KR100221109B1

KR100221109B1 - 이미지 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR100221109B1
Application number: KR1019940702356A
Authority: KR
Inventors: 마사또 사이또; 료 스즈끼; 데쯔야 시로이시; 고우이찌 사꾸라이; 요시오 야마네; 히데노부 무라까미
Original assignee: 다니구찌 이찌로오; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤; 기타오카 다카시
Priority date: 1992-11-06
Filing date: 1993-11-04
Publication date: 1999-09-15
Also published as: WO1994011896A1; EP0630037A4; DE69323485T2; CA2127442C; KR940704050A; DE69323485D1; EP0630037B1; EP0630037A1; US5604394A; CA2127442A1

Abstract

본 발명의 목적은 전체 스크린상에 휘도 불균등이 없는 분명한 이미지를 만들고 절감된 경비로 제조된 가볍고 얇은 이미지 디스플레이 장치를 제공하는 것이다. 이미지 디스플레이 장치는 전자를 방사하는 실같은 핫 캐소드(1) ; 캐소드(1)로부터 방사된 전자를 가속하여 끌어내는 관통된 커버 전극(2) ; 전자 빔(2)이 통과하도록 전자-통과 구멍(4a)을 갖고 캐소드(1)에 실제로 병렬로 배치된 제어 전극(4)으로 전자 빔(12)을 제어하는데 적용되는 제어 전극(4) ; 굴곡진 표면상에 위치하고 전자빔(2)을 조사할때 빛을 내는 발광 소자 ; 제어 전극(4)과 발광 소자 사이에 위치하여 포커싱 전극(10₁, 10₂, 10₃) 으로 구분되는 포커싱 전극(10A)을 포함한다. 발광 소자, 포커싱 전극(10A)과 제어 전극(4)은 각각의 굴곡진 표면을 포함하고 줄같은 핫 캐소드(1)와 관통된 커버 전극(3)은 평평한 면에 형성되고 제2그리드는 제어 전극(4)과 관통된 커버 전극(3) 사이에 제공된다.

Description

[발명의 명칭]

이미지 디스플레이 장치

[발명의 상세한 설명]

[기술적인 분야]

본 발명은 플랫-타입(flat-type) 이미지 디스플레이 장치에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 휘도 불균일이 적은 개선된 이미지 디스플레이 장치에 관한 것이다.

[배경 기술]

제16도와 제17도는 각각 예를 들어 일본 공개 특허 공고 제226949/1991과 184239/1988에 공개된 통상의 플랫-타입 이미지 디스플레이 장치의 분해된 투시도로서 다른 실시예의 주요 부분을 부분적으로 확대한 것이다. 제16도와 17도에서, 도면번호(1)은 줄같은 핫(hot) 캐소드를 나타내고 이것의 각각은 지지대(support)에 연결되어 전원이 들어올때 전자를 방사하고, 번호(3)은 관통된 커버 전극을 나타내고 각각은 그 부분에서 모양이 타원으로 각각의 줄 같은 핫 캐소드를 덮는다. 각각의 커버 전극(3)은 적당한 전위가 인가될때 전자가 통과하여 대응하는 줄 같은 핫 캐소드(1) 밖으로 전자가 나가는 작은 구멍을 갖는다. 전자-방사원(40)은 줄같은 핫 캐소드(1), 관통된 커버 전극(3)과 병렬로 배치된 커버 전극(3)을 고정시키는 후방 전극(42)을 포함하고 각각은 대응하는 커버 전극(3)의 것과 동일한 전위를 가정한다. 번호(8)는 도트(dot) 또는 줄이 쳐진 식으로 세가지 유형의 발광소자(도시안됨)를 갖는 내부 표면상에 코팅된 전면 유리를 도시하고 이러한 발광소자에 전기적인 도통을 위해 알루미늄 필림(도시안됨)이 덮히고, 발광소자는 전자-반사원(40)으로 부터 방사된 전자에 의해 각각의 색 즉, 적, 녹 및 청색으로 여기 되도록 적용된다.

그러한 구조에서, 약 5 내지 약 30㎸의 전압을 전면 유리(8)에 인가시키는 것은 전자가 가속되어 발광소자(도시안됨)가 빛을 내도록 여기되게 한다. 번호(4)는 전면 유리(8)를 향해 각각의 커버 전극(3)에 의해 나온 전자의 패시지(passage)를 차단하거나 허용하는 제어 전극을 나타내고, 제어 전극은 전면 유리(8)와 실같은 핫 캐소드(1) 사이에 위치한다. 번호(10)는 제어 전극(4)의 전자-통과구멍(4a)을 통과한 전자빔이 전자-통과 구멍(10a)을 통과하여 발광소자의 해당 도트에 촛점이 맞도록 소정의 전압을 인가하는 포커싱(focusing) 전극을 나타낸다. 제어 전극(4)은 예를 들어 에칭-관통된 금속기판을 절연막으로 코팅하여 형성된 표면-절연 기판(5)인 전면유리(8)상에 형성된 피셀에 대응하는 전자-통과 구성(4a)을 갖는 표면-절연 기판(5)과, 각각의 픽셀 칼럼에 대응하는 전자-방사원(40) 측상 또는 표면-절연 기판(5)의 더 낮은 면에 배치되고 전자-통과 구멍을 갖는 줄쳐진 패턴의 금속전극(6)을 포함하는 제1제어 전극 그룹(6A) 및 각각의 픽셀의 열에 대응하는 표면-절연 기판(5)의 윗면에 배치되고 전자-통과 구멍을 갖는 줄같은 패턴인 금속 전극(7)을 포함하는 이전의 그룹과 유사한 제2제어 전극 그룹(7A)을 포함한다. 제1, 제2제어 전극 그룹(6A, 7A)의 각각의 금속 전극은 예를 들어 니켈-필름으로 형성된다. 제1 및 제2제어 전극 그룹(6A, 7A)은 각면으로부터 니켈 구멍을 통해 각각의 전자-통과 구멍내에 존재하는 니켈-없는 부분에 의해 서로 절연된다. 제1제어 전극 그룹(6A)은 더우기 분리 홈(groove : 44) 또는 니켈-없는 절연 홈을 포함하고, 이것은 줄같은 핫 캐소드(1)에 수직방향으로 인접한 전자-통과 구멍(4a) 사이에 연장된다. 유사하게, 제2제어 전극 그룹(7A)은 제1제어 전극 그룹(6A)의 분리 홈(44)에 수직방향으로 연장된 분리 홈(45)을 포함한다. 이것은 플랫 판넬의 형태로 봉합된 둘레내로 배치되고, 이것의 내부는 진공이다. 전극 각각은 보통 고정-유지 부재(도시안됨)에 의해 평평하게된 식으로 보통 배치되고 전기적으로 봉합된 둘레의 뒷면에 제공된 봉합-부분을 통해 외부와 연결된다.

제18도와 19도는 역시 다른 통상의 플랫-타입 이미지 디스플레이 장치를 예시한다. 제19a도는 제18도에 도시된 제어 전극(4)의 배치의 투시도이고 제19b도는 그 부분의 확대도이다. 제18 및 19도에서, 동일한 번호가 제16도와 17도의 대응 부분을 나타내고 그러한 부분의 설명은 생략된다. 이러한 예는 커브모양의 전면 유리(8)로서 스트레스 복원(나중에 기술)이 되고 전체 장치가 가벼워지도록 하는 구조이다. 더우기, 이러한 예는 제1제어 전극 그룹(6A)과 제2제어 전극 그룹(7A)을 구비하고 이것은 절연 기판(5)의 전자-통과 구멍에 관통하는 금속막 대신에 줄-같은 금속 전극(6)과 줄-같은 금속 전극(7)을 각각 포함한다. 그들의 전자-통과 구멍은 절연기판(5)의 대응하는 전극-통과 구멍과 일치하며 제어 전극(4)의 전자-통과 구멍(4a)을 정의하는 식으로 전극(6, 7)이 절연기판(5)에 붙는다.

[동작 설명]

줄 같은 핫 캐소드(1)으로 부터 나온 열전자는 관통된 커버 전극(3)에 인가된 약 5 내지 40V의 플러스 전위로 나오고, 플러스 전위는 기준 전위(이후로는 이러한 평균 전위는 0V 로 가정됨)로서 가정된 줄같은 핫 캐소드(1)의 평균 전위에 대한 것이다. 더우기, 선같은 핫 캐소드(1)에 수직 방향으로 배치된 금속 전극(6)으로 이루어진 제1제어 전극 그룹(6A) 중 한개 전극에 줄같은 핫 캐소드(1)의 전위에 대한 약 20V 내지 100V의 플러스 전위를 인가하므로서, 열전자는 이러한 전극을 향해 유기되고 제어 전극(4)에 도달한다. 관통된 커버 전극(3)의 모양을 조정하고, 제1제어 전극 그룹(6A)의 위치와 전극이 각각의 금속 전극(6)에 인가되기에 제1제어 전극 그룹(6A)의 금속 전극의 표면상에 전자빔의 밀도가 실제로 일정하게 되도록 이 장치는 설계된다.

이러한 제어 전극(4)의 동작이 일본 공개 특허 공보 제184239/1988호에 기술되지 않았지만, 예를 들어 일본 공개 특허 공보 제172642/1987, 126688/1989 및 226949/1991 호에 기술된 대표적인 매트릭스-형 디스플레이의 동작과 유사하다는 것을 알아야 한다.

제1제어 전극 그룹(6A)의 한개 금속 전극(6)이 플러스 전위(온-상태)로 가정되고 다른 것은 0V 또는 음 전위(오프-상태)로 가정된다면, 줄같은 핫 캐소드(1)로부터 나온 전자는 플러스 전위로 제어 전극(6)에 의해 유기되어 제어 전극(6)의 각 전극-통과 구멍(4a)에 입력된다. 그러나, 모든 전자가 전면 유리(8)를 향해 구멍에 들어가지 않는다. 제2제어 전극 그룹(7A)이 0V 또는 음의 전위로 될때, 음 전위 영역은 제2제어 전극 그룹(7A)에 의해 발생되어 전자가 전자-통과 구멍(4a)내에 멈춘다.

결과적으로, 전자는 금속 전극의 교차부에 놓여있는 전자-통과 구멍(4a)을 통해 오직 통과되고, 제1제어 전극 그룹(6A)의 양 전위로 인가되고, 금속 전극은 제2제어 전극 그룹(7A)의 양 전위(예를 들어 40V 내지 100V)로 인가된다. 구멍(4a)을 통과한 전자는 구멍(4a)에 일치하여 위치된 발광소자가 발광하도록 한다.

그러므로, 금속 전극(6, 7)에 인가되는 전압을 제어하므로서 필요한 픽셀 디스플레이가 얻어질 수 있고 그래서 교차되는 부분은 필요한 위치에 위치한다.

각 픽셀의 휘도는 제2제어 전극 그룹(7A)의 각각의 전극의 온-상태 유지를 조절하므로서 제어된다.

이런 경우에, 전자-통과 구멍(4a)을 통과한 전자 빔(2)이 구멍(4a)에 대응하는 도트내에 포커싱 되는 것이 필요하다. 전자-통과 구멍(4a)을 통한 휘도 소자의 도트를 통과한 전자빔(2)이 다른 것에 일치하고 색 흐름이 이미지에서 발생되거나 이미지의 불명료한 윤곽이 된다. 그런 이유로, 포커싱 전극(10)은 전자 빔의 통로를 제어하기 위해 제공되어서 전자 빔은 적절한 전압을 포커싱 전극에 인가하므로서 필요한 도트의 휘도소자내에 일치된다.

전자 빔을 이용한 플랫-타입 이미지 디스플레이 장치는 전자-통과 영역을 모두 진공으로 할 필요가 있어서 봉합된 진공 덮개를 요한다. 이미지 디스플레이 장치가 실질적인 상업용 제품으로 예를 들어 국내용으로 사용되는 텔레비젼세트가 팔릴때, 진공 덮개는 가능한한 가볍고 얇게(또는 스크린에 수직방향으로 길이에서 작은) 만들어져야 할 필요가 있다.

상기 통상의 플랫-타입 이미지 디스플레이 장치가 약 16인치만큼 작은 스크린 크기를 갖으면 봉합된 덮개의 유리 두께는 그렇게 두껍게 만들어질 필요가 없다. 그러나, 스크린 크기가 20 인치 또는 그보다 더 크고, 유리 두께가 약 20보다 더 작지 않게 만들어질 필요가 있고 이것은 진공에 대한 충분한 강도를 덮개에 제공한다. 이것은 이러한 유형의 디스플레이 장치를 가볍게 하는 데 곤란하다.

진공 덮개를 가볍게 하는 가장 효과적인 접근 방법은 가장 작은 스트레스 강도를 만족시키는 구형으로 덮개를 만드는 것이다. 그러나, 이것은 더 얇은 덮개에 대해 언급된 요구에 대한 것이다. 플랫-타입 디스플레이 장치의 진공 덮개는 제20a도의 부분에 도시된 상자-같은 진공 덮개(11)인 것을 가정하여 이미지 디스플레이 장치(11a)를 형성하고, 진공 덮개(11)의 내부와 외부사이의 압력차에 의한 스트레스 집중은 화살표로 도시된 스크린의 중앙부분과 모난 부분에서 발생한다. 강압 부재가 그러한 스트레스를 극복하려고 모난 부분 또는 유사한 부분에서 덮개에 부가된다면, 덮개의 무게는 상당히 증가된다. 그러므로, 제20b도에 도시된 부분에서 타원모양의 진공 덮개(11)는 가볍고 얇은 덮개(11)를 만드는 목적으로 가장 쉽게 구현된다.

통상적으로, 텔레비젼 세트에 사용되는 발광성 합성물은 진공 덮개의 부분을 형성하는 전면 유리의 내부 표면상에 직접 코팅된다. 이것은 또다른 유리판 또는 전면 유리 중간에 제공되기 때문이고 발광소자는 빛이 감소되게끔 하여 디스플레이 스크린의 휘도가 감소되도록 하고 이것은 스크린이 전면 유리와 유리판 사이의 공간을 통해 불명확한 이미지를 제공하기 때문으로 제조단가가 낮고 이와 유사한 이유 때문이다.

결과적으로, 가볍게된 무게와 감소된 두께를 갖도록 진공덮개의 전면유리는 제18도에 도시된 곡률반경을 갖도록 형성될 필요가 있고 그리하여 발광소자가 전면유리의 내부 표면에 바람직하게 코팅된다.

그러나, 제18도에 도시된 구조에서 전면유리가 굴곡이 졌지만 제어 전극(4)과 포커싱 전극(10)이 평평하기에, 제어전극(4) 또는 포커싱 전극(10)으로부터 스크린의 끝부분과 중앙 부분사이의 발광소자로 덮힌 전면유리까지 거리의 차가 있다.

위에 기술되었듯이, 포커싱 전극(10)에 필요한 전압이 인가되어 필요한 도트의 발광소자내에 전자빔(2)이 포커싱된다. 그러나, 제21도의 확대 부분도에 도시되듯이, 오직 하나의 포커싱 전극(10)이 있고 인가될 수 있는 전압이 고정되고, 빔 직경은 오직 하나의 점(P₁)에서 최소가 된다. 따라서, 포커싱 전극(10)과 전면유리(8) 사이의 거리(Daf)가 알루미늄 필름으로 제공되고 이것은 내부면의 애노드가 불균일한 것과 같고, 전자빔(2)이 전면유리(8)의 전체 표면에서 최소 빔 직경으로 추정되도록한 것은 불가능하다. 달리말하면, 전면 유리위의 전자빔(2)의 빔 직경은 전면 유리(8)의 스크린위에 상이한 위치에서 고정되지 않고 그러기에 전자빔(2)은 제18도에 도시된 데로 지점 P₂에서 "솜털 같이" 된다.

전자 빔(2)이 예를 들어 "솜털같이"되면, 전자 빔(2a)의 빔 직경은 제22도에 도시된데로 픽셀의 크기를 초과하고, 검은 매트릭스(12)는 역시 전자 빔(2a)으로 조사되어 발광 소자위에 인가될 빔의 강도가 감소되어서, 대응하는 픽셀의 발광 강도가 감소된다. 그러므로, 전체 스크린이 보일때, 발광 불균일이 일어난다. 양자 택일적으로, 전자 빔(2)은 빔이 주 픽셀로부터 그 사이의 반경상에 인접한 픽셀까지 연장되는 빔 직경을 갖는 전자 빔(2a)이고, 빛을 방사하는데 필요한 픽셀은 역시 빛을 방사하도록 하여서, 칼라 줄무늬와 번진 이미지 윤곽같은 현상이 발생한다.

따라서, 전자 빔(2)이 "솜털같이" 되는 지점 P₂가 스크린의 부분에서 나타날때, 휘도 불균일, 칼라 줄무늬 또는 이것과 유사한 것이 점 P₂에서 발생한다. 이것이 디스플레이 스크린을 구비하는 상업적인 제품에 대한 치명적인 결점이다.

그러나 문제를 극복하기 위해, 예를 들어 일본 공개 공보 제19947/1992에 광-방사 수단측에서 봉합된 진공 덮개의 벽, 광-방사 수단(발광성 합성물이 코팅된 표면)전자 빔 제어 전극과 전자 빔 방사 전극이 각각의 곡률반경이 실제로 서로 동일하게끔 굴곡진 구조가 기술되어 있고, 게다가 정정수단이 수평방향에서 일정한 전자빔 방사 전극상에 일치한 전자 빔의 양을 제공하거나, 광-방사 수단측에서의 봉합된 진공 덮개의 벽, 실같은 핫 캐소드, 전자빔 방사 전극, 전자 빔 제어 전극 및 광-방사 수단이 서로 실제로 동일한 각각의 곡률반경을 갖는 굴곡진 표면 또는 굴곡진 선으로 형상된다. 그러나, 이러한 구조에서, 전자 빔 방사 전극은 타원모양의 전극(관통된 커버 전극)에 인가될 수 없고 각각의 실같은 핫 캐소드를 덮는데 적용되고 이것은 전자 빔 방사 전극이 한개 판의 형태로서 굴곡지었지만 실질적인 변형의 발생을 피하기 위해 모든 실같은 핫 캐소드에 대해 공통된 전극이다. 더욱 상세히, 각각의 관통된 커버 전극은 전면유리의 굴곡진 표면과 어울리는 다른 곡률 반경과 타원 부분을 형성하는데 충분히 작은 곡률 반경을 갖을 필요가 있다. 게다가, 관통된 커버 전극은 실 같은 핫 캐소드 가까이에 위치하여 상승되는 온도로 가열되어 심한 열적인 변형을 초래한다. 그 결과, 디스플레이 스크린상에 휘도 분배가 극히 저하되는 것이 가능하여 관통된 커버 전극과 캐소드 사이의 절연 실패가 일어나고, 캐소드의 수명이 단축되는 등의 문제가 발생한다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명의 목적은 굴곡진 표면을 포함하는 봉합된 진공 덮개를 채택하므로서 가볍고 얇게되고 전체 스크린상에 휘도 불균일이 없는 분명한 이미지를 디스플레이 할 수 있고 저가로 제조가능한 고도의 신뢰성 있는 이미지 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 전자를 방사하는 캐소드 ; 캐소드로 부터 방사된 전자를 가속하여 끌어내는 관통된 커버 전극 ; 캐소드에 실제 병렬로 위치하여 방사된 전자가 전자-통과 구멍을 통과 되도록 하는 전자-통과 구멍을 갖고 상기 전자-통과 구멍을 통과하는 전자 빔을 제어하는 제어 전극 ; 굴곡진 표면을 갖고 방사된 전자로 조사할때 빛을 내는 발광소자 ; 및 발광소자와 제어 전극 형상의 플랫사이의 거리 변화에 따라 변하는 발광소자상의 전자빔의 빔 직경을 정정하는 수단을 갖고 제어전극과 발광소자 사이에 위치한 포커싱 전극을 포함하는 이미지 디스플레이 장치에 관한 것이다.

발광소자상에서 전자 빔의 빔직경을 정정하는 상기 수단은 다음으로 구현된다. 포커싱 전극을 다수의 전극으로 분할하고 상이한 전압을 각각의 전극에 인가하고 ; 포커싱 전극과 제어 전극 사이의 거리율을 전체 디스플레이 스크린 영역상에 실제로 일정한 발광소자와 포커싱 전극사이의 것으로 만들고 ; 혹은 포커싱 전극과 발광소자 사이의 거리에 따라 전자-통과 구멍읠 직경을 변화시킨다.

본 발명은 또한 다음으로 이루어지는 이미지 디스플레이 장치에 관한 것이다 : 전자를 방사하는 캐소드 ; 캐소드로부터 방사된 전자를 가속하여 끌어내는 관통된 커버 전극 ; 방사된 전자가 통과하여 저자-통과 구멍을 통과하는 전자빔을 제어하는 전자-통과 구멍을 갖는 제어 전극 ; 방사된 전자로 조사할때 빛을 내는 발광소자 ; 방사된 전자가 통과하도록 전자-통과 구멍을 갖고 발광소자와 제어 전극 사이에 위치한 포커싱 전극 ; 발광소자와 캐소드 사이의 거리 변화에 따라 변하는 발광소자상에 전자 빔의 빔 직경을 정정하는 전자-통과 구멍을 갖고 제어 전극과 관통된 전극 사이에 위치한 제2그리드 ; 발광소자, 포커싱 전극 및 실제로 동일한 곡률 반경을 갖는 각각의 굴곡진 표면을 포함하는 제어전극, 관통된 커버 전극과 다수의 관통된 커버 전극과 다수의 캐소드로 이루어진 각각의 캐소드, 관통된 커버 전극과 캐소드는 플랫판 위에 또는 이전의 굴곡 반경보다 실제로 더 큰 굴곡 반경을 갖는 굴곡진 표면상에 배치된다.

용어 "실제로 동일한 굴곡반경"은 발광소자와 개개의 전극 사이 각각의 거리가 거의 서로 동일한 것을 의미하고 그리하여, 발광소자 상의 전자빔의 빔 직경의 변화에 따라 휘도 불균등의 문제가 발생하지 않는다. 전술의 제2그리드는 평면 또는 제어 전극의 것과 실제로 동일하거나 그보다 큰 곡률 반경을 갖는 굴곡진 표면을 포함한다.

바람직하게, 전자빔의 일정 비율을 개선하기 위해, 관통된 커버 전극과 캐소드는 중앙에서 주변부분까지의 방향으로 본 피치를 증가시키도록 배열된다 : 관통된 커버 전극과 캐소드가 형성되는 굴곡진 표면 또는 평면은 캐소드가 어레이로 배치되는 피치의 1.0 내지 6.0 배 만큼 큰 거리로서 제2그리드에서 분리되어 위치하고 ; 제2그리드와 관통된 커버 전극중 적어도 하나의 구멍 영역의 비율은 관통된 커버 전극과 캐소드의 장치 피치방향에서 볼때 주변부분이 작게 되고 중앙 부분이 크게 된다 ; 관통된 커버 전극과 캐소드는 관통된 커버 전극과 캐소드의 장치 피치방향에서 볼때 주변부분이 크게되고 중앙부분이 작게되는 식으로 위치한다 ; 또는 제2그리드는 그러한 장치 피치방향에서 적어도 세개 부분으로 분리되어서 제2그리드의 중앙부분은 큰 전압이 인가되고 주변부분은 작은 전압이 인가된다.

본 발명에 따라, 예를 들어, 포커싱 전극은 분리되어 형성되고 각각의 분리된 전극에는 애노드로서 작용하는 발광소자와 분리된 거리에 역비례하는 전압이 인가될 수 있다. 따라서, 디스플레이 스크린위에서의 전자빔의 빔 직경을 전체 스크린상에서 실제로 일정하고 작게하는 것이 가능하고 그리하여 전체 스크린상에서 분명한 이미지를 디스플레이 한다.

더우기, 본 발명에 따라, 각각의 포커싱 전극과 제어 전극의 곡률반경이 발광소자의 굴곡진 표면의 것과 실제로 동일하게 되는 반면에, 제2그리드가 제어 전극과 관통된 커버 전극사이에 제공된다. 그러한 장치는, 전자빔이 그것의 최소 빔 직경을 가정하는 위치는 제2그리드가 정정하도록 하고, 관통된 커버전극과 제어 전극 사이의 거리가 변화할지라도 제어 전극에 일치하는 전자 빔의 일정 비율이 일정하게 될 수 있다. 이것이 전체 스크린상에 휘도 불균등이 없는 명백한 이미지의 디스플레이가 되도록 한다.

더우기, 발광소자의 표면 즉 진공덮개의 벽이 굴곡지기에 압력집중을 피할 수 있고, 진공 덮개가 가볍고 얇아 질 수 있다. 게다가, 각각의 전극이 평면이 되기에, 제조단가를 최소화 시키는 것이 가능하다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 한 실시예의 주요부를 도시.

제2도는 전면 유리에서 전자 빔 직경을 줄이는데 필요한 포커싱 전극 전압과, 전면 유리와 포커싱(focusing) 전극 사이의 거리 관계를 나타내는 특성도를 도시한 그래픽 표시.

제3도는 분할된 구조의 포커싱 전극의 예를 도시한 투시도.

제4도는 포커싱 전극에 전압을 인가한 방법의 예를 예시한 설명도.

제5도는 포커싱 전극과 제어 전극 사이의 거리를 변화시키는 구조의 예의 단면도.

제6도는 포커싱 전극의 다른 구조의 예의 투시도.

제7도는 필드-방사 캐소드를 캐소드로서 채택한 예의 투시도.

제8도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 예의 주요부의 투시도.

제9도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 예의 장치의 단편적인 앞부분.

제10도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 예의 장치의 단편적인 앞부분.

제11도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 예의 장치의 단편적인 앞부분.

제12도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 예의 장치의 단편적인 앞부분.

제13도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 예의 장치의 단편적인 앞부분.

제14도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 예의 장치의 단편적인 앞부분.

제15도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 예의 장치의 단편적인 앞부분.

제16도는 통상의 이미지 디스플레이 장치의 예를 든 장치의 투시도.

제17도는 통상의 이미지 디스플레이 장치의 다른 예의 주요부를 부분적으로 자른 확대 단면도.

제18도는 종래의 이미지 디스플레이 장치의 다른 예의 투시도.

제19도는 제18도에 도시된 제어 전극의 확대된 투시도.

제20도는 진공 구내와 스트레스 강도의 도시된 유형 사이의 관계를 예시한 투시도.

제21도는 포커싱 전극으로 이루어지는 광선(electro-optical) 렌즈와 전자 빔의 통로를 예시한 구조도.

제22도는 조명 소자의 도트와 전자 빔의 빔 반경 사이의 관계를 도시한 투시도.

[본 발명의 최적 실시예]

본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치가 이제 도면을 참고하여 기술된다.

[실시예 1]

제1도는 본 발명에 따른 한가지 예의 이미지 디스플레이 장치의 주요부분의 투시도로서 동일한 번호가 전술의 제16 내지 22도의 동일한 부분을 도시하고 그러한 부분에 대한 설명은 생략된다. 이러한 예는 제어전극(4) 또는 포커싱 전극(8)과 전면 유리(8) 사이의 거리 변화에 따라 변하는 전면유리(8)의 표면상의 전자빔(2)의 빔 직경을 정정하는 수단과, 전면유리(8)의 발광소자 상에 전자 빔(2)을 집중시키기 위해 각각의 상이한 전압이 인가된 세개의 전극으로 분리된 포커싱 전극(10A)을 포함하는 수단을 갖는다. 포커싱 전극의 중앙부분과 측면부분이 개별적으로 제어될 필요가 있기에, 분리된 전극의 수는 적어도 두개이어야 한다. 더 큰수의 분리된 전극이 더욱 정확한 제어를 하도록 하지만, 제조와 사용의 복잡한 관점에서 포커싱 전극을 세개내지 아홉게 전극으로 분리하는 것이 바람직하다. 제1도에서, 포커싱 전극(10A)은 제1, 제2 및 제3포커싱 전극(10₁, 10₂, 10₃)으로 분리되고 전면 유리(8)와 제어전극(4) 사이에 위치한다. 포커싱 전극(10A)은 디스플레이 스크린의 각각의 픽셀에 대응하는 다수의 전자-통과 구멍(10a)을 갖고 이것의 각각은 전자 빔(2)이 적, 녹 및 청의 빛을 내려고 적용되어 촛점이 맞는 발광 소자로 내부 표면에 형성되고 애노드로서 작용하는 전면유리(8)를 향해 전자 빔(2)이 통과하도록 한다. 전자-통과 구멍(10a) 다수의 각각을 통과한 전자빔(2)은 발광소자가 빛을 발하도록 하여 필요한 이미지를 디스플레이 한다. 전면유리(8)의 발광소자와 포커싱 전극(10A)의 전자-통과 구멍(10a)은 제어전극(4)의 전자-통과 구멍이 배치되는 피치와 실제로 일치하는 피치로 배열된다. 각각의 전자-통과 구멍(10a)과 각각의 전자-통과 구멍(4a)은 중앙축을 공유하려고 위치한다.

더우기, 이렇게 구성된 포커싱 전극(10A)에서, 디스플레이 스크린상에 전자 빔(2)의 빔 직경을 줄이기 위해 분리된 포커싱 전극(10₁, 10₂, 10₃)에 서로 다른 각각의 전압이 인가된다. 이러한 전압은 제어전극(10A)과 전면유리(8) 사이의 거리 기능으로서 변하게 된다.

얼마나 많은 전압이 각각의 분리된 포커싱 전극에 인가되어야 하는 지를 결정하기 위해, 검은 매트릭스를 갖지 않는 발광소자의 표면이 준비되고 전면유리상에서 전자빔 직경의 변화가 측정되는 반면에 포커싱 전극(10A)에 인가된 전압과, 제어전극과 전면 유리 사이의 거리가 변하게 된다. 이러한 실시예에서, 제어 전극(4)과 포커싱 전극(10A) 사이의 거리가 0.1로 설정되고 제어 전극(4)으로부터 전면 유리(8)까지 움직이는 전자를 가속시키는 전압은 10㎸로 설정된다.

제2도에 도시되듯이, 포커싱 전극(10A)과 전면 유리(8) 사이의 거리가 고정되고, 디스플레이 스크린의 전면 표면에서 전자 빔의 빔 직경이 어떤 포커싱 전극 전압에서 최소값으로 추정된다(포커싱 전극(10A)에 전압이 인가). 상세하게, 약 200V의 포커싱 전극전압에서 최소로 전자 빔의 빔 직경이 가정되고 제어 전극과 전면유리 사이 거리가 약 140V 의 포커싱 전극 전압에서 10로 설정되고 그러한 거리는 20로 설정되고 약 120V의 포커싱 전극 전압에서 거리는 30(도시안됨)로 설정된다. 이 실시예에서, 제어 전극 전압(제어 전극(4)에 인가된 전압) Vc는 80V 이다.

적어도 이러한 실시예의 조건 범위에서 디스플레이 스크린상의 전자 빔의 빔 직경은 그러한 전압을 포커싱 전극에 인가하므로서 감소될 수 있는 것을 알 수 있고 전면 유리(8)와 포커싱 전극(10A) 사이의 거리(Daf)는 다음 식으로 나타나듯이 포커싱 전극 전압(Vf)으로 부터 제어 전극 전압(Vc)을 뺀 전압에 반비례한다.

따라서, 내부표면의 애노드에 형성된 전면 유리(8)와 포커싱 전극(10A) 사이의 거리(Daf)에 따라 분리된 포커싱 전극(10₁, 10₂, 10₃)의 각각에 제2도에 나타나는 전압을 인가하므로서 즉 전자빔(2)의 빔 직경을 최소화 하기 위하여 전압을 인가하고 제1도에 도시된 포커싱 전극(10A)을 분리하므로서 전체 디스플레이 스크린상에 작고 일정한 전자 빔의 빔 직경을 만드는 것이 가능하다.

제어 전극(4)과 포커싱 전극(10A) 사이의 거리가 0.1로 설정될때 약 150V의 포커싱 전극 전압에서 전자빔에 의한 포커싱 전극과 전면 유리사이의 거리인 10를 최소 비임 직경으로 가정하고 포커싱 전극(10A)을 0.1로 설정하고 0.1또는 0.2의 두배 거리로 설정한다. 즉, 포커싱 전극(10A)에 인가되는데 필요한 전압은 역시 제어 전극(4)과 포커싱 전극(10A) 사이의 거리에 좌우된다. 더우기, 제어 전극(4)과 포커싱 전극(10A) 사이의 거리를 조절하므로서 빔 직경이 역시 제어될 수 있기에 전자 빔의 통로를 알 수 있다.

다음에 기술되는 것은 이러한 포커싱 전극을 제조하는 방법의 한가지 예이다.

기판을 통해 나온 전자 통과 구멍(10a)을 정의하는 에칭기술에 의해 강철 또는 알루미늄으로 만들어진 전기 도체 기판을 관통하므로서 포커싱 전극(10A)은 형성된다. 포커싱 전극(10A)은 차단 절연기를 통해 제어전극(4)으로 그것을 레지스터링하고 그것을 붙이므로서 포커싱 전극(10A)은 고정된다.

포커싱 전극(10A)이 본 실시예(1)에서의 제1도의 y로 표시된 방향으로 분리되지만 포커싱 전극(10A)은 두개 방향 즉 제3a도에 도시된 열과 행 방향으로 분리되거나 제3b도에 도시된 식으로 분리되는 것을 알 수 있다. 전술의 예와 유사한 효과가 제어 전극(4)과 전면 유리(8) 사이의 거리에 따라 전자빔(2)의 통로를 제어할 수 있는 어떤 디스플레이 장치로 주어질 수 있다.

더우기, 제어 전극(4)의 전자-통과 구멍(4a)과 포커싱 전극(10A)의 전자-통과 구멍이 원형 모양인 경우로 예 1의 기술이 제시되었지만, 구멍(4a, 10a)가 4각형 같은 모양으로 정의될 지라도 전술 예의 것과 유사한 효과가 얻어질 수 있다.

더우기, 제1제어 전극 그룹(6)과 제2제어전극 그룹(7)이 필림을 절연막에 형성하므로서 절연기 기판(5)의 하부 및 상부 표면에 오직 형성되는 구조를 예 1가 나타내지만 각 전자-통과 구멍(4a)이 그것의 내부벽에 막으로 코팅될 지라도 전술 예의 것과 유사한 효과가 얻어질 수 있다. 더우기, 제1 및 제2제어 전극 그룹(6, 7)이 붙어서 위치하는 절연기 기판(5)으로서 실시예 1가 높은 전기적으로 절연되는 기판을 채택하지만, 절연기 기판(5)은 그것의 표면에서 전기적으로 절연되는 어떤 기판, 예를 들어, 증착 공정 또는 그와 유사한 공정에 의해 포리마이드 같은 수지 또는 질화물, ALMITE 같은 산화물로 형성된 절연기 층으로 코팅된 금속판일 수 있다.

더우기, 공간이 실시예 1의 관통된 커버 전극(3)과 제어전극(4) 사이의 중간에 제공되지만 소정의 전압을 인가하기 위해 전자-통과 구멍을 갖는 전극판을 그 사이에 제공한다. 이것은 제어 전극에 고전류 전자 빔을 안정되게 공급하는 것이 가능하고 그리하여 디스플레이 스크린의 휘도를 효과적으로 개선시킨다.

더우기, 소정의 전압을 분리된 포커싱 전극(10₁, 10₂, 10₃) 각각에 인가하는 방법을 기술하지 않았지만, 소위 저항분할 방법 또는 포커싱 전극(10₁, 10₂, 10₃) 사이에 저항을 연결하는 것은 전원(15)에서 각각의 전극까지 다른 전압을 공급하는 것이 적용된다. 이것은 전술의 실시예의 것과 유사한 효과를 제공하는 반면에 전압 인간에 대해 전원의 수를 감소시킬 수 있도록 한다.

[실시예 2]

제5도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 실시예에 포함된 제어 전극(4), 포커싱 전극(10A)과 전면 유리(8)의 단면도이다. 다른 구조는 제1도와 동일하다. 포커싱 전극(10A)과 전면유리(8 : 발광소자) 사이의 거리에 대한 제어전극(4)과 포커싱 전극(10A) 사이 거리 비율은 전체 디스플레이 스크린 상에 실제로 일정하게 되는 장치에 본 실시예의 특징이 있다.

여기서 용어 "실제로 일정한"는 한개 거리와 다른 것의 비율이 실제로 일정하고 디스플레이 스크린 상에서 전자빔의 빔 직경이 필요한 발광소자내에 유지되도록 충분히 작아서, 휘도 불균등, 칼라 혼조, 흐릿한 윤곽이 발생하지 않은 의미로 해석된다. 상세하게, 제어 전극(4)과 포커싱 전극(10A) 사이의 거리가 커질때, 전자 빔은 약간 제한되어 먼 지점에서 촛점이 맞는다. 반대로, 제어전극(4)과 포커싱전극(10A) 사이의 거리가 작아질때, 전자빔은 제한되어서 근접점에서 집중된다. 그러므로, 포커싱 전극(10A)과 전면유리(8) 사이의 거리에 대한 제어 전극(4)과 포커싱 전극(10A) 사이의 거리 비율이 실제로 일정하다면, 포커싱 전극을 분리하고 각각의 분리된 전극에 상이한 전압을 인가할 필요가 없이 전자 빔의 빔 직경이 전체 디스플레이 스크린상에서 최소화 될 수 있다. 위에 기술되듯이, 거리 비율이 필수적으로 엄격히 일정할 필요가 없기에, 포커싱 전극은 제5a도에 도시된 단계를 갖는 것처럼 형성되거나 제5b도에 도시된 굴곡진 표면상에 형성된다. 포커싱 전극을 형성할때에, 제5a, 5b도의 확대부분으로 도시된 유리같은 절연체로 형성된 스페이서(spacer : 13)의 두께를 변경시키므로서 전술의 거리는 변경될 수 있다. 이렇게, 전면 유리(8) 상에서 전자 빔(2)의 빔 직경이 전체 영역상에서 최소화되는 장치를 만듬으로서, 전술의 실시예의 것과 유사한 효과가 얻어질 수 있다.

[실시예 3]

전술의 실시예에서 포커싱 전극(10A)의 각각의 전자-통과 구멍(10a)의 크기가 고정된다. 그럼에도 불구하고 전자 통과 구멍(10a)의 크기를 변화시키므로서 전자 빔의 제한이 역시 제어될 수 있다. 즉, 전자-통과 구멍(10a)의 직경이 작을때, 전자빔은 크게 제한되어서 빔 직경은 포커싱 전극(10A) 가까이 지점에서 최소로 추정된다. 전자-통과 구멍(10a)의 직경이 클때, 빔직경은 포커싱 전극(10A)으로 부터 떨어진 지점에서 최소로 추정된다. 결과적으로, 전자 빔(2)은 역시 포커싱 전극(10A)과 전면유리(8) 사이의 거리에 따라 전자-통과 구멍의 직경을 변경시키므로서 역시 제어될 수 있고 그리하여 전술의 실시예의 것과 유사한 효과를 내도록 한다.

전자 빔의 포커싱 효과는 구멍의 직경을 변경시키는 대신에 포커싱 전극(10)의 두께즉 전자-통과 구멍(10a)의 깊이를 조절하므로서 역시 변화될 수 있다. 이렇게, 전체 디스플레이 스크린상에 전자 빔의 빔 직경을 최소화 하는 것이 역시 가능하다. 상세하게, 포커싱 전극이 두꺼울때, 포커싱 효과는 강하게 작용하고, 디스플레이 스크린상의 전자 빔의 빔 직경을 최소화 하는 것이 가능하다. 포커싱 전극이 얇을때, 그 효과는 역전된다. 결과적으로, 포커싱 전극(10A)의 두께를 변화시키므로서 예를 들어, 포커싱 전극을 서로 붙이므로서 전자 빔(2)이 역시 제어될 수 있고 그리하여 전술의 실시예의 것과 유사한 효과를 얻는다.

포커싱 전극(10A)}의 수가 고정(한개 포커싱 전극)되는 경우로 실시예 1에서 기술된 설명이 제시되지만, 그것이 반드시 고정될 필요는 없다.

스페이서가 포커싱 전극(10) 상에 제공되고 포커싱 전극(10b)이 거기에 가산되는 제6도에 도시된 구조를 채택하므로서 전자 빔(2)이 역시 제어될 수 있다. 그래서, 전술의 실시예의 것과 유사한 효과가 얻어질 수 있다.

[실시예 4]

제7도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 실시예의 주요 부분의 투시도이다. 본 실시예는 캐소드로서 주같은 핫 캐소드 대신에 필드 방사 타입의 전자 총의 캐소드(16) 또는 열이온의 방사 타입 캐소드를 채택한다. 그러한 장치는 역시 전술의 실시예의 것과 유사한 효과를 제공한다. 제7도에서 도면번호(17)는 필드 방사 타입의 전자총에 유인 전압을 인가하기 위한 전극을 나타낸다는 것을 주지하라.

전술의 실시예 중에서 캐소드와 관통된 커버 전극은 평면상에 배치될 수 있다. 그러한 구조는 아주 믿음직하고 핫 캐소드의 열에 따른 관통된 커버 전극의 변형을 금지시키는 데 효과적이다. 제4실시예에서 사용된 필드 방사 타입의 전자총과 같은 다른 타입의 캐소드에 대해서도 동일하다.

[실시예 5]

제8도와 9도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 각각 다른 실시예의 투시 및 단면도이다. 제8도와 9도에서, 생략되는 그러한 부분에 상기의 실시예와 부분을 동일한 번호가 나타낸다. 도면번호(9)는 발광소자를 나타낸다. 제어 전극(4)과 포커싱 전극(10)이 전면유리의 실제로 동일한 곡률 반경을 갖는 각각의 굴곡진 표면으로 이루어지고 줄같은 핫 캐소드(1)와 관통된 커버 전극(3)이 평면에 배치되고 제2그리드(46)가 제어전극(4)과 관통된 커버 전극(3) 사이에 위치한다는 것에 본 실시예의 특징이 있다. 균일한 피치에서 전자-통과 구멍(46a)을 정의 하도록 강철판 같은 금속 판을 식각하므로서 제2그리드(46)가 형성되고 예를 들어 일본 공개 특허 공보 제121014/1993호에 공개된 제2그리드 같은 평면 모양이다.

본 발명의 효과를 입증하기 위해, 본 발명자는 실험적으로 외부크기가 29 인치이고 24 인치의 효과적인 크기의 전면 유리(8)를 갖는 평평한 유형의 이미지 디스플레이 장치를 제조하였다. 이렇게 제조된 이미지 디스플레이 장치에서, 전면 유리(8), 포커싱 전극(10)과 제어 전극(4)은 실제로 동일한 굴곡 반경을 갖는 각각의 굴곡진 표면으로 구성되고, 각각의 굴곡진 표면은 약 2000의 반경을 갖는 원통형의 굴곡진 표면의 곡률반경이고 제2그리드(46)는 평면으로 만들어졌고, 줄같은 핫 캐소드(1)와 관통된 커버 전극(3)은 평면 후방 전극(42)위에 위치한다. 줄같은 핫 캐소드(1)는 12.5피치로 배치된 39 줄같은 핫 캐소드로 구성된다(제8도의 방향 y로). 후방 전극(42)과 제2그리드(46) 사이의 거리는 약 15이고 제2그리드(46)와 제어전극(4) 사이의 거리는 가장 짧게는 약 5이고 가장 길게는 약 20이다. 제2그리드(46)를 식각에 의해 한계가 그어진 약 2피치로 약 1.8평방 구멍을 갖는 약 0.2두께의 강철 종이로 구성된다. 관통된 커버 전극(3)는 약 0.0.5두께의 강철 종이를 에칭하여 형성되어 72%의 구멍영역의 비율을 갖는 메시(mesh) 구조를 이루고 3의 주축과 2의 보조측을 갖는 타원 형태로 메시에 작용한다.

이렇게 제조된 이미지 디스플레이 장치는 다리를 놓는 방향으로(제8도의 x 방향) 휘도 불균일을 감소시키는 것을 개선하고 줄같은 핫 캐소드(1)의 캐소드는 연장되어 장치 피치방향(제8도의 y 방향)으로 줄같은 핫 캐소드(1)의 캐소드는 정렬된다. 더우기 시간 경과된 휘도 불균일의 변화는 거의 보이지 않는다. 더우기, 연장된 시간 주기상의 동작에 조차도, 개개의 줄같은 캐소드(1)의 방사전류가 극히 감소되고 줄같은 핫 캐소드(1)가 관통된 커버 전극(3)으로 단락회로가 되는 현상을 볼 수 없다.

실험적으로 제조된 장치에서, 줄같은 핫 캐소드(1)의 장치 피치 P에 대한 후방 전극(4)과 제2그리드(46) 사이의 거리(L)의 비율은 1.25 이다. 그러한 비율이 1 보다 작을때, 줄같은 핫캐소드 측에서 제2그리드(46)상의 전자 빔의 균일비율은 불충분하다. 이것은 특히 제2그리드(46)와 제어 전극(4) 사이의 거리 변화의 영향에 따라 장치 피치 방향으로의 줄같은 핫 캐소드의 휘도 불균일이 현저하게 일어나도록 한다. 비율이 6을 초과할때, 동일 전압에서 제2그리드에 의해 이용된 전자 빔의 비율은 줄같은 핫 캐소드측에서 제2그리드(46)상의 전자 빔의 균일 비율을 통해 감소되어 충분하게 된다. 제2그리드(46)의 인가 전압(제조된 장치에서 70V)이 제어전극(4)의 온 전압 보다 작거나(제조된 장치에서 80V) 20V의 차이를 갖게 설정된다면, 제2그리드(46)와 제어 전극(4) 사이의 거리 변화의 영향은 감소되어 휘도 불균일이 감소하게 된다.

[실시예 6]

제10도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 실시예의 부분 단면도이다.

제2그리드(46)가 전면유리(8)의 동일한 곡률반경을 갖는 굴곡진 표면으로 이루어지는 것을 제외하고 실시예 6은 실시예 5와 동일한 장치의 것이다. 예를 들어, 제2그리드(46)는 약 2000의 곡률 반경을 갖는 굴곡진 표면으로 이루어지고 이것은 전면유리(8)의 동일한 곡률이고 제2그리드(46)와 제어 전극(4) 사이의 거리가 5로 설정된다. 이런 경우에, 제2그리드(46)와 관통된 커버 전극(3) 사이의 거리가 최소 약 15이고 최대 약 35이다. 여기서, 전자빔은 줄같은 핫 캐소드(1)와 관통된 커버 전극(3)의 구조에 의해 일정하고 평평하게 된다. 그리하여, 안정된 휘도 불균일이 줄같은 핫 캐소드(1)의 장치 피치 방향에서 일어날지라도, 제2그리드(46)와 관통된 커버 전극(3) 사이의 거리 변화의 영향은 거의 없다. 더우기, 줄같은 핫 캐소드(1)의 장치 피치에 대한 제2그리드(46)와 관통된 커버 전극(3) 사이의 거리 비율은 1.25 내지 2.9 이다. 그러한 비율은 바람직하게 1.0 내지 6.0 의 범위내로 설정되고 더 바람직하게는 1.4 내지 3.5 이다. 비율이 1 보다 작을때, 줄같은 핫 캐소드 측에서 제2그리드(46)위의 전자빔의 균일 비율은 불충분하여 날카로운 휘도 불균일을 일으킨다. 비율이 6.0을 초과할때, 고정된 전압에서 비용된 전자 빔의 비율은 감소한다.

[실시예 7]

제11도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 실시예의 부분 단면도이다. 제11도에서 보듯이, 관통된 커버 전극(3)과 제2그리드(46) 사이의 거리 변화에 따라 스크린의 중앙에서 주변 부분까지 본 바와 같이 줄같은 핫 캐소드(1)의 장치 피치가 점차로 변하는 것을 제외하고 실시예 7는 실시예 6과 같은 동일한 장치의 것이다. 예를 들어, 스크린의 중앙 부분이 8이고 주변부분이 16로 가정하기 위해 줄같은 핫 캐소드(1)의 장치 피치는 점차로 변한다. 그러한 장치는 캐소드의 밀도가 제2의 그리드(46) 또는 제어 전극(4)으로부터 크게 떨어진 중앙부분에서 증가하도록 하여 전자 빔의 밀도가 증가한다. 줄같은 핫 캐소드측에서 제2그리드(46)상의 전자빔의 균일 비율을 이것이 개선시키는데 기여한다.

전자 빔의 균일 비율을 충분히 상승시키는데 있어, 줄같은 핫 캐소드(1)의 장치 피치가 감소되어야 하기 때문에 줄같은 핫 캐소드(1)와 관통된 커버 전극(3)에서의 전원 소비는 증가된다. 그럼에도 불구하고, 제어 빔의 발산을 제어하기 위하여 후방 전극(42)이 분리되고 주사선을 따라 스캐닝이 동시에 유도된다면 전원 소비는 감소될 수 있다. 이런식으로, 전자 빔의 균일 비율은 플랫타입의 이미지 디스플레이의 특징을 저하시키지 않고 개선될 수 있다.

[실시예 8]

제12도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 예의 부분 단면도이다. 제12도에서 보듯이, 제어 전극(4)과 제2그리드(46) 사이의 거리 변화에 따라 제2그리드(46)의 전자-통과 구멍(46a)의 피치가 변하는 것을 제외하고는 실시예 8이 실시예 5와 동일한 장치의 것이다. 더우기, 전자-통과 구멍(46a)의 구멍 영역의 비율이 변한다. 예를 들어, 디스플레이 스크린의 중앙부분에 대응하는 제2그리드의 부분에서, 전자 통과 구멍(46a)은 2.5피치로 정의된 2.3-평방 구멍을 포함하는 반면에 스크린의 주변부에 대응하는 제2그리드의 부분에서의 1.7피치로 정의된다. 이런식으로, 구멍 크기와 피치는 스크린의 중앙에서 주변부분까지 보듯이 점차로 변한다. 그러한 장치에서, 전자 빔 통과 효율은 구멍 영역의 비율 또는 구멍 피치가 큰 제2그리드의 부분에서 높고 줄같은 핫 캐소드(1)의 장치 피치 방향에서 줄같은 핫 캐소드 측의 제2그리드(46)에서 전자 빔의 균일 비율이 더욱 개선되도록 실시예 8에서 제2그리드(46)의 구멍 영역의 비율이 관통된 커버 전극(3)과 줄같은 핫 캐소드(1)의 장치 피치 방향에서 스크린의 중앙에서 주변부분까지 볼때 변하지만, 관통된 커버 전극(3)의 구멍 영역의 비율은 이같이 변하거나 관통된 커버 전극(3)과 제2그리드(46)의 구멍 영역의 비율이 동시에 감소된다.

[실시예 9]

제13도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 실시예의 부분 단면도이다. 제13도에서 보듯이, 줄같은 핫 캐소드(1)와 관통된 커버 전극(3) 사이의 거리가 관통된 커버 전극(3)과 제2그리드(46) 사이의 거리 변화에 따라 줄같은 핫 캐소드의 장치 피치 방향에서 점차로 변하는 것을 제외하고 실시예 9는 실시예 6과 동일한 장치의 것이다. 예를 들어, 디스플레이 스크린의 중앙에서, 타원의 주축상에 관통된 커버 전극(3)과 줄같은 핫 캐소드(1) 사이의 거리는 2로 설정되는 반면에 디스플레이 스크린의 주변 부분에서 그것은 3로 설정된다. 이런 방식으로, 타원의 주축에서 관통된 커버 전극(3)과 줄같은 핫 캐소드(1) 사이의 거리는 스크린의 중앙에서 주변 부분까지 볼때 점차로 증가된다. 관통된 커버 전극(3)과 줄같은 핫 캐소드(1) 사이의 거리가 작을때, 대량의 전자가 나오고 반면에, 거리가 클때는 나온 양의 전자가 감소된다. 그래서, 제2그리드(46)와 상대적으로 떨어진 위치에서 줄같은 핫 캐소드(1)로부터의 전자 방사를 원활히 함에 의해, 줄같은 핫 캐소드측에서 제2그리드(46)상의 전자 빔의 균일 비율은 줄같은 핫 캐소드(1)의 장치 피치 방향에서 개선된다.

[실시예 10]

제14도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 실시예의 부분 단면도이다. 제14도에서 보듯이, 제2그리드(46)가 줄같은 핫 캐소드(1)의 장치 피치 방향에서 나눠지고 나눠진 그리드에 상이한 각각의 전압이 인가되는 점을 제외하고는 실시예 10이 실시예 5와 동일한 장치의 것이다. 실시예 1의 포커싱 전극과 같이, 제2그리드(46)는 바람직하게 약 3 내지 약 9개로 분리된다. 예를 들어, 제2그리드(46)이 5로 나눠지면 디스플레이 스크린의 중앙부분과 일치하는 제2그리드(46)의 나눠진 부분(46₃)에 90V의 전압이 인가되고 스크린의 주변부분과 일치하는 나눠진 부분(46₂와 46₄)에 60V의 전압이 인가된다. 제2그리드(46)에 인가된 전압은 점차로 변하여서 제2그리드(46) 전위 변동은 중앙 부분에서 스크린의 주변부분까지에서 보듯이 우아하게 이루어진다. 그러한 장치는 줄같은 핫 캐소드(1) 또는 제어 전극(4) 가까이에 제2그리드(46)의 부분에서 방사된 전자의 양을 조화시키고 이것은 그러한 부분에 저전압이 인가되기 때문이다. 이것은 줄같은 핫 캐소드측에서 제2그리드(46) 상의 전자 빔의 균일 비율을 개선시킨다.

[실시예 11]

제15도는 본 발명에 따른 이미지 디스플레이 장치의 다른 실시예의 부분 단면도이다. 제15도에서 보듯이, 제2그리드(46)가 커브 곡선으로 이루어진 것을 제외하고는 실시예 11가 실시예 10와 동일한 장치이다. 제2그리드(46)는 제어 전극(4)의 동일한 곡률 반경을 갖고 줄같은 핫 캐소드(1)의 장치 피치 방향으로 나눠어져서 나눠어진 그리드에 상이한 각각의 전압이 인가된다. 예를 들어, 제2그리드(46)가 5개로 분리되며, 디스플레이 스크린의 중앙부분과 일치하는 제2그리드(46)의 분리된 부분(46₃)에 90V의 전압이 인가되고 스크린의 주변 부분과 일치하는 분리된 부분(46₂와 46₄)에는 60V의 전압이 인가된다. 제2그리드(46)에 인가된 전압은 점차로 변하여서 제2그리드(46)의 전위 변화가 중앙에서 스크린의 주변 부분까지 볼때에 부드럽게 이루어진다. 더우기, 제2그리드(46)는 약 2000의 곡률 반경을 갖는 굴곡진 표면으로 이루어지고 제어 전극으로부터 5 만큼 떨어져 위치한다. 실시예 10과 같이, 그러한 장치는 줄같은 핫 캐소드측에서 제2그리드(46)상의 전자 빔의 균일 비율이 실시예 5에서 보다 더욱 개선되도록 한다. 진공 덮개(43)가 전술의 실시예에서 유리로 이루어지지만, 발광 소자(9)에 제공되도록 적어도 전면 유리(8) 보다는 덮개(43)의 부분 대신에 봉합된 금속 덮개로 이루어지는 진공 덮개로서, 전면 유리(8)는 프리트 본딩 또는 유사한 수단에 의해 봉합된 금속 덮개로 이루어진다.

더우기, 줄같은 핫 캐소드(1)와 관통된 커버 전극(3)이 전술의 실시예에서 평면에 위치하지만, 이러한 전극의 신뢰도가 실제로 저하되지 않으면 발광 소자(9)가 제공되는 측에서 진공 덮개의 내부벽의 것보다 더 큰 곡률을 갖는 굴곡진 표면상에 이러한 전극이 위치한다.

캐소드가 실시예 5 내지 11에서 줄같은 핫 캐소드로 이루어지지만, 실시예 4와 같이 이러한 실시예는 줄같은 구조, 필드 방사 타입의 전자총의 캐소드 또는 열이온 방사 타입 캐소드와 다른 구조의 핫 캐소드를 채택한다는 것을 알아야 한다. 그러한 장치는 역시 전술 실시예의 것과 유사한 효과가 나도록 한다.

게다가, 두개 또는 그 이상의 실시예의 특징을 결합시키는 것은 더욱 향상된 이미지 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

앞에서 언급되었듯이, 본 발명에 따라 포커싱 전극의 분리는 포커싱 전극과 전면 유리 사이의 거리에 따라 분리된 포커싱 전극에 다음 전압을 인가시키도록 한다 : 그러므로, 디스플레이 스크린상에서 전자 빔의 빔 직경은 전체 스크린 상에서 실제로 일정하고 최소화될 수 있어서, 전체 스크린상에 일정한 휘도를 갖는 분명한 영상을 디스플레이 하는 효과가 있다.

역시, 진공 덮개는 쉽게 가볍고 얇게하고 각 전극을 평평하게 하는 것이 가능하기에, 제조 단가를 최소로 구현할 수 있는 효과가 있다.

더우기, 본 발명에 따라, 발광 소자가 제공되는 측에 진공 덮개의 내부벽, 포커싱 전극과 제어 전극이 실제로 동일한 곡률을 갖는 각각의 굴곡진 표면을 포함하고 제2그리드가 제어 전극과 관통된 커버 전극 사이에 위치하고 관통된 커버 전극과 캐소드가 전술의 곡률 보다 실제로 더 큰 곡률을 갖는 굴곡진 표면에 위치하는 식으로 이미지 디스플레이 장치가 배치된다. 그러한 장치는 다른 효과를 제공한다 : 동작시에 관통된 커버 전극의 변형을 완화, 전자의 충돌과 열원(source) 으로서 작용하는 캐소드 근처의 위치에 따라 관통된 커버 전극의 온도가 올라가는 것을 완화 ; 휘도 불균일을 최소화 ; 캐소드 수명 단축을 감소 ; 관통된 커버 전극의 신뢰도와 캐소드의 것을 개선한다. 그 결과, 연장된 수명을 갖는 아주 믿을만한 이미지 디스플레이 장치가 얻어지고 이것은 전체 스크린상에 일정한 휘도를 갖는 분명한 이미지를 디스플레이할 수 있다.

역시, 제2그리드가 제어 전극의 동일한 곡률을 가지게 하므로서 더 개선된 휘도와 휘도 균일성을 갖는 이미지 디스플레이가 구현 가능하다.

더우기, 스크린의 중심에서 주변부분까지 본 캐소드와 관통된 커버 전극의 장치 피치를 증가시키므로서, 플랫-유형 이미지 디스플레이 장치는 개선된 휘도 균일성을 실제로 제공하는 반면에 그로 파생된 다른 특성의 영향을 최소화시킨다.

Claims

이미지 디스플레이 장치에 있어서, 전자를 방사하는 캐소드와, 캐소드로부터 방사된 전자를 가속하여 끌어내는 관통된 커버 전극과 ; 방사된 전자가 통과하도록 전자 통과 구멍을 갖고 캐소드에 병렬로 배치되어 전자-통과 구멍을 통과하는 전자 빔을 제어하도록 적용되는 제어 전극과 ; 굴곡진 표면을 이루고 방사된 전자로 조사할 때 빛을 내는 발광 소자 및 ; 발광 소자와 제어 전극 모양의 플랫 사이의 거리 변화에 따라 변하는 발광 소자 상에서 전자 빔의 빔 직경을 정정하는 수단을 갖고 발광 소자와 제어 전극 사이에 배치된 포커싱 전극(focusing electrode)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 디스플레이 장치.
전자를 방사하는 캐소드와 ; 캐소드로부터 방사된 전자를 가속하고 끌어내는 관통된 커버 전극과 ; 방사된 전자가 통과되도록 하는 전자 통과 구멍을 갖고 캐소드에 실제 병렬로 배치되어 전자통과 구멍을 통과하는 전자 빔을 제어하는 제어 전극과 ; 방사된 전자를 조사할때 빔을 내는 발광 소자 및 ; 제어 전극과 발광 소자 사이에 배치되어 분할되는 포커싱 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 디스플레이 장치.
전자를 방사하는 캐소드와 ; 캐소드로부터 방사된 전자를 가속하여 끌어내는 관통된 커버 전극과 ; 방사된 전자가 통과하여 전자-통과 구멍을 통과하는 전자 빔을 제어하도록 하는 전자 통과 구멍을 갖는 제어 전극과 ; 방사된 전자를 조사할때 빛을 내는 발광 소자와 ; 제어 전극과 발광 소자 사이에 배치되어 방사된 전자가 관통하도록 하는 전자 통과 구멍을 갖는 포커싱 전극 및 ; 제어 전극과 관통된 커버 전극 사이에 배치되고 발광 소자와 캐소드 사이의 거리 변화에 따라 변하는 발광 소자 상의 전자 빔의 빔 직경을 정정하는 전자 통과 구멍을 갖는 제2그리드와 ; 실제로 동일한 곡률반경을 갖는 각각의 굴곡진 표면으로 이루어지는 제어 전극과 포커싱 전극, 발광 소자와 ; 평평한 면 또는 상기 곡률 반경보다 실제로 더 큰 곡률 반경을 갖는 굴곡진 표면상의 어레이로 배치된 캐소드, 관통된 커버 전극, 다수의 캐소드와 다수의 관통된 커버 전극으로 이루어지는 관통된 커버 전극과 캐소드를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 디스플레이 장치.