KR20090005573A - 디스플레이 장치용 광학 부재 및 이를 포함한 디스플레이장치용 필터 - Google Patents

디스플레이 장치용 광학 부재 및 이를 포함한 디스플레이장치용 필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 i) 투명 수지 재질의 기재, 및 ii) 상기 기재의 일 면에 형성되고, 광흡수 물질을 포함하는 제1 광흡수부, 상기 제1 광흡수부 상에 형성되고 도전성 물질로 이루어지며 전자파의 차폐 및 광반사가 일어나는 차폐반사부 및 상기 차폐반사부 상에 형성되고 광흡수 물질을 포함하는 제2 광흡수부를 각각 구비한 복수의 단위 패턴들로 이루어진 광학 패턴을 포함하는 디스플레이 장치용 광학 부재 및 이를 포함하는 디스플레이 장치용 필터를 제공한다. 상기 광학 부재는 동시에 외광 차폐와 전자파 차폐가 가능하여, 전자파 차폐층의 기능을 보완 또는 대체할 수 있어 경제적이다.
PDP 필터, 전자파 차폐

Description

디스플레이 장치용 광학 부재 및 이를 포함한 디스플레이 장치용 필터{Optical member for display apparatus and filter for display apparatus having the same}
본 발명은 디스플레이 장치용 광학 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 광학 부재 및 이를 포함한 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) 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 제조하기 위한 금속층을 적층하는 공정은 박막 증착 공정으로서, 매우 오랜 시간을 요구하고 공정을 거듭할수록 전체 막의 가시광 투과율이 감소하여 휘도가 떨어지게 된다. 또한, 금속층의 개수가 늘어날수록 제조 시간이 늘어나고 제조 단가가 상승한다.
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 광학 부재를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 상기 광학 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 광학 부재는 i) 투명 수지 재질의 기재; 및 ii) 상기 기재의 일 면에 형성되고, 광흡수 물질을 포함하는 제1 광흡수부, 상기 제1 광흡수부 상에 형성되고 도전성 물질로 이루어지며 전자파의 차폐 및 광반사가 일어나는 차폐반사부 및 상기 차폐반사부 상에 형성되고 광흡수 물질을 포함하는 제2 광흡수부를 각각 구비한 복수의 단위 패턴들로 이루어진 광학 패턴을 포함한다.
본 발명의 다른 일 특징에 따른 광학 부재에서 상기 차폐반사부의 두께는 상기 단위 패턴의 깊이에 대하여 5 내지 20%인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 광학 부재에서 상기 차폐반사부는 기재의 일 면에 평행하게 형성되거나 또는 상기 차폐반사부의 연장선이 기재의 일 면과 이 루는 각이 60도보다 작도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 광학 부재에서 상기 차폐반사부는 상기 단위 패턴의 깊이를 1:9 내지 3:7로 내분하는 위치에 배치된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 광학 부재에서 상기 광흡수 물질은 카본블랙을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 광학 부재에서 상기 제1 광흡수부 및 상기 제2 광흡수부는 도전성 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 광학 부재에서 상기 도전성 물질은 금속 벌크(bulk)이거나 또는 상기 도전성 물질은 탄소 나노 튜브, 금속 분말 및 금속산화물 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 금속 벌크 또는 상기 금속 분말은 코발트, 알루미늄, 아연, 지르코늄, 백금, 금, 팔라듐, 티타늄, 철, 주석, 인듐, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐, 은 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함한다.
상기 금속산화물은 산화구리, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 산화인듐주석, 산화알루미늄아연 및 산화인듐아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 특징에 따른 광학 부재에서 상기 단위 패턴의 단면은 쐐기형, 사다리꼴형, U자형 또는 반원형일 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 디스플레이 장치용 필터는 복수의 기능성 부재들이 적층되어 형성되며 상기 기능성 부재들 중 어느 하나의 기능성 부재는, i) 투명 수지 재질의 기재 및 ii) 상기 기재의 일 면에 형성되고, 광흡수 물질을 포함하는 제1 광흡수부, 상기 제1 광흡수부 상에 형성되고 도전성 물질로 이루어지며 전자파의 차폐 및 광반사가 일어나는 차폐반사부 및 상기 차폐반사부 상에 형성되고 광흡수 물질을 포함하는 제2 광흡수부를 각각 구비한 복수의 단위 패턴들로 이루어진 광학 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, 광학 부재, 색보정층, 및 반사방지층을 포함한다. 상기 전자파 차폐층은 상기 기판의 일면에 형성되고 금속 박막과 금속산화물 박막이 1 내지 3회 적층된 도전막을 포함하며, 상기 광학 부재는 상기 전자파 차폐층 상에 형성되고, i) 투명 수지 재질의 기재 및 ii) 상기 기재의 일 면에 형성되고, 광흡수 물질을 포함하는 제1 광흡수부, 상기 제1 광흡수부 상에 형성되고 도전성 물질로 이루어지며 전자파의 차폐 및 광반사가 일어나는 차폐반사부 및 상기 차폐반사부 상에 형성되 고 광흡수 물질을 포함하는 제2 광흡수부를 각각 구비한 복수의 단위 패턴들로 이루어진 광학 패턴을 포함한다. 상기 색보정층은 상기 광학 부재 상에 형성되고 특정 파장대의 빛을 흡수하는 색소를 함유하며, 상기 반사방지층은 상기 기판의 타면에 형성된다.
본 발명에서 사용되는 디스플레이 장치는 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. 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.
본 발명에 의한 디스플레이 장치용 광학 부재는 외광 차폐 기능뿐만 아니라 전자파 차폐 기능을 동시에 수행할 수 있다. 즉, 상기 광학 부재에 의해 외부 환경광의 효율적인 흡수가 가능하고 시야각이 넓어질 수 있다. 기존의 광학 부재에서 흡수가 이루어지지 않던 외부 환경광의 경우, 본 발명에 의한 광학 부재에서는 광흡수부 내에서 반사가 일어나게 함으로써 빛의 이동 경로를 길게 조절하여 흡수가 보다 효율적으로 이루어질 수 있게 되어 명암 대비비를 높일 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 광학 부재는 패널에 반사된 외부 환경광이 광흡수부에 의해 흡수가 이루어지게 하여 빛의 내부 반사를 줄임으로써 이중상 등의 화면 특성 저하를 줄일 수 있다.
또한, 상기 광학 부재는 전자파 차폐 기능을 수행할 수 있으므로, 디스플레이 장치용 필터에서 도전막 타입의 전자파 차폐층을 사용할 경우 상기 전자파 차폐층 내에서 박막의 적층 회수를 줄일 수 있게 되어 상기 디스플레이 장치용 필터의 제조 원가를 낮출 수 있으며, 제조 공정을 효율화 및 단순화시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의한 디스플레이 장치용 광학 부재는 하나의 광학 부재에서 복합 기능을 수행할 수 있어 효율적이며, 제조 원가를 낮출 수 있어 경제적이다.
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 보강하 기 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), 광학 부재(230), 색보정층(240) 및 반사방지층(250) 등이 있다.
상기 투명기판(210)을 기준으로 할 때, 패널 어셈블리를 향하는 방향으로 전자파 차폐층(220), 광학 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), 광학 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 투명기판(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 차 폐층(220)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(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 색보정 층(240)을 포함한다. 색보정층(240)은 광학 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 광학 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.
광학 부재(230)는 투명 수지 재질의 기재(232) 및 상기 기재(232)의 일 면에 형성되고 복수의 쐐기형 단위 패턴들로 이루어진 광학 패턴(234)을 포함한다. 상기 광학 패턴(234)은 쐐기형 스트라이프, 즉 복수 개의 음각의 3차원 형상의 삼각기둥 구조물로 이루어지나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 광학 패턴은 양각의 형태일 수도 있고 음각의 형태로 2차원 혹은 3차원 형상을 가질 수 있다.
상기 광학 부재(230)는 투명기판(210)을 기준으로 상기 반사방지층(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 광학 부재(230)가 배치되는 한 광학 부재들 간의 적층 순서 및 적층 방향은 다양하게 변형될 수 있다.
본 실시예에서 상기 광학 패턴(234)은 기재의 일 면과 평행한 단위 패턴의 쐐기형 바닥면이 패널 어셈블리를 향하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 기재(232)의 일 면과 평행한 광학 패턴(234)의 쐐기형 바닥면이 시청자 쪽을 향할 수도 있고, 상기 광학 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(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 광학 부재(230)는 외광을 흡수하여 패널 어셈블리로 외부 환경광(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 광학 부재(230)는 도전성 물질을 포함하는 차폐반사부를 광학 패턴(234)을 이루는 각 단위 패턴 내에 삽입된 형태로 포함하고 있어, 전자파 차폐가 가능할 뿐만 아니라 외부 환경광의 반사를 유도하여 광흡수부 내에서 빛의 이동 경로를 길게 함으로써 광흡수 효율을 높일 수 있다.
상기 광학 부재(230)를 사용할 경우, 상기 전자파 차폐층(220)은 광학 부재를 기준으로 투명기판(210)의 반대 면에 형성되고, 광학 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 광학 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, 광학 부재(230)가 전자파 차폐층(220)을 대체하여 필터에 전자파 차폐층이 포함되지 않을 수도 있다.
이하에서는, 상기 광학 부재를 더욱 상세하게 설명하도록 하며, 앞서 언급된 내용과 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 광학 부재(300)는 기재(320) 및 광흡수부(330)와 차폐반사부(340)로 이루어진 복수 개의 단위 패턴(350)들을 포함한다. 상기 광흡수부(330)는 제1 광흡수부(332) 및 제2 광흡수부(334)를 포함한다. 상기 단위 패턴(350)의 단면은 쐐기형이나, 본 발명에 의한 단위 패턴의 단면은 사다리꼴형, U자형, 반원형 등의 기타 다른 형태일 수도 있다.
상기 광학 부재(300)는 투명 수지 재질의 기재(320)의 일 면에 소정의 형상을 갖는 음각 패턴을 형성한 후, 상기 음각 패턴 내부에 광흡수 물질을 함유한 수지를 충진하여 제1 광흡수부(332)를 형성하고, 상기 제1 광흡수부(322) 상에 도전성 물질을 함유한 수지를 충진하거나 금속 벌크를 배치하여 차폐반사부(340)를 형성하고, 상기 차폐반사부(340) 상에 다시 광흡수 물질을 함유한 수지를 충진하여 제2 광흡수부(334)를 형성한 다음, 상기 수지 성분을 경화시키는 단계를 거쳐 제조한다.
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 단위 패턴(350) 내에는 상기 기재(320)의 일 면과 수직한 방향으로 제1 광흡수부(332), 차폐반사부(340) 및 제2 광흡수부(334)가 3단으로 구분되어 있다. 그리고, 상기 차폐반사부(340)는 기재의 일 면에 평행하게 형성되거나 또는 상기 차폐반사부의 연장선이 기재의 일 면과 이루는 각이 60도보다 작도록 형성된다. 상기 차폐반사부(340)는 곡면을 이루도록 형성될 수도 있으며, 이 경우 상기 차폐반사부(340)의 끝에서 그린 연장선이 기재의 일 면과 이루는 각이 60도보다 작을 수 있다. 또는 상기 차폐반사부(340)는 상기 단위 패턴(350) 내에서 비스듬하게 형성되어 상기 차폐반사부(340)의 연장선이 기재의 일 면과 이루는 각이 60도보다 작을 수 있다. 다만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 차폐반사부(340)의 형상은 제1 광흡수부(332)와 제2 광흡수부(334)를 분리하는 범위 내에서 적절히 변형될 수 있다.
상기 제1 광흡수부(332)는 외부 환경광을 흡수하는 역할을 주로 하여 디스플레이의 명암 대비비를 높일 수 있고, 상기 제2 광흡수부(334)는 내부 반사광을 흡수하여 다중 반사를 억제함으로써 영상이 이중으로 겹치는 현상을 방지할 수 있게 된다. 상기 내부 반사광은 외부 환경광 중 상기 광학 부재(300)를 투과한 다음 패널에 의해 반사되어 다시 광학 부재(300) 방향으로 나오게 되는 외부 환경광, 및 패널로부터 나오는 입사광 중에서 차폐반사부(340)에 의해 반사된 패널 입사광을 포함한다.
상기 차폐반사부(340)의 두께(H2)는 상기 단위 패턴(350)의 깊이(H3)에 대하여 5 내지 20%이다. 차폐 반사부의 두께(H2)가 단위 패턴의 깊이(H3)에 대하여 20%보다 큰 경우 단위 패턴(350) 내에서 광흡수부(340)의 비율이 낮아져 광흡수 효율이 낮아지는 문제점이 있으며, 5% 미만인 경우에는 전자파 차폐 효율이 낮아진다.
상기 차폐반사부(340)는 상기 단위 패턴(350)의 깊이(H3)를 1:9 내지 3:7로 내분하는 위치에 배치된다. 즉, H1 : (H3-H1)의 비율이 1:9 내지 3:7의 범위이다. 상기 차폐반사부(340)의 위치가 단위 패턴(350)의 바닥면에 너무 가까워져서 H1에 대한 (H3-H1)의 비가 9를 초과하는 경우, 제2 광흡수부(334)의 부피비가 너무 낮아져서 내부 반사광의 흡수 효율이 낮아지게 되며, H1에 대한 (H3-H1)의 비가 7/3보다 작아지게 되면, 제1 광흡수부(332)의 부피비가 작아져 외부 환경광의 흡수 효율이 낮아지는 문제점이 있다. 상기 H1에 대한 (H3-H1)의 비는 디스플레이가 최대 명암 대비비를 나타낼 수 있도록 조절된다.
상기 광흡수부(330) 내에 충진되는 광흡수 물질로는 카본블랙 등 카본 계열 물질을 사용할 수 있으며, 검은색 무기물이나 유기물이면 사용이 가능하다.
상기 차폐반사부(340) 내에 충진되는 도전성 물질은 평균 입경이 15㎛ 이하인 금속 입자인 것을 특징으로 한다. 이는 상기 기재(320)의 외부로 노출된 단위 패턴(350)의 바닥면의 너비가 일반적으로 20 내지 32㎛이므로, 입자 크기가 작을수록 충진이 용이하기 때문이다. 또는 상기 차폐반사부(340) 내의 도전성 물질은 금 속 벌크일 수도 있다. 금속 벌크를 이용할 경우 차폐반사부(340) 표면에서의 빛의 반사가 잘 일어날 수 있다.
상기 도전성 물질은 탄소 나노 튜브, 금속 분말 및 금속산화물 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질일 수 있다.
상기 금속 벌크 또는 금속 분말은 코발트, 알루미늄, 아연, 지르코늄, 백금, 금, 팔라듐, 티타늄, 철, 주석, 인듐, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐, 은 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다. 이중에서 은(Ag)은 도전성, 적외선 반사성 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 전기 전도성을 동시에 만족한다.
상기 단위 패턴(350) 내에 충진되는 고분자 수지로는 자외선 경화성 수지 또는 열경화성 수지를 사용할 수 있으며, 폴리메틸 메타아크릴레이트(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 물질과 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. 상기 분산제는 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
상기 제1 광흡수부(332) 및 상기 제2 광흡수부(334)는 고분자 수지와 광흡수 물질로 형성되나, 도전성 물질을 일부 더 포함할 수도 있다. 즉, 상기 광흡수부(330)는 광흡수 물질과 도전성 물질이 9:1 내지 7:3의 부피비로 포함될 수도 있다. 이러한 경우 광흡수부(330)의 주된 기능은 외광의 흡수이지만, 부수적으로 단위 패턴의 중간에 위치한 차폐반사부(340)들을 전기적으로 연결하여 전자파 차폐 기능을 효율적으로 수행할 수 있게 된다.
상기 차폐반사부(340)가 금속 벌크가 아닌 금속 분말과 고분자 수지를 포함하는 경우에, 상기 차폐반사부(340)는 카본블랙을 더 포함할 수도 있다. 이에, 전자파 차폐뿐만 아니라 외광 흡수 기능도 보충적으로 수행할 수 있게 된다.
본 발명의 광학 부재(300)의 광흡수 효율 및 전자파 차폐 효율이 최적화될 수 있도록, 단위 패턴(350) 내에서의 광흡수부(330) 및 차폐반사부(340) 간의 상대적 체적 비율을 조정할 수 있으며, 상기 광흡수부(330) 및 상기 차폐반사부(340)에 충진되는 광흡수 물질과 도전성 물질의 상대적인 함량을 조정할 수 있다.
또한, 본 발명은 광흡수부(330) 내에서 광흡수 물질의 농도가 일정한 경우뿐 만 아니라 농도가 불균일한 경우 또는 농도가 단계적으로 변화하는 경우도 포함한다.
상기 광학 부재(300)는 단위 패턴(350)으로 이루어진 광학 패턴의 양 끝단에 도전성 물질로 전극을 형성하여 전자파 차폐 효율을 더 높일 수도 있다.
이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 차폐반사부의 역할에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 4는 기존 광학 부재의 단위 패턴에 외광이 흡수되는 경로를 나타내는 개념도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재의 단위 패턴에 외광이 흡수되는 경로를 나타내는 개념도이다.
기존의 광학 부재의 경우 차폐반사부가 광흡수부(430) 내에 포함되어 있지 않으므로, 외부 환경광(410) 중에서 일부는 도시된 바와 같이 광흡수부(430) 내에서의 이동 경로가 충분히 흡수될 수 있을 만큼 길지 않아 투과되는 경우도 있다.
이에, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 광학 부재는 차폐반사부(540)를 광흡수부(530) 내에 삽입시킴으로써, 외부 환경광(510) 중 광흡수부(530) 내에서 이동 경로가 짧은 것을 반사시켜 이동 경로를 증가시킬 수 있어 광흡수 효율을 보다 높일 수 있게 된다.
그리고, 도전성 물질로 이루어진 차폐반사부(540)에 의해 전자파를 차단할 수 있으며, 광흡수부(530)에 도전성 물질을 더 포함시키고 단위 패턴들을 연결하는 전극을 기재의 일 면에 형성시켜 전자파 차폐 효율을 더욱 높일 수 있다.
또한, 제1 광흡수부(532)와 제2 광흡수부(534)로 나누어지게 됨에 따라, 제2 광흡수부(534)에서는 패널에 의해 반사된 외광을 흡수하여 다중 반사를 방지하는 역할을 하게 된다.
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 광학 부재 및 디스플레이 장치용 필터는 기존의 제조 공정에서 약간의 변형을 주는 것이므로 대량 생산이 가능하다. 또한, 외광의 흡수 효율이 뛰어나 명암 대비비를 높일 수 있으며, 패널에 의한 반사광을 흡수할 수 있어 이중 영상에 의한 화질 저하를 방지할 수 있다. 특히 광흡수 및 전자파 차폐를 동시에 수행할 수 있어, 도전막 타입의 전자파 차폐층에서 적층 회수를 줄일 수 있게 되어 보다 경제적이다.
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 광학 부재를 나타내는 단면도이다.
도 4는 기존 광학 부재의 단위 패턴에 외광이 흡수되는 경로를 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재의 단위 패턴에 외광이 흡수되는 경로를 나타내는 개념도이다.
[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: 광학 부재
232: 기재 234: 광학 패턴
240: 색보정층 250: 반사반지층
280: 패널 입사광 290: 외부 환경광
300: 광학 부재 320: 기재
332, 532: 제1 광흡수부 334, 534: 제2 광흡수부
330, 430, 530: 광흡수부 340, 540: 차폐반사부
350, 550: 단위 패턴 410, 510: 외부 환경광

Claims (14)

  1. i) 투명 수지 재질의 기재; 및
    ii) 상기 기재의 일 면에 형성되고, 광흡수 물질을 포함하는 제1 광흡수부, 상기 제1 광흡수부 상에 형성되고 도전성 물질로 이루어지며 전자파의 차폐 및 광반사가 일어나는 차폐반사부 및 상기 차폐반사부 상에 형성되고 광흡수 물질을 포함하는 제2 광흡수부를 각각 구비한 복수의 단위 패턴들로 이루어진 광학 패턴;
    을 포함하는 디스플레이 장치용 광학 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차폐반사부의 두께는 상기 단위 패턴의 깊이에 대하여 5 내지 20%인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 부재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차폐반사부는 기재의 일 면에 평행하게 형성되거나 또는 상기 차폐반사부의 연장선이 기재의 일 면과 이루는 각이 60도보다 작도록 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 부재
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차폐반사부는 상기 단위 패턴의 깊이를 1:9 내지 3:7로 내분하는 위치 에 배치된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 부재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광흡수 물질은 카본블랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 부재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광흡수부 및 상기 제2 광흡수부는 도전성 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 부재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 물질은 금속 벌크인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 부재.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 물질은 탄소 나노 튜브, 금속 분말 및 금속산화물 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 부재.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 금속 벌크 또는 상기 금속 분말은 코발트, 알루미늄, 아연, 지르코늄, 백금, 금, 팔라듐, 티타늄, 철, 주석, 인듐, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐, 은 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 부재.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 금속산화물은 산화구리, 산화아연, 산화인듐, 산화주석, 산화인듐주석, 산화알루미늄아연 및 산화인듐아연으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 부재.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 단위 패턴의 단면은 쐐기형, 사다리꼴형, U자형 또는 반원형인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치용 광학 부재.
  12. 복수의 기능성 부재들이 적층되어 형성된 디스플레이 장치용 필터에 있어서,
    상기 기능성 부재들 중 어느 하나의 기능성 부재는,
    i) 투명 수지 재질의 기재; 및
    ii) 상기 기재의 일 면에 형성되고, 광흡수 물질을 포함하는 제1 광흡수부, 상기 제1 광흡수부 상에 형성되고 도전성 물질로 이루어지며 전자파의 차폐 및 광반사가 일어나는 차폐반사부 및 상기 차폐반사부 상에 형성되고 광흡수 물질을 포 함하는 제2 광흡수부를 각각 구비한 복수의 단위 패턴들로 이루어진 광학 패턴;
    을 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 물질을 포함하는 제1 광흡수부, 상기 제1 광흡수부 상에 형성되고 도전성 물질로 이루어지며 전자파의 차폐 및 광반사가 일어나는 차폐반사부 및 상기 차폐반사부 상에 형성되고 광흡수 물질을 포함하는 제2 광흡수부를 각각 구비한 복수의 단위 패턴들로 이루어진 광학 패턴을 포함하는 광학 부재;
    상기 광학 부재 상에 형성되고, 특정 파장대의 빛을 흡수하는 색소를 함유하는 색보정층; 및
    상기 기판의 타면에 형성된 반사방지층을 포함하는 디스플레이 장치용 필터.
KR1020070068733A 2007-07-09 2007-07-09 디스플레이 장치용 광학 부재 및 이를 포함한 디스플레이장치용 필터 KR20090005573A (ko)

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