KR20120070116A - 투과율 조절이 가능한 광학필터 및 이의 제조방법 - Google Patents

투과율 조절이 가능한 광학필터 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투과율 조절이 가능한 광학필터 및 이의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 베이스 기판을 전처리하는 단계; 색소 및 점착제를 혼합하는 혼합단계; 상기 혼합된 용액을 베이스 기판에 코팅단계; 및 건조단계를 포함하는 투과율 조절이 가능한 광학필터 및 이의 제조방법을 제공한다.

Description

투과율 조절이 가능한 광학필터 및 이의 제조방법 {Optical filter having transmittance control and preparing thereof}
본 발명은 투과율 조절이 가능한 광학필터 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학필름 상부에 가시광선 영역의 선택적인 투과율을 위하여 특정 색소를 점착제와 혼합하여 코팅함으로써 투과율 조절이 가능한 광학필터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
현대 산업사회가 고도의 정보화 시대로 발전함에 따라서 각종의 장치로부터 다양한 정보를 시각화하여 인간에게 전달하는 전자 디스플레이 산업의 중요성이 강조됨에 따라 표시 장치에 대한 개발도 활발해지고 있다. 상기 표시장치로는 CRT(Cathod Ray Tube), 유기전계광소자(Electro Luminescence; EL), VFD(Vacuum Fluorescent Display), FED(Field Emission Display), PDP(Plasma Display Panel) 등의 자체가 빛을 내는 발광형과 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)와 같이 자체가 빛을 내지 못하는 비발광형의 표시장치로 나눌 수 있다.
최근의 정보화 사회에서 표시장치는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 경량화, 박형화, 고화질화, 고투명도 등의 요건을 충족시켜야 한다.
액정표시소자는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 기존의 브라운관에 비해 작을 뿐만 아니라 발열량도 작기 때문에 최근에 평판 정보표시장치로서 각광받고 있다.
유기전계발광소자(OLED)는 자기발광형이기 때문에 LCD에 비해서 시야각이 넓고 콘트라스트가 좋으며 또한 백라이트가 필요 없기 때문에 경량화가 가능하며 소비전력 면에서도 TFT-LCD보다 유리하다. 또한 다른 디스플레이에 비해 감성화면 구현 및 응답속도가 빨라 동영상 표시가 용이하며 LCD와는 달리 고체 박막으로 구성되어 있기 때문에 진동에 강하고 사용 온도범위가 상대적으로 넓은 장점이 있어 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.
유기전계발광소자는 자기발광으로 R, G, B를 구형하는 장치로서 색구현을 양호하게 하기 위하여 R, G, B 중 더 많이 방출되는 황색광을 억제하는 기능과 색을 더욱 선명하게 하기 위하여 색보정을 수행하는 기능이 요구되고 있다.
기존 광학 필터는 도 1에 도시된 바와 같이 광학필름, 광학필름을 디스플레이 장치의 유리 전면에 점착시키며 색보정 색소가 첨가된 점착제 층, 전자파 차폐를 위한 Cu층을 상기 필름에 부착시키기 위한 접착제층, 별도의 공정에 의해 흑화 처리된 흑화층, 상기 점착제층에 의한 불투명화 해소 및 점착기능을 위해 메쉬에 형성된 점착제층, 근적외선 차단 코팅층, 저반사코팅필름 및 상기 저반사코팅필름의 상부면에 점착 형성되는 보호필름으로 구성된다.
이러한 종래의 광학 필터는 공정이 복잡하며, 광학 필터의 헤이즈 및 투과율이 저하되는 문제점이 있으므로 별도의 투명화 공정이 요구되었다.
최근, 이러한 단점을 극복하기 위하여, 광학 필터의 헤이즈 감소 및 투과율 저하 문제 해결은 물론 색보정, 황색광 차단, 근적외선 차단 기능을 모두 보유할 수 있는 광학필터 및 이의 제조방법에 대한 요구가 시급한 실정이다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 헤이즈 및 투과율 저하를 방지할 수 있는 광학필터 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 가시광선 영역에서의 투과율을 조절할 수 있는 광학필터 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 베이스 기판; 및 상기 베이스 기판 상에 색소 및 점착제가 혼합된 혼합용액이 코팅되는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 베이스 기판이 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르술폰(PES), 폴리이미드(PI), 폴리아릴레이트(PAR), 올레핀 공중합체 및 폴리비닐알코올(PVA) 중에서 1이상 선택되는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 베이스 기판이 플라즈마 처리하여 격자모양으로 처리하는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 색소가 Red계열, Orange계열, Yellow계열, Pink계열, Blue계열, Green계열 및 Black계열로 이루어진 군에서 4종 내지 8종을 선택하는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 점착제가 아크릴레이트계열의 감압성 점착제(PSA)인 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 혼합용액이 점착제 100중량부에 대하여 색소 3~10 중량부가 혼합되어 평균 투과도 60 ~ 70%인 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 혼합용액이 점착제 100중량부에 대하여 색소 11~16 중량부가 혼합되어 평균 투과도 45 ~ 60%인 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 코팅이 스프레이 코팅(Spray coating), 롤 코팅(Roll coating), 그라비아 코팅(Gravure Coating) , 마이크로 그라비아 코팅(Micro-Gravure Coating), 딥코팅(Dip coating) 및 플로우 코팅(Flow coating) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터를 제공한다.
또한 본 발명은 혼합용액으로 코팅된 면의 상부에는 보호필름이 더 적층되되, 상기 보호필름은 PET필름에 실리콘 코팅을 한 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터를 제공한다.
또한 본 발명은 베이스 기판을 전처리하는 단계; 색소 및 점착제를 혼합하는 혼합단계; 상기 혼합된 용액을 베이스 기판에 코팅단계; 및 건조단계를 포함하는 투과율 조절이 가능한 광학필터 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 베이스 기판이 전처리하는 단계에서 플라즈마 처리하여 격자모양으로 처리하는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 색소가 Red계열, Orange계열, Yellow계열, Pink계열, Blue계열, Green계열 및 Black계열로 이루어진 군에서 4종 내지 8종을 선택하는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 코팅이 스프레이 코팅(Spray coating), 롤 코팅(Roll coating), 그라비아 코팅(Gravure Coating) , 마이크로 그라비아 코팅(Micro-Gravure Coating), 딥코팅(Dip coating) 및 플로우 코팅(Flow coating) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 광학필터 및 이의 제조방법은 색소와 점착제를 이용하여 단순공정으로 코팅하여 헤이즈 및 투과율 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 광학필터 및 이의 제조방법은 선택적으로 가시광선의 투과율 조절이 가능함으로써 색보정 및 황색광과 근적외선을 차단하는 효과가 있다.
도 1은 기존 광학필터의 개략적인 단면도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 투과율 조절이 가능한 광학 필터를 제조하는 공정도이다.
도 3은 색소와 점착제가 코팅된 광학 필터의 단면도이다.
도 4는 실시예 1로 제조된 광학필터의 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 5는 실시예 2로 제조된 광학필터의 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 6은 실시예 3으로 제조된 광학필터의 투과율을 나타낸 그래프이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 투과율 조절이 가능한 광학 필터의 제조방법을 나타낸 공정도이고, 도 3은 색소와 점착제가 코팅된 광학 필터의 단면도이다.
본 발명의 광학필터의 구조는 베이스 기판상에 색소 및 점착제가 혼합된 혼합용액을 코팅한 구조이며, 이에 대한 제조방법은 베이스 기판을 전처리하는 단계; 색소 및 점착제를 혼합하는 혼합단계; 상기 혼합된 용액을 베이스 기판에 코팅단계; 및 건조단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 베이스 기판을 전처리단계에서 사용되는 기판으로는 다양한 재질을 사용할 수 있으나 광학적 투과율이 높고, 연신율과 내습성 등이 우수한 재료를 사용한다.
상기 베이스 기판의 비제한적인 예로는 베이스 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르술폰(PES), 폴리이미드(PI), 폴리아릴레이트(PAR), 올레핀 공중합체 및 폴리비닐알코올(PVA) 등으로 이루어진 군에서 1이상 선택할 수 있다.
상기 베이스 기판은 전처리하는 단계에서 플라즈마 처리하여 격자모양으로 처리할 수 있다. 플라즈마 처리는 플라즈마 발생기를 이용하여 기판 표면에 격자모양을 형성하게 할 수 있다.
다음으로 베이스 기판에 코팅할 코팅액을 준비할 수 있는 데, 상기 코팅은 색소와 점착제가 혼합된 혼합용액을 이용하여 코팅할 수 있다.
상기 혼합용액은 특정 색소의 조합으로 형성되어 선택적인 특정 영역대의 가시광선 투과율 조절이 가능하고 황색광과 근적외선 차단이 가능하도록 할 수 있다.
상기 광학 필터를 형성하는 색소의 종류로는 Red계열, Orange계열, Yellow계열, Pink계열, Blue계열, Green계열 및 Black계열의 색소로 이루어진 군에서 4종 내지 8종을 선택하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 색소와 혼합되는 점착제는 투과율과 헤이즈 감소 및 고탄성과 내 화학성을 부여하기 위하여 아크릴레이트계열의 감압성 점착제 (Pressure Sensitive Adhesive(PSA))를 이용할 수 있으며, 상기 색소와 점착제를 혼합한 용액이 필름에 평탄하게 코팅이 이루어지도록 하기 위해 평탄화제가 2 내지 5% 첨가 될 수 있다.
또한 코팅 용액의 빠른 경화를 위하여 점착제 중량 대비 0.17%의 E-5AX 열경화제가 첨가 될 수 있다.
상기 색소의 조절에 따라 투과율을 조절할 수 있는 데, 상기 점착제 100중량부에 대하여 색소 3~10 중량부가 혼합되는 경우에 있어서, 광학필터의 평균 투과도는 60 ~ 70% 정도가 될 수 있다.
또한, 상기 점착제 100중량부에 대하여 색소 11~16 중량부가 혼합되는 경우에 있어서, 광학필터의 평균 투과도는 45 ~ 60% 정도가 될 수 있다.
상기 혼합용액의 코팅을 수행하는 방식으로는 스프레이 코팅(Spray coating), 롤 코팅(Roll coating), 그라비아 코팅(Gravure Coating) , 마이크로 그라비아 코팅(Micro-Gravure Coating), 딥코팅(Dip coating) 및 플로우 코팅(Flow coating) 등을 사용할 수 있다.
상기 코팅된 필터는 건조단계를 거치는 데, 상기 건조는 열 건조를 실시하는 데, 건조시간은 1~2분이 바람직하며, 열 건조온도는 100~120℃인 것이 바람직하다.
또한, 추가적으로 코팅층 상부에는 보호필름이 적층될 수 있는 데, 상기 보호필름의 종류는 비제한적인 예로 PET 필름을 사용할 수 있다. 상기 PET 필름에 실리콘 코팅을 하여 이형력을 부여한다. 상기 보호필름의 두께는 75um 내지 100um인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.
실시예 1
베이스 기판으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 이용하였으며, 전처리과정에서 플라즈마 발생기를 이용하여 필름 표면에 격자모양을 형성하였다. 다음으로 색소 및 아크릴레이트계열의 감압성 점착제를 혼합하되, 점착제 100중량부에 대하여 상기 색소로는 Yellow 계열 1.2 중량부, Red 계열 0.6 중량부, Blue 계열 1.8 중량부, Green 계열 0.8 중량부를 혼합하여 그라비아 코팅을 하였다. 상기 코팅후 건조하여 광학필터를 제조하였다. 제조된 광학필터에 대한 가시광선 영역에서의 투과율은 도 4에서 나타내었다.
도 4를 참조하면, 가시광선 영역인 380 ~ 800㎚ 전체영역에서 투과율이 60 ~ 65% 범위로 고루게 투과되었다.
실시예 2
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 점착제 100중량부에 대하여 색소로는 Yellow 계열 0.2 중량부, Red 계열 0.35 중량부, Blue 계열 1.8 중량부, Green 계열 1.0 중량부를 혼합하여 코팅하였다. 제조된 광학필터에 대한 가시광선 영역에서의 투과율은 도 5에서 나타내었다.
도 5를 참조하면, Yellow 계열 및 Red 계열 색소를 실시예 1과 비교할 때 비교적 적게 투입하였는 데, 그 결과 380 ~ 500㎚의 파장대에서 투과율이 상승함을 알 수 있다.
실시예 3
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 점착제 100중량부에 대하여 색소로는 Yellow 계열 3.52 중량부, Red 계열 4.35 중량부, Blue 계열 0.36 중량부, Green 계열 0.04 중량부를 혼합하여 코팅하였다. 제조된 광학필터에 대한 가시광선 영역에서의 투과율은 도 6에서 나타내었다.
도 6을 참조하면, 실시예 1과 비교할 때 Yellow 계열 및 Red 계열 색소를 비교적 많이 투입하고, Blue 계열 및 Green 계열 색소를 비교적 적게 투입하였는 데, 그 결과 650~800㎚의 파장대에서 투과율이 상승함을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims (13)

  1. 베이스 기판; 및
    상기 베이스 기판 상에 색소 및 점착제가 혼합된 혼합용액이 코팅되는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르술폰(PES), 폴리이미드(PI), 폴리아릴레이트(PAR), 올레핀 공중합체 및 폴리비닐알코올(PVA) 중에서 1이상 선택되는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기판은 플라즈마 처리하여 격자모양으로 처리하는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 색소는 Red계열, Orange계열, Yellow계열, Pink계열, Blue계열, Green계열 및 Black계열로 이루어진 군에서 4종 내지 8종을 선택하는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 점착제는 아크릴레이트계열의 감압성 점착제(PSA)인 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 혼합용액은 점착제 100중량부에 대하여 색소 3~10 중량부가 혼합되어 평균 투과도 60 ~ 70%인 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 혼합용액은 점착제 100중량부에 대하여 색소 11~16 중량부가 혼합되어 평균 투과도 45 ~ 60%인 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 코팅은 스프레이 코팅(Spray coating), 롤 코팅(Roll coating), 그라비아 코팅(Gravure Coating) , 마이크로 그라비아 코팅(Micro-Gravure Coating), 딥코팅(Dip coating) 및 플로우 코팅(Flow coating) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 혼합용액이 코팅된 면의 상부에는 보호필름이 더 적층되되, 상기 보호필름은 PET필름에 실리콘 코팅을 한 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터.
  10. 베이스 기판을 전처리하는 단계;
    색소 및 점착제를 혼합하는 혼합단계;
    상기 혼합된 용액을 베이스 기판에 코팅단계; 및
    건조단계를 포함하는 투과율 조절이 가능한 광학필터 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 베이스 기판은 전처리하는 단계에서 플라즈마 처리하여 격자모양으로 처리하는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 색소는 Red계열, Orange계열, Yellow계열, Pink계열, Blue계열, Green계열 및 Black계열로 이루어진 군에서 4종 내지 8종을 선택하는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 코팅은 스프레이 코팅(Spray coating), 롤 코팅(Roll coating), 그라비아 코팅(Gravure Coating) , 마이크로 그라비아 코팅(Micro-Gravure Coating), 딥코팅(Dip coating) 및 플로우 코팅(Flow coating) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투과율 조절이 가능한 광학필터 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102215047B1 (ko) * 2019-10-01 2021-02-15 조덕재 용융압출식 분산형 편광필름 제조장치

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