KR20080093720A - 외광 차폐 부재 및 이를 포함한 디스플레이 장치용 필터 - Google Patents

외광 차폐 부재 및 이를 포함한 디스플레이 장치용 필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투명 수지 재질의 기재 및 상기 기재의 일 면에 형성되고, 광흡수 물질 및 도전성 물질이 충진 되어있는 복수의 쐐기형 외광 차폐부들을 구비한 외광 차폐 패턴을 포함하는 외광 차폐 부재 및 이를 포함하는 디스플레이 장치용 필터를 제공한다. 상기 외광 차폐 부재는 동시에 외광 차폐와 전자파 차폐가 가능하여, 전자파 차폐층의 기능을 보완 또는 대체할 수 있어 경제적이다.

Description

외광 차폐 부재 및 이를 포함한 디스플레이 장치용 필터{External light shielding member and filter for display apparatus having the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PDP 장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PDP 필터를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 외광 차폐 부재를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 외광 차폐 부재를 나타내는 단면도이다.
[도면의 주요 부호에 대한 설명]
100: PDP 장치 110: 케이스
120: 구동 회로 기판 130: 패널 어셈블리
140: PDP 필터 150: 커버
200: PDP 필터 210: 투명기판
220: 전자파 차폐층 230: 외광 차폐 부재
232: 기재 234: 외광 차폐 패턴
240: 색보정층 250: 반사반지층
280: 패널 입사광 290: 외부 환경광
300, 400: 외광 차폐 부재 320, 420: 기재
340: 외광 차폐 패턴 342: 외광 차폐부
440: 제1 외광 차폐 패턴 442: 제1 외광 차폐부
460: 제2 외광 차폐 패턴 462: 제2 외광 차폐부
본 발명은 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재 및 이를 포함한 디스플레이 장치용 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 명실(明室)에서의 명암 대비비(contrast ratio)와 휘도를 향상시키고 시야각을 넓힐 수 있을 뿐만 아니라, 전자파 차폐 기능도 복합적으로 수행할 수 있는 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재 및 이를 포함한 디스플레이 장치용 필터에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, 이하 PDP) 장치는 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 차폐층과 같이 수 개의 기능성 막들이 접착제 또는 점착제에 의해 적층되어 제조되는데, 이중 전자파 차폐층은 금속 메쉬를 이용한 메쉬 타입과 도전성막을 이용한 도전막 타입이 있다.
이들 중 도전막 타입은 금속으로 된 금속층과 고굴절률을 가진 투명층을 적층하여 제조되는데, 전자파 차폐 효율을 높이기 위해서는 금속층을 3 내지 6회 적층하여 형성하는 것이 일반적이다. 그러나 도전막 타입의 전자파 차폐층을 제조하 기 위한 금속층을 적층하는 공정은 박막 증착 공정으로서, 매우 오랜 시간을 요구하고 공정을 거듭할수록 전체 막의 가시광 투과율이 감소하게 된다.
따라서, 도전막 타입의 전자파(EMI) 차폐 기능층에서 금속층의 적층 회수를 감소시킴으로써 박막 증착 공정을 효율적으로 설계할 필요가 있으며, 전자파 차폐 효율뿐만 아니라 동시에 막의 가시광 투과율도 높일 수 있는 전자파 차폐 기능이 포함된 광학 부재를 적용한 PDP 필터의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 전자파 차폐 기능과 외광 흡수 기능을 동시에 가지며 제조 공정도 효율적인 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 상기 외광 차폐 부재를 포함하는 디스플레이 장치용 필터를 제공함을 목적으로 한다.
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 외광 차폐 부재는 투명 수지 재질의 기재 및 상기 기재의 일 면에 형성되고, 광흡수 물질 및 도전성 물질이 충진 되어있는 복수의 쐐기형 외광 차폐부들을 구비한 외광 차폐 패턴을 포함한다.
상기 광흡수 물질의 중량은 상기 도전성 물질의 중량 대비 1 내지 20%인 것 을 특징으로 한다.
상기 도전성 물질은 평균 입경이 15㎛ 이하인 금속 입자인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외광 차폐부는 고분자 수지 10 내지 40 중량%, 도전성 물질 50 내지 85 중량% 및 광흡수 물질 1 내지 10 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 고분자 수지는 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지이다. 상기 광흡수 물질은 카본블랙이고, 상기 도전성 물질은 탄소 나노 튜브, 금속 분말 및 금속산화물 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질일 수 있다. 상기 금속은 코발트, 알루미늄, 아연, 지르코늄, 백금, 금, 팔라듐, 티타늄, 철, 주석, 인듐, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐, 은 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질일 수 있다. 상기 금속 산화물은 산화구리, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 산화인듐주석, 산화알루미늄아연 및 산화인듐아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질일 수 있다.
또는, 상기 도전성 물질은 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(3-알킬티오펜), 폴리이소티아나프텐, 폴리(p-페닐렌비닐렌), 폴리(p-페닐렌) 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 고분자 물질일 수 있다.
본 발명의 다른 일 특징에 따른 외광 차폐 부재는 투명 수지 재질의 기재, 상기 기재의 일면에 형성되고 복수의 쐐기형 외광 차폐부들을 구비한 제1 외광 차폐 패턴, 및 상기 일면에 대응하는 기재의 타면에 형성되고, 복수의 쐐기형 외광 차폐부들을 구비한 제2 외광 차폐 패턴을 포함하며, 상기 제1 외광 차폐 패턴 및 상기 제2 외광 차폐 패턴에는 광흡수 물질 및 도전성 물질이 충진되어 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 필터는 복수의 기능성 부재들이 적층되어 형성되고, 상기 기능성 부재들 중 어느 하나의 기능성 부재는 투명 수지 재질의 기재 및 상기 기재의 일 면에 형성되고 광흡수 물질 및 도전성 물질이 충진 되어있는 복수의 쐐기형 외광 차폐부들을 구비한 외광 차폐 패턴을 포함한다.
상기 복수의 기능성 부재들은 전자파 차폐 기능, 색보정 기능, 반사 방지 기능 등을 각각 독립적으로 수행할 수도 있고 복합적으로 조합된 기능을 수행할 수도 있다. 상기 기능성 부재들 중 적어도 하나의 기능성 부재는 선택적으로 빛을 흡수하는 적어도 하나의 색소를 포함하며, 상기 색소는 시아닌계, 안트라퀴논계, 나프토퀴논계, 프탈로시아닌계, 나프탈로시아닌계, 디이모늄계, 니켈디티올계, 아조계, 스트릴계, 프탈로시아닌계 및 메틴계 염료 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 다른 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 필터는 투명 기판, 전자파 차폐층, 외광 차폐 부재, 색보정층, 및 반사방지층을 포함한다. 상기 전자파 차폐층은 상기 기판의 일면에 형성되고 금속 박막과 금속산화물 박막이 1 내지 3회 적층된 도전막을 포함하며, 상기 외광 차폐 부재는 i) 투명 수지 재질의 기재 및 ii) 상기 기재의 일 면에 형성되고, 광흡수 물질 및 도전성 물질이 충진 되어있는 복수의 쐐기형 외광 차폐부들을 구비한다. 상기 색보정층은 상기 외광 차폐 부재 상에 형성되고 특정 파장대의 빛을 흡수하는 색소를 함유하며, 상기 반사방지층은 상기 기판의 타면에 형성된다.
본 발명에서 사용되는 디스플레이 장치는 격자 패턴의 화소(pixel)을 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. 이하, 설명의 편의를 위하여 PDP 장치 및 이에 사용되는 PDP 필터를 이용하여 본 발명을 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 앞서 언급한 다양한 디스플레이 장치 및 이에 사용되는 디스플레이 장치용 필터에 적용될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 PDP 장치 및 PDP 필터를 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PDP 장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PDP 장치(100)의 구조는, 케이스(110), 케이스(110)의 상부를 덮는 커버(150), 케이스(110) 내에 수용되는 구동 회로 기판(120), 가스 방전 현상이 일어나는 방전셀을 포함하는 패널 어셈블리(Panel assembly)(130) 및 PDP 필터(140)로 구성된다.
PDP 필터(140)는 패널 어셈블리(130)의 전면기판 상부에 배치된다. PDP 필터(140)는 패널 어셈블리(130)의 전면기판과 이격되어 배치될 수도 있고 접촉하여 배치될 수도 있으며, 또한 패널 어셈블리(130)와 PDP 필터(140) 사이에 이물질이 유입되는 것 등과 같은 부작용을 방지하거나 PDP 필터(140) 자체의 강도를 보강하기 위해 전면기판과 접착제 또는 점착제로 결합될 수 있다.
PDP 필터(140)는 투명 기판 위에 도전성이 우수한 재료로 형성된 도전층이 구비되며, 이 도전층은 커버(150)를 통하여 케이스(110)로 접지된다. 즉, 패널 어셈블리(130)로부터 발생된 전자파가 사용자에게 도달하기 전에, 이를 PDP 필터(140)의 도전층을 통해서 커버(150)와 케이스(110)로 접지시키는 것이다. 방전셀에는 방전가스가 봉입되어 있으며, 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.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PDP 필터를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, PDP 필터(200)는 투명기판(210)에 다양한 차폐 기능을 갖는 기능성 광학 부재들을 포함하며, 이러한 기능성 광학 부재들로는 전자파 차폐층(220), 외광 차폐 부재(230), 색보정층(240) 및 반사방지층(250) 등이 있다.
상기 투명기판(210)을 기준으로 할 때, 패널 어셈블리를 향하는 방향으로 전자파 차폐층(220), 외광 차폐 부재(230), 색보정층(240)이 배치되어 있고, 상기 기판의 타면, 즉 외부 환경광(290)이 입사하는 방향으로 반사방지층(250)이 배치되어 있다.
본 발명은 이에 한정되지 않으며, 투명기판(210), 전자파 차폐층(220), 외광 차폐 부재(230), 색보정층(240) 및 반사방지층(250)은 순서에 상관없이 적층될 수 있으며, 하나의 광학 부재가 두 가지 이상의 기능을 복합적으로 수행할 수도 있다.
상기 투명기판(210)의 재료로는, 유리, 석영 등의 무기화합물 성형물과 투명한 유기고분자 성형물을 들 수 있다. 유기고분자 성형물로 이루어진 투명기 판(210)으로는 아크릴이나 폴리카보네이트가 일반적으로 사용되지만 본 발명은 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 투명기판(210)은 고투명성과 내열성을 갖는 것이 바람직하며 고분자 성형물 및 고분자 성형물의 적층체를 투명기판(210)으로 사용할 수 있다. 투명기판(210)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 투명기판(210)은 필터의 구성에서 제외될 수도 있다.
반사방지층(250)은 시청자 방향으로부터 입사되는 외부 환경광(290)이 다시 외부로 반사되는 것을 방지하여 디스플레이의 명암 대비비를 향상시킨다. 본 실시예에서 반사방지층(250)은 투명 기판(210)의 타면에 형성하지만, 본 발명은 이러한 적층 순서에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같이, 반사방지층(250)은 PDP 필터(200)가 PDP 장치에 장착되었을 때에 시청자 쪽이 되는 면, 즉 패널 어셈블리 쪽과는 반대쪽 면에 형성되는 것이 효율적이다.
전자파 차폐층(220)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(220)으로는 도전성 메쉬 필름 또는 금속박막과 고굴절률 투명박막을 적층한 다층 투명도전막을 사용할 수 있다. 여기서, 도전성 메쉬 필름으로는 일반적으로 는, 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(200)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(220)으로서 금속박막과 고굴절률 투명박막을 적층한 다층 투명도전막을 사용하는 경우에는 다층 투명도전막이 근적외선을 차폐하는 효과가 있다. 따라서, 이 경우, 근적외선 차폐층을 별도로 형성하지 않고 전자파 차폐층(220)만으로 근적외선과 전자파를 차폐하는 두 가지 기능을 수행할 수 있다. 물론 이 경우에도 근적외선 차폐층을 별도로 형성할 수도 있다.
상기 PDP 필터(200)는 특정 파장대의 빛을 선택적으로 흡수하는 색보정층(240)을 포함한다. 색보정층(240)은 외광 차폐 부재(230)의 일 면에 패널 어셈블리 방향으로 위치하고 있으나, 이러한 적층 순서에 한정되는 것은 아니다. 상기 색보정층(240)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 양을 감소시키거나 조절하여 색균형을 변화시키거나 교정하여 디스플레이의 색재현 범위를 증가시키고 선명도를 향상시킨다.
색보정층(240)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(200) 확산층을 포함할 수 있다. 확산층은 외광 차폐 부재(230)이나 전자파 차폐층(220)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(200) 내의 임의의 위치에 배치될 수 있으나 패널 어셈블리에 인접한 PDP 필터(200)의 일 면에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 확산층은 별도의 층으로서 PDP 필터(200) 내에 포함될 수도 있으나, 다른 광학 부재의 기능과 조합되어 포함될 수도 있다.
외광 차폐 부재(230)는 투명 수지 재질의 기재(232) 및 상기 기재(232)의 일 면에 형성되고 복수의 쐐기형 외광 차폐부들로 이루어진 외광 차폐 패턴(234)을 포함한다. 상기 외광 차폐 패턴(234)은 쐐기형 스트라이프, 즉 복수 개의 음각의 3 차원 형상의 삼각기둥 구조물로 이루어지나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 외광 차폐 패턴은 양각의 형태일 수도 있고 음각의 형태로 2차원 혹은 3차원 형상을 가질 수 있다.
상기 외광 차폐 부재(230)는 투명기판(210)을 기준으로 상기 반사 방지층(250)의 반대 면에 배치되어 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 외부 환경광(290)의 흡수와 패널 입사광(280)의 투과가 잘 일어날 수 있도록 상기 외광 차폐 부재(230)가 배치되는 한 광학 부재들 간의 적층 순서 및 적층 방향은 다양하게 변형될 수 있다.
본 실시예에서 상기 외광 차폐 패턴(234)은 기재의 일 면과 평행한 외광 차폐부의 쐐기형 바닥면이 패널 어셈블리를 향하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 기재(232)의 일 면과 평행한 외광 차폐 패턴(234)의 쐐기형 바닥면이 시청자 쪽을 향할 수도 있고, 상기 외광 차폐 패턴이 기재의 양 면에 모두 형성될 수도 있다.
상기 기재(232)는 가시광을 투과시키는 투명 재질로 이루어진 판상의 지지체로, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEtylene Terephthalate, PET), 아크릴(Acryl), 폴리카보네이트(Polycabonate, 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(230)는 외광을 흡수하여 패널 어셈블리로 외부 환경 광(290)이 유입되는 것을 막고, 패널 어셈블리로부터 방출되는 패널 입사광(280)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(230)는 광흡수 물질과 도전성 물질이 동시에 충진되어 있어, 전자파 차폐 기능도 수행할 수 있다.
상기 외광 차폐 부재(230)를 사용할 경우, 상기 전자파 차폐층(220)은 외광 차폐 부재를 기준으로 투명기판(210)의 반대 면에 형성되고, 외광 차폐 부재(230)가 전자파 차폐 기능을 수행할 수 있으므로, 금속 박막과 금속산화물 박막이 1 내지 3회 적층된 도전막으로, 면저항이 0.8Ω/□ 이하인 전자파 차폐층(220)을 사용할 수 있다. 즉, 통상적인 적층 회수인 3 내지 6회보다 작은 개수의 박막을 적층하여도 필터(200)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(230)는 광흡수 물질 및 도전성 물질이 동시에 함유되어 있어 전자파 차폐 기능과 외광 차폐 기능을 동시에 수행할 수 있으며, 전술한 바와 같이 전자파 차폐층(220)의 기능을 보완 또는 강화하는 역할을 할 수 있다. 뿐만 아니라, 외광 차폐 부재(230)가 전자파 차폐층(220)을 대체하여 필터에 전자파 차폐층이 포함되지 않을 수도 있다.
이하에서는, 상기 외광 차폐 부재를 더욱 상세하게 설명하도록 하며, 앞서 언급된 내용과 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 외광 차폐 부재를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 외광 차폐 부재(300)는 기재(320) 및 복수 개의 외광 차폐부(342)들로 이루어진 외광 차폐 패턴(340)을 포함한다. 상기 외광 차폐 부재(300)는 투명 수지 재질의 기재(320)의 일 면에 소정의 형상을 갖는 음각 패턴을 형성한 후, 상기 음각 패턴 내부에 광흡수 물질 및 도전성 물질을 함유한 수지를 충진하고, 상기 수지 성분을 경화시키는 단계를 거쳐 제조한다. 상기 음각 패턴은 내부에 광흡수 물질 및 도전성 물질이 함유된 수지가 충진되어 외광 차폐 패턴(340)을 형성하게 되며, 상기 외광 차폐 패턴(340)의 반복 단위는 외광 차폐부(342)이다.
일반적인 패턴 형성 방법으로는 가열되는 금형을 열가소성 수지에 압박하는 열프레스법, 열가소성 수지 조성물을 금형 내에 주입하고 고화시킨 캐스팅법, 사출성형법, 자외선 경화성 수지 조성물을 성형틀 내에 주입하고 자외선 경화시킨 UV법 등이 있다. 상기 패턴의 형태는 금형에 의해 다양하게 형성될 수 있으며 일반적으로는 쐐기 형태의 패턴을 형성한다. 패턴이 형성된 투명 기재 위에 카본블랙 등 착색 입자와 도전성 물질이 포함된 수지를 와이핑(wiping)법을 이용해 채운 후 경화시킨다.
상기 외광 차폐부(342) 내에는 광흡수 물질과 도전성 물질이 동시에 충진된다. 상기 광흡수 물질과 상기 도전성 물질은 별개의 물질이 혼합 분산되어 있는 형태일 수 있고, 단일 종류의 도전성 광흡수 물질일 수도 있다. 상기 광흡수 물질과 도전성 물질 간의 중량비는 상기 광흡수 물질의 중량이 상기 도전성 물질의 중 량 대비 1% 미만일 때는 광흡수 성능이 작아 외부광을 효과적으로 흡수하지 못하여 명실 콘트라스트를 향상시킬 수 없으며, 20% 이상일 때는 광흡수 물질의 체적비가 커서 부피당 도전성 물질의 양이 상대적으로 줄어들게 되어, 도전성 물질 사이에 위치한 광흡수 물질이 도전성 재료가 가지고 있는 고유의 전기 전도도를 저하시켜 전자파 차폐 효율이 떨어지게 된다. 따라서, 상기 광흡수 물질의 중량은 상기 도전성 물질의 중량 대비 1 내지 20%이며, 바람직하게는 1 내지 12%, 보다 더 바람직하게는 2 내지 5%이다.
상기 도전성 물질은 평균 입경이 15㎛ 이하인 금속 입자인 것을 특징으로 한다. 이는 외광 차폐부(342)의 너비가 일반적으로 20 내지 32㎛이므로, 입자 크기가 작을수록 충진이 용이하기 때문이다.
상기 외광 차폐부(342)의 전체 조성은 고분자 수지 10 내지 40 중량%, 도전성 물질 50 내지 85 중량% 및 광흡수 물질 1 내지 10 중량%로 이루어진다. 상기 고분자 수지로는 자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지를 사용할 수 있으며, 폴리메틸메타아크릴레이트(Poly(methyl methacrylate), PMMA)와 같은 아크릴 계열의 수지를 예로 들 수 있다. 또한, 상기 고분자 수지는 단독으로 사용될 수도 있으나, 용매와 혼합된 형태로 사용될 수도 있으며, 첨가제가 더 포함될 수도 있다. 상기 첨가제는 상기 도전성 물질 및 상기 광흡수 물질이 용매 내에서 안정적으로 분산될 수 있도록 하는 분산제 역할을 한다. 상기 분산제로는 시트르산(citric acid, CA)과 같은 카르복실기(carboxyl group)가 붙은 유기산 계열, 폴리아크릴산(polyacrylic acid, PAA) 또는 그 염, 공중합체(copolymer) 등을 사용한다. 상 기 분산제는 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
상기 외광 차폐부(342) 내에 충진되는 상기 광흡수 물질로는 카본블랙 등 카본 계열 물질을 사용할 수 있으며, 검은색 무기물이나 유기물이면 사용이 가능하다.
상기 도전성 물질은 탄소 나노 튜브, 금속 분말 및 금속산화물 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질일 수 있다.
상기 금속은 코발트, 알루미늄, 아연, 지르코늄, 백금, 금, 팔라듐, 티타늄, 철, 주석, 인듐, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐, 은 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질일 수 있다. 이 중에서 은(Ag)은 도전성, 적외선반사성 및 가시광선투과성이 우수하기 때문에 바람직하게 사용할 수 있으나, 화학적, 물리적 안정성이 낮고, 주위환경의 오염물질, 수증기, 열, 광 등에 의해서 열화되기 때문에, 은에 금, 백금, 팔라듐, 구리, 인듐, 주석 등의 주위환경에 안정적인 금속을 1종 이상 함유한 합금도 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 금속산화물은 산화구리, 산화알루미늄, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 산화인듐주석(Indium tin oxide, ITO), 산화알루미늄아연(Aluminum zinc oxide, AZO) 및 산화인듐아연(Indium zinc oxide, IZO)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질일 수 있다. 상기 금속산화물은 투명성과 전기전도성을 동시에 만족한다.
또는, 상기 도전성 물질은 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리피롤(Polypyrrole), 폴리아닐린(Polyaniline), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜 )(Poly(3,4-ethylene deoxythiophene)), 폴리(3-알킬티오펜)(Poly(3-alkylthiophene)), 폴리이소티아나프텐(Polyiso-thianaphthene), 폴리(p-페닐렌비닐렌)(Poly(p-phenylene vinylene)), 폴리(p-페닐렌)(Poly(p-phenylene)) 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 고분자 물질일 수 있다.
상기 외광 차폐 부재(300)는 외광 차폐 패턴(340)의 양 끝단에 도전성 물질로 전극을 형성하여 전자파 차폐 효율을 더 높일 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 외광 차폐 부재를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 외광 차폐 부재(400)는 기재(420), 복수 개의 제1 외광 차폐부(442)들로 이루어진 제1 외광 차폐 패턴(440) 및 복수 개의 제2 외광 차폐부(462)들로 이루어진 제2 외광 차폐 패턴(460)을 포함한다.
상기 제1 외광 차폐 패턴(440) 및 상기 제2 외광 차폐 패턴(460)은 광흡수 물질과 도전성 물질을 동시에 함유하고 있어, 광흡수 효율 및 전자파 차폐 효율을 더욱 높일 수 있다. 상기 제1 외광 차폐 패턴(440) 및 상기 제2 외광 차폐 패턴(460)은 도 4에 도시된 바와 같이 형상이 동일할 수도 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 각기 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 외광 차폐 패턴(440)은 상기 기재(420)의 일변과 평행하게 형성되고, 상기 제2 외광 차폐 패턴(460)은 상기 제1 외광 차폐 패턴(440)과 수직한 방향으로 형성될 수도 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명에 따른 외광 차폐 부재의 제조 방법 및 물성 을 더욱 상세하게 설명하나, 하기 실시예는 본 발명에 따른 외광 차폐 부재 및 디스플레이 장치용 필터를 보다 더 구체적으로 설명하기 위한 예시적인 것으로서, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
첨가제와 용매, 및 고분자 수지가 혼합된 고분자 수지 혼합물을 준비하였다. 상기 첨가제로는 폴리아크릴산, 상기 용매로는 톨루엔, 상기 고분자 수지로는 폴리메틸메타아크릴레이트(Poly(methyl methacrylate), PMMA)를 사용하였다. 그리고, 구형 은(Ag) 분말과 카본블랙과 상기 고분자 수지 혼합물을 75:2:23의 무게비로 분산시켜 제조한 도전성 페이스트를 일정한 간격의 쐐기형태의 모양이 배치된 패턴 필름에 채워 도전성 광흡수 필름을 제작하였다.
[실시예 2]
구형 은(Ag) 분말과 카본블랙과 상기 고분자 수지 혼합물을 75:5:20의 무게비로 분산시켜 제조한 도전성 페이스트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 거쳐 도전성 광흡수 필름을 제조하였다.
[비교예 1]
은 분말을 첨가하지 않고, 카본블랙과 상기 고분자 수지 혼합물을 2.5:97.5의 무게비로 분산시켜 제조한 블랙 잉크를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동 일한 과정을 거쳐 광흡수 필름을 제조하였다.
[비교예 2]
카본블랙을 첨가하지 않고, 구형 은 분말과 상기 고분자 수지 혼합물을 75:25의 무게비로 분산시켜 제조한 도전성 페이스트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 거쳐 도전성 필름을 제조하였다.
측정 결과
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2에서 제조한 필름들을 각각 가로 및 세로가 10cm가 되도록 잘라 선형 패턴 방향에 수직으로 필름의 끝 부분에 동박 테이프를 붙인 후 각각 면저항을 측정하였다.
다음으로 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2에 의해 제조된 필름들로 각각 PDP 필터를 제작하였다. 3.0mm 두께의 유리 기판에 점착제를 이용해 상기 필름을 적층한 후 상기 필름 위에 색보정 필름을 적층하였다. 그리고, 상기 유리 기판의 반대 면에 반사방지필름을 적층하여 PDP 필터를 제작하였다.
다음으로, 상기 도전성 광흡수 필름의 외광 흡수 효과를 알아보기 위하여 외부환경광을 인위적으로 형성하고 상기 PDP 필터를 패널 어셈블리에 장착한 후, PDP 화면의 정면 조도를 150 룩스(lux)로 조정하였다. 상기 PDP 필터를 패널 어셈블리에 장착한 상태에서 PDP의 화면을 전흑 화면으로 표시하여 외부광의 반사량을 휘도계를 이용하여 380nm에서 780nm 사이의 파장 범위에서 휘도로 측정하였다.
다음으로, 상기 도전성 광흡수 필름의 패턴의 밑면 방향을 측정 방향으로 하여 스펙트로포토미터(Spectrophotometer, minolta CM 2600d)로 가시광선 영역의 반사율을 측정하였다. 각 필름들에 대한 측정 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
면저항(Ω/□) 0.35 0.32 전기전도성 없음 0.065
외광반사량 (cd/m2) 3.52 2.0 2.2 6.19
반사율(%) 9,2 8.6 7.2 16.3
외광 흡수 효과로 디스플레이의 명실명암비를 향상시키는 광흡수 물질만 포함된 비교예 1의 외광 차폐 부재의 경우 전기 전도성을 가지지 않아 전자파 차폐 효과가 없다. 한편, 광흡수 물질 없이 금속 페이스트를 포함한 선형 패턴을 가지는 필름인 비교예 2의 경우 높은 전기 전도성을 가지지만 외광 흡수 기능이 없어 디스플레이에서 방사되는 외광반사량이 크고 필름 자체의 반사율도 높아 디스플레이의 화질 개선 효과를 기대할 수 없다.
전기전도성을 가지는 은 분말과 외광 흡수 기능을 가지는 카본블랙을 혼합한 페이스트를 사용해 선형패턴을 형성한 실시예 1 내지 2의 경우, 광흡수 물질만 충진한 비교예 1과 유사 또는 우수한 외광 흡수 효과를 가지면서 비교적 전기전도성도 높아 전자파 차폐 기능과 외광 차폐 기능을 동시에 구현할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재는 외광 차폐 기능뿐만 아니라 전자파 차폐 기능을 동시에 수행할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 장치용 필터에서 도전막 타입의 전자파 차폐층을 사용할 경우 상기 전자파 차폐층 내에서 박막의 적층 회수를 줄일 수 있으므로 상기 디스플레이 장치용 필터의 제조 원가를 낮출 수 있으며, 제조 공정을 효율화 및 단순화시킬 수 있다. 또한 본 발명에 의한 외광 차폐 부재는 외부 환경광의 효율적인 흡수가 가능하고 시야각이 넓어질 수 있을 뿐만 아니라 디스플레이 내부광을 집광시킴으로써 휘도를 향상시킬 수 있으며, 명실 조건에서의 명암 대비비를 높일 수 있다. 이와 같이 본 발명에 의한 디스플레이 장치용 외광 차폐 부재는 하나의 광학 부재에서 복합 기능을 수행할 수 있어 효율적이며, 제조 원가를 낮출 수 있어 경제적이다.
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.

Claims (14)

  1. 투명 수지 재질의 기재; 및
    상기 기재의 일 면에 형성되고, 광흡수 물질 및 도전성 물질이 충진 되어있는 복수의 쐐기형 외광 차폐부들을 구비한 외광 차폐 패턴을 포함하는 외광 차폐 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광흡수 물질의 중량은 상기 도전성 물질의 중량 대비 1 내지 20%인 것을 특징으로 하는 외광 차폐 부재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 물질은 평균 입경이 15㎛ 이하인 금속 입자인 것을 특징으로 하는 외광 차폐 부재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외광 차폐부는,
    고분자 수지 10 내지 40 중량%;
    도전성 물질 50 내지 85 중량%; 및
    광흡수 물질 1 내지 10 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 외광 차폐 부재.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 열경화성 수지 또는 자외선 경화성 수지인 것을 특징으로 하는 외광 차폐 부재.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 광흡수 물질은 카본블랙인 것을 특징으로 하는 외광 차폐 부재.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 도전성 물질은 탄소 나노 튜브, 금속 분말 및 금속산화물 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 외광 차폐 부재.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 금속은 코발트, 알루미늄, 아연, 지르코늄, 백금, 금, 팔라듐, 티타늄, 철, 주석, 인듐, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐, 은 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 외광 차폐 부재.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 금속산화물은 산화구리, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 산화인듐주석, 산화알루미늄아연 및 산화인듐아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 외광 차폐 부재.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 도전성 물질은 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리(3,4-에틸렌디 옥시티오펜), 폴리(3-알킬티오펜), 폴리이소티아나프텐, 폴리(p-페닐렌비닐렌), 폴리(p-페닐렌) 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 고분자 물질인 것을 특징으로 하는 외광 차폐 부재.
  11. 투명 수지 재질의 기재;
    상기 기재의 일면에 형성되고, 복수의 쐐기형 외광 차폐부들을 구비한 제1 외광 차폐 패턴; 및
    상기 일면에 대응하는 기재의 타면에 형성되고, 복수의 쐐기형 외광 차폐부들을 구비한 제2 외광 차폐 패턴을 포함하고,
    상기 제1 외광 차폐 패턴 및 상기 제2 외광 차폐 패턴에는 광흡수 물질 및 도전성 물질이 충진되어 있는 외광 차폐 부재.
  12. 복수의 기능성 부재들이 적층되어 형성된 디스플레이 장치용 필터에 있어서,
    상기 기능성 부재들 중 어느 하나의 기능성 부재는,
    투명 수지 재질의 기재; 및
    상기 기재의 일 면에 형성되고, 광흡수 물질 및 도전성 물질이 충진 되어있는 복수의 쐐기형 외광 차폐부들을 구비한 외광 차폐 패턴을 포함하는 디스플레이 장치용 필터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기능성 부재들 중 적어도 하나의 기능성 부재는 선택적으로 빛을 흡수하는 적어도 하나의 색소를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 필터.
  14. 투명 기판;
    상기 기판의 일면에 형성되고, 금속 박막과 금속산화물 박막이 1 내지 3회 적층된 도전막을 포함하는 전자파 차폐층;
    상기 전자파 차폐층 상에 형성되고,
    i) 투명 수지 재질의 기재; 및
    ii) 상기 기재의 일 면에 형성되고, 광흡수 물질 및 도전성 물질이 충진 되어있는 복수의 쐐기형 외광 차폐부들을 구비한 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 필터.
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