KR100615172B1 - Near-infrared absorbing material, optical filter including same, and image display device having same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 질소 함유 작용기가 주쇄 또는 측쇄에 결합되어 있는 고분자와, 구리 이온을 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수 물질, 이를 포함한 광학필터 및 이를 구비한 화상 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 근적외선 흡수 물질은 가시광선 영역에서는 높은 투과율을 나타내면서 근적외선 영역에서는 낮은 투과율 특성을 가진다. 이와 같은 특성으로 인하여 플라즈마 디스플레이 패널, 촬상 장치 등과 같은 각종 화상 표시 장치, 광학 부품 등에 유용하게 이용가능하다.The present invention provides a near-infrared absorbing material, an optical filter comprising the same, and an image display device including the same, wherein the nitrogen-containing functional group is bonded to the main chain or the side chain, and the polymer contains copper ions. The near-infrared absorbing material of the present invention exhibits high transmittance in the visible region and low transmittance in the near infrared region. Due to such characteristics, it can be usefully used for various image display devices such as plasma display panels and imaging devices, optical components, and the like.
Description
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 근적외선 흡수 물질의 분광 스펙트럼을 나타낸 것이다.1 shows a spectral spectrum of a near infrared absorbing material prepared according to Example 1 of the present invention.
본 발명은 근적외선 흡수 물질, 이를 포함한 광학필터 및 이를 구비한 화상 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 근적외선을 유효하게 차폐하면서 가시광선 영역에서 높은 투과율 특성을 나타내는 근적외선 흡수 물질, 이 근적외선 흡수 물질을 포함한 광학필터와 이 광학필터를 구비한 화상표시장치를 제공한다.The present invention relates to a near-infrared absorbing material, an optical filter including the same, and an image display device having the same. More particularly, the present invention relates to a near-infrared absorbing material which effectively shields near-infrared rays and exhibits high transmittance characteristics in the visible light region. An optical filter included and an image display device having the optical filter are provided.
근적외선은 인체의 눈에 유해한 질병을 유발시키며, 전자기기에 방출될 경우, 전자기기를 동작시키는 원격조정기의 오동작을 초래하기도 하여 그 차폐 방법에 대하여 많은 연구가 진행되어 왔다. Near-infrared radiation causes diseases that are harmful to the human eye, and when released into electronic devices, many researches have been conducted on the shielding method because they may cause a malfunction of the remote controller that operates the electronic device.
각종 촬영 기기에 사용되는 렌즈류는 근적외선에 의하여 붉은 색감이 도는 적화(적화(赤化) 현상이 관찰되어 미해결과제로 남아 있다. 이러한 적화 현상을 해 결하기 위하여 렌즈 제작시 원료 유리에 구리 이온을 미량 첨가하는 방법이 제시되어 왔다. 그러나, 이러한 방법이 수mm에서 수십mm의 두꺼운 렌즈에는 적용될 수 있지만, 이 방법을 수 mm 이하의 얇은 유리기판에 적용하는 경우 다음과 같은 문제점이 발생된다. Lenses used in various imaging equipments remain unresolved due to the redness of red color due to near-infrared light, which remains an unsolved problem. However, this method can be applied to thick lenses of several mm to several tens of mm, but the following problems arise when this method is applied to thin glass substrates of several mm or less.
얇은 유리 기판에 구리 이온을 도입하는 경우 얇은 두께로 인하여 높은 구리 이온 농도가 유지되어야 동일한 근적외선 차폐 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 구리의 농도가 소정 농도 이상으로 증가되면 구리가 안정하게 분포되지 못하고 그들끼리 뭉치는 현상이 유발되며, 이로 인하여 근적외선 차폐 능력이 상실된다. 따라서 구리 이온을 안정하게 분산시키면서 근적외선 차폐 능력이 개선된 재료에 대한 개발이 요구된다.When copper ions are introduced into a thin glass substrate, a high copper ion concentration must be maintained due to the thin thickness to obtain the same near infrared shielding effect. However, when the concentration of copper is increased above a predetermined concentration, copper may not be stably distributed and agglomeration of them may occur, thereby losing the near infrared shielding ability. Therefore, there is a need for development of a material having improved near infrared shielding ability while stably dispersing copper ions.
한편, 플라즈마 디스플레이 패널은 동작시 플라즈마 방전에 의한 근적외선이 다량 방출된다. 이러한 근적외선의 차폐를 위하여 패널 전면에 광학 필터가 설치되며, 상기 광학필터 제조시 구리 이온을 포스페이트로 안정화시키고 고분자 수지에 복합하여 만든 수지 조성물, 프탈로시아닌, 디티올계 물질 등의 근적외선 차폐 물질이 이용된다(일본 특개평 2000-7871). On the other hand, the plasma display panel emits large amounts of near infrared rays due to plasma discharge during operation. In order to shield such near infrared rays, an optical filter is installed on the front surface of the panel, and a near-infrared shielding material such as a resin composition, phthalocyanine, or a dithiol-based material, which is made by stabilizing copper ions with phosphate and composited with a polymer resin, is used in manufacturing the optical filter ( Japanese Patent Laid-Open No. 2000-7871).
그러나, 이러한 물질들을 이용하는 경우, 근적외선은 차폐되지만, 가시광선 영역에서 높은 흡수가 일어나고, 광 및 열에 대한 안정성이 불량하다는 문제점이 발생된다.However, when using these materials, the near infrared rays are shielded, but high absorption occurs in the visible region, and a problem arises that the stability to light and heat is poor.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 근적외선을 차폐하는 능력이 우수하 고 가시광선 투과율이 높을 뿐만 아니라, 광 및 열에 대한 안정성이 향상된 근적외선 차폐 물질을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a near-infrared shielding material having an excellent ability to shield near infrared rays, high visible light transmittance, and improved stability to light and heat.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 근적외선 차폐 물질을 채용함으로써 근적외선으로 인한 문제점을 효과적으로 예방할 수 있는 광학필터와, 이 광학 필터를 채용한 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide an optical filter capable of effectively preventing problems caused by near infrared rays by employing the near infrared shielding material, and an image display device employing the optical filter.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는 질소 함유 작용기가 주쇄 또는 측쇄에 결합되어 있는 고분자와, 구리 이온을 포함하는 것을 특징으로 하는 근적외선 흡수 물질을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a near-infrared absorbing material comprising a polymer having a nitrogen-containing functional group bonded to a main chain or a side chain, and copper ions.
상기 고분자는 폴리이미드, 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌이민 및 폴리비닐피롤리돈으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이다. The polymer is one selected from the group consisting of polyimide, polyacrylamide, polyethyleneimine and polyvinylpyrrolidone.
상기 근적외선 흡수 물질에서, 구리 이온의 함량은 고분자 100 중량부를 기준으로 하여 0.005 내지 20 중량부이다.In the near infrared absorbing material, the content of copper ions is 0.005 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer.
본 발명의 다른 기술적 과제는 상술한 근적외선 흡수 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터에 의하여 이루어진다.Another technical problem of the present invention is achieved by an optical filter comprising the above-mentioned near-infrared absorbing material.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 상기 광학 필터를 채용하는 화상 표시 장치에 의하여 이루어진다. Another technical problem of this invention is achieved by the image display apparatus which employ | adopts the said optical filter.
본 발명의 근적외선 흡수 물질은 구리 이온과 이를 안정하게 존재하게 하는 질소 함유 작용기를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 고분자를 포함하여 이루어진다. 상기 고분자는 그 주쇄 또는 측쇄에 전자주게(electron-donating group)인 비공유 전 자쌍을 갖고 있는 질소 함유 작용기를 함유하고 있어서 전자가 부족한 상태인 구리 이온에 배위할 수 있는 구조를 갖고 있다. The near-infrared absorbing material of the present invention comprises a polymer containing copper ions and a nitrogen-containing functional group in the main chain or side chain stably presenting them. The polymer contains a nitrogen-containing functional group having a non-covalent electron pair as an electron-donating group in its main chain or side chain, and has a structure capable of coordinating with copper ions in an electron deficient state.
상기 질소 함유 작용기의 구체적인 예로는 치환된 또는 비치환된 아미노기(-NH2), 치환된 또는 비치환된 아미드기 등을 들 수 있다. Specific examples of the nitrogen-containing functional group include substituted or unsubstituted amino groups (-NH 2 ), substituted or unsubstituted amide groups, and the like.
상기 고분자는 그 화합물내에 질소, 산소와 같이 비공유 전자쌍이 존재하는 원소를 갖고 있어서 각각의 관능기에 따라서 가시광선 영역의 투과 성능이 약간씩 달라진다.The polymer has an element in which a non-covalent electron pair exists such as nitrogen and oxygen in the compound, so that the transmission performance in the visible light region varies slightly depending on each functional group.
상기 고분자의 구체적인 예로는, 폴리이미드, 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌이민 및 폴리비닐피롤리돈을 들 수 있다.Specific examples of the polymer include polyimide, polyacrylamide, polyethyleneimine and polyvinylpyrrolidone.
본 발명의 근적외선 흡수 물질에 있어서, 구리 이온의 함량은 질소 함유 작용기를 주쇄 또는 측쇄에 갖고 있는 고분자 100 중량부를 기준으로 하여 0.005 내지 20 중량부이다,In the near-infrared absorbing material of the present invention, the copper ion content is 0.005 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer having a nitrogen-containing functional group in the main chain or the side chain.
만약 구리 이온의 함량이 상기 범위 미만인 경우는 근적외선 차폐 효과가 저하되고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 가시광선 투과성이 저하되어 바람직하지 못하다.If the content of copper ions is less than the above range, the near-infrared shielding effect is lowered, and if it exceeds the above range, visible light transmittance is lowered, which is not preferable.
이하, 본 발명의 근적외선 흡수 물질의 제조방법을 살펴보기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing the near infrared absorbing material of the present invention will be described.
먼저, 질소 함유 작용기를 포함하는 고분자를 용매에 용해한 다음, 여기에 구리 함유 화합물을 부가 및 혼합하여 반응을 실시한다. 여기에서 상기 반응온도는 0-200℃에서 실시한다.First, a polymer containing a nitrogen-containing functional group is dissolved in a solvent, and then a copper-containing compound is added and mixed thereto to carry out the reaction. Here, the reaction temperature is carried out at 0-200 ℃.
반응이 완결되면, 반응 혼합물의 워크-업 과정을 거쳐 근적외선 흡수 물질을 얻는다. 경우에 따라서는 워크-업 과정을 거치지 않고, 용매를 함유하고 있는 조성물 형태로 그대로 이용하는 것도 가능하다. Upon completion of the reaction, a work-up process of the reaction mixture is followed to obtain a near infrared absorbing material. In some cases, the composition may be used as it is in the form of a composition containing a solvent without undergoing a work-up process.
상기 구리 함유 화합물은 구리 (II) 이온을 갖고 있는 화합물이라면 특별하게 한정되는 것은 아니며, 이의 구체적인 예로서, 황산 구리, 염화 구리, 스테아린산, 구리, 아세트산 구리, 질산 구리, 등을 들 수 있다. 그리고 구리 함유 화합물의 함량은 질소 함유 작용기를 포함하는 고분자 100 중량부를 기준으로 하여 0.005 내지 20 중량부 범위이다. The copper-containing compound is not particularly limited as long as it is a compound having copper (II) ions. Specific examples thereof include copper sulfate, copper chloride, stearic acid, copper, copper acetate, copper nitrate, and the like. And the content of the copper-containing compound is in the range of 0.005 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer containing a nitrogen-containing functional group.
상기 용매로는 질소 함유 작용기를 함유하는 고분자와 구리 함유 화합물을용해하는 것이라면 특별하게 한정되지는 않는다. 예를 들면, 물, 메틸 알콜, 에틸 알콜, 이소프로필 알콜 등의 알콜류, 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브 등의 글리콜 에테르류, 디에틸 에테르, 아세톤 등을 들 수 있다. 그리고 이러한 용매의 함량은 통상적인 수준이다.The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the polymer containing the nitrogen-containing functional group and the copper-containing compound. For example, alcohols, such as water, methyl alcohol, ethyl alcohol, and isopropyl alcohol, glycol ethers, such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve, diethyl ether, acetone, etc. are mentioned. And the content of such solvents is at a normal level.
상기 과정에 따라 제조된 본 발명의 근적외선 흡수 물질은 가시광선 영역에서의 높은 투과율 특성을 갖고 있어 이를 이용하면 각종 화상 표시 장치 또는 광학 부품 특히 광학필터를 제조할 수 있다.The near-infrared absorbing material of the present invention manufactured according to the above process has a high transmittance characteristic in the visible light region, and thus can be used to manufacture various image display devices or optical components, especially optical filters.
상술한 근적외선 흡수 물질을 이용하여 광학필터를 제조하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the method for manufacturing an optical filter using the above-mentioned near-infrared absorbing material as follows.
유리기판 등과 같은 투명 기판의 전면에 반사방지막을 형성한다. 이어서, 상기 투명 기판의 후면에 본 발명의 근적외선 흡수물질을 함유하는 조성물을 코팅 및 건조하여 근적외선 차폐층을 형성하여 광학필터를 제조한다. 상기 건조과정은 20- 50℃ 온도 범위에서 실시한다.An antireflection film is formed on the entire surface of the transparent substrate such as a glass substrate. Subsequently, an optical filter is manufactured by coating and drying a composition containing the near infrared absorbing material of the present invention on the rear surface of the transparent substrate to form a near infrared shielding layer. The drying process is carried out in a temperature range of 20-50 ℃.
본 발명의 광학필터는 플라즈마 디스플레이 패널의 전면에 배치하여 패널로부터 조사된 근적외선을 효율적으로 차폐하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 근적외선에서 기인된 리모트 콘트롤의 오동작 발생이 줄어든다.The optical filter of the present invention can be disposed on the front surface of the plasma display panel to effectively shield the near infrared rays emitted from the panel. Therefore, such a plasma display panel reduces the occurrence of malfunction of the remote control due to near infrared rays.
본 발명의 광학 필터는 플라즈마 디스플레이 패널이외의 화상 표시 장치에도 적용가능하다. 예를 들어 각종 촬상기기의 렌즈에 적용하는 경우, 근적외선에 의한 화상의 적화(赤化) 현상을 방지할 수 있게 된다.The optical filter of the present invention is applicable to image display apparatuses other than plasma display panels. For example, when applied to the lenses of various imaging apparatuses, it is possible to prevent the accumulation of images due to near infrared rays.
본 발명의 광학 필터는 안경 렌즈로서 매우 적합하게 이용가능하다. 이러한 안경렌즈는 근적외선에 의한 안질환(예: 백내장)을 예방할 수 있다.The optical filter of the present invention can be suitably used as a spectacle lens. Such spectacle lenses can prevent eye diseases (eg cataracts) caused by near infrared rays.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the following examples, but the present invention is not limited only to the following examples.
<실시예 1><Example 1>
폴리아크릴아미드 75g에 물 70g을 첨가하여 충분히 교반하였다. 상기 혼합물에 CuSO4·5H2O 25g을 부가 및 교반하여 용해하였다. 이어서, 상기 혼합물을 가열하여 근적외선 흡수 물질을 제조하였다. 70 g of water was added to 75 g of polyacrylamide, and the mixture was sufficiently stirred. 25 g of CuSO 4 H 2 O was added to the mixture and stirred to dissolve it. The mixture was then heated to produce a near infrared absorbing material.
상기 과정에 따라 얻어진 근적외선 흡수 물질을 약 140㎛ 두께로 유리 기판위에 코팅 및 건조하였다. The near infrared absorbing material obtained according to the above procedure was coated and dried on a glass substrate to a thickness of about 140 μm.
<실시예 2-5><Example 2-5>
폴리아크릴아미드 대신 폴리비닐피롤리돈, 폴리이미드, 폴리에틸렌이민 및 폴리비닐피롤리돈을 각각 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that polyvinylpyrrolidone, polyimide, polyethyleneimine and polyvinylpyrrolidone were used instead of polyacrylamide.
상기 실시예 1-5에 따라 제조된 근적외선 흡수 물질의 스펙트럼을 조사하였다.The spectrum of the near infrared absorbing material prepared according to Example 1-5 was examined.
도 1은 실시예 1에 대한 것으로서, 이를 참조하면, 실시예 1의 근적외선 흡수 물질이 비교예의 경우와 비교하여 근적외선 차폐 효과가 개선될 뿐만 아니라, 가시광선 투과율이 향상된다는 것을 확인할 수 있었다.1 is for Example 1, referring to this, it can be seen that the near-infrared absorbing material of Example 1 is improved not only the near-infrared shielding effect, but also the visible light transmittance is improved compared to the case of the comparative example.
또한, 실시예 2 및 5에 따라 제조된 근적외선 흡수 물질의 스펙트럼은 도 1의 경우와 유사한 결과를 나타냈다.In addition, the spectra of the near infrared absorbing materials prepared according to Examples 2 and 5 showed similar results as in the case of FIG.
한편, 상기 실시예 1-5 및 비교예 1에 따라 제조된 근적외선 흡수 물질의 광 및 열에 대한 안정성을 평가하였다. On the other hand, the light and heat stability of the near-infrared absorbing material prepared according to Example 1-5 and Comparative Example 1 was evaluated.
평가 결과, 실시예 1-5의 근적외선 흡수 물질의 광 및 열에 대한 안정성은 비교예 1의 경우와 비교하여 향상된다는 것을 알 수 있었다.As a result of the evaluation, it was found that the stability to light and heat of the near-infrared absorbing material of Example 1-5 was improved compared to the case of Comparative Example 1.
본 발명의 근적외선 흡수 물질은 가시광선 영역에서는 높은 투과율을 나타내면서 근적외선 영역에서는 낮은 투과율 특성을 가진다. 이와 같은 특성으로 인하여 플라즈마 디스플레이 패널, 촬상 장치 등과 같은 각종 화상 표시 장치, 광학 부품 등에 유용하게 이용가능하다.The near-infrared absorbing material of the present invention exhibits high transmittance in the visible region and low transmittance in the near infrared region. Due to such characteristics, it can be usefully used for various image display devices such as plasma display panels and imaging devices, optical components, and the like.
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Legal Events
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Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20040630 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20021213 Comment text: Patent Application |
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| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20060310 Patent event code: PE09021S01D |
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Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20060817 Patent event code: PR07011E01D |
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