KR20040094066A - 광 투과율 제어 수단을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

광 투과율 제어 수단을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널 Download PDF

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KR20040094066A
KR20040094066A KR1020030028001A KR20030028001A KR20040094066A KR 20040094066 A KR20040094066 A KR 20040094066A KR 1020030028001 A KR1020030028001 A KR 1020030028001A KR 20030028001 A KR20030028001 A KR 20030028001A KR 20040094066 A KR20040094066 A KR 20040094066A
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light
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plasma display
conductive layer
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김영모
손승현
하타나카히데카주
유재호
장상훈
정경민
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Abstract

광 투과율 제어 수단을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널이 개시된다. 개시된 플라즈마 디스플레이 패널은, 서로 대향되게 배치되어 그들 사이에 방전셀들을 형성하는 전면기판 및 배면기판과, 전면기판 앞쪽에 배치되는 전자파 차폐 필터를 구비하며, 상기 전면기판과 전자파 차폐 필터 사이에, 발광이 요구되지 않는 기간에는 방전셀들로부터 전면기판을 통해 출사되는 광의 투과율을 낮추는 광 투과율 제어 수단을 더 구비한다. 상기 광 투과율 제어 수단은 리셋 기간과 어드레스 기간에는 보다 낮은 광 투과율을 가지며, 유지 기간에는 보다 높은 광 투과율을 가진다. 이러한 광 투과율 제어 수단으로서, 일렉트로크로믹 필터 또는 투과율 가변창이 사용될 수 있다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 플라즈마 디스플레이 패널의 저계조 표현 능력과 명실 콘트라스트가 향상된다.

Description

광 투과율 제어 수단을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널{Plasma display panel having light transmittance controlling means}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 투과율 제어 수단을 구비하여 저계조 표현 능력이 향상된 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
전기적 방전을 이용하여 화상을 형성하는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma display panel; PDP)은 휘도나 시야각 등의 표시 성능이 우수하여 그 사용이 날로 증대되고 있다. 이러한 플라즈마 디스플레이 패널은 전극에 인가되는 직류 또는 교류 전압에 의하여 전극 사이에 있는 가스에서 방전이 일어나고, 가스방전 과정에서 수반되는 자외선의 방사에 의하여 형광체가 여기되어 가시광을 발산하게 된다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널은 그 방전 형식에 따라 직류형(DC type)과 교류형(AC type)으로 분류될 수 있다. 직류형 플라즈마 디스플레이 패널은 모든 전극들이 방전셀에 노출되는 구조로서, 대응 전극들 사이에 전하의 이동이 직접적으로 이루어진다. 교류형 플라즈마 디스플레이 패널은 적어도 하나의 전극이 유전체층으로 감싸지고, 대응하는 전극들 사이에 직접적인 전하의 이동이 이루어지지 않는 대신 벽전하(wall charge)에 의하여 방전이 수행된다.
또한, 플라즈마 디스플레이 패널은 전극들의 배치 구조에 따라 대향 방전형(Opposite discharge type)과 면 방전형(surface discharge type)으로 분류될 수 있다. 대향 방전형 플라즈마 디스플레이 패널은 쌍을 이루는 두 개의 유지전극이 각각 전면기판과 배면기판에 배치된 구조로서, 방전이 패널의 수직축 방향으로 형성된다. 면 방전형 플라즈마 디스플레이 패널은 쌍을 이루는 두 개의 유지전극이 동일한 기판상에 배치된 구조로서, 방전이 기판의 한 평면상에서 형성된다.
그런데, 상기한 대향 방전형 플라즈마 디스플레이 패널은 발광 효율(luminous efficacy)은 높은 반면에, 플라즈마에 의해 형광체층이 쉽게 열화되는 단점과 방전을 위해 고전압이 요구되는 단점이 있어서, 근래에는 면 방전형 플라즈마 디스플레이 패널이 주류를 이루고 있다.
도 1과 도 2에는 종래의 일반적인 면 방전형 플라즈마 디스플레이 패널이 도시되어 있다.
도 1과 도 2를 함께 참조하면, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널은 상호 대면하는 배면기판(10)과 전면기판(20)을 구비한다.
배면기판(10)의 상면에는 다수의 어드레스 전극(11)이 스트라이프(stripe) 형태로 배열되어 있으며, 이 어드레스 전극들(11)은 백색의 제1 유전체층(12)에 의해 매립되어 있다. 그리고, 제1 유전체층(12)의 상면에는 방전셀들(14)간의 전기적, 광학적 간섭을 방지하기 위한 다수의 격벽(13)이 서로 소정 간격을 두고 형성되어 있다. 이 격벽들(13)에 의해 구획된 방전셀들(14)의 내면에는 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체층(15)이 소정 두께 도포되어 있으며, 이 방전셀들(14) 내에 Ne, Xe 또는 이들이 혼합된 방전가스가 주입된다.
전면기판(20)은 가시광이 투과될 수 있는 투명기판으로서 주로 유리로 만들어지며, 격벽(13)이 마련된 배면기판(10)에 결합된다. 전면기판(20)의 저면에는 상기 어드레스 전극들(11)과 직교하는 스트라이프 형태의 유지전극들(sustaining electrode, 21a, 21b)이 쌍을 이루며 형성되어 있다. 상기 유지전극들(21a, 21b)은 가시광이 투과될 수 있도록 주로 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전성 재료로 이루어진다. 그리고, 상기 유지전극들(21a, 21b)의 라인 저항을 줄이기 위하여, 유지전극들(21a, 21b) 각각의 저면에는 금속재로 이루어진 버스전극들(22a, 22b)이 유지전극들(21a, 21b)보다 폭을 좁게 하여 형성되어 있다. 이러한 유지전극들(21a, 21b)과 버스전극들(22a, 22b)은 투명한 제2 유전체층(23)에 의해 매립되어 있으며, 제2 유전체층(23)의 저면에는 보호층(24)이 형성되어 있다. 상기 보호층(24)은 플라즈마 입자의 스퍼터링에 의한 제2 유전체층(23)의 손상을 방지하고, 2차 전자를 방출하여 방전전압과 유지전압을 낮추어 주는 역할을 하는 것으로, 일반적으로 산화마그네슘(MgO)으로 이루어진다.
그리고, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에는 통상적으로 전면기판(20)의 앞쪽에 전자파 차폐 필터(30)가 구비되어 있다. 플라즈마 디스플레이 패널을 구동시키면, 전자기파, 적외선 및 약 590 나노미터 영역에서의 네온광 등이 방사된다. 이때, 전자기파는 인체에 대한 유해성을 방지하기 위하여 차단시켜야 하고, 적외선영역의 빛은 리모콘등과 같은 휴대용 전자 기기들간의 오작동을 유발하기 때문에 차단할 필요가 있다. 또한, 590 나노미터 영역에서의 네온광은 화질의 향상을 위하여 차단할 필요가 있으며, 외광의 반사에 의한 시인성 저하를 방지하기 위하여 반사 방지 처리도 필요하다. 이러한 역할을 하는 전자파 차폐 필터(30)는 여러가지 구조의 것이 사용되고 있으며, 그 일례로서 도시된 바와 같이 투명한 유리 또는 플라스틱 기판(31)과, 상기 기판(31)의 표면에 부착된 반사 방지 필름(32)과, 기판(31)의 배면에 부착된 전자파 차폐층(33)과, 적외선 및 네온광 방지를 위한 선택파장 흡수 필름(34)으로 구성되어 있다.
이와 같은 구성을 가진 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 구동 타이밍은 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간으로 나눌 수 있다. 리셋 기간에서는 방전셀(14)에 어드레싱 동작이 원할히 수행되도록 하기 위해 각 방전셀(14)의 전하상태를 초기화시킨다. 어드레스 기간에서는, 선택된 방전셀(14)에서 어드레스 전극(11)과 하나의 유지전극(21a), 즉 Y 전극 사이에 어드레스 방전이 일어나며, 이 때 벽전하가 축적된다. 유지 기간에서는, 벽전하가 형성된 방전셀(14)에서 Y 전극(21a)과 다른 하나의 유지전극(21b), 즉 X 전극 사이에 유지 방전에 일어나게 된다. 이 유지 방전시에 방전가스로부터 발생되는 자외선에 의해 해당 방전셀(14)의 형광체층(15)이 여기되어 가시광이 발산되며, 이 가시광이 전면기판(20)을 통해 출사되면서 사용자가 인식할 수 있는 화상을 형성하게 된다.
플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 콘트라스트를 향상시키는 것은 매우 중요하다. 콘트라스트는 패널에서 표시되는 화상에서 밝은 부분과 어두운 부분의 밝기 비율로서 표시되는데, 밝은 부분은 주로 유지 방전에 의하여, 어두운 부분은 리셋 방전과 어드레스 방전에 의하여 출사되는 광으로 구성된다. 콘트라스트를 향상시키기 위해서는 밝은 부분을 더욱 밝게 하거나 어두운 부분을 더욱 어둡게 할 필요가 있다.
도 3에는 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서 계조에 따른 휘도의 변화를 보여주는 그래프가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 표시되는 계조와 휘도가 정비례하는 것이 이상적이나, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서는 상기한 바와 같이 리셋 기간과 어드레스 기간에서도 광이 출사되어 어두워야 할 부분에서도 어느 정도의 휘도를 나타내게 된다. 즉, 저계조 표현 능력(low gray scale expression)이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 리셋 방전은 모든 방전셀에서 일어나므로, 이러한 리셋 방전에 의해 출사되는 광과 외부 광의 반사에 의해 명실 콘트라스트(bright contrast)가 낮아지는 문제점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 특히 전면기판의 앞쪽에 광 투과율 제어 수단을 구비함으로써 발광이 요구되지 않는 기간에는 광의 투과율을 낮추어 저계조 표현 능력을 향상시킨 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널을 일부 절제 도시한 분리 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 플라즈마 디스플레이 패널의 수직 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서 계조에 따른 휘도의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 일부 절제 도시한 분리 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 수직 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 일렉트로크로믹 필터가 전면기판의 표면에 적층된 상태를 보여주는 수직 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에서의 단위 프레임의 구성을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서 계조에 따른 휘도의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 수직 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 투과율 가변창에 전계가 인가되지 않은 경우, 현탁액내의 광편광 입자의 배열상태를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 9에 도시된 투과율 가변창에 전계가 인가된 경우, 현탁액내의 광편광 입자의 배열상태를 보여주는 도면이다.
도 12는 도 9에 도시된 투과율 가변창의 전계 인가 여부에 따른 광 투과율을 보여주는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110...배면기판 111...어드레스 전극
112...제1 유전체층 113...격벽
114...방전셀 115...형광체층
120...전면기판 121a,121b...유지전극
122a,122b...버스전극 123...제2 유전체층
124...보호층 130...전자파 차폐 필터
131...기판 132...반사 방지 필름
133...전자파 차폐층 134...선택파장 흡수 필름
140,140'...일렉트로크로믹 필터 141...제1 투명기판
142...제1 도전층 143...이온 저장층
144...이온 전도층 145...일렉트로크로믹 층
146...제2 도전층 147...제2 투명기판
148...전원 200...투과율 가변창
210...편광 필름 211...고분자 수지
212...광편광 현탁액 213...현탁재
214...광편광 입자 221...제1 도전층
222...제2 도전층 230...전원
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은,
서로 대향되게 배치되어 그들 사이에 방전셀들을 형성하는 전면기판 및 배면기판과, 상기 전면기판 앞쪽에 배치되는 전자파 차폐 필터를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,
상기 전면기판과 상기 전자파 차폐 필터 사이에, 발광이 요구되지 않는 기간에는 상기 방전셀들로부터 상기 전면기판을 통해 출사되는 광의 투과율을 낮추는 광 투과율 제어 수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 광 투과율 제어 수단은 리셋 기간과 어드레스 기간에는 보다 낮은 광 투과율을 가지며, 유지 기간에는 보다 높은 광 투과율을 가지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 광 투과율 제어 수단으로서, 전계를 인가하면 광의 흡수량이 증가하여 광 투과율이 낮아지고, 전계를 제거하면 광 투과율이 높아지는 일렉트로크로믹 필터를 사용할 수 있다.
상기 일렉트로크로믹 필터는, 투명한 도전성 물질로 이루어진 제1 도전층과; 상기 제1 도전층의 표면에 형성되며, 이온들을 가지고 있는 이온 저장층과; 상기 이온 저장층의 표면에 형성되며, 전해질로 이루어진 이온 전도층과; 상기 이온 전도층의 표면에 형성된 일렉트로크로믹 층과; 상기 일렉트로크로믹 층의 표면에 형성되며, 투명한 도전성 물질로 이루어진 제2 도전층을 포함할 수 있으며, 상기 제1 도전층과 제2 도전층에는 전원이 연결된다. 이 경우, 상기 일렉트로크로믹 필터는상기 전면기판의 표면 또는 상기 전자파 차폐 필터의 배면에 적층될 수 있다.
또한, 상기 일렉트로크로믹 필터는 상기 제1 및 제2 도전층 각각의 바깥쪽 표면에 형성된 제1 및 제2 투명기판을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 투명기판은 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 것이 바람직하다.
한편, 상기 광 투과율 제어 수단으로서, 전계를 인가하면 광 투과율이 높아지고, 전계를 제거하면 광 투과율이 낮아지는 투과율 가변창을 사용할 수 있다.
상기 투과율 가변창은, 고분자 수지내에 광편광 현탁액이 미세한 액적의 형태로 분산된 구조를 가진 편광 필름과; 상기 편광 필름의 양면에 각각 형성되며, 투명한 도전성 박막으로 이루어진 제1 및 제2 도전층;을 포함할 수 있으며, 상기 제1 도전층과 제2 도전층에는 전원이 연결된다.
그리고, 상기 투과율 가변창은 상기 전면기판의 표면에 부착되거나, 또는 상기 전자파 차폐 필터의 배면에 부착될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널을 일부 절제 도시한 분리 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 플라즈마 디스플레이 패널의 수직 단면도이다.
도 4와 도 5를 함께 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 서로 대향되게 배치되는 배면기판(110) 및 전면기판(120)과, 상기전면기판(120)의 앞쪽에 배치되는 전자파 차폐 필터(130)와, 상기 전면기판(120)과 전자파 차폐 필터(130) 사이에 배치되는 광 투과율 제어 수단으로서 일렉트로크로믹 필터(Electrochromic Filter, 140)를 구비한다.
상기 배면기판(110)으로는 유리 기판이 사용될 수 있으며, 그 상면에는 다수의 어드레스 전극(111)이 스트라이프 형태로 형성된다. 상기 어드레스 전극들(111)은 배면기판(110)의 상면에 형성되는 제1 유전체층(112)에 의해 매립된다. 상기 제1 유전체층(112)은 배면기판(110)의 상면에 백색의 유전물질을 소정 두께로 도포함으로써 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 유전체층(112)의 상면에는 방전셀들(114)간의 전기적, 광학적 간섭을 방지하기 위해 방전셀들(114)을 구획하는 다수의 격벽(113)이 서로 소정 간격을 두고 형성된다. 상기 방전셀들(114) 내에는 Ne, Xe 또는 이들이 혼합된 방전가스가 주입되며, 상기 방전셀들(114)을 둘러싸는 제1 유전체층(112)의 상면과 격벽들(113)의 측면에는 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 형광체층(115)이 소정 두께 도포된다.
상기 전면기판(120)으로는 가시광이 투과될 수 있는 투명기판으로서 주로 유리로 만들어지며, 그 저면에는 상기 어드레스 전극들(112)과 직교하는 스트라이프 형태로 다수의 유지전극들(121a, 121b)이 형성된다. 상기 유지전극들(121a, 121b)은 X 전극(121b)과 Y 전극(121a)이 쌍을 이루도록 배치된다. 그리고, 상기 유지전극들(121a, 121b)은 가시광이 투과될 수 있도록 투명한 도전성 재료인 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진다. 이러한 ITO는 비교적 저항이 높으므로, 라인 저항을 줄이기 위해 상기 유지전극들(121a, 121b) 각각의 저면에는 도전성 우수한 금속재로이루어진 버스전극(122a, 122b)이 형성된다. 상기 유지전극들(121a, 121b)과 버스전극들(122a, 122b)은 전면기판(120)의 저면에 형성되는 제2 유전체층(123)에 의해 매립된다. 상기 제2 유전체층(123)은 전면기판(120)의 저면에 투명한 유전물질을 소정 두께로 도포함으로써 형성될 수 있다. 상기 제2 유전체층(113)의 저면에는 보호층(124)이 형성된다. 상기 보호층(124)은 플라즈마 입자의 스퍼터링에 의해 제2 유전체층(123)과 유지전극들(121a, 121b)이 손상되는 것을 방지하고, 2차 전자를 방출하여 방전전압과 유지전압을 낮추어 주는 역할을 한다. 상기 보호층(124)은 제2 유전체층(123)의 저면에 예컨대 산화마그네슘(MgO)을 소정 두께로 도포함으로써 형성될 수 있다.
상기 전자파 차폐 필터(130)는 투명한 유리 또는 플라스틱 기판(131)과, 상기 기판(131)의 표면에 부착된 반사 방지 필름(132)과, 기판(131)의 배면에 부착된 전자파 차폐층(133)과, 적외선 및 네온광 방지를 위한 선택파장 흡수 필름(134)으로 구성된다. 이 외에도, 상기 전자파 차폐 필터(130)는 알려진 여러가지 구조의 것이 사용될 수 있다.
상기 일렉트로크로믹 필터(140)는 본 발명의 특징부로서, 소정 간격을 두고 서로 대향하는 제1 및 제2 투명기판(141, 147)과, 제1 및 제2 투명기판(141, 147) 사이에 적층된 다수의 물질층(142 ~ 146)을 구비한다.
상기 제1 투명기판(141)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 상기 제1 투명기판(141) 상에는 투명한 도전성 물질로 이루어진 제1 도전층(142)이 형성된다. 제1 도전층(142)은 ITO와 같은 산화막으로 이루어질 수 있다. 상기 제1 도전층(142)의 표면에는 이온 저장층(143)이 형성된다. 상기 이온 저장층(143)에는 수소 이온과 리튬 이온과 같은 다수의 양이온이 저장되어 있다. 상기 이온 저장층(143)의 표면에는 이온 전도층(144)이 형성된다. 상기 이온 전도층(144)은 전해질로 이루어진다. 상기 이온 전도층(144)의 표면에는 일렉트로크로믹 층(145)이 형성된다. 상기 일렉트로크로믹 층(145)의 표면에는 제2 도전층(146)이 형성된다. 상기 제2 도전층(146)도 ITO와 같은 투명한 도전성 산화물로 이루어질 수 있다. 상기 제2 도전층(146)의 표면에는 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 상기 제2 투명기판(147)이 형성된다. 그리고, 상기 제1 및 제2 도전층(142, 146)에는 전원(148)이 연결되어 그들 사이에 전계를 인가하게 된다.
상기한 바와 같은 구조를 가진 일렉트로크로믹 필터(140)는 도시된 바와 같이 별도의 부재로서 전면기판(120)과 전자파 차폐 필터(130) 사이에 설치될 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 일렉트로크로믹 필터가 전면기판의 표면에 적층된 상태를 보여주는 수직 단면도이다.
도 6을 참조하면, 일렉트로크로믹 필터(140')는 전면기판(120)의 표면에 직접 형성될 수 있다. 이 경우, 일렉트로크로믹 필터(140')에는 도 5에 도시된 제1 및 제2 투명기판(141, 147)이 구비되지 않을 수 있다. 즉, 전면기판(120)의 표면에 직접 형성되는 일렉트로크로믹 필터(140')는, 전면기판(120)의 표면에 적층되는 제1 도전층(142)과, 상기 제1 도전층(142) 위에 순차 적층되는 이온 저장층(143), 이온 전도층(144), 일렉트로크로믹 층(145), 제2 도전층(146)을 구비한다. 그리고,상기 제1 및 제2 도전층(142, 146) 사이에 전계를 인가하기 위한 전원(148)은 구비한다.
한편, 상기 일렉트로크로믹 필터(140')는 전자파 차폐 필터(130)의 배면에 적층될 수도 있다.
상기한 바와 같은 구조를 가진 일렉트로크로믹 필터는 잘 알려져 있는 바와 같이 전계 인가 여부에 따라 광 투과율이 변하는 특성을 가진다. 즉, 상기 일렉트로크로믹 필터(140)는 전계를 인가하면 광의 흡수량이 증가하여 광 투과율이 낮아지고, 전계를 제거하면 가역적으로 광 투과율이 높아지게 된다.
이러한 특성을 가진 일렉트로크로믹 필터를 이용하면, 아래의 도 7을 참조하며 설명되는 바와 같이 발광이 요구되지 않는 기간, 즉 리셋 기간과 어드레스 기간에서는 광 투과율을 낮춤으로써 플라즈마 디스플레이 패널의 저계조 표현 능력을 향상시킬 수 있게 된다.
도 7에는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에서의 단위 프레임의 구성이 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 가로축은 시간의 흐름을 나타내며, 한 프레임은 화면에 1장의 그림을 출력하기 위한 시간으로서 일반적으로 16.67msec이다. 한 프레임은 몇 개의 서브 필드(SF1 ~ SF8)로 분할되며, 각 서브 필드(SF1 ~ SF8)는 각각 리셋 기간, 어드레스 기간 및 유지 기간으로 구성된다. 예컨대, 256 계조를 표시하는 경우, 한 프레임은 8 개의 서브 필드(SF1 ~ SF8)로 분할되며, 각 서브 필드(SF1 ~SF8)의 유지 기간의 시간은 2n(n은 0, 1, 2, ...7)으로 된다.
리셋 기간에서는 방전셀에 어드레싱 동작이 원할히 수행되도록 하기 위해 리셋 방전에 의해 각 방전셀의 전하상태를 초기화시킨다. 어드레스 기간에서는, 선택된 방전셀에서 어드레스 전극과 Y 전극 사이에 어드레스 방전이 일어나며, 이 때 벽전하가 축적된다. 유지 기간에서는, 벽전하가 형성된 방전셀에서 Y 전극과 X 전극 사이에 유지 방전에 일어나게 된다. 상기한 각 방전에 의해 광이 방사되며, 이에 따라 각 기간마다 일정한 휘도를 나타내게 된다.
일반적으로, 리셋 기간에서는 하나의 리셋 펄스에 대해 0.1 cd/㎡의 휘도를 나타내며, 어드레스 기간에서는 하나의 어드레스 펄스에 대해 0.3 cd/㎡의 휘도를 나타내고, 유지 기간에서는 하나의 유지 펄스에 대해 0.5 cd/㎡의 휘도를 나타낸다. 따라서, 각 기간에서의 펄스의 수와 상기한 펄스당 휘도를 곱하게 되면, 각 기간에서의 휘도를 산출할 수 있다. 이와 같이 산출된 리셋 기간의 휘도(Breset), 어드레스 기간에서의 휘도(Baddress) 및 유지 기간에서의 휘도(Bsustain)를 합하면 한 프레임에서의 전체 휘도(Btotal)를 산출할 수 있다.
아래 표 1은, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널과 일렉트로크로믹 필터를 사용하는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널 각각에 있어서, 상기한 바와 같이 산출된 리셋 기간의 휘도(Breset), 어드레스 기간에서의 휘도(Baddress), 유지 기간에서의 휘도(Bsustain) 및 전체 휘도(Btotal)의 변화를 보여준다.
계조(Gray Level) Breset(cd/㎡) Baddress(cd/㎡) Bsustain(cd/㎡) Btotal(cd/㎡) 휘도(B)감소율
종래 본발명 종래 본발명 종래 본발명 종래 본발명
256 0.8 0.32 2.4 0.96 128 128 131.2 129.28 -1.5%
7 0.8 0.32 0.9 0.36 3.5 3.5 5.2 4.18 -19.6%
0 0.8 0.32 0 0 0 0 0.8 0.32 -60.0%
도 7과 상기 표 1을 참조하면서, 먼저 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 예컨대 0, 7 및 256 계조를 표시하는 각각의 경우 각 기간에서의 휘도를 설명한다.
리셋 펄스는 8 개의 서브 필드(SF1 ~ SF8) 각각에서 한 번씩 인가되며, 이에 따라 한 프레임에서의 리셋 기간의 휘도(Breset)는 0.8 cd/㎡이 된다. 이와 같은 리셋 기간의 휘도(Breset)는 0, 7 및 256 계조를 표시하는 각각의 경우에서 모두 동일하다.
어드레스 펄스는 계조에 따라 달라지게 되며, 0의 계조를 표시하는 경우에는 어드레스 펄스는 인가되지 아니하고, 7의 계조를 표시하는 경우에는 세 개의 서브 필드(SF1 ~ SF3)에서만 각각 한 번씩 인가되며, 256 계조를 표시하는 경우에는 8 개의 서브 필드(SF1 ~ SF3) 각각에서 한 번씩 인가된다. 이에 따라, 한 프레임에서의 어드레스 기간의 휘도(Baddress)는 상기 계조 표시에 따라 각각 0, 0.9, 2.4 cd/㎡이 된다.
유지 펄스도 계조에 따라 달라지게 되며, 0의 계조를 표시하는 경우 한 프레임에서의 유지 기간의 휘도(Bsustain)는 0 이되고, 7의 계조를 표시하는 경우에는 세개의 서브 필드(SF1 ~ SF3)에서 1, 2, 4 번의 유지 펄스가 각각 인가되므로 유지 기간의 휘도(Bsustain)는 3.5 cd/㎡이 되며, 256 계조를 표시하는 경우에는 8 개의 서브 필드(SF1 ~ SF3)에서 1, 2, 4, ...128 번의 유지 펄스가 각각 인가되므로 유지 기간의 휘도(Bsustain)는 128 cd/㎡이 된다.
따라서, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서는, 0, 7 및 256 계조를 표시하는 경우에 한 프레임에서의 전체 휘도(Btotal)는 각각 0.8, 5.2, 131.2 cd/㎡이 된다.
한편, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서, 일렉트로크로믹 필터를 사용하여 리셋 기간과 어드레스 기간에서 광 투과율을 낮추게 되면, 0, 7 및 256 계조를 표시하는 각각의 경우 각 기간에서의 휘도는 아래와 같이 나타난다.
이 때, 일렉트로크로믹 필터의 광 투과율은 전계가 인가되지 않은 경우에는 100%, 전계가 인가된 경우에는 40%로 가정하였다.
일렉트로크로믹 필터에 의해 광 투과율이 40%로 낮아지므로, 리셋 기간의 휘도(Breset)는 0, 7 및 256 계조를 표시하는 각각의 경우에서 모두 0.32 cd/㎡로 낮아지게 된다. 또한, 어드레스 기간의 휘도(Baddress)도 상기 계조 표시에 따라 각각 0, 0.36, 0.96 cd/㎡으로 낮아지게 된다.
그러나, 유지 기간에서는 일렉트로크로믹 필터의 광 투과율이 100%가 되므로, 유지 기간의 휘도(Bsustain)는 변함 없이 상기 계조 표시에 따라 각각 0, 3.5,128 cd/㎡이 된다.
따라서, 0, 7 및 256 계조를 표시하는 경우에 한 프레임에서의 전체 휘도(Btotal)는 각각 0.32, 4.18, 129.28 cd/㎡이 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 256 계조 표시의 경우에는 종래에 비해 1.5% 정도의 휘도 감소율을 보이는데 반하여, 7 또는 0의 계조 표시의 경우에는 19.6% 또는 60%의 휘도 감소율을 나타낸다. 즉, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 의하면, 고계조 표시의 경우에는 전체 휘도의 저하가 거의 일어나지 않는데 반하여, 저계조 표시의 경우에는 전체 휘도가 보다 많이 저하된다.
도 8에는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서 계조에 따른 휘도의 변화를 보여주는 그래프가 도시되어 있다.
도 8을 참조하면, 상기한 바와 같이 리셋 기간과 어드레스 기간에는 일렉트로크로믹 필터의 광 투과율이 낮아져 이를 통해 출사되는 광량이 감소된다. 따라서, 저계조에서의 휘도가 종래보다 낮아져 이상적인 값에 근접하게 되므로, 어두운 부분이 더욱 어둡게 되어 콘트라스트가 높아지며 저계조 표현 능력이 향상된다. 또한, 리셋 방전에 의해 출사되는 광량이 감소되어 명실 콘트라스트도 높아지게 된다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 수직 단면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 투과율 가변창에 전계가 인가되지 않은 경우, 현탁액내의 광편광 입자의 배열상태를 보여주는 도면이며, 도 11은 도 9에 도시된 투과율 가변창에 전계가 인가된 경우, 현탁액내의 광편광 입자의 배열상태를 보여주는 도면이다.
도 9와 도 10을 함께 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널은, 서로 대향되게 배치되는 배면기판(110) 및 전면기판(120)과, 상기 전면기판(120)의 앞쪽에 배치되는 전자파 차폐 필터(130)와, 상기 전면기판(120)과 전자파 차폐 필터(130) 사이에 배치되는 광 투과율 제어 수단으로서 투과율 가변창(200)을 구비한다.
상기 배면기판(110), 전면기판(120) 및 전자파 차폐 필터(130)의 구성은 전술한 제1 실시예와 동일하므로, 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 투과율 가변창(200)은, 전계 인가 여부에 따라 광 투과율이 변하는 편광 필름(210)과, 상기 편광 필름(210)의 양면에 각각 형성된 제1 및 제2 도전층(221, 222)을 구비한다.
상기 제1 및 제2 도전층(221, 222)은 투명한 도전성 박막으로 이루어지며, 이들 각각에는 전원(230)이 연결된다.
상기 편광 필름(210)은 고분자 수지(211) 내에 광편광 현탁액(212)이 미세한 액적의 형태로 분산된 구조를 가진다. 그리고, 광편광 현탁액(212)은 현탁재(213) 내에 광편광 입자들(light-polarizing particles, 214)이 부유되어 있는 액상으로 이루어진다.
상기한 바와 같은 구조를 가진 투과율 가변창(200)은 도시된 바와 같이 별도의 부재로서 전면기판(120)과 전자파 차폐 필터(130) 사이에 설치될 수 있다. 그리고, 상기 투과율 가변창(200)은 전면기판(120)의 표면에 직접 부착될 수도 있으며, 전자파 차폐 필터(130)의 배면에 직접 부착될 수도 있다.
도 10을 참조하면, 상기 투과율 가변창(200)의 제1 도전층(221)과 제2 도전층(222)에 연결된 전원(230)이 차단된 경우에는, 상기 편광 필름(210)에는 전계가 인가되지 않는다. 이 상태에서는, 편광 필름(210) 내의 광편광 현탁액(212) 내에 들어 있는 광편광 입자들(214)은 무질서한 브라운 운동을 하게 되고, 이에 따라 편광 필름(210)에 입사되는 광은 광편광 입자들(214)에 흡수, 산란 및 반사되어 편광 필름(210)을 거의 투과하지 못하게 된다.
그러나, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 투과율 가변창(200)의 제1 도전층(221)과 제2 도전층(222)에 연결된 전원(230)으로부터 전압이 인가되면, 상기 편광 필름(210)에는 전계가 인가된다. 이 상태에서는, 편광 필름(210) 내의 광편광 현탁액(212) 내에 들어 있는 광편광 입자들(214)이 전계의 인가에 따라 분극되어 전기장의 방향과 평행하게 배열된다. 이에 따라 편광 필름(210)에 입사되는 광은 평행 배열된 광편광 입자들(214) 사이를 통과하여 편광 필름(210)을 투과할 수 있게 된다.
도 12는 도 9에 도시된 투과율 가변창의 전계 인가 여부에 따른 광 투과율을 보여주는 그래프이다.
도 12의 그래프를 보면, 투과율 가변창에 전계가 인가되지 않은 때(off 상태)에는 파장에 따라 대략 1 ~ 30% 정도의 투과율을 나타내며, 전계가 인가된 때(on 상태)에는 파장에 따라 대략 60 ~ 70% 정도의 투과율을 나타냄을 알 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서는, 전계의 인가 여부에 따라 투과율 가변창의 광 투과율이 변하게 되므로, 리셋 기간과 어드레스 기간에는 전계를 인가하여 방전셀로부터 전면기판을 통해 출사되는 광의 투과율을 낮추고, 유지 기간에는 전계를 차단하여 출사되는 광의 투과율이 높아지도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널도 전술한 제1 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 개시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예컨대, 본 발명은 도시된 면 방전형 플라즈마 디스플레이 패널뿐만 아니라 다양한 구조를 가진 플라즈마 디스플레이 패널에도 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 의하면, 전면기판의 앞쪽에 광 투과율 제어 수단을 구비함으로써, 리셋 기간과 어드레스 기간과 같이 발광이 요구되지 않는 기간에는 광 투과율이 낮아져 출사되는 광량이 감소되므로 저계조 표현 능력이 향상된다. 따라서, 어두운 부분이 더욱 어둡게 되므로 콘트라스트가 높아지게 된다. 그리고, 리셋 방전에 의해 출사되는 광량이 감소되어 명실 콘트라스트도 높아지는 장점이 있다.

Claims (13)

  1. 서로 대향되게 배치되어 그들 사이에 방전셀들을 형성하는 전면기판 및 배면기판과, 상기 전면기판 앞쪽에 배치되는 전자파 차폐 필터를 구비하는 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,
    상기 전면기판과 상기 전자파 차폐 필터 사이에, 발광이 요구되지 않는 기간에는 상기 방전셀들로부터 상기 전면기판을 통해 출사되는 광의 투과율을 낮추는 광 투과율 제어 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광 투과율 제어 수단은 리셋 기간과 어드레스 기간에는 보다 낮은 광 투과율을 가지며, 유지 기간에는 보다 높은 광 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광 투과율 제어 수단은, 전계를 인가하면 광의 흡수량이 증가하여 광 투과율이 낮아지고, 전계를 제거하면 광 투과율이 높아지는 일렉트로크로믹 필터인 것을 특징으로 하는 플라즈는 디스플레이 패널.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 일렉트로크로믹 필터는,
    투명한 도전성 물질로 이루어진 제1 도전층;
    상기 제1 도전층의 표면에 형성되며, 이온들을 가지고 있는 이온 저장층;,
    상기 이온 저장층의 표면에 형성되며, 전해질로 이루어진 이온 전도층;,
    상기 이온 전도층의 표면에 형성된 일렉트로크로믹 층; 및
    상기 일렉트로크로믹 층의 표면에 형성되며, 투명한 도전성 물질로 이루어진 제2 도전층;을 포함하며,
    상기 제1 도전층과 제2 도전층에는 전원이 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 일렉트로크로믹 필터는 상기 전면기판의 표면에 적층되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 일렉트로크로믹 필터는 상기 전자파 차폐 필터의 배면에 적층되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 일렉트로크로믹 필터는 상기 제1 및 제2 도전층 각각의 바깥쪽 표면에형성된 제1 및 제2 투명기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 투명기판은 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광 투과율 제어 수단은, 전계를 인가하면 광 투과율이 높아지고, 전계를 제거하면 광 투과율이 낮아지는 투과율 가변창인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제 9항에 있어서, 투과율 가변창은,
    고분자 수지내에 광편광 현탁액이 미세한 액적의 형태로 분산된 구조를 가진 편광 필름; 및
    상기 편광 필름의 양면에 각각 형성되며, 투명한 도전성 박막으로 이루어진 제1 및 제2 도전층;을 포함하며,
    상기 제1 도전층과 제2 도전층에는 전원이 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 광편광 현탁액은 현탁재 내에 광편광 입자들이 부유되어 이루어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 투과율 가변창은 상기 전면기판의 표면에 부착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 투과율 가변창은 상기 전자파 차폐 필터의 배면에 부착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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