KR100255457B1 - Large screen disply and its element cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화상표시장치에 관한 것으로, 더 상세히는 대면적 표시장치(LSD; Large Screen(또는 Area) Display) 및 그 소자셀(cell)로 사용되는 방전소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
브라운관이 주종을 이루던 화상표시장치의 그 동안의 개발동향은 휴대용 화상장치의 구현을 위한 경박단소(輕薄短小)화, 즉 소형화와 대형 표시장치의 구현을 위한 대형화의 양 방향으로 진행되어 왔다.The development trend of the image display apparatus, which was mainly dominated by the CRT, has been progressed in both directions of light and small size for realizing a portable image display, that is, miniaturization and large size for the implementation of a large display.
브라운관과 평판소자등 소자 자체의 대면적화는 대략 그 크기의 세제곱에 비례하여 제조원가가 비약적으로 증가하므로 대형 표시장치의 구현에 적절하지 못한 것이 알려져, 종래 여러 가지 대체수단들이 구현되어 왔다.The large area of the device itself, such as a CRT and a flat panel device, is known to be unsuitable for realizing a large display device because the manufacturing cost increases dramatically in proportion to the cube of the size, and various alternative means have been implemented.
대형 표시장치의 구현에 가장 먼저 사용된 것은 제1도에 도시된 바와 같은 프로젝션(projection TV)인바, 이는 투사관(T)의 영상을 광학계(L)를 통해 스크린(screen; S)에 확대 투영하는 구성이며, 광경로의 길이를 단축하기 위해 일반적으로 반사경(M)이 사용되고 있다.The first one used to implement a large display device is a projection TV as shown in FIG. 1, which is an enlarged projection of an image of a projection tube T onto a screen S through an optical system L. FIG. In order to shorten the length of an optical path, the reflector M is generally used.
그러나 이러한 프로젝션 TV는 투사관(T)의 에너지밀도가 높아 투사관(T)과 광학계(L)의 냉각문제가 크고 투사관(T) 자체의 수명이 짧음에도, 그 휘도에 한계가 있어 어느 이상이 대형화가 불가능하고 주변광의 강도에도 제한이 많다.However, such a projection TV has a high energy density of the projection tube T, so that the cooling problem of the projection tube T and the optical system L is large, and the life of the projection tube T itself is short. This enlargement is impossible and there are many limitations on the intensity of ambient light.
이에 따라 프로젝션 TV는 투사관(T)을 사용한 프로제션 TV 자체의 사용은 점차 감소되고 있다. LCD 프로젝터등으로 구성되어 휴대용 프레젠테이션(presentation) 장치로서 그 용도가 변화되어 가고 있다.Accordingly, in the projection TV, the use of the projection TV itself using the projection tube T is gradually decreasing. It is composed of LCD projector and the like and its use as a portable presentation device is changing.
한편 제2도에 도시된 것은 멀티스크린(multi screen) 장치인 바, 이는 복수의 단위소자 패널(P)을 매트릭스(matrix) 형태로 구성하여 대면적의 화상장치를 구현하고자 하는 것이다.Meanwhile, illustrated in FIG. 2 is a multi-screen device, in which a plurality of unit device panels P are formed in a matrix form to implement a large area image device.
여기서 단위 소자패널로는 주로 브라운관이나 PDP, 그리고 LED 패널들이 사용되고 있는데, 멀티스크린 장치의 가장 큰 문제점은 단위 소자 패널간에 구획선이 분명하게 드러나 화상의 인식성을 크게 저하시킨다는 것이다.Here, CRTs, PDPs, and LED panels are mainly used as unit device panels. The biggest problem of the multi-screen device is that partition lines are clearly displayed between the unit device panels, which greatly reduces the recognition of images.
즉 브라운관이나 PDP등 화상소자의 외곽은 상당한 폭으로 화상표시가 불가능한 비유효 영역이 형성될 수밖에 없는 바, 이러한 화상소자를 매트릭스 형으로 배열하면 이 비유효영역들이 대형의 화상을 분할하는 굵은 구획선을 형성하여 화상의 인식을 방해하는 것이다.In other words, the outside of the image elements such as the cathode ray tube or the PDP has a considerable width, and thus an ineffective region cannot be formed. Therefore, when the image elements are arranged in a matrix, the ineffective regions form a thick partition line for dividing a large image. To interfere with the recognition of the image.
이에 따라 제3도에 도시된 바와 같이 소형의 소자셀(element cell; X)을 다수 배열함으로써 구획선이 없는 대형의 화상장치를 구현한 것이 LSD 또는 LAD이다. 이것은 일본 Sony사에서 점보트론(jumbotron)이라는 명칭으로 최초 발표한 바, 이 명칭으로 통칭되기도 한다.Accordingly, as shown in FIG. 3, the LSD or the LAD implements a large image device having no partition line by arranging a plurality of small element cells X. FIG. It was first called by jumbotron under the name Sony, Japan.
제4도 및 제5도에는 이러한 LSD의 소자셀(X1)을 구성하는 여러 가지 종래 예들이 도시되어 있다.4 and 5 illustrate various conventional examples of the device cell X1 of the LSD.
먼저 제4(a)도에 도시된 것은 LED(Light Emitting Diode; 발광다이오드)(G, R)를 이용한 것인바, 소자셀(X1) 내에는 적색 LED(R)와 녹색 LED(G)가 인접 셀과의 간섭을 방지하기 위한 벽(W)내에 각각 복수로 배열되어 있다.First, a light emitting diode (LED) (G, R) is shown in FIG. 4 (a). A red LED (R) and a green LED (G) are adjacent to each other in the device cell (X1). A plurality is arranged in the wall W for preventing interference with a cell, respectively.
이러한 배열에서도 알수 있다시피 이 LED 소자셀(X1)은 청색의 재현이 불가능하며, 적색(R) 및 녹색(G)과 R, G의 간색으로서 오렌지색을 구현할 수 있다. 그 이유는 청색 LED가 최근 (1996년)에야 출현되었기 때문이며, 그것도 다른 LED의 10수배의 가격을 가져 실용화는 곤란한 실정이다.As can be seen from this arrangement, the LED device cell (X1) is not reproducible in blue, and red (R) and green (G) can be implemented as an orange color between R and G. The reason is that the blue LED has only appeared recently (1996), and it is also difficult to be practical due to the price of 10 times that of other LEDs.
이에 따라 LED 소자셀(X1)을 이용한 LSD는 칼라화상의 구현에는 부적절하여 주로 사인보드(sign board)로나 이용되고 있다.Accordingly, the LSD using the LED device cell X1 is not suitable for implementing a color image and is mainly used as a sign board.
한편 제4(b)도에 도시된 것은 일본 미쓰비시 전기의 평면 매트릭스(Flat Matrix) CRT를 이용한 소자셀(X2)인바, 이는 예를들어 도시된 바와 같이 4개의 화점(각 화점은 R, B 및 두 G의 네 화소로 이루어짐)을 가진 소형의 CRT를 가지는 소형의 CRT로 소자셀(X2)을 구성하여 이를 매트릭스형으로 배열함으로써 LSD를 구성한 것이다,On the other hand, shown in FIG. 4 (b) is a device cell (X2) using a flat matrix CRT of Mitsubishi Electric, Japan. For example, as shown in FIG. LSD is constructed by forming a device cell (X2) with a small CRT having a small CRT having two G four pixels) and arranging them in a matrix form.
이러한 소자셀(X2)은 VFD(Vacuum Fluorescent Device)인바, 형태상의 차이는 있으나, 제4(c)도에 도시된 바와 같은 소형화된 CRT와 거의 동일한 구조 및 작용을 가지는 바, 제4(c)도의 소자셀(X3)은 패널(101)에 단색의 형광층(102)을 배열하고 전자총(103)에서 발사된 전자빔(B)을 편향판(104) 등에 의해 형광층(102)에 순차적으로 주사(scan)함으로써 단일색을 발광하는 한 소자셀(X3)을 구현한 것이다.The device cell (X2) is a VFD (Vacuum Fluorescent Device), but the shape is different, but has almost the same structure and operation as the miniaturized CRT as shown in Figure 4 (c), the fourth (c) In the device cell X3 of FIG. 1, the
그러나 이러한 제4(c)도의 소자셀(X3)은 발광휘도가 낮고 구동이 과도히 복잡해져 LSD로 실용화되지는 못하였다.However, the device cell X3 of FIG. 4 (c) has low luminous intensity and excessively complicated driving, and thus, the device cell X3 has not been put to practical use as an LSD.
그런데 제4(b)도의 구성은 소자셀(X2) 자체의 화소배열이 밭전(田)형으로 이루어져 적어도 어느 한 화소(R, G, B)가 중복 배열되어야 하므로 화이트 밸런스(White Balance)의 달성이 어렵고, 이에 따라 색재현성이 불량한 문제가 있다.However, in the configuration of FIG. 4 (b), since the pixel array of the element cell X2 itself is formed in a field shape, at least one pixel R, G, and B must be overlapped to achieve white balance. This is difficult, and thus there is a problem of poor color reproducibility.
이에 따라 Sony사에서는 제5도에 도시된 소자셀(X4)의 구성으로 점보트론의 실용화에 성공한 바, 이는 제5(a)도에 도시된 바와 같이 각 화점(110)이 R, G, B 세 화소로 이루어져 스트라이프(stripe)형 소자와 같이 화이트밸런스의 달성이 용이하다.Accordingly, Sony succeeded in the practical use of the jumbotron with the configuration of the element cell X4 shown in FIG. 5, which is shown in FIG. 5 (a). It is easy to achieve white balance like a stripe device with pixels.
각 화점(110)의 구동은 제5(b)도 및 제5(c)도에 도시된 바와 같이 기본적으로 CRT와 동일한바, 캐소드(K)에서 방출된 전자를 복수의 제어전극(G1~G3)들이 제어하여 각 화소(R, G, B)의 형광층(112)을 발광시키는 것이다. 부호 111은 화소(R, G, B)간을 구획하는 분리벽이며, 제5(c)도의 구성은 제5(b)도의 구성을 판(板)형의 제어전극(G1~G3)들로 개선한 것이다.The driving of each
한편 제6도에 도시된 것은 Sony사의 점보트론 개발과정에서 발표되었으나 실용화되지는 못한 글로우방전(glow discharge)을 이용한 소자셀(X5)이다.On the other hand, shown in Figure 6 is the device cell (X5) using the glow discharge (Glow discharge) that was announced during the development of jumbotron development of Sony, but has not been put to practical use.
이 소자셀(X5)은 원통형의 용기(120)내에 헬륨(helium)을 충전하고, 캐소드(K)와 아노드(A), 그리고 제1 및 제2메시(mesh)전극(G1, G2)을 배열하여 구성한 것이다. 이러한 소자셀(X5)은 PDP와 같이 기체방전현상을 이용한 것인바, 고휘도를 구현하려면 아노드(A)와 제2메시전극(G2)간의 간격을 1mm 이하로 구성해야 하는데 이 간격에서는 두 전극(A, G2)간에 아아크방전(arcing)이 잘 발생되는 구조적 문제가 있어 실현되지 못하였다.The device cell X5 is filled with helium in the
이상의 종래 구성들을 살펴볼 때 제4(c)도의 소자셀(X3)과 제6도의 소자셀(X5)을 제외하면 모두 복수의 화소를 한 소자셀(X1, X2, X4)내에 구비하여, 그 구동에 있어서 소자셀(X1, X2, X4)의 선택후 다시 그 내부의 화소를 선택하는 복잡한 구동이 필요하므로 구동회로가 복잡해지는 문제가 있으며, 부분적 손상시 교체 등의 유지보수원가도 커지는 문제가 있다.In the above-described conventional structures, except for the element cell X3 of FIG. 4 (c) and the element cell X5 of FIG. 6, a plurality of pixels are all provided in one element cell X1, X2, X4, and driven. There is a problem in that the driving circuit is complicated because the complicated driving of the pixels inside the pixels after selecting the element cells X1, X2, and X4 is necessary, and the maintenance cost such as replacement in case of partial damage is increased. .
또한 제4(c)도의 소자셀(X3)은 저휘도와 편향의 곤란 등의 문제가 있으며 제6도의 소자셀(X5)은 구조상의 문제로 실용화될 수 없는 것이다.In addition, the element cell X3 of FIG. 4 (c) has problems such as low luminance and difficulty in deflection, and the element cell X5 of FIG. 6 cannot be put to practical use due to structural problems.
따라서 LSD의 구현에 사용될 수 있는 적절한 소자셀의 구현이 요구되고 있는 바, 이 소자셀의 기본적인 요건은 고휘도와 우수한 색재현성, 그리고 단위구성의 호환성등이며, 저소비전력과 낮은 제조원가이면 더욱 바람직할 것이다.Therefore, the implementation of a suitable device cell that can be used for the implementation of the LSD is required, the basic requirements of the device cell is high brightness, excellent color reproducibility, and compatibility of the unit configuration, and low power consumption and low manufacturing cost would be more desirable .
이와 같은 요건들을 대부분 충족할 수 있는 방식의 소자셀은 CRT 또는 이와 동일한 원리의 VFD, 즉 가속된 전자가 직접 형광체를 여기(exitaion)시키는 구성일 것인바, 이러한 전자 여기 형광체는 고휘도의 구현이 가능하고 색재현성이 우수하며 염가일 뿐아니라 화상표시장치의 역사가 CRT 자체의 역사라 할 수 있으므로 형광체 선택의 폭이 매우 넓고 입수가 용이한 장점이 있다.A device cell capable of meeting most of these requirements may be a CRT or VFD of the same principle, that is, a structure in which accelerated electrons excite a phosphor directly. Such an electron excitation phosphor can realize high brightness. In addition, it is excellent in color reproducibility and inexpensive, and since the history of the image display device can be called the history of the CRT itself, there is an advantage of wide selection of phosphors and easy availability.
제1도는 대형 표시장치의 일례로서 프로젝션 TV를 도시한 광경로도.1 is a light path diagram showing a projection TV as an example of a large display.
제2도는 대형 표시장치의 다른 예로서 멀티스크린 장치를 도시한 정면도.2 is a front view illustrating a multi-screen device as another example of a large display device.
제3도는 LSD의 구성을 보이는 정면도.3 is a front view showing the configuration of the LSD.
제4(a)도 및 제4(c)도는 제3도의 장치에 사용되는 소자셀의 구성을 보이는 도면들.4 (a) and 4 (c) are diagrams showing the configuration of element cells used in the apparatus of FIG.
제5(a)도 내지 제5(c)도는 제3도의 장치에 사용되는 다른 소자셀의 구성을 보이는 도면들.5 (a) to 5 (c) are views showing the configuration of other device cells used in the apparatus of FIG.
제6도는 도다른 소자셀의 구성을 보이는 단면도.6 is a cross-sectional view showing the configuration of another device cell.
제7도는 본 발명 방전소자의 기본적 구성을 보이는 단면도.7 is a cross-sectional view showing the basic configuration of the discharge device of the present invention.
제8(a)도 및 제8(b)도는 제7도의 방전소자를 소자셀로 사용하여 LSD를 구성하기 위한 구조의 분해사시도 및 결합상태 단면도.8 (a) and 8 (b) are exploded perspective and bonded state cross-sectional views of a structure for constructing an LSD using the discharge device shown in FIG. 7 as an element cell.
제9도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 LSD의 정면도이다.9 is a front view of an LSD according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 소자셀(unit cell) 2 : 진공용기1: unit cell 2: vacuum container
3 : 전면판(前面板) 4 : 형광층3: front plate 4: fluorescent layer
5 : 전자총 G1~G3 : 제어전극5: electron gun G1 ~ G3: control electrode
K : 캐소드(cathode) 6 : 메탈백(metal back)K: cathode 6: metal back
7 : 스템핀(stem pin) 10 : 지지판7: stem pin 10: support plate
11 : 원형삽입부 12 : 소켓(socket)11: circular insertion part 12: socket
이와 같은 조건을 만족시키기 위한 본 발명의 방전소자는The discharge device of the present invention for satisfying such conditions is
긴 관(tube)형의 진공용기와,Long tube type vacuum container,
이 진공용기의 전방을 차폐하는 판상(板狀)의 투명전면판과,A plate-shaped transparent front plate which shields the front of the vacuum vessel;
전면판의 내면에 형성된 형광층과,A fluorescent layer formed on the inner surface of the front plate,
진공용기의 후부에 위치하며, 열전자를 방출하는 캐소드와, 캐소드로부터의 열전자를 제어, 집속 및 가속하여 형광층을 발광시키는 전자빔을 형성하는 복수의 제어전극으로 구성되는 전자총을 구비하는 것을 특징으로 한다.Located at the rear of the vacuum vessel, characterized in that it comprises an electron gun consisting of a cathode for emitting hot electrons and a plurality of control electrodes for forming, electron beam for controlling, focusing and accelerating hot electrons from the cathode to emit a fluorescent layer .
이러한 구성은 편향수단을 가지지 않는 단순화된 브라운관의 구성과 유사한 바, 전자총에서 발사된 전자빔이 전면판 내부의 형광층을 전면적으로 발광시키게 된다.This configuration is similar to the configuration of a simplified CRT having no deflection means, whereby the electron beam emitted from the electron gun emits the entire fluorescent layer inside the front plate.
이에 따라 이러한 방전소자는 구동전압의 인가만으로 즉시 발광하는 단색의 소자셀로 사용될 수 있으며, R, G, B 각 발광색을 가지는 소자셀의 배열로 용이하게 LSD를 구성하여 단순한 매트릭스 방식으로 간단히 구동할 수 있게 된다.Accordingly, such a discharge element can be used as a monochromatic element cell that emits light immediately by applying a driving voltage, and can easily be driven by a simple matrix method by easily forming an LSD with an array of element cells having each of R, G, and B emission colors. It becomes possible.
[실시예]EXAMPLE
이와 같은 본 발명 소자셀의 더욱 구체적 구성 및 이점과, 이를 이용한 대면적 표시장치의 상세는 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예들의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.Such a detailed configuration and advantages of the device cell of the present invention, and the details of the large-area display device using the same will become more apparent from the following description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
제7도에서, LSD의 소자셀(1)을 구성하는 본 발명 방전소자는 긴 관형의 진공용기(2)의 전방(도면의 좌측)을 그 내면에 형광층(4)이 형성된 판상의 전면판(3)으로 밀폐하고, 후방(도면의 우측)의 내부에 전자총(5)을 배열한 구성을 가진다.In FIG. 7, the discharge element of the present invention constituting the
전자총(5)은 열전자를 방출하는 캐소드(K)와, 이로부터의 열전자의 방출을 제어하고 방출된 열전자를 접속 및 가속하여 전자빔(B)을 형성하는 복수의 제어전극(G1~G3)들로 구성된다.The
바람직하기로는 형광층(4)의 내면에는 Al 등의 금속으로 메탈백(metal back; 6)을 형성하여 동작시 이에 양전압을 인가해주게 된다. 이러한 메탈백(6)은 브라운관의 경우와 같이 전자빔(B)을 가속시키고 형광층(4)의 소손(燒損)을 방지하며, 소자셀(1) 내부의 유리전자를 배출시키는 역할을 한다.Preferably, a metal back 6 is formed on the inner surface of the fluorescent layer 4 by using a metal such as Al to apply a positive voltage thereto. The metal back 6 accelerates the electron beam B and prevents burnout of the fluorescent layer 4, as in the case of the CRT, and discharges the glass electrons inside the
이러한 구성을 살펴볼 때 본 발명 소자셀(1)은 편향장치가 없는 브라운관의 기본적인 구성을 가지게 되어, 전자총(5)에서 발사된 전자빔(B)이 직접 전면판(3)의 형광층(4)을 전면적으로 발광시켜 이에 따른 한 발광색을 표시하게 된다.In view of such a configuration, the
본 발명 소자셀(1)은 단순한 무편향 브라운관의 채택이 아니라, 몇가지 구조적 특성을 가지게 된다. 즉 관형의 진공용기(2)의 전면을 판상의 전면판(3)이 폐쇄하게 되므로, 형광층(4)과 메탈백(6)의 형성이 인쇄방법에 의해 간단히 이뤄질 수 있으며, 소자셀(1)의 제조도 용이해지는 것이다.The
즉 형광층(4)은 종래와 같이 번거로운 슬러리(slurry) 공정이나 침전(沈澱)법을 사용하지 않고도 전면판(3)상에 직접 인쇄가 가능해지게 된다. 또한 메탈백(6)도 종래와 같이 설비 및 원용원가가 큰 증착(sputtering)법을 사용하지 않고도 형광층(4)상에 금속층을 직접 인쇄하여 형성할 수 있으며, 설사 증착법을 사용한다고 하더라도 다수의 전면판(3)을 증착실에 동시에 투입하여 한꺼번에 성막(成膜)할 수 있어 낮은 원가로 제조가 가능해진다.In other words, the fluorescent layer 4 can be directly printed on the
이와 같이 형광층(4)과 메탈백(6)이 미리 형성된 전면판(3)을 긴 관형의 진공용기(2)에 접합하여 본 발명 방전소자에 의한 소자셀(1)이 구성된다. 이때 진공용기(2) 내부는 분위기 배기가 별도의 배기에 의해 소요진공도로 배기된다.In this way, the
한편 전자총(5)의 구성에 대해 살펴보면 이는 기본적으로 전면판(3)의 형광층(4)을 전면적으로 발광시키는 무편향 구성이므로 제어전극(G1~G3)의 집속(集束)은 캐소드(K)로부터 방출된 열전자를 형광층(4)에 대해 모아주는, 즉 상당히 큰 빔 스포트(beam spot)를 형성해주는 정도로 족하다.On the other hand, the configuration of the
이에 따라 제어전극(G1~G3)은 캐소드(K)로부터의 열전자 방출을 제어하는 컷오프(cut-off) 전압이 선택적으로 인가되는 G1전극과, 그 사이에서 방출된 열전자를 크로스오버(cross-over)시켜 열전자의 다발, 즉 전자빔을 형성하는 G2 및 G3 전극으로 충분할 것이다.Accordingly, the control electrodes G1 to G3 cross-over the G1 electrode to which a cut-off voltage for selectively controlling hot electron emission from the cathode K is applied, and the hot electrons emitted therebetween. The G2 and G3 electrodes will suffice to form a bundle of hot electrons, i.e., an electron beam.
한편 고휘도의 구현을 위해서는 캐소드(K)로부터의 열전자 방출량이 클수록 바람직한 바, 이에 따라 캐소드(K)는 산화물 캐소드보다 열전자 방출특성이 훨씬 우수한 함침형(含浸型) 캐소드로 구성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the higher the amount of hot electron emission from the cathode (K) is preferable for the implementation of high brightness, accordingly, the cathode (K) is preferably composed of an impregnated cathode having a much better thermal electron emission characteristics than the oxide cathode.
여기서 캐소드(K)의 구체적 구성을 도시하지는 않았으나, 원통형 슬리이브(sleeve) 전방에 전자방출물질을 함침한 펠렛(pelet)을 부착하고 슬리이브의 내부에 이를 가열하는 히이터(heater)를 수납한 브라운관 캐소드의 구성을 그대로 따르는 것도 별다른 문제가 없을 것이다.Although the specific configuration of the cathode (K) is not shown, a CRT attached to the front of the cylindrical sleeve (sleeve) attached to the pellet (impregnated impregnated material) and the heater (heater) for heating it inside the sleeve Following the composition of the cathode will not be a problem.
이와 같은 소자셀(1)은 수 mm 내지 수 cm의 크기로 구성할 수 있는 바, 그 기본적 구성이 간이형 브라운관과 유사하면서도 이를 방전소자라 이름한 이유는 다음과 같다. 즉 편향을 요구하는 브라운관과 경우에는 전극간에 방전(진공방전)이 발생되는 경우에는, 이는 곧 화상표시를 방해하는 국부적 이상발광이 야기되지만, 단일 형광층(4)을 무편향으로 발광시키는 본원의 경우에는 방전의 발생이 가시광선의 발생량을 증가시켜 휘도의 증진을 가져오게 된다.The
다시말해 본 발명 발광소자는 전자빔에 의해 형광층(4)을 여기(excitation) 및 발광시키는 동시에 진공방전을 함께 이용하는 하이브리드(hybrid)형 소자라고 할 수 있다. 이러한 진공방전은 제어저늑(G1~G3)들과 메탈백(6), 그리고 이들로부터 인출되는 보조전극(도시안됨)들간의 간격과 형상에 좌우되는바, 이들의 상세에 관해서는 후술되는 실용화 실험과 연구에 의해 구체화되어 후속출원으로 보완될 것이다.In other words, the light emitting device of the present invention can be said to be a hybrid type device that uses a vacuum discharge while simultaneously exciting and emitting the fluorescent layer 4 by an electron beam. This vacuum discharge depends on the spacing and shape of the control bases G1 to G3, the metal back 6, and the auxiliary electrodes (not shown) drawn therefrom. It will be embodied by the study and supplemented by subsequent applications.
그러나 그 기본적원리는 소정의 진공도 분위기내에서 두 점간(제어전극(G1~G3)이나 메탈백(6) 등의 전극 또는 이로부터 인출된 보조전극간)의 (전위차/거리)가 어느 임계치 이상일 때 진공방전이 발생되는 전극의 형태, 예를들어 첨예점(sharp point)의 구비로 이 방전이 촉진된다는 것으로, 제7도의 구성에서도 전극들간의 간격만의 조정으로도 형광층(4) 발광과 동시에 진공방전을 함께 일으킬수 있음은 의문의 여지가 없다.However, the basic principle is that (potential difference / distance) between two points (between electrodes such as the control electrodes G1 to G3, the metal back 6, or the auxiliary electrodes drawn therefrom) is above a certain threshold in a predetermined vacuum atmosphere. This discharge is promoted by the shape of the electrode where the vacuum discharge is generated, for example, the sharp point. In the configuration of FIG. There is no question that a vacuum discharge can occur together.
이와 같은 방전소자는 각 전극들(캐소드(K), 제어전극(G1~G3)들과 메탈백(6)등)을 외부회로에 연결하기 위한 리이드(lead)단자로서, 제8도에 도시된 바와 같은 스템핀(stem pin; 7)이 부착된 단위체의 소자셀(1)로 구성된다.Such a discharge element is a lead terminal for connecting each electrode (cathode K, control electrodes G1 to G3 and metal back 6, etc.) to an external circuit, as shown in FIG. It consists of a device cell (1) of the unit attached to the stem pin (stem pin) 7 as shown.
여기서 소자셀(1)의 단면은 정사각형이나 직사각형등 방형(方形)으로 구성될 수도 있을 것이나, 무편향의 빔스포트가 원형이며 고진공에 따른 강도문제, 그리고 유리관등 재료의 입수의 편의 문제등으로 적어도 진공용기(2)는 원형의 단면 더욱 바람직하기로 원형 단면의 유리관의 절단 및 융착으로 구성된다. 한편 전면판(3)은 진공용기(2)의 형상 및 빔스포트의 형상에 따라 도시된 바와 같이 원형으로 구성될 수도 있으나, 제9도와 같이 정사각형으로 구성되는 것도 여러 가지 장점이 있을 것이다.Here, the cross section of the
전면판(3)이 정사각형으로 구성되는 경우에는 LSD 구성시 정합(aligment)이 극히 용이해지며, 외관이 연속된 평면을 구성하여 LSD의 외부 설치시 풍우(風雨) 등에 대한 내후성(耐候性)이 향상되는 장점이 있다.When the
이때 형광층(4)은 점선으로 표시된 진공용기(2) 대응부위에만 형성될 수 있으므로 이에 따른 발광부위도 이에 한정될 것이다. 이는 LSD와 같이 건물의 옥상 등에 설치되는 대형 화상표시장치의 원거리 시청시의 인식성에 별다른 장애를 초래하지는 않으나, 화상의 연속성 등의 필요에 따라서는 광(光)확산(diffusion) 수단을 구비하는 것도 바람직할 것이다.In this case, since the fluorescent layer 4 may be formed only at the corresponding portion of the
이러한 광확산수단은 전면판(3)을 오목렌즈로 형성하거나, 간유리등 반투명 유리로 형성하는 방법, 전면판(3)에 스트라이프(stripe)형의 미세홈을 형성하여 전면판(3)을 프레넬(fresnel)렌즈로 형성하는 방법, 그리고 전면판(3) 전면에 반투명의 확산층을 형성하는 방법 등에 의해 원형의 형광층(4)에서 발생된 빛을 정사각형의 전면판(3) 전체적으로 분산 투과시킬 수 있게 된다. 특히 전면판(3)에 반투명의 확산층을 형성하는 방법은 이를 전면판(3)의 보호층으로 역할시킬 수 있으며, 해당 발광색의 색소를 분산시켜 칼라필터로 구성함으로써 발광휘도와 색 재현성의 향상에도 기여할 수 있게 된다. 이러한 광학산수단이 원형의 전면판(3)에 구비될 수도 있음은 물론이다.The light diffusing means is a method of forming the front plate (3) with a concave lens, or translucent glass such as liver glass, by forming a stripe-shaped fine groove in the front plate (3) to form the front plate (3) The light generated from the circular fluorescent layer 4 is dispersed and transmitted throughout the square
다시 제8도로 돌아와 LSD의 바람직한 구성을 살펴본다.Back to Figure 8, we look at the preferred configuration of the LSD.
본 발명 방전소자는 단일한 발광색을 가지는 소자셀(1)로 구성되는바, 이를 매트릭스형으로 배열하여 LSD를 구성할 수 있는데 단색 LSD의 구성을 위해서는 단일색의 소자셀(1)을 칼라 LSD의 구성을 위해서는 R, G, B 각 발광색을 가지는 소자셀(1)을 교호적으로 배열하여 구성할 수 있다.The discharge device of the present invention is composed of a device cell (1) having a single emission color, it can be arranged in a matrix form LSD. For the configuration of a monochromatic LSD, a single color device cell (1) is composed of a color LSD In order to achieve this, the
특히 칼라 LSD의 구성 경우, R, G, B 각 소자셀(1)은 원형 또는 정사각형의 화점을 구성하므로 제8(a)도 또는 제9도에 보듯이 교열(staggered) 매트릭스구조로 배열되어 세 소자셀(1)이 정삼각형의 도트 트리오(dot trio)를 형성하여 각기 한 색의 화점인 세 소자셀(1)이 한 화소를 구성하도록 하는 것이 바람직할 것이다.In particular, in the case of the color LSD, each of the R, G, and
각 소자셀(1)을 지지하여 LSD를 구성하는 지지판(10)은 바람직하기로 소자셀(1)의 진공용기(2)를 수납하며 그 내단에 소자셀(1)의 스템핀(7)이 삽입접속될 소켓(socket; 12)을 구비하는 원형삽입부(11)를 구비한다.The
이러한 구성은 각 소자셀(1)을 지지판(10)의 원형삽입부(11)에 삽입하는 것만으로 소자셀(1)의 지지와 접속이 동시에 완료되어 LSD의 제조와 유지보수에 특히 유리한 이점이 있다. 여기서 원형삽입부(11)는 도시된 원형구멍의 형태뿐아니라 원형 또는 원주형의 내주를 가지는 탄성 또는 비탄성방식의 모든 지지구를 포괄하는 개념임에 유의해야 한다.This configuration is completed by supporting and connecting the
이때 소자셀(1)의 전면판(3)의 외경이 진공용기(2)의 외경보다 크면(제9도의 정사각형 전면판(3)은 당연히 커짐) 지지판(10)의 원형삽입부(11)에 삽입 결합시 전면판(3)이 그 삽입깊이와 스템핀(7)과 소켓(12)간의 결합의 적절성을 확인하는 제한판 역할을 하게 되어 바람직하다.At this time, if the outer diameter of the
이러한 LSD의 구동에 있어서, 각 소자셀(1)의 구동을 위해 인가될 전압은 캐소드(K)에 대한 히이터전압, 제어전극(G1~G3)중 G1전극에 대한 컷오프전압, G2 및 G3전극에 대한 소정전위차의 두 집속전압, 그리고 가속을 위한 메탈백(6)의 양전압 등이다.In the driving of the LSD, the voltage to be applied for driving each
그런데 LSD의 동작시 복수의 소자셀(1)의 선택적 구동을 위해 변경되어야 하는 것은 G1전극의 컷오프 전압뿐이므로 나머지는 모두 상시(常時)전압으로 인가하고 G1전극에 대한 컷오프전압의 선택적 인가만으로 소자셀(1)의 선택이 가능해진다.However, only the cutoff voltage of the G1 electrode needs to be changed for the selective driving of the plurality of
즉 본 발명의 소자셀(1)에 의해 구성된 LSD는 각 소자셀(1)에 대한 컷오프전압의 선택적인가, 즉 on/off로 이뤄지는 극히 단순한 매트릭스 구동으로 동작될 수 있는 것이다.That is, the LSD constituted by the
이상과 같은 본 발명은 가격이 저렴하고 입수 및 선택이 용이하며, 휘도가 높은 브라운관용 형광체를 사용할 수 있을 뿐아니라 형광층 발광과 진공방전을 함께 이용함으로써 고휘도의 구현이 가능한 소자셀을 제공한다. 또한 이 소자셀을 이용하여 제작 및 유지보수가 용이하면, 단순 매트릭스 방식에 의해 극히 용이하게 구동할 수 있는 고휘도의 LSD를 제공한다.The present invention as described above is inexpensive, easy to obtain and select, and can not only use a fluorescent tube for high-brightness tube, but also provides a device cell capable of high brightness by using a fluorescent layer emission and vacuum discharge together. In addition, if the device cell is easy to manufacture and maintain, the LSD of high brightness can be easily driven by a simple matrix method.
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