KR20080064486A

KR20080064486A - 색 재현 면적의 개선을 위한 광학 시트 및 디스플레이 광학필터

Info

Publication number: KR20080064486A
Application number: KR1020070001461A
Authority: KR
Inventors: 이혜경; 손인성; 조성님
Original assignee: 삼성코닝정밀유리 주식회사
Priority date: 2007-01-05
Filing date: 2007-01-05
Publication date: 2008-07-09
Also published as: JP2008170989A; US20080164799A1

Abstract

디스플레이 광학 필터에 적용되는 광학 시트는 복수의 패턴 홈을 포함하는 투명 기재 및 패턴 홈에 충진되는 차광 패턴을 포함한다. 투명 기재로는 PET, 아크릴, PC 등의 투명한 재질의 필름이 사용될 수 있으며, 패턴 홈은 일정한 크기 및 주기로 형성된다. 차광 패턴은 상기 패턴 홈에 채워지는 물질로 구성되며, 패턴 홈에 빛을 흡수 또는 차단할 수 있는 물질로 채워질 수 있다. 특히, 외부 조도를 0 Lux에서 250 Lux로 상승할 때, CIE 색 좌표계에서 색재현 면적의 감소(NTSC 기준)가 9%이하인 것을 특징으로 가지며, 광학 시트를 사용하지 않은 경우보다 색재현 면적의 감소 정도가 작게 나타난다.

Description

색 재현 면적의 개선을 위한 광학 시트 및 디스플레이 광학 필터 {OPTICAL SHEET AND DISPLAY OPCTICAL FILTER FOR INCREASING COLOR GAMUT}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터 및 광학 시트를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2는 CIE 색 좌표계에 따른 색 재현 면적 변화를 설명하기 위한 다이어그램이다.

도 3은 도 1에 따른 디스플레이 광학 필터와 비교예 1을 비교하기 위해 측정 조도에 따른 색 재현 면적의 감소를 도시한 다이어그램이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100：광학 시트 110：투명 필름

112：패턴 홈 120：차광 패턴

본 발명은 디스플레이용 광학 필터에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 명실 조건에서 명암대비비를 향상시킬 수 있는 광학 시트 및 디스플레이 광학 필터에 관한 것이다.

플라즈마 디스플레이 패널(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 표시장치로서, 고품질의 디지털 텔레비전으로 가장 적합한 특성을 갖추고 있는 것으로 평가되고 있기 때문에 종래의 음극선관 세트를 대체할 수 있는 디스플레이 장치로 각광받고 있다.

일반적으로 PDP 장치는 전극에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 전극 사이의 가스에서 방전이 발생하고, 여기에서 수반되는 자외선의 방사에 의하여 형광체를 여기시켜 발광하게 된다.

하지만, PDP 장치는 구동 특성 상 전자파 및 근적외선의 방출량이 많으며, 이는 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있고, 무선 전화기나 리모콘 등 정밀기기의 오동작을 유발할 수도 있다. 또한, 형광체의 표면반사가 높을 뿐만 아니라, 봉입가스인 헬륨(He)이나 제논(Xe)에서 오렌지 광이 방출될 수 있는데 이 오렌지 광에 의해 PDP장치에서 색순도가 음극선관에 미치지 못하는 단점이 있다

따라서, 이러한 PDP 장치를 만들기 위해서는 PDP 장치로부터 방출되는 전자파와 근적외선의 방출을 소정치 이하로 억제하는 것이 요구되고 있다. 이러한 기능성 필름들을 적층한 구조로 PDP 장치 전면에 위치한 것을 PDP 필터라고 한다.

PDP 필터의 주요 기능으로는 EMI(Electromagnetic Interference) 차폐 기능, 리모컨 조절과 적외선 통신 장애 방지를 위한 근적외선(NIR) 차단 기능, 플라 즈마 방전 기체로 사용되는 네온 가스에서 방출되는 오렌지광을 흡수해 색순도를 향상시키는 색보정 기능, 외광 반사 방지를 위한 반사 방지 기능이 있다. 여기에 최근에는 PDP의 단점인 명실 명암비 향상을 위해 외광 흡수 기능이 있다.

이중 외광 흡수 기능을 갖는 광학필름은 외부 환경광이 PDP 패널의 방전셀로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 하지만, 외부 환경광에 의한 밝기가 증가할수록 색 재현성이 감소하는 경향이 있으며, 명실(明室)에서 색 재현성이 떨어질 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 명실 조건에서 양호한 색 재현성을 유지할 수 있는 광학 시트 및 디스플레이 광학 필터를 제공한다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 디스플레이 광학 필터에 적용되는 필름 중 하나인 광학 시트는 복수의 패턴 홈을 포함하는 투명 기재 및 패턴 홈에 충진되는 차광 패턴을 포함한다. 투명 기재로는 PET, 아크릴, PC 등의 투명한 재질의 필름이 사용될 수 있으며, 패턴 홈은 일정한 크기 및 주기로 형성된다. 차광 패턴은 상기 패턴 홈에 채워지는 물질로 구성되며, 패턴 홈에 빛을 흡수 또는 차단할 수 있는 물질로 채워질 수 있다.

특히, 본 발명은 외부 조도를 0 Lux에서 250 Lux로 상승할 때, CIE 색 좌표계에서 색재현 면적의 감소가 0.015이하인 특징으로 가지며, 상기 광학 시트를 사용하지 않은 경우보다 색재현 면적의 감소가 작게 나타날 수가 있다.

참고로, 차광 패턴은 사다리꼴, 쐐기형, 삼각형, 반구형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 차광 물질 역시 블랙 카본 등이 사용될 수가 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 필터 및 광학 시트를 설명하기 위한 단면도이며, 도 2는 CIE 색 좌표계에 따른 색 재현 면적 변화를 설명하기 위한 다이어그램이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 광학 필터는 반사방지 필름(20), 유리기판(30), 전자파 차단 필름(40), 차광용 광학 시트(100) 및 색 보정 필름(50)을 포함한다. 차광용 광학 시트(100)는 유리 기판(20)의 일면에서 전자파 차단 필름(40)와 함께 제공되며, 유리 기판(20)의 반대면으로 반사방지 필름(20)이 제공된다. 그리고, 광학 시트(100) 상으로 색 보정 필름(50)이 형성될 수 있다. 광학 필터에서 반사방지 필름(20)은 PDP 등 디스플레이 장치의 바깥쪽을 향하도록 장착되며, 내부에서 발생한 입사광(I)은 색 보정 필름(50)을 통해 반사방지 필름(20)을 통과하면서 시청자에게 전달될 수 있다.

본 실시예에서는 상기 순서에 따르지만, 다르게는 반사방지 필름, 유리기판, 전자파 차단 필름, 차광용 광학 시트 및 색 보정 필름 중 적어도 하나를 포함하는 다양한 구성이 적용될 수 있으며, 그 적층 순서도 다양하게 변경될 수 있다.

본 실시예에 따른 차광용 광학 시트(100)는 패턴 홈(112)을 갖는 투명 필름(110) 및 차광 패턴(120)을 포함한다. 투명 필름(110)의 일면으로 사다리꼴 형상의 패턴 홈(112)이 형성되며, 패턴 홈(112)에 광 흡수 물질이 충진되어 차광 패턴(120)이 제공될 수 있다.

투명 필름(110)은 투명한 기재로 제공될 수 있으며, 그 재질로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate), 아크릴(Acryl), 폴리카보네이트(Polycabonate), 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate), 폴리에스테르(Polyester), 에폭시 아크릴레이트(Epoxy Acrylate), 브롬화 아크릴레이트 (Brominate Acrylate) 등이 사용될 수 있다.

대부분의 외부 환경광(II)은 주로 천정에 설치된 조명기구에 기인하기 때문에, 외부 환경광(II)은 디스플레이 장치의 위쪽에서 유입될 수 있다. 따라서 차광 패턴(120)은 거의 수평하게 형성되는 것이 일반적이다. 차광 효율을 높이기 위해 차광 패턴은 쐐기형태로 제공될 수 있으며, 이때 외광을 흡수하는 면적이 넓어 흡수 효율에 있어 유리할 수가 있다. 이때 쐐기형의 단면을 갖는 차광 패턴은 명실 조건에서 외부 환경광을 효율적으로 흡수하여 명실 조건에서의 명암비를 더욱 향상시킬 수가 있다.

투명 필름에 패턴 홈을 형성하기 위해서는 다양한 방법이 사용될 수 있다. 그 중 하나로 투명 필름의 일면에 UV 경화제를 도포하고, UV 경화제가 도포된 면에 돌출된 쐐기 형상의 구조물로 찍어 그와 반대되는 형상의 홈을 만들 수 있다. 홈의 외형을 형성한 후, 홈이 형성된 투명 필름을 자외선에 노출시켜 UV 경화제에 의한 코팅면을 형성할 수가 있다.

이 외에도 투명 필름에 홈을 형성하기 위해서, 가열된 금형을 이용할 수 있다. 즉, 가열된 금형에 열가소성 수지에 압박하여 원하는 형상의 홈을 형성할 수 있으며(열 프레스법), 열가소성 수지 조성물을 금형 내에 주입하고 고화시켜 금형에 대응하는 홈을 형성할 수가 있다(캐스팅법). 또한, 유사한 방법으로 사출 성형을 이용한 방법도 있다(사출성형법).

도시된 바와 같이, 투명 필름(110)에 홈을 형성하여 일종의 투명 렌즈를 형성할 수 있다. 홈이 형성된 투명 필름(110)에 광 흡수를 위한 흑색 안료 및 카본 블랙(carbon black) 등 착색입자가 포함된 수지를 와이핑(wiping)법 등을 이용해 채운 후 자외선으로 경화시킨다. 착색 물질에 전기 전도성을 부여해 EMI 차폐 기능을 부가 하기 위해 착색 물질로는 전도성이 높은 CNT나 산화구리, ITO등을 전도성 고분자에 혼합해 사용할 수 있다. 이때 차광 패턴(120)의 선폭은 약 10~50㎛ 정도 형성되도록 할 수 있다.

차광 패턴(120)을 형성한 후, 투명 필름(110) 반대면에 지지체(130)를 형성할 수도 있다. 즉, 차광 패턴(120)이 형성된 투명 필름(110)는 전자파 차단 필름(40) 또는 다른 필터 베이스에 직접 형성될 수도 있지만, 도 1에 도시된 바와 같이 지지체(130)에 투명 필름(110)을 형성한 후 전자파 차단 필름(40)에 결합할 수 있다. 지지체(130)는 차광 패턴(120)이 형성된 투명 필름(110)을 지지하는 역할을 할 수 있다.

다시 도1을 참조하면, 광학 시트(100)를 제작하기 위해서, 광학용 PET 투명 필름(110)의 한 면에 마이크로 비아를 이용해 우레탄아크릭 UV 수지를 약 200㎛ 두께로 코팅한 후, 비대칭을 이루는 쐐기형태의 금형을 이용해 패턴 홈(112)을 형성하고 UV 경화시킬 수 있다. 평균 입경 약 50㎛인 카본 블랙이 약 3% 중량비로 분산되어 있는 블랙 잉크를 UV 경화 수지에 혼합해 고형분이 약 20% 정도인 블랙 수지를 만들 수 있다. 이 블랙 잉크가 혼합된 수지를 쐐기 형태의 홈이 형성된 투명 필름(110) 위에 붓고, 표면을 닦아내는 와이핑(wiping) 방법으로 쐐기 형태의 패턴 홈(112)에 광 흡수 물질을 채울 수 있다.

도 2를 참조하면, 국제조명위원회(CIE)에서 지정한 색 좌표계가 도시되어 있다. CIE 색 좌표계라 함은 국제 조명 위원회(CIE)에서 제정한 색상 표시 체계로 1976년 제정된 것 외에 여러 종류가 있다. CIE 색상은 표준광원에서 색상을 수치화하여 색상에 대한 객관성을 유지하고, 색상을 과학적으로 측정할 수 있도록 한 것이다. 일반적으로 CIE 색상체계는 3차원 공간상에서 "z"축은 "L"값으로 명도를, "x" 축은 "a"값으로 빨강(+ 방향)과 녹색(-방향)을, 'y"축은 "b"값으로 노랑(+ 방향)과 파랑(-방향)을 나타낸 것으로서, 도 2에서는 x-y축 성분에 대한 값만 표시되고 있다. 도 2에서 RGB로 표현될 수 있는 색의 범위 및 NTSC 방송 방식에서 표현 가능한 색재현 범위가 도시되어 있다.

도 2에서 실시예 1은 도 1에 도시된 디스플레이 광학 필터를 이용한 것이 며, 비교예 1은 광학 시트(100) 없이 디스플레이 광학 필터를 구성한 것이다. 다음 [표 1] 및 [표 2]는 측정 조도에 따른 색 재현 면적의 변화 및 좌표 변화를 정리한 표들이다.

[표 1]을 참조하면, NTSC 방송 방식에서 표현 가능한 색재현 범위를 100으로 하였을 때, 실시예 1 및 비교예 1에 따른 색 재현 면적을 비교하여 수치화되어 있다. 또한, [표 2]를 참조하면, 측정 조도를 0 Lux에서 250 Lux로 증가시켰을 때, 실시예 1 및 비교예 1의 조건에서 RGB 원색들의 CIE 좌표 변화 값을 정리한 것이다.

상기 표들을 참조하면, 측정 조도를 0 Lux, 150 Lux 및 250 Lux로 변화시켰을 때, 비교예 1에서는 색 재현 면적이 각각 94.2%, 84.9% 및 81.4%로 나타났으며, 같은 조건 하에서 실시예 1에서는 색 재현 면적이 각각 95.2%, 91.2% 및 88.5%로 나타났다. 즉, 외부의 측정 조도를 0 Lux에서 250 Lux로 상승할 때, CIE 색 좌표계에서 색재현 면적의 감소가 약 6.7%로 나타났으며, 이는 약 9% 이하로 색재현 면적의 감소가 적게 나타나는 것을 알 수 있다.

외부 조도를 0 Lux에서 250 Lux로 상승할 때, CIE 색 좌표계에서 적색(R)을 나타내는 색 좌표의　변화가 x성분에 대해 -0.015 변위가 있었으며, 이는 -0.020 ≤ △x ≤ 0에 해당한다. 또한, y 성분에 대해 0.000의 변위가 있었으며, 이는 -0.001 ≤　△y ≤ 0.001　에 해당한다.

녹색(G)을 나타내는 색 좌표의　변화가 x성분에 대해 0.003의 변위가 있었으며, 이는 0 ≤ △x ≤ 0.005에 해당한다. 또한, y 성분에 대해 -0.014의 변위가 있었으며, 이는 -0.020 ≤　△y ≤ 0.020에 해당한다.

청색(B)을 나타내는 색 좌표의　변화가 x성분에 대해 0.004의 변위가 있었으며, 이는 -0.005 ≤ △x ≤ 0.005에 해당한다. 또한, y 성분에 대해서도 0.007의 변위가 있었으며, 이는 -0.010 ≤　△y ≤ 0.010　에 해당한다.

실제로, 색 재현 면적의 감소를 기울기로 비교하여도, 비교예 1에서 감소 기울기가 약 0.522로 나타난 반면, 실시예 1에서는 감소 기울기가 약 0.267로 나타났다. 즉, 외부 조도를 0 Lux에서 250 Lux로 상승할 때, CIE 색 좌표계에서 색재현 면적의 변화 기울기가 0.267으로 그 기울기가 0 ~ 0.5 의 범위에 해당했다.

상기 내용을 보면, 기본적으로 같은 조건(예를 들어 동일 측정 조도) 하에서, 실시예 1에 의한 색 재현 면적이 비교예 1에 의한 것보다 큰 값을 가지는 것을 알 수 있으며, 측정 조도가 계속 증가하여도 색 재현 면적이 감소하는 경향이 작은 것을 알 수 있다.

도 3은 도 1에 따른 디스플레이 광학 필터와 비교예 1을 비교하기 위해 측정 조도에 따른 색 재현 면적의 감소를 도시한 다이어그램이다. 도 3을 참조하면, 실시예 1보다 비교예 1에서 색 재현 면적의 감소 경향이 더 큰 것을 알 수 있다.

즉, 본 실시예에 따르면, 측정 조도가 증가할수록 색 재현 면적도 상대적으로 작은 차로 감소하며, 비교예 1과 비교하여도 명실 조건에서의 색순도와 화질이 우수한 것을 알 수 있다. 일반적으로 외부의 조도가 증가할수록 색 재현 면적은 감소하게 되는데, 본 실시예에서는 다른 종래 필터보다 그 감소 정도가 약 50% 정도로 줄어드는 효과를 얻을 수가 있었다.

본 발명은 명실 조건에서 양호한 색 재현성을 유지할 수 있으며, 종래의 광학 필터 또는 광학 시트를 사용하는 경우보다 측정 조도 증가에 따른 색 재현 면적을 감소 경향을 줄일 수가 있다. 일반적으로 외부의 조도가 증가할수록 색 재현 면적은 감소하게 되는데, 본 발명에 따르면, 종래 필터보다 그 감소 정도가 약 50% 정도로 줄어드는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 종래의 광학 필터 또는 광학 시트를 사용하는 경우보다 명실 조건에 서의 색순도와 화질이 더 향상시킬 수가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

디스플레이 광학 필터에 적용되는 광학 시트에 있어서,

복수의 패턴 홈을 포함하는 투명 기재; 및

상기 패턴 홈에 충진되는 차광 패턴을 포함하는 광학 시트;를 구비하며,

외부 조도를 0 Lux에서 250 Lux로 상승할 때, CIE 색 좌표계에서 색재현 면적의 감소가 9%이하인 디스플레이 필터용 광학 시트.
제1항에 있어서,

외부 조도를 0 Lux에서 250 Lux로 상승할 때, CIE 색 좌표계에서 적색(R)을 나타내는 색 좌표의　변화가 x성분에 대해 -0.020 ≤ △x ≤ 0, y 성분에 대해 -0.001 ≤　△y ≤ 0.001　인　디스플레이 필터용 광학 시트.
제1항에 있어서,

외부 조도를 0 Lux에서 250 Lux로 상승할 때, CIE 색 좌표계에서 녹색(G)을 나타내는 색 좌표의　변화가 x성분에 대해 0 ≤ △x ≤ 0.005, y 성분에 대해 -0.020 ≤　△y ≤ 0.020　인　디스플레이 필터용 광학 시트.
제1항에 있어서,

외부 조도를 0 Lux에서 250 Lux로 상승할 때, CIE 색 좌표계에서 청색(B) 을 나타내는 색 좌표의　변화가 x성분에 대해 -0.005 ≤ △x ≤ 0.005, y 성분에 대해 -0.010 ≤　△y ≤ 0.010　인　디스플레이 필터용 광학 시트.
제1항에 있어서,

외부 조도를 0 Lux에서 250 Lux로 상승할 때, CIE 색 좌표계에서 색재현 면적의 변화 기울기가 0 이상 0.5이하 인 디스플레이 필터용 광학 시트.
복수의 필름들을 포함하는 디스플레이 광학 필터에 있어서,

상기 복수의 필름 중,

복수의 패턴 홈을 포함하는 투명 기재 및 상기 패턴 홈에 충진되는 차광 패턴을 포함하는 광학 시트를 구비하며,

상기 광학 시트는 외부 조도를 0 Lux에서 250 Lux로 상승할 때, CIE 색 좌표계에서 색재현 면적의 감소가 0.015이하인 디스플레이 광학 필터.
제6항에 있어서,

외부 조도를 0 Lux에서 250 Lux로 상승할 때, CIE 색 좌표계에서

적색(R)을 나타내는 색 좌표의　변화가 x성분에 대해 -0.020 ≤ △x ≤ 0.020, y 성분에 대해 -0.001 ≤　△y ≤ 0.001　이고,

녹색(G)을 나타내는 색 좌표의　변화가 x성분에 대해 -0.005 ≤ △x ≤ 0.005, y 성분에 대해 -0.020 ≤　△y ≤ 0.020　이고,

청색(B)을 나타내는 색 좌표의　변화가 x성분에 대해 -0.005 ≤ △x ≤ 0.005, y 성분에 대해 -0.010 ≤　△y ≤ 0.010　인　디스플레이 광학 필터.
제1항에 있어서,

외부 조도를 0 Lux에서 250 Lux로 상승할 때, CIE 색 좌표계에서 색재현 면적의 변화 기울기가 0 이상 0.5이하 인 디스플레이 광학 필터.