KR20100088761A - 디스플레이 장치용 외광 차폐 필름의 제조 방법 및 외광 차폐 필름 - Google Patents

디스플레이 장치용 외광 차폐 필름의 제조 방법 및 외광 차폐 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외광 차폐 필름의 제조 방법 및 외광 차폐 필름에 관한 것으로, 본 발명의 외광 차폐 필름 제조 방법은 투명 기재의 일면에 외광 차폐 패턴을 형성하는 단계와, 외광 차폐 패턴에 광흡수체를 충진하는 단계와, 광흡수체가 충진된 외광 차폐 패턴 표면에 오목한 홈을 형성하는 단계와, 광흡수체를 경화시켜 외광 차폐층을 형성하는 단계, 및 외광 차폐층 표면의 오목한 홈에 광 반사층을 형성하는 단계를 포함한다.
외광, 차폐, 필름, 제조, 방법, 광흡수, 디스플레이

Description

디스플레이 장치용 외광 차폐 필름의 제조 방법 및 외광 차폐 필름{METHOD FOR MANUFACTURING LIGHT-BLOCKING FILM FOR DISPLAY APPARTUS AND LIGHT-BLOCKING FILM}
본 발명은 외광 차폐 필름의 제조 방법 및 외광 차폐 필름에 관한 것으로, 특히, 외부 환경광이 디스플레이 모듈 내부로 유입되는 것을 방지하는 한편 디스플레이 장치의 광 투과율을 높일 수 있는 디스플레이 장치용 외광 차폐 필름의 제조 방법 및 외광 차폐 필름에 관한 것이다.
최근 들어 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, 이하 PDP) 장치는 기존의 디스플레이 장치를 대표하는 음극선관(cathode ray tube, 이하 CRT)에 비해 대형화 및 박형화를 동시에 만족할 수 있어 차세대 디스플레이 장치로서 각광받고 있다.
일반적으로, PDP 장치는 명실(明室) 조건에서 외부 환경광이 PDP 필터를 통과하여 디스플레이 모듈 내로 유입될 수 있다. 이러한 경우, 디스플레이 모듈 내의 방전셀에서 발생된 입사광과 외부로부터 PDP필터를 통과하여 유입된 외부 환경광의 중첩이 발생한다. 이로 인해 명실 조건에서 명암비(contrast ratio)가 저하되어 PDP 장치의 화면 표시능력이 열악해진다. 이를 해결하기 위해, 광흡수체를 충진한 외광 차폐 필름을 사용하여 외부 환경광을 흡수하는 PDP 필터가 널리 보급되고 있다.
그러나, 광흡수체가 충진된 외광 차폐 필름으로 외부 환경광을 흡수하는 경우, 명실 조건에서의 명암대비비의 저하와 PDP 장치의 화면 표시능력이 열악되는 문제점을 해결할 수 있으나, 디스플레이 모듈에서 방출되는 영상 광원이 외광 차폐 필름에 의해 흡수/소멸되어 어느 정도의 투과율 손실이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 배경에서 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 외부 환경광이 디스플레이 모듈 내부로 유입되는 것을 막고, 또한 디스플레이 장치의 광 투과율을 높일 수 있는 디스플레이 장치용 외광 차폐 필름의 제조 방법 및 외광 차폐 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 외광 차폐층에 형성되는 광 반사층에 의해 외부 환경광이 반사되는 것을 방지하여 명실 조건에서 디스플레이 장치의 명실명암 대비비를 향상시키는 디스플레이 장치용 외광 차폐 필름의 제조 방법 및 외광 차폐 필름을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 외광 차폐 필름 제조 방법은, 투명 기재의 일면에 외광 차폐 패턴을 형성하는 단계와, 외광 차 폐 패턴에 광흡수체를 충진하는 단계와, 광흡수체가 충진된 외광 차폐 패턴 표면에 오목한 홈을 형성하는 단계와, 광흡수체를 경화시켜 외광 차폐층을 형성하는 단계, 및 외광 차폐층 표면의 오목한 홈에 광 반사층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따른 외광 차폐 필름 제조 방법은, 외광 차폐층 표면의 오목한 홈에 광 반사층을 형성하는 단계가, 외광 차폐층이 형성된 투명 기재의 표면에 광 반사물질을 코팅하는 단계와, 광 반사물질이 코팅된 투명 기재의 표면에서 외광 차폐층의 오목한 홈에 형성된 광 반사물질을 제외한 나머지 광 반사물질을 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따른 외광 차폐 필름은, 외광 차폐 패턴이 형성된 투명 기재와, 투명 기재의 외광 차폐 패턴에 광흡수체를 충진 및 경화시켜 형성되는 외광 차폐층와, 외광 차폐층 표면의 오목한 홈에 형성되는 광 반사층을 포함한다.
본 발명에 따른 외광 차폐 필름은 외광 차폐층 내부의 오목한 홈에 광 반사층을 형성함으로써, 디스플레이 모듈에서 방출되는 영상광은 광 반사층에 의해 반사된 후 디스플레이 모듈에 의한 재반사를 통해 외부로 방출된다. 이에 본 발명에 따른 외광 차폐 필름을 사용하는 디스플레이 장치는 외광 차폐층을 통해 외부 환경광이 디스플레이 모듈 내부로 유입되는 것을 막고, 또한 디스플레이 장치의 광 투과율을 높일 수 있는 유용한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 외광 차폐 필름은 외광 차폐층 내부의 오목한 홈에 광 반사층을 형성함으로써, 광 반사층에 의해 외부 환경광이 반사되는 것을 방지하여 명실 조건에서 디스플레이 장치의 명암 대비비를 향상시키는 유용한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 필터가 적용된 디스플레이 장치의 개략적인 구조를 도시한다.
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 장치이다. 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 장치는 제1 기판(1)과 제2 기판(3) 사이에 방전셀(2)이 형성되며, 방전셀(2)에는 네온(Ne)과 제논(Xe) 혼합가스가 채워진다. 또한, 제1 기판(1)과 제2 기판(3)의 내측면에는 형광물질이 발라져 있다. 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 장치는 구동회로기판(5)을 통해 방전셀(2)에 채워진 혼합가스에 강한 전기장을 걸어주면, 혼합가스에서 방출된 자외선이 형광물질과 부딪쳐 고유의 가시광선과 전자파(EMI), 근적외선(NIR), 색순도를 저하시키는 오렌지광을 방출한다.
도 1에 도시한 바와 같이 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 장치에 적용된 본 발명에 따른 디스플레이 필터(10)는 디스플레이 모듈(9) 전방에 설치된다. 본 발명에 따른 디스플레이 필터(10)는 다수의 광학 필름을 포함하는 광학필터로서 근적외선(NIR) 차폐 필름(15), 외광 차폐 필름(14), 전자파(EMI) 차폐 필름(13), 투명기판(12), 반사방지 필름(11)을 포함한다.
반사방지 필름(11)은 외광 반사를 억제하여 시인성을 향상시킨다. 반사방지 필름(12)은 가시영역에 있어서 굴절률이 1.5 이하, 바람직하게는 1.4 이하로 낮은 불소계투명 고분자수지나 불화마그네슘, 실리콘계수지나 산화규소의 박막 등을 예를 들면, 1/4 파장의 광학막 두께에 의하여 단일층 형성한 것을 사용할 수 있다. 또한, 반사방지 필름(11)은 굴절률이 다른 금속산화물, 불화물, 규화물, 붕화물, 탄화물, 질화물, 황화물 등의 무기화합물 또는 실리콘계수지나 아크릴수지, 불소계수지 등의 유기화합물의 박막을 2층 이상 다층 적층한 구조를 가질 수 있다.
투명기판(12)은 광학 필름을 적층하기 위한 것으로, 반강화 유리 또는 투명 고분자 수지를 사용할 수 있다. 상기 고분자 수지로는 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) 등이 있다.
전자파(EMI) 차폐 필름(13)은 디스플레이 모듈(9)로부터 방출되는 인체에 유해한 전자파(EMI)를 차단한다. 일례로, 전자파(EMI) 차폐 필름(13)은 금속박막 또는 고굴절률 투명박막을 적층한 다층 투명도전막으로 구현될 수 있다. 다른 예로, 전자파(EMI) 차폐 필름(13)은 금속 패턴이 형성된 도전성 메쉬 필름으로 구현될 수 있다. 근적외선(NIR) 차폐 필름(15)을 별도로 형성하지 않고 전자파(EMI) 차폐 필름(13)만으로 근적외선(NIR)과 전자파(EMI)를 차폐하는 두 가지 기능을 수행할 수 있다.
외광 차폐 필름(14)은 디스플레이 모듈(9)로 유입되는 외부 환경광을 차단하 고, 디스플레이 모듈(9)에서 방출되는 영상광을 반사시켜 디스플레이 모듈(9)에 의한 재반사를 통해 외부로 방출하는 역할을 한다. 외광 차폐 필름(22)에는 그 일면에 평행하게 배열된 다수의 쐐기형 블랙 스트라이프(black stripe)(141)를 포함한다. 블랙 스트라이프(black stripe)(141)는 외부 환경광을 흡수하며, 디스플레이 모듈(9)로부터 방출되는 광을 시청자 쪽으로 반사한다. 블랙 스트라이프(black stripe)(141)는 빛을 흡수할 수 있는 검은색 무기물 및/또는 유기물, 금속으로 형성될 수 있다. 블랙 스트라이프(black stripe)(141)는 전기 저항이 작은 금속 분말을 이용하여 형성되는 경우, 금속 분말의 농도에 따른 전기 저항의 조절이 가능하기 때문에 전자파 차폐기능을 수행할 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 외광 차폐 필름(14)의 구조에 대한 자세한 설명은 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
근적외선(NIR) 차폐 필름(15)은 무선전화기나 리모콘 등의 전자기기의 오동작을 야기하는 근적외선(NIR)을 차폐한다. 근적외선 흡수물질로는 니켈 착체계와 디암모늄계의 혼합색소, 구리 이온과 아연 이온을 함유하는 화합물 색소, 시아닌계 색소, 안트라퀴논계 색소, 스쿠아릴륨계，아조메틴계，오키소놀，아조계 또는 벤질리덴계 화합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 외광 차폐 필름(14)의 구조에 대하여 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 필름을 제조하는 방법을 도시한 것이고, 도 3 내지 도 6 은 도 2의 디스플레이 장치용 외광 차폐 필름을 제조하는 각 단계를 수행한 결과를 도시한다.
먼저 도 2를 참조하여 설명하면 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 외광 차폐 필름을 제조방법은 투명 기재의 일면에 외광 차폐 패턴을 형성하는 단계(S21)와, 외광 차폐 패턴에 광흡수체를 충진하는 단계(S22)와, 광흡수체가 충진된 외광 차폐층 표면에 오목한 홈을 형성하는 단계(S23)와, 광흡수체를 경화시켜 외광 차폐층을 형성하는 단계(S24)와, 외광 차폐층 표면의 오목한 홈에 광 반사층을 형성하는 단계(S25)를 포함한다.
디스플레이 장치용 외광 차폐 필름을 제조하기 위해, 도 3에 도시한 바와 같이, 투명 기재(31)의 일면에 외광 차폐 패턴(32)을 형성한다(S21). 투명 기재(31)는 자외선 경화성 수지로 구성되고, 외광 차폐 패턴(32)은 롤 성형법 또는 열가소성 수지를 이용한 열 프레스(press)법 등에 의해 형성될 수 있다. 바람직하게는, 외광 차폐 패턴의 임프린트 패턴이 형성된 임프린트 롤(imprint roll)을 투명 기재(31)에 롤링하여 외광 차폐 패턴을 전사(transcription)시키는 것이 바람직하다. 한편, 투명 기재(31)를 구성하는 자외선 경화성 수지는 전자파 차폐를 위하여 전도성 고분자, 전도성 금속 등의 차폐 물질을 포함하거나 특정 파장 영역을 흡수할 수 있는 색소 물질을 더 포함할 수도 있다.
이후, 도 4에 도시한 바와 같이, 투명 기재(31)에 형성된 외광 차폐 패턴(32)에 광흡수체(33)를 충진한다(S22). 일례로 광흡수체로는 일반적으로 카본블랙을 사용하나, 본 발명은 이에 한정하지 않으며 검은색 무기물, 유기물 기타 금속을 포함할 수 있다. 이후, 광흡수체(33)가 충진된 외광 차폐 패턴(32) 표면에 오목한 홈(34)을 형성한다(S23). 여기서, 오목한 홈(34)은 광 반사층을 형성하는 단 계(S25)에서 광 반사물질이 채워지는 공간으로 사용된다. 일례로, 오목한 홈(34)을 형성하는 단계 S23은 외광 차폐 패턴(32)에 광흡수체(33)를 충진하는 단계 S22와 함께 수행될 수 있다. 일례로, 닥터링(doctoring) 공정을 통해 외광 차폐 패턴에 광흡수체를 충진하면서 외광 차폐 패턴 표면에 오목한 홈을 형성할 수 있다.
이후, 외광 차폐 패턴(32)에 충진된 광흡수체(33)를 자외선을 사용해 경화시켜 외광 차폐층을 형성한다(S24). 이후, 외광 차폐층 표면의 오목한 홈에 광 반사층을 형성한다(S25). 광 반사층을 형성하기 위해, 먼저 도 5에 도시한 바와 같이 외광 차폐 패턴(32)에 광흡수체(33)가 충진 및 경화된 외광 차폐층이 형성된 투명 기재(31)의 표면에 광 반사물질(35)을 코팅한다. 광 반사물질(35) 코팅은 진공코팅장치를 이용하여 구현될 수 있다. 일례로, 광 반사물질은 알루미늄, 크롬, 은 등으로 구현될 수 있다.
투명 기재(31)의 표면에 광 반사물질(35)을 코팅한 후, 광 반사물질이 코팅된 투명 기재(31)의 표면에서 외광 차폐층의 오목한 홈에 형성된 광 반사물질을 제외한 나머지 광 반사물질을 제거한다. 즉, 외광 차폐층의 오목한 홈에 형성된 광 반사물질이 투명 기재 표면으로 돌출되지 않도록 투명 기재의 표면에서 광 반사물질을 제거한다. 이는 투명 기재(31)의 표면에 돌출되는 광 반사층에 의해 외부 환경광이 반사되어 명실명암비를 저하시키는 것을 차단하고자 함이다. 또한, 투명 기재(31)의 표면에 광 반사층이 돌출되는 경우, 투명 기재(31)를 다른 필름, 예컨대 근적외선 필름(도1의 참조번호 15)과 점착제를 통해 접착시, 광 반사층이 돌출된 부분과 그렇지 않은 부분 간의 밀도 차이로 인해 투명 기재(31)와 다른 필름 사이 의 접착 표면에서 헤이즈가 증가한다. 이에 외광 차폐층의 오목한 홈에 형성된 광 반사물질이 투명 기재 표면으로 돌출되지 않도록 광 반사층을 형성해야 한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 필름을 제조하는 단계 S21 내지 S25를 통해, 투명 기재(31)의 외광 차폐층 표면의 오목한 홈에 광 반사물질(35)이 코팅된 광 반사층을 갖는 외광 차폐 필름이 제조된다.
표 1 은 외광 차폐층에 광 반사층을 형성하고 광 반사층의 두께를 다양하게 한 실시예 1,2,3와 광 반사층을 형성하지 않은 비교예 1를 설정한 후, 각각의 외광 차폐 필름의 휘도와 명실명암비 및 광 투과율을 실험한 결과이다.
광 반사층 두께(D) 휘도 명실명암비 투과율
비교예1 - 830 350:1 64.8
실시예1 8 ㎚ 839 349:1 65.1
실시예2 100 ㎚ 918 345:1 71.7
실시예3 4 ㎛ 915 330:1 71.5
본 실험은 실시예 1,2,3와 비교예 1에 따른 외광 차폐 필름을 디스플레이 패널에 부착한 후 광학적 특성을 측정하였다.
표 1에 알 수 있듯이, 실시에 1과 같이 광 반사층의 두께(D)가 10(㎚) 이하인 경우에 휘도와 명실명암비 및 투과율이 비교예 1 보다 좋아진 것으로 나타나지만 차이가 미미하다. 한편, 실시예 2와 같이 광 반사층의 두께(D)가 10(㎚) 이상, 1(㎛) 이하인 경우에 휘도와 명실명암비 및 투과율이 비교예 1 보다 높은 것으로 나타났다. 실시예 3과 같이 광 반사층의 두께(D)가 1(㎛) 이상인 경우 광 투과율은 좋으나 명실명암비가 저하되는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 외광 차폐 필름 제조 방법은 광 반사층의 두께(D)가 10(㎚) 이상, 1(㎛)이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.
지금까지, 본 명세서에는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 실시예들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 필터가 적용된 디스플레이 장치의 개략적인 구조를 도시한다.
도 2 는 본 발명에 따른 디스플레이 장치용 외광 차폐 필름을 제조하는 방법을 도시한다.
도 3 내지 도 6 은 도 2의 디스플레이 장치용 외광 차폐 필름을 제조하는 각 단계를 수행한 결과를 도시한다.

Claims (7)

  1. 디스플레이 장치에 사용되는 외광 차폐 필름 제조 방법에 있어서,
    투명 기재의 일면에 외광 차폐 패턴을 형성하는 단계;
    상기 외광 차폐 패턴에 광흡수체를 충진하는 단계;
    상기 광흡수체가 충진된 외광 차폐 패턴 표면에 오목한 홈을 형성하는 단계;
    상기 광흡수체를 경화시켜 외광 차폐층을 형성하는 단계; 및
    상기 외광 차폐층 표면의 오목한 홈에 광 반사층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 외광 차폐 필름 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 외광 차폐층 표면의 오목한 홈에 광 반사층을 형성하는 단계가 :
    상기 외광 차폐층이 형성된 투명 기재의 표면에 광 반사물질을 코팅하는 단계;
    상기 광 반사물질이 코팅된 투명 기재의 표면에서 광 반사물질을 제거하되, 상기 외광 차폐층의 오목한 홈에 형성된 광 반사물질이 상기 투명 기재 표면으로 돌출되지 않도록 광 반사물질을 제거하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 외광 차폐 필름 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외광 차폐 패턴에 광흡수체를 충진하는 단계와 광흡수체가 충진된 외광 차폐 패턴 표면에 오목한 홈을 형성하는 단계는,
    상기 외광 차폐 패턴에 광흡수체를 충진하면서 외광 차폐 패턴 표면에 오목한 홈을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 외광 차폐 필름 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 반사층의 두께가 10(㎚)이상, 1(㎛) 이하인 것을 특징으로 하는 외광 차폐 필름 제조 방법.
  5. 외광 차폐 패턴이 형성된 투명 기재;
    상기 투명 기재의 외광 차폐 패턴에 광흡수체를 충진 및 경화시키는 과정을 통해 형성되며, 상기 외광 차폐 패턴 표면에 오목한 홈을 갖는 외광 차폐층; 및
    상기 외광 차폐층 표면의 오목한 홈에 형성되는 광 반사층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 외광 차폐 필름.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 외광 차폐층 표면의 오목한 홈에 형성되는 광 반사층은,
    상기 투명 기재 표면으로 돌출되지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 외광 차폐 필름.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 광 반사층의 두께가 10(㎚)이상, 1(㎛) 이하인 것을 특징으로 하는 외광 차폐 필름.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101880001B1 (ko) * 2017-11-24 2018-07-18 장승현 함체

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