KR101043693B1 - 디스플레이 장치용 필터 및 이를 포함한 디스플레이 장치 - Google Patents

디스플레이 장치용 필터 및 이를 포함한 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

가시광선 투과율 및 명암 대비비를 향상시킬 수 있는 디스플레이 장치용 필터 및 이를 포함한 디스플레이 장치가 제공된다. 디스플레이 장치용 필터는 필터 베이스와, 필터 베이스의 일면에 형성되고, 투명 수지 재질의 기재와 기재의 일면에 평행하게 배열된 다수의 쐐기형 블랙 스트라이프를 구비하는 외광 차폐층을 포함한다.
PDP, 필터, 쐐기, 투과율, 명암 대비비

Description

디스플레이 장치용 필터 및 이를 포함한 디스플레이 장치{Filter for display apparatus and display apparatus having the same}
도 1는 본 발명의 일 실시예에 의한 PDP 장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 PDP 필터를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 외광 차폐층을 확대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 외광 차폐층을 구성하는 블랙 스트라이프의 변형 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 3의 외광 차폐층을 나타내는 사시도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 의한 PDP 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 B-B'를 따라 절개한 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 PDP 필터를 나타내는 단면도이다.
도 7b는 도 7a의 PDP 필터를 사용한 PDP 장치를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 PDP 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 9a는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 PDP 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 9b는 도 9a의 B-B'를 따라 절개한 단면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
100: PDP 장치 110: 케이스
120: 구동회로기판 130: 패널 어셈블리
140: PDP 필터 150: 커버
200: PDP 필터 210: 투명기판
220: 전자파 차폐층 230, 430: 외광 차폐층
232: 지지체 234: 기재
236: 쐐기형 블랙 스트라이프 240: 색보정층
250: 반사방지층 310, 312, 314, 316: 입사광
270: 필터 베이스 320: 외부 환경광
600: 패널 어셈블리 610: 전면기판
615: 유지전극 620: 버스전극
625: 유전체층 630: 유전체 보호막
635: 배면기판 640: 어드레스 전극
645: 유전체층 650: 격벽
655: 형광체층 655R: 적색 형광체층
655G: 녹색 형광체층 655B: 청색 형광체층
660: 방전셀 690: 접착제(또는 점착제)
700: PDP 필터 710: 확산층
900: PDP 필터 990: 접착제(또는 점착제)
본 발명은 디스플레이 장치용 필터(filter) 및 이를 포함한 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쐐기형 블랙 스트라이프가 구비된 외광 차폐부를 이용하여 가시광선의 투과율 및 명실(明室)에서의 콘트라스트(contrast)가 향상될 수 있는 디스플레이 장치용 필터 및 이를 포함한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
현대 사회가 고도로 정보화 되어감에 따라서 광일렉트로닉스 (photoelectronics) 관련부품 및 기기가 현저하게 진보하고 보급되고 있다. 그 중에서, 화상을 표시하는 디스플레이장치는 텔레비전 장치용, 퍼스널컴퓨터의 모니터장치용 등으로서 현저하게 보급되고 있으며, 또한 이러한 디스플레이의 대형화와 동시에 박형화가 진행되고 있다.
일반적으로 PDP 장치는 기존의 디스플레이장치를 대표하는 CRT에 비해 대형화 및 박형화를 동시에 만족할 수 있어 차세대 디스플레이 장치로서 각광받고 있다. 이러한 PDP 장치는 가스방전현상을 이용하여 화상을 표시하는 것으로서, 표시용량, 휘도, 콘트라스트, 잔상, 시야각 등의 각종 표시능력이 우수하다. 그리고, PDP 장치는 다른 표시장치보다 대형화가 용이하고, 박형의 발광형 표시장치로써 향후 고품질 디지털 텔레비전으로서 가장 적합한 특성을 갖추고 있는 것으로 평가되고 있어 CRT를 대체할 수 있는 디스플레이 장치로 각광받고 있다.
PDP 장치는 전극에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 전극 사이의 가 스에서 방전이 발생하고, 여기에서 수반되는 자외선의 방사에 의하여 형광체를 여기시켜 발광하게 된다.
그러나, PDP 장치는 그 구동 특성상 전자파 및 근적외선의 방출량이 많고 형광체의 표면반사가 높을 뿐 아니라 봉입가스인 헬륨(He)이나 제논(Xe)에서 방출되는 오렌지 광으로 인해 색순도가 음극선관에 미치지 못하는 단점이 있다.
따라서, PDP 장치에서 발생되는 전자파 및 근적외선에 의해 인체에 유해한 영향을 미치고 무선 전화기나 리모콘 등의 정밀기기의 오동작을 유발할 수도 있다. 이러한 PDP 장치를 사용하기 위해서는, PDP 장치로부터 방출되는 전자파와 근적외선의 방출을 소정치 이하로 억제하는 것이 요구되고 있다. 이를 위해, 전자파 및 근적외선을 차폐하는 동시에 반사광을 감소시키고 색순도를 향상시키기 위해 전자파 차폐, 근적외선 차폐, 빛 표면 반사방지 및/또는 색순도 개선 등의 기능을 갖는 PDP 필터를 채용하고 있다.
이러한 PDP 장치는 가스방전현상이 일어나는 방전셀을 포함하는 패널 어셈블리와, 전자파 및 근적외선을 차폐하는 PDP 필터로 구성된다. PDP 필터는 패널 어셈블리의 전면부에 장착되기 때문에 투명성도 동시에 만족해야 한다.
이와 같은 종래 기술에 의한 PDP 장치에서, 외부가 밝은 조건 즉, 명실(明室) 조건에서는 외부 환경광이 PDP 필터를 통과하여 패널 어셈블리 내로 유입될 수 있다. 이러한 경우, 패널 어셈블리 내의 방전셀에서 발생된 입사광과 외부로부터 PDP 필터를 통과하여 유입된 외부 환경광의 중첩이 발생한다. 그 결과, 명실 조건에서 콘트라스트(contrast)가 저하되어 PDP 장치의 화면 표시능력이 열악해진다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, PDP 필터의 구조를 개선하여 휘도 및 명실조건에서의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 디스플레이 장치용 필터를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 이러한 디스플레이 장치용 필터를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치용 필터는 필터 베이스와, 상기 필터 베이스의 일면에 형성되고, 투명 수지 재질의 기재와 상기 기재의 일면에 평행하게 배열된 다수의 쐐기형 블랙 스트라이프를 구비하는 외광 차폐층을 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 서로 대향 배치되게 결합하는 투명한 전면기판 및 배면기판과 상기 전면기판과 배면기판 사이에 다수의 셀을 포함하는 패널 어셈블리와, 상기 패널 어셈블리의 전면기판과 대향 배치된 상기 디스플레이 장치용 필터를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 서로 대향 배치되게 결합하는 투명한 전면기판 및 배면기판과 상기 전면기판과 배면기판 사이에 다수의 셀을 포함하는 패널 어셈블리와, 상기 패널 어셈블리의 일면에 형성되고 투명 수지 재질의 기재와 상기 기재의 일면에 평행하게 배열된 다수의 쐐기형 블랙 스트라이프를 구비하는 외광 차폐층과, 상기 외광 차폐층과 대향 배치되고 반사방지기능 및/또는 전자파, 근적외선 또는 이들의 조합을 차폐하는 기능을 가지는 디스플레이 장치용 필터를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명에서 사용되는 디스플레이 장치는 격자 패턴의 화소(pixel)를 가지고 RGB를 구현하는 PDP(Plasma Display Panel) 장치, OLED(Organic Light Emitting Diode) 장치, LCD(Liquid Crystal Display) 장치 또는 FED(Field Emission Display) 장치 등의 대형 디스플레이 장치와, PDA(Personal Digital Assistants), 소형 게임기 표시창, 휴대폰 표시창 등의 소형 모바일(mobile) 디스플레이 장치와, 연성(flexible) 디스플레이 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다. 특히, 외광이 강 한 옥외용 디스플레이 장치 및 공공시설의 실내에 설치된 디스플레이 장치에 효과적으로 적용될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 PDP 장치 및 이에 사용되는 PDP 필터를 이용하여 본 발명을 설명하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 앞서 언급한 다양한 디스플레이 장치 및 이에 사용되는 디스플레이 장치용 필터에 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들을 도 1 내지 도 7b를 참조하여 설명한다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 의한 PDP 장치를 나타내는 분해사시도이다. 본 발명의 일 실시예에 의한 PDP 장치(100)의 구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 케이스(110)와, 케이스(110)의 상부를 덮는 커버(150)와, 케이스(110) 내에 수용되는 구동 회로 기판(120), 가스방전현상이 일어나는 방전셀을 포함하는 패널 어셈블리(panel assembly)(130) 및 PDP 필터(140)로 구성된다. PDP 필터(140)는 투명기판 위에 도전성이 우수한 재료로 형성된 도전층이 구비되며, 이 도전층은 커버(150)를 통하여 케이스(110)로 접지된다. 즉, 패널 어셈블리(130)로부터 발생된 전자파가 시청자에게 도달하기 전에, 이를 PDP 필터(140)의 도전층을 통해서 커버(150)와 케이스(110)로 접지시키는 것이다.
이하, 전자파, 근적외선, 외부 환경광 등을 차폐하는 PDP 필터(140)를 먼저 설명하고, 그 후 이러한 PDP 필터(140)와 패널 어셈블리(130)를 포함하는 PDP 장치를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 PDP 필터(200)를 나타내는 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 PDP 필터(200)는 투명기판 (210)에 다양한 차폐기능 등을 가진 층들이 형성된 필터 베이스(270) 및 외광 차폐층(230)을 포함한다.
여기서, 필터 베이스(270)는 투명기판(210), 반사방지층(250) 또는 전자파 차폐층(220)이 순서에 상관없이 적층되어 형성된다. 이하, 본 발명의 일 실시예에서는 전자파 차폐기능, 반사방지기능에 대응하는 층들이 각각 별개의 것으로서 분리하여 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 필터 베이스(270)는 하나 또는 그 이상의 층으로 구성될 수 있고, 각 층은 전자파 차폐기능, 반사방지기능 또는 이들의 조합기능을 가질 수 있다. 또한, 필터 베이스(270)는 앞서 언급한 전자파 차폐기능, 반사방지기능 또는 이들의 조합기능을 모두 가질 수도 있고, 이 중 어느 하나만을 가질 수도 있다.
필터 베이스(270)의 일면에 외광 차폐층(230)이 배치될 수 있다. 도 2에 도시된 실시예의 외광 차폐층(230)은 필터 베이스(270)의 패널 어셈블리 쪽의 면, 즉 PDP 필터(200)가 PDP 장치에 장착되었을 때에 시청자 쪽과 반대쪽 면에 배치되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 필터 베이스(270)의 타면에 외광 차폐층(230)이 배치되는 경우에도 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있다.
외광 차폐층(230)은 지지체(232), 지지체(232)의 일면에 형성된 기재(matrix)(234) 및 기재(234) 내에 형성되어 외부로부터 패널 어셈블리로 유입되는 외부 환경광을 차단하는 다수의 쐐기형 블랙 스트라이프(black stripe)(236)를 포함한다.
여기서, 블랙 스트라이프(236)가 형성된 기재(234)는 직접 필터 베이스(270) 에 형성될 수도 있지만, 도 2에 도시된 바와 같이 지지체(232)에 기재(234)를 형성한 후 필터 베이스(270)와 결합할 수 있다. 지지체(232)는 블랙 스트라이프(236)가 형성된 기재(234)를 지지하는 역할을 한다. 도 2에 도시된 실시예에서는 기재(234)와 필터 베이스(270)의 일면이 지지체(232)를 매개로 결합되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 지지체(232)는 기재(234)를 지지하는 역할을 목적으로 하기 때문에, 외광 차폐층(230)이 필터 베이스(270)의 타면에 배치될 경우 기재(234)와 필터 베이스(270)가 직접 결합될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 지지체(232)는 자외선 투과성을 가지는 투명한 수지 필름이 바람직하다. 지지체(232)의 재질로는 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate)(PET), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate)(PC), 폴리 염화비닐(PVC) 등이 사용될 수 있다. 물론, 지지체(232)로는 필터의 고유 기능을 가진 막, 예를 들어 반사방지층(250) 또는 전자파 차폐층(220) 등을 사용할 수 있다.
그리고, 블랙 스트라이프(236)는 단면이 쐐기형상을 가지며, 패널 어셈블리(미도시)에 대향하는 기재(234)의 일면에 병렬로 형성되어 외부 환경광이 패널 어셈블리 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.
기재(234)는 자외선 경화성 수지로 형성되고, 블랙 스트라이프(236)는 빛을 흡수할 수 있는 검은색 무기물 및/또는 유기물, 금속으로 형성될 수 있다. 특히 금속의 경우에는 전기 전도도가 크고, 즉 전기 저항이 낮기 때문에 금속 분말을 첨가하여 블랙 스트라이프(236)를 형성하는 경우 금속 분말의 농도에 따른 전기 저항의 조절이 가능하기 때문에 블랙 스트라이프(236)는 전자파 차폐기능을 수행할 수 있다. 나아가 표면이 검게 처리된 또는 검음색의 금속을 사용하는 경우 외광 차폐 기능 및 전자파 차폐기능을 효율적으로 구현할 수 있다. 또한 블랙 스트라이프(236)로는 탄소를 포함하는 자외선 경화성 수지를 사용할 수 있다. 기재(234)에 블랙 스트라이프(236)를 형성하는 방법은 다음과 같다.
지지체(232)의 일면에 자외선 경화성 수지로 구성된 기재(234)를 도포한 후, 쐐기형 블랙 스트라이프(236)와 반대 형상이 표면에 형성되어 있는 블랙 스트라이프 성형용 롤(미도시) 사이에 이 지지체(232)를 통과시킨다. 따라서, 지지체(232)의 일면에 기재(234)에 블랙 스트라이프 성형용 롤의 형상이 전사되고, 그 후 이 기재(234)에 자외선을 조사하여 경화시켜서 최종적으로 쐐기형 홈이 형성된 기재(234)로 성형된다. 그리고, 기재(234)에 형성된 쐐기형 홈에 탄소를 포함하는 자외선 경화성 수지를 공급한 후, 자외선을 조사하여 경화시켜 쐐기형 블랙 스트라이프(236)를 완성할 수 있다.
본 발명은 이러한 블랙 스트라이프(236)의 성형방법에 한정되는 것은 아니며, 열가소성 수지를 이용한 열 프레스(press)법이나, 블랙 스트라이프(236)와 반대 형상이 전사된 기재(234) 내에 열가소성 또는 열경화성 수지를 충전하여 성형하는 사출 성형법 등을 이용할 수 있다. 또한, 기재(234)를 구성하는 자외선 경화성 수지가 반사방지기능, 전자파 차폐기능, 색조절기능 또는 이들의 조합기능을 가지고 있는 경우 외광 차폐층(230)은 부가적으로 이러한 기능들을 수행할 수도 있다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 외광 차폐층(230)을 자세히 설 명한다.
도 3은 도 2의 외광 차폐층(230)을 확대한 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 외광 차폐층(230)은 지지체(232), 지지체(232)의 일면에 형성된 기재(234) 및 기재(234)의 일면에 평행하게 배열된 다수의 쐐기형 블랙 스트라이프(236)를 포함한다. 여기서, 블랙 스트라이프(236)는 기재(234)의 외부로 노출된 바닥면(236a)과 바닥면(236a)으로부터 기재(234) 내에 쐐기형 홈을 이루는 경사면(236b)을 포함하며, 경사면(236b)은 외부 환경광(320)을 흡수하거나 패널 어셈블리로부터의 입사광(310)을 시청자 쪽으로 전반사하는 역할을 한다.
뒤에 상세히 설명하겠으나, 도 3에 도시된 블랙 스트라이프(236)의 단면(斷面)에서 바닥면(236a)에 비하여 경사면(236b)이 매우 길기 때문에 블랙 스트라이프(236)의 바닥면(236a)이 패널 어셈블리 방향으로 향하는지 시청자 방향으로 향하는지에 관계없이, 블랙 스트라이프(236)의 형상과 구성 물질에 의해 본 발명의 PDP 필터(200)는 종래의 PDP 필터에 비하여 가시광선에 대한 높은 투과율과 높은 명암 대비비(contrast ratio)를 가질 수 있다.
나아가, 블랙 스트라이프(236)의 바닥면(236a)이 패널 어셈블리 방향으로 향하는 경우, 평균적으로 외부 환경광(320) 보다 입사광(310)의 경사면(236b)에 대한 입사각이 더 크기 때문에 입사광(310)은 경사면(236b)에서 전반사되어 투과율을 높이고, 외부 환경광(320)은 경사면(236b)에 흡수되어 명암 대비비를 높이게 되므로 더 향상된 화면 특성을 가지는 PDP 장치를 얻을 수 있다. 이하, 블랙 스트라이프(236)의 바닥면(236a)이 패널 어셈블리 방향으로 향하는 외광 차폐층(230)에 대하 여 자세히 설명한다.
블랙 스트라이프(236)의 경사면(236b)과 바닥면(236a)이 이루는 각도(θ)는 80° 내지 89°의 범위 내에 있다. 쐐기형 홈을 이루는 양 경사면(236b)은 서로 대칭적으로 동일하게 형성할 수도 있고, 80° 내지 89°의 각도(θ) 범위 내에서 서로 비대칭적으로 형성할 수도 있다.
블랙 스트라이프(236)는 빛을 흡수하는 물질로 이루어져 있으므로, 도 3에 도시된 바와 같이, 외부 환경광(320)은 외광 차폐층(230)에 수직으로 입사되지 않는 이상 거의 대부분 블랙 스트라이프(236)의 경사면(236b)에 흡수된다.
도 4는 본 발명의 외광 차폐층(430)을 구성하는 블랙 스트라이프(436)의 변형 실시예를 나타낸 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 블랙 스트라이프(436)는 기재(234)의 외부로 노출된 바닥면(236a)과 바닥면으로부터 기재(234) 내에 쐐기형 홈을 이루는 경사면(436b, 436c)으로 구성되면, 경사면(436b, 436c)은 1회 이상 절곡된 구조를 가진다.
도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 경사면(436b, 436c)은 1회 절곡된 구조로서, 바닥면(236a)과 연결된 제1 경사면(436b)과, 쐐기형 홈의 끝단과 연결된 제2 경사면(436c)으로 구분된다. 설명의 편의를 위하여 본 발명의 일 실시예에서는 1회 절곡된 경사면(436b, 436c)을 이용하여 설명하지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다수의 지점에서 절곡된 경사면을 포함한다.
제1 경사면(436b)과 바닥면(236a)이 이루는 각도(θ1)와 제2 경사면(436c)의 연장면과 바닥면(236a)이 이루는 각도(θ2) 보다 작은 것이 바람직하다. 또한, 제1 경사면(436b)과 바닥면(236a)이 이루는 각도(θ1) 및 제2 경사면(436c)의 연장면과 바닥면(236a)이 이루는 각도(θ2)는 80° 내지 89°의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 경사면들(436b, 436c)이 바닥면(236a)과 이루는 각도는 거의 수직에 가까울수록 홈의 깊이가 커지게 되어 외부 환경광(320)을 효과적으로 흡수할 수 있다. 다만, 블랙 스트라이프(436)를 제조하기 위한 디자인 룰(design rule) 때문에, 앞서 언급한 바와 같이 1회 이상 절곡된 경사면을 가진 블랙 스트라이프(436)를 형성할 수 있다. 또한, 도 3 및 도 4에 도시된 블랙 스트라이프(236, 436)의 경우, 홈의 끝단이 뾰족하게 형성되어 있으나, 디자인 룰에 의해 블랙 스트라이프(236, 436)의 홈 끝단은 소정의 크기만큼 무딘 구조를 가질 수도 있다.
이하, 설명의 편의를 위하여 도 3에 도시된 블랙 스트라이프(236)를 이용하여 PDP 필터 및 PDP 장치를 설명한다.
앞서 언급한 바와 같이, 블랙 스트라이프(236)는 기재(234)의 외부로 노출된 바닥면(236a)과 바닥면(236a)으로부터 기재(234) 내에 쐐기형 홈을 이루는 경사면(236b)을 포함하며, 바닥면(236a)은 패널 어셈블리로부터 방출되는 입사광(316)을 흡수하는 역할을 하며, 경사면(236b)은 패널 어셈블리로부터 방출되는 입사광(314)를 시청자 쪽으로 전반사하거나 외부 환경광(320)을 흡수하는 역할을 한다.
우선, 블랙 스트라이프(236)의 바닥면(236a)이 하는 역할을 살펴보면, 패널 어셈블리의 방전셀로부터 방출되는 입사광(310)은 외광 차폐층(230)에 대하여 거의 수직방향으로 입사하게 되고, 이 중 일부 입사광(316)은 블랙 스트라이프(236)의 바닥면(236a)에 흡수된다.
일반적으로 PDP 장치는 가시광선에 대한 높은 투과율과 높은 명암 대비비(contrast ratio)를 가지는 것이 바람직하다. 여기서, 명암 대비비는 다음의 식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[식 1]
Figure 112006079877705-pat00001
PDP 장치의 투과율을 높이기 위해 패널 어셈블리로부터 방출되는 빛을 PDP 필터에서 여과없이 통과시킬 경우, 백색광의 휘도뿐만 아니라 흑색광의 휘도도 높아지게 된다. 따라서, PDP 장치의 휘도를 높일 경우, 전체적인 명암 대비비는 상대적으로 낮아지게 된다. 종래 기술에 의한 PDP 장치의 경우 흑색 색소를 포함하는 색보정 필름을 포함하는 PDP 필터를 사용하여 PDP 필터의 투과율을 어느 정도 낮추는 대신 명암 대비비를 높이는 방법을 취하고 있다. 이와 같은 종래 기술에 의한 PDP 장치의 경우 120 : 1 정도의 명암 대비비를 얻기 위해 가시광선에 대한 투과율을 40% 정도로 낮추어야 했다. 본 발명의 PDP 필터(200)는 흑색 색소를 포함하는 색보정 필름을 사용하는 대신 빛을 흡수하는 블랙 스트라이프(236)를 사용하며, 여기서, 블랙 스트라이프(236)의 바닥면(236a)은 입사광(310)을 일부 흡수하여 패널 어셈블리의 가시광선에 대한 투과량을 조절함으로써, PDP 장치의 명암 대비비를 높이는 역할을 한다. 기재(234)의 일면에 대하여 블랙 스트라이프(236)의 바닥면(236a)이 차지하는 면적 비율(=A2/(A1+A2))이 20 ~ 50 % 일 때, 최소의 투과량 손 실로 최대의 명암 대비비를 얻을 수 있다. 더욱 바람직하게는, 기재(234)의 일면에 대하여 블랙 스트라이프(236)의 바닥면(236a)이 차지하는 면적 비율(=A2/(A1+A2))이 25 ~ 35% 일 때, 더욱 좋은 효과를 얻을 수 있다. 이와 같은 외광 차폐층(230)을 포함하는 PDP 필터(200)를 사용한 PDP 장치의 경우 가시광선에 대한 투과율을 50% 이상으로 유지한 상태에서 250 : 1 이상의 명암 대비비를 얻을 수 있다.
한편, 외광 차폐층(230)은 그 자체가 가시광선 파장대에서 70 % 이상의 투과율을 가진다. 패널 어셈블리로부터의 입사광(310)은 외광 차폐층(230)에 대하여 거의 수직방향으로 입사하게 되고, 이 중 일부 입사광(316)은 앞서 언급한 바와 같이 바닥면(236a)에 흡수되고, 일부 입사광(312)은 기재(234)를 통과하여 곧바로 투과한다. 그리고, 일부 입사광(314)은 블랙 스트라이프(236)의 경사면(236b)에서 전반사되어 시청자쪽으로 향하게 되어, PDP 장치의 투과율을 높이는 요인이 된다.
전반사는 빛이 광학적으로 밀(密)한 매질(굴절률이 큰 물질)에서 소(疎)한 매질(굴절률이 작은 물질)로 입사할 때, 입사각이 어느 특정 각도(임계각) 이상이면 그 경계면에서 빛이 전부 반사되는 것이 말한다. 따라서, 블랙 스트라이프(236)는 빛을 흡수하는 물질로 구성되지만, 기재(234) 보다 굴절률이 낮은 블랙 스트라이프(236)를 사용하여 입사광(310)을 전반사시킴으로서 PDP 장치의 광 투과율을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 기재(234)와 상기 블랙 스트라이프(236)의 굴절률의 차이는 0.05 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, 기재(234)의 굴절율이 1.56이고 블랙 스트라이프(236)의 굴절율이 1.55인 경우, 전반사가 일어나는 임계 각은 약 83.51°이며, 기재(234)의 굴절율이 1.56(= arcsin (1.55/1.56))이고 블랙 스트라이프(236)의 굴절율이 1.51인 경우 임계각은 약 75.45°(= arcsin(1.51/1.56))이다. 따라서, 도 3에 도시된 입사광(314)은 경사면(236b)에 대한 입사각(α)이 약 75.45° 이상일 경우, 입사광(314)은 경사면(236b)에서 전반사되어 시청자쪽으로 향하게 되어 PDP 필터(200)의 투과율을 높이게 된다.
또한, 기재(234)와 블랙 스트라이프(236)의 굴절율의 차이가 0.05 보다 크면 전반사가 일어나는 임계각이 작아지게 되어, 외부 환경광(320)도 경사면(236b)에서 전반사되어 패널 어셈블리로 유입되기 때문에 명암 대비비가 낮아질 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 형광등, 햇빛 등과 같은 외부 환경광(320)은 일반적으로 PDP 장치보다 위쪽에서 위치하게 된다. 따라서, 외부 환경광(320)의 경사면(236b)에 대한 입사각(β)은 90°보다 상당히 작은 값을 가지게 된다.
기재(234)와 블랙 스트라이프(236)의 굴절율의 차이가 0.05 보다 크게 되면 임계각이 작아지게 되고, 따라서 작은 입사각(β)을 가지는 외부 환경광(320)이 블랙 스트라이프(236)에 흡수되지 않고 전반사되어 패널 어셈블리로 유입될 확률이 높아진다. 식 1에 의하면, 명암 대비비는 반사광의 휘도에 대한 함수인데, 반사광이란 외부 환경광(320)이 패널 어셈블리로 유입된 후 반사된 광을 포함한다. 따라서, 외부 환경광(320)이 블랙 스트라이프(236)에 흡수되지 않고 전반사되어 패널 어셈블리로 유입되어 반사가 일어나는 경우 반사광의 휘도가 증가하게 되고, 흑색광과 백색광에 대하여 동일한 반사광이 생성되더라도 분모에 위치하는 '반사광의 휘도'에 의해 명암 대비비는 급격히 낮아지게 된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 PDP 필터(200)가 PDP 장치에 장착될 경우, 블랙 스트라이프(236)의 배열 방향과 상관없이 앞서 설명한 블랙 스트라이프(236)의 형상에 의해 높은 투과율을 얻는 동시에 높은 명암 대비비를 얻을 수 있다. 나아가, 앞서 설명한 바와 같이, 형광등, 햇빛 등과 같은 외부 환경광(320)은 일반적으로 PDP 장치보다 위쪽에 위치하게 되므로, 외부 환경광(320)을 흡수하는 블랙 스트라이프(236)는 도 5에 도시된 바와 같이, 시청자에 대하여 좌우 가로방향으로 배열됨으로써 더욱 효율적으로 외부 환경광(320)을 흡수할 수 있다. 도 5는 도 3의 외광 차폐층(230)을 나타내는 사시도이다.
이하, 도 2에 도시된 필터 베이스(270)에 대하여 자세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 필터 베이스(270)는 도 2에 도시된 바와 같이, 투명기판(210)의 일면에 형성된 전자파 차폐층(220)과, 투명기판(210)의 타면에 형성된 반사방지층(250) 등이 적층된 구조를 가진다. 다만, 본 발명은 이 적층순서에 한정되는 않으며, 필터 베이스(270)는 투명기판(210), 반사방지층(250) 또는 전자파 차폐층(220)이 순서에 상관없이 적층된 구조를 가질 수 있다.
여기서, 투명기판(210)으로는 일반적으로 두께가 2.0 내지 3.5 mm인 강화 또는 반강화 유리 또는 아크릴 같은 투명 플라스틱 재료를 사용하여 제조한다. 유리는 비중이 2.6으로 필터 제조시 경량화가 어렵고 두께가 두꺼워 플라즈마 디스플레이 패널 세트에 장착시 세트의 전체의 무게가 증가한다는 단점이 있으나 파괴에 대한 안전성 향상에 많은 역할을 한다. 다만 필터 베이스(270)의 사양에 따라 이러한 투명기판(210)은 제외될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 투명기판(210)으로는, 유리, 석영 등의 무기화합물성형물과 투명한 유기고분자성형물을 들 수 있다.
유기고분자성형물로 이루어진 투명기판(210)으로는 아크릴이나 폴리카보네이트가 일반적으로 사용되지만 본 발명은 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 투명기판(210)은 고투명성과 내열성을 갖는 것이 바람직하며 고분자성형물 및 고분자성형물의 적층체를 투명기판(210)으로 사용할 수 있다. 투명기판(210)의 투명성에 관해서는 가시광선 투과율이 80% 이상인 것이 유리하며, 내열성에 관해서는 유리전이온도가 50℃ 이상인 것이 바람직하다. 고분자성형물은 가시파장영역에 있어서 투명하면 되고, 그 종류를 구체적으로 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리술폰(PS), 폴리에테르술폰(PES), 폴리스티렌, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 그 중 가격, 내열성, 투명성 면에서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)가 바람직하다.
그리고, 전자파를 차폐하기 위해서는, 디스플레이 표면을 도전성이 큰 물체로 덮을 필요가 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 전자파를 차폐하기 위한 전자파 차폐층(220)으로는 도전성 메쉬 필름 또는 금속박막과 고굴절률 투명박막을 적층한 다층 투명도전막을 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 전자파 차폐층(220)은 투명기판(210)의 일면, 즉 패널 어셈블리 쪽의 면에 형성하였으나, 본 발명은 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 도전성 메쉬 필름으로는 일반적으로는, 접지된 금속메쉬, 또는 합성수지나 금속섬유의 메쉬에 금속피복한 것을 사용할 수 있다. 도전성 메쉬 필름을 구성하는 금속의 재질로는 예를 들어, 구리, 크롬, 니켈, 은, 몰리브덴, 텅스텐, 알루미늄 등 전기전도성이 우수하고 가공성이 있는 금속이면 모두 사용 가능하다. 그 중 가격, 전기전도성, 가공성 면에서 구리와 니켈이 바람직하다. 도전성 메쉬를 형성하는 방법은 금속박막을 라미네이트(laminate)하고 포토에칭법(photo ethch)을 이용해 패턴을 형성하는 방법과, 도금을 통해 금속층을 직접 형성하는 방법이 있다. 이러한 금속층의 두께는 1~20㎛가 바람직하고, 보다 바람직한 것은 3~10㎛이다. 이보다 얇은 것은 전자파 차폐능력이 떨어질 수 있고 이보다 두꺼운 경우 제조 시간이 길어질 수 있다. 일반적으로 금속 메쉬가 형성된 기판의 면저항은 0.5Ω/□ 이하다.
그리고, 다층 투명도전막은 ITO(Indium Tin Oxide)로 대표되는 고굴절 투명박막을 전자파 차폐를 위해 사용할 수 있다. 다층 투명도전막으로서는 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐 등의 금속박막과, 산화인듐, 산화제2주석, 산화아연 등의 고굴절률 투명박막을 교대로 적층한 다층박막 등이 있다. 다층 투명도전막 중 금속박막은, 높은 도전성은 얻을 수 있으나 넓은 파장영역에 걸친 금속의 반사 및 흡수에 의해 근적외선 차폐능이 높으나, 가시광선투과율이 상대적으로 낮다. 그리고, 다층 투명도전막 중 고굴절률 투명박막은, 금속박막을 사용한 것에 비해서 도전성이나 근적외선의 반사능은 상대적으로 낮지만, 투명성이 우수하다. 따라서, 금속박막과 고굴절률 투명박막을 적층한 다층 투명도전막은, 금속박막의 장점과 고굴절률 투명 박막의 장점이 결합하여 도전성, 근적외선차폐능 및 가시광선투과율이 우수한 특성을 가지고 있다.
여기서, 전자파 차폐는 전자파 차폐층(220)의 전자파의 반사 및 흡수의 효과에 의해서 이루어진다. 전자파의 흡수를 위해서는, 전자파 차폐층(220)에 도전성 금속박막이 요구된다. 또한, 디스플레이로부터 발생하는 전자파를 전부 흡수하기 위해서는, 도전성 금속박막이 소정치 이상의 두께를 필요하지만, 도전성 금속박막의 두께가 두꺼워질수록 가시광선투과율이 낮아진다. 하지만, 고굴절률 투명박막을 사용하여 금속박막과 교대로 적층한 다층 투명도전막은 반사계면을 증가시키고, 전자파의 반사를 증가시킬 수 있다.
금속박막은 은(Ag) 또는 은을 함유한 합금으로 이루어진 박막층이다. 그 중에서도 은은, 도전성, 적외선반사성 및 다층적층을 했을 때 가시광선투과성이 우수하기 때문에 바람직하게 사용할 수 있다. 그러나, 은은 화학적, 물리적 안정성이 낮고, 주위환경의 오염물질, 수증기, 열, 광 등에 의해서 열화되기 때문에, 은에 금, 백금, 팔라듐, 구리, 인듐, 주석 등의 주위환경에 안정적인 금속을 1종 이상 함유한 합금도 바람직하게 사용할 수 있다. 일반적으로, 은에 다른 금속을 첨가하면, 은의 뛰어난 도전성, 광학특성이 저해되므로, 다층 투명도전막을 구성하는 다수의 금속박막 중 적어도 1개의 층은, 은만으로 이루어진 금속박막을 사용하는 것이 바람직하다. 모든 금속박막이 합금이 아닌 은으로 이루어진 경우, 우수한 도전성 및 광학특성을 가진 전자파 차폐층(220)을 얻을 수 있으나, 주위환경에 영향에 의해 열화되기 쉬운 경향이 있다. 이러한 금속박막의 형성에는, 스퍼터링 (Sputtering), 이온플레이팅(Ion plating), 진공증착(Vacuum deposition), 도금 등 종래 공지의 방법의 어느 것이라도 채용할 수 있다.
그리고, 고굴절률 투명박막층은 가시광에 대해서 투명성을 가지며, 금속박막과의 굴절률의 차에 의해서 금속박막에 의해 가시광선이 반사되는 것을 방지하는 효과를 가진다. 이와 같은 고굴절률 투명박막을 형성하는 구체적인 재료로서는, 인듐, 티탄, 지르코늄, 비스무스, 주석, 아연, 안티몬, 탄탈, 세륨, 네오듐, 란탄, 토륨, 마그네슘, 칼륨 등의 산화물, 또는 이들 산화물의 혼합물이나, 황화아연 등을 들 수 있다. 이들 산화물 또는 황화물은 금속과 산소 또는 황과 화학량론적인 조성에 편차가 있어도, 광학특성을 크게 바꾸지 않는 범위이면 지장 없다. 그 중에서도 산화인듐이나 산화인듐과 산화주석의 혼합물(ITO)은, 투명성, 굴절률이 높고 막성장속도가 빠르고 금속박막과의 밀착성이 양호하므로 바람직하게 사용될 수 있다. 또, ITO와 같은 비교적 높은 도전성을 가진 산화물반도체박막을 사용함으로써, 전자파의 흡수성을 증가시키고 또 전자파 차폐층(220)의 도전성을 높일 수 있다. 이러한 고굴절률 투명박막의 형성에는, 스퍼터링, 이온플레이팅, 이온빔어시스트, 진공증착, 습식코팅 등 종래 공지의 방법의 어느 것이라도 채용할 수 있다.
각종의 막성장방법 중에서 스퍼터링은 막두께의 제어 및 다층의 적층에 유리하고, 금속박막과 고굴절률 투명박막을 용이하게 반복하여 연속적으로 성장할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 주로 산화인듐으로 구성되는 고굴절률 투명박막과 은 또는 은을 함유한 합금으로 이루어진 금속박막을 스퍼터링법에 의해 연속적으로 막성장을 한다. 주로 산화인듐으로 구성되는 고굴절률 투명박막의 형성에 는, 인듐을 주성분으로 하는 금속 타깃(Target) 또는 산화인듐을 주성분으로 하는 소결체 타깃을 사용한 반응성 스퍼터링(Reactive sputtering)을 수행할 수 있다. 은 또는 은을 함유한 합금으로 이루어진 금속박막의 형성에는, 은 또는 은을 함유한 합금을 타깃으로 한 스퍼터링을 수행할 수 있다.
도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 의한 필터 베이스(270)는 별도로 근적외선 차폐층을 포함할 수 있다. 근적외선 차폐층은 패널 어셈블리로부터 발생하여 무선전화기나 리모콘 등의 전자기기의 오동작을 일으키는 강력한 근적외선을 차폐하는 역할을 한다.
본 발명의 일 실시예에서 전자파 차폐층(220)으로서 금속박막과 고굴절률 투명박막을 적층한 다층 투명도전막을 사용하는 경우에는 다층 투명도전막이 근적외선을 차폐하는 효과가 있다. 따라서, 이 경우, 근적외선 차폐층을 별도로 형성하지 않고 전자파 차폐층(220)만으로 근적외선과 전자파를 차폐하는 두 가지 기능을 수행할 수 있다. 물론 이 경우에도 후술하는 근적외선 차폐층을 별도로 형성할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서 전자파 차폐층(220)으로서 도전성 메쉬 필름을 사용하는 경우에는 패널 어셈블리에서 방출되는 근적외선을 차폐하기 위해 근적외선 영역의 파장을 흡수하는 근적외선흡수색소를 함유한 고분자 수지를 사용할 수 있다. 예를 들면, 근적외선흡수색소로서, 시아닌계, 안트라퀴논계, 나프토퀴논계, 프탈로시아닌계, 나프탈로시아닌계, 디이모늄계, 니켈디티올계 등 다양한 성분의 유기염료를 사용할 수 있다. PDP 장치는 넓은 파장영역에 걸쳐서 강력한 근적외선을 발하기 때문에, 넓은 파장영역에 걸쳐서 근적외선을 흡수할 수 있는 근적외선 차폐층을 사용할 필요가 있다.
본 발명의 일 실시예에서 전자파 차폐층(220)으로 투명도전막을 사용하는 경우 도전성 메쉬 필름을 사용하는 경우보다 전자파 차폐능이 떨어질 수 있으나, 블랙 스트라이프(236)에 금속 분말을 첨가하여 전자파 차폐능을 보완 또는 강화하는 경우 투명 도전막으로도 충분한 전자파 차폐기능을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 반사방지층(250)은 투명 기판(210)의 타면에 형성하지만, 본 발명은 이러한 적층 순서에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같이, 반사방지층(250)은 PDP 필터(200)가 PDP 장치에 장착되었을 때에 시청자 쪽이 되는 면, 즉 패널 어셈블리 쪽과는 반대쪽 면에 형성되는 것이 효율적이다. 이러한 반사방지층(250)은 외부광의 반사를 줄여서 시인성을 좋게 할 수 있다.
물론, 반사방지층(250)을 PDP 필터(200)의 주면 중 패널 어셈블리 쪽이 되는 면에도 형성함으로써 PDP 필터(200)의 외광반사를 더욱 줄일 수 있다. 또한, 반사방지층(250)을 형성하여 PDP 필터(200)의 외광반사를 줄임으로써, 패널 어셈블리로부터의 가시광선 투과율을 향상시키고 명암 대비비를 높일 수 있다. 이러한 반사방지층(250)을 형성하기 위해 기재에 반사방지 기능을 가진 막을 도포, 인쇄, 또는 종래 공지의 각종 막형성법에 의해 형성할 수 있다. 또한, 반사방지 기능을 가진 막이 형성된 투명성형물 또는 반사방지 기능을 가진 투명성형물을 임의의 투명한 점착제 또는 접착제를 개재해서 붙임으로써 형성할 수 있다.
반사방지층(250)으로서 구체적으로는, 가시영역에 있어서 굴절률이 1.5이하, 바람직하게는 1.4이하로 낮은, 불소계투명고분자수지나 불화마그네슘, 실리콘계수지나 산화규소의 박막 등을 예를 들면 1/4파장의 광학막두께에 의해서 단일층 형성한 것을 사용할 수 있다. 그리고, 반사방지층(250)으로서 굴절률이 다른, 금속산화물, 불화물, 규화물, 붕화물, 탄화물, 질화물, 황화물 등의 무기화합물 또는 실리콘계수지나 아크릴수지, 불소계수지 등의 유기화합물의 박막을 2층이상 다층적층한 것을 사용할 수 있다.
여기서, 반사방지층(250)을 단일층으로 형성한 것은 제조가 용이하지만, 다층적층에 비해 반사방지능이 낮다. 다층적층한 것은 넓은 파장영역에 걸쳐서 반사방지능을 가진다. 이와 같은 무기화합물 박막은 스퍼터링, 이온플레이팅, 이온빔어시스트, 진공증착, 습식코팅 등 종래 공지의 방법에 의해 형성할 수 있고, 유기화합물 박막은 습식코팅 등 종래 공지의 방법에 의해 형성할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 의한 반사방지층(250)은 SiO2와 같은 저굴절률 산화막과 TiO2 또는 Nb2O5와 같은 고굴절률 산화막을 교대로 적층한 구조를 사용할 수도 있다. 이러한 산화막들은 물리적 진공 증착 또는 습식코팅을 이용하여 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 PDP 필터(200)는 580 ~ 600㎚의 파장대에서 60 % 이상의 투과율을 갖는 색보정층(240)을 더 포함할 수 있다. 이러한 색보정층(240)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 양을 감소시키거나 조절하여 색균형을 변화 시키거나 교정한다.
일반적으로 패널 어셈블리 내의 플라즈마로부터 발생하는 빨간색의 가시광선이 오렌지색으로 나타나는 경향이 있다. 종래 기술에 의한 색보정층의 경우 580 ~ 600㎚의 파장대를 가지는 이러한 오렌지색을 빨간색으로 색보정하는 역할을 주로 한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 의한 색보정층(240)은 580 ~ 600㎚의 파장대를 가지는 오렌지색에 대해 60% 이상의 투과율을 가짐으로써, 오렌지색을 빨간색으로 색보정하는 역할을 축소하거나 제외할 수 있다.
패널 어셈블리로부터 오렌지색이 강하게 방출되는 요인으로는 플라즈마 자체에서 나오는 빛과 외부 환경광이 패널 어셈블리에서 재반사되어 나오는 빛이 오렌지색을 띄는 경향이 있기 때문이다. 본 발명의 일 실시예에 의한 PDP 필터(200)는 외광 차폐층(230)을 형성하여 외부 환경광(320)이 패널 어셈블리로 유입되는 것을 차단함으로써 근본적으로 오렌지색의 입사광(310)의 양을 줄일 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 PDP 필터(200)는 추가적으로 오렌지색을 색보정하기 위한 색소의 사용량을 줄이거나 사용하지 않고도 색순도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 명실(150 룩스(lx))에서 RGB 색상을 중간 화상 계조(50 IRE)로 놓고 각 색상에 대하여 측정기로 색좌표를 구하여 고유의 색상의 색좌표에 대한 면적 대비 측정 색좌표의 면적 비율을 구해보면, 패널 어셈블리에서 직접 측정할 때 66%의 면적 비율을 얻는 것에 비해 PDP 필터(200)를 거쳐 측정되면 86%의 면적 비율을 가지게 되어 높은 색순도를 얻음을 알 수 있다.
색보정층(240)은 디스플레이의 색재현 범위를 증가시키고, 화면의 선명도를 향상시키기 위하여 다양한 색소를 사용한다. 이러한 색소로는 염료 혹은 안료를 사용할 수 있다. 색소의 종류는 안트라퀴논계, 시아닌계, 아조계, 스트릴계, 프탈로시아닌계, 메틴계 등의 네온광 차폐기능을 가진 유기색소가 있으며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 색소의 종류와 농도는 색소의 흡수파장, 흡수계수, 디스플레이에서 요구되는 투과 특성에 의해서 결정되는 것이므로, 특정 수치로 한정되어 사용되지 않는다.
본 발명의 각 층 또는 막을 맞붙일 때에는, 투명한 점착제 또는 접착제를 사용할 수 있다. 구체적인 재료로서, 아크릴계접착제, 실리콘계접착제, 우레탄계 접착제, 폴리비닐부티랄 접착제(PMB), 에틸렌-아세트산비닐계 접착제(EVA), 폴리비닐에테르, 포화무정형 폴리에스테르, 멜라민수지 등을 들 수 있다.
이와 같이 형성된 본 발명의 PDP 필터(200)는 가시광선 파장대에서 50 % 이상의 투과율을 가지면서, 명실에서 250 : 1 이상의 명암 대비비를 가질 수 있다.
이상은 본 발명의 일 실시예에 의한 PDP 필터(200)를 설명하였다. 이하, 이러한 PDP 필터(200)를 이용한 PDP 장치를 설명한다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 의한 PDP 장치를 나타낸 분해 사시도이다. 도 6b는 도 6a의 B-B'를 따라 절개한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 PDP 장치는 PDP 필터(200)와 패널 어셈블리(600)를 포함한다. PDP 필터(200)는 위에서 언급한 것과 동일하고, 이하 패널 어셈블리(600)에 대해 자세히 설명한다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 전면기판(610)의 표면 상에는 복수의 유지전극 (Sustain electrode)(615)이 스트라이프 형상으로 배치되어 있다. 각 유지전극(615)에는 신호지연을 줄이기 위해 버스전극(620)이 형성되어 있다. 유지전극(615)이 배치된 면의 위에는 전체를 덮도록 유전체층(625)이 형성되어 있다. 또, 유전체층(625)의 면 상에는 유전체 보호막(630)이 형성되어 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 유전체 보호막(630)은 스퍼터링법 등을 이용하여 유전체층(625)의 표면 상을 MgO의 박막으로 덮음으로써 형성할 수 있다.
한편, 배면기판(635)의 상기 전면기판(610)과 대향하는 면에는 다수의 어드레스 전극(640)이 스트라이프 형상으로 배치되어 있다. 어드레스 전극(640)의 배치방향은 전면기판(610)과 배면기판(635)을 대향배치할 때에 유지전극(615)과 교차하는 방향이다. 어드레스 전극(640)이 배치된 면의 위에는 전체를 덮도록 유전체층(645)이 형성되어 있다. 또, 유전체층(645)의 면 상에는 어드레스 전극(640)과 평행하면서 전면기판(610) 쪽으로 향한 다수의 격벽(650)이 돌출설치되어 있다. 격벽(650)은 이웃하는 어드레스 전극(640)과 어드레스 전극(640)과의 사이의 영역에 배치되어 있다.
이웃하는 격벽(650)과 격벽(650) 및 유전체층(645)으로 형성되는 홈 부분의 측면에는 형광체층(655)이 배치되어 있다. 형광체층(655)은 격벽(650)으로 구획되는 홈 부분마다 적색 형광체층(655R), 녹색 형광체층(655G), 청색 형광체층(655B)이 배치되어 있다. 이들 형광체층(655)은 스크린 인쇄법, 잉크젯법 또는 포토레지스트 필름법 등의 후막형성법을 이용하여 형성된 형광체 입자군으로 이루어지는 층 이다. 이러한 형광체층(655)의 재질로는, 예를 들어 적색 형광체로서 (Y, Gd)BO3 : Eu, 녹색 형광체로서 Zn2SiO4 : Mn, 청색 형광체로서 BaMgAl10O17 : Eu를 사용할 수 있다.
이러한 구조를 갖는 전면기판(610)과 배면기판(635)을 대향 배치했을 때에 상기 홈 부분과 유전체 보호막(630)으로 형성되는 방전셀(660)에는 방전가스가 봉입되어 있다. 즉, 발광셀(660)은 패널 어셈블리(600)에서는 전면기판(610)과 배면기판(635) 사이에서의 유지전극(615)과 어드레스 전극(640)이 교차하는 각각의 부분에 형성된다. 방전가스로는 예를 들어, Ne-Xe계 가스, He-Xe계 가스 등을 사용할 수 있다.
이상의 구조를 갖는 패널 어셈블리(600)는 기본적으로 형광등과 같은 발광원리를 갖고, 방전셀(660)의 내부에서의 방전에 따라 방전가스로부터 방출된 자외선이 형광체층(655)을 여기 발광시켜 가시광으로 변환된다.
다만, 패널 어셈블리(600)에 이용하는 각 색의 형광체층(655R, 655G, 655B)에는 각각 다른 가시광으로의 변환효율을 갖는 형광체 재료가 사용되고 있다. 그 때문에, 패널 어셈블리(600)에서 화상을 표시할 때는 일반적으로 각 형광체층(655R, 655G, 655B)의 휘도를 조정함으로써, 색 밸런스의 조정이 이루어지고 있다. 구체적으로는, 휘도가 가장 낮은 색의 형광체층을 기준으로 하여, 다른 형광체층의 휘도를 색마다 지정된 비율로 저하시키고 있다.
이러한 패널 어셈블리(600)의 구동은 크게 어드레스 방전을 위한 구동과 유 지 방전을 위한 구동으로 나뉜다. 어드레스 방전은 어드레스 전극(640)과 하나의 유지전극(615) 사이에서 일어나며, 이때 벽전하(Wall charge)가 형성된다. 유지 방전은 벽전하가 형성된 방전셀(660)에 위치하는 두 개의 유지전극들(615) 사이의 전위차에 의해서 일어난다. 이 유지 방전시에 방전가스로부터 발생되는 자외선에 의해 해당 방전셀(660)의 형광체층(655)이 여기되어 가시광이 발산되며, 이 가시광이 전면기판(610)을 통해 출사되면서 시청자가 인식할 수 있는 화상을 형성하게 된다.
이하 도 6b를 참조하여, 패널 어셈블리(600)와 PDP 필터(200)의 관계를 설명한다.
도 6b에 도시된 바와 같이, PDP 필터(200)는 패널 어셈블리(600)의 전면기판(610) 상부에 배치된다. PDP 필터(200)는 도 6a에 도시된 바와 같이 패널 어셈블리(600)의 전면기판(610)과 이격되어 배치될 수도 있고 접촉하여 배치될 수도 있으며, 또한 패널 어셈블리(600)와 PDP 필터(200) 사이에 이물질이 유입되는 것 등과 같은 부작용을 방지하거나 PDP 필터(200) 자체의 강도를 보강하기 위해 도 6b에 도시된 바와 같이 전면기판(610)과 접착제 또는 점착제(690)로 결합될 수 있다.
PDP 필터(200)에는 외부 환경광이 패널 어셈블리(600) 내로 유입되는 것을 방지하기 위해 외광 차폐층(230)이 형성되어 있다. 외부 환경광은 주로 외광 차폐층(230)에 의해 흡수되어, 외부 환경광이 전면기판(610)을 통과하여 재반사되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 명실 조건에서 PDP 장치의 명암 대비비를 향상시킬 수 있다.
또한, 블랙 스트라이프(236)의 경사면(236b)에서 일어나는 전반사를 이용하 여 방전셀(660)로부터 발생한 가시광선을 집속시켜 외부로 출사킴으로써, 빛의 손실을 줄일 수 있고, 그 결과 PDP 장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 블랙 스트라이프(236)의 피치(P2)는 패널 어셈블리(600)에 형성된 방전셀(660)의 피치(P1)보다 작은 것이 바람직하다. 즉, 하나의 방전셀(660)에 다수의 블랙 스트라이프(236)를 배치함으로써, 입사광을 균일하게 분산시킬 수 있고, 효율적으로 외부 환경광을 흡수할 수 있다.
패널 어셈블리(600)의 방전셀(660)이 형성된 주기적 패턴과 외광 차폐층(230)의 블랙 스트라이프(236)가 형성된 주기적 패턴에 의해 모아레 무늬(Moire fringe)가 발생할 수 있다. 모아레 무늬란 두 개 이상의 주기적인 패턴(periodic pattern)이 겹쳐질 때 만들어지는 간섭무늬(interference fringe)를 나타낸다. 이러한 모아레 무늬를 방지하기 위해 블랙 스트라이프(236)의 피치(P2)는 70 ~ 110 ㎛ 인 것이 바람직하다.
이하, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 PDP 필터에 대하여 설명한다. 도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 의한 PDP 필터를 나타내는 단면도이고, 도 7b는 도 7a의 PDP 필터를 사용한 PDP 장치를 나타낸 단면도이다. 설명의 편의상, 도 1 내지 도 6b에서 설명한 실시예의 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다. 본 실시예에 따른 PDP 필터는 도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 이전 실시예와 다음을 제외하고는 기본적으로 동일한 구조를 갖는다.
즉, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, PDP 필터(700)는 모아레 무늬 및 뉴턴링을 방지하기 위한 확산층(710)을 포함한다. 외광 차폐층(230)의 차광 패턴(236) 또는 전자파 차폐층(220)의 메쉬 패턴과 같은 주기적인 패턴이 패널 어셈블리(600)의 전면기판(610)에 반사되는 경우, 원 패턴과 반사광에 의한 패턴 간의 상호 간섭에 의해 모아레 현상이 발생하거나 PDP 필터(700)와 이와 결합되는 패널 어셈블리(600)의 전면기판(610) 간의 이격 거리가 불균일할 경우 뉴톤링 현상이 발생할 수 있다. 여기서, 확산층(710)은 이러한 반사광에 의한 패턴을 확산시킴으로써 원 패턴과 반사광에 의한 패턴의 간섭 현상이 발생하지 않게 되어 모아레 현상 및 뉴톤링 현상을 방지할 수 있다. 확산층(710)은 패널 어셈블리(600)에 가까운 PDP 필터(700)의 일면에 형성하는 것이 바람직하지만, 모아레 무늬 및 뉴턴링을 방지할 수 있는한 PDP 필터(700) 내의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 즉, 확산층(710)은 PDP 필터(700)의 시청자를 향한 면, 즉 반사 방지층(250) 상에 형성될 수도 있다.
확산층(710)은 안티-글레어(anti-glare) 처리된 표면을 가지는 필름으로 구성된다. 여기서 안티-글레어 처리는, 예를 들어 샌드블래스팅(sandblasting) 또는 엠보싱에 의한 조면화 처리 방법(rough surfacing treatment method), 및 투명 미립자 배합 방법과 같은 적합한 방법을 이용하여 필름의 표면에 미세한 요철 구조를 형성하는 공정이다. 이러한 투명 미립자로서, 예를 들어 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 주석 산화물, 인듐 산화물, 카드뮴 산화물, 안티몬 산화물 등을 포함하는 전도성을 가질 수 있는 무기형 미립자, 및 가교(cross-linked) 또는 비가교 중합체를 포함하는 유기형 미립자와 같이, 평균 입자 직경이 0.1 내지 50 ㎛ 인 투명 미립자가 사용될 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 PDP 장치를 설명한다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 PDP 장치를 나타낸 분해 사시도이다. 설명의 편의상, 도 1 내지 도 6b에서 설명한 실시예의 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다. 본 실시예에 따른 PDP 필터는 도 8에 나타낸 바와 같이, 이전 실시예와 다음을 제외하고는 기본적으로 동일한 구조를 갖는다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 모아레 현상 및 뉴톤링 현상을 방지하기 위해 PDP 필터(200)에 확산층(710)을 형성하는 대신 패널 어셈블리(600)의 전면기판(610)을 앞서 언급한 안티-글레어 처리할 수 있다. 다시 말해 PDP 필터(200)에 대향하는 전면기판(610)의 난반사 표면(611)은 안티-글레어 처리된 표면으로서, 전면기판(610)에서의 반사광이 일정한 패턴을 가지지 못하도록 난반사 시킴으로써 간섭 현상을 억제하고 따라서 모아레 현상 및 뉴톤링 현상을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시예의 PDP 장치에도 이전 실시예에서 설명한 확산층을 포함하는 PDP 필터를 적용할 수 있다.
이하, 도 9a 및 도 9b를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 PDP 필터에 대하여 설명한다. 도 9a는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 PDP 장치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 9b는 도 9a의 B-B'를 따라 절개한 단면도이다. 설명의 편의상, 도 1 내지 도 6b에서 설명한 실시예의 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에서는 외광 차폐층(230)은 필터 베이스 (270)와 함께 PDP 필터의 구성요소로 설명되었으나 본 발명이 이에 한정되지 않으며, 본 실시예에서와 같이 외광 차폐층(230)을 패널 어셈블리(600)의 전면기판(610)에 직접 형성하거나 부착하고 필터 베이스(270)를 이러한 외광 차폐층(230) 상에 배치함으로써 PDP 장치를 형성할 수 있다.
즉, 도 9a에 도시된 바와 같이, 외광 차폐층(230)은 패널 어셈블리(600)의 전면기판(610)에 직접 형성되거나 부착될 수 있다. 그리고, PDP 필터(900)는 필터 베이스(270) 및 색보정층(240)을 포함하며, PDP 필터(900)는 도 9a에 도시된 바와 같이 전면기판(610) 상에 형성된 외광 차폐층(230)과 이격되어 배치될 수도 있고, 패널 어셈블리(600)와 PDP 필터(900) 사이에 이물질이 유입되는 것 등과 같은 부작용을 방지하기 위해 도 9b에 도시된 바와 같이 외광 차폐층(230)과 접착제 또는 점착제(990)로 결합될 수도 있다. 이러한 구조의 PDP 장치에서도 이전 실시예들에서와 마찬가지로 동일한 작용, 효과를 얻을 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 각각 분리하여 설명하였으나, 본 발명은 앞서 설명한 실시예들을 하나 이상 조합한 형태로 실시될 수 있다.
또한 이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 디스플레이 장치용 필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, PDP 필터에 쐐기형 블랙 스트라이프를 형성하고 블랙 스트라이프의 경사면에서의 전반사를 이용하여 각 방전셀에서 발생된 가시광선을 집속하여 출사시킴으로써 빛의 투과율을 높이고, 그 결과 PDP 장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.
둘째, PDP 필터에 쐐기형 블랙 스트라이프를 형성하고 블랙 스트리이프를 광흡수 물질을 사용하여 형성함으로써 외부 환경광이 패널 어셈블리 내부로 유입되는 것을 방지하는 명실조건에서 PDP 장치의 명암 대비비를 향상시킬 수 있다.

Claims (31)

  1. 필터 베이스; 및
    상기 필터 베이스의 일면에 형성되고, 투명 수지 재질의 기재와 상기 기재의 일면에 평행하게 배열된 다수의 쐐기형 블랙 스트라이프를 구비하는 외광 차폐층을 포함하는 디스플레이 장치용 필터로서,
    상기 디스플레이 장치용 필터 상에 형성되어 580 ~ 600㎚의 파장대에서 60 % 이상의 투과율을 갖는 색보정층을 더 포함하는 디스플레이 장치용 필터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 블랙 스트라이프는 상기 기재의 외부로 노출된 바닥면; 및 상기 바닥면으로부터 상기 기재 내에 쐐기형 홈을 이루는 경사면을 포함하고, 상기 바닥면은 패널 어셈블리에 대향하는 상기 기재의 일면에 형성되는 디스플레이 장치용 필터.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 기재의 일면에 대하여 상기 바닥면의 면적이 20 ~ 50 %인 디스플레이 장치용 필터.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 경사면과 상기 바닥면이 이루는 각도는 80° 내지 89° 인 디스플레이 장치용 필터.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 경사면은 1회 이상 절곡된 구조를 가지는 디스플레이 장치용 필터.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 경사면은, 상기 바닥면과 연결된 제1 경사면과, 상기 쐐기형 홈의 끝단과 연결된 제2 경사면으로 구성되는 디스플레이 장치용 필터.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 경사면과 상기 바닥면이 이루는 각도는 상기 제2 경사면의 연장면과 상기 바닥면이 이루는 각도보다 작은 디스플레이 장치용 필터.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 경사면과 상기 바닥면이 이루는 각도 및 상기 제2 경사면의 연장면과 상기 바닥면이 이루는 각도는 80° 내지 89° 인 디스플레이 장치용 필터.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 블랙 스트라이프는 시청자에 대하여 가로방향으로 배열된 디스플레이 장치용 필터.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 블랙 스트라이프는 검은색 무기물, 유기물 및 금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 구성되는 디스플레이 장치용 필터.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 외광 차폐층은 가시광선 파장대에서 70 % 이상의 투과율을 가지는 디스플레이 장치용 필터.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 블랙 스트라이프의 피치는 패널 어셈블리에 형성된 방전셀의 피치보다 작은 디스플레이 장치용 필터.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 블랙 스트라이프의 피치는 70 ~ 110 ㎛ 인 디스플레이 장치용 필터.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 블랙 스트라이프는 상기 기재 보다 굴절률이 낮고, 상기 기재와 상기 블랙 스트라이프의 굴절률의 차이는 0.05 이하인 디스플레이 장치용 필터.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 외광 차폐층은 상기 외광 차폐층을 지지하는 지지체를 더 포함하는 디 스플레이 장치용 필터.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치용 필터는 명실에서 250 : 1 이상의 명암 대비비를 가지는 디스플레이 장치용 필터.
  17. 삭제
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치용 필터의 일면에 형성된 확산층을 더 포함하는 디스플레이 장치용 필터.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 확산층은 안티-글레어 처리된 표면을 가지는 필름으로 구성된 디스플레이 장치용 필터.
  20. 서로 대향 배치되게 결합하는 투명한 전면기판 및 배면기판과, 상기 전면기판과 배면기판 사이에 다수의 셀을 포함하는 패널 어셈블리; 및
    상기 패널 어셈블리의 전면기판과 대향 배치된 상기 제1 항 내지 제16항, 제18항 및 제19 항 중 어느 한 항의 디스플레이 장치용 필터를 포함하는 디스플레이 장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 패널 어셈블리와 상기 디스플레이 장치용 필터는 접착제 또는 점착제로 결합되는 디스플레이 장치.
  22. 제20 항에 있어서,
    상기 전면 기판은 안티글레어 처리된 표면을 가지는 디스플레이 장치.
  23. 서로 대향 배치되게 결합하는 투명한 전면기판 및 배면기판과, 상기 전면기판과 배면기판 사이에 다수의 셀을 포함하는 패널 어셈블리;
    상기 패널 어셈블리의 일면에 형성되고, 투명 수지 재질의 기재와 상기 기재의 일면에 평행하게 배열된 다수의 쐐기형 블랙 스트라이프를 구비하는 외광 차폐층; 및
    상기 외광 차폐층과 대향 배치되고, 반사방지기능 및 전자파, 근적외선 또는 이들의 조합을 차폐하는 기능 중 적어도 하나의 기능을 가지는 디스플레이 장치용 필터로서, 상기 디스플레이 장치용 필터 상에 형성되어 580 ~ 600㎚의 파장대에서 60 % 이상의 투과율을 갖는 색보정층을 더 포함하는 상기 디스플레이 장치용 필터;
    를 포함하는 디스플레이 장치.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 블랙 스트라이프는 상기 기재의 외부로 노출된 바닥면; 및
    상기 바닥면으로부터 상기 기재 내에 쐐기형 홈을 이루는 경사면을 포함하고, 상기 바닥면은 패널 어셈블리에 대향하는 상기 기재의 일면에 형성되는 디스플레이 장치.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 기재의 일면에 대하여 상기 바닥면의 면적이 20 ~ 50 %인 디스플레이 장치.
  26. 제23 항에 있어서,
    상기 블랙 스트라이프는 시청자에 대하여 가로방향으로 배열된 디스플레이 장치.
  27. 제23 항에 있어서,
    상기 외광 차폐층은 가시광선 파장대에서 70 % 이상의 투과율을 가지는 디스플레이 장치.
  28. 제23 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치용 필터는 명실에서 250 : 1 이상의 명암 대비비를 가지는 디스플레이 장치.
  29. 삭제
  30. 제23 항에 있어서,
    상기 패널 어셈블리와 대향하는 상기 디스플레이 장치용 필터의 일면에 형성된 확산층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  31. 제23 항에 있어서,
    상기 전면 기판은 안티글레어 처리된 표면을 가지는 디스플레이 장치.
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