(57)【要約】【課題】プラズマディスプレイ素子の表示面の上部に、エレクトロウェッティング現象によって動く黒色有機溶液を適用した光シャッターを備え、非表示期間中に前記光シャッターに電圧を加えないようにしてパネルから放出される光を透過させなく、表示期間中には光シャッターの電極に反対極性の電圧を加えてパネルから放出される光を透過させることにより、微小放電によるコントラスト特性の劣化を防止するようにしたプラズマディスプレイパネル用光シャッター及びその駆動方法を提供する。【解決手段】本発明は、第１電極パターン及び疎水性表面を持つ誘電層を備えた第１透明基板と、前記誘電層上に形成されて動作区域を分割する隔壁と、前記隔壁の内部を満たす黒色有機溶液及び水溶液と、前記隔壁の上部に形成されて第２電極パターンを持つ第２透明基板と、を含む。【選択図】図２
2005173605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極パターン及び誘電層を備えた第１透明基板と、
前記誘電層上に形成されて動作区域を分割する隔壁と、
前記隔壁内部を満たす溶液と、
前記隔壁の上部に形成されて第２電極パターンを持つ第２透明基板と、を含むことを特徴とする光シャッター。
【請求項２】
前記誘電層は疎水性表面を持つことを特徴とする請求項１記載の光シャッター。
【請求項３】
前記溶液は黒色有機溶液及び水溶液を含むことを特徴とする請求項１記載の光シャッター。
【請求項４】
第１電極パターン及び疎水性表面を持つ誘電層を備えた第１透明基板と、
前記誘電層上に形成されて動作区域を分割する隔壁と、
前記隔壁内部を満たす黒色有機溶液及び水溶液と、
前記隔壁の上部に形成されて第２電極パターンを持つ第２透明基板と、を含むことを特徴とする光シャッター。
【請求項５】
前記誘電層はポリイミド或いはパリレンからなり、その厚さは１０μｍ以下であり、その表面にはフッ素系ポリマーを０.１μｍ以内にコーティングして疎水性表面を形成したことを特徴とする請求項４記載の光シャッター。
【請求項６】
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前記水溶液は蒸溜水または電解質を溶かした水溶液であり、電解質を溶かした水溶液の場合、電解質濃度を０.３モル／リットル以下とすることを特徴とする請求項４記載の光シャッター。
【請求項７】
前記有機溶液は、炭素数１０〜１６のアルカンを溶媒として非極性黒色染料を溶かしたものであることを特徴とする請求項４記載の光シャッター。
【請求項８】
前記第１電極パターンと第２電極パターンは相互に対称であり、前記第１電極パターンと第２電極パターンに電圧を加える場合、黒色有機溶液の集まる部分は前記各電極がパターン除去された部分であることを特徴とする請求項４記載の光シャッター。
【請求項９】
前記第１電極パターンと第２電極パターンの電極除去部分は、プラズマディスプレイパネルの上板に形成されたブラックマトリックス位置に一致することを特徴とする請求項４記載の光シャッター。
【請求項１０】
前記第１基板及び第２基板はガラス組成物またはフィルム（ＰＥＴ、ＰＥなど）からなることを特徴とする請求項４記載の光シャッター。
【請求項１１】
プラズマディスプレイパネル表示面の上部に配置した有機溶液光シャッターを駆動する方法において、
プラズマディスプレイ駆動のためのセル初期化及びセル選択が行われる非表示期間中には、パネルから放出される光を有機溶液によって遮断する段階と、
前記非表示期間中に選択されたセルを発光させる表示期間中には、前記光シャッターの電極に反対極性の電圧を加えて、パネルから放出される光を有機溶液の除去された光シャッター部分を透過させる段階と、を含むことを特徴とする光シャッター駆動方法。
【請求項１２】
前記光シャッターの駆動のために提供される電圧は、少なくとも８０Ｖ以上とし、好ましくは１００Ｖ以上とすることを特徴とする請求項１１記載の光シャッター駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネル用光シャッター及びその駆動方法に係り、特、に、エレクトロウェッティング（electro wetting）による選択的シャッター駆動が可能な光シャッターをプラズマディスプレイパネルの発光部上に適用し、表示区間中にのみ光シャッターを開放させることでコントラストを改善するようにしたプラズマディスプレイパネル用光シャッター及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、大画面壁掛けテレビであるプラズマディスプレイパネル（PlasmaDisplay Panel以下、「ＰＤＰ」という）が３０インチから７６インチまで開発されており、ＰＤＰ製造業社は低コストを実現して家庭用で普及するために熾烈に競争している。
【０００３】
ＴＥＴ液晶表示素子ＬＣＤ、有機ＥＬ、ＦＥＤなどとともに次世代表示素子として脚光を浴びているＰＤＰ素子は、隔壁（barrier rib）によって隔離された放電セル内でＨｅ＋Ｘｅ、またはＮｅ＋Ｘｅガスの放電時に発生する１４７ｎｍの紫外線がＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体を励起させてその蛍光体が励起状態から基底状態に復帰する時のエネルギーの差による発光現象を用いる表示素子である。
【０００４】
このようなＰＤＰは、その具現方式によって多様な構造を有しているが、ほとんどの場合、各セルを駆動させるための電極バスを配置し、各セルが発光させる蛍光体を隔壁で分けられたセル領域に塗布するという点では類似した構造をなしている。
【０００５】
図１は、一般的な交流型ＰＤＰ素子を示す斜視図である。先ず、ＰＤＰ素子の下板は、下部ガラス基板１上の一部に形成された放電セルのアドレス電極２と、前記アドレス電極２の上部全面に形成された下板誘電層３と、前記誘電層３上に形成されて放電セルを隔離させる隔壁４と、前記隔壁４によって隔離された誘電層３上に形成される蛍光体５と、からなる。前記誘電層３や隔壁４には、蛍光体５によって生成される可視光を反射するために若干の反射物質を含むことができ、前記下部ガラス基板１の上部には、前記ガラス基板１に含まれたアルカリイオンの浸透を防止する遮断膜をさらに形成することもできる。
【０００６】
また、プラズマディスプレイパネル素子の上板は、上部ガラス基板１１上に形成された透明電極１２及びその透明電極１２の抵抗値を低めるバス電極１３と、前記透明電極１２及びバス電極１３を含む上部ガラス基板１１の上部全面に形成された誘電層１４と、前記誘電層１４上の全面に形成されてプラズマ放電による誘電層１４の損傷を防止する保護層１５と、からなり、このように形成された上板は、保護層１５が前記下板の隔壁４及び蛍光体５と対向するように設置される。
【０００７】
前記一般的なプラズマディスプレイ素子の上板構造において、透明電極１２とバス電極１３の対からなる電極は、スキャンｓｃａｎ電極とサステインｓｕｓｔａｉｎ電極として動作し、提供される電圧の差によって放電が発生するようになり、この際に発生する紫外線によって放電セル内の蛍光体５が励起されて可視光が現われる。この場合、プラズマディスプレイ素子は、ビデオデータによってセルの放電維持期間、すなわち維持放電回数を調節して映像表示に必要な階調（Gray Scale）を具現する。
【０００８】
このようなプラズマディスプレイ素子の駆動方法としては、画面非表示期間と画面表示期間、すなわち放電維持期間とに分けて駆動するＡＤＳ（Address and Display Separation）駆動方法を主に使用している。ＡＤＳ駆動方法では、一つのフレームをｎ個のサブフィールドに分け、各サブフィールドをさらにリセット期間とアドレス期間と維持期間とに分割する。
【０００９】
ここで、リセット期間は、次のアドレッシングを可能にする初期条件を形成する期間であって、各セルが一様の明るさを有する安定した動作を行うために、アドレス期間の直前に壁電荷が再現性よく一定の状態を持つようにする。
【００１０】
前記アドレス期間は、データパルスによって点灯すべきセルと消灯すべきセルとを選択する期間である。また、維持期間は、アドレス期間で点灯しているセルに対する放電を維持する期間である。
【００１１】
前記リセット期間とアドレス期間中には画面表示が行われないので非表示期間と言え、維持期間中には画面表示が行われるので表示期間と言える。
【００１２】
したがって、実質的に画面が表示される期間は放電維持期間、すなわち画面表示期間になる。よって、前記維持期間の前に放電が起こるセルを選択するリセット期間及びアドレス期間中には放電による発光が行われないことが望ましいが、実質的に前記リセット及びアドレス期間中には全体パネル領域のセルを初期化するから微小放電が発生する。これは、パネルの黒色（black）輝度を増加させる原因となち、映像のコントラスト特性を劣化させて鮮明度を低下させる。
【００１３】
上述したような従来プラズマディスプレイ素子は、放電が行われるセルを初期化及び選択する非表示期間と、実際放電を維持させて画面を表示する表示期間とに分けられた駆動方法を用いることから、実際には画面が表示されない非表示期間中に発生する微小放電によってコントラストが劣化して鮮明度が低下し、これにより表示品位が低下してしまうという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、かかる従来の問題点を解決するためのもので、その目的は、プラズマディスプレイ素子の表示面の上部に、エレクトロウェッティング現象によって動く黒色有機溶液を適用した光シャッターを備え、非表示期間中には前記光シャッターに電圧を加えないようにしてパネルから放出される光を透過させず、表示期間中には光シャッターの電極に反対極性の電圧を加えてパネルから放出される光を透過させることにより、微小放電によるコントラスト特性の劣化を防止するようにしたプラズマディスプレイパネル用光シャッター及びその駆動方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るプラズマディスプレイパネル用光シャッターは、第１電極パターン及び疎水性表面を持つ誘電層を備えた第１透明基板と、前記誘電層上に形成されて動作区域を分割する隔壁と、前記隔壁の内部を満たす黒色有機溶液及び水溶液と、前記隔壁の上部に形成されて第２電極パターンを持つ第２透明基板と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るプラズマディスプレイパネル用光シャッターにおいて、前記誘電層はポリイミド或いはパリレンからなり、その厚さは１０μｍ以下であり、その表面にはフッ素系ポリマーを０.１μｍ以内にコーティングして疎水性表面を形成していることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るプラズマディスプレイパネル用光シャッターにおいて、前記水溶液は蒸溜水または電解質を溶かした水溶液であり、電解質を溶かした水溶液の場合、電解質濃度を０.３モル／リットル以下とすることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係るプラズマディスプレイパネル用光シャッターにおいて、前記有機溶液は、炭素数１０〜１６のアルカンを溶媒として非極性黒色染料を溶かしたものであることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るプラズマディスプレイパネル用光シャッターにおいて、前記第１電極パターンと第２電極パターンは相互に対称であり、前記第１電極パターンと第２電極パターンに電圧を加える場合、黒色有機溶液の集まる部分は前記各電極がパターン除去された部分であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係るプラズマディスプレイパネル用光シャッターにおいて、前記第１電極パターンと第２電極パターンの電極除去部分は、プラズマディスプレイパネルの上板に形成されたブラックマトリックス位置に一致することを特徴とする。
【００２１】
本発明に係るプラズマディスプレイパネル用光シャッターにおいて、前記第１基板及び第２基板は、ガラス組成物またはフィルム（ＰＥＴ、ＰＥなど）からなることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係るプラズマディスプレイパネル用光シャッター駆動方法は、プラズマディスプレイ駆動のためのセル初期化及びセル選択が行われる非表示期間中には、パネルから放出される光を有機溶液によって遮断する段階と、前記非表示期間中に選択されたセルを発光させる表示期間中には、前記光シャッターの電極に反対極性の電圧を加えて、パネルから放出される光を有機溶液が除去された光シャッター部分を透過させる段階と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明に係るプラズマディスプレイパネル用光シャッター駆動方法において、前記光シャッターの駆動のために提供される電圧は、少なくとも８０Ｖ以上とし、好ましくは１００Ｖ以上とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、プラズマディスプレイ素子表示面の上部に、エレクトロウェッティング現象によって動く黒色有機溶液と電圧提供用の一対の電極を適用した光シャッターを配置した後、非表示期間中に前記光シャッターに電圧を加えないようにしてパネルから放出される光を透過さず、表示期間中には光シャッターの電極に反対極性の電圧を加えてパネルから放出される光を透過させることにより、セルを初期化及び選択する画面の非表示期間中に発生する微小発光を完全に遮断してコントラストを改善することで画面表示の品位を高めることができる效果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を添付図を参照して詳しく説明する。
【００２６】
先ず、図２は、本発明の一実施形態の構成を示す断面図であって、本発明が提案する光シャッターを適用したプラズマディスプレイパネルを示した断面図である。
【００２７】
前記上部基板１１の上部に適用された光シャッターの構成を説明すると、光シャッター第１電極２２と疎水性表面を持つ光シャッター誘電層２３とが形成された光シャッター第１基板２１と、光シャッター第２電極２７を持つ光シャッター第２基板２８との間に、動作区間定義及び物理的な支持用の光シャッター隔壁２４を配置し、その間を水溶液２６と有機溶液２５で満たして光シャッターを完成する。前記表示部の全面を覆っている有機溶液２５は光の透過が不可能な物質であり、炭素数１０〜１６のアルカンを溶媒として非極性黒色染料を溶かしたものを使用する。また、それ以外の部分は蒸溜水または電解質を溶かした透明な水溶液２６で満たされている。
【００２８】
前記有機溶液２５は、水溶液２６に比べて重いので、光シャッターが動作しない場合、図示したように疎水性表面の光シャッター誘電層２３上に広がってプラズマディスプレイパネルからの光を遮断する。前記光シャッター隔壁２４は、適用されるプラズマディスプレイパネルの隔壁４と一致させることでセル単位で光シャッターの動作領域を分割することができる。
【００２９】
前記のような構成で前記光シャッターの第１電極２２と第２電極２７に反対極性の電圧を少なくとも８０Ｖ以上（好ましくは１００Ｖ以上）印加すると、疎水性表面を持つ光シャッター誘電層２３と前記有機溶液２５との間の接触特性が変化する。このような電圧による疎水性固体と液体との間の接触特性の変化をエレクトロウェッティング（electro wetting）現象といい、本発明ではそれを利用する。
【００３０】
前記第１電極２２と第２電極２７をパターニングして電極の一部が除去された領域を形成すると、電圧が印加された場合、有機溶液２５は電極が形成されない領域に集中し、電極が形成された領域の疎水性誘電層２３上では有機溶液２５が除去される。したがって、電圧が加えられるとシャッターが開かれ、プラズマディスプレイパネルから放出される光が前記光シャッターを透過する。
【００３１】
前記のような光透過性のため、前記光シャッター製造に使用される物質は、黒色非極性染料が混合された有機溶液２５を除いてはすべて透明な素材を使用する必要がある。
【００３２】
前記光シャッターの第１基板２１及び第２基板２８はガラス材質または透明なフィルムＰＥＴ、ＰＥなどからなり、前記第１電極２２及び第２電極２７は光透過率の高い物質（ＩＴＯ或いはＺｎＯ）などからなる。
【００３３】
前記疎水性表面を持つ誘電層２３はポリイミドまたはパリレンからなり、厚さを１０μｍ以下とし、その表面にはフッ素系ポリマーを０.１μｍ以内にコーティングして疎水性表面を形成する。
【００３４】
前記水溶液２６としては前述したように蒸溜水または電解質を溶かした水溶液を使用するが、電解質を溶かした水溶液を使用した場合、電解質濃度は０.３モル／リットル以下とする。
【００３５】
図３は、前述したエレクトロウェッティングによって押し出される有機溶液２５が集まることのできる領域を定義した光シャッター第１電極２２のパターンを示す平面図であって、一部の図示でいかにも相互に絶縁しているように見えるが、全体光シャッターの境界部分においてすべての電極が電気的に連結されていて、単一電極によって一括駆動できるということに注意する必要がある。勿論、個別駆動のために分割することもできるので、具体的な電気的回路構成によって本発明が制限されるのではない。
【００３６】
同図に示すように、透明な第１電極２２をパターニングして光シャッターの動作時に有機溶液が集中する領域を形成するが、この際、前記パターニング除去される部分は、前記光シャッターが適用されるプラズマディスプレイパネルの上板に形成されたブラックマトリックスに一致させることが望ましい。したがって、前記光シャッターの動作によって有機溶液の集まる部分が発光領域を遮断することを防止することにより、既存のプラズマディスプレイパネルの発光領域を最大限保存することができる。
【００３７】
前記図示した第１電極２２に誘電層２３を形成したのち有機溶液２５と水溶液２６を満たし、その上部に第２電極２７の形成された第２基板２８を配置した後、Ａ−Ａ’線の断面を見ると図２に示した光シャッターの断面図のようになる。すなわち、電極に電圧が加えられない場合、有機溶液２５は、前記第１電極２２部分と第１電極２２のパターニングされた部分とをすべて含む全領域に広がって光シャッターの光透過を遮断する。
【００３８】
図４および図５は前記光シャッターの第１電極２２と第２電極２７に電圧を加えた場合の有機溶液２５の動きを示すもので、図４は図３のＢ−Ｂ’線に沿った断面図であり、図５は図３のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。
【００３９】
図４に示すように、第１電極２２と第２電極２７の除去された部分の誘電層２３の上部に有機溶液２５が集まっている。該当方向に垂直となる断面図である図５に示すように、第１電極２２と第２電極２７のパターニングされた部分にのみ有機溶液２５が集まっており、それ以外の部分（電極が形成された部分）では有機溶液２５がすべて押し出されている。したがって、電圧が提供される間には光の透過が可能である。前記電極の形成された領域は、前記光シャッターの位置したプラズマディスプレイパネルの光放出領域と一致するので、比較的損失なしに光が放出される。
【００４０】
よって、前記光シャッターの第１電極と第２電極に電圧を加える時点を調節することにより、プラズマディスプレイの画面表示の可否を決定することができる。これを利用して表示するセルの初期化及び選択を行う画面非表示期間中には光シャッターに電圧を提供しないようにして光シャッターの閉鎖状態を維持させると、微弱な放出光を遮断することができる。その後、画面表示期間中には前記光シャッターに電圧を印加して光シャッターを開放することにより、表示映像の出力を行うことができる。
【００４１】
前記のような駆動方法によって画面のコントラストを改善することができ、これにより鮮明度を大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】一般的なプラズマディスプレイパネル素子を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光シャッターを有するプラズマディスプレイパネル素子を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光シャッターの第１電極パターンを示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光シャッターの動作を示す一側断面図である。
【図５】前記図４に対して垂直方向にある光シャッターの動作を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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