가공 없이 복잡한 패턴을 간단하게 형성할 수 있으며 제조 시간 및 제조 비용을 줄일 수 있어 경제적이다.
외광 차폐, PDP 필터

Description

디스플레이 장치용 외광 차폐 부재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치용 필터{External light shielding member for display apparatus, method of manufacturing the same and filter for display apparatus having the same}
본 발명은 디스플레이 외광 차폐 부재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치용 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 명실(明室)에서의 명암 대비비(contrast ratio)와 휘도를 향상시키고 시야각을 넓힐 수 있을 뿐만 아니라, 제조 공정이 단순하여 제조 비용을 절감할 수 있는 디스플레이 외광 차폐 부재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치용 필터에 관한 것이다.
현대 사회가 고도로 정보화 되어감에 따라서 이미지 디스플레이(image display) 관련부품 및 기기가 현저하게 진보하고 보급되고 있다. 그 중에서, 화상을 표시하는 디스플레이 장치는 텔레비전 장치용, 퍼스널 컴퓨터의 모니터장치용 등으로서 현저하게 보급되고 있으며, 또한 이러한 디스플레이의 대형화와 동시에 박형화가 진행되고 있다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, 이하 PDP) 장 치는 기존의 디스플레이 장치를 대표하는 CRT(cathode ray tube) 에 비해 대형화 및 박형화를 동시에 만족할 수 있어 차세대 디스플레이 장치로서 각광받고 있다. 이러한 PDP 장치는 가스방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 것으로서, 표시용량, 휘도, 명암 대비, 잔상, 시야각 등의 각종 표시능력이 우수하다. 그리고, PDP 장치는 다른 표시장치보다 대형화가 용이하고, 박형의 발광형 표시장치로써 향후 고품질 디지털 텔레비전으로서 가장 적합한 특성을 갖추고 있는 것으로 평가되고 있어 CRT를 대체할 수 있는 디스플레이 장치로 각광받고 있다.
PDP 장치는 전극에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 전극 사이의 가스에서 방전이 발생하고, 여기에서 수반되는 자외선의 방사에 의하여 형광체를 여기시켜 발광하게 된다.
그러나, PDP 장치는 그 구동 특성상 전자파 및 근적외선의 방출량이 많고 형광체의 표면반사가 높을 뿐 아니라 봉입가스인 헬륨(He)이나 제논(Xe)에서 방출되는 오렌지 광으로 인해 색순도가 음극선관에 미치지 못하는 단점이 있다.
따라서, PDP 장치에서 발생되는 전자파 및 근적외선에 의해 인체에 유해한 영향을 미치고 무선 전화기나 리모콘 등의 정밀기기의 오동작을 유발할 수도 있다. 이러한 PDP 장치를 사용하기 위해서는, PDP 장치로부터 방출되는 전자파와 근적외선의 방출을 소정치 이하로 억제하는 것이 요구되고 있다. 이를 위해, 전자파 및 근적외선을 차폐하는 동시에 반사광을 감소시키고 색순도를 향상시키기 위해 전자파 차폐, 근적외선 차폐, 빛 표면 반사방지 및/또는 색순도 개선 등의 기능을 갖는 PDP 필터를 채용하고 있다.
이러한 PDP 필터는 전자파 차폐층, 근적외선 차폐층, 네온광 차폐층 등의 수 개의 기능성 막들이 접착제 또는 점착제에 의해 적층되어 제조된다. 이 중에서도 외부 환경광의 차폐 및 패널에 의해 반사된 외광의 흡수를 위한 외광 차폐층이 디스플레이의 명암 대비비와 휘도를 높이기 위해 사용되고 있다.
기존의 외광 차폐층은 스트라이프 타입의 마이크로 패턴을 포함한 필름으로, 디스플레이 전면에 부착되었을 때 디스플레이 패널 내 방전셀의 화소와 화소 사이에 존재하는 경계면에 의해서 생기는 스트라이프와 간섭 현상에 의한 모아레 무늬를 만들게 된다. 또한 스트라이프 타입의 마이크로 패턴을 포함한 필름이 외광에 노출되었을 때 생기는 그림자와 패널로부터 나오는 영상에 의해 패널의 방전셀로 인한 스트라이프 패턴 사이에서 생기는 모아레 무늬에 의해서 정면의 디스플레이의 화질이 저하되는 문제점이 있다.
디스플레이 패널 내 방전셀의 화소와 화소 사이에 존재하는 경계면에 의한 스트라이프는 제거가 불가능하므로 모아레 무늬를 제거하기 위해서는 스트라이프 타입의 패턴을 가진 필름의 패턴 주기가 디스플레이의 스트라이프에 비해 매우 크거나 또는 매우 작거나 또는 스트라이프 패턴의 방향이 일정 각으로 틀어져 형성되어야 한다. 그러나 디스플레이 전면에 부착되는 필름의 마이크로 패턴의 주기가 커질 경우 외광 차폐 효율이 떨어지는 문제점이 있으며, 제조 공정상 패턴의 주기를 작게 형성하는 것도 곤란하다. 뿐만 아니라 패턴의 방향을 일정 각 틀어지게 하여 필름을 제조할 경우 외광 차폐 효과가 저하될 수 있고 필름의 소비량이 커질 수 있어 비경제적이다.
또한 마이크로 패턴을 포함한 필름을 제조함에 있어 가장 큰 어려움의 하나는 마스터 템플릿의 준비이다. 일반적으로 마이크로 패턴 구조를 형상화하기 위해서는 금속으로 가공된 템플릿을 마스터 템플릿으로 사용하는 것이 보편화되어 왔다. 그러나 금속 템플릿의 기계적 가공은 제작 비용이 높고 제작 시간이 길게 소요되는 단점을 가지고 있다. 뿐만 아니라, 기계 가공으로 제작된 금속 템플릿에 의한 패턴은 스트라이프 형태와 같은 단순한 특정 구조에 제한될 수 밖에 없었으며 상술한 바와 같이 이러한 스트라이프 형태의 패턴은 모아레 현상이 일어나게 되므로 디스플레이의 화질을 저하시키는 문제점을 발생시킨다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 스트라이프 타입의 패턴이 아닌 곡선 형태의 패턴을 가진 외광 차폐 부재를 제공함으로써 디스플레이 장치에서 효율적으로 외광을 차폐할 수 있고 모아레 현상을 제거할 수 있는 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 상기 외광 차폐 부재를 포함하는 디스플레이 장치용 필터를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 기계 가공 없이 복잡한 형태의 패턴을 제조할 수 있는 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법을 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재는 투명 수지 재질의 기재 및 상기 기재의 일 면에 형성된 복수의 충진홈들에 각각 광흡수 물질이 충진되어 형성된 외광 차폐부들로 이루어진 외광 차폐 패턴을 포함하며, 상기 외광 차폐부는 상기 기재의 일 면에 노출된 바닥면 및 상기 기재의 내부에 함몰되어 있고 상기 외광 차폐부의 말단인 말단부를 포함하고, 상기 바닥면은 스트라이프 형상을 갖고 상기 말단부는 평면 상에서 보았을 때 지그재그로 형성된 곡선 형상을 갖는다.
본 발명의 다른 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재는 상기 지그재그로 형성된 곡선 형상의 진폭이 100 ㎛ 이하이다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재는 상기 지그재그로 형성된 곡선 형상의 주기가 400 ㎛ 이하이다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재는 상기 지그재그로 형성된 곡선 형상은 사인파(sine wave) 곡선 형태, 즉 사이뉴소이달 구조(sinusoidal structure)이며, 이는 위아래로 방향으로 물결 형상을 이루는 곡선 구조이다. 상기 사인파 곡선 형태는 수학적 의미에서 정확한 사인 함수의 곡선 모양에 한정되는 것이 아니며, 일정한 범위의 주기를 갖고 특정 방향에 따라 굴곡진 형상이 반복되는 곡선 형상을 모두 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재는 상기 외광 차폐부의 단면의 형상이 쐐기형, 사다리꼴형, 직사각형, 반원형 또는 U자형이다. 외광 차폐 패턴을 이루는 외광 차폐부의 단면 형상은 한 가지 종류일 수 있으나, 서로 다른 단면 형상을 가진 둘 이상의 외광 차폐부가 조합되어 외광 차폐 패턴을 구성할 수도 있다. 즉, 필요에 따라 어느 한 외광 차폐부는 단면 형상이 사다리꼴형이지만, 다른 외광 차폐부는 직사각형일 수 있으며, 경우에 따라 인접한 외광 차폐부의 단면 형상이 서로 다를 수도 있다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재는 상기 외광 차폐부에 도전성 물질을 더 포함한다. 즉, 광흡수 물질과 도전성 물질이 함께 충진홈들에 충진됨으로써 본 발명의 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재는 외광 차폐 효과뿐만 아니라 전자파 차폐 효과도 나타낼 수 있다. 상기 광흡수 물질로는 카본 블랙을 사용할 수 있으며, 도전성 물질로는 은을 포함한 금속 물질을 사용할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재에서 상기 외광 차폐부의 굴절률은 상기 기재의 굴절률과의 차이가 0.5 이하인 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 기재의 굴절률보다 낮은 경우에는 상기 외광 차폐부의 굴절률은 상기 기재의 굴절률보다 0.01 내지 0.5 범위에서 낮을 수 있다. 굴절률 차이가 상기 범위 내일 때 패널로부터 입사되는 영상은 전반사되어 디스플레이 화면으로 출사되는 효율이 높아지고 외부 환경광의 흡수 효율은 높일 수 있다. 특히, 상기 외광 차폐부의 굴절률은 상기 기재의 굴절률보다 0.01 내지 0.5로 작은 값을 가짐으로써 상기 외광 차폐 부재는 외광의 반사보다는 흡수에 의한 차폐를 주된 기능으로 발휘한다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재에서 상기 기재는 선택적으로 빛을 흡수하는 적어도 하나의 색소를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 색소는 흡수 파장에 따라 색보정용 색소, 근적외선 차폐 기능을 하는 색소, 네온 컷 기능을 하는 색소 등이 있다. 상기 색소는 시아닌계, 안트라퀴논계, 나프토퀴논계, 프탈로시아닌계, 나프탈로시아닌계, 디이모늄계, 니켈디티올계, 아조계, 스트릴계, 프탈로시아닌계 및 메틴계 염료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 외광 차폐 부재의 기재 내에 색소를 함유시킴으로써 외광 차폐 기능뿐만 아니라 색보정 기능이나 근적외선 차폐 기능을 복합적으로 수행할 수도 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 필터는 투명 기판, 상기 기판의 일면에 형성되고, 금속 박막과 금속산화물 박막이 복수 회 적층된 도전막 또는 금속 패턴을 포함하는 메쉬 필름으로 이루어진 전자파 차폐층, 상기 전자파 차폐층 상에 형성되고, i) 투명 수지 재질의 기재 및 ii) 상기 기재의 일 면에 형성되고 광흡수 물질로 충진된 복수의 외광 차폐부들을 포함하는 외광 차폐 패턴을 포함하는 외광 차폐 부재, 상기 외광 차폐 부재 상에 형성되고, 특정 파장대의 빛을 흡수하는 색소를 함유하는 색보정층 및 상기 기판의 타면에 형성된 반사방지층을 포함한다. 상기 외광 차폐부는 상기 기재의 일 면에 노출된 바닥면 및 상기 기재의 내부에 함몰되어 있고 상기 외광 차폐부의 말단인 말단부를 포함하고, 상기 바닥면은 스트라이프 형상을 갖고 상기 말단부는 평면 상에서 보았을 때 지그재그로 형성된 곡선 형상을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 외광 차폐부 내에 광흡수 물질과 도전성 물질이 동시에 포함되어 있을 경우 외광 차폐 부재가 전자파 차폐층의 전자파 차폐능을 보조하는 역할을 할 수 있어 전자파 차폐층이 도전막 타입일 때 적층 회수를 줄일 수 있게 된다.
본 발명의 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법은 음각 패턴이 형성된 제1 몰드를 준비하는 단계, 상기 제1 몰드 상에 이형성 수지를 도포 및 경화하여, 상기 이형성 수지로 이루어지고 양각 패턴을 갖는 템플릿(template)를 준비하는 단계, 상기 템플릿을 제 2 몰드로 하여, 제1 경화성 수지 를 도포 및 경화한 후 음각 패턴을 갖는 제1 경화성 수지 부재를 형성하고 상기 제1 경화성 수지 부재를 상기 제2 몰드로부터 분리하는 스탬핑(stamping) 단계를 반복 수행함으로써 상기 템플릿의 형태를 변형시키는 스웰링(swelling) 단계, 상기 스웰링된 템플릿 상에 제2 경화성 수지를 도포 및 경화한 후, 상기 템플릿으로부터 분리하여 음각 패턴을 갖는 제2 경화성 수지 부재를 형성하는 단계 및 상기 제2 경화성 수지 부재의 음각 패턴 내부에 광흡수 물질을 충진하는 단계를 포함한다. 상기 제1 경화성 수지 및 상기 제2 경화성 수지는 자외선 경화성 수지를 사용하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 열 경화성 수지를 사용할 수도 있다. 또한 상기 제1 경화성 수지와 상기 제2 경화성 수지는 동종일 수도 있으나, 이종일 수도 있다. 또한 상기 스웰링 단계에서 사용되는 제1 경화성 수지는 각 스탬핑 단계마다 동일한 종류의 수지가 사용될 수도 있고, 다른 종류의 수지가 사용될 수도 있다.
본 발명의 다른 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법은 상기 스탬핑 단계가 5회 내지 20회 반복 수행된다. 이 때 각 스탬핑 단계에서 사용되는 경화성 수지는 그 종류가 동일할 수도 있으나 종류가 다른 경우도 본 발명에 포함된다. 상기 스탬핑 단계가 5회보다 작을 때는 템플릿의 변형이 거의 일어나지 않고 20회보다 클 때는 경제성이 떨어지며 템플릿이 불안정해질 수 있다. 상기 제 2몰드의 변형은 제1 경화성 수지 혹은 제2 경화성 수지의 배합 조성에 영향을 받으므로 제 2몰드의 변형 정도를 스탬핑의 횟수만으로 단정지을 수 없다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제 조 방법은 상기 이형성 수지가 실리콘계 수지이다. 또는 상기 이형성 수지는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)일 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며 이형성이 우수한 고분자 수지는 모두 사용 가능하다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법은 상기 제1 경화성 수지가 알킬 아크릴레이트(alkyl acrylate), 에틸 아크릴레이트(ethyl acrylate) 및 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 모노머(monomer)를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법은 상기 스웰링 단계에서 상기 템플릿의 양각 패턴이 스트라이프 형태에서 사인파 형태로 변형되고, 상기 스탬핑 단계가 반복 수행됨에 따라 상기 사인파 형태의 진폭이 증가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 디스플레이 장치용 필터는 격자 패턴의 화소(pixel)를 가지고 RGB를 구현하는 PDP(Plasma Display Panel) 장치, OLED(Organic Light Emitting Diode) 장치, LCD(Liquid Crystal Display) 장치 또는 FED(Field Emission Display) 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다. 본 발명의 디스플레이 장치용 필터가 PDP 장치에 사용될 경우, 상기 필터는 PDP의 패널 전면에 부착된다. 또한 상기 디스플레이 장치용 필터 내에 포함된 외광 차폐 부재에서 상기 바닥면은 패널을 향하고 상기 말단부는 시청자 쪽을 향하는 것이 바람직하나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 의한 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재는 외광 차폐 효율이 우수하며 모아레 현상을 방지할 수 있어 디스플레이의 화질을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의한 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법은 기계 가공에 의한 금속 템플릿으로 패턴을 형성하지 않고 고분자 템플릿의 변형을 이용함으로써 복잡한 형상의 패턴을 용이하게 제조할 수 있다. 그리고 제조 비용을 절감할 수 있으며 장시간이 소요되는 기계 가공을 거치지 않음으로써 제조 시간을 단축할 수 있다.
또한 본 발명의 디스플레이 장치용 광학 필터에 의하면, 본 발명의 디스플레이 장치용 광학 필터는 색보정, 근적외선 차폐 및 네온 컷 기능을 복합적으로 수행할 수 있어 경제적이며 효율적이며 디스플레이 장치의 전면에 부착되었을 때 모아레 현상을 억제할 수 있어 디스플레이의 화질을 향상시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치용 필터를 상세하게 설명하도록 한다.
도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 PDP 장치는 케이스, 케이스의 상부를 덮는 커버, 케이스 내에 수용되는 구동 회로 기판, 가스방전 현상이 일어나는 발광셀과 형광체층을 포함하는 패널 어셈블리 및 PDP 필터로 구성된다. 발광셀에는 방전가스가 봉입되어 있다. 방전가스로는 예를 들어, Ne-Xe계 가스, He-Xe계 가스 등을 사용할 수 있다. 패널 어셈블리는 기본적으로 형광등과 같은 발광원리를 갖고, 발광셀의 내부에서의 방전에 따라 방전가스로부터 방출된 자외선이 패널 어셈블리 내의 형광체층을 여기 발광시켜 가시광으로 변환된다.
PDP 필터는 패널 어셈블리의 전면기판 상부에 배치된다. PDP 필터는 패널 어셈블리의 전면기판과 이격되어 배치될 수도 있고 접촉하여 배치될 수도 있으며, 또한 패널 어셈블리와 PDP 필터 사이에 이물질이 유입되는 것 등과 같은 부작용을 방지하거나 PDP 필터 자체의 강도를 보강하기 위해 전면기판과 접착제 또는 점착제로 결합될 수 있다.
PDP 필터는 투명기판 위에 도전성이 우수한 재료로 형성된 도전층이 구비되며, 이 도전층은 커버를 통하여 케이스로 접지된다. 즉, 패널 어셈블리로부터 발생된 전자파가 시청자에게 도달하기 전에, 이를 PDP 필터의 도전층을 통해서 커버와 케이스로 접지시키는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PDP 필터를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, PDP 필터(100)는 투명 기판(110)에 다양한 차폐 기능을 갖는 기능성 광학 부재들을 포함하며, 이러한 기능성 광학 부재들로는 전자파 차폐층(120), 외광 차폐 부재(130), 색보정층(140) 및 반사방지층(150) 등이 있다.
상기 투명 기판(110)을 기준으로 할 때, 패널 어셈블리를 향하는 방향으로 전자파 차폐층(120), 외광 차폐 부재(130), 색보정층(140)이 배치되어 있고, 상기 기판(110)의 타면, 즉 외부 환경광(190)이 입사하는 방향으로 반사방지층(150)이 배치되어 있다.
본 발명은 이에 한정되지 않으며, 투명 기판(110), 전자파 차폐층(120), 외 광 차폐 부재(130), 색보정층(140) 및 반사방지층(150)은 순서에 상관없이 적층될 수 있으며, 하나의 광학 부재가 두 가지 이상의 기능을 복합적으로 수행할 수도 있다.
상기 투명 기판(110)의 재료로는, 유리, 석영 등의 무기화합물 성형물과 투명한 유기고분자 성형물을 들 수 있다. 유기고분자 성형물로 이루어진 투명 기판(110)으로는 아크릴이나 폴리카보네이트가 일반적으로 사용되지만 본 발명은 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 투명 기판(110)은 고투명성과 내열성을 갖는 것이 바람직하며 고분자 성형물 및 고분자 성형물의 적층체를 투명 기판(110)으로 사용할 수 있다. 상기 기판(110)의 투명성에 관해서는 가시광선 투과율이 80% 이상인 것이 유리하며, 내열성에 관해서는 유리전이온도가 50℃ 이상인 것이 바람직하다. 고분자 성형물은 가시광선 파장영역에 있어서 투명하면 되고, 가격, 내열성, 투명성 면에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 경우에 따라 이러한 투명 기판(110)은 필터의 구성에서 제외될 수도 있다.
반사방지층(150)은 시청자 방향으로부터 입사되는 외부 환경광(190)이 다시 외부로 반사되는 것을 방지하여 디스플레이의 명암 대비비를 향상시킨다. 본 실시예에서 반사방지층(150)은 투명 기판(110)의 타면에 형성하지만, 본 발명은 이러한 적층 순서에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이, 반사방지층(150)은 PDP 필터(100)가 PDP 장치에 장착되었을 때에 시청자 쪽이 되는 면, 즉 패널 어셈블리 쪽과는 반대쪽 면에 형성되는 것이 효율적이다.
전자파 차폐층(120)은 패널 어셈블리로부터 발생한 전자파를 차단시키는 역할을 하는데, 전자파를 차폐하기 위해서는 디스플레이 표면을 도전성이 큰 물체로 덮을 필요가 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 전자파를 차폐하기 위한 전자파 차폐층(120)으로는 도전성 메쉬 필름 또는 금속박막과 고굴절률 투명박막을 적층한 다층 투명도전막을 사용할 수 있다. 여기서, 도전성 메쉬 필름으로는 일반적으로는, 접지된 금속메쉬, 또는 합성수지나 금속섬유의 메쉬에 금속피복한 것을 사용할 수 있다. 도전성 메쉬 필름을 구성하는 금속의 재질로는 예를 들어, 구리, 크롬, 니켈, 은, 몰리브덴, 텅스텐, 알루미늄 등 전기전도성이 우수하고 가공성이 있는 금속이면 모두 사용 가능하다.
그리고, 다층 투명도전막은 ITO(Indium Tin Oxide)로 대표되는 고굴절 투명박막을 전자파 차폐를 위해 사용할 수 있다. 다층 투명도전막으로서는 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐 등의 금속박막과, 산화인듐, 산화제2주석, 산화아연 등의 고굴절률 투명박막을 교대로 적층한 다층박막 등이 있다.
도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 의한 PDP 필터(100)는 별도로 근적외선 차폐층을 포함할 수 있다. 근적외선 차폐층은 패널 어셈블리로부터 발생하여 무선전화기나 리모콘 등의 전자기기의 오동작을 일으키는 강력한 근적외선을 차폐하는 역할을 한다.
본 발명의 일 실시예에서 전자파 차폐층(120)으로서 금속박막과 고굴절률 투명박막을 적층한 다층 투명도전막을 사용하는 경우에는 다층 투명도전막이 근적외선을 차폐하는 효과가 있다. 따라서, 이 경우, 근적외선 차폐층을 별도로 형성하 지 않고 전자파 차폐층(120)만으로 근적외선과 전자파를 차폐하는 두 가지 기능을 수행할 수 있다. 물론 이 경우에도 근적외선 차폐층을 별도로 형성할 수도 있다.
상기 PDP 필터(100)는 특정 파장대의 빛을 선택적으로 흡수하는 색보정층(140)을 포함한다. 색보정층(140)은 외광 차폐 부재(130)의 일 면에 패널 어셈블리 방향으로 위치하고 있으나, 이러한 적층 순서에 한정되는 것은 아니다. 상기 색보정층(140)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 양을 감소시키거나 조절하여 색균형을 변화시키거나 교정하여 디스플레이의 색재현 범위를 증가시키고 선명도를 향상시킨다.
색보정층(140)은 다양한 색소를 포함하는데, 이러한 색소로는 염료 혹은 안료를 사용할 수 있다. 색소의 종류는 안트라퀴논계, 시아닌계, 아조계, 스트릴계, 프탈로시아닌계, 메틴계 등의 네온광 차폐기능을 가진 유기색소가 있으며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 색소의 종류와 농도는 색소의 흡수파장, 흡수계수, 디스플레이에서 요구되는 투과 특성에 의해서 결정되는 것이므로, 특정 수치로 한정되어 사용되지 않는다.
또한, 도시되지는 않았으나 PDP 필터는(100) 확산층을 포함할 수 있다. 확산층은 외광 차폐 필름(130)이나 전자파 차폐층(120)의 주기적인 패턴이 패널 어셈블리의 전면기판에 반사되는 경우, 입사광과 반사광의 간섭 현상에 의해 일어날 수 있는 모아레 현상이나 뉴톤링 현상을 방지하는 역할을 한다. 상기 확산층은 PDP 필터(100) 내의 임의의 위치에 배치될 수 있으나 패널 어셈블리에 인접한 PDP 필터(100)의 일 면에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 확산층은 별도의 층으로서 PDP 필터(100) 내에 포함될 수도 있으나, 다른 광학 부재의 기능과 조합되어 포함될 수도 있다. 또한 상기 확산층은 필터(100) 내의 여러 광학 부재 사이에 배치되거나 또는 패널과 필터를 부착시키는 점착층 내에 굴절률이 다른 미립자가 포함된 형태로 형성될 수도 있다.
외광 차폐 부재(130)는 투명 수지 재질의 기재(132) 및 상기 기재(132)의 일 면에 형성되고 복수의 외광 차폐부들로 이루어진 외광 차폐 패턴(134)을 포함한다. 상기 외광 차폐 패턴(134)은 단면이 사다리꼴형이나 본 발명은 이에 한정되지 않고 쐐기형, 직사각형, 반원형, U자형 등의 단면 형상을 가질 수도 있다.
상기 외광 차폐 부재(130)는 투명 기판(110)을 기준으로 상기 반사 방지층(150)의 반대 면에 배치되어 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 외부 환경광(190)의 흡수와 패널 입사광(180)의 투과가 잘 일어날 수 있도록 상기 외광 차폐 부재(130)가 배치되는 한 광학 부재들 간의 적층 순서 및 적층 방향은 다양하게 변형될 수 있다.
본 실시예에서 상기 외광 차폐 패턴(134)은 기재의 일 면에 노출되고 상기 기재의 일 면과 평행하게 형성되어 있는 외광 차폐부의 바닥면이 패널 어셈블리를 향하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 기재(132)의 일 면과 평행한 외광 차폐 패턴(134)의 쐐기형 바닥면이 시청자 쪽을 향할 수도 있고, 상기 외광 차폐 패턴이 기재의 양 면에 모두 형성될 수도 있다.
상기 기재(132)는 가시광을 투과시키는 투명 재질로 이루어진 판상의 지지체로, 유리 기판, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEtylene Terephthalate, PET), 아 크릴(Acryl), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate), 폴리에스테르(Polyester), 에폭시 아크릴레이트(Epoxy Acrylate), 브롬화 아크릴레이트(Brominate Acrylate), 폴리염화비닐(PolyVinyl Chloride, PVC) 등으로 이루어질 수 있다.
상기 외광 차폐 부재(130)는 외광을 흡수하여 패널 어셈블리로 외부 환경광(190)이 유입되는 것을 막고, 패널 어셈블리로부터 방출되는 패널 입사광(180)을 시청자 쪽으로 전반사하는 역할을 한다. 따라서, 가시광선에 대한 높은 투과율과 높은 명암 대비비(contrast ratio)를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 의한 외광 차폐 부재(130)는 광흡수 물질과 도전성 물질이 동시에 충진되어 있어, 전자파 차폐 기능도 수행할 수 있다.
상기 외광 차폐 부재(130)를 사용할 경우, 상기 전자파 차폐층(120)은 외광 차폐 부재를 기준으로 투명 기판(110)의 반대 면에 형성되고, 외광 차폐 부재(130)의 외광 차폐 패턴(134) 내에 도전성 물질이 포함될 경우에는 전자파 차폐 기능을 수행할 수 있으므로, 금속 박막과 금속산화물 박막이 1 내지 3회 적층된 도전막으로서 면저항이 0.8 Ω/□ 이하인 전자파 차폐층을 사용할 수 있다. 즉, 통상적인 적층 회수인 3 내지 6회보다 작은 개수의 박막을 적층하여도 필터(100)의 전자파 차폐 기능을 충분히 수행할 수 있게 된다.
본 실시예에서는 전자파 차폐 기능, 반사 방지 기능, 색보정 기능에 대응하는 광학 부재들이 각각 별개의 것으로서 분리하여 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 본 발명의 외광 차폐 부재(130)는 광흡수 물질 및 도 전성 물질이 동시에 함유할 수 있어 전자파 차폐 기능과 외광 차폐 기능을 동시에 수행할 수 있으며, 전술한 바와 같이 전자파 차폐층(120)의 기능을 보완 또는 강화하는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 외광 차폐 부재(130)의 양 끝단 또는 모든 테두리 영역에 도전성 물질로 접지 전극(미도시)이 형성됨으로써 상기 외광 차폐 패턴(134) 내의 도전성 물질들을 전기적으로 연결시켜 전자파 차폐 효율을 보다 높일 수 있다.
이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여 상기 외광 차폐 부재를 종래 기술과 대비하여 더욱 상세하게 설명하도록 하며, 앞서 언급된 내용과 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재를 도시한 단면도이다. 도 3은 상기 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재를 도시한 배면도이다.
먼저 도 2를 참조하면, 외광 차폐 부재(200)는 투명 기재(220) 및 복수의 외광 차폐부(240)들을 포함하고, 상기 외광 차폐부(240)는 사다리꼴형 단면을 가진 충진홈(미도시)에 광흡수 물질로 충진되어 형성되며, 상기 외광 차폐부(240)는 상기 기재(220)의 일 면에 노출된 바닥면(242) 및 상기 기재(220)의 내부에 함몰되어 있고 상기 외광 차폐부(240)의 말단인 말단부(244)를 포함한다. 상기 바닥면(242)은 외광 차폐 부재(200)의 위에서 내려다 보았을 때, 복수 개의 직선이 평행하게 배열된 스트라이프 형상을 가진다.
도 3을 참조하면, 상기 말단부(244)는 외광 차폐 부재(200)의 아래 방향에서 보았을 때 지그재그로 형성된 곡선 형상으로 다수의 물결 형태가 반복되는 패턴 형상을 가진다.
상기 지그재그로 형성된 곡선 형상은 사인파 곡선(sinusoidal structure) 형태와 유사한 형태일 수 있다. 또한 상기 말단부(244)의 곡선 형상은 모두 동일한 형태를 가지지 않을 수 있다. 즉, 상기 말단부(244)의 지그재그로 형성된 곡선 형상은 각 외광 차폐부(240)마다 주기 및 진폭에 차이가 있을 수 있다. 여기에서 주기 및 진폭은 수학적 의미로서 규칙적인 패턴에 한해 적용되는 것보다 넓은 의미로서 사용되며, 곡선 형상에서 반복되는 기본 단위의 길이 및 마루와 골 사이의 거리 차이로 이해되어야 한다. 즉, 한 말단부(244) 내에서도 주기 및 진폭이 동일한 값을 가지는 것이 아니라 일정 범위 내에서 변화할 수 있으며, 전체 외광 차폐 부재(200)에서도 일정 범위 내에서 변한다. 상기 말단부(244)의 지그재그로 형성된 곡선 형상의 진폭(H3)은 100 ㎛ 이하의 범위를 가지며, 주기(H2)는 400 ㎛ 이하의 범위를 가진다. 진폭(H3)이 100 ㎛보다 클 경우 헤이즈(Haze)가 커지게 되어 바람직하지 않다. 또한 주기(H2)가 400 ㎛보다 클 경우 모아레 현상의 제거가 곤란할 수 있어 상기 주기(H2)는 400 ㎛ 이하이다.
상기 지그재그로 형성된 곡선 형상의 진폭(H3) 및 주기(H2)는 외광 차폐부(240)의 단면의 깊이 및 사다리꼴형 단면의 옆면이 바닥면(242)과 이루는 각도, 바닥면(242)의 너비 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 상기 지그재그로 형성된 곡 선 형상의 너비(H1)는 대략 5 내지 20 ㎛의 범위일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 말단부(244)의 진폭(H3) 및 주기(H2)는 하나의 외광 차폐부(240) 내에서 동일한 값을 가지지 않을 수 있다. 또한 한 외광 차폐부의 말단부(244)와 다른 외광 차폐부의 말단부의 진폭(H3) 및 주기(H2)도 다른 값을 가질 수 있다. 그리고 말단부(244)가 이루는 물결 형상 내지는 사인파 형태의 패턴은 말단부마다 각각 다른 너비(H1), 진폭(H3) 및 주기(H2)를 가져 불규칙적인 패턴을 나타낼 수 있다. 이로 인해 규칙적인 패턴에 의해 발생하게 되는 모아레 현상도 상기 말단부(244)의 불규칙적인 패턴에 의해 방지될 수 있다. 그리고, 상기 외광 차폐 부재(200)의 외광 차폐 효과는 상기 외광 차폐부(240)의 기하학적 요소 및 광흡수 물질의 농도 등에 따라 달라진다. 따라서 상기 외광 차폐부(240)의 단면 형상, 크기, 인접한 외광 차폐부 간의 간격, 바닥면(242)의 너비, 말단부(244)의 너비(H1), 주기(H2), 진폭(H3) 등을 조절하여 외광 차폐 효과를 조절할 수 있다.
상기 외광 차폐 부재(200)의 스트라이프 패턴 및 지그재그로 형성된 곡선 형상의 물결 패턴이 형성된 방향은 상기 외광 차폐 부재(200)의 형태가 평면 상에서 직사각형일 때 직사각형의 장변과 평행한 방향일 수도 있고, 단변과 평행할 수도 있으며, 소정의 각도로 비스듬하게 형성될 수도 있다.
이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레 이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법을 상세히 설명하며, 앞서 설명된 내용과 중복되는 내용은 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법을 개념적으로 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법은 제1 몰드를 형성하는 단계(S110), 템플릿을 준비하는 단계(S120), 상기 템플릿의 형태를 변형시키는 스웰링 단계(S130), 변형이 완료된 템플릿으로 홈이 형성된 기재를 형성하는 단계(S140) 및 상기 기재의 홈에 광흡수 물질을 충진하는 단계(S150)를 포함한다. 상기 스웰링 단계(S130)는 제1 스탬핑 단계(S130(1)) 내지 제n 스탬핑 단계(S130(n))를 포함한다(여기서 n은 1보다 큰 자연수이다.). 즉, 상기 스웰링 단계(S130)는 복수 회(n회)의 스탬핑 단계들로 이루어진다. 상기 제1 스탬핑 단계(S130(1))는 상기 템플릿 상에 제1 경화성 수지를 도포하는 단계(S131(1)), 상기 제1 경화성 수지를 경화시키는 단계(S132(1)) 및 상기 제1 경화성 수지와 상기 템플릿을 분리시키는 단계(S123(1))를 포함한다. 마찬가지로 상기 제n 스탬핑 단계(S130(n))는 상기 템플릿 상에 제1 경화성 수지를 도포하는 단계(S131(n)), 상기 제1 경화성 수지를 경화시키는 단계(S132(n)) 및 상기 제1 경화성 수지와 상기 템플릿을 분리시키는 단계(S123(n))를 포함한다.
이하 도 4 및 도 5를 참조하여, 각 단계들을 보다 상세히 설명한다.
먼저 금속 템플릿을 이용하여 자외선(UV) 경화성 수지에 스탬핑한 후 상기 자외선 경화 수지를 경화시켜 음각 패턴이 형성된 제1 몰드를 형성(S110)한다. 상기 금속 템플릿은 도 5의 (a)에서 도시된 바와 같이 사다리꼴형 단면을 가지고 평행한 직선 형태의 스트라이프 패턴을 가지고 있으며 기계 가공으로도 쉽게 제조가 가능하다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 제1 몰드를 형성함에 있어, 금속 템플릿을 사용하지 않고 고분자 수지 재질의 템플릿을 포함한 기타 재질의 템플릿도 사용가능하다.
다음으로 상기 제1 몰드의 음각 패턴 내에 이형성 수지로 폴리디메틸실록산(PDMS)를 도포 및 경화한 다음(도 5의 (b) 참조) 상기 제1 몰드와 상기 이형성 수지를 분리하여 이형성 수지로 이루어지고 양각 패턴을 갖는 PDMS 템플릿을 준비(S120)한다. 상기 PDMS 템플릿은 도 5의 (c)에서 도시된 바와 같이 상기 제1 몰드와 형태가 서로 대응되어, 단면이 사다리꼴형이고 평행한 직선 형태의 스트라이프 패턴을 나타내는 양각 패턴을 포함한다.
다음으로 상기 PDMS 템플릿 상에 자외선 경화성 수지를 도포 및 경화하는 단계를 포함하는 제1 스탬핑 단계(S130(1))를 거치게 된다(도 5의 (d) 참조). 즉, 상기 PDMS 템플릿을 제2 몰드로 하여 자외선 경화성 수지를 도포한 후 제1 경화성 수지 부재를 형성하게 된다. 또한 상기 제1 스탬핑 단계(S130(1))는 상기 자외선 경화성 수지 상에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름이 부착하고, 상기 PDMS 템플릿과 자외선 경화성 수지가 경화되어 형성된 제1 경화성 수지 부재를 분리하는 단계를 포함한다.
상기 PDMS 템플릿 상에 자외선 경화성 수지를 도포할 경우 상기 수지 내에 포함되어 있는 아크릴레이트 계열의 모노머(monomer)가 PDMS 템플릿 내로 흡수되며 PDMS와 모노머 간의 용해성 또는 호환성 등에 의하여 상기 PDMS 템플릿은 부피가 부풀어 올라 스웰링(swelling)된다. 스웰링은 자외선 경화성 수지를 이루는 작은 분자들, 즉 모노머들이 가교되어 있는 PDMS 템플릿 안으로 흡수되어 일어나게 된다. 모노머에 의한 PDMS 템플릿의 스웰링과 PDMS 템플릿 내로 흡수된 모노머들 간의 중합은 영구적인 템플릿의 변형을 일으키게 된다. 상기 모노머는 알킬 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 부틸 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 종류일 수 있다. 상기 모노머들은 자외선 경화 과정에서 PDMS와의 상호 호환성을 가지게 되는데, 이 때 자외선 경화 과정이 발열 과정이므로 고분자의 온도를 대략 섭씨 10도 정도로 상승시킬 수 있을 것으로 예상되며, 이 경우 스웰링된 PDMS는 부피가 증가된 상태이므로 스트레스를 받게 되어 초기 형태를 유지할 수 없게 된다. 즉 PDMS가 경화된 제1 몰드 내에서 부피가 증가하게 되면 상기 제1 몰드의 형태가 변형되지 않는 한 PDMS는 스트레스를 받게 되며 형태가 변형된다. 이러한 PDMS 템플릿의 변형은 스탬핑 단계를 반복 수행함에 따라 점점 더 커지게 된다. 초기 제1 스탬핑 단계에서는 템플릿의 부피 증가가 형태의 변형을 일으킬 만큼 스트레스가 크지 않아 초기 구조가 안정적으로 유지하는 것이 일반적이지만 스탬핑 단계가 진행됨에 따라 템플릿이 변형은 연속적으로 진행하게 되며 지그재그 형태의 곡선 패턴을 나타나게 된다.
제1 스탬핑 단계(S130(1))를 마친 후에는 제2 스탬핑 단계, 제3 스탬핑 단계 등을 반복하여 n번째에는 제n 스탬핑 단계(S130(n))을 거치게 된다. 여기서 n은 1 보다 큰 자연수이다.
이와 같이 스탬핑 단계의 횟수(number of stamping)가 증가함에 따라 템플릿의 변형도 커지게 되는데, 템플릿에 나타난 변형 패턴의 진폭은 증가하지만 변형되는 단위 크기, 즉 주기는 일정하게 유지된다. 이는 템플릿의 변형이 제1 몰드의 구조와 관련이 있기 때문이다. PDMS 템플릿이 자외선 경화성 수지에 노출되었을 때 야기된 스웰링으로 인한 부피 변화 때문에 생긴 스트레스를 구조적으로 이겨낼 수 없기 때문에 상기 템플릿의 변형이 생겨나게 된다. 이 때 구조적으로 스트레스에 취약하게 형성된 부분이 먼저 변형을 일으키게 되고 초기의 스탬핑 단계에 의해 변형된 부분이 계속적으로 취약하므로 반복적인 스탬핑 단계를 거치면서 연속해서 변형을 일으키게 된다. 이는 PDMS 템플릿이 형성될 때 필연적으로 양각 패턴의 모든 부분의 기계적 특성이 균일하지 않기 때문에 나타난다고 볼 수 있다. 즉 사인파 형태의 패턴에서 상대적으로 취약하지 않아 변형이 일어나지 않은 부분인 주기의 마디 부분(즉 사인 함수의 기본 그래프에서 0도 및 180도 위치)은 형태가 유지되고, 상대적으로 취약하여 변형이 일어난 부분인 마루와 골 부분(즉 사인 함수의 기본 그래프에서 90도 및 270도 위치)은 계속 변형이 일어나게 되어 사인파 형태에서 주기는 유지되지만 진폭은 계속하여 증가하게 되는 것이다. 본 명세서에서 주기(도 3의 H2)라는 것은 곡선 패턴에서 인접한 마루와 마루 또는 인접한 골과 골 간의 간격을 의미하며, 한 곡선 패턴 내에서도 동일한 값만을 가지는 것이 아니라 일정 범위 내에서 변동될 수 있다. 또한 본 발명에서 진폭(도 3의 H3)이라는 것은 인 접한 마루와 골 간의 간격을 의미하고, 마찬가지로 한 곡선 패턴 내에서도 일정 범위 내에서 변동되는 값일 수 있다.
본 실시예와 같이 외광 차폐부의 단면이 이등변 사다리꼴형인 경우, 길이가 긴 아랫변 부분은 PDMS 템플릿의 지지에 의해 변형이 생기지 않게 되고 이에 반해 길이가 짧은 윗변 부분은 변형을 일으켜 곡선 형상의 물결 패턴을 나타내게 된다. 변형이 일어나는 윗변 부분은 도 5의 (c)에서 A 영역으로 표시된 부분이다.
여러 차례의 스탬핑 단계를 거친 후 PDMS 템플릿의 변형이 원하는 수준으로 이루어졌을 때 스웰링 단계(S130)가 마무리되며, 총 스탬핑 단계의 횟수는 n이 된다. 즉, 도 5의 (c)와 (d) 단계를 번갈아 반복하는 것으로, PDMS 템플릿이 준비되면(도 5의 (c)), 상기 템플릿 상에 자외선 경화성 수지를 도포 및 경화시키고(도 5의 (d)), 다시 템플릿을 분리시키고(도 5의 (c)) 또 다시 상기 분리된 템플릿 상에 자외선 경화성 수지를 도포 및 경화시키게 되며(도 5의 (d)), 이러한 단계가 반복적으로 수행된다.
충분히 PDMS 템플릿의 변형이 이루어졌다고 판단되면, 변형된 PDMS 템플릿을 분리시키고, 상기 변형된 PDMS 템플릿을 제2 몰드로 하여 제2 경화성 수지를 도포 및 경화시킨 다음 제2 경화성 수지 부재를 형성한다(도 5의 (e)). 상기 제2 경화성 수지 부재는 충진홈이 음각으로 형성된 외광 차폐 부재의 투명 기재이다. 즉, 변형이 완료된 템플릿을 제2 몰드로 하여 본 발명의 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 투명 기재를 형성(S140)하는 것이다.
투명 기재가 형성(S140)되고 나면, 상기 기재의 음각 패턴 내부에 광흡수 물 질을 충진하는 단계(S150)를 거치게 된다. 상기 음각 패턴이 형성된 투명 기재 위에 카본블랙 등 착색 입자가 포함된 고분자 수지를 와이핑(wiping)법을 이용해 채운 후 경화시킨다. 상기 고분자 수지 내에는 카본 블랙과 같은 광흡수 물질 뿐만 아니라 은 분말이나 은 페이스트와 같은 금속 성분이 도전성 물질로 더 포함될 수도 있으며 바인더, 소포제 등과 같은 기타 첨가제가 더 포함될 수도 있다. 이 때 음각 패턴 내에 충진되는 고분자 수지 성분의 굴절률은 투명 기재의 굴절률보다 낮은 것이 디스플레이의 명암 대비비를 높이기 위해 바람직하다.
이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 템플릿의 변형에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PDMS 템플릿에 대한 광학 현미경 사진이다. 사진 내의 스케일바는 100 ㎛을 나타내며 상기 PDMS 템플릿은 16회의 스탬핑 단계를 거쳤다. 도 5의 (c) PDMS 템플릿의 A 영역은 도 6에서 곡선 형태로 보여지고 있으며, 변형이 일어나지 않은 아랫변 부분은 도 6에서 흐린 직선 패턴으로 보여진다. 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 템플릿은 스웰링되어 변형된 부분은 사인파 형태와 유사한 지그재그로 형성된 곡선 형상을 가지지만, 변형되지 않은 부분은 초기의 스트라이프 형태를 유지하고 있다. 또한 상기 사인파 형태의 곡선 패턴에서 마디 부분의 위치가 각각의 곡선 패턴에서 동일하지 않으므로 불규칙한 곡선 형태를 나타냄을 알 수 있다.
도 7은 스탬핑 횟수에 따른 사인파 형태 곡선의 진폭(㎛ 단위)을 나타낸 그래프이다. 스탬핑 횟수가 5회보다 작을 때는 변형이 일어난 정도가 매우 미미한 것을 알 수 있으나, 5회 이상 진행됨에 따라 진폭이 20 ㎛ 이상으로 커짐을 알 수 있으며, 스탬핑 횟수가 20회보다 증가될 경우에는 지나친 변형으로 인해 템플릿이 불안정해지고 비경제적이므로 바람직하지 않다.
도 8의 (a)는 윗변의 길이, 즉 지그재그로 형성된 곡선 형상의 너비(도 3에서 H1)가 8 ㎛인 PDMS 템플릿이 7회의 스탬핑 단계를 거친 후의 광학 현미경 사진이다. 도 8의 (b)는 윗변의 길이가 13 ㎛인 PDMS 템플릿이 7회의 스탬핑 단계를 거친 후의 광학 현미경 사진이다. 도 8에서 스케일바는 모두 100 ㎛를 나타낸다. 상기 PDMS 템플릿에서 윗변의 길이는 PDMS 템플릿의 양각 패턴의 두께라 볼 수 있다.
상기 양각 패턴의 두께가 상대적으로 얇은 (a)의 경우 변형 형태의 주기가 243±17 ㎛로 나타났고, 상대적으로 두꺼운 (b)의 경우 변형 형태의 주기가 295±10 ㎛로 나타났다. 즉, 양각 패턴의 두께가 두꺼울수록 변형된 사인파 곡선 형태에서 주기가 크게 나타나며 이는 두께가 두꺼울수록 형태의 변형을 일으키는 임계 스트레스의 크기가 더 크기 때문이라고 볼 수 있다. 또한 스탬핑이 진행됨에 따라 사인파 곡선 형태에서 진폭(도 3에서 H3)는 증가하지만 주기(도 3에서 H2)는 일정하게 유지된다. 이는 스트라이프 패턴과 수직한 방향으로 변형될 때 요구되는 변형력(deformation force)이 스트라이프 패턴과 평행한 가로 방향으로 변형될 때 요구되는 변형력보다 훨씬 작기 때문이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명의 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재, 이의 제조 방법 및 디스플레이 장치용 필터는 고분자 수지로 형성된 템플릿을 이용함으로써 기계 가공으로 형성된 금속 템플릿을 사용하는 경우보다 제조 시간 및 제조 단가를 낮출 수 있으며, 다양한 형태의 외광 차폐 패턴을 가진 외광 차폐 부재를 제조함으로써 디스플레이의 모아레 현상을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외광 차폐 필름이 포함된 디스플레이 장치용 필터를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재를 도시한 배면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법을 개념적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PDMS 템플릿에 대한 광학 현미경 사진이다.
도 7은 스탬핑 횟수에 따른 사인파 형태 곡선의 진폭(㎛ 단위)을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 PDMS 템플릿에 대한 광학 현미경 사진으로, (a)는 PDMS 템플릿의 두께가 8 ㎛인 경우를 (b)는 13 ㎛인 경우를 보여준다.
[도면의 주요 부호에 대한 설명]
100: 디스플레이 장치용 필터 110: 투명 기판
120: 전자파 차폐층 130: 외광 차폐 부재
132: 기재 134: 외광 차폐 패턴
140: 색보정층 150: 반사반지층
180: 패널 입사광 190: 외부 환경광
200: 외광 차폐 필름 220: 투명 기재
240: 외광 차폐부 242: 바닥면
244: 말단부

Claims (12)

  1. 투명 수지 재질의 기재; 및
    상기 기재의 일 면에 형성된 복수의 충진홈들에 각각 광흡수 물질이 충진되어 형성된 외광 차폐부들로 이루어진 외광 차폐 패턴을 포함하며,
    상기 외광 차폐부는 상기 기재의 일 면에 노출된 바닥면 및 상기 기재의 내부에 함몰되어 있고 상기 외광 차폐부의 말단인 말단부를 포함하고, 상기 바닥면은 스트라이프 형상을 갖고 상기 말단부는 평면 상에서 보았을 때 지그재그로 형성된 곡선 형상을 갖는 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지그재그로 형성된 곡선 형상의 진폭은 100 ㎛이하인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지그재그로 형성된 곡선 형상의 주기는 400 ㎛이하인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외광 차폐부의 단면의 형상은 쐐기형, 사다리꼴형, 직사각형, 반원형 또는 U자형인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지그재그로 형성된 곡선 형상은 사인파 곡선(sinusoidal structure) 형태인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 외광 차폐부는 도전성 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재.
  7. 투명 기판;
    상기 기판의 일면에 형성되고, 금속 박막과 금속산화물 박막이 복수 회 적층된 도전막 또는 금속 패턴을 포함하는 메쉬 필름으로 이루어진 전자파 차폐층;
    상기 전자파 차폐층 상에 형성되고, i) 투명 수지 재질의 기재 및 ii) 상기 기재의 일 면에 형성되고 광흡수 물질로 충진된 복수의 외광 차폐부들을 포함하는 외광 차폐 패턴을 포함하는 외광 차폐 부재;
    상기 외광 차폐 부재 상에 형성되고, 특정 파장대의 빛을 흡수하는 색소를 함유하는 색보정층; 및
    상기 기판의 타면에 형성된 반사방지층을 포함하는 디스플레이 장치용 필터로서,
    상기 외광 차폐부는 상기 기재의 일 면에 노출된 바닥면 및 상기 기재의 내부에 함몰되어 있고 상기 외광 차폐부의 말단인 말단부를 포함하고, 상기 바닥면은 스트라이프 형상을 갖고 상기 말단부는 평면 상에서 보았을 때 지그재그로 형성된 곡선 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 필터.
  8. 음각 패턴이 형성된 제1 몰드를 준비하는 단계;
    상기 제1 몰드 상에 이형성 수지를 도포 및 경화하여, 상기 이형성 수지로 이루어지고 양각 패턴을 갖는 템플릿을 준비하는 단계;
    상기 템플릿을 제 2 몰드로 하여, 제1 경화성 수지를 도포 및 경화한 후 음각 패턴을 갖는 제1 경화성 수지 부재를 형성하고 상기 제1 경화성 수지 부재를 상기 제2 몰드로부터 분리하는 스탬핑 단계를 반복 수행함으로써 상기 템플릿의 형태를 변형시키는 스웰링 단계;
    상기 스웰링된 템플릿 상에 제2 경화성 수지를 도포 및 경화한 후, 상기 템플릿으로부터 분리하여 음각 패턴을 갖는 제2 경화성 수지 부재를 형성하는 단계; 및
    상기 제2 경화성 수지 부재의 음각 패턴 내부에 광흡수 물질을 충진하는 단계;
    를 포함하는 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이형성 수지는 실리콘계 수지인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 이형성 수지는 폴리디메틸실록산(PDMS)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 경화성 수지는 알킬 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 부틸 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 모노머를 포함하는 자외선 경화성 수지인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 스웰링 단계에서 상기 템플릿의 양각 패턴은 스트라이프 형태에서 사인파 곡선(sinusoidal structure) 형태로 변형되고, 상기 스탬핑 단계가 반복 수행됨에 따라 상기 사인파 곡선 형태의 진폭이 증가하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재의 제조 방법.
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