KR20010017016A

KR20010017016A - 플라즈마 표시 장치용 광학 필터

Info

Publication number: KR20010017016A
Application number: KR1019990032307A
Authority: KR
Inventors: 장태웅
Original assignee: 김순택; 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 1999-08-06
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2001-03-05
Also published as: KR100424254B1; US6391462B1

Abstract

본 발명은 투명기판, 이 투명기판상에 형성되어 있고, 티탄 산화물(TiO₂), 아연 산화물(ZnO), 인듐 산화물(In₂O₃), 주석 산화물(SnO₂), 카드뮴 산화물(CdO)중에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물 또는 이 금속 산화물에 In, Ga, Al, Sn 및 Sb 중에서 선택된 하나 이상의 금속이 도핑된 재료로 이루어진 제1투명유전층, 상기 제1투명유전층 상부에 형성되어 있는 은(Ag)층; 상기 은층 상부에 형성되어 있으며, 이 은층의 은이 상부층으로 확산되는 것을 방지하기 위한 은 확산 방지 금속층 및 상기 은 확산 방지 금속층 상부에 형성되어 있으며, 티탄 산화물(TiO₂), 아연 산화물(ZnO), 인듐 산화물(In₂O₃), 주석 산화물(SnO₂), 카드뮴 산화물(CdO) 중에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물 또는 이 금속 산화물에 In, Ga, Al, Sn, Sb 중에서 선택된 하나 이상의 금속이 도핑된 재료로 이루어진 제2투명유전층을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치용 광학 필터를 제공한다. 본 발명에 따른 광학필터에서는 청색 가시광 영역에서의 투과도가 적색 및 녹색 영역에 비하여 높은 값을 나타내므로 청색 형광체의 발광 휘도가 저하되는 것을 억제할 수 있다. 그리고 자외선 및 적외선 특히 근적외선을 차단하는 기능이 우수할 뿐만 아니라 자체적으로 반사방지기능을 가지고 있어서 별도의 반사방지막이나 근적외선 차단필름이 불필요하다. 또한, 가시광 영역의 광 투과도가 증가되므 콘트라스트 특성이 개선될 뿐만 아니라 전자파 차단 기능이 우수하다.

Description

플라즈마 표시 장치용 광학 필터{Optical filter for plasma display device}

본 발명은 플라즈 표시 장치용 광학 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 광 투과도와 반사율 특성이 우수한 플라즈마 표시 장치용 광학 필터에 관한 것이다.

통상적으로 플라즈마 표시 장치는 가스 방전 현상을 이용하여 화상을 표시하기 위한 것으로서, 표시용량, 휘도, 콘트라스트, 잔상, 시야각 등의 각종 표시능력이 우수하여, 음극선관을 대체할 수 있는 표시 장치로 각광을 받고 있다. 이러한 플라즈마 표시 장치는 전극에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 전극 사이의 가스에서 방전이 발생하고, 여기에서 수반되는 자외선의 방사에 의하여 형광체를 여기시켜 발광하게 된다.

도 1에는 일반적인 플라즈마 표시 장치의 구조에 대한 개략적인 분해 사시도이며, 도 2는 패널 조립체의 일부에 대한 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 플라즈마 표시 장치는 케이스 (11)와, 상기 케이스 (11)의 상부를 덮는 커버 (15)와, 상기 케이스 (11)내에 수용되는 구동 회로 기판 (12), 패널 조립체 (13) 및 광학필터 (14)를 구비한다. 패널 조립체 (13)는 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 갖는다. 즉, 전면 유리 기판 (21)과 배면 유리 기판 (22)사이에 투명 표시 전극인 제1전극 (23a)과 어드레스 전극인 제2전극 (23b)이 형성된다. 제1전극 (23a)과 제2전극 (23b)은 전면 유리 기판 (21) 및 배면 유리 기판 (22)의 내표면에 상호 직각이 되도록 형성된다. 한편, 배면 유리 기판 (22)에는 유전층(24')의 상부 표면에 격벽 (27)이 형성되며, 격벽 (27)에 의해 셀 (29)이 형성된다. 이 셀 (29)내에는 아르곤과 같은 불활성 개스가 충전된다. 또한 각각의 셀 (29)을 형성하는 격벽 (27)의 내측에는 소정 부위에 형광체 (28)가 도포된다. 유전층 (24)의 상부에는 보호막 (25)이 형성된다.

도 1의 구동 회로 기판 (12)은 패널 조립체 (13)에 형성된 도 2의 전극 (23a) 및 (23b)에 대한 구동 전압을 인가하고 장치 전체를 전자적으로 제어할 수 있도록 각종의 전자 부품을 탑재하고 있다. 그리고, 패널 조립체 (13)의 전면에는 광학 필터 (14)가 구비되는데, 이는 패널 조립체 (13)로부터 발생하는 전자기파가 사용자에게 누설되는 것을 차단하면서 외광의 반사 방지 기능을 가지고 있고 도 3에 도시된 바와 같은 단면 구조를 갖는다.

도 3을 참조하면, 종래기술에 따른 광학필터는 투명기판 (31)의 전면에 외광의 반사 방지 기능을 가지고 있는 반사방지막 (32)이 형성되어 있고, 이 투명기판 (31)의 배면에는 전자파 차단막 (30)이 형성되어 있는 구조를 갖고 있다.

상기 반사방지막 (32)는 산화규소, 이산화티탄 등의 물질로 이루어지고, 전자파 차단막 (33)은 도전성이 우수한 재료(예를 들어, 은(Ag))로 된 도전막이다. 이 때 전자파 차단막 (33)은 도 1의 커버 (15)를 통해 케이스 (11)로 접지된다. 즉, 패널 조립체 (13)로부터 발생된 전자파가 사용자에게 도달하기 전에, 이를 전자파 차단막을 통해서 커버 (15)와 케이스 (11)로 접지시키는 것이다. 이를 위해서 광학필터 (14)의 전자파 차단막 (30)은 커버 (15) 및 케이스 (11)와 전기적으로 연결되어 있는 것이다.

그런데, 종래기술에 따른 광학 필터는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다. 즉, 전자 차단막으로 사용되는 은막이 반사율이 10% 정도로 높은 편이라서 반사방지막을 반드시 형성해야 하며, 광학필터 자체가 패널 조립체로부터 발생된 적외선 차단 효과가 미미하거나 거의 없기 때문에 광학필터의 전자파 차단막과 패널 조립체 사이에 적외선 차단 필름(미도시)을 더 형성하여 표시 장치의 오동작을 막아야만 한다. 그리고 가시광 파장 영역의 광 투과도 특성이 감소되어 콘트라스트 특성이 저하되며, 이밖에도 청색 형광체가 적색 및 녹색 형광체의 경우와 비교해 볼 때 그 발광 휘도 특성이 불량하여 청색 가시광 영역의 색보정에 대한 필요성이 점차 높아지고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 가시광 영역의 반사율이 감소되어 콘트라스트 특성이 향상되고 청색 영역의 색보정이 이루어질 뿐만 아니라 전자파와 근적외선이 효율적으로 차단가능하고 반사 방지 기능을 갖고 있는 플라즈마 표시 장치용 광학필터를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 플라즈마 표시 장치의 구조에 대한 개략적인 분해 사시도이며,

도 2는 패널 조립체의 일부에 대한 분해 사시도이고,

도 3은 종래기술에 따른 광학필터의 단면을 나타낸 도면이고,

도 4-6은 본 발명에 따른 광학필터의 단면을 나타낸 도면들이고,

도 7은 실시예 1에 따른 광학필터를 채용한 플라즈마 표시 장치에 있어서, 광파장에 따른 빛의 투과도 특성을 나타낸 도면이고,

도 8은 실시예 1에 따른 광학필터를 채용한 플라즈마 표시 장치에 있어서, 광파장에 따른 빛의 반사율 특성을 나타낸 도면이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

11... 케이스 12... 구동 회로 기판

13... 패널 조립체 14... 광학필터

15... 커버 21... 전면 유리 기판

22... 배면 유리 기판 23a, 23b... 투명 전극

24, 24'... 유전층 25... 보호막

27... 격벽 28... 형광체

29. 셀 30... 전자차 차단막

31, 41, 51,61... 투명기판 32... 반사방지막

42, 42', 52, 52', 52", 62, 62", 62"'... 투명유전체층

43, 53, 53', 63, 63', 63"... 은

44, 54, 54', 64, 64', 64"... 은 확산 방지막

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는,

투명기판;

이 투명기판상에 형성되어 있고, 티탄 산화물(TiO₂), 아연 산화물(ZnO), 인듐 산화물(In₂O₃), 주석 산화물(SnO₂), 카드뮴 산화물(CdO)중에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물 또는 이 금속 산화물에 In, Ga, Al, Sn, Sb중에서 선택된 하나 이상의 금속이 도핑된 재료로 이루어진 제1투명유전층;

상기 제1투명유전층 상부에 형성되어 있는 은(Ag)층;

상기 은층 상부에 형성되어 있으며, 이 은층의 은이 상부층으로 확산되는 것을 방지하기 위한 은 확산 방지 금속층; 및

상기 은 확산 방지 금속층 상부에 형성되어 있으며, 티탄 산화물(TiO₂), 아연 산화물(ZnO), 인듐 산화물(In₂O₃), 주석 산화물(SnO₂), 카드뮴 산화물(CdO) 중에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물 또는 이 금속 산화물에 In, Ga, Al, Sn, Sb 중에서 선택된 하나 이상의 금속이 도핑된 재료로 이루어진 제2투명유전층;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치용 광학 필터를 제공한다.

본 발명의 광학필터는 또한 상기 제2투명유전층 상부에는, 은층/은 확산 방지 금속층/제3투명유전층이 더 형성되어 있거나 또는 은층/은 확산 방지 금속층/제3투명유전층/은층/은 확산 방지 금속층/제4투명유전층이 더 형성되어 있는 구조를 갖기도 한다. 이 때 은 확산방지 금속층이 구리, 티탄으로로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어진다.

본 발명의 광학 필터는 도 4에 도시된 바와 같은 구조를 갖는다.

도 4를 참조하면, 투명기판 (41)상에 제1투명유전체층 (42)이 형성되어 있고, 이 제1투명유전체층 (42) 상부에 은층 (43)과 은 확산방지 금속층 (44)과 제2투명유전체층 (42')이 순차적으로 형성되어 있다. 여기에서 제1투명유전체층 (42)은 TiO₂, ZnO 및 ITO중에서 선택된 하나의 금속 산화물 또는 이 금속 산화물에 In, Ga, Al, Sn, Sb 와 같은 금속이 도핑된 재료로 이루어져 있고, 은 확산방지 금속층 (44)은 구리, 티탄 또는 그 혼합물로 이루어져 있어서 은이 상부층으로 확산되는 것을 방지하는 기능이외에 청색 가시광 영역의 색보정을 하는 기능도 갖고 있다.

상기 은층 (43)의 두께는 30 내지 500Å인 것이 바람직하다. 은층의 두께가 30Å 미만인 경우에는 저항과 근적외선 차폐율이 낮아지고 500Å을 초과하는 경우에는 투과율 감소와 반사율 증가로 인하여 바람직하지 못하다. 그리고 은 확산 방지 금속층 (44)의 두께는 10 내지 100Å인 것이 바람직하다. 은 확산 방지 금속층의 두께가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 광투과율 특성면에서 바람직하지 못하다.

최외곽층인 제2투명유전체층 (42')은 제1투명유전체층 (42)과 마찬가지로 TiO₂, ZnO 및 ITO중에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물 또는 이 금속 산화물에 In, Ga, Al, Sn, Sb 과 같은 금속이 도핑된 재료로 이루어지는데, 특히 TiO₂로 이루어지는 것이 바람직하다. 그 이유는 TiO₂가 굴절률이 2.3487로 높고 경도 특성이 우수하기 때문이다.

그리고 투명기판 (41)은 투명성 재질로 형성되며, 구체적인 예로서 유리 기판, 아크릴 등이 있다.

본 발명의 광학필터는 도 4의 기본 구조이외에 도 5 및 6에 도시된 바와 같은 변형 구조도 가능하다.

도 5를 참조하면, 도 4의 기본구조를 갖는 광학 필터의 제2투명유전체층 (52') 상부에 은층 (53')과 은 확산방지막 (54')과 제3투명유전체층 (52")이 순차적으로 형성되어 있다. 그리고 도 6을 참조하면, 도 5에 따른 광학필터의 제3투명유전체층 (62")상부에 은층 (63")과 은 확산방지막 (64")과 제4투명유전체층 (62"＇)이 순차적으로 형성되어 있는 구조를 갖고 있다.

도 4-6의 구조를 갖는 본 발명의 광학필터는 광투과율과 반사율 특성이 우수하여 자외선과 적외선 특히, 근적외선을 효율적으로 차단하고 자체적으로 반사 방지 기능을 가지고 있는 동시에, 전자파 차단 기능이 우수하다. 따라서, 별도의 반사 방지막이나 적외선 차단 필름이 불필요하다. 그리고 특히 은 확산방지막으로 사용된 구리막은 녹색과 적색 영역에 비하여 청색 가시광의 투과율을 높여 청색 형광체의 발광 휘도가 떨어지는 현상을 보완하는 기능을 갖고 있다. 또한, 가시광 파장 영역의 광투과도를 높여 콘트라스트 특성이 개선된다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

유리 기판상에 300Å 두께의 TiO₂막을 형성한 다음, 이 TiO₂막 상부에 100Å 두께의 Ag막을 형성하였다. 이 Ag막 상부에 30Å 두께로 Cu막을 형성한 다음, 550Å 두께의 TiO₂막을 형성하였다.

이 TiO₂막 상부에 12Å 두께의 Ag막을 형성한 다음, 이 Ag막 상부에 30Å 두께로 Ti막을 형성한 다음, 600Å 두께의 TiO₂막을 형성하였다. 이어서, 이 TiO₂막 상부에 140Å 두께의 Ag막을 형성한 다음, 이 Ag막 상부에 30Å 두께로 Cu막을 형성한 다음, 300Å 두께의 TiO₂막을 형성함으로써 플라즈마 표시 장치용 광학필터를 완성하였다.

상기 실시예 1에서 각층의 굴절율 및 소멸계수(extinction coefficient)는 하기 표 1과 같다. 그리고 표 1에서 참고로 공기의 굴절율과 소멸계수를 함께 나타내었다.

층	굴절율	소멸계수
공기(air)	1.0000	0.0000000
TiO₂막	2.3487	0.0003743
Cu	0.8380	2.6725000
Ag	0.0510	2.9600000
TiO₂막	2.3487	0.0003743
Ti	2.3696	3.1729090
Ag	0.0510	2.9600000
TiO₂막	2.3487	0.0003743
Cu	0.8380	2.6725000
Ag	0.0510	2.9600000
TiO₂막	2.3487	0.0003743
유리기판	1.5209	0.0000000

실시예 2

TiO₂막 대신 ZnO막을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 플라즈마 표시 장치용 광학 필터를 완성하였다.

실시예 3

TiO₂막 대신 ln₂O₃막을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 플라즈마 표시 장치용 광학 필터를 완성하였다.

상기 실시예 1에 따른 광학필터를 채용한 플라즈마 표시 장치에 있어서, 광파장에 따른 빛의 투과도 및 반사율 특성을 조사하여 도 7 및 8에 나타내었다.

이를 참조하면, 가시광 파장 영역의 광 투과율은 60% 정도를 나타내고 자외선 영역 및 적외선 파장 영역의 광은 10% 이하로 차단시켜 준다. 또한 근적외선 차단율이 850nm에서 5% 이하로 패널 조립체에서 발생되는 근적외선 파장 영역의 광을 차단시키는 효과가 뛰어나고, 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이 가시광 영역에서 자체적으로 반사 방지 기능을 가지고 있으므로 추가적인 반사방지막이 필요없음을 확인할 수 있었다.

또한, 상기 실시예 1-3에 따른 광학필터를 채용한 플라즈마 표시 장치에 있어서, 광학 필터의 표면저항치를 조사하였다.

그 결과, 광학필터의 표면저항치는 0.45Ω/□로 플라즈마 표시 장치의 전자파 차폐 요구치(3Ω/□)를 만족시킬 정도로 전자파 차단 능력이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

그리고 상기 실시예 1-3에 따른 광학필터를 채용한 플라즈마 표시 장치에 있어서, 가시광 파장 영역의 명실 콘트라스트 특성을 조사하였다. 여기에서 명실 콘트라스트 특성은 {암실 피크 휘도+반사휘도}/{암실 백그라운드 휘도+반사휘도}으로 표시된다.

조사 결과, 종래기술에 의한 경우에 비하여 콘트라스트 특성이 증가되는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따른 광학필터에서는 청색 가시광 영역에서의 투과도가 적색 및 녹색 영역에 비하여 높은 값을 나타내므로 청색 형광체의 발광 휘도가 저하되는 것을 억제할 수 있다. 그리고 자외선 및 적외선 특히 근적외선을 차단하는 기능이 우수할 뿐만 아니라 자체적으로 반사방지기능을 가지고 있어서 별도의 반사방지막이나 근적외선 차단필름이 불필요하다. 또한, 가시광 영역의 광 투과도가 증가되므 콘트라스트 특성이 개선될 뿐만 아니라 전자파 차단 기능이 우수하다.

Claims

투명기판;

이 투명기판상에 형성되어 있고, 티탄 산화물(TiO₂), 아연 산화물(ZnO), 인듐 산화물(In₂O₃), 주석 산화물(SnO₂), 카드뮴 산화물(CdO)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 산화물 또는 이 금속 산화물에 In, Ga, Al, Sn 및 Sb로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속이 도핑된 재료로 이루어진 제1투명유전층;

상기 제1투명유전층 상부에 형성되어 있는 은(Ag)층;

상기 은층 상부에 형성되어 있으며, 이 은층의 은이 상부층으로 확산되는 것을 방지하기 위한 은 확산 방지 금속층; 및

상기 은 확산 방지 금속층 상부에 형성되어 있으며, 티탄 산화물(TiO₂), 아연 산화물(ZnO), 인듐 산화물(In₂O₃), 주석 산화물(SnO₂), 카드뮴 산화물(CdO) 중에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물 또는 이 금속 산화물에 In, Ga, Al, Sn, Sb 중에서 선택된 하나 이상의 금속이 도핑된 재료로 이루어진 제2투명유전층;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치용 광학 필터.
제1항에 있어서, 상기 제2투명유전층 상부에, 은층/은 확산 방지 금속층/제3투명유전층이 더 형성되어 있거나 또는 은층/은 확산 방지 금속층/제3투명유전층/은층/은 확산 방지 금속층/제4투명유전층이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치용 광학 필터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 은 확산방지 금속층이 구리, 티탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치용 광학 필터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 은층의 두께가 30 내지 500Å인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치용 광학 필터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 은 확산 방지 금속층의 두께가 10 내지 100Å인 것을 특징으로 하는 플라즈마 표시 장치용 광학 필터.