KR100768200B1 - 광학 필터 및 이를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

광학 필터 및 이를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학 필터 및 이를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 450nm 내지 680nm 범위에서의 필터 투과율의 최대값이 45% 이하이고, 450nm 내지 680nm 범위에서의 필터 투과율의 최대값과 최소값의 차이가 15% 이상이며, 450nm, 530nm 및 630nm에서의 필터 투과율의 최대값과 최소값의 차이가 5% 이하인 광학 필터 및 이를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 색감 향상 및 콘트라스트 향상을 도모할 수 있고, 필터 색상을 균형 있게 조절함으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 품위를 향상시킬 수 있는 광학 필터 및 이를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
광학 필터, 플라즈마 디스플레이 패널

Description

광학 필터 및 이를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널{Optical filter and plasma display panel employing the same}
도 1a 및 1b는, 종래 PDP에 통상적으로 사용되는 광학 필터에 대한 사시도 및 단면도이다.
도 2는 종래 PDP에 통상적으로 사용되는 광학 필터에 있어서, 광학 필터 장착 전후의 파장에 따른 광투과율을 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 광학 필터를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널에 대한 개략적인 사시도이다.
도 4는 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1에 따른 광학 필터에 있어서, 각각의 파장에 따른 광투과율을 개략적으로 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명>
100, 300: 광학 필터 110: PDP
103, 302: 투명 기재 104, 301: 전자파 차폐층
102, 303: 선택 흡수층 101, 304: 반사 방지층
120: 섀시
본 발명은 광학 필터 및 이를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 색감 향상 및 콘트라스트 향상을 도모할 수 있고, 필터 색상을 균형 있게 조절함으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 품위를 향상시킬 수 있는 광학 필터 및 이를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널 (Plasma Display Panel: PDP)은 다른 화상 표시 장치에 비하여 대형화가 용이한 박형의 발광형 표시 장치로서, 고품질 디지털 텔레비젼에 가장 적합한 특성을 갖고 있는 것으로 평가되고 있다. 그러나 플라즈마 디스플레이 패널은 플라즈마 발광 및 회로에 의하여 생성되는 전자파와, 화면 발광시 사용되는 불활성 기체의 플라즈마에 의한 근적외선의 불필요한 발광으로 인하여 색순도 특성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 콘트라스트 및 화상 품질을 향상시키고, 디스플레이에서 발생되는 전자파를 차폐할 목적으로 디스플레이 표면으로부터 소정 간격 떨어진 지점에 필터를 장착하는 방법이 사용되고 있다.
도 1a 및 1b에는, 일반적으로 PDP에 사용되는 광학 필터에 대한 사시도 및 단면도를 도시하였다. 도 1a 및 1b를 참조하면, 필터 (100)와 PDP (110)는 수 mm의 간격을 가지고 배치되며, 필터 (100)는 각각의 필름을 부착시키기 위한 투명 기재로서 유리 또는 투명 플라스틱 기판 (103)을 사용하고, 여기에 전자파 차폐층 (104), 색감 향상을 위한 선택 흡수층 (102) 및 반사 방지층 (Anti-Reflection layer: AR layer) (101) 등을 적층시킨 구조를 가지며, 도전막에 대전되는 전하를 PDP 내부의 섀시 (120)를 통하여 접지시킨다.
종래기술에 있어서, 이러한 광학 필터로는 외광 반사를 방지하고, 콘트라스트 비율에 영향을 미치는 확산 반사를 줄이기 위한 방법으로서 여러 층의 박막이 코팅된 필름을 사용해 왔으며, 이러한 필름을 사용할 경우 외광 저감 및 깨끗한 화상을 얻을 수 있는 효과가 있었다.
상기와 같은 종래기술에 따른 광학 필터에 있어서, PDP의 콘트라스트 및 색감을 향상시키기 위한 방안으로서 디스플레이 표면에 사용되는 광학 필터에 특정 색소를 첨가하여 광학 필터의 투과율을 낮추는 방법이 사용되고 있다. 그러나, 이와 같이 광학 필터에 색소를 첨가하여 광학 필터의 투과율을 낮추는 경우에, 상기 색소를 과량으로 첨가해 주게 되면, PDP의 표면하고자 하는 색상이 필터의 강한 특정 파장 흡수를 야기하고, 이는 결과적으로 PDP의 광균형을 깨뜨림으로써, PDP 화상 품질의 저하를 야기하며, 반대로 상기 색소를 너무 소량으로 첨가하게 되면, 콘트라스트 및 색감 향상 효과가 떨어지게 된다.
도 2는 종래 PDP에 통상적으로 사용되는 광학 필터에 있어서, 광학 필터 장착 전후의 파장에 따른 광투과율을 개략적으로 나타낸 그래프이다.
일반적으로 PDP는 발광 과정에서 발생되는 네온광으로 인해서 순도 높은 적색광을 얻기가 어려울 경우에, 590nm 부근의 파장을 흡수하는 색소를 사용한 필터를 이용하여 불필요한 네온광을 흡수함으로써, 심도 있는 적색을 표현할 수 있으며, 색 재현 영역을 증가시킬 수 있다.
따라서, 이러한 목적을 달성하기 위해서, 대한민국 공개특허공보 제2004-7002099호, 일본 공개특허공보 제2001-137282호 및 일본 공개특허공보 제1999- 091091호 등에서는 각각 이러한 590nm 부근의 특정 파장을 흡수하는 색소를 사용한 광학 필터들을 개시하고 있다.
그러나, 상기에서도 언급한 바와 같이, 콘트라스트를 높이고, 투과율을 더욱 낮추기 위해서 이러한 색소의 농도를 과량으로 사용하게 되면, 특정 파장의 광만이 중점적으로 흡수됨으로써, 백색광의 색온도가 매우 높아지며, 색의 불균형이 발생되고, 화면색을 자연스럽게 맞추기가 어려워진다. 또한, 광학 필터의 또 다른 기능은 화상 품질의 고급화인데, 상기와 같은 색소를 과량으로 사용하게 되면, 필터 색감의 붉은 빛이 강하게 나타남으로써, 제품의 가치가 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하여, 색감 향상 및 콘트라스트 향상을 도모할 수 있고, 필터 색상을 균형 있게 조절함으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 품위를 향상시킬 수 있는 광학 필터 및 이를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하고자 하는 데에 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은 일 구현예에서,
450nm 내지 680nm 범위에서의 필터 투과율의 최대값이 45% 이하이고, 450nm 내지 680nm 범위에서의 필터 투과율의 최대값과 최소값의 차이가 15% 이상이며, 450nm, 530nm 및 630nm에서의 필터 투과율의 최대값과 최소값의 차이가 5% 이하인 광학 필터를 제공한다.
바람직하게는, 상기 광학 필터는 근적외선 차폐층을 포함한다.
바람직하게는, 상기 근적외선 차폐층은 800nm 내지 1200nm 범위에서의 투과율이 30% 이하이다.
바람직하게는, 상기 광학 필터는 전자파 또는 정전기 차단층을 포함한다.
바람직하게는, 상기 전자파 또는 정전기 차단층은 섬유 메쉬, 금속 메쉬 또는 도전막을 포함한다.
바람직하게는, 상기 광학 필터는 반사 방지층을 포함한다.
바람직하게는, 상기 반사 방지층은 TiO2, SiO2, Y2O3, MgF2, Na3AlF6, Al2O3, Bi2O3, Gd2O3, LaF3, PbTe, Sb2O3, SiO, SiN, Ta2O5, ZnS, ZnSe, 및 ZrO2로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 일층 또는 다층으로 적층하여 형성된 물질층이다.
또한, 본 발명은 다른 구현예에서,
본 발명의 상기 서술한 광학 필터를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
이하, 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 광학 필터는 색감 향상 및 콘트라스트 향상을 도모할 수 있으면서도, 필터 색상을 균형 있게 조절함으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 품위를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
플라즈마 디스플레이 패널 (PDP) 등의 디스플레이에 외부 광원이 조사되면, 반사광이 시각으로 인지되며 화상이 흐려지거나, 눈에 피로감을 야기하게 된다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 투과율을 조절하는 광학 필터를 사용하게 되면 외광이 상기 광학 필터에 흡수되면서 약화되므로, 상대적으로 영상이 명확해질 뿐만 아니라, 외광으로 인한 눈의 피로감도 줄게 된다.
종래에는 이러한 목적을 달성하기 위해서, 구현되는 색을 다양하게 표면하고, 선명하고 생생한 색감을 구현하기 위한 방안으로서, 필터에 590 nm 등의 특정 파장을 흡수하는 색소를 코팅하거나, 점착제에 분산시키는 기술을 이용하고 있으나, 이러한 색소가 소량 사용되면 색감 향상 효과가 약화되고, 반대로 과량 사용하게 되면 표현되는 색의 균형이 깨어지고, 색의 표현이 어색해진다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명에서는 이러한 문제를 극복하여, 색감 향상 및 콘트라스트 향상을 도모하면서도, 필터 색상을 균형 있게 조절하기 위한 광학 필터를 제공한다.
본 발명에서는 상기 기술적 과제를 달성하기 위해서, 450nm 내지 680nm 범위에서의 필터 투과율의 최대값이 45% 이하이고, 450nm 내지 680nm 범위에서의 필터 투과율의 최대값과 최소값의 차이가 15% 이상이며, 450nm, 530nm 및 630nm에서의 필터 투과율의 최대값과 최소값의 차이가 5% 이하인 광학 필터를 제공한다.
본 발명에 따른 광학 필터의 450nm 내지 680nm 범위에서의 필터 투과율의 최대값은 45% 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 파장 범위에서 필터 투과율의 최대값과 최소값의 차이는 15% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 광학 필터는, 450nm, 530nm 및 630nm에서의 필터 투과율의 최대값과 최소값의 차이가 5% 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광학 필터는 유리 등의 투명 기재 상에 상기와 같은 투과 스펙트럼 특성을 갖는 선택 흡수층을 포함하며, 그 밖에도 근적외선 차폐층, 전자파 또는 정전기 차단층 및 반사 방지층을 포함한다.
상기 투명 기재로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 유리 이외에도, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (PET), TAC (Tri-acetyl-cellulose), 폴리비닐알콜 (PVA), 폴리에틸렌 (PE) 등과 같은 투명 기재가 사용될 수 있으며, 그 두께는 통상적으로 10 내지 1000㎛이다. 상기 투명기재의 접착은 점착제 등을 이용하여 이루어지며, 이의 구체적인 재료로는 아크릴계 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 등을 들 수 있으며, 점착제층의 두께는 통상적으로 1 내지 100㎛이다.
상기와 같은 투과 스펙트럼 특성을 갖는 선택 흡수층은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 테트라아자포르피린 화합물 등과 같은 선택적 흡광 물질을 포함한다. 상기 선택 흡수층의 두께는 통상적으로 1 ㎛ 내지 100㎛이다.
투명 기재는 또한 근적외선 차폐층을 포함한다.
바람직하게는, 상기 근적외선 차폐층은 800nm 내지 1200nm 범위에서의 투과율이 30% 이하인 것이 바람직하다.
전자파 또는 정전기 차단층 역시 점착층을 이용하여 형성된다. 상기 전자파 차폐층 또는 정전기 차단층은 디스플레이에서 발생되는 전자파를 차폐하기 위한 것 으로서, 섬유 메쉬, 금속 메쉬 또는 도전막을 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니지만, Ag, Cu, Ni, Al, Au, Fe, In, Zn, Pt, Cr, Pd 등으로 이루어진 금속 메시 또는 상기 재료를 다층박막 형태로 제작할 수도 있으며, 통상적으로 박막일 경우 10 nm 내지 500 nm의 두께로 형성되며, 금속 메시일 경우에는 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께로 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 광학 필터는 반사 방지층을 포함할 수도 있다. 상기 반사 방지층은 외광 반사를 방지하고, 콘트라스트에 영향을 미치는 확산 반사를 줄이기 위한 것으로서, 이에 제한되는 것은 아니지만, TiO2, SiO2, Y2O3, MgF2, Na3AlF6, Al2O3, Bi2O3, Gd2O3, LaF3, PbTe, Sb2O3, SiO, SiN, Ta2O5, ZnS, ZnSe, 및 ZrO2로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 일층 또는 다층으로 적층하여 형성된 물질층이며, 통상적으로 10 nm 내지 100 nm의 두께를 갖는다. 또한, 이러한 반사 방지층을 형성하는 방법으로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 코팅, 증착, 스퍼터링 등의 방법이 사용될 수 있다.
본 발명은 또한, 다른 구현예에서, 상기 광학 필터를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 투명한 전면기판과, 상기 전면기판에 대해 평행하게 배치된 배면기판과, 상기 전면 기판에 일정한 거리를 두고 배치된 상기 본 발명에 따른 광학 필터와, 상기 전면기판과 배면기판 사이에 배치되어 발광셀들을 구획하는 격벽과, 일 방향으로 배치된 발광셀들에 걸쳐서 연장되며 후방 유전체층에 의하여 매립된 어드레스 전극들과 상기 발광셀 내에 배치된 형광체층과 상기 어드레스 전극이 연장된 방향과 교차하는 방향으로 연장되며 전방 유전체층에 의하여 매립된 유지전극쌍들과, 상기 발광셀 내에 있는 방전가스를 구비한 구조를 갖고 있다.
상기 어드레스 전극들은 상기 배면기판과 후방 유전체층 사이에 배치되고, 상기 격벽은 상기 후방 유전체층 상에 배치되며, 상기 유지 전극쌍들은 전면기판과 전방 유전체층 사이에 배치되고, 상기 전방 유전체층은 보호막에 의하여 덮일 수 있다.
도 3에는 본 발명에 따른 광학 필터를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널에 대한 개략적인 사시도를 도시하였다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 광학 필터 (300)는 전방패널 (370), 후방패널 (360)을 구비한 플라즈마 표시 장치의 전방패널 (370) 앞에 일정 거리를 두고 배치되어 있다.
도 3에서, 본 발명에 따른 필터 (300)는 전자파 차폐층 (301), 투명기재 (302), 선택 흡수층 (303) 및 반사 방지층 (304)를 포함한다.
상기 전방패널 (370)은 전면기판 (351), 상기 전면기판의 배면에 형성된 Y전극과 X전극을 구비한 유지전극쌍, 상기 유지전극쌍들을 덮는 전방유전체층 (355a) 및 상기 전방 유전체층을 덮는 보호막 (356)을 구비한다. 상기 Y전극과 X전극 각각은 ITO 등으로 형성된 투명전극 (353a, 353b)과 도전성이 우수한 금속으로 형성된 버스전극 (354)을 구비한다.
상기 후방패널 (360)은 배면기판 (352), 배면기판의 전면에 상기 유지전극쌍과 교차하도록 형성된 어드레스 전극 (353c)들, 상기 어드레스 전극들을 덮는 후방 유전체층 (356b), 상기 후방 유전체층 상에 형성되어 발광셀들을 구획하는 격벽 (357), 및 상기 발광셀 내에 배치된 형광체층 (358)을 구비한다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 보다 상세하게 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예
광학 필터의 제조
실시예 1
투명 기재로서 두께 30 mm의 유리 기판을 사용하고, 유리 기판 상에 점착재로서 아크릴계 수지를 사용하여 590nm를 흡수하는 색소 및 투과율을 조정하는 색소가 코팅되어 있는 선택 흡수층을 접착시켰다. 유리 기판의 다른 쪽 면에는 전자파 차폐층으로서 Mesh (line width 10 ㎛, pitch 300 ㎛)를 접착시켰다.
이어서, 선택 흡수층의 상면에는 동일한 점착재를 사용하여 두께 100 ㎛의 반사 방지 필름 (일본 화학사 제조, 반사 방지 필름 중 반사 방지층은 300 nm)을 접착시킴으로써 본 발명에 따른 광학 필터를 제조하였다.
비교예 1
투과율 조정용 색소를 첨가하지 않고, 590nm를 흡수하는 색소를 사용하여 고투과율의 광학 필터를 제조하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해서 종래 기술에 따른 광학 필터를 제조하였다.
비교예 2
투과율 조정용 색소를 첨가하지 않고, 590nm를 흡수하는 색소를 사용하여 저투과율의 광학 필터를 제조하였다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해서 종래 기술에 따른 광학 필터를 제조하였다.
상기 실시예 1 및 비교예 1, 2에 따라서 제조된 각각의 광학 필터들에 대해서, 외관색, 투과율 및 색재현 범위를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
광학 필터 실시예 1 비교예 1 비교예 2
외관색
투과율 35% 51% 33%
색재현 범위 CRT TV 8.8% 향상 PDP 8.0% 향상 CRT TV 8.7% 향상 PDP 8.0% 향상 CRT TV 13.5% 향상 PDP 12.3% 향상
또한, 도 4에는 실시예 1 및 비교예 1, 2에 따른 광학 필터에 있어서, 각각의 파장에 따른 광투과율을 개략적으로 나타내었다.
표 1 및 도 4의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 필터는 외관색, 투과율 및 색재현 범위의 적절한 조절을 통하여, 색감 향상 및 콘트라스트 향상을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 필터 색상을 균형 있게 조절할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 색감 향상 및 콘트라스트 향상을 도모할 수 있고, 필터 색상을 균형 있게 조절함으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 화상 품위를 향상시킬 수 있는 광학 필터 및 이를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.

Claims (8)

  1. 450nm 내지 680nm 범위에서의 필터 투과율의 최대값이 45% 이하이고, 450nm 내지 680nm 범위에서의 필터 투과율의 최대값과 최소값의 차이가 15% 이상이며, 450nm, 530nm 및 630nm에서의 필터 투과율의 최대값과 최소값의 차이가 5% 이하인 광학 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학 필터는 근적외선 차폐층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 근적외선 차폐층은 800nm 내지 1200nm 범위에서의 투과율이 30% 이하인 것을 특징으로 하는 광학 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광학 필터는 전자파 또는 정전기 차단층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전자파 또는 정전기 차단층은 섬유 메쉬, 금속 메쉬 또는 도전막을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광학 필터는 반사 방지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 반사 방지층은 TiO2, SiO2, Y2O3, MgF2, Na3AlF6, Al2O3, Bi2O3, Gd2O3, LaF3, PbTe, Sb2O3, SiO, SiN, Ta2O5, ZnS, ZnSe, 및 ZrO2로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 일층 또는 다층으로 적층하여 형성된 물질층인 것을 특징으로 하는 광학 필터.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 따른 광학 필터를 채용한 플라즈마 디스플레이 패널.
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