KR100849424B1 - 외광차단시트 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

외광차단시트 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 장치 Download PDF

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신운서
손지훈
차홍래
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Abstract

본 발명은 패널로 입사되는 외광을 차단하는 외광차단시트 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 패널; 및 패널의 전면에 위치하여 상기 패널로 입사하는 외광을 차단하는 외광차단시트를 포함하고, 외광차단시트는 홈이 형성된 베이스부; 및 베이스부의 홈 상에 형성되며 상기 베이스부와 굴절률이 상이한 패턴부가 복수의 라인을 이루고, 상기 패널에 형성된 복수의 방전셀 중 어느 하나의 방전셀에 걸쳐지는 패턴부 라인의 개수는 8개 내지 25개가 되도록 패턴부 간격이 형성됨에 따라 블랙(black) 영상을 효과적으로 구현할 수 있으며 명실 콘트라스트(contrast)를 개선할 수 있다.
PDP, 명실 콘트라스트, 전면 필터, 휘도

Description

외광차단시트 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 장치{Sheet for protecting external light and plasma display device thereof}
도 1은 플라즈마 디스플레이 패널의 구조에 대한 일실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 외광차단시트의 개략적인 단면 구조에 대한 일실시예를 나타내는 단면도이다.
도 3 내지 도 6은 외광차단시트의 구조에 따른 광특성을 나타내는 단면도이다.
도 7는 외광차단시트의 패턴부 형상에 대한 제1 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 8 및 도 9는 외광차단시트에 일렬로 형성된 패턴부의 전면 형상에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11는 패널의 상부기판에 형성된 블랙 매트릭스의 구조에 대한 실시예들을 간략하게 도시한 도면이다.
도 12는 패널의 상부 기판에 형성된 버스 전극의 구조에 대한 일실시예를 나타내는 단면도이다.
도 13은 패널 방전셀 및 상기 방전셀에 걸쳐지는 외광차단시트의 패턴부에 관한 실시예도이다.
도 14는 패널의 하부기판에 형성된 격벽의 구조에 대한 단면도이다.
도 15 내지 도 19는 외광차단시트의 패턴부 형상에 대한 제2 내지 제7 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 20 내지 도 25는 하단이 오목한 형태를 가지는 패턴부의 단면 형상에 대한 실시예들 및 그의 광특성에 대한 설명하기 위한 단면도이다.
도 26은 외광차단시트에 형성된 인접한 패턴부 사이 간격과 패턴부의 높이와의 관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 27 내지 도 30은 외광차단시트를 포함하는 필터의 구조에 대한 실시예들을 나타내는 단면도이다.
본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 패널의 외부로부터 입사되는 외광을 차단시키기 위하여 패널 전면에 외광차단시트 또는 상기 외광차단시트가 포함된 필터를 부착함으로써, 패널의 명실 콘트라스트(contrast)를 향상시키는 것과 동시에 휘도가 유지되는 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널은 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.
상기와 같은 패널은 블랙(Black) 영상을 구현할 때, 패널의 하판에 노출되어 있는 흰색계통의 형광체로 인하여 외부광이 패널 전면에서 반사됨으로써, 블랙영상이 밝은 계열의 어두운 색으로 인지되어 콘트라스트가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 디스플레이 패널로 입사되는 외부광을 효과적으로 차단하는 외광차단시트 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
아울러, 하나의 방전셀과 중첩되는 상기 외광차단시트에 형성된 패턴부 라인간 간격을 한정함으로써 패널의 명실 콘트라스트를 향상시킴과 동시에 휘도를 더욱 더 개선하고자 한다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치는, 플라즈마 디스플레이 패널, 상기 패널의 전면에 배치되어, 상기 패널로 입 사하는 외광을 차단하기 위한 외광차단시트를 포함하고, 상기 외광차단시트는 홈이 형성된 베이스부 및 상기 베이스부의 홈 상에 형성되며 상기 베이스부와 굴절률이 상이한 패턴부가 복수의 라인을 이루고, 상기 패널에 형성된 복수의 방전셀 중 어느 하나의 방전셀에 걸쳐지는 패턴부 라인의 개수는 8개 내지 25개인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 외광차단시트는 홈이 형성된 베이스부; 및 상기 베이스부의 홈 상에 형성되며, 상기 베이스부와 상이한 굴절률을 가지는 패턴부가 복수의 라인을 이루는 외광차단시트는, 상기 복수의 패턴부 라인 중 서로 인접한 두개의 패턴부 라인간 간격이 40㎛ 내지 90㎛이고, 8개 내지 25개의 패턴부 라인이 하나의 방전셀과 중첩되도록 형성되는 것이 특징이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 30을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 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 적 층형이나 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, 12b)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)가 배열될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 블랙 매트릭스는 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.
버스전극(11b, 12b) 또는 격벽(21)이 어두운 색을 가짐으로써, 상기 블랙 매트릭스와 같이 외부에서 발생하는 외부광을 흡수하여 반사를 줄여주는 광차단의 기능과 콘트라스트를 향상시키는 기능을 할 수도 있다. 또는 상부기판(10)에 형성된 특정 부재, 예를 들어 유전체층(13)과 하부기판(20)에 형성된 특정 부재, 예를 들어 격벽(21)이 서로 보색 관계를 가짐으로써, 패널의 전면에서 볼때 중첩되는 부분이 검은색에 가깝게 보이도록 하여 상기 블랙 매트릭스와 같은 기능을 할 수도 있다.
스캔 전극(11)과 서스테인 전극(12)이 나란하게 형성된 상부기판(10)에는 상부 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 누설 되는 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)차폐 시트, EMI(ElectroMagnetic Interference)차폐 시트, 확산 시트, 광특성 시트 등이 포함될 수 있다.
필터(100)와 상기 패널 사이의 간격이 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, 필터(100)와 상기 패널 사이의 간격을 30㎛ 내지 120㎛로 할 수 있으며, 충격 방지를 위해 상기 필터(100)와 상기 패널 사이에 충격 흡수의 기능을 가지는 점착층을 형성할 수도 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 본 발명에 따른 필터에 구비되는 외광차단시트 구조에 대한 일실시예를 단면도로 도시한 것으로, 외광차단시트는 베이스부(200) 및 패턴부(210)를 포함하여 이루어진다.
베이스부(200)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 2를 참조하면, 패턴부(210)의 형상은 삼각형일 수 있으며, 그 이외에 여러 형상을 가질 수도 있다. 패턴부(210)는 베이스부(200)보다 어두운 색의 물질로 형성되며, 바람직하게는 검은색의 물질로 이루어진다. 예를 들어, 패턴부(210)는 카본(carbon) 계열의 물질로 형성하거나 검은색의 염료를 도포하여 외광을 흡수하 는 효과를 극대화할 수 있다. 이하에서는 패턴부(210)의 상단과 하단 중 폭이 더 넓은 것을 패턴부(210)의 하단이라 한다.
도 2에 있어서, 패턴부(210)의 하단이 패널 측에 배치되며, 패턴부(210)의 상단이 외광이 입사되는 관찰자 측에 배치될 수 있다. 또한, 상기 배치와 반대로 패턴부(210)의 하단이 관찰자 측으로 배치되고, 패턴부(210)의 상단이 패널 측에 배치될 수도 있다.
외부 광원은 패널의 상측에 위치하는 것이 일반적이므로, 외광은 상측으로부터 비스듬히 패널로 입사되어 패턴부(210)에 흡수된다.
패턴부(210)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(210) 내부로의 첨가가 용이하고, 외광을 흡수하는 효과를 최대화하기 위해, 광흡수입자의 크기는 1㎛ 이상일 수 있다. 또한, 광흡수입자의 크기가 1㎛ 이상인 경우, 패턴부(210)로 굴절되는 외광을 효과적으로 흡수하기 위해 패턴부(210)는 광흡수입자를 10 중량% 이상 포함할 수 있다. 즉, 패턴부(210) 전체 중량의 10% 이상의 중량의 광흡수입자들이 패턴부(210)에 포함될 수 있다.
도 3 내지 도 6은 외광차단시트의 구조에 따른 광특성을 설명하기 위해 외광차단시트의 구조에 대한 실시예들을 단면도로 도시한 것이다.
도 3의 경우, 외광을 흡수하여 차단하고, 패널로부터 방출되는 가시광선을 전반사하여 패널광의 반사율을 높이기 위해, 패턴부(305)의 굴절율, 적어도 패턴부(305)의 일부분인 경사면의 굴절율을 베이스부(300)의 굴절율보다 작게 한 경우이다.
상기한 바와 같이 플라즈마 디스플레이 패널의 명실 콘트라스트를 저하시키는 외광은 패널의 상측에 위치하는 경우가 많다. 도 3을 참조하면, 스넬(snell)의 법칙에 의해, 외광차단시트로 비스듬히 입사되는 외광(점선으로 표시됨)은 베이스부(300)보다 작은 굴절율을 가지는 패턴부(310) 내부로 굴절되어 흡수된다. 패턴부(305) 내부로 굴절되는 외광은 광흡수입자에 의해 흡수될 수 있다.
또한, 디스플레이를 위해 패널(310)로부터 외부로 방출되는 광(실선으로 표시됨)은 패턴부(305)의 경사면에서 전반사되어 관찰자측인 외부로 반사되게 된다.
상기한 바와 같이, 외광(점선으로 표시됨)은 패턴부(305)로 굴절되어 흡수되고 패널(310)로부터 방출되는 광(실선으로 표시됨)은 패턴부(305)에서 전반사되는 이유는, 도 3에 도시된 바와 같이 패널(310) 광이 패턴부(305) 경사면과 이루는 각보다 외광이 패턴부(305) 경사면과 이루는 각이 크기 때문이다.
따라서 본 발명에 따른 외광차단시트는 외광이 관찰자측으로 반사되지 않도록 외광을 흡수하고, 패널(310)로부터 방출되는 광의 반사량을 높임으로써 디스플레이 영상의 명실 콘트라스트를 향상시킨다.
패널(310)로 입사되는 외광의 각도를 고려하여 외광의 흡수 및 패널(310) 광의 전반사를 최대화하기 위해서는, 패턴부(305)의 굴절율은 베이스부(300)의 굴절율의 0.3배 이상 1배 미만인 것이 바람직하다. 패널(310)로부터 방출되는 광이 패 턴부(305)의 경사면에서 전반사되는 것을 최대화하기 위해, 플라즈마 디스플레이 패널의 상하 시야각을 고려하면 패턴부(305)의 굴절율은 베이스부(300)의 굴절율의 0.3배 내지 0.8배인 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이 패턴부(305)의 상단이 관찰자 측에 배치되고 패턴부(305)의 굴절율이 베이스부(300)의 굴절율 보다 작은 경우에는, 패널로부터 방출되는 광이 패턴부(305)의 경사면에서 반사되어 관찰자 측으로 퍼져나가기 때문에, 관찰자 측에서 볼 때 영상이 또렷하지 않고 흐트러져 보이는 고스트(ghost) 현상이 발생할 수 있다.
도 4는 패턴부(325)의 상단이 관찰자 측에 배치되고 패턴부(325)의 굴절율이 베이스부(320)의 굴절율 보다 큰 경우이다. 도 4를 참조하면, 패턴부(325)의 굴절율이 베이스부(320)의 굴절율 보다 크므로 스넬의 법칙에 따라 패턴부(325)로 입사되는 외광 및 패널 광은 모두 패턴부(325)로 흡수된다.
따라서 패턴부(325)의 상단이 관찰자 측에 배치되고 패턴부(325)의 굴절율이 베이스부(320)의 굴절율 보다 클 때, 고스트 현상을 감소시킬 수 있다. 패턴부(325)로 비스듬히 입사되는 패널 광을 충분히 흡수하여 고스트 현상을 방지하기 위해, 패턴부(325)의 굴절율과 베이스부(320)의 굴절율의 차이는 0.05 이상인 것이 바람직하다.
패턴부(325)의 굴절율을 베이스부(320)의 굴절율 보다 크게 하는 경우, 외광차단시트의 투과율 및 명실 콘트라스트가 감소될 수 있으므로, 고스트 현상을 방지함과 동시에 외광차단시트의 투과율을 크게 저하시키지 않기 위해, 패턴부(325)의 굴절율과 베이스부(320)의 굴절율의 차이는 0.05 내지 0.3인 것이 바람직하다. 또한, 고스트 현상을 방지함과 동시에 패널의 명실 코트라스를 적정 수준으로 유지하기 위해서는, 패턴부(325)의 굴절율을 베이스부(320)의 굴절율의 1.0배 내지 1.3배로 하는 것이 바람직하다.
도 5는 패턴부(345)의 하단이 관찰자 측에 배치되고 패턴부(345)의 굴절율이 베이스부(340)의 굴절율 보다 작은 경우이다. 도 5에 도시된 바와 같이 패턴부(345)의 하단을 외광이 입사되는 관찰자 측에 배치하여 패턴부(345)의 하단에 외광이 흡수되도록 함으로써, 외광 차단 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 경우보다 패턴부(345)의 하단 사이 간격을 크게 할 수 있으므로, 외광차단시트의 개구율을 향상시킬 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 패널(350)로부터 방출되는 패널 광은 패턴부(345)의 경사면에서 반사되어, 베이스부(340)를 통과한 패널 광을 중심으로 모일 수 있다. 그에 따라, 외광차단시트의 투과율을 크게 저하시키지 아니하고, 고스트 현상을 감소시킬 수 있다.
패널 광이 패턴부(345)의 경사면에서 반사되어 베이스부(340)를 통과한 패널 광을 중심으로 모임에 따라 고스트 현상을 방지하기 위해서는, 패널(350)과 외광차단시트 사이의 간격(d)이 1.5 내지 3.5mm인 것이 바람직하다.
도 6은 패턴부(365)의 하단이 관찰자 측에 배치되고 패턴부(365)의 굴절율이 베이스부(360)의 굴절율 보다 큰 경우이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 패턴부(365)의 굴절율이 베이스부(360)의 굴절율 보다 크므로 패턴부(365)의 경사면으로 입사 되는 패널 광은 패턴부(365)로 흡수될 수 있다. 그에 따라, 베이스부(360)를 통과한 패널 광에 의해 영상이 디스플레이 되므로 고스트 현상이 감소될 수 있다.
또한, 패턴부(365)의 굴절율이 베이스부(360)의 굴절율 보다 크므로 외광 흡수 효과가 향상될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 필터에 구비되는 외광차단시트의 구조에 대한 제1 실시예를 단면도로 도시한 것이다. 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(410)로 효과적으로 흡수 및 차단 되도록 하고, 시트의 견고성을 확보하기 위해, 외광차단시트의 두께(T)는 100㎛ 내지 180㎛로 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 베이스부(400) 상에 형성되는 패턴부(410)는 삼각형의 형태를 가질 수 있으며, 보다 바람직하게는 이등변 삼각형 형태를 가질 수 있다. 또한, 패턴부(410)의 하단 폭(P1)은 18㎛ 내지 36㎛으로 형성될 수 있으며, 그러한 경우 패널로부터 발생되는 광이 원활하게 사용자측으로 방출될 수 있기 위한 개구율을 확보하고, 외광 차단 효율을 극대화할 수 있다.
패턴부(410)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(410)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(410) 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 90㎛ 내지 130㎛일 수 있다.
상기와 같은 이유에 따라, 서로 인접한 두 패턴부 사이의 간격(D1)이 패턴부(410) 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(410) 하단 폭의 1.5배 내지 3.5배일 수 있다.
패턴부(410)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(410)의 단락을 방지하고 패널 광의 반사 효율을 최적화하기 위해, 패턴부(410)의 높이(h)가 서로 인접한 두 패턴부 사이의 간격(D1)의 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(410)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.
상기에서는 패턴부(410)의 상단이 관찰자 측으로 배치되는 경우를 예로 들어 본 발명에 따른 외광차단시트의 구조에 대해 설명하였으나, 도 7을 참조하여 상기에서 기재한 내용은 패턴부(410)의 하단이 관찰자 측으로 배치되는 경우에도 적용 가능하다.
도 8 및 도 9는 외광차단시트에 일렬로 형성된 패턴부의 전면 형상에 대한 일실시예를 도시한 것으로, 도시된 바와 같이 패턴부는 베이스부상에 소정의 간격을 가지고 일렬로 형성되는 것이 바람직하다.
외광차단시트에 소정의 간격들로 형성된 복수의 패턴부들과 상기 패널에 소정의 패턴을 가지고 형성된 블랙 매트릭스, 블랙층, 버스 전극, 격벽 등이 겹쳐짐에 의해 모아레 현상이 발생할 수 있게 된다. 모아레 현상이란 비슷한 격자 모양의 패턴이 겹쳐지면서 발생하는 저주파의 패턴을 말하는데, 예를 들어 모기장을 겹쳐 놓았을 때 보이는 물결 무늬 패턴 등이 있다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 패턴부들을 비스듬히 형성함으로써 패널에 형성된 블랙 매트릭스, 블랙층, 버스 전극, 격벽 등과 겹쳐짐에 따라 발생하는 모아레 현상을 감소시킬 수 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(610, 650)는 패널의 하부기판에 형성된 가로 격벽과 나란한 방향으로 패널의 상부기판에 형성되므로, 블랙 매트릭스는 도 8 및 도 9에 도시된 외광차단시트의 상단 또는 하단과 평행하다. 따라서 도 9에서, 패턴부가 외광차단시트의 상단과 이루는 각(Θ1, Θ2, Θ3)은 외광차단시트의 패턴부가 패널에 형성된 블랙 매트릭스와 이루는 각을 나타낸다.
외광차단시트의 패턴부가 패널에 형성된 블랙 매트릭스와 20도 이하의 사이각을 가지고 비스듬히 형성될 때, 모아레 현상을 감소시킬 수 있다. 또한, 패널로 입사되는 외부광이 사용자의 머리 상단에 존재하는 경우가 많은 것을 고려하면, 패턴부와 블랙 매트릭스 사이의 각이 5도 이하일 때 모아레 현상을 방지함과 동시에 적정 개구율을 확보하여 패널 광의 반사 효율을 증가시킬 수 있으며, 외부광을 가장 효과적으로 차단할 수 있다.
도 9는 도 8에 도시된 외광차단시트의 일부분(500)을 확대 도시한 것으로, 일렬로 형성된 패턴부(510, 520, 530, 540, 550, 560)는 서로 평행한 복수의 라인으로 형성되는 것이 바람직하며, 서로 평행하지 않은 경우에도 패턴부(510, 520, 530, 540, 550, 560)와 블랙 매트릭스의 사이각들은 각각 상기 기재된 범위를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같은 이유로 외광차단시트의 패턴부와 패널의 상부 기판에 형성된 버스 전극 또는 하부 기판에 형성된 가로 격벽이 이루는 사이 각(Θ1, Θ2, Θ3)이 20도 이하일 때, 모아레 현상을 감소시킬 수 있다. 또한, 패널로 입사되는 외부광이 사용자의 머리 상단에 존재하는 경우가 많은 것을 고려하면, 패턴부와 상기 버스 전극 또는 가로 격벽이 이루는 사이 각(Θ1, Θ2, Θ3)이 5도 이하일 때 모아레 현상을 방지함과 동시에 적정 개구율을 확보하여 패널 광의 반사 효율을 증가시킬 수 있으며, 외부광을 가장 효과적으로 차단할 수 있다.
도 8 및 도 9에서는, 패턴부가 외광차단시트의 우측 하단에서 좌측 상단 방 향으로 비스듬히 형성되어있으나, 다른 실시예로는 패턴부가 외광차단시트의 좌측 상단에서 우측 하단 방향으로 상기한 바와 같은 각을 가지고 비스듬히 형성되어있을 수도 있다.
도 10 및 도 11은 패널에 형성된 블랙 매트릭스의 구조에 대한 실시예들을 간략하게 도시한 것이다.
도 10을 참조하면, 블랙 매트릭스(610)는 하부기판(600)에 형성된 가로 격벽에 중첩되도록 형성될 수 있다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이 블랙 매트릭스(610)는 상부기판에 형성된 스캔 전극 및 서스테인 전극과 중첩되게 형성되어, 스캔 전극 및 서스테인 전극이 블랙 매트릭스(610)에 의해 가려지도록 형성될 수 있다.
이 경우, 블랙 매트릭스(610)의 폭(b)이 200㎛ 내지 400㎛이고, 서로 인접한 블랙 매트릭스 사이의 간격(a)이 300㎛ 내지 600㎛일 때, 디스플레이 영상이 적정 휘도를 가지도록 하기 위한 패널의 개구율을 확보하는 동시에, 외부에서 발생하는 외부광을 흡수하여 반사를 줄여주는 광차단 효율과 상부 기판의 퓨리티 및 콘트라스트를 향상시키는 효율을 최대화할 수 있다.
도 11을 참조하면, 블랙 매트릭스(650)는 상부기판에 형성된 스캔 전극 및 서스테인 전극(630, 640)과 이격되어 형성될 수 있다.
이 경우에는, 블랙 매트릭스(650)의 폭(d)이 70㎛ 내지 150㎛이고, 서로 인접한 블랙 매트릭스 사이의 간격(c)이 500㎛ 내지 800㎛일 때, 디스플레이 영상이 적정 휘도를 가지도록 하기 위한 패널의 개구율을 확보하는 동시에, 외부에서 발생 하는 외부광을 흡수하여 반사를 줄여주는 광차단 효율과 상부 기판의 퓨리티 및 콘트라스트를 향상시키는 효율을 최대화할 수 있다.
상기한 바와 같이, 외광차단시트의 패턴부의 패턴과 패널의 상부기판에 형성된 블랙 매트릭스의 패턴이 겹치면서 모아레 현상이 발생할 수 있다.
블랙 매트릭스의 폭이 패턴부 폭(P1)의 3배 내지 15배인 경우, 모아레 현상을 방지함과 동시에, 패널의 적정 개구율을 확보하고 외광 차단 효율을 극대화할 수 있다. 또한, 서로 인접한 두 블랙 매트릭스 사이의 간격이 서로 인접한 두 패턴부 사이 간격(D1)의 4배 내지 12배일 때, 패널 광이 블랙 매트릭스 사이를 통과하여 외광차단시트의 패턴부 경사면에 전반사되 외부로 방출되는 반사 효율을 최적화할 수 있으며, 모아레 현상을 감소시킬 수 있다.
도 10에 도시된 경우와 같이 블랙 매트릭스(610)가 스캔 전극 및 서스테인 전극에 중첩되어 형성된 경우에는, 블랙 매트릭스(610)의 폭(b)이 외광차단시트의 패턴부 폭(P1)의 10배 내지 15배일때 모아레 현상을 방지함과 동시에, 패널의 적정 개구율을 확보하고 외광 차단 효율을 극대화할 수 있으며, 서로 인접한 블랙 매트릭스 사이의 간격(a)이 서로 인접한 패턴부 사이 간격의 4배 내지 9배일 때 패널 광의 반사 효율을 최적화할 수 있으며, 모아레 현상을 감소시킬 수 있다.
도 11에 도시된 경우와 같이 블랙 매트릭스(650)가 스캔 전극 및 서스테인 전극(630, 640)에 이격되어 형성된 경우에는, 블랙 매트릭스(650)의 폭(d)이 외광차단시트 패턴부 폭(P1)의 3배 내지 7배일때 모아레 현상을 방지함과 동시에, 패널의 적정 개구율을 확보하고 외광 차단 효율을 극대화할 수 있으며, 서로 인접한 블 랙 매트릭스 사이의 간격(c)이 서로 인접한 패턴부 사이 간격의 7배 내지 12배일 때 패널 광의 반사 효율을 최적화할 수 있으며, 모아레 현상을 감소시킬 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 상부 기판에 형성된 버스 전극의 구조에 대한 일실시예를 단면도로 도시한 것이다.
도 7을 참조하여 설명한 바와 같이 외광차단시트의 서로 인접한 패턴부 사이 간격은 40㎛ 내지 90㎛인 것이 바람직하며, 패널의 상부 기판에 형성된 서로 인접한 두 버스 전극(660, 670) 사이의 간격(a)이 225㎛ 내지 480㎛일때 디스플레이 영상이 적정 휘도를 가지도록 하기 위한 패널의 개구율을 확보하는 동시에 방전 개시 전압을 감소시킬 수 있다. 그에 따라, 서로 인접한 두 버스 전극(660,670) 사이의 간격(a)이 서로 인접한 두 패턴부 사이 간격의 2.5배 내지 12배일때, 패널의 적정 개구율을 확보하고 외광 차단 효율을 극대화할 수 있으며, 패널 광의 반사 효율을 최적화할 수 있다.
또한, 외광차단시트의 패턴부와 패널의 버스 전극이 겹침에 따라 발생하는 모아레 현상을 감소시키기 위해서는, 서로 인접한 패턴부 사이 간격이 40㎛ 내지 60㎛이고, 서로 인접한 두 버스 전극(660, 670) 사이의 간격(a)이 225㎛ 내지 480㎛인 것이 바람직하다. 따라서 서로 인접한 두 버스 전극(660, 670) 사이의 간격(a)이 서로 인접한 두 패턴부 사이 간격의 4배 내지 10배일때, 패널의 적정 개구율을 확보하고 외광 차단 효율을 극대화할 수 있으며, 패널 광의 반사 효율을 최적화하는 동시에 모아레 현상을 감소시킬 수 있다.
도 7을 참조하여 설명한 바와 같이 외광차단시트의 패턴부의 하단 폭은 18㎛ 내지 35㎛인 것이 바람직하며, 패널의 상부 기판에 형성된 버스 전극(660)의 폭(b)은 45㎛ 내지 90㎛일때 패널 구동을 위한 적정 저항 및 커패시턴스를 확보할 수 있으며, 디스플레이 영상이 적정 휘도를 가지도록 하기 위한 패널의 개구율을 확보할 수 있다. 따라서 패널 구동을 위한 적정 저항 및 커패시턴스를 확보할 수 있으며, 디스플레이 영상이 적정 휘도를 가지도록 하기 위한 패널의 개구율을 확보하기 위해, 패턴부의 하단 폭은 버스 전극(660)의 폭(b)의 0.2배 내지 0.8배인 것이 바람직하다.
도 13은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 방전셀 간격과 상기 방전셀과 중첩되는 외광차단시트의 복수 패턴부 라인(P1,P2,P3)의 구조에 대한 실시예를 단면도로 도시한 것이다. 도 13a는 도 10및 도 11에서와 같이 패턴부 라인이 비스듬히 형성되는 구조에 관한 실시예이고, 도 13b는 좌우방향, 즉 스캔전극 또는 서스테인 전극의 방향으로 형성되며, 도 13c는 상하방향, 즉 어드레스 전극의 방향으로 형성된다.
방전셀을 구획하기 위해 하부기판에 형성된 격벽은 어드레스 전극의 방향으로 형성된 세로 격벽(720) 및 상기 세로 격벽(720)에 교차하는 방향으로 형성된 가로 격벽(700, 710)을 포함하여 구성된다.
디스플레이 영상의 적정 휘도 및 해상도 확보를 고려하면, 서로 인접한 두 가로 격벽(700, 710) 사이의 간격, 즉 방전셀의 상하 피치(c)는 660㎛ 내지 830㎛인 것이 바람직하다. 물론, 방전셀의 크기는 패널의 크기, 해상도, 모델 등에 따라 설계 변경이 가능하며, 더욱 상세하게는 50인치 WXGA급에서는 상기 방전셀의 상하 치피(c)가 실질적으로 790~830㎛를 가지도록 형성되고, 42인치급 WXGA급에서는 660~680㎛를 가지도록 형성된다. 이러한 적용예를 고려하여 본 발명에서 방전셀의 상하피치(c)를 660㎛ 내지 830㎛으로 예시한다. 그러나 42인치보다 작은 사이즈의 화면을 표시하는 패널의 경우 상기 방전셀의 상하피치는 더 작게 형성될 것이고, 상기 50인치보다 큰 방전셀의 상하피치는 상기한 범위를 초과할 것은 자명하다.
또한, 패널의 적정 개구율 확보하는 동시에 외광 차단 효과 및 패널 광 반사 효율을 증가시키기 위한 서로 인접한 두 패턴부 라인의 간격이 40㎛ 내지 90㎛인 것을 고려하면, 하나의 방전셀에 걸쳐지는 패턴부 라인은 도 13a와 같이 비스듬히 형성되는 경우, 약 15개 내지 25개가 될 것이다.
한편, 도 13b와 같이 패턴부 라인이 좌우방향으로 형성되는 경우, 도 13a에서보다 적은 개수의 패턴부 라인이 하나의 방전셀에 중첩되어 형성되게 되며, 상기 방전셀의 상하피치 및 상기 패턴부 라인 간격을 고려할 때, 중첩되는 패턴부 라인의 개수는 대략 13개 내지 19개가 될 것이다.
그리고, 도 13c와 같이 패턴부 라인이 상하방향으로 형성되는 경우, 도 13a 및 도 13b에서보다 적은 개수의 패턴부 라인이 하나의 방전셀에 중첩되어 형성되게 되며, 상기 방전셀의 상하피치 및 상기 패턴부 라인 간격을 고려할 때, 중첩되는 패턴부 라인은 대략 8개 내지 16개가 될 것이다.
따라서, 패턴부 라인이 어느 방향으로 형성되더라도 본 발명의 실시예에서는 하나의 방전셀에 8개 내지 25개 이내의 패턴부 라인이 중첩되도록 상기 패턴부 간격이 조정될 것이다.
더욱 상세하게, 상기 패턴부 라인 간격이 40㎛ 내지 60㎛이고, 상기 방전셀 상하피치(c)가 600㎛ 내지 700㎛일 때, 외광차단시트의 패턴부와 패널의 가로 격벽이 겹침에 따라 발생하는 모아레 현상을 감소시킬 수 있다. 따라서 서로 인접한 두 가로 격벽(700, 710) 사이의 간격(c)이 서로 인접한 두 패턴부 사이의 간격의 10배 내지 17.5배일때, 외부에서 발생하는 외부광을 흡수하여 반사를 줄여주는 광차단 효율과 상부 기판의 퓨리티 및 콘트라스트를 향상시키는 효율을 최대화하는 동시에 모아레 현상을 감소시킬 수 있다.
아울러, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이 외광차단시트의 패턴부의 하단 폭은 18㎛ 내지 35㎛인 것이 바람직하며, 가로 격벽(700)의 상단 폭(d)이 45㎛ 내지 90㎛일때 디스플레이 영상이 적정 휘도를 가지도록 하기 위한 패널의 개구율을 확보할 수 있다. 따라서 디스플레이 영상이 적정 휘도를 가지도록 하기 위한 패널의 개구율을 확보하고, 외광차단시트의 패턴부와 패널의 가로 격벽이 겹침에 의해 발생하는 모아레 현상을 감소시키기 위해, 패턴부의 하단 폭은 가로 격벽(700)의 상단 폭(d)의 0.2배 내지 0.8배인 것이 바람직하다.
또한, 패턴부의 하단 폭이 세로 격벽의 상단 폭(e)의 0.3배 내지 0.8배일 때, 모아레 현상을 감소시키는 동시에 패널로 입사되는 외광을 감소시킬 수 있다. 또한, 모아레 현상을 방지하고 외광을 효과적으로 차단하는 동시에, 패널 광의 방출을 위한 개구율을 확보하기 위해서는, 패턴부의 하단 폭이 세로 격벽의 상단 폭의 0.4배 내지 0.65배인 것이 바람직하다.
도 14에 도시된 바와 같이, 격벽(800, 810) 중 일부분의 폭이 다른 부분과 상이할 수도 있다. 격벽이(800, 810)이 도 14에 도시된 바와 같은 구조를 가지는 경우에는, 방전셀의 상하피치(c)와 가로 격벽(800)의 상단 폭(d)은 격벽의 직선 부분을 기준으로 정의될 수 있다.
도 15 내지 도 19는 외광차단시트의 패턴부 형상에 대한 실시예들을 단면도로 도시한 것이다.
도 15를 참조하면, 패턴부(900)는 좌우 비대칭 형상으로 형성될 수도 있다. 즉, 패턴부(900)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(900)의 두 경사면 중 외광이 입사되는 상측 경사면의 기울기를 하측 경사면의 기울기보다 완만하게 할 수 있다. 즉, 패턴부(900)의 두 경사면 중 상측 경사면의 기울기가 하측 경사면의 기울기보다 작게 할 수 있다.
도 16을 참조하면, 패턴부(910)는 사다리꼴 형상을 가질 수도 있으며, 그러한 경우 상단의 폭(P2)이 하단의 폭(P1)보다 작게 형성된다. 또한, 패턴부(910) 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 17 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 외광차단시트의 패턴부(920, 930, 940)의 형상은 좌우 경사면이 소정의 곡률을 가지는 곡선 형태일 수도 있다. 이 경 우, 비스듬히 입사되는 외광의 차단 효과를 향상시키기 위해, 패턴부(920, 930, 940) 경사면의 기울기의 변화량은 하단에서 상단으로 갈수록 감소되는 것이 바람직하다.
또한, 도 17 내지 도 19에 도시된 패턴부의 형상에 대한 실시예들에 있어서, 패턴부의 모서리 부분이 소정의 곡률을 가지는 곡선 형태를 가질 수도 있다.
도 20은 하단이 오목한 형태를 가지는 패턴부의 형상에 대한 실시예를 단면도로 도시한 것이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 패턴부의 하단(1015)이 가운데가 동그스름하게 폭 패거나 들어가 있는 오목한 형태를 가지도록 함으로써, 패널로부터 방출되는 광이 패턴부의 하단(1015)에서 반사됨에 따라 발생하는 영상의 번짐 현상을 감소시킬 수 있으며, 외광차단시트가 다른 기능성 시트 또는 패널에 부착되는 경우 접착 부위의 면적을 증가시킴으로써 접착력을 향상시킬 수 있다.
즉, 중심 부분에서의 높이가 최외곽 부분에서의 높이보다 작은 값을 가지도록 패턴부(1010)를 형성함으로써, 오목한 형태의 하단(1015)을 포함하는 패턴부(1010)를 형성할 수 있다.
패턴부(1010)는 베이스부(1000)에 형성된 홈에 광흡수 물질 등을 채움에 의해 형성될 수 있는데, 상기 베이스부(1000)에 형성된 홈 중 일부분이 패턴부(1010)를 이루는 광흡수 물질로 채워지고, 나머지 부분은 빈공간으로 남겨질 수 있다. 그에 따라, 패턴부의 하단(1015)이 가운데 부분이 내부로 인입되어 있는 오목한 형태를 가질 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이 패턴부(1030)의 하단이 평평한 경우, 패널로부터 방출되어 패턴부(1030)의 하단으로 비스듬히 입사되는 광은 패널 방향으로 반사될 수 있다. 상기와 같이 패널 방향으로 반사되는 패널 광에 의해 특정 위치에 디스플레이되어야할 영상이 상기 특정 위치의 주변에 디스플레이됨으로써, 영상 번짐 현상이 발생되어 디스플레이 영상의 선명도를 저하시킬 수 있다.
도 22을 참조하면, 오목한 형태를 가지는 패턴부(1010)의 하단으로 비스듬히 입사되는 광의 입사각(θ2)은 도 21에 도시된 평평한 패턴부(1030)의 하단에 입사되는 입사각(θ1)보다 작아지게 된다. 따라서 도 21에 도시된 평평한 패턴부(1030)의 하단에서 반사되는 패널 광이 도 22에 도시된 오목한 형태를 가지는 패턴부(1010)의 하단에서는 패턴부(1010) 내부로 흡수될 수 있다. 그에 따라 디스플레이 영상의 번짐 현상을 감소시켜 영상의 선명도를 향상시킬 수 있다.
도 23은 하단이 오목한 패턴부를 포함하는 외광차단시트의 구조에 대한 실시예를 단면도로 도시한 것으로, 패턴부(1110)의 하단을 오목한 형태로 하여 관찰자 측에 배치한 것이다.
도 23을 참조하면, 관찰자 측에 배치된 패턴부(1110)의 하단을 오목한 형태로 함으로써, 패턴부(1110) 하단에서 흡수되는 외광의 입사각 범위를 확대시킬 수 있다. 즉, 패턴부(1110)의 하단을 오목한 형태로 하는 경우, 외광의 패턴부(1110) 하단으로의 입사각을 크게 할 수 있으며, 그로 인해 외광 흡수 효과를 향상시킬 수 있다.
도 24는 하단이 오목한 형태를 가지는 패턴부의 형상에 대한 실시예를 단면 도로 도시한 것이다. 다음의 표 1은 패턴부(1210)의 하단을 오목한 형태로 형성함으로써 생기는 홈의 깊이(a)와 패턴부(1210)의 하단 폭(d)에 따른 디스플레이 영상의 번짐 현상 감소 여부를 실험한 결과로서, 하단이 평평한 패턴부를 가지는 외광차단시트가 배치된 플라즈마 디스플레이 패널에 비해 영상의 번짐 현상이 감소되는지 여부를 실험한 결과이다.
홈의 깊이(a) 패턴부 하단 폭(d) 번짐 현상 감소 여부
0.5㎛ 27㎛ ×
1.0㎛ 27㎛ ×
1.5㎛ 27㎛ ○
2.0㎛ 27㎛ ○
2.5㎛ 27㎛ ○
3.0㎛ 27㎛ ○
3.5㎛ 27㎛ ○
4.0㎛ 27㎛ ○
4.5㎛ 27㎛ ○
5.0㎛ 27㎛ ○
5.5㎛ 27㎛ ○
6.0㎛ 27㎛ ○
6.5㎛ 27㎛ ○
7.0㎛ 27㎛ ○
7.5㎛ 27㎛ ×
8.0㎛ 27㎛ ×
9.0㎛ 27㎛ ×
9.5㎛ 27㎛ ×
표 1에 나타난 바와 같이, 패턴부(1210)의 하단에 형성된 홈의 깊이(a)가 1.5㎛ 내지 7.0㎛일 때, 디스플레이 영상의 번짐 현상을 감소시켜 영상의 선명도를 향상시킬 수 있다.
또한, 외부 충격 등에 의한 패턴부(1210)의 파손 방지 및 패턴부(1210) 형성 공정의 용이성을 고려하면, 패턴부(1210)의 하단에 형성된 홈의 깊이(a)는 2㎛ 내지 5㎛인 것이 바람직하다.
도 7를 참조하여 설명한 바와 같이 패턴부(1210)의 하단 폭(d)이 18㎛ 내지 35㎛일 때 패널 광 방출을 위한 개구율을 확보하고 외광 차단 효율을 극대화할 수 있으므로, 패턴부(1210)의 하단 폭(d)은 패턴부(1210)의 하단에 형성된 홈의 깊이(a)의 3.6배 내지 17.5배인 것이 바람직하다.
한편, 패턴부(1210)의 높이(c)가 80㎛ 내지 170㎛일때 외광의 흡수 및 패널 광의 반사를 효과적으로 할 수 있는 경사면 기울기를 형성할 수 있으므로, 패턴부(1210)의 높이(c)가 패턴부(1210)의 하단에 형성된 홈의 깊이(a)의 16배 내지 85배인 것이 바람직하다.
또한, 외광차단시트의 두께(b)가 100㎛ 내지 180㎛일 때 패널 광의 원활한 투과와 외광의 효과적인 흡수 및 차단을 달성할 수 있고 시트의 견고성을 확보할 수 있으므로, 외광차단시트의 두께(b)는 패턴부(1210)의 하단에 형성된 홈의 깊이(a)의 20배 내지 90배인 것이 바람직하다.
도 25를 참조하면, 패턴부(1230)는 사다리꼴 형상을 가질 수도 있으며, 그러한 경우 상단의 폭(e)이 하단의 폭(d)보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 패턴부(1230) 상단의 폭(e)은 10㎛ 이하일 때, 하단 폭(d)과의 관계에서 외광의 흡수 및 패널 광의 반사를 효과적으로 할 수 있는 경사면 기울기를 형성할 수 있다. 이 경우에도, 패턴부(1230) 하단에 형성된 홈의 깊이(a)와 패턴부(1230) 하단 폭(d) 사이의 관계는 도 24를 참조하여 설명한 것과 동일할 수 있다.
도 26은 외광차단시트의 두께와 패턴부의 높이 사이의 관계를 설명하기 위해 외광차단시트의 구조를 단면도로 도시한 것이다.
도 26을 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 일정한 범위의 입사각(θ)을 가지도 패널로 입사되는 외광을 효과적으로 차단하기 위해, 패턴부의 높이(h)와 외광차단시트의 두께(T)의 비율은 일정 범위 내의 값을 가지는 것이 바람직하다.
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 2는 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㎛ 50㎛ × ×
표 2를 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. 그에 따라, 패턴부의 높이(h)가 90㎛ 내지 110㎛일 때, 외광차단시트의 외광 차단 효율을 증가시키는 동시에 불량율을 감소시킬 수 있다.
또한, 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.
다음의 표 3은 외광차단시트의 패턴부 하단 폭과 패널의 상부 기판에 형성되는 버스 전극의 폭의 비율에 따라 모아레 현상 발생 여부 및 외광 차단 효과를 실험한 결과로서, 버스 전극의 폭이 70㎛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 폭이 버스 전극 폭의 0.2배 내지 0.5배일 때, 모아레 현상을 감소시킴과 동시에 패널로 입사되는 외광을 감소시킬 수 있다. 또한, 모아레 현상을 방지하고 외광을 효과적으로 차단하는 동시에, 패널 광의 방출을 위한 개구율을 확보하기 위해서는, 패턴부 하단의 폭이 버스 전극 폭의 0.25배 내지 0.4배인 것이 바람직하다.
다음의 표 4는 외광차단시트의 패턴부 하단 폭과 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, 패턴부의 하단 폭이 세로 격벽의 상단 폭의 0.3배 내지 0.8배일 때, 모아레 현상을 감소시키는 동시에 패널로 입사되는 외광을 감소시킬 수 있다. 또한, 모아레 현상을 방지하고 외광을 효과적으로 차단하는 동시에, 패널 광의 방출을 위한 개구율을 확보하기 위해서는, 패턴부의 하단 폭이 세로 격벽의 상단 폭의 0.4배 내지 0.65배인 것이 바람직하다.
도 27 내지 도 30은 본 발명에 따른 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 27 및 도 28을 참조하면, AR/NIR 시트(1310)는 투명한 플라스틱 재질로 이루어진 베이스시트(1313)의 전면에 외부로부터 입사되는 빛이 반사되는 것을 방지하여 눈부심 현상을 감소시키는 기능이 있는 AR(Anti-Reflection)층(1311)이 부착되고, 후면에는 패널로부터 방사되는 근적외선을 차폐하여 리모콘 등과 같이 적외선을 이용하여 전달되는 신호들이 정상적으로 전달될 수 있도록 하는 NIR(Near Infrared) 차폐시트(1312)이 부착된다.
EMI 차폐시트(1320)는 투명한 플라스틱 재질로 이루어진 베이스시트(1322)의 전면에 EMI(Electromagnetic Interference)를 차폐하여 패널로부터 방사되는 EMI가 외부로 방출되는 것을 방지하는 EMI 차폐시트(1321)가 부착된다. 이때, 통상적으로 EMI 차폐시트(1321)는 도전성을 가지는 물질을 이용하여 메쉬(Mesh) 구조로 형성되거나, 또는 스퍼터 타입으로 도전 금속막과 베이스막이 2층 이상으로 적층된 구조로 형성될 수 있다. 이때 접지가 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위하여 화상이 표시되지 않는 EMI 차폐시트(1320)의 비유효표시영역에는 도전성 물질이 전체적으로 도포된다.
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(1330)가 부착된다.
이와 같은 AR/NIR 시트(1310), EMI 차폐시트(1320), 외광차단시트(1330) 사이에는 점착제(1340)가 층을 이루고 있어, 각각의 시트들(1310, 1320, 1330) 및 필터(1300)가 패널의 전면에 견고하게 부착될 수 있도록 한다. 또한, 각각의 시트들(1310, 1320, 1330) 사이에 포함된 베이스시트의 재질은 필터(1300) 제작의 용이성을 고려하여 실질적으로 동일한 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 도 27에서는 AR/NIR 시트(1310), EMI 차폐시트(1320), 외광차단시트(1330)의 순으로 적층되어 있으나, 도 28에 도시된 바와 같이 AR/NIR 시트(1310), 외광차단시트(1330), EMI 차폐시트(1320)의 순으로 적층될 수 있듯이 각 시트의 적층순서는 당업자에 의하여 다르게 적층될 수 있을 것이다. 또한, 도시된 시트들(1310, 1320, 1330) 중 적어도 어느 한 층이 생략될 수도 있을 것이다.
도 29 및 도 30을 참조하면, 패널의 전면에 형성되는 필터(1400)는 AR/NIR 시트(1410), EMI 차폐시트(1430) 및 외광차단시트(1440) 이외에 광특성시트(1420)를 더 포함할 수 있다. 광특성시트(1420)는 패널로부터 입사되는 광의 색온도 및 휘도 특성을 개선시키며, 투명한 플라스틱 재질로 이루어진 베이스시트(1422)의 전면 또는 후면에 소정의 염료와 점착제로 이루어진 광특성층(1421)이 적층된다.
도 27 내지 도 30에 도시된 베이스 시트들 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, 외광차단시트 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 발명에 따른 외광차단시트 및 그를 이용한 플라즈마 디스플레이 장치에 의하면, 외부로부터 입사되는 빛을 최대한 흡수 및 차단하는 외광차단시트를 디스플레이 패널의 전면에 위치시킴으로써 블랙 영상을 효과적으로 구현할 수 있으며 명실 콘트라스트를 개선할 수 있다.
또한, 외광을 흡수하는 패턴부 라인간격을 조정하여 하나의 방전셀에 중첩되는 패턴부 라인개수를 한정함으로써 외광 차단 효과를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (18)

  1. 플라즈마 디스플레이 패널; 및
    상기 패널의 전면에 배치되어, 상기 패널로 입사하는 외광을 차단하기 위한 외광차단시트를 포함하고,
    상기 외광차단시트는 홈이 형성된 베이스부 및 상기 베이스부의 홈 상에 형성되며 상기 베이스부와 굴절률이 상이한 패턴부가 복수의 라인을 이루고,
    상기 패널에 형성된 복수의 방전셀 중 어느 하나의 방전셀에 걸쳐지는 패턴부 라인의 개수는 8개 내지 25개이며,
    상기 외광차단시트의 두께는 상기 패턴부의 높이의 1.01배 내지 2.25배인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 패턴부 라인 중 서로 인접한 상기 패턴부 라인간 간격은 40㎛ 내지 90㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 방전셀 중 상하방향으로 서로 인접한 방전셀 피치는 790㎛ 내지 830㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 베이스부와 상기 패턴부의 굴절율 차이는 0.05 내지 0.3인 것을 특징으 로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패턴부의 굴절율은 상기 베이스부의 굴절율의 1.0배 내지 1.3배인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 패턴부의 상단과 상기 상단보다 폭이 큰 하단 중,
    상기 패턴부 상단이 상기 패널에 더 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 패턴부의 굴절율은 상기 베이스부의 굴절율의 0.3배 내지 1배 미만인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 패턴부의 상단과 상기 상단보다 폭이 큰 하단 중,
    상기 패턴부 하단이 상기 패널에 더 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 패턴부의 상단과 하단 중 폭이 보다 큰 하단은 오목한 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 패턴부의 하단에 형성된 홈의 깊이는 1.5㎛ 내지 7㎛인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 패널은 복수의 제 1 전극 및 상기 제 1 전극과 나란히 배치되는 블랙 매트릭스가 형성된 상부기판; 상기 상부기판과 대향되고, 제 2 전극 및 상기 방전셀을 구획하는 격벽이 형성된 하부기판을 포함하고,
    상기 제 1 전극, 상기 블랙 매트릭스, 상기 격벽 중 어느 하나와 상기 패턴부 사이의 각은 20도 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  12. 삭제
  13. 홈이 형성된 베이스부; 및 상기 베이스부의 홈 상에 형성되며, 상기 베이스부와 상이한 굴절률을 가지는 패턴부가 복수의 라인을 이루는 외광차단시트는,
    상기 복수의 패턴부 라인 중 서로 인접한 두개의 패턴부 라인간 간격이 40㎛ 내지 90㎛이고, 8개 내지 25개의 패턴부 라인이 하나의 방전셀과 중첩되도록 형성되고,
    상기 외광차단시트의 두께는 상기 패턴부의 높이의 1.01배 내지 2.25배인 것을 특징으로 하는 외광차단시트.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 베이스부와 상기 패턴부의 굴절율 차이는 0.05 내지 0.3인 것을 특징으로 하는 외광차단시트.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 패턴부의 굴절율은 상기 베이스부의 굴절률의 0.3배 내지 1배 미만인 특징으로 하는 외광차단시트.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 패턴부의 굴절율은 상기 베이스부의 굴절률의 1.0배 내지 1.3배인 것을 특징으로 하는 외광차단시트.
  17. 삭제
  18. 제13항에 있어서,
    상기 패턴부의 상단폭은 하단폭보다 좁게 형성되며,
    상기 패턴부 상단 사이의 간격은 90㎛ 내지 130㎛인 것을 특징으로 하는 외광차단시트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005084477A (ja) 2003-09-10 2005-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 導光板およびそれを用いたプラズマディスプレイ装置
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KR20060080116A (ko) * 2005-01-04 2006-07-07 삼성코닝 주식회사 디스플레이 장치용 필터 및 이를 포함한 디스플레이 장치

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