KR100734919B1 - 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 그 장치는 제1 베이스부 및 제1 베이스부 상에 일렬로 형성되며 제1 베이스부의 굴절율의 0.3배 내지 0.999배의 굴절률을 가지는 제1 패턴부를 구비하는 외광차단시트; 및 외광차단시트와 중첩되도록 형성되며, 제2 베이스부 및 제2 베이스부 상에 일렬로 형성되는 제2 패턴부를 구비하는 EMI차단시트를 포함하며, 제1 패턴부와 제2 패턴부가 이루는 각은 20도 내지 65도인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 플라즈마 디스플레이 장치는 외부로부터 입사되는 빛을 최대한 흡수 및 차단하는 외광차단시트가 패널의 전면에 부착됨으로써 블랙(black) 영상을 효과적으로 구현할 수 있으며 명실 콘트라스트(contrast)를 개선할 수 있다. 또한, 외광차단시트의 패턴을 비스듬히 기울여 형성함으로써 모아레(moire) 현상의 발생을 감소시킬 수 있다.
PDP, 명실 콘트라스트, 전면 필터, 휘도

Description

플라즈마 디스플레이 장치{Plasma display device}
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 구조에 대한 일실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배치에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 플라즈마 디스플레이 장치에 있어서 화상의 한 프레임이 복수의 서스필드로 시분할 구동되는 방법에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키기 위한 구동 신호들에 대한 일실시예를 나타내는 타이밍도이다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명에 따른 외광 차단 시트의 단면 구조에 대한 실시예들을 나타내는 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 외광 차단 시트에 형성된 패턴부에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 EMI(ElectroMagnetic Interference) 차폐층에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 EMI(ElectroMagnetic Interference) 차폐층이 부착된 외광 차단 시트에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 9a 내지 도 10b는 본 발명에 따른 AR(Anti-Reflection)층, NIR(Near Infrared)차폐층, EMI(ElectroMagnetic Interference)차폐층 등이 부착된 외광차단시트의 구조에 대한 실시예들을 나타내는 단면도이다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 패널의 외부로부터 입사되는 외광을 차단시키기 위하여, 외광차단시트 제작하여 패널의 전면에 부착함으로써, 패널의 명실콘트라스트를 향상시키는 것과 동시에 휘도가 유지되는 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, 이하 PDP라 함)은 방전공간에 설치된 전극들에 소정의 전압을 인가하여 방전을 일으키고, 가스방전시 발생하는 플라즈마가 형광체를 여기 시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하는 장치로서, 대형화 및 경량화와 평면 박형화가 용이하고, 상하 좌우로 넓은 시야각을 제공하며, 풀 컬러 및 고휘도를 구현하는 것이 가능하다는 장점이 있다.
이러한 PDP는 블랙(Black) 영상을 구현할 때, 패널의 하판에 노출되어 있는 흰색계통의 형광체로 인하여 외부광이 PDP의 패널 전면에서 반사됨으로써, 블랙영상이 밝은 계열의 어두운 색으로 인지되어 콘트라스트가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 패널로 입사되는 외부광을 효과적으로 차단하여 빛의 반사를 방지하고, PDP의 명실콘트라스트를 획기적으로 향상시킴과 동시에 패널의 휘도를 개선하며, 모아레 현상을 감소시킬 수 있는 필터 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치는, 플라즈마 디스플레이 패널; 및 상기 패널의 전면에 형성되는 필터를 포함하고, 상기 필터는 제1 베이스부 및 상기 제1 베이스부 상에 일렬로 형성되며 상기 제1 베이스부의 굴절율의 0.3배 내지 0.999배의 굴절률을 가지는 제1 패턴부를 구비하는 외광차단시트; 및 상기 외광차단시트와 중첩되도록 형성되며, 제2 베이스부 및 상기 제2 베이스부 상에 일렬로 형성되는 제2 패턴부를 구비하는 EMI차단시트를 포함한다.
상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부가 이루는 각은 20도 내지 65도인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 다른 플라즈마 디스플레이 장치는, 플라즈마 디스플레이 패널; 및 상기 패널의 전면에 형성되는 필터를 포함하고, 상기 필터는 베이스부; 및 상기 베이스부 상에 일렬로 형성되며 상기 베이스부의 굴절율의 0.3배 내지 0.999배의 굴절율을 가지는 패턴부를 구비하는 외광차단시트를 포함하며, 상기 패턴부와 상기 외광차단시트의 상단 또는 하단이 이루는 각은 0.5도 내지 4.5도인 것을 특징 으로 한다.
본 발명에 의한 또 다른 플라즈마 디스플레이 장치는, 플라즈마 디스플레이 패널; 및 상기 패널의 전면에 형성되는 필터를 포함하고, 상기 필터는 제1 베이스부 및 상기 제1 베이스부 상에 일렬로 형성되며 상기 제1 베이스부보다 작은 굴절률을 가지는 제1 패턴부를 구비하는 외광차단시트; 및 상기 외광차단시트와 중첩되도록 형성되며, 제2 베이스부와 상기 제2 베이스부 상에 일렬로 형성되는 제2 패턴부 및 제3 패턴부를 구비하는 EMI차단시트를 포함한다.
상기 제2, 3 패턴부는 서로 교차하는 방향으로 형성되며, 상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부가 이루는 각은 20도 내지 60도이며, 상기 제1 패턴부와 상기 제3 패턴부가 이루는 각은 28도 내지 65도인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 필터는, 제1 베이스부 및 상기 제1 베이스부 상에 일렬로 형성되며 상기 제1 베이스부보다 작은 굴절률을 가지는 제1 패턴부를 구비하는 외광차단시트; 및 상기 외광차단시트와 중첩되도록 형성되며, 제2 베이스부 및 상기 제2 베이스부 상에 일렬로 형성되는 제2 패턴부를 구비하는 EMI차단시트를 포함하고, 상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부가 이루는 각은 20도 내지 65도인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 다른 필터는, 베이스부; 및 상기 베이스부 상에 일렬로 형성되며, 상기 베이스부의 굴절율의 0.3배 내지 0.999배의 굴절율을 가지는 패턴부를 구비하는 외광차단시트를 포함하고, 상기 패턴부와 상기 외광차단시트의 상단 또는 하단이 이루는 각은 0.5도 내지 4.5도인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 또 다른 필터는, 제1 베이스부 및 상기 제1 베이스부 상에 일렬로 형성되며 상기 제1 베이스부보다 작은 굴절률을 가지는 제1 패턴부를 구비하는 외광차단시트; 및 상기 외광차단시트와 중첩되도록 형성되며, 제2 베이스부와 상기 제2 베이스부 상에 일렬로 형성되는 제2 패턴부 및 제3 패턴부를 구비하는 EMI차단시트를 포함하고, 상기 제2, 3 패턴부는 서로 교차하는 방향으로 형성되며, 상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부가 이루는 각은 20도 내지 60도이며, 상기 제1 패턴부와 상기 제3 패턴부가 이루는 각은 28도 내지 65도인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도1 내지 도 10b를 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 대한 일실시예를 사시도로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 패널은 상부기판(10) 상에 형성되는 유지 전극 쌍인 스캔 전극(11) 및 서스테인 전극(12), 하부기판(20) 상에 형성되는 어드레스 전극(22)을 포함한다.
상기 유지 전극 쌍(11, 12)은 통상 인듐틴옥사이드(Indi㎛-Tin-Oxide;ITO)로 형성된 투명전극(11a, 12a)과 버스 전극(11b, 12b)을 포함하며, 상기 버스 전극(11b, 12b)은 은(Ag), 크롬(Cr) 등의 금속 또는 크롬/구리/크롬(Cr/Cu/Cr)의 적층형이나 크롬/알루미늄/크롬(Cr/Al/Cr)의 적층형으로 형성될 수 있다. 버스 전극(11b, 12b)은 투명전극(11a, 12a) 상에 형성되어, 저항이 높은 투명전극(11a, 12a)에 의한 전압 강하를 줄이는 역할을 한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면 유지 전극쌍(11, 12)은 투명전극(11a 12a)과 버스 전극(11b, 12b)이 적층된 구조 뿐만 아니라, 투명 전극(11a, 12a)이 없이 버스 전극(11b, 12b)만으로도 구성될 수 있다. 이러한 구조는 투명 전극(11a, 12a)을 사용하지 않으므로, 패널 제조의 단가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 이러한 구조에 사용되는 버스 전극(11b, 12b)은 위에 열거한 재료 이외에 감광성 재료등 다양한 재료가 가능할 것이다.
스캔 전극(11) 및 서스테인 전극(12)의 투명전극(11a, 12a)과 버스전극(11b, 11c)의 사이에는 상부 기판(10)의 외부에서 발생하는 외부광을 흡수하여 반사를 줄여주는 광차단의 기능과 상부 기판(10)의 퓨리티(Purity) 및 콘트라스트를 향상시키는 기능을 하는 블랙 매트릭스(Black Matrix, BM, 15)가 배열된다.
본 발명의 일실시예에 따른 블랙 매트릭스(15)는 상부 기판(10)에 형성되는데, 격벽(21)과 중첩되는 위치에 형성되는 제1 블랙 매트릭스(15)와, 투명전극(11a, 12a)과 버스전극(11b, 12b)사이에 형성되는 제2 블랙 매트릭스(11c, 12c)로 구성될 수 있다. 여기서, 제 1 블랙 매트릭스(15)와 블랙층 또는 블랙 전극층이라고도 하는 제 2 블랙 매트릭스(11c, 12c)는 형성 과정에서 동시에 형성되어 물리적으로 연결될 수 있고, 동시에 형성되지 않아 물리적으로 연결되지 않을 수도 있다.
또한, 물리적으로 연결되어 형성되는 경우, 제 1 블랙 매트릭스(15)와 제 2 블랙 매트릭스(11c, 12c)는 동일한 재질로 형성되지만, 물리적으로 분리되어 형성되는 경우에는 다른 재질로 형성될 수 있다.
스캔 전극(11)과 서스테인 전극(12)이 나란하게 형성된 상부기판(10)에는 상 부 유전체층(13)과 보호막(14)이 적층된다. 상부 유전체층(13)에는 방전에 의하여 발생된 하전입자들이 축적되고, 유지 전극 쌍(11, 12)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 보호막(14)은 가스 방전시 발생된 하전입자들의 스피터링으로부터 상부 유전체층(13)을 보호하고, 2차 전자의 방출 효율을 높이게 된다.
또한, 어드레스 전극(22)은 스캔 전극(11) 및 서스테인 전극(12)과 교차되는 방향으로 형성된다. 또한, 어드레스 전극(22)이 형성된 하부기판(20) 상에는 하부 유전체층(24)과 격벽(21)이 형성된다.
또한, 하부 유전체층(24)과 격벽(21)의 표면에는 형광체층(23)이 형성된다. 격벽(21)은 세로 격벽(21a)와 가로 격벽(21b)가 폐쇄형으로 형성되고, 방전셀을 물리적으로 구분하며, 방전에 의해 생성된 자외선과 가시광이 인접한 방전셀에 누설되는 것을 방지할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 전면에는 필터(100)가 형성되는 것이 바람직하며, 필터(100)에는 외광차단시트, AR(Anti-Reflection)시트, NIR(Near Infrared)차폐시트, EMI(ElectroMagnetic Interference)차폐시트, 확산 시트, 광특성 시트 등이 포함될 수 있다.
점착층에 의해 필터(100)가 패널의 전면에 부착될 수 있으며, 상기 점착층의 두께가 10㎛ 내지 30㎛일 때, 외부로부터 입사되는 광을 효과적으로 차단할 수 있으며, 상기 패널에서 발생되는 광을 외부로 효과적으로 방출할 수 있다. 또한, 외부로부터의 압력 등으로부터 상기 패널을 보호하기 위해, 상기 점착층의 두께를 30㎛ 내지 120㎛로 할 수 있다.
또한, 필터(100)는 필름형태로 패널에 부착될 수도 있으며, 베이스 기재인 글라스에 외광차단시트, AR(Anti-Reflection)시트, NIR(Near Infrared)차폐시트, EMI(ElectroMagnetic Interference)차폐시트, 확산 시트, 광특성 시트 등이 부착된 글래스 필터의 형태도 가능할 수 있다.
본 발명의 일실시예에는 도 1에 도시된 격벽(21)의 구조뿐만 아니라, 다양한 형상의 격벽(21)의 구조도 가능할 것이다. 예컨대, 세로 격벽(21a)과 가로 격벽(21b)의 높이가 다른 차등형 격벽 구조, 세로 격벽(21a) 또는 가로 격벽(21b) 중 적어도 하나 이상에 배기 통로로 사용 가능한 채널(Channel)이 형성된 채널형 격벽 구조, 세로 격벽(21a) 또는 가로 격벽(21b) 중 하나 이상에 홈(Hollow)이 형성된 홈형 격벽 구조 등이 가능할 것이다.
여기서, 차등형 격벽 구조인 경우에는 가로 격벽(21b)의 높이가 높은 것이 더 바람직하고, 채널형 격벽 구조나 홈형 격벽 구조인 경우에는 가로 격벽(21b)에 채널이 형성되거나 홈이 형성되는 것이 바람직할 것이다.
한편, 본 발명의 일실시예에서는 R, G 및 B 방전셀 각각이 동일한 선상에 배열되는 것으로 도시 및 설명되고 있지만, 다른 형상으로 배열되는 것도 가능할 것이다. 예컨대, R, G 및 B 방전셀이 삼각형 형상으로 배열되는 델타(Delta) 타입의 배열도 가능할 것이다. 또한, 방전셀의 형상도 사각형상뿐만 아니라, 오각형, 육각형 등의 다양한 다각 형상도 가능할 것이다.
또한, 형광체층(23)은 가스 방전시 발생된 자외선에 의해 발광되어 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 중 어느 하나의 가시광을 발생하게 된다. 여기서, 상부/하부 기판(10, 20)과 격벽(21) 사이에 마련된 방전공간에는 방전을 위한 He+Xe, Ne+Xe 및 He+Ne+Xe 등의 불활성 혼합가스가 주입된다.
도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배치에 대한 일실시예를 도시한 것으로, 플라즈마 디스플레이 패널을 구성하는 복수의 방전셀들은 도 2에 도시된 바와 같이 매트릭스 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 복수의 방전셀들은 각각 스캔 전극 라인(Y1 내지 Ym), 서스테인 전극 라인(Z1 내지 Zm) 및 어드레스 전극 라인(X1 내지 Xn)의 교차부에 마련된다. 스캔 전극 라인(Y1 내지 Ym)은 순차적으로 구동되거나 동시에 구동될 수 있고, 서스테인 전극 라인(Z1 내지 Zm)은 동시에 구동될 수 있다. 어드레스 전극 라인(X1 내지 Xn)은 기수 번째 라인들과 우수 번째 라인들로 분할되어 구동되거나 순차적으로 구동될 수 있다.
도 2에 도시된 전극 배치는 본 발명에 따른 플라즈마 패널의 전극 배치에 대한 일실시예에 불과하므로, 본 발명은 도 2에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 전극 배치 및 구동 방식에 한정되지 아니한다. 예컨데, 상기 스캔 전극 라인(Y1 내지 Ym)들 중 2 개의 스캔 전극 라인이 동시에 스캐닝되는 듀얼 스캔(dual scan) 방식도 가능하다. 또한, 상기 어드레스 전극 라인(X1 내지 Xn)은 패널의 중앙 부분에서 상, 하로 분할되어 구동될 수도 있다.
도 3은 하나의 프레임(frame)을 복수의 서브필드로 나누어 시분할 구동시키는 방법에 대한 일실시예를 타이밍도로 도시한 것이다. 단위 프레임은 시분할 계조 표시를 실현하기 위하여 소정 개수 예컨대 8개의 서브필드들(SF1, ..., SF8)로 분할될 수 있다. 또한, 각 서브필드(SF1, ...SF8)는 리셋 구간(미도시)과, 어드레스 구간(A1, ..., A8)및, 서스테인 구간(S1, ..., S8)로 분할된다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 따르면 리셋 구간은 복수 개의 서브필드 중 적어도 하나에서 생략될 수 있다. 예컨대, 리셋 구간은 최초의 서브필드에서만 존재하거나, 최초의 서브필드와 전체 서브필드 중 중간 정도의 서브필드에서만 존재할 수도 있다.
각 어드레스 구간(A1, ..., A8)에서는, 어드레스 전극(X)에 어드레스 신호가 인가되고, 각 스캔 전극(Y)에 상응하는 스캔 신호가 하나의 스캔 전극 라인씩 순차적으로 인가된다.
각 서스테인 구간(S1, ...,S8)에서는, 스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(Z)에 서스테인 신호가 교호하게 인가되어, 어드레스 구간(A1, ..., A8)에서 벽전하들이 형성된 방전셀들에서 서스테인 방전을 일으킨다.
플라즈마 디스플레이 패널의 휘도는 단위 프레임에서 차지하는 서스테인 방전 구간(S1, ..., S8)내의 서스테인 방전 펄스 개수에 비례한다. 1 화상을 형성하는 하나의 프레임이, 8개의 서브필드와 256계조로 표현되는 경우에, 각 서브필드에는 차례대로 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128의 비율로 서로 다른 서스테인 신호의 수가 할당될 수 있다. 만일 133계조의 휘도를 얻기 위해서는, 서브필드1 구간, 서브필드3 구간 및 서브필드8 구간 동안 셀들을 어드레싱하여 서스테인 방전하면 된다.
각 서브필드에 할당되는 서스테인 방전 수는, APC(Automatic Power Control)단계에 따른 서브필드들의 가중치에 따라 가변적으로 결정될 수 있다. 즉, 도 3에서는 한 프레임을 8개의 서브필드로 분할하는 경우를 예로 들어 설명하였으나 본 발명은 그에 한정되지 아니하며, 한 프레임을 형성하는 서브필드의 수를 설계사양에 따라 다양하게 변형하는 것이 가능하다. 예를 들어, 한 프레임을 12 또는 16 서브필드 등과 같이, 8 서브필드 이상으로 분할하여 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시킬 수 있다.
또한 각 서브필드에 할당되는 서스테인 방전 수는 감마특성이나 패널특성을 고려하여 다양하게 변형하는 것이 가능하다. 예컨대, 서브필드 4에 할당된 계조도를 8에서 6으로 낮추고, 서브필드 6 에 할당된 계조도를 32 에서 34 로 높일 수 있다.
도 4는 상기 분할된 하나의 서브필드에 대해, 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키기 위한 구동 신호들에 대한 일실시예를 타이밍도로 도시한 것이다.
상기 서브필드는 스캔 전극들(Y) 상에 정극성 벽전하를 형성하고 서스테인 전극들(Z) 상에 부극성 벽전하를 형성하기 위한 프리 리셋(pre reset) 구간, 프리 리셋 구간에 의해 형성된 벽전하 분포를 이용하여 전 화면의 방전셀들을 초기화하기 위한 리셋(reset) 구간, 방전셀을 선택하기 위한 어드레스(address) 구간 및 선택된 방전셀들의 방전을 유지시키기 위한 서스테인(sustain) 구간을 포함한다.
리셋 구간은 셋업(setup) 구간 및 셋 다운(setdown) 구간으로 이루어지며, 상기 셋업 구간에서는 모든 스캔 전극으로 상승 램프 파형(Ramp-up)이 동시 인가되어 모든 방전셀에서 미세 방전이 발생되고, 이에 따라 벽전하가 생성된다. 상기 셋다운 구간에는 상기 상승 램프 파형(Ramp-up)의 피크 전압보다 낮은 정극성 전압에서 하강하는 하강 램프파형(Ramp-down)이 모든 스캔 전극(Y)으로 동시에 인가되어 모든 방전셀에서 소거방전이 발생되고, 이에 따라 셋업 방전에 의해 생성된 벽전하 및 공간전하 중 불요 전하를 소거시킨다.
어드레스 구간에는 스캔 전극으로 부극성의 스캔 전압(Vsc)을 가지는 스캔 신호(410)가 순차적으로 인가되고, 상기 스캔 신호와 중첩되도록 어드레스 전극(X)에 정극성의 어드레스 전압(Va)을 가지는 어드레스 신호(400)가 인가된다. 이러한 스캔 신호(410)와 어드레스 신호(400)의 전압 차와 리셋 구간 동안 생성된 벽전압에 의해 어드레스 방전이 발생되어 셀이 선택된다. 한편, 상기 셋다운 구간과 어드레스 구간 동안에 상기 서스테인 전극에는 서스테인 전압을 유지하는 신호가 인가된다.
상기 서스테인 구간에는 스캔 전극과 서스테인 전극에 교번적으로 서스테인 신호가 인가되어 스캔 전극과 서스테인 전극 사이에 면방전 형태로 서스테인 방전이 발생된다.
도 4에 도시된 구동 파형들은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키기 위한 신호들에 대한 제 1 실시예로서, 도 4에 도시된 파형들에 의해 본 발명은 한정되지 아니한다. 예컨데, 프리 리셋 구간이 생략될 수 있으며, 도 4에 도시된 구동 신호들의 극성 및 전압 레벨은 필요에 따라 변경이 가능하고, 서스테인 방전이 완료된 후에 벽전하 소거를 위한 소거 신호가 서스테인 전극에 인가될 수도 있다. 또한, 서스테인 신호가 스캔 전극(Y)과 서스테인(Z) 전극 중 어느 하나에만 인가되어 서스테인 방전을 일으키는 싱글 서스테인(single sustain) 구동도 가능하다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 따른 외광차단시트의 구조에 대한 실시예들을 단면도로 도시한 것으로, 도 5a에 도시된 바와 같이 외광차단시트는 베이스부(500)및 패턴부(510)를 포함하여 이루어진다.
도 5a에서, 외광 차단 시트의 하단이 패널측이며, 상단이 외광이 입사되는 사용자측이다. 외부 광원은 패널의 상측에 위치하는 것이 일반적이므로, 외광은 상측으로부터 비스듬히 패널로 입사될 수 있다.
상기 외광을 흡수하여 차단하고, 패널로부터 방출되는 가시광선을 전반사하여 패널광의 반사율을 높이기 위해, 패턴부(510)의 굴절율, 적어도 패턴부(510)의 일부분인 경사면의 굴절율은 베이스부(500)의 굴절율보다 작은 것이 바람직하다.
패널의 명실 콘트라스트를 저하시키는 외광은 관찰자의 머리 상단에 존재하는 경우가 많다. 도 5a를 참조하면, 스넬(snell)의 법칙에 의해, 외광 차단 시트로 비스듬히 입사되는 외광은 베이스부(500)보다 작은 굴절율을 가지는 패턴부(510) 내부로 굴절되어 흡수된다. 패턴부(310) 내부로 굴절되는 외광은 광흡수입자에 의해 흡수될 수 있다.
또한, 디스플레이를 위해 패널로부터 외부로 방출되는 광은 패턴부(510)의 경사면에서 전반사되어 관찰자측인 외부로 반사되게 된다.
상기한 바와 같이, 외광은 패턴부(510)로 굴절되어 흡수되고, 패널(520)로부터 방출되는 광은 패턴부(510)에서 전반사되는 이유는 패널 광이 패턴부(510) 경사면과 이루는 각보다 외광이 패턴부(510) 경사면과 이루는 각이 크기 때문이다.
따라서 본 발명에 따른 외광 차단 시트는 외광이 관찰자측으로 반사되지 않 도록 외광을 흡수하고, 패널로부터 방출되는 광의 반사량을 높임으로써 디스플레이 영상의 명실 콘트라스트를 향상시킨다.
패널로 입사되는 외광의 각도를 고려하여 외광의 흡수 및 패널 광의 전반사를 최대화하기 위해서는, 패턴부(510)의 굴절율은 베이스부(500)의 굴절율의 0.3배 내지 0.999배인 것이 바람직하다. 패널로부터 방출되는 광이 패턴부(510)의 경사면에서 전반사되는 것을 최대화하기 위해, 플라즈마 디스플레이 패널의 상하 시야각을 고려하면 패턴부(510)의 굴절율은 베이스부(500)의 굴절율의 0.3배 내지 0.8배인 것이 바람직하다.
베이스부(500)는 빛이 원활히 투과될 수 있도록 투명한 플라스틱 재질, 예를 들어 자외선(UV) 경화 방식으로 형성된 수지(Resin)계열의 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 패널의 전면을 보호하는 효과를 높이기 위하여 견고한 글라스(Glass) 재질이 사용될 수도 있다.
도 5a를 참조하면, 패턴부(510)의 형상은 삼각형일 수 있으며, 그 이외에 여러 형상을 가질 수도 있다. 패턴부(510)는 베이스부(500)보다 어두운 색의 물질로 형성되며, 바람직하게는 검은색의 물질로 이루어진다. 예를 들어, 패턴부(510)는 카본(carbon) 계열의 물질로 형성하거나 검은색의 염료를 도포하여 외광을 흡수하는 효과를 극대화할 수 있다.
또한, 패턴부(510)는 광흡수입자를 포함할 수 있으며, 광흡수입자는 특정 색으로 착색된 수지 입자일 수 있다. 광흡수 효과를 최대화하기 위해, 광흡수입자는 검은색으로 착색되는 것이 바람직하다.
광흡수입자의 제조 및 패턴부(510) 내부로의 첨가가 용이하고, 외광을 흡수하는 효과를 최대화하기 위해, 광흡수입자의 크기는 1㎛ 이상일 수 있다. 또한, 광흡수입자의 크기가 1㎛ 이상인 경우, 패턴부(510)로 굴절되는 외광을 효과적으로 흡수하기 위해 패턴부(510)는 광흡수입자를 10 중량% 이상 포함할 수 있다. 즉, 패턴부(510) 전체 중량의 10% 이상의 중량의 광흡수입자들이 패턴부(210)에 포함될 수 있다.
외광차단시트의 두께(T)가 20㎛ 내지 250㎛일때, 제조 공정이 용이하고, 적절한 광투과율을 가질 수 있다. 패널로부터 방출되는 빛이 원활하게 투과되도록 하고, 외부에서 입사되는 빛이 굴절되어 패턴부(510)로 효과적으로 흡수 및 차단 되도록 하고, 시트의 견고성을 확보하기 위해, 외광차단시트의 두께(T)는 100㎛ 내지 180㎛로 형성될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 베이스부(500) 상에 형성되는 패턴부(510)는 삼각형의 형태를 가질 수 있으며, 보다 바람직하게는 이등변 삼각형 형태를 가질 수 있다.. 또한, 패턴부(510)의 하단 폭(P1)은 18㎛ 내지 35㎛으로 형성될 수 있으며, 그러한 경우 패널로부터 발생되는 광이 원활하게 사용자측으로 방출될 수 있기 위한 개구율을 확보하고, 외광 차단 효율을 극대화할 수 있다.
패턴부(510)의 높이(h)는 80㎛ 내지 170㎛으로 형성되어, 하단 폭(P1)과의 관계에서 외광의 흡수 및 패널 광의 반사를 효과적으로 할 수 있는 경사면 기울기를 형성할 수 있으며, 패턴부(510)의 단락을 방지할 수 있다.
패널 광이 사용자측으로 방출되어 적정 휘도의 디스플레이 영상을 표시하기 위한 개구율을 확보하고, 외광 차단 효과 및 패널 광 반사 효율을 증가시키기 위한 최적의 패턴부(510) 경사면 기울기를 확보하기 위해, 서로 인접한 두 패턴부 사이의 간격(D1)은 40㎛ 내지 90㎛일 수 있으며, 서로 인접한 패턴부 상단 사이의 간격(D2)은 60㎛ 내지 130㎛일 수 있다.
상기와 같은 이유에 따라, 서로 인접한 두 패턴부 사이의 간격(D1)이 패턴부(510) 하단 폭의 1.1배 내지 5배일 때, 디스플레이를 위한 개구율을 확보할 수 있다. 또한, 개구율 확보와 동시에 외광 차단 효과 및 패널광 반사 효율을 최적화하기 위해서는 서로 인접한 두 패턴부 사이의 간격(D1)이 패턴부(510) 하단 폭의 1.5배 내지 3.5배일 수 있다.
패턴부(510)의 높이(h)가 서로 인접한 두 패턴부 사이의 간격(D1)의 0.89배 내지 4.25배의 범위를 가지는 경우, 상측으로부터 비스듬히 입사되는 외광이 패널로 입사되지 않도록 할 수 있다. 또한 패턴부(510)의 단락을 방지하고 패널 광의 반사 효율을 최적화하기 위해, 패턴부(510)의 높이(h)가 서로 인접한 두 패턴부 사이의 간격(D1)의 0.1.5배 내지 3배일 수 있다.
또한, 서로 인접한 두 패턴부 상단 사이의 간격(D2)이 서로 인접한 두 패턴부 하단 사이의 간격(D1)의 1배 내지 3.25배일때, 적정 휘도를 가지는 영상의 디스플레이를 위한 개구율을 확보할 수 있다. 또한, 패널 광이 패턴부(510)의 경사면에서 전반사되는 반사 효율을 최적화하기 위해, 서로 인접한 두 패턴부 상단 사이의 간격(D2)이 서로 인접한 두 패턴부 하단 사이의 간격(D1)의 1.2배 내지 2.5배일 수 있다.
도 5b를 참조하면, 패턴부(520)는 좌우 비대칭 형상으로 형성될 수도 있다. 즉, 패턴부(520)의 좌우 경사면 면적이 상이하거나, 좌우 경사면 각각이 하단과 이루는 각이 서로 상이할 수 있다. 일반적으로 외광을 발생시키는 물체들은 패널의 상측에 위치하므로, 외광은 일정한 각도 범위 내에서 패널의 상측으로부터 패널로 입사된다. 따라서, 외광 흡수 효과를 증가시키고, 패널로부터 방출되는 광의 반사율을 증가시키기 위해, 패턴부(510)의 두 경사면 중 외광이 입사되는 상측 경사면의 기울기를 하측 경사면의 기울기보다 완만하게 할 수 있다. 즉, 패턴부(510)의 두 경사면 중 상측 경사면의 기울기가 하측 경사면의 기울기보다 작게 할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 패턴부(530)는 사다리꼴 형상을 가질 수도 있으며, 그러한 경우 상단의 폭(P2)이 하단의 폭(P1)보다 작게 형성된다. 또한, 패턴부(530) 상단의 폭(P2)은 10㎛ 이하일 수 있으며, 그에 따라 하단 폭(P1)과의 관계에서 외광의 흡수 및 패널 광의 반사를 효과적으로 할 수 있는 경사면 기울기를 형성할 수 있다.
도 5d 내지 도 5f에 도시된 바와 같이, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 패턴부의 형상들은 각각 좌우 경사면이 곡선의 형태를 가질 수도 있다. 또한, 패턴의 상단 또는 하단이 곡선의 형태를 가질 수도 있다.
또한, 도 5a 내지 도 5f에 도시된 패턴부의 단면 형상에 대한 실시예들에 있어서, 패턴부의 모서리 부분이 소정의 곡률을 가지는 곡선 형태를 가질 수도 있으며, 패턴부 하단의 모서리 부분은 외부로 확장되는 곡선 형태를 가질 수도 있다.
도 5g는 본 발명에 따른 외광차단시트의 구조에 대한 실시예를 단면도로 도 시한 것으로, 외광차단시트의 두께와 패턴부의 높이를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 5g를 참조하면, 패턴부를 포함하는 외광차단시트의 견고성을 확보하는 동시에 화상을 표시하기 위해 패널로부터 방출되는 가시광의 투과율을 확보하기 위해, 외광차단시트의 두께(T)는 100㎛ 내지 180㎛인 것이 바람직하다.
외광차단시트에 구비되는 패턴부의 높이(h)가 80㎛ 내지 170㎛일 때, 상기 패턴부의 제조가 가장 용이하며, 외광차단시트의 적절한 개구율을 확보할 수 있고, 외광 차단 효과 및 패널로부터 방출되는 광의 반사 효과를 최대화할 수 있다.
패턴부의 높이(h)는 외광차단시트의 두께(T)에 따라 가변 될 수 있다. 일반적으로 패널로 입사되어 명실콘트라스트 저하에 영향을 주는 외광은 주로 패널의 위치보다 상측에 위치하게 된다. 따라서 입사되는 외광을 효과적으로 차단하기 위해, 패턴부의 높이(h)는 외광차단시트의 두께(T)에 대해 일정 비율 범위 내의 값을 가지는 것이 바람직하다.
도 5g를 참조하면, 패턴부의 높이(h)가 증가할수록 패턴부 상단 부분의 베이스부 두께가 얇아져 절연 파괴가 발생할 수 있으며, 패턴부의 높이(h)가 감소할수록 일정 범위 내의 각도를 가지는 외광이 패널로 입사되어 외광 차단이 제대로 차단되지 않을 수 있다.
다음의 표 1은 외광차단시트의 두께(T)와 패턴부의 높이(h)에 따라 외광차단시트의 절연 파괴 및 외광 차단 효과를 실험한 결과이다.
시트 두께 (T) 패턴부 높이 (h) 절연 파괴 외광 차단
120㎛ 120㎛ ○ ○
120㎛ 115㎛ △ ○
120㎛ 110㎛ × ○
120㎛ 105㎛ × ○
120㎛ 100㎛ × ○
120㎛ 95㎛ × ○
120㎛ 90㎛ × ○
120㎛ 85㎛ × △
120㎛ 80㎛ × △
120㎛ 75㎛ × △
120㎛ 70㎛ × △
120㎛ 65㎛ × △
120㎛ 60㎛ × △
120㎛ 55㎛ × △
120㎛ 60㎛ × ×
표 1을 참조하면, 외광차단시트의 두께(T)가 120㎛일 경우, 패턴부의 높이(h)가 115㎛ 이상으로 형성되면 패턴부가 절연 파괴될 위험이 있어 제품의 불량율이 증가할 수 있다. 패턴부의 높이(h)가 115㎛ 이하로 형성되면 패턴부가 절연 파괴될 우려가 없어 외광차단시트의 불량율을 감소시킬 수 있다. 그러나, 패턴부의 높이가 85㎛이하로 형성될 때에는 패턴부에 의해 외부광이 차단되는 효율이 감소될 수 있으며, 60㎛ 이하로 형성되는 경우에는 외광이 패널로 입사될 수 있다.
외광차단시트의 두께(T)가 패턴부 높이(h)의 1.01배 내지 2.25배일 때, 패턴부 상단 부분의 절연 파괴를 방지할 수 있으며, 외광이 패널로 입사되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 절연 파괴 및 외광의 패널 입사를 방지함과 동시에, 패널로부터 방출되는 광의 반사량을 증가시키고 시야각을 확보하기 위해서는, 외광차단시트의 두께(T)가 패턴부 높이(h)의 1.01배 내지 1.5배일 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 외광 차단 시트에 형성된 패턴부에 대한 일실시예를 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 패턴부는 베이스부상에 일렬로 소정의 간격으로 형성되는 것이 바람직하며, 외광차단시트의 상단 또는 하단과 일정한 각도를 가지고 비스듬히 형성된다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 패턴부를 비스듬히 형성함으로써 패널 내부의 블랙 매트릭스 및 블랙층 등에 의해 발생하는 모아레(Moire) 현상을 방지할 수 있다. 모아레 현상이란 비슷한 격자 모양의 패턴이 겹쳐지면서 발생하는 저주파의 패턴을 말하는데, 예를 들어 모기장을 겹쳐 놓았을 때 보이는 물결 무늬 패턴이 있다. 플라즈마 디스플레이 패널 역시 격자 구조이기 때문에 모아레 현상은 불가피하게 발생하게 되며, 도 6a 및 도 6b 도시된 바와 같은 패턴부의 형성으로 상기 모아레 현상을 감소시킬 수 있다.
베이스부 상에 일렬로 형성된 패턴부와 외광차단시트의 상단이 이루는 각은 0.5도 내지 9도이며, 패턴부가 상기와 같은 각을 가지고 비스듬히 형성됨으로써 모아레 현상을 방지할 수 있다. 패널로 입사되는 외부광이 사용자의 머리 상단에 존재하는 경우가 많은 것을 고려하면, 패턴부와 외광차단시트의 상단이 이루는 각이 0.5도 내지 4.5도일 때 모아레 현상을 방지함과 동시에 외부광을 가장 효과적으로 차단할 수 있다.
도 6b는 도 6a에 도시된 외광차단시트의 일부분(600)을 확대 도시한 것으로, 일렬로 형성된 패턴부(610, 620, 630, 640, 650, 660)는 서로 평행한 것이 바람직하며, 서로 평행하지 않은 경우에도 패턴부(610, 620, 630, 640, 650, 660)와 외광 차단 시트의 상단이 이루는 각들은 각각 상기 기재된 범위를 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 패턴부(610, 620, 630)와 외광차단시트의 상단 사이의 각(θ1, θ2, θ3)은 서로 상이할 수 있다.
도 6a 및 도 6b에서는, 패턴부가 외광차단시트의 우측 하단에서 좌측 상단 방향으로 비스듬히 형성되어있으나, 다른 실시예로는 패턴부가 외광차단시트의 좌측 상단에서 우측 하단 방향으로 상기한 바와 같은 각을 가지고 비스듬히 형성되어있을 수도 있다.
도 7a 및 도 7b는 EMI(ElectroMagnetic Interference) 차폐층에 대한 일실시예를 도시한 것으로, EMI 차폐층은 베이스 부 상에 구리(Cu) 등으로 이루어진 패턴들이 매쉬(mesh) 형태로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
도 7b는 도 7a에 도시된 EMI 차폐층의 일부분(700)을 확대 도시한 것으로, EMI 차폐층에는 우측 상단에서 좌측 하단 방향으로 형성된 제1 매쉬패턴(720)과 좌측 상단에서 우측 하단 방향으로 형성된 제2 매쉬패턴(710)이 서로 교차하도록 형성된다. 제1 매쉬패턴(720)은 EMI 차폐층의 상단과 θ5의 각을 이루며, 제2 매쉬패턴(710)은 EMI 차폐층의 상단과 θ4의 각을 이룬다. 또한, 제1 매쉬패턴(720)과 제2 매쉬패턴(710)은 θ8의 사이 각을 가지고 서로 교차된다.
EMI 차폐층에 형성된 패턴들(710, 720)의 폭은 5㎛ 내지 15㎛인 것이 바람직하며, 패턴(710, 720)이 상기와 같은 범위의 폭을 가지는 경우, 본 발명에 따른 패턴이 비스듬히 형성된 외광 차단 시트에 부착되어 모아레 현상을 효과적으로 방지할 수 있으며, EMI 차단 효과를 가짐과 동시에 플라즈마 디스플레이 장치의 개구율을 충분히 확보하여, 디스플레이 영상의 적정 휘도를 유지할 수 있다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같은 EMI 차폐층은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치에 구비되는 외광 차단 시트에 중첩되어 부착되는 것이 바람직하다. EMI 차폐층이 부착된 외광 차단 시트의 구조에 대해서는 이하 도 8a 및 도 8b를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 외광 차단 시트에 부착되어 EMI 차폐 효과를 가짐과 동시에 모아레 현상을 감소시키기 위해, EMI 차폐층의 제1 매쉬패턴(720) 및 제2 매쉬패턴(710)이 EMI 차폐층의 상단과 이루는 각(θ5, θ4)은 20도 내지 60도인 것이 바람직하다. 이 경우, 제1 매쉬패턴(720)과 제2 매쉬패턴(710)의 사이 각(θ8)은 60도 내지 130도이거나, 45도 내지 55도일 수 있다.
외광 차단 시트에 비스듬히 형성된 패턴에 의해 모아레 현상이 제거되기 위해서는, 제1 매쉬패턴(720) 및 제2 매쉬패턴(710)이 EMI 차폐층의 상단과 이루는 각(θ5, θ4)은 30도 내지 55도인 것이 바람직하다. 이 경우, 제1 매쉬패턴(720)과 제2 매쉬패턴(710)의 사이 각(θ8)은 70도 내지 118도일 수 있다.
또한, 제1 매쉬패턴(720) 및 제2 매쉬패턴(710)이 EMI 차폐층의 상단과 이루는 각(θ5, θ4)이 35도 내지 45도일 때, 서로 교차하는 패턴의 형성이 용이하며, 플라즈마 디스플레이 장치의 적정 개구율을 확보할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 EMI(ElectroMagnetic Interference) 차폐층이 부착된 외광차단시트에 대한 일실시예를 도시한 것으로, 모아레 현상 방지를 위해 패턴부가 비스듬히 형성된 본 발명에 따른 외광차단시트(800)에 도 7a에 도시된 바와 같은 EMI 차폐층(810)이 부착된 것이다.
도 8b는 도 8a에 도시된 본 발명에 따른 EMI 차폐층이 부착된 외광차단시트의 일부분(820, 830)을 확대 도시한 것으로, 도 8b에 도시된 바와 같이 외광차단시트의 패턴(840)과 EMI 차폐층의 제1, 2 매쉬패턴(850, 860)이 중첩된다.
외광 차단 시트의 패턴(840)과 EMI 차폐층의 제1 매쉬패턴(850)이 이루는 사이 각(θ6)이 20도 내지 60도인 경우, EMI 차폐층이 부착된 외광 차단 시트가 EMI 차폐 효과를 가짐과 동시에 모아레 현상을 감소시킬 수 있다.
외광차단시트가 패널의 상단에서 입사되는 외부광을 차단하고, 모아레 현상을 효과적으로 방지하기 위해서는, 외광 차단 시트의 패턴(840)과 EMI 차폐층의 제1 매쉬패턴(850)이 이루는 사이 각(θ6)이 27도 내지 53도인 것이 바람직하다. 또한, 패턴의 형성의 용이성, 플라즈마 디스플레이 장치의 적정 개구율 및 시야각 확보를 위해, 외광 차단 시트의 패턴(840)과 EMI 차폐층의 제1 매쉬패턴(850)이 이루는 사이 각(θ6)은 40도 내지 50도인 것이 바람직하다.
외광 차단 시트의 패턴(840)과 EMI 차폐층의 제2 매쉬패턴(860)이 이루는 사이 각(θ7)이 28도 내지 65도인 경우, EMI 차폐층이 부착된 외광 차단 시트가 EMI 차폐 효과를 가짐과 동시에 모아레 현상을 감소시킬 수 있다.
외광차단시트가 패널의 상단에서 입사되는 외부광을 차단하고, 모아레 현상을 효과적으로 방지하기 위해서는, 외광 차단 시트의 패턴(840)과 EMI 차폐층의 제2 매쉬패턴(860)이 이루는 사이 각(θ7)이 33도 내지 58도인 것이 바람직하다.
또한, 패턴의 형성의 용이성, 플라즈마 디스플레이 장치의 적정 개구율 및 시야각 확보를 위해, 외광 차단 시트의 패턴(840)과 EMI 차폐층의 제2 매쉬패턴(860)이 이루는 사이 각(θ7)은 40도 내지 50도인 것이 바람직하다.
다음의 표 2는 외광 차단 시트의 패턴(840) 및 EMI 차폐층의 제1, 2 매쉬패턴(850, 870)의 형성된 각도에 따라 모아레 현상의 발생 여부를 실험한 결과로서, 외광 차단 시트의 패턴(840)과 외광 차단 시트의 상단이 이루는 각(θ1)을 최적 값인 2.5도로 고정하고 EMI 차폐층의 제1, 2 매쉬패턴(850, 870)의 형성 각도를 조정한 것이다.
다음의 표 2에서, '○'는 모아레 현상이 발생한 것을 의미하며, '△'는 모아레 현상이 50% 이하로 감소한 것을 의미하고, '×'는 모아레 현상이 발생하지 않은 것을 의미한다.
θ1 θ5 θ4 모아레 θ8 θ6 θ7
2.5 5 5 ○ 170 2.5 7.5
2.5 5 7.5 ○ 167.5 2.5 10
2.5 10 10 ○ 160 7.5 12.5
2.5 10 12.5 ○ 157.5 7.5 15
2.5 15 15 ○ 150 12.5 17.5
2.5 15 17.5 ○ 147.5 12.5 20
2.5 20 20 ○ 140 17.5 22.5
2.5 20 22.5 ○ 137.5 17.5 25
2.5 25 25 ○ 130 22.5 27.5
2.5 25 27.5 △ 127.5 22.5 30
2.5 30 30 △ 120 27.5 32.5
2.5 30 32.5 × 117.5 27.5 35
2.5 35 35 × 110 32.5 37.5
2.5 35 37.5 × 107.5 32.5 40
2.5 40 40 × 100 37.5 42.5
2.5 40 42.5 × 97.5 37.5 45
2.5 45 45 × 90 42.5 47.5
2.5 45 47.5 × 87.5 42.5 50
2.5 50 50 × 80 47.5 52.5
2.5 50 52.5 × 77.5 47.5 55
2.5 55 55 × 70 52.5 57.5
2.5 55 57.5 △ 67.5 52.5 60
2.5 60 60 △ 60 57.5 62.5
2.5 60 62.5 ○ 57.5 57.5 65
2.5 65 65 ○ 50 62.5 67.5
2.5 65 67.5 ○ 47.5 62.5 70
2.5 70 70 ○ 40 67.5 72.5
2.5 70 72.5 ○ 37.5 67.5 75
2.5 75 75 ○ 30 72.5 77.5
2.5 75 77.5 ○ 27.5 72.5 80
2.5 80 80 ○ 20 77.5 82.5
2.5 80 82.5 ○ 17.5 77.5 85
2.5 85 85 ○ 10 82.5 87.5
2.5 85 87.5 ○ 7.5 82.5 90
2.5 90 90 ○ 0 87.5 92.5
표 2를 참조하면, EMI 차폐층의 제1 매쉬패턴(850)과 EMI 차폐층의 상단이 이루는 각(θ5)이 25도 내지 60도일 때 모아레 현상이 감소될 수 있으며, 30도 내지 55도일 때 모아레 현상이 효과적으로 방지될 수 있다. 또한, EMI 차폐층의 제2 매쉬패턴(860)과 EMI 차폐층의 상단이 이루는 각(θ4)이 27.5도 내지 60도일 때 모아레 현상이 감소될 수 있으며, 32.5도 내지 55도일 때 모아레 현상이 효과적으로 방지될 수 있다..
EMI 차폐층의 제1 매쉬패턴(850)과 제2 매쉬패턴(860)의 사이 각(θ8)이 60 내지 127.5도일 때 모아레 현상이 감소될 수 있으며, 70도 내지 117.5도일 때 모아레 현상이 효과적으로 방지될 수 있다.
EMI 차폐층의 제1 매쉬패턴(850)과 외광 차단 시트의 패턴(840)의 사이 각(θ6)이 22.5도 내지 57.5도일 때 모아레 현상이 감소될 수 있으며, 27.5도 내지 52.5도일 때 모아레 현상이 효과적으로 방지될 수 있다. 또한, EMI 차폐층의 제2 매쉬패턴(860)과 외광 차단 시트의 패턴(840)의 사이 각(θ7)이 30도 내지 62.5도일 때 모아레 현상이 감소될 수 있으며, 35도 내지 57.5도일 때 모아레 현상이 효과적으로 방지될 수 있다.
다음의 표 3은 외광차단시트의 패턴부 하단 폭(D1)과 패널의 상부 기판에 형성되는 버스 전극의 폭의 비율에 따라 모아레 현상 발생 여부 및 외광 차단 효과를 실험한 결과로서, 버스 전극의 폭이 90㎛인 경우이다.
패턴부 하단 폭 / 버스 전극 폭 모아레 외광 차단
0.10 △ ×
0.15 △ ×
0.20 × △
0.25 × ○
0.30 × ○
0.35 × ○
0.40 × ○
0.45 △ ○
0.50 △ ○
0.55 ○ ○
0.60 ○ ○
표 3을 참조하면, 패턴부 하단의 폭(D1)이 버스 전극 폭의 0.2배 내지 0.5배일 때, 모아레 현상을 감소시키고 패널로 입사되는 외광을 감소시킬 수 있다. 또한, 모아레 현상을 방지하고 외광을 효과적으로 차단하는 동시에, 패널 광의 방출을 위한 개구율을 확보하기 위해서는, 패턴부 하단의 폭(D1)이 버스 전극 폭의 0.25배 내지 0.4배인 것이 바람직하다.
다음의 표 4는 외광차단시트의 패턴부 하단 폭(D1)과 패널의 하부 기판에 형성되는 세로 격벽의 폭의 비율에 따라 모아레 현상 발생 여부 및 외광 차단 효과를 실험한 결과로서, 세로 격벽의 폭이 50㎛인 경우이다.
패턴부 하단 폭 / 세로 격벽 상단 폭 모아레 외광 차단
0.10 ○ ×
0.15 △ ×
0.20 △ ×
0.25 △ ×
0.30 × △
0.35 × △
0.40 × ○
0.45 × ○
0.50 × ○
0.55 × ○
0.60 × ○
0.65 × ○
0.70 △ ○
0.75 △ ○
0.80 △ ○
0.85 ○ ○
0.90 ○ ○
표 4를 참조하면, 패턴부 하단의 폭(D1)이 세로 격벽 폭의 0.3배 내지 0.8배일 때, 모아레 현상을 감소시키고 패널로 입사되는 외광을 감소시킬 수 있다. 또한, 모아레 현상을 방지하고 외광을 효과적으로 차단하는 동시에, 패널 광의 방출을 위한 개구율을 확보하기 위해서는, 패턴부 하단의 폭(D1)이 세로 격벽 폭의 0.4배 내지 0.65배인 것이 바람직하다.
도 9a 내지 도 10b는 본 발명에 따른 외광 차단 시트가 적용된 필터의 구조에 대한 실시예들을 단면도로 도시한 것으로, 플라즈마 디스플레이 패널의 전면에 형성되는 필터는 AR/NIR 시트, EMI 차폐시트, 외광차단시트, 광특성시트 등을 포함할 수 있다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, AR/NIR 시트(1010)는 투명한 플라스틱 재질로 이루어진 베이스시트(1013)의 전면에 외부로부터 입사되는 빛이 반사되는 것을 방지하여 눈부심 현상을 감소시키는 기능이 있는 AR(Anti-Reflection)층(1011)이 부착되고, 후면에는 패널로부터 방사되는 근적외선을 차폐하여 리모콘 등과 같이 적외선을 이용하여 전달되는 신호들이 정상적으로 전달될 수 있도록 하는 NIR(Near Infrared) 차폐층(1012)이 부착된다.
베이스시트(1013)는 사용 조건이나 제조에 견딜 수 있는 투명성, 절연성, 내열성, 기계적 강도 등을 고려하여, 여러 가지 재료가 적용가능 하다. 예컨대, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 비닐계 수지, 아크릴계 수지, 셀룰로우스계 수지 등이 사용될 수 있으며, 통상적으로 투명성이 좋고, 가시광선 투과율이 80%이상 확보되는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 등과 같은 폴리에스테르계열의 물질로 형성되는 것이 바람직하며, 베이스시트(1013)의 두께는 기계적 강도가 충분하지 못하여 시트가 훼손되는 것을 방지하고, 필요이상의 두께로 많은 비용이 소비되지 않는 것을 고려하여 50㎛ 내지 500㎛로 형성되는 것이 바람직할 것이다.
EMI 차폐시트(1020)는 투명한 플라스틱 재질로 이루어진 베이스시트(1022)의 전면에 EMI(Electromagnetic Interference)를 차폐하여 패널로부터 방사되는 EMI가 외부로 방출되는 것을 방지하는 EMI 차폐층(1021)이 부착된다. 이때, 통상적으로 EMI 차폐층(1021)은 도전성을 가지는 물질을 이용하여 메쉬(Mesh) 구조로 형성되며, 접지가 원활하게 이루어 질 수 있도록 하기 위하여 화상이 표시되지 않는 EMI 차폐시트(1020)의 비유효표시영역에는 도전성 물질이 전체적으로 도포된다. EMI 차폐층(1021)의 패턴 폭은 10㎛ 내지 30㎛로 형성되는 것이 바람직하며, 그러한 경우 전자파차폐를 위한 충분한 전기저항값을 가질 수 있으며, 적절한 광 투과율을 위한 개구율이 확보될 수 있다.
통상적으로 외부광원은 실내나 외부에서나 관찰자의 머리 상단에 존재하는 경우가 제일 많다. 이러한 외부광을 효과적으로 차단하여 플라즈마 디스플레이 패널의 블랙영상을 더욱 어둡게 표현될 수 있도록 하는 외광차단시트(1030)가 부착된다.
이와 같은 AR/NIR 시트(1010), EMI 차폐시트(1020), 외광차단시트(1030) 사이에는 점착제(1040)가 층을 이루고 있어, 각각의 시트들(1010, 1020, 1030) 및 필터(1000)가 패널의 전면에 견고하게 부착될 수 있도록 한다. 또한, 각각의 시트들(1010, 1020, 1030) 사이에 포함된 베이스시트의 재질은 필터(1000) 제작의 용이성을 고려하여 실질적으로 동일한 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 도 9a 에서는 AR/NIR 시트(1010), EMI 차폐시트(1020), 외광차단시트(1030)의 순으로 적층되어 있으나, 도 9b에 도시된 바와 같이 AR/NIR 시트(1010), 외광차단층(1030), EMI 차폐시트(1020)의 순으로 적층될 수 있듯이 각 시트의 적층순서는 당업자에 의하여 다르게 적층될 수 있을 것이다. 또한, 도시된 시트들(1010, 1020, 1030) 중 적어도 어느 한 층이 생략될 수도 있을 것이다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 패널의 전면에 형성되는 필터(1100)는 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같은 AR/NIR 시트(1110), EMI 차폐시트(1130) 및 외광차단시트(1140) 이외에 광특성시트(1120)를 더 포함할 수 있다. 광특성시트(1120)는 패널로부터 입사되는 광의 색온도 및 휘도 특성을 개선시키며, 투명한 플라스틱 재질로 이루어진 베이스시트(1122)의 전면 또는 후면에 소정의 염료와 점착제로 이루어진 광특성층(1121)이 적층된다.
도 9a 내지 도 10b에 도시된 베이스시트들 중 적어도 하나의 베이스시트가 생략될 수도 있고, 상기 베이스 시트들 중 어느 하나는 플라스틱 재질이 아닌 견고한 글라스(Glass)가 사용되어 패널을 보호하는 기능을 향상시킬 수 있다. 상기 글라스는 패널로부터 소정 간격을 가지고 이격되어 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 필터는 확산 시트를 더 포함할 수 있다. 확산 시트는 광이 균일한 밝기를 유지하도록 입사되는 광을 확산시켜주는 역할을 한다. 그에 따라, 확산 시트는 패널로부터 방출되는 광을 균일하게 확산시켜 디스플레이 화면의 상하 시야각을 넓히고, 외광 차단 시트 등에 형성된 패턴을 은폐할 수 있다. 또한, 확산 시트는 상하 시야각에 해당하는 방향으로 광을 집광하여 정면 휘도를 균일하게 하는 동시에 향상시킬 수 있으며, 대전 방지성을 향상시킬 수 있다.
확산 시트는 투과형 또는 반사형 확산 필름 등이 사용될 수 있으며, 일반적으로 폴리머(polymer) 재료의 베이스시트에 작은 유리 구슬 알갱이들이 혼합된 형태를 가질 수 있다. 또한, 확산 시트의 베이스시트로 고순도 아크릴 수지(PMMA)가 이용될 수 있으며, 고순도 아크릴 수지(PMMA)를 이용하는 경우 시트의 두께가 두꺼운 반면 내열성이 좋아 발열이 많은 대형 디스플레이 장치에 이용될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는 외부로부터 입사되는 빛을 최대한 흡수 및 차단하는 외광차단시트가 패널의 전면에 부착됨으로써 블랙(black) 영상을 효과적으로 구현할 수 있으며 명실 콘트라스트(contrast)를 개선할 수 있다. 또한, 외광차단시트의 패턴을 비스듬히 기울여 형성함으로써 모아레(moire) 현상의 발생을 감소시킬 수 있으며, 매쉬 형태의 EMI차단시트를 부착하여 사용함으로써 외광 차단과 동시에 EMI 차단 효과를 향상시킬 수 있다.

Claims (41)

  1. 플라즈마 디스플레이 패널; 및
    상기 패널의 전면에 형성되는 필터를 포함하고,
    상기 필터는
    제1 베이스부 및 상기 제1 베이스부에 형성되는 제1 패턴부를 구비하는 외광차단시트; 및
    우측 상단에서 좌측 하단 방향으로 형성된 제2 패턴부를 구비하는 EMI차단시트를 포함하고
    상기 외광차단시트의 두께는 상기 제1 패턴부 높이의 1.01배 내지 2.25배이고,
    상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부가 이루는 각은 20도 내지 65도인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 패턴부의 굴절율은
    상기 제1 베이스부의 굴절율보다 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외광차단시트의 두께는 상기 제1 패턴부 높이의 1.01배 내지 1.5배인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 EMI차단시트는 상기 제2 패턴부와 교차하도록 형성된 제3 패턴부를 포함하고,
    상기 제2 패턴부와 상기 제3 패턴부가 이루는 각은 60도 내지 130도인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패널은 버스 전극을 포함하고,
    상기 패널 측에 위치한 상기 제1 패턴부의 하단 폭은 상기 버스 전극 폭의 0.2배 내지 0.5배인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 패널은
    상기 패널의 상부 기판에 형성된 전극들 중 어느 하나와 교차하는 방향으로 형성된 세로 격벽을 포함하고,
    상기 제1 패턴부의 하단 폭은 상기 세로 격벽 폭의 0.3배 내지 0.8배인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  7. 플라즈마 디스플레이 패널; 및
    상기패널의 전면에 형성되는 필터를 포함하고,
    상기 필터는
    제1 베이스부 및 상기 제1 베이스부에 형성되는 제1 패턴부를 구비하는 외광차단시트; 및
    우측 상단에서 좌측 하단 방향으로 형성된 제2 패턴부 및 좌측 상단에서 우측 하단 방향으로 형성된 제3 패턴부를 구비하는 EMI차단시트를 포함하고,
    상기 제2, 3 패턴부는 서로 교차하는 방향으로 형성되며, 상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부가 이루는 각은 20도 내지 60도이며, 상기 제1 패턴부와 상기 제3 패턴부가 이루는 각은 28도 내지 65도인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 패턴부의 굴절율은
    상기 제1 베이스부의 굴절율보다 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 패턴부와 상기 제3 패턴부가 이루는 각은 60도 내지 130도인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 외광차단시트의 두께는 상기 제1 패턴부 높이의 1.01배 내지 2.25배인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 외광차단시트의 두께는 상기 제1 패턴부 높이의 1.01배 내지 1.5배인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 패널은 버스 전극을 포함하고,
    상기 패널 측에 위치한 상기 제1 패턴부의 하단 폭은 상기 버스 전극 폭의 0.2배 내지 0.5배인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  13. 제7항에 있어서,상기 패널은
    상기 패널의 상부 기판에 형성된 전극들 중 어느 하나와 교차하는 방향으로 형성된 세로 격벽을 포함하고,
    상기 제1 패턴부의 하단 폭은 상기 세로 격벽 폭의 0.3배 내지 0.8배인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  14. 제1 베이스부 및 상기 제1 베이스부에 형성되는 제1 패턴부를 구비하는 외광차단시트; 및
    우측 상단에서 좌측 하단 방향으로 형성된 제2 패턴부를 구비하는 EMI차단시트를 포함하며,
    상기 외광차단시트의 두께는 상기 제1 패턴부 높이의 1.01배 내지 2.25배이고,
    상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부가 이루는 각은 20도 내지 65도인 것을 특징으로 하는 필터.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 패턴부의 굴절율은
    상기 제1 베이스부의 굴절율보다 작은 것을 특징으로 하는 필터.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부가 이루는 각은 27도 내지 58도인 것을 특징으로 하는 필터.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부가 이루는 각은 40도 내지 50도인 것을 특징으로 하는 필터.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제1 패턴부와 상기 외광차단시트의 상단 또는 하단이 이루는 각은 0.5도 내지 9도인 것을 특징으로 하는 필터.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 제1 패턴부와 상기 외광차단시트의 상단 또는 하단이 이루는 각은 0.5 도 내지 4.5도인 것을 특징으로 하는 필터.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 제2 패턴부와 상기 EMI차단시트의 상단 또는 하단이 이루는 각은 25도 내지 60도인 것을 특징으로 하는 필터.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 제2 패턴부와 상기 EMI차단시트의 상단 또는 하단이 이루는 각은 30도 내지 55도인 것을 특징으로 하는 필터.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 제1 패턴부의 굴절율은 상기 제1 베이스부 굴절율의 0.3배 내지 0.999배인 것을 특징으로 하는 필터.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 외광차단시트의 두께는 상기 제1 패턴부 높이의 1.01배 내지 1.5배인 것을 특징으로 하는 필터.
  24. 제14항에 있어서,
    상기 EMI차단시트는 상기 제2 패턴부와 교차하도록 형성된 제3 패턴부를 포 함하는 것을 특징으로 하는 필터.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제2 패턴부와 상기 제3 패턴부가 이루는 각은 60도 내지 130도인 것을 특징으로 하는 필터.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 제2 패턴부와 상기 제3 패턴부가 이루는 각은 70도 내지 118도인 것을 특징으로 하는 필터.
  27. 제1 베이스부 및 상기 제1 베이스부에 형성되는 제1 패턴부를 구비하는 외광차단시트; 및
    우측 상단에서 좌측 하단 방향으로 형성된 제2 패턴부 및 좌측 상단에서 우측 하단 방향으로 형성된 제3 패턴부를 구비하는 EMI차단시트를 포함하며,
    상기 제2, 3 패턴부는 서로 교차하는 방향으로 형성되며, 상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부가 이루는 각은 20도 내지 60도이며, 상기 제1 패턴부와 상기 제3 패턴부가 이루는 각은 28도 내지 65도인 것을 특징으로 하는 필터.
  28. 제27항에 있어서, 상기 제1 패턴부의 굴절율은
    상기 제1 베이스부의 굴절율보다 작은 것을 특징으로 하는 필터.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부가 이루는 각은 27도 내지 53도인 것을 특징으로 하는 필터.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 제1 패턴부와 상기 제2 패턴부가 이루는 각은 40도 내지 50도인 것을 특징으로 하는 필터.
  31. 제27항에 있어서,
    상기 제1 패턴부와 상기 제3 패턴부가 이루는 각은 40도 내지 50도인 것을 특징으로 하는 필터.
  32. 제27항에 있어서, 상기 제1 패턴부의 굴절율은
    상기 제1 베이스부의 굴절율의 0.3배 내지 0.999배인 것을 특징으로 하는 필터.
  33. 제27항에 있어서,
    상기 제2 패턴부와 상기 제3 패턴부가 이루는 각은 60도 내지 130도인 것을 특징으로 하는 필터.
  34. 제27항에 있어서,
    상기 제2 패턴부와 상기 제3 패턴부가 이루는 각은 70도 내지 118도인 것을 특징으로 하는 필터.
  35. 제27항에 있어서, 상기 제2, 3 패턴부 중 적어도 하나는
    5㎛ 내지 15㎛의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 필터.
  36. 제27항에 있어서,
    상기 외광차단시트의 두께는 상기 제1 패턴부 높이의 1.01배 내지 2.25배인 것을 특징으로 하는 필터.
  37. 제27항에 있어서,
    상기 외광차단시트의 두께는 상기 제1 패턴부 높이의 1.01배 내지 1.5배인 것을 특징으로 하는 필터.
  38. 제27항에 있어서,
    외부광의 반사를 방지하는 반사방지층; 및
    근적외선을 차폐하는 근적외선 차폐층 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 제1 패턴부는 제1 폭의 하단부와 제1 폭보다 작은 제2 폭의 상단부로 이루어지고,
    상기 근적외선 차폐층, 반사 방지층 및 EMI 차폐시트 중 적어도 어느 하나는 상기 패턴부의 하단부 측으로 형성된 것을 특징으로 하는 필터.
  40. 제27항에 있어서,
    상기 외광차단시트의 두께는 100um 내지 180um인 것을 특징으로 하는 필터.
  41. 제27항에 있어서,
    상기 제1 패턴부의 높이는 90um 내지 110um인 것을 특징으로 하는 필터.
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