KR100487385B1 - 플라즈마 디스플레이 패널용 전면필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PDP 휘도를 향상시키면서 명실 명암대조비를 저하시키지 않는 새로운 전면필터의 동작 개념을 제공하기 위한 것으로서, 강화유리 상에 색소가 첨가된 접착제와, 상기 접착제상에 ITO/EO/ITO로 순차적으로 증착된 광셔터와, 상기 광셔터 상에 메쉬 또는 Ag/ITO로 형성되는 EMI 차단층과, 가장 바깥쪽 양면에 형성된 무반사 코팅막(AR)으로 구성되는 플라즈마 디스플레이(PDP) 패널용 전면필터에 있어서, 상기 PDP 패널과 EMI 차단층 사이에 형성되어 전계를 인가할 수 있는 두 전극면과, 상기 두 전극면 사이에 형성되어 전극에 인가되는 전계에 의해 광 특성이 달라지는 물질층을 포함하여 구성되는데 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널용 전면필터{front filter of Plasma Display Panel}

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히 외부에서 인가되는 전계에 따라 광을 투과 또는 차단하는 특성이 추가되어 광특성을 향상시킬 수 있는 전면필터에 관한 것이다.

100V의 고전압으로 구동되는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP)은 고품격 동영상 구현을 위해서 패널의 전면부에 다양한 기능을 가지는 전면필터를 필요로 한다.

이러한 전면필터의 기능은 첫째, 외부 충격으로부터 패널을 보호, 둘째, 고전압 구동에 따른 패널에서 방출되는 전자파 차단, 셋째, 리모콘 오작동을 방지하기 위한 근적외선 차단, 넷째, 색순도 개선, 색온도 조정, 명암 대조비 향상 등의 광특성 향상 등이 있다.

현재 시판되고 있는 PDP의 전면 필터는 강화유리 양면에 앞에서 말한 필터의 기능들을 수행하는 층들을 부착한 형태의 구조를 가지며, 상기 전면필터는 사용하는 전자파 차폐재의 종류에 따라 금속 메쉬형과 Ag/ITO형으로 구분된다.

도 1a, 1b는 종래 기술에 따른 PDP 전면 필터의 구조를 나타낸 도면으로, 도 1a은 금속 메쉬형 전면필터를 나타낸 도면이고, 도 1b은 Ag/ITO 전면필터를 나타낸 도면이다.

도 1b과 같이, 상기 Ag/ITO 다층박막(30')을 사용하는 경우는 이 자체가 전자파 차단기능 뿐 아니라 근적외선 차단기능이 있으며, 도 1a과 같이, 상기 금속 메쉬(30)를 사용하는 경우는 근적외선 차단 기능을 하는 층이 별도로 필요하게 된다.

또한, 상기 강화유리(10)와 금속 메쉬(30) 또는 Ag/ITO(30') 사이에 특정 파장을 흡수하는 색소(dye)막(20)을 형성한다. 즉, 특별히 설계된 색소(dye) 조합을 사용하여 색순도 개선과 색온도 보정을 수행하여 광특성을 향상시킨다.

그리고 최종적으로 양면 위층에 무반사 코팅(anti-reflection coating)막(50)을 부착 또는 증착하게 된다.

이러한 전면 필터의 복잡한 구조와 특히 광특성 향상을 위해 특정 파장의 빛을 흡수케 하는 색소(dye)로 인해 광특성 향상에도 불구하고 대부분의 필터들은 40~55%정도의 광 투과율을 가지게 된다.

이와 같은 필터들의 낮은 광 투과율은 PDP 휘도를 떨어뜨리게 하여 발광효율 저하의 원인이 되고 있다. 그렇다고, 필터의 투과율을 높게 가져가면, PDP 자체의 강한 외광 산란에 의해 명실 명암대조비가 떨어져 고품위의 동영상 구현이 어렵게 된다.

이상에서 설명한 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 전면 필터는 다음과 같은 문제점이 있다.

필터의 투과율을 높이면 PDP의 휘도는 증가하나 명실 명암대조비가 감소하고, 투과율을 낮추면 명실 명암대조비가 증가하지만 휘도는 감소하게 된다. 이처럼 종래의 전면필터는 휘도와 명암대조비를 동시에 향상시킬 수 없는 단점을 가지고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, PDP 휘도를 향상시키면서 명실 명암대조비를 저하시키지 않는 새로운 전면필터의 동작 개념을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 새로운 전면필터에 이용될 수 있는 물질 또는 시스템들을 제안하고, 그것의 요구 사양을 밝히는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 새로운 개념의 전면필터의 제작공정을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 전면필터의 특징은 강화유리 상에 색소가 첨가된 접착제와, 상기 접착제상에 ITO/EO/ITO로 순차적으로 증착된 광셔터와, 상기 광셔터 상에 메쉬 또는 Ag/ITO로 형성되는 EMI 차단층과, 가장 바깥쪽 양면에 형성된 무반사 코팅막(AR)으로 구성되는 플라즈마 디스플레이(PDP) 패널용 전면필터에 있어서, 상기 PDP 패널과 EMI 차단층 사이에 형성되어 전계를 인가할 수 있는 두 전극면과, 상기 두 전극면 사이에 형성되어 전극에 인가되는 전계에 의해 광특성이 달라지는 물질층을 포함하여 구성되는데 있다.

이때, 상기 물질층은 수백 정도로 최대 1의 반응속도를 가지는 것이 바람직하다.

상기 전계에 의해 광특성이 달라지는 것은 빛이 투과하는 상태와 빛이 차단되는 상태로 달라지는 것이 바람직하다.

상기 물질층은 FLC(Ferroelectric Liquid Crystal), PS(Polymer-Stabilized) FLC, PD(Polymer Dispersed) FLC, LC(Liquid Crystal), PD-LC, PS-LC 등과 전계나 열에 의해 상전이를 하는 물질(Chalcogenide) 중 적어도 하나 이상으로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 전면필터의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 전면필터의 구조를 나타낸 도면이다.

도 3과 같이, 강화유리(10) 상에 색소가 첨가된 접착제(20)와, 상기 접착제(20)상에 ITO(64)/EO(62)/ITO(64)로 순차적으로 증착된 광셔터(60)와, 상기 광셔터(60) 상에 메쉬 또는 Ag/ITO로 형성된 EMI 차단층(30)(30')과, 가장 바깥쪽 양면에 무반사 코팅막(AR)(50)으로 구성된다.

이때, 상기 전자광(Electrical Optical : EO) 물질(62)은 수백 정도로 최대 1의 반응속도를 가진다.

이와 같이 구성되는 플라즈마 디스플레이 패널의 동영상 구동 원리를 살펴보면 다음과 같다.

1초에 60 프레임의 정지 화면의 신호가 PDP로 입력된다. 즉 1/60 =16.6ms(milli-second)의 시간 동안에 패널 상에 한 프레임의 정지영상이 구현된다.

이때, 본 발명은 PDP 구동방식 중에서도 주사기간과 원하는 화면이 디스플레이되는 시간이 분리된 ADS(Address Display Separated) 방식에 쉽게 적용될 수 있다.

ADS 방식 또한 계조 표현 방법에 따라 하나의 프레임을 이루는 서브필드(SubField : SF)의 구성방식이 다양한데, 그 중 가장 대적인 Fujistu 방식을 기준으로 본 발명을 설명한다.

Fujistu 방식은 도면 2 에서와 같이, 한 프레임이 8 개의 서브필드(SF)로 이루어지는데, 각각의 SF는 직전 SF에서 PDP 셀에 만들어진 전하를 제거하여 초기 상태로 만드는 리셋 주기(period)와, 입력신호에 따라 차례로 각각의 셀에 전하를 만드는 어드레스 주기와, 동시에 전체 셀에 고전압의 구동신호를 걸어 주어, 빛을 내게 하는 지속(sustain) 주기로 구성되어 있다.

한편, 각 SF의 각 주기의 시간은 리셋 주기의 경우 300~400 sec, 어드레스 주기의 경우는 600 sec의 시간으로 정의된다.

이때, 상기 리셋 주기와 어드레스 주기는 각각 동일한 시간이 소요되는데 비해, 상기 지속 주기의 경우, 각 SF의 비트 순서에 따라 의 시간 비를 가진다.

어드레스 주기 동안 입력신호가 1 (또는 on)인 셀에 전하가 차징(charging) 되고, 0 (또는 off)인 셀은 차징을 시키지 않는다.

이에 따라, 플라즈마의 비선형(nonlinear) 특성상, 방전하기 위한 전압 값은 차징(charging)된 셀이 더 낮아지므로, 이 문턱 전압 보다 약간 높은 전압으로 전체 셀에 지속 신호를 입력하면 방전이 일어난 셀은 방전이 일어나 발광이 되지만, 그렇지 않은 셀은 발광되지 않는다.

이와 같이 한 프레임 안에서 발광시간이 다른 SF들을 선택하므로써 각 셀의 256 계조 표현이 가능해진다.

여기서 PDP 패널의 광특성 조건 중의 하나는 명암 대조비이다.

이것은 0 인 신호를 입력시켰을 때의 밝기와 255 인 신호를 입력시킬 때의 밝기의 비를 의미한다.

실제 측정 조건에 따라 명암 대조비는 명실 명암대조비와 암실 명암대조비가 있다.

암실 명암대조비는 외부조명을 완전히 차단한 상황에서 측정하는데, 실제 0 인 신호를 입력하면 PDP 패널의 구동특성상 약간의 빛이 방출되어 암실 명암대조비를 제한하게 된다.

즉, 리셋 및 어드레스 주기에서 차징된 전하를 없애는 과정에서 원치 않는 빛이 방출된다.

명실 명암대조비의 경우 실생활에서 TV를 시청하는 조건과 비슷하게 밝은 조명 아래에서 측정하게 된다. 이 경우 조명의 빛이 패널에 의해 반사되어 암의 밝기를 증가시키게 된다.

PDP 패널에 기존의 전면필터를 부착하면 외부조명의 빛이 패널에 의해 반사 될 때 필터를 두 번 통과하게 되므로, 필터의 투과율이 50% 라면, 필터가 없는 경우와 비교 외광의 영향이 1/4 (1/2 x 1/2)로 줄게 된다.

한편, 패널에 나오는 빛의 양은 1/2 만 줄게 되어, 명실 명암대조비는로 패널 대비 대략 2 배가 된다.

반면 암실 명암대조비의 경우는 명과 암이 모두 같은 비율로 줄기 때문에 변화가 없게 된다.

본 발명에서는 기존 전면필터에 외부인가 전계에 의해 광특성이 달라지는 광셔터층(60)을 추가하게 된다.

상기 광셔터층(60)은 EO 물질(62)에 전계인가를 위한 투명전극 물질인 ITO(Indium Tin Oxide)(64)가 위 아래로 삽입되어 있다.

상기 EO 물질(62)은 상태에 따라 직접 증착 할 수도 있고 ITO(64)가 증착된 PET 등의 투명기판 사이에 EO 물질(62)을 삽입할 수 있다.

상기 광셔터층(60)의 위치는 강화 유리 위 또는 아래 어디에도 위치할 수 있고, PDP 패널과 EMI 차단층(메쉬 또는 Ag/ITO)(30)(30') 사이에 반드시 위치한다.

경우에 따라선 EMI 차단층(30)(30')이 EO 물질(62)의 한쪽 전극 (패널 반대쪽)이 될 수 있다.

상기 EO 물질(62)에 요구되는 특성은 전계에 따라 투과율의 변화가 생긴다는 점이다. 즉, 전계가 인가되면 투과율이 최대가 되고 전계가 0 이면 투과율이 최소가 되거나 반대로 전계가 인가될 때 투과율이 최소가 되고 전계가 0 이면 투과율이 최대가 되면 된다.

경우에 따라서는 전계가 양의 부호일 때는 투과율이 최대가 되고 음의 부호일때 최소가 되거나, 반대로 양의 부호일 때 최소되고 음의 부호일 때 최대가 되어도 된다.

상기 EO 물질(62)에 요구되는 또 다른 특성은, 투과율이 최대시에는 EO 물질 자체의 광흡수가 작아야 하고, 투과율이 최소시에는 흡수율이 커야 한다. 그리고 두 상태 모두, 산란 형태의 빛의 반사는 최소가 되어야 한다.

일반적으로 빛에 대한 물질의 반응은 반사, 투과, 흡수로 이루어져 있는데, 이들의 총합은 1 (또는 100%)이 된다.

도 4(a)(b)는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 구동과 광셔터 동작 방식의 개략도로서, 도 4(a)는 구동신호에 따른 인가 전압을 나타낸 도면이고, 도 4(b)는 광셔터의 투과율 변화를 나타낸 도면이다.

도 4(a)(b)를 참조하여 구체적 작동 원리인 전계가 인가되면 투과율이 최대가 되고 전계가 0 이면 투과율이 최소가 되는 광특성을 지닌 EO 물질을 기준으로 설명하고자 한다.

광셔터의 구동을 위해 인가되는 전압의 파형은 PDP 구동과정과 연관되어 있다.

즉, 도 4(a)(b)에서처럼 PDP에 화면정보가 디스플레이되는 지속(sustain) 기간 동안은 전압을 가하여 광셔터(60)를 투과 상태로 만들고, 리셋 기간과 어드레스 기간동안은 전압을 0으로 하여 광셔터(60)의 투과율이 최소가 되게 한다.

이렇게 하면 리셋/어드레스 기간 동안에 발생하는 원치 않는 빛의 방출을 최소화시켜, 암실에서의 흑(黑)의 휘도를 낮추게 되어 백(白) 휘도의 저하 없이 암실 계조(contrast)를 향상시킬 수 있다.

또한, 명실의 경우에도 리셋/어드레스 기간 동안 투과율이 최소이면서 그 자체가 반사보다는 흡수의 기여가 커서, 외광 반사를 더 낮출 수 있게 되어 명실에서의 흑(黑)의 휘도를 낮출 수 있게 된다.

광셔터 기능을 가진 전면필터가 제대로 작동하기 위해서는 광셔터(60)의 응답시간이 중요한 인자가 된다.

즉, 리셋/어드레스 시간은 대략 0.9 msec로 PDP 구동 방식이나 패널 크기에 따라 달라지게 된다. 그리고 경우에 따라서는 리셋이 없이 어드레스만 할 수도 있다.

그리고 도 4에서 처럼 투과율이 10%-90%인 시간차로 정의되어 있을 때 광셔터가 응답시간 0.1~0.2 msec 이하가 되면 광셔터 기능이 최적화 될 수 있으며, 그 보다 더 길어지더라도 PDP 구동방식을 보완하여 계조(contrast)의 개선이라는 잇점을 얻을 수 있다.

그리고 상기 EO 물질(62)로는 FLC(Ferroelectric Liquid Crystal), PS(Polymer-Stabilized) FLC, PD(Polymer Dispersed) FLC, LC(Liquid Crystal), PD-LC, PS-LC 등과 전계나 열에 의해 상전이를 하는 물질(Chalcogenide) 등이 사용될 수 있다.

상기 FLC/LC의 경우 편광판을 한 장 또는 두 장 사용할 수 있고, 네마틱(Nematic) 외에 콜레스테릭(Cholesteric) 액정을 사용할 수 있고, 빛의 흡수를 위해 색소(dye)를 첨가 할 수도 있다.

결론적으로 광셔터(60)를 이용한 전면필터를 PDP에 적용할 수 있는 것은 실제로 원하는 영상이 나오는 시간과 패널에 데이터를 쓰는 시간이 확연히 구분되어 있고, 한 프레임 안에서도 영상이 나오는 시간의 비율이 2/3 정도에 불과하기 때문에 이 나머지 시간 동안은 패널에서 나오는 빛과 외부광원에 의해 패널로 입사되는 빛을 모두 차단함으로써 암실 계조와 명실 계조를 동시에 향상시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 전면필터는 전계에 의해 광특성이 변화되는 광셔터 기능을 포함하여, PDP 패널의 휘도와 명실/암실 명암대조비를 현격히 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

도 1a, 1b는 종래 기술에 따른 PDP 전면 필터의 구조를 나타낸 도면

도 2a, 2b는 종래 기술에 따른 플라즈마 디스플레이 구동 방식의 개략도

도 3 은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널용 전면필터의 구조를 나타낸 도면

도 4(a)(b)는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 구동과 광셔터 동작 방식의 개략도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 강화 유리 20 : 색소가 첨가된 접착제

30 : 금속 메쉬 30' : Ag/ITO

40 : 접착제 50 : 무반사 코팅막(AR)

60 : 광셔터 62 : EO 물질층

64 : ITO

Claims (4)

1. 강화유리 상에 색소가 첨가된 접착제와, 상기 접착제상에 ITO/EO/ITO로 순차적으로 증착된 광셔터와, 상기 광셔터 상에 메쉬 또는 Ag/ITO로 형성되는 EMI 차단층과, 가장 바깥쪽 양면에 형성된 무반사 코팅막(AR)으로 구성되는 플라즈마 디스플레이(PDP) 패널용 전면필터에 있어서,

   상기 PDP 패널과 EMI 차단층 사이에 형성되어 전계를 인가할 수 있는 두 전극면과,

   상기 두 전극면 사이에 형성되어 전극에 인가되는 전계에 의해 광특성이 달라지는 물질층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 전면필터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 물질층은 수백 정도로 최대 1의 반응속도를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 전면필터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전계에 의해 광특성이 달라지는 것은 빛이 투과하는 상태와 빛이 차단되는 상태로 달라지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 전면필터.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 물질층은 FLC(Ferroelectric Liquid Crystal), PS(Polymer-Stabilized) FLC, PD(Polymer Dispersed) FLC, LC(Liquid Crystal), PD-LC, PS-LC 등과 전계나 열에 의해 상전이를 하는 물질(Chalcogenide) 중 적어도 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널용 전면필터.