KR100404557B1 - 화상 형성 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 화상 형성 장치는 제1 기판, 제2 기판, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 배치되고 상기 제1 및 제2 기판 사이의 공간을 둘러싸는 지지 프레임, 상기 공간과 대면하는 제1 기판 상에 배치된 다수의 전자 방출 소자들 및 상기 제2 기판 상에 배치된 화상 형성 부재를 포함한다. 스페이서는 상기 제1 및 제2 기판 사이의 공간내에 배치되고, 도전막은 상기 화상 형성 부재를 둘러싸도록 상기 제2 기판 상에 배치된다. 상기 도전막에는 화상 형성 부재에 인가된 것보다 낮은 전위가 공급되고, 상기 스페이서는 상기 화상 형성 부재보다 긴 길이를 갖는다. 스페이서의 각 세로방향 단부는 지지 프레임의 내주와, 도전막의 대응 단부가 상기 제2 기판의 주면에 직교하여 연장하는 각 평면 사이에 배치된다.

Description

화상 형성 장치{IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 전자원(electron source)을 사용하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.
지금까지, 2가지 유형의 전자 방출 소자, 즉 열음극 및 냉음극이 공지되어 있다. 이들 2가지 유형 중에서, 냉음극의 공지된 예들은 표면 도전형 전자 방출소자, 필드 방출형 전자 방출 소자(이후, "FE형"이라 함), 및 금속/절연체/금속형 전자 방출 소자(이후, "MIM형"이라 함)를 포함한다.
표면 도전형 전자 방출 소자의 몇가지 예는 M.I. Elinson의 Radio Eng. Electron Plys.,10,1290(1965) 및 후술되는 다른 논문에 개시되어 있다.
표면 도전형 전자 방출 소자는 전류가 막 표면에 평행하게 흐르게 하기 위해 기판 상에 형성된 소영역의 박막에 공급될 때 전자가 방출되는 현상을 이용한다. 지금까지 알려져 있는 표면 도전형 전자 방출 소자는 M.I. Elison 등에 의해 보고된 바와 같은 SnO2박막, Au 박막[예를 들어, G.Dittmer의 "Thin Solid Films", 9, 317(1972) 참조], In2O3/SnO2박막[예를 들어, M.Hartwell과 G.G. Fonstad의 "IEEE Trans. ED conf.", 519(1975) 참조], 탄소 박막[예를 들어, Hisashi Araki 등의 Shinku(vacuum), vol.26, No.1, 22(1983) 참조] 등을 이용한다.
이러한 표면 도전형 전자 방출 소자들 중의 전형적인 한 예로서, 도 12에 M. Hartwell 등에 의해 보고된 장치의 평면도가 도시되어 있다.
도 12를 참조하면, 참조번호 3001은 기판을 나타내고, 참조 번호 3004는 스퍼터링에 의해 형성된 금속 산화물의 도전성 박막을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 도전성 박막(3004)은 위에서 보았을 때 H자 형으로 형성된다. 전자 방출부(3005)는 "에너지화 형성(energization forming)"이라고 하는 에너지화 공정을 도전성 박막(3004) 상에 실행함으로써 형성된다. 도 12에 도시된 스페이싱 L은 0.5 - 1 mm로 설정되고, 폭 W는 0.1 mm로 설정된다. 전자 방출부(3005)가 도전성 박막(3004)의 중심에서 직사각 형상으로 도시되어 있긴 하지만, 이 도면은 이해를 쉽게 하기 위해 도시된 것이지, 실제로 물리적으로 생성된 전자 방출부의 정확한 위치와 형태를 정확하게 표현한 것은 아니라는 것을 알기 바란다.
공지된 FE형 전자 방출 소자는 예를 들어, W.P. Dyke와 W.W. Dolan의 "Field Emission", Advance in Electron Physics, 8, 89(1956) 및 C.A. Spindt의 "Physical properties of thin-film field emission cathodes with molybdenum cones",J.Appl.Phys., 47, 5248(1976)에 보고되어 있다.
FE형 전자 방출 소자의 구성의 전형적인 예로서, 도 13에 C.A. Spindt 등에 의해 보고된 장치의 단면도가 도시되어 있다.
도 13을 참조하면, 참조번호 3010은 기판을 나타내고, 참조번호 3011은 도전성 재료로 이루어진 에미터 와이어를 나타낸다. 참조번호 3012는 에미터 콘(cone), 3013은 절연층, 3014는 게이트 전극을 나타낸다. FE형 장치에 있어서, 필드 방출은 에미터 콘(3012)과 게이트 전극(3014) 사이에 적절한 전압을 인가함으로써 에미터 콘(3012)의 상부에서부터 발생한다.
FE형 장치 구성의 다른 예로서는 에미터 및 게이트 전극이 기판 상에 배열되고, 도 13에 도시된 것과 달리, 기판의 평탄한 표면에 거의 평행하게 놓인 평면 구조가 또한 공지되어 있다.
공지된 MIM형 전자 방출 소자는 예를 들어, C.A. Mead의 "Operation of Tunnel-emission Device", J. Appl. Phys., 32, 646(1961)에 보고되어 있다.
MIM형 전자 방출 소자의 구성의 전형적인 예는 도 14의 단면도에 도시되어있다. 도 14를 참조하면, 참조번호 3020은 기판을 나타내고, 참조번호 3021은 금속 하부 전극을 나타낸다. 참조번호 3022는 두께가 약 10 nm인 얇은 절연층을 나타내고, 참조번호 3023은 두께가 약 8-30 nm인 금속 상부 전극을 나타낸다. MIM형 장치에서, 전자 방출은 상부 전극(3023)과 하부 전극(3021) 사이에 적절한 전압을 인가함으로써 상부 전극(3023)의 표면에서부터 발생한다.
상술된 어떠한 냉음극도 장치를 가열하는 히터를 필요로 하지 않는데, 그 이유는 냉음극이 열음극에 요구된 것보다 낮은 온도에서 전자 방출을 생성할 수 있기 때문이다. 그러므로, 냉음극은 열음극보다 더 단순한 구조와 더 정교한 패턴으로 형성될 수 있다. 또한, 다수의 캐소드가 고밀도로 기판 상에 배열될 때, 기판의 열 융해와 같은 문제가 발생할 가능성이 더 적다. 또한, 냉음극은 고속의 응답 속도를 갖는 반면, 열음극은 히터에 의해 가열될 때 동작을 개시하기 때문에 저속의 응답 속도를 갖는다.
이러한 이유 때문에, 냉음극의 응용에 관한 연구가 활발히 행해지고 있다.
전자 방출 소자의 응용에 관해, 화상 표시 유닛과 같은 화상 형성 장치 및 화상 기록 장치, 하전 빔 소스 등이 연구되고 있다.
화상 형성 장치에 대한 전자 방출 소자의 응용은 예를 들어, 일본 특허 공개 제01-241742호, 제04-094038호, 제04-098744호, 제04-163833호 및 제04-284340호뿐만 아니라, 미국 특허 제5,532,548호, 제5,770,918호 및 제5,903,108호에 개시되어 있다.
전자 방출 소자를 사용하는 화상 형성 장치 중에서, 공간 절약에 기여하는얇은 바디를 갖고 있고, 또한 경량이며, 궁극적으로 CRT형 디스플레이 대체용으로 기대되고 있는 플랫 디스플레이가 주목을 받고 있다.
도 20은 매트릭스 형태로 배열된 다수의 전자 방출 소자로 이루어진 전자원을 사용하는 부분적으로 노출되어 있는 플랫 화상 형성 장치(기밀 용기)를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 20에서, 참조번호 27은 상술된 임의의 형태의 전자 방출 소자를 나타내고, 참조 번호 23 및 24는 전자 방출 소자(27)에 접속된 와이어를 나타낸다. 참조번호 1은 그 위에 전자 방출 소자가 배열되는 배면 플레이트가고, 참조번호 20은 형광체 등으로 이루어진 화상 형성 부재를 나타내며, 참조번호 19는 전자 방출 소자로부터 화상 형성 부재쪽으로 방출된 전자를 조사하기 위해 고전압(Hv)이 인가된 금속막(메탈 백)을 나타낸다. 참조 번호 11은 그 한쪽면에 화상 형성 부재가 배열되는 전면 플레이트를 나타내고, 참조 번호 4는 전면 플레이트(11) 및 배면 플레이트(1)와 함께 기밀 용기(100)를 구성하는 지지 프레임을 나타낸다. 기밀 용기(100)의 내부 공간은 약 10-4Pa(Pascal)의 레벨로 진공 상태가 유지된다.
위에 설명된 화상 형성 장치는 다음의 문제점들을 갖는다.
도 15는 위에 설명된 화상 형성 장치를 구성하는 기밀 용기(100)(도 20)의 부분의 부분 개략도이다.
기밀 용기(100)의 내부 공간은 위에 설명된 바와 같이 약 1.3 ×10-4Pa의 압력 레벨로 진공 상태로 유지되어야 하기 때문에, 이러한 진공 레벨을 유지하기 위한 어떤 수단이 요구된다. 한 종래의 해결책에 따르면, Ba로 채워진 증발성 게터(8)가 도 15에 도시한 바와 같이, 화상 영역 외부에 지지체(9)와 함께 배치된다. 진공 용기의 밀봉을 깬 후, Ba는 고주파 가열 등이 일어날 때 산란되어, 게터막을 형성하여, 원하는 진공 레벨이 실질적으로 일정하게 유지된다.
도 15에서, 참조 번호(1)은 다수의 전자 방출 소자(도시 안됨)가 어레이된 영역(전자원 영역)(2)을 포함하는 배면 플레이트를 표시한다. 참조 번호(4)는 지지 프레임을 표시하고, 참조 번호(11)은 전면 플레이트를, 그리고 참조 번호(12)는 형광체 등을 포함하는 막, 및 메탈 백이라고 하는 금속막(예를 들어, Al)로 구성된 화상 형성 부재를 표시한다.
한편, 전자 방출 소자로부터 방출된 전자를 가속시키기 위해서, 수백 볼트 내지 수 ㎸ 정도의 고 전압(Va)이 전자원 영역(2)과 화상 형성 부재(12) 사이에 인가된다. 표시 패널과 같은 화상 표시 유닛에서, 휘도 레벨은 인가된 전압 Va의 양에 상당히 의존한다. 보다 큰 휘도 레벨을 달성하기 위해서, 인가된 전압 Va를 증가시키는 것이 요구된다.
그러나, 인가된 전압 Va이 증가하면, 게터(8)와 지지체(9)(화상 영역 외부에 배열됨) 주위에서 발생된 전기장 또한 증가된다. 전기장의 이 증가는 게터(8)와 지지체(9) 둘다의 에지에서 또는 지지체(8)와 배면 플레이트(1) 사이의 경계면에서 방전이 일어난다는 문제를 야기시켰고, 여기서, 전기장은 이들 소자의 모양으로 인해 강화하는 경향이 있다. 발생된 전기장은 다양한 소자들의 전기적 특성들에 의해 결정된다(이후에 보다 자세히 설명함).
어떤 경우에는, 대기압에 대해 진공 용기를 지탱하기 위한 목적을 위해, 각각 비교적 얇은 부재로 형성된 지지체(스페이서(101))는 배면 플레이트(1)와 전면 플레이트(11) 사이의 화상 영역에 제공된다. 도 17은 스페이서(101)가 배치된 기밀 용기의 개략 사시도를 도시한 것이다. 도 17에서, 전면 플레이트(11) 및 지지 프레임(4)의 일부는 편의상 생략된다. 도 20에 도시한 것들과 동일한 도 17의 참조 번호는 동일한 소자를 표시한다. 특히, 참조 번호(27)은 전자 방출 소자를 표시하고, 참조 번호(20)은 형광체 등으로 구성된 막을 표시하고, 참조 번호(19)는 메탈 백을 표시하고, 이들 소자(19 및 20)는 총체적으로 화상 형성 부재를 형성한다. 또한, 참조 번호(24)는 각각의 전자 방출 소자의 단부들에 접속된 상부 와이어를 표시하고, 참조 번호(23)은 그들 전자 방출 소자의 다른 단부들에 접속된 하부 와이어를 표시한다. 스페이서(101)은 화상 영역 내에 배치되기 때문에, 스페이서 표면은 높은 전기장에 노출된다. 따라서, 적어도 몇가지 종래의 경우에는, 방전 현상이 스페이서 표면에 발생하였다.
이러한 문제를 극복하기 위해, 작은 전류가 각 스페이서(101)에 흐르도록 스페이서(101)를 처리함으로써 충전된 전기를 제거하는 것이 위에 인용된 공보들 중 몇개에서 제안되었다.
그러나, 스페이서의 처리에서도, 적어도 몇가지 경우에, 각 스페이서(101)의 종방향 단부(110)가 다른 부분들에서 보다 낮은 전압으로 방전을 일으킨다는 것이 경험되었다. 이 방전의 이유는 스페이서(101)의 단부(110)가 보다 복잡한 구조로 되어 있고, 전면 플레이트(11)와 배면 플레이트(1)의 접촉부가 불안정한 경향이 있기 때문인 것으로 추정된다. 또한, 스페이서(101)을 제조하고 처리하는데 사용되는 방법에 따르더라도, 스페이서 단부(110)는 미세 돌기, 균열 및 다른 형태 결함을 보다 받기 쉬우므로, 다른 스페이서 부분보다 방전 소스가 될 가능성이 높다. 이들 요인으로 인한 스페이서 단부(110)에서의 방전의 발생을 억제하는 것은 화상 표시 유닛에서 매우 중요하다.
또한, 화상 영역 내에 배치된 스페이서 단부(110)가 도 18에 도시한 바와 같이, 비스듬하게 절단되는 경우에, 이 구성은 전기장이 배면 플레이트(1)의 측면 상의 스페이서의 단부(111)에서 강화할 가능성을 현저하게 증가시키므로, 또한 방전이 거기에 발생할 가능성을 증가시킨다. 이러한 구조를 갖는 화상 표시 유닛에서, 방전이 배면 플레이트(1)의 측면상의 스페이서 단부(111)에서 발생하는 것을 억제하는 것이 특히 중요하다.
또한, 적어도 몇가지 경우에는, 스페이서 단부(110)는 도 19에 도시한 바와 같이 화상 영역 외부에 배열되거나, 또는 스페이서 단부(110)는 도 16에 도시한 바와 같이 지지 부재(102)를 사용하여 배면 플레이트(1)에 고정된다. 이들 구조 중 어느 것에서도, 스페이서 단부(110) 및 지지 부재(102)의 형성으로 인해 발생할 수 있는 어떤 방전을 억제하는 것이 중요하다.
화상 영역의 4개의 변중에서, 게터 지지체 및 스페이서 지지 부재와 같은 구조적 소자가 화상 영역 외부에 나타나지 않는 변도 역시 유사한 문제를 겪을 수 있다. 비꾸어 말하면, 지지 프레임(4)과 화상 영역 사이의 거리가 기밀 용기(100)의 보다 작은 크기를 달성하기 위해 더욱 더 감소될 때, 표면 방전은 지지 프레임(4)의 내부 표면에서 발생할 수 있다.
본 설명에서 사용된, "표면 방전"이라는 용어는 절연체 표면을 따르는 2개의 도전성 부재 사이에 발생하는 방전 현상, 즉, 전면 플레이트(11) 상의 하나의 도전성 부재와 절연체인 지지 프레임(4)의 표면을 따르는 배면 플레이트(1) 상의 다른 도전성 부재 사이에 발생하는 방전 현상을 의미한다.
위에 언급된 방전은 전형적으로 화상 표시 동작 중에 갑자기 일어난다. 이것이 일어날 때, 방전은 화상을 왜곡시킬 뿐만 아니라, 방전이 일어난 후에, 적어도 몇가지 경우에, 원하는 화상 품질이 더 이상 얻어지지 않는 정도로 방전이 일어난 위치 주위의 전자원 영역을 현저하게 저하시킨다.
위에 기술된 문제에 비추어서, 본 발명의 목적은 화상 표시 동작 중에 표시 장치의 화상 영역 외부에서 방전이 일어나는 것을 방지할 수 있고, 고 품질을 갖는 표시된 화상을 발생시킬 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 형성 장치의 기본 구조를 나타내는 개략적 평면도.
도 2a, 2b, 및 도 2c는 도 1의 선(A-A', B-B', C-C')에 따른 개략적 단면도.
도 3a와 3b는 본 발명에서 사용되는 표면 전도 방식의 전자 방출 소자의 개략도.
도 4a와 4b는 본 발명에서 사용되는 표면 전도 방식의 전자 방출 소자의 전자 방출 부분을 형성하도록 된 펄스 전압들의 파형을 도시한 그래프.
도 5는 본 발명에서 사용되는 표면 전도 방식의 전자 방출 소자의 일반적인 전기적 특성을 도시한 그래프.
도 6a와 도 6b는 본 발명의 화상 형성 장치에서 사용되는 화상 형성 요소의 구성을 도시한 개략도.
도 7a에서 7f까지는 본 발명의 제1 실시예에 따라서 화상 형성 장치의 연속적인 제조 단계를 도시한 개략적 평면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따라서 화상 형성 장치의 기본 구성을 도시한 개략적 평면도.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 화상 형성 장치를 도시하며, 도 1의선(A-A')에 따른 개략적 단면도.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 화상 형성 장치의 기본 구성을 도시한 개략적 평면도.
도 11은 도 10의 선(D-D')에 따른 개략적 부분 단면도.
도 12는 종래의 표면 전도 방식의 전자 방출 소자의 한 예를 도시한 개략적 평면도.
도 13은 종래의 FE 방식 전자 방출 소자의 한 예를 도시한 개략적 단면도.
도 14는 종래의 MIM 방식 전자 방출 소자의 한 예를 도시한 개략적 단면도.
도 15는 종래의 화상 형성 장치에 대한 게터와 그 배경을 도시한 개략적 단면도.
도 16은 종래의 화상 형성 장치에 대한 스페이서 지원과 그 배경을 도시한 개략적 단면도.
도 17은 하나의 종래의 화상 형성 장치에 대한 개략적 사시도.
도 18은 본 발명에 의해 해결되는 문제에 대해 설명하는 개략도.
도 19는 본 발명에 의해 해결되는 문제에 대해 설명하는 또 다른 개략도.
도 20은 또 하나의 종래의 화상 형성 장치에 대한 개략적 사시도.
도 21은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략적 사시도.
도 22a와 도 22b는 각각 본 발명의 화상 형성 장치에서 전면 플레이트의 한 예를 도시한 개략도.
도 23은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략적 사시도.
도 24는 본 발명의 상기 제 6 실시예에 따른 화상 형성 장치에서, 도 23의 선(D-D')에 따른 개략적 단면도.
도 25는 본 발명에서 적용할 수 있는 화상 형성 장치의 한 변형을 도시한 개략적 단면도.
도 26은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략적 평면도이며, 도 26b와 도 26c는 도 26a의 선(A-A', B-B')에 따른 개략적 단면도.
도 27a는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략적 평면도이며, 도 27b와 도 27c는 도 27a의 선(A-A', B-B')에 따른 개략적 단면도.
도 28a는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략적 평면도이며, 도 28b와 도 28c는 도 28a의 선(A-A', B-B')에 따른 개략적 단면도.
도 29a와 도 29b는 본 발명의 제 7 실시예에 따른 화상 형성 장치의 전면 플레이트의 예들을 도시한 개략도.
도 30a는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략적 평면도이며, 도 30b와 도 30c는 도 30a의 선(A-A', B-B')에 따른 개략적 단면도.
도 31은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 화상 형성 장치의 전면 플레이트의 한 예를 도시한 개략도.
도 32는 본 발명의 화상 형성 장치에서 화상 형성 요소의 한 예를 도시한 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
1: 배면 플레이트
2: 전자원 영역
3-1,3-2: 와이어
4: 지지 프레임
5: 도전막(제1 도전성막)
6: 단자 접합부
7: 단자 접합부
8: 게터(getter)
9: 게터 지지체
11: 전면 플레이트
12: 화상 형성 부재
14: 제2 도전성막
101: 스페이서
102: 스페이서 지지 부재
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 한 특징에 따르면, (A) 제1 기판; (B) 제1 기판과 대향 이격 배치된 제2 기판; (C) 실질적으로 직사각 형상의 내주를 갖고, 제1 기판 상의 주면과 제2 기판 상의 주면 사이의 공간을 둘러싸고 이 공간을 감압된 상태로 유지하기 위해, 제1과 제2 기판 사이에 배열된 지지 프레임; (D) 이 공간에 접하는 제1 기판의 주면 상에 배열된 다수의 전자 방출 소자; (E) 실질적으로 직사각 형상의 외주를 갖고, 다수의 전자 방출 소자에 대향하는 관계로 상기 공간에 접하는 제2 기판의 주면의 적어도 일부 상에 배열된 화상 형성 부재; (F) 제1과 제2 기판 사이의 간격을 유지하기 위해 상기 공간에 배치된 스페이서; 및 (G) 상기 제2 공간에 접하는 제2 기판의 주면의 적어도 또다른 일부 상에 배열된 도전막을 포함하는 화상 형성 장치가 제공된다. 도전막은 화상 형성 부재를 둘러싸고 그로부터 이격된다. 도전막에는 양호하게는 화상 형성 부재에 인가되는 것보다 낮은 전위가 인가된다. 스페이서는 양호하게는 동일한 종방향에서의 화상 형성 부재의 것보다 큰 종방향의 길이를 갖고, 스페이서의 각각의 종방향 단부는 지지 프레임의 내주와 도전막이 관통하는 각각의 평면 사이에 배열되고, 각각의 평면은 양호하게는 제2 기판의 주면에 실질적으로 수직으로 연장한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 특징에 따르면, (A) 제1 기판; (B) 제1 기판과 대향 이격 배치된 제2 기판; (C) 실질적으로 직사각 형상의 내주를 갖고, 제1 기판 상의 주면과 제2 기판 상의 주면 사이에 정해진 공간을 둘러싸고 이 공간을 감압된 상태로 유지하기 위해, 제1과 제2 기판 사이에 배열된 지지 프레임; (D) 이 공간에 접하는 제1 기판의 주면 상에 배열된 다수의 전자 방출 소자; (E) 실질적으로 직사각 형상의 외주를 갖고, 다수의 전자 방출 소자에 대향하는 관계로 상기 공간에 접하는 제2 기판의 주면의 적어도 일부 상에 배열된 화상 형성 부재; (F) 화상 형성 부재를 둘러싸고 그로부터 이격되도록 상기 공간에 접하는 제2 기판의 주면의 적어도 또다른 일부 상에 배열된 제1 도전성막; 및 (G) 제1 도전성막을 화상 형성 부재에 접속하는 제2 도전성막을 포함하는 화상 형성 장치가 제공된다. 제1 도전성막에는 양호하게는 화상 형성 부재에 인가되는 것보다 낮은 전위가 인가된다.
위에 기술된 바와 같이 형성된 본 발명의 화상 형성 장치로, 화상 형성 부재와 지지 프레임 간의 거리는 단축될 수 있고, 스페이서 단부 및 스페이서 지지 부재와 같은 구성 소자들에 가해지는 임의의 전기장이 약화될 수 있다. 결과적으로, 오랜 기간 동안 지속되는 고휘도 레벨을 갖는 안정한 화상을 형성할 수 있고, 경량이고 제조하기가 용이한 화상 형성 장치가 실현될 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 양호한 실시예의 다음의 설명으로부터 분명해질 것이다.
본 발명을 실행하기 위한 한 방법은 아래에서 도면을 참조해서 자세하게 기술될 것이다. 설명을 위하여 전면 플레이트(11)의 아래 부분이 생략된, 위의 전면 플레이트(11)에서 보여지는 것과 같이, 도 10은 본 발명에 따른 화상 형성 장치(기밀 용기) 구조의 한 예를 개략적으로 도시한 평면도이다. 기밀 용기(100)의 내부 공간은 감압된 상태로 유지된다. 전자 방출 소자가 사용되는 방식에 따르기는 하지만, 기밀 용기(100)의 내부 공간의 진공 레벨은 10-6㎩보다 낮은 압력이 좋다.
도 2a, 2b, 및 2c는 도 10(또는 1)의 선(A-A', B-B', C-C')에 따른 각각의 개략적 단면도이다. 도 11은 도 10의 선(D-D')에 따른 개략적 부분 단면도이다.
도 10, 11 및 도 2a 내지 2c를 참조하면, 참조 번호 1은 배면 플레이트(제 1 기판)를 나타낸다. 배면 플레이트(제 1 기판)는, 뒤에서 설명될 전자원 영역(2)이 배치된 주요 표면을 포함한다. 배면 플레이트(1)는, 소다 석회 유리, 표면에 SiO2코팅을 한 소다 석회 유리, Na과 세라믹의 양을 줄인 유리과 같은 다양한 물질들(동작의 필요 조건들에 따라서) 중에 어떤 적절한 것으로도 만들어질 수 있다. 배면 플레이트(1)는 기본적으로 절연 기판이다.
또한, 전자원의 형성을 위한 기판은 배면 플레이트로부터 따로 떨어져서 준비되고, 이 기판과 배면 플레이트는 기판 위에 전자원을 형성한 후에 함께 합쳐진다. 배면 플레이트는 실질적으로 직사각 형상의 외주를 가지는 것이 바람직하다.
참조 번호 2는, 어레이 구성에 배치된 다수의 전자 방출 소자(예를 들어, FE 형 전자 방출 소자, 표면 전도형 전자 방출 소자)가 있는 전자원 영역을 나타낸다. 본 발명에서 사용 가능한 전자 방출 소자의 형태는, 전자 방출 특성과 장치 크기등의 전자 방출 소자의 특성들만 가진다면, 어떤 특정한 형태에만 제한되지는 않는다. 본 발명과 관련해서 사용되는 전자 방출 소자의 예들은, FE 형 전자 방출 소자, MIM형 전자 방출 소자, 표면 전도형 전자 방출 소자와 같이 열 음극과 냉 음극을 포함한다. 다음에는, 본 발명에서 전자 방출 소자로 사용되는 표면 전도 방식 전자 방출 소자에 대해 설명된다. 본 발명은 이에 제한되지 않고 폭넓게 해석된다. 전자원 영역(2)이 원하는대로 작동되기 위해서, 각 전자 방출 소자에 연결된 와이어(3-1, 3-2, 3-3)의 부분 또한 전자원 영역(2)에 포함된다.
본 발명에서 전자원 영역(2)은 실질적으로 직사각 형상이 바람직하다. 본 설명에서 사용된 "전자원 영역"이라는 용어는, 많은 전자 방출 소자 중의 일부를 연결하는 가상의 선들에 의해서 둘러싸여진 영역을 의미한다. 상기 전자 방출 소자는 화상 형성 부재(12)(도 11)에 전자를 방출하고, 플레이트(1)의 가장 바깥쪽 표면(즉, 지지 프레임(4)에 가깝게 위치함)에 가깝게 위치한다.
또한, 본 설명에서 사용된 "전자원 영역"이라는 용어는, 많은 전자 방출 소자중 일부의 전자 방출 부분을 연결하는 가상의 선들에 의해서 둘러싸여진 영역을 의미한다. 상기 전자 방출 소자는, 화상 형성 부재(12)(도 11)에 전자를 방출하고, 화상을 만들기 위한 형광체 등으로 이루어져 있으며, 플레이트(1)의 가장 바깥쪽 표면에 가깝게 위치한다.
또한 달리 설명하면, 이러한 설명에 사용된 "전자원 영역"이라는 용어는 대체로 직사각 형상의 내주를 갖는 지지 프레임(4)의 네 개의 코너 중 각 하나에 가장 근접하게 각각 배열되고, 화상을 형성하기 위해, 형광체 등으로 구성된 화상 형성 부재(12; 도 11)를 향해 전자를 방출하는 네 개의 전자 방출 소자를 바람직하게 접속하는 가상의 선에 의해 둘러싸인 영역을 의미한다.
참조 번호 3-1, 3-2 및 3-3은 전자원(2) 구동용 전자 방출 소자에 접속된 와이어를 나타낸다(도 11). 와이어 3-1, 3-2 및 3-3은 기밀 용기(airtight container; 100)의 외부로 확대되고 전자원 구동 회로(도시되지 않음)에 접속된다. 와이어 3-1 및 3-3은 이후에 또한 X방향 와이어 즉 로우(row) 방향 와이어라 칭하고, 와이어 3-2는 이후에 또한 Y방향 와이어 즉 컬럼(column) 방향 와이어라 칭한다.
참조 번호 4는 감압된 상태에서 배면 플레이트 및 전면 플레이트 사이 공간을 유지하기 위해 배면 플레이트(1) 및 전면 플레이트(11) 사이에 배치된 지지 프레임을 나타낸다. 지지 프레임(4)은 프릿 글래스(frit glass)와 같은 접합 부재에 의해 배면 플레이트(1) 및 전면 플레이트(11)에 접합된다. 지지 프레임(4)은 여기서 배면 플레이트(1) 및 전면 플레이트(11)로부터 분리 소자로서 바람직하게 제작되지만, 다른 실시예에 있어서, 배면 플레이트(1) 및 전면 플레이트(11)로 완전히 형성될 수도 있다.
지지 프레임(4)은 바람직하게, 형태가 비록 다른 실시예들과 다를 수도 있지만, 후술되는 화상 표시 영역의 형태에 의존하는 대체로 직사각 형상의 내주를 갖는 공동 프레임(hollow frame)이다.
지지 프레임(4)의 내주는 배면 플레이트(1) 및 전면 플레이트(11) 사이에 규정된 공간을 마주하고 감압된 상태로 유지된다(다시 말해, 지지 프레임(4)은 감압된 상태내에서 유지된 공간으로 둘러싸인다). 지지 프레임(4)의 외주는 강도 및 지지 프레임(4)에 의해 점유된 영역의 견지에서, 내주와 마찬가지로 대체로 직사각 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
지지 프레임(4)이 대체로 직사각형인 내주를 갖지만, 지지 프레임(4)의 내주의 네 코너들이 필수적으로 직각이지는 않으며, 바람직하게 보다 큰 구조적 완전성을 제공하기 위해 원호형(arc-shaped)이다.
또한, 배면 플레이트(1) 및 전면 플레이트(11) 사이 거리가 대략적으로 수백 마이크론 만큼 작은 경우, 어떤 지지 프레임(4)도 전혀 사용될 필요가 없다. 이러한 경우에, 프릿 글래스와 같은 접합 부재가 지지 프레임으로서 제공된다.
전자원 구동 와이어(3-1, 3-2 및 3-3)는 디바이스의 접합부(joint portion)를 통해 기밀 용기(100)의 외부로 연장된다(즉, 지지 프레임(4) 및 배면 플레이트(1) 사이의 디바이스의 일부가 함께 연결됨). 절연층(도시도지 않음)은 바람직하게 전자원(2), 구동 와이어 3-1 (3-3) 및 3-2 사이에 형성된다. 이제 기술될 본 발명의 실시예에 따르면, 게터(8) 역시 기밀 용기(진공 용기; 100) 내에 게터 지지체(9)와 함께 배열된다. 게터(8) 및 게터 지지체(9)가 본 발명에 필수적으로 요구되는 것은 아니다.
참조 번호 11은 화상 형성 부재(12)(형광체, 메탈 백(metal back) 등으로 구성된)가 형성된 일측에, 기판으로서 역시 제공되는 전면 플레이트(제2 기판)를 나타낸다. 배면 플레이트(1)와 같이, 전면 플레이트(11)는 다양한 물질 중 임의의 적합한 형태로 구성될 수 있다. 전면 플레이트(11)는 대체로 직사각형인 외주를 갖는다. 전면 플레이트(11)는 절연 기판이다.
참조 번호 7은 고전압을 제공하기 위한 단자(도시되지 않음)가 단자 및 화상 형성 부재(12) 사이에 전기적 결합을 제공하기 위해 인접해 있는 부분을 나타낸다. 참조 번호 12는 화상 형성 부재를 나타낸다.
전면 플레이트(11) 및 배면 플레이트(1)는 대체로 직사각형인 대체로 표면이 평평한 플레이트로 각각 형성된다. 각 플레이트는 제1 및 제2 주면을 갖는다. 화상 형성 부재(12) 및 전자원 영역(2)은 각 플레이트의 기본 표면 중 하나 위에 배열되고, 여기서 이러한 표면들은 진공 공간에 대향하도록 방향이 정해진다.
이러한 설명에 사용된 "화상 형성 부재"라는 용어는 전자빔의 방사시에 소망의 화상을 형성 혹은 표시하는 부재를 의미한다. "화상 형성 부재"는 예컨대, 전자빔의 방사로 경화되는 형광체 혹은 방염제(resist)를 포함한다.
표시 패널과 같은 화상 표시 유닛에 있어서, 특히, "형광막"(후술됨)은 바람직하게 "화상 형성 부재"(12)로서 제공된다. 또한 표시 패널과 같은 화상 표시 유닛에 있어서, 고전압이 인가되기 위해, 매우 얇은 도전막(예컨대, 메탈 백)은 종종 전자원 영역으로부터 형광막까지 방출된 전자를 방사하기 위해 "형광막" 상에 배치된다(후술됨, 도 32 참조 등). 도 32는 전자원 영역(2)의 측면에서 본, 본 발명의 화상 형성 장치 내의 전면 플레이트(11)의 일례에 대한 구성도이다.
그러한 경우에, "형광막"과 도전막(예컨대, 메탈 백)의 적층 구조(layered structure) 역시 "화상 형성 부재"(12)로 불린다.
또한, 이러한 설명에 사용된 "화상 표시 영역"(혹은 "화상 형성 영역")이라는 용어는 "전자원 영역(2)" 내에 배열된 전자 방출 소자로부터 방출된 전자에 의해 화상이 형성(표시)되는 영역을 의미한다.
달리 말해, 이러한 설명에 사용된 "화상 표시 영역"이라는 용어는 형광체 등으로 구성된 화상 형성 부재(12)에 대해 충돌하도록 "전자원 영역(2)" 내에 배열된 전자 방출 소자로부터 방사된 전자를 가속하기 위해 전위가 인가되도록, 부재(예컨대, 메탈 백)가 배열된 영역을 의미한다. 화상 형성 부재(12)로서 형광체를 사용하는 경우에, 1 kV 이상, 바람직하게는 밝은 화상을 얻기 위해 5kV 이상, 훨씬 더 바람직하게는 충분한 광도를 얻기 위해 10kV 이상의 레벨에서 화상 형성 부재(12)(도전막, 예컨대, 화상 형성 부재의 한 성분으로서 메탈 백)에 전위가 인가된다.
또한 이러한 설명에 사용된 "화상 표시 영역"이라는 용어는 "화상 형성 부재"가 배열되는 영역을 의미하는 말일 수도 있다.
보다 간단히, 이러한 설명에 사용되는 "화상 표시 영역"이라는 용어는 도전막 혹은 "형광막"으로 형성된 소위 "메탈 백(metal back)"을 의미하는 말일 수도 있다.
"화상 표시 영역"은 "화상 형성 부재"보다 작은 영역을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 설명에 사용된 "형광막"이라는 용어는 형광체 단독으로 구성된 막 뿐만 아니라 형광체과, 콘트라스트를 향상시키기 위한 부재 등, 예컨대 흑색 부재로 구성된 막을 의미하며, 흑색 부재는 도 6a, 6b 혹은 32에서 도시된 바와 같은 실례를 통해, 형광체들 사이에 배열된다.
본 발명에 있어서, "화상 표시 영역"("화상 형성 영역") 및 "전자원 영역"은 동일한 사이즈의 영역을 갖도록 항상 형성되지 않고, 정확하게 마주보는 관계에 항상 위치되는 것도 아니다(후술될 "직각 방사의 견지에서). 예를 들어, 표면 전도성 형태 전자 방출 소자 혹은 횡단형 전자 방출 소자가 사용되는 경우, 전면 플레이트(11) 상에 형성된 "화상 표시 영역"은 배면 플레이트(1) 상에 형성된 "전자원 영역(2)" 위의 오른쪽에 위치되지 않고, 두 영역들은 약간 오프셋 관계로 배열된다. 이것은 표면 전도형 전자 방출 소자 혹은 횡단형 전자 방출 소자로부터 방사된 전자가 배면 플레이트(1)의 표면을 따르는 벡터를 갖기 때문이다.
또한, 이러한 설명에 사용된 "화상 영역"이라는 용어는 "전자원 영역", "화상 표시 영역"("화상 형성 영역") 및 이러한 두 영역들 사이에 개재된(sandwiched) 영역을 포함하는 영역을 의미한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 참조 번호 101은 기밀 용기(100)가 큰 사이즈를 갖는 실시예에 사용되는 스페이서를 나타낸다. 기밀 용기의 내부 공간은 감압된 상태로 유지되므로, 스페이서(101)는 기밀 용기(100)의 내부로부터 대기압 하의 기밀 용기(100)의 내부를 향해 가해진 힘을 베어링하기 위한 부재로서 제공된다.
스페이서(101)는 글래스, 세라믹 등으로 구성된 평평한 플레이트가 바람직하다. 스페이서(101)는 유전성 혹은 도전성인지의 여부에 관계없이 본 발명에 사용될 수 있다. 그러나, 수 kV 이상의 고전위가 화상 형성 부재(12)에 인가될 때, 스페이서는 도전성인 것이 바람직하다. 도전성을 갖는 스페이서(101)는 절연 베이스 부재 위에 도전막을 코팅함으로써 형성될 수 있고, 혹은 완전한 도전성 부재(표면 뿐만 아니라 내부까지)로 형성될 수도 있다. 고 도전성을 갖는 스페이서는 그러나 화상 형성 장치의 전력 소모가 증가된다는 문제를 야기할 수 있다. 이러한 이유로, 스페이서(101)는 전면 플레이트(11) 상의 도전성 부재(화상 형성 부재; 12) 및 배면 플레이트(1) 상의 도전성 부재(전자원 영역에 배열된 와이어) 사이에 적은 전류가 흐르는 범위에 저항을 갖는 것이 바람직하다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 그것의 길이 방향(longitudinal direcion)인 스페이서(101)의 길이는 동일한 길이 방향인 "화상 형성 부재(12)"의 길이 보다 큰 것이 바람직하다. 스페이서(101)는 그것의 길이 반대쪽 단부(110)가 "화상 형성 부재(12)"의 (사이드)외주 및 지지 프레임(4)의 내주 사이에 위치되도록 배열되는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 그것의 길이 방향의 스페이서(101)의길이는 동일한 길이 방향인 "전자원 영역(2)"의 길이 보다 큰 것이 바람직하다. 결과적으로, 본 발명의 스페이서(101)는 "화상 영역"의 경계를 완전히 가로지르거나 혹은 다소 넘도록 확장된다.
그러한 배열에서, 본 발명의 관점에 따라, 전기장이 강화되는 경향이 있는 각 스페이서(101)의 양쪽 단부(110)는 고 전기장이 생성되는 영역(즉, 화상 영역)으로부터 떨어져서 위치된다.
참조 번호 102는 배면 플레이트(1)에 스페이서(101)를 고정하기 위한 스페이서 지지 부재이다. 스페이서(101)는 바람직하게 접합 부재(도시되지 않음)에 의해 스페이서 지지 부재(102)에 고정된다. 스페이서 지지 부재(102)가 여기서 접합 부재에 의해 배면 플레이트(1)에 고정된 반면, 다른 실시예에 있어서 스페이서 지지 부재(102)는 전면 플레이트(11) 혹은 지지 프레임(4)의 내주에 고정될 수도 있다.
스페이서 지지 부재(102)는 필수적으로 요구되지는 않고, 스페이서(101)는 접합 부재에 의해 배면 플레이트(1) 및/혹은 전면 플레이트(11)에 직접 고정될 수도 있다. 접합 부재에 의해 스페이서(101)를 배면 플레이트(1) 및/혹은 전면 플레이트(11)에 직접 고정하는 경우에, 스페이서는 "화상 영역" 외부 위치에 고정되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 스페이서 지지 부재(102)는 또한 도 10 및 11에 도시된 바와 같이, "화상 형성 부재(12)"의 외주 및 지지 프레임(4)의 내주 사이에 배열된다. 다시 말해, 스페이서 지지 부재(102)는 또한 "화상 영역" 외부에 바람직하게 배열된다. 그러한 배열에서, 본 발명의 관점에 따라 전기장이 강화되는 경향이 있는 스페이서 지지 부재(102)는 고전기장이 생성되는 영역으로부터 떨어져서 유사하게 위치되어 있다.
참조 번호 5(도 10 및 11)는 본 발명의 특성인 도전막이다. 도전막(5)은 금속 막과 같은 저저항 막인 것이 바람직하다. 도전막(5)은, 화상 형성 부재(12)를 둘러싸도록 하고 막(5) 및 화상 형성 부재(12) 사이에 공간을 제공하기 위해, 화상 형성 부재(12)가 또한 형성된 전면 플레이트(11)의 주면상에 배열되는 것이 바람직하다.
도전막(5)은 전면 플레이트(11)의 위치에 바람직하게 배열되고, 막(5)과 화상 형성 부재(12) 사이에 공간을 제공함과 동시에 화상 형성 부재(12)를 둘러싸도록하기 위해, 이는 화상 형성 부재(12)의 대체로 직사각형인 외주 및 지지 프레임(4)(그 표면은 진공 공간과 마주함)의 대체로 직사각형인 내주 사이에 위치한다.
다시 말해, 화상 형성 부재(12)의 대체로 직사각형인 외주를 형성하는 네 개의 사이드 각각 및 지지 프레임(4)의 대체로 직사각형인 내주를 형성하는 네 개 사이드 각각 사이에 위치하는 전면 플레이트(11)의 부분에 배열되고, - 후자의 네 개 사이드는 화상 형성 부재(12)의 후자의 네 개 사이드와 나란히 대향하는(opposing) 관계로 위치함 - 막(5) 및 화상 형성 부재(12) 사이에 공간이 제공됨과 동시에 화상 형성 부재(12)를 둘러싸도록 도전막(5)이 배열되어 있다.
또한, 상기 구조를 갖는 본 발명의 화상 형성 장치에서는, 도 11에 도시된 바와 같이, 스페이서(101)의 단부(110)가 (화상 형성 부재(12)의 측면을 향하여 위치된) 도전막(5)의 측면(단부)을 관통하는 평면(선)과 지지 프레임(4)(이것의 표면은 진공 공간과 대면함)의 내면 사이에 배치되고, 상기 평면(선)은 상기 진공 공간과 대면하는 전면 플레이트(11)의 주면과 사실상 직각으로 연장된다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 스페이서(101)의 단부(110)는 도전막(5)(화상 형성 부재(12)의 측면쪽에 배치됨)의 단부(측면) 및 지지 프레임(4)(그 표면은 진공 영역과 대면함)의 내부면을 관통하는 선(평면) 사이에 배치되고, 상기 선(평면)은 진공 공간과 대향하는 전면 플레이트(11)의 주면과 사실상 직각으로 연장된다고 말할 수도 있다.
달리 말하면, 도 10에 도시된 바와 같이, 스페이서 단부(110)의 직교 투사된 화상은 배면 플레이트상에 형성된 화상 형성 부재(12)의 측면상의 도전막(5)의 단부의 직교 투사된 화상과, 화상 형성 장치(기밀 용기)((100)를 전면 플레이트와 직각 방향으로 볼 때 지지 프레임(4)의 직교 투사된 화상 사이에 배치된다.
화상 형성 부재(12)(화상 표시 부재의 한 요소인 도전 부재)에 인가되는 것보다 낮은 전위가 도전막(5)에 인가된다. 또한, 도전막(5)에 인가된 전위는 "전자원 영역"(2)에 인가되는 전위(즉, 전자원 영역(2)을 구성하는 전자 방출 소자를 구동하기 위해 배선(3-1, 3-2, 3-3)에 인가되는 전위)와 사실상 동일한 것이 바람직하다.
바람직하게는 0V(GND 전위)가 도전막(5)에 인가된다.
도전막(5)에 인가되는 전위를 화상 형성 부재(12)에 인가되는 전위보다 낮게 설정함으로써, 스페이서 단부(110)에서의 전기장 증가를 더욱 감소시킬 수 있다.전자원 영역(2)에 인가되는 것과 동일한 전위를 도전막(5)에 인가하는 경우, 스페이서 단부(110)를 포함하는 영역에서 전기장의 발생이 방지된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 도전막(5)으로 화상 형성 부재(12)를 둘러싸면, 지지 프레임(4) 주위에서 발생되는 전기장이 경감될 수 있으므로 지지 프레임(4)의 내주와 화상 형성 부재(12)의 외주 사이의 거리도 감소될 수 있다.
본 발명에 있어서, 스페이서 지지 부재(102), 게터(8), 게터 지지체(9)와 같은 구성 요소가 사용되면, 이들 구성 요소는 스페이서 단부(110)와 유사하게 지지 프레임(4)(그 표면은 진공 영역과 대면함)의 내주와 도전막(5)(화상 형성 부재(12)의 측면쪽에 배치됨)의 측면(단부)을 관통하는 평면(선) 사이에 배치되고, 상기 평면(선)은 전면 플레이트(11)의 주면과 사실상 직각으로 연장된다. 또한, 이들 구성 요소들은 화상 형성 부재(12)의 측면쪽의 도전막(5)의 단부를 통과하고 전면 플레이트(11)의 주면과 사실상 직각으로 연장하는 선과 지지 프레임(4)(그 표면은 진공 영역과 대향한다)의 내주 사이에 배치된다고 말할 수도 있다. 다시 말하면, 도 10에 도시된 바와 같이, 스페이서 지지 부재(102), 게터(8), 게터 지지체(9)와 같은 다른 구성 요소의 직교 투사된 화상은 배면 플레이트상에 형성된 화상 형성 부재(12)의 측면상의 도전막(5)의 단부의 직교 투사된 화상과, 화상 형성 장치(기밀 용기)((100)를 전면 플레이트와 직각 방향으로 볼 때 지지 프레임(4)의 직교 투사된 화상 사이에 배치된다.
이러한 구성에 의하면, 스페이서 단부(110)와 관련하여 전술한 것과 동일한 이유로, 이들 구성 요소들의 전기장 증가가 감소되고 상기 구성 요소들에서의 방전의 발생이 억제될 수 있다. 그 결과, 스페이서 단부에서의 방전 발생을 억제할 수 있고, 종래의 장치에 비해 저렴하며 전체 장치 사이즈에서 차지하는 화상 표시 영역 부분이 증가된, 경량의 대형 스크린 화상 형성 장치를 실현할 수 있다.
또한, 도 10에 도시된 것처럼, 도전막(5)은 화상 형성 부재(12)를 둘러싼다. 도전막(5)은 (연속적인 도전막의 양 단부가 서로 접속되어 있는) 폐루프 형태인 것이 바람직하다.
달리 말하면, 도전막(5)은 화상 형성 부재(12)상의 임의 지점과 전면 플레이트(11)의 주면(주면에는 화상 표시 부재가 배치됨)의 외주상의 임의 지점을 연결한 가상 선을 교차하도록 위치하는 것이 바람직하다.
또한 달리 말하면, 도전막(5)은 화상 형성 부재(12)상의 임의 지점과 지지 프레임(4)이 전면 플레이트와 결합되는 전면 플레이트(11)의 주면의 한 영역의 외주상의 임의 지점을 연결한 가상 선을 교차하는 것이 가장 바람직하다.
한 실시예에서, 도전막(5)은 화상 형성 부재(12)의 4 측면을 사실상 둘러싸도록 배치된다.
도전막(5)의 폭은 도 10에 도시된 것처럼 사실상 균일하거나 도전막의 일부에서 상이할 수 있다.
도시된 구성에 있어서(도 10), 도전막(5)은 지지 프레임(4)의 내주 안쪽에(그러나 화상 형성 부재(12)에 더 근접하게) 배치되며, 지지 프레임(4)과 전면 플레이트(11)가 서로 결합되는 영역과 도전막(5) 사이에는 공간이 제공된다. 그러나, 본 발명의 범위는 화상 형성 부재(12)와 지지 프레임(4) 사이의 거리를 축소하기위해 도 26a, 26b, 26c에 도시된 것처럼, 지지 프레임(4)과 전면 플레이트(11)가 서로 결합되는 영역쪽으로 도전막(5)의 적어도 일부분이 더 연장되는 (후술되는) 구성도 포함하는 것이다. 이러한 경우, 지지 프레임(4)과 전면 플레이트(11)를 서로 결합시키는 재료로서 도전성 접합 부재를 사용하는 것이, 접합 부재와 도전막(5)이 단일 부재로 또는 동일한 재료로 일체화하여 형성될 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명에서는 도 10에 도시된 바와 같이, 단자 접합부(6)가 도전막(5)의 우측 상부 모서리에 형성되며 도전막(5)에 원하는 전위를 공급하기 위한 단자의 접속을 용이하게 하기 위해 비교적 넓은 폭을 갖는다.
또한, 도 9 및 다른 도면에 도시된 것처럼, 다른 실시예에서는, 도전막(제1 도전성막)(5)과 화상 형성 부재(12)가 제2 도전성막(14)을 통해 서로 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다.
제2 도전성막(14)은 도전막(5) 보다 큰 저항을 갖는 것이 바람직하다.
큰 저항을 갖는 제2 도전성막(14)을 제공하면 화상 형성 부재(12)와 낮은 저항을 갖는 도전막(5) 사이에는 작은 전류가 흐르므로 제2 도전성막(14)의 저항값에 의해 전압 강하가 상승한다. 그 결과, 화상 형성 부재(12)와 도전막(5) 사이의 전위는 화상 형성 부재(12) 반대쪽의 배면 플레이트의 전위, 전면 플레이트(11)의 배면의 전위 등등의 영향이 감소될 수 있도록 조절될 수 있다. 따라서, 도전막(5)과 화상 형성 부재(12) 사이의 표면 방전 전압이 개선될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 "표면 방전 전압"이란 용어는 절연체 표면을 따라 두도전 부재 사이에서 방전 현상이 발생하기 시작하는 전압을 의미한다. 여기서 표면 방전 전압은 도전막(5)과 화상 형성 부재(12) 사이에서 방전 현상이 발생하기 시작하는 전압을 의미한다.
제2 도전성막(14)의 면저항값이 너무 크다면, 전술한 효과는 만족하게 달성되지 못한다. 그러므로 제2 도전성막(14)은 일정한 레벨의 도전성을 갖는 것이 바람직하다. 반대로, 제2 도전성막(14)의 면저항값이 너무 작으면, 화상 형성 부재(12)와 도전막(5) 사이에 흐르는 전류가 증가하여 전력 소비를 증가시킬 수 있다. 이러한 이유로, 제2 도전성막(14)의 면저항값은 전술한 효과가 손상되지 않는 정도로 증가될 필요가 있다. (화상 형성 장치의 형태에 따라, 제2 도전성막(14)의 면저항값은 107Ω/□ 내지 1014Ω/□ 의 범위인 것이 바람직하다)
견고한 전기적 접속을 이룬다는 관점에서 보면, 도 9에 도시된 것처럼, 제2 도전성막(14)은 화상 형성 부재(12)와 도전막(제1 도전성막)(5) 부분을 덮도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 도 22b 및 다른 도면에 도시된 것처럼, 화상 형성 부재(12)와 도전막(제1 도전성막)(5) 사이의 공간을 제2 도전성막(14)이 완전히 점유하여 전면 플레이트(11)(절연체)의 표면이 노출되지 않는 것이 바람직하다. 도 22a 및 도 22b는 본 발명의 화상 형성 장치(기밀 용기(100)내의 전자원 영역(2)(도 22a 및 도 22b에는 도시되지 않음)의 측면에서 본 전면 플레이트(11)를 도시한 것이다. 도 22a는 제2 도전성막(14)이 사용되지 않은 경우이고 도 22b는 화상 형성 부재(12)와도전막(제1 도전성막)(5) 사이의 공간이 제2 도전성막(14)으로 덮혀져 있는 경우를 도시한다. 화상 형성 부재(12)와 도전막(제1 도전성막)(5) 사이에 위치한 전면 플레이트(11)의 표면 부분을 제2 도전성막(14)으로 충분히 덮으면, 기밀 용기(100)내의 전면 플레이트(11)의 표면의 전위가 양호하게 조절될 수 있다. 이는 화상 표시 영역(화상 형성 부재(12))과 도전막(제1 도전성막)(5) 사이의 거리를 더 축소하는데 있어 특히 유리하다.
도 2a를 참조하여, 본 발명의 특징인 도전막(5)이 형성되지 않았을 때, 예컨대 게터(8)를 갖는 "화상 영역" 외부에 배치된 전술한 구성 요소들에서 전기장이 증가되는 이유를 설명하겠다.
도전막(5)이 형성되지 않은 경우, 게터(8)의 전단부에 대응하는 부분에서의 평균 전기장은 게터(8)의 존재를 무시하면 대략 다음과 같이 계산된다.
전자원 영역(2)의 전위는 0V, 화상 형성 부재(12)의 전위는 Va, 도면에서 정해진 거리는 도 2a에 도시된 것처럼 L1 내지 L5라고 가정한다. 또, 전면 플레이트(11), 배면 플레이트(1), 지지 프레임(4)은 동일한 두께를 갖는 동일한 재료(소다 석회 유리)로 만든다고 가정한다.
이러한 경우, 각 지점에서의 전위는 상대적인 표면 거리의 비에 따라 결정된다. 도 2a에서 지점 b에서의 전위가 Vb이고 도 2a에서 지점 c에서의 전위가 Vc이라면, Vb 및 Vc는 다음과 같이 표현된다:
Vb = Va x (L2 + L3 + L4 + L5) / (L1 + L2 + L3 + L4 + L5)
Vc = Va x (L5) / (L1 + L2 + L3 + L4 + L5)
그러므로, 지점 a에서의 평균 전기장 Ea는 다음과 같이 표현된다:
Ea = (Vb - Vc) / L3
= Va / L3 x (L2 + L3 + L4) / (L1 + L2 + L3 + L4 + L5)
Va / L3가 "화상 영역"에서의 평균 전기장을 나타내므로, 지점 a는 (L2 + L3 + L4) / (L1 + L2 + L3 + L4 + L5)에다 "화상 영역"에서의 전기장을 곱한 것과 같은 전기장을 받는다.
거리 L1 내지 L5가 모두 같다고 가정하면, 지점 a에서 생성되는 전기장은 "화상 영역"의 전기장의 약 60%이다.
전술한 설명이 동일한 재료, 예컨대 소다 석회 유리로 만들어진 전면 플레이트(11), 배면 플레이트(1), 지지체 프레임(4)에 관해 설명되었지만, 다른 재료가 사용되거나 상이한 전기적 특성(도전성, 유전 상수와 같은)을 갖는 재료가 사용되더라도 지점 a에 어떤 전기장이 인가된다는 사실은 변하지 않는다.
예를 들어, 전면 플레이트(11)와 배면 플레이트(1)는 소다 석회 유리로 만들고 지지 프레임(4)은 무-알카리 유리로 만든 경우, 지점 a에서의 전기장은 "화상 영역"에서의 전기장와 거의 동일한 것으로 계산된다.
앞서 계산된 Ea는 게터(8)의 존재를 무시한 용기 공간에서의 평균 전기장을 나타낸다. 게터(8)가 지점 a에 배치되면, 지점 a에서의 전기장은 후술하는 두 가지 이유로 증가된다.
첫 번째는 게터(8)의 전기적 특성에 기인하는 마이크로 센스에서 전기장의 증가(점 a에서의 전위의 변화)이다. 두번째는 게터(8)의 형상으로부터의 전기장강화 효과로 인한 마이크로 센스에서 전기장의 증가이다.
보다 자세하게는, 첫 번째 이유로서 예를 들어 게터(8)와 게터 지지체(9)가 각각 금속으로 되어 있고 패널 두께 방향에서 정면 플레이트(11)와 후면 플레이트 간의 중간에 배치되는 가정에서 점 a에서 전기장은 약 2 배 증가된다.
두 번째 이유로서, 실제 사용에서 게터의 형태의 가정의 어려움 때문에 자세한 추정은 여기서 이루어지지 않는다. 그러나, 소위 마이크로 돌출부의 존재를 고려하여, 점 a에서의 전기장은 약 10 배 증가된다고 일반적으로 판단된다.
게터의 형태에 기인한 필드 강화 효과의 정도를 나타내는 필드 강화 인자는 게터의 표면 처리에 의해 감소될 수 있지만, 표면 처리는 비용 효과의 관점에서 단점이 될 수 있다.
상기 설명에서, 점 a에서의 전기장 강화는 게터(8)의 방전에 기인한다고 여겨진다.
반대로, 본 발명의 특징으로서 도전막(5)이 형성되고 도전막(5)의 전위가 "전자원 영역"(2)에 인가되는 동일한 전위, 즉 0 V로 설정될 때, 전기장은 도 2a에 나타낸 Lg 부분에서만 인가되지만, L1 ∼ L5에 대응하는 부분은 0 V를 유지하고 점 a에서의 전기장도 또한 0 V이다. 따라서, 본 발명의 구성에서 "화상 영역" 외부의 방전 전압은 도 2a에서 Lg 부분의 표면 방전 전압만을 고려하여 결정될 수 있다.
이 점은 본 발명의 중요한 특징이며, 방전 전압을 고려할 필요 없이 도전막(5)의 외부 영역(도 2a에서 도전막(5)의 왼쪽)에서 구조적 소자가 자유롭게 배열되는 것이 가능하다.
본 발명의 전술된 구성으로, "화상 영역"의 외부의 방전 전압은 게터(8)과 같은 구조적 소자가 배치되는 "화상 영역"의 한 측면 뿐만 아니라 "화상 영역"의 세 다른 측면에서도 필수적으로 증가될 수 있지만, 편의상 이들 쪽은 여기서 자세히 설명되지 않는다.
다시 말해, 본 발명의 전술된 구성은 화상 형성 부재(12)와 지지 프레임(4) 간의 거리를 단축하는데 효과적이어서, 화상 형성 장치의 크기와 무게를 감소시키고, 또한 지지 프레임과 근처 소자의 구성에 필수적이었던 정밀 세부 항목의 필요를 제거한다. 예를 들어, 지지 프레임(4)과 같은 소자와 이전에 방전의 소스이었던 후면 플레이트(1) 사이에 가해지는 접착제의 방사에 더 이상 특별한 주의를 요하지 않는다.
도 2b를 참조하면, 접지에 접속된 단자(15)는 도전막(5)의 단자 접합부(6)(도 2b에서 상세하게 나타내지 않음)에 접속된다. 단자(15)는 바람직하게 Ag 또는 Cu와 같은 금속으로 된 막대로 형성된다.
대안으로, 접지에 접속하기 위한 와이어는 정면 플레이트(11)의 측면으로부터 연장될 수 있다.
도 2c를 참조하면, 고 전압을 공급하는 단자(18)는 화상 형성 부재(12)의 단자 접합부(7)에 접속된다. 고 전압(애노드 전압 Va)이 단자(18)를 통해 화상 형성 부재(12, 메탈 백(metal back))에 공급된다. 단자(18)는 바람직하게 Ag 또는 Cu 같은 금속으로 된 막대로 구성된다.
대안으로, 고 전압 와이어가 후면 플레이트(1)의 측면으로부터 연장될 수 있다.
표면 도전형 전자 방출 소자가 이하에 간략히 설명된다.
도 3a 및 3b는 본 발명에서 사용된 표면 도전형 전자 방출 소자의 일 실시예를 나타내는 개략도이다. 도 3a는 평면도이고 도 3b는 단면도이다.
도 3a 및 3b를 참조하면, 참조 번호(41)는 전자 방출 소자가 형성되는 기판을 나타내고 참조 번호(42, 43)는 소자 전극의 한쌍을 나타낸다. 참조 번호(44)는 소자 전극에 접속된 도전막을 나타내고, 참조 번호(47)는 전자 방출부를 나타낸다. 참조 번호(48, 도 3b)는 "형성" 공정 등의 결과로서 도전막(44)에서 형성된 제2 갭을 나타낸다. 참조 번호(45)는 이후에 설명될 횔성화 공정의 결과로서 형성된 탄소막을 나타내고 참조 번호(46)는 한쌍의 탄소막(45) 사이의 제1 갭을 나타낸다.
"형성" 공정은 한쌍의 소자 전극(42, 43) 사이에 전압을 인가함으로써 수행된다. 인가된 전압은 바람직하게 펄스 전압이다. 펄스 전압은 예를 들어 도 4a에서 나타낸 값과 동일한 극치의 값을 갖는 펄스 전압을 인가하는 방법 또는 도 4b에 나타낸 바와 같이 점차로 증가되어 극치 값을 갖는 펄스 전압을 인가하는 방법으로 안가될 수 있다. 펄스 파형은 삼각형에 한정되지 않고, 직사각 파와 같이 다른 적절한 형태를 가질 수 있다.
"형성" 공정으로 제2 갭(48)을 형성한 후에, 소위 "활성화 공정"이 수행된다. 활성화 공정으로, 주 성분으로 탄소 또는 탄소 화합물을 포함하는 탄소막(45)이 제2 갭(48) 내 및 제2 갭 주변의 도전막(44) 상에 유기 재료를 포함하는 분위기에서 소자 전극 사이에 펄스 전압을 반복적으로 인가함으로써 퇴적된다. 횔성화공정은 소자 전극(42, 43) 사이에 흐르는 전류(소자 전류 If)와 전자 방출로 생성된 전류(방사 전류 Ie) 양자를 증가시키도록 기여한다.
따라서, 전술된 "형성" 공정과 활성화 공정을 통해 얻어진 전자 방출 소자는 바람직하게 안정화 단계를 거친다. 이 안정화 단계는 진공 용기, 특히 전자 방사부의 근처에 있는 유기 재료를 퍼지하는 단계이다. 진공 용기를 진공화하는 진공 장치는 바람직하게 오일을 사용하지 않아서 진공 장치로부터 발생되는 오일이 소자 특성에 영향을 미치지 않도록 한다. 더 자세하게는, 흡착 펌프, 이온 펌프 등이 진공 장치로 사용될 수 있다.
진공 용기 내의 유기 재료의 부분압은 바람직하게 1.3 ×10-6Pa, 더 바람직하게는 탄소 또는 탄소 화합물이 거의 새롭게 퇴적되지 않는 1.3 ×10-8Pa 보다 높지 않은 수준으로 유지된다. 진공 용기가 진공화될 때, 진공 용기 전체를 가열하여 진공 용기의 내벽 상에 흡착된 유기 재료 분자와 소자에서 방사되는 전자가 쉽게 제거된다. 이러한 가열 공정은 바람직하게 80 ∼ 250 ℃의 온도에서, 더 자세하게는 필요한 시간 동안 150 ℃보다 낮지 않게 수행된다. 그러나, 가열 조건은 이들 값에 한정되지 않고, 진공 용기의 크기 및 모양, 전자 방출 소자의 구조 등과 같은 다른 조건에 따라 적절히 설정될 수 있다. 진공 용기 내의 압력은 가능한한 낮게, 바람직하게는 1 ×10-5Pa 보다 높지 않은 수준에서, 더 자세하게는 1.3 ×10-6Pa 보다 높지 않게 유지되는 것이 요구된다.
소자가 안정화 단계 후에 구동될 때, 진공 용기에서의 분위기는 바람직하게 안정화 단계의 마지막 직후에 얻어진 상태와 동일하지만, 특정하게 한정되지 않는다. 진공도가 약간 감소될지라도, 만족스럽게 안정한 특성은 유기 재료가 충분히 제거되는 한 유지될 수 있다.
전술된 분위기를 적용함으로써 탄소 또는 탄소 화합물의 새로운 퇴적을 억제하고 진공 용기 및 기판 상에 흡착된 H2O, O2등을 제거하는 것이 가능하다. 결과적으로, 소자 전류 If 및 방사 전류 Ie가 안정된다.
표면 도전형 전자 방출 소자가 제조되기 위하여, 도 5는 소자에 인가되는 전압 Vf와 소자 전류 If 및 방사 전류 Ie 각각 사이의 관계를 도식적으로 나타낸다. 도 5에서, 수직 및 수평 축은 선형 눈금에서의 값을 나타내고, 방사 전류 IE는 소자 전류 If 보다 훨씬 작기 때문에 임의의 단위로 표시된다.
도 5에 나타낸 바와 같이 표면 도전형 전자 방출 소자에서, 소자 전압 Vf가 특정 전압(도 5에서 "임계 전압" Vth를 칭함) 보다 높을 때, 방사 전류 Ie가 갑자기 증가되고, 임계 전압 Vth 보다 높지 않은 소자 전압 Vf가 인가될 때, 방사 전류 Ie는 거의 검출되지 않는다. 따라서, 표면 도전형 전자 방출 소자는 방사 전류 Ie에 대하여 한정된 임계 전압 Vth를 갖는 비선형 소자이다. 이러한 비선형 특성은 이차원적으로 배열된 전자 방출 소자에 대하여 매트릭스 패턴의 와이어를 형성함으로써 화상을 형성하도록 활용되어, 전자가 소자들 중 원하는 소자로부터 심플 매트릭스 구동으로 선택적으로 방출되고, 전자가 화상 형성 부재(12)로 방사하도록 할수 있다.
이하에서 인이 화상 형성 부재(12)로서 이용될 때 형광막을 사용하는 실시예의 예가 설명된다.
도 6a 및 6b는 각각 형광막(51)을 나타내는 개략도이다. 단색 디스플레이의 경우에, 형광막(51)은 형광체로만 이루어질 수 있다. 컬러 디스플레이의 경우에, 형광막(51)은 블랙 스트라이프(도 6a) 또는 블랙 매트릭스(도 6b)라 불리는 흑색 부재(52) 및 3원색 RGB의 형광체(53)로 이루어진다. 블랙 스트라이프 또는 블랙 매트릭스는 컬러 디스플레이 뿐만 아니라 단색 디스플레이에서도 제공되며, 기본적으로 컨트라스트의 향상에 기여한다. 컬러 디스플레이에서, 컨트라스트의 향상에 부가하여, 블랙 스트라이프 또는 블랙 매트릭스는 또한 3 개 주 색의 형광체(53)의 각 둘 사이의 부분을 검게함으로써, 뚜렷하지 않게 색 혼합된다. 흑색 부재(52)는 바람직하게 도전 재료로 이루어진다. 투과율, 빛에 대한 반사도가 작은 도전성 재료의 어떤 형태, 예를 들면 주 성분으로 흑연을 포함하는 재료가 흑색 부재(52)로서 사용될 수 있다.
형광체는 단색 및 컬러 디스플레이의 어느 경우에서도 침전, 프린팅 등에 의해 정면 플레이트(11)상에 도포될 수 있다.
형광체로부터 방사된 빛의 휘도가 증가하는 경우에(즉, 소위 고 가속 전압형에서) 도전막으로 형성된 메탈 백은 바람직하게 형광막(51)의 내면 상에(전자원과 대면하는 측면에) 배치된다. 메탈 백은 바람직하게 금속막으로 형성된다.
메탈 백이 형광막(51)의 내면을 향하여 형광체(53)으로부터 발산되는 빛을반사하도록 하면, 메탈 백은 미러 표면에 의해 정면 플레이트(11)의 측면을 향함으로써, 발산되는 빛의 휘도를 증가시켜 전자 빔 가속 전압을 인가하기 위한 전극으로서 메탈 백을 활용하고 용기 내에서 발생되는 음 이온의 충돌에 의해 야기된 손상으로부터 형광체를 보호한다. 이러한 목적을 위하여, 메탈 백은 바람직하게 주 성분으로서 알루미늄을 포함하는 막으로 형성된다.
메탈 백은 형광막의 내면을 부드럽게 하는(보통 "막형성(filming)" 공정이라 함에 의해(형광막 형성 후) 제조되고, 진공 증기 퇴적 등에 의해 도전막을 퇴적할 수 있다.
또한, 정면 플레이트(11)는 형광막(51)과 정면 플레이트(11) 사이에 삽입된 투명 전극을 포함할 수 있다. 투명 전극은 또한 어떤 경우에는 "화상 형성 부재"(12)를 포함한다.
전술된 구조를 갖는 본 발명의 화상 형성 장치(기밀 용기, 100)의 내부 공간은 진공 상태로 유지되고, 전자는 선택적으로 스캔 신호와 화상 신호를 와이어(3-1, (3-3), 3-2)에 인가함으로써 전자 방출 소자 중 원하는 소자로부터 선택적으로 방출된다. 방출된 전자는 고 전압이 인가되는 화상 형성 부재(12)에 충돌하도록 된다. 화상 형성 장치 또는 디스플레이 유닛이 제공되어 장시간 동안 고 광도로 안정한 화상을 형성할 수 있다.
본 발명의 화상 형성 장치는 다음 실시예와 관련하여 이하에 보다 자세하게 설명된다.
(제1 실시예)
도 1, 2a ∼ 2c 및 7a ∼ 7f를 참조하여 제1 실시예의 화상 형성 장치(기밀 용기)의 제조 방법이 설명된다.
이 실시예에서, 또한 하나의 기판으로서 기능하는 배면 플레이트 상에 다수의 표면 도전형 전자 방출 소자를 형성하고 매트릭스 패턴으로 배선을 형성하여 전자원을 구성함으로써 화상 표시 장치가 제조된다. 도 7a 내지 도 7f를 참조하여 전자원을 제조하는 단계들이 설명될 것이다.
(단계-a): 세정된 소다 석회 유리 표면 상에 0.5㎛의 SiO2층을 스퍼터링으로 형성함으로써 배면 플레이트(1)가 마련된다. 후속해서, 화상 형성 부재(12) 및 지지대(4) 사이의 전면 플레이트 일부에 배치된 도전막(5) 내에 초음파 가공으로 4mm 지름의 원형 관통공(도시 생략)이 형성되어, 접지를 위해 관통공 내에 단자(15)(도 2b)가 삽입되도록 한다.
다음에, 배면 플레이트(1) 상에 표면 도전형 전자 방출 소자 각각의 소자 전극 21 및 22(도 7a -7f)이 스퍼터 막 형성 공정 및 포토리소그래피 공정에 의해 형성된다. 각 전극은 5nm 두께의 Ti층 및 100nm 두께의 Ni층을 포함하는 적층 구조이다. 소자 전극 간의 간격은 2㎛이다(도 7a).
(단계-b): Ag 페이스트는, 배면 플레이트(1) 상에 선정된 패턴으로 프린트되고, 가열되어 Y 방향 배선(23)을 형성한다. 이 배선(23)은 전자원 영역의 외측까지 연장되어 도 1에 도시된 전자원 구동용 배선 3-2으로서 기능한다. 이 배선(23)은 각각 100㎛ 폭 및 약 10㎛ 두께이다(도 7b).
(단계-c): 절연층(24)들은, 주 성분으로서 PbO를 함유하고 유리 결합제와 혼합된 페이스트를 유사하게 프린팅함으로써 형성된다. 절연층(24)들 각각은 20㎛ 두께로 형성되어, 전술한 X 방향 배선(25)으로부터 Y 방향 배선(23)을 전기적으로 절연시킨다. 소자 전극(22)들에 대응하는 절연층(24)들의 일부에 컷아웃(cutout)들이 형성되어 소자 전극(22)들이 X 방향 배선(25)으로 접속되도록 한다(도 7c).
(단계-d): X 방향 배선(25)은 절연층(24)(도 7d) 상에 Y 방향 배선(23)을 형성하는데 사용된 것과 동일한 방법으로 형성된다. X 방향 배선(25)은 각 300㎛ 폭이고 약 10㎛ 두께이다.
(단계-e): 다음에, 다음과 같이 도전막(26)이 형성된다. 배선 23, 25를 갖는 배면 플레이트(1) 상에 포토리쏘그래피 공정에 의해 Cr막이 형성되고, Cr막 내에 포토리쏘그래피 공정에 의해 도전막(26)의 형상에 대응하는 개구가 형성된다.
(단계-e): 후속하여, 유기 Pd 화합물의 용액(ccp: Okuno Chemical Industries Co., Ltd에 의해 제조됨)이 피복되고 공기 중 300℃에서 12분 동안 가열되어, PdO 미세 입자막을 형성한다. 다음에 습식 에칭에 의해 Cr막이 제거되어 리프트 오프에 의해 선정된 패턴을 갖는 도전막(26)이 형성된다(도 7e).
(단계-f): 배면 플레이트(1) 상에, 주 성분으로서 PbO를 함유하고 유리 결합제와 혼합된 페이스트가 더 피복된다. 이 페이스트는, 소자 전극(21, 22), X 및 Y 방향 배선(23), 및 도전막(26)가 형성된 영역을 제외한 배면 플레이트 상의 영역(즉, 도 1에 도시된 전자원 영역(2)), 즉, 지지대(4)가 배면 플레이트(1)와 접촉하기 시작하는 영역에 피복된다.
(단계-g): 도 1 및 2a-2c에 도시된 바와 같이, 배면 플레이트(1)와 전면 플레이트(11) 사이의 간격을 형성하기 위한 지지대(4)는 프릿 유리를 사용하여 배면 플레이트(1)에 결합된다. 이와 동시에, 프릿 유리를 사용하여 게터(8)가 고정된다.
(단계-h): 전면 플레이트(11)가 제작된다. 배면 플레이트(1)와 함께, 그 표면에 피복된 SiO2층을 갖는 소다 석회 유리가 기판으로 채택된다. 배출관과의 접속을 위한 유통공과 메탈 백에 고전압을 인가하기 위한 단자(18)의 삽입을 위한 유통공이 모두 기판 내에 초음파 가공으로 형성된다. 이에 후속하여, 단자(18)용 접합부 및 단자 접합부(7)를 메탈 백(이하와 같이 형성됨)에 접속하기 위한 배선이 프린팅에 의해 Au와 함께 형성된다(도 2c). 도 6a에 도시된 바와 같이 함께 형광막(51)을 구성하는 스트라이프형 형광체(53)과 흑색 스트라이프(52)를 피복함으로써(도 2a-2c, 7a-7f에 도시 생략됨) 형광막(51)이 형성된다. 형광막(51)의 표면 상에 막형성 공정을 수행한 후에, 약 20nm 두께의 Al막이 형광막(51) 상에 피착되고 가열되어 메탈 백을 형성한다. 도 32는 이렇게 제작된 화상 형성 부재(12)를 개략적으로 나타낸다. 도 32에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 화상 형성 부재(12)의 최외곽은 도전성 흑색 부재(52)(형광막(51))의 최외곽에 의해 규정된다. Al 메탈 백은 흑색 부재(52)(형광막(51))보다 작은 면적을 가지며, 흑색 부재(52)(형광막(51)) 내부에 배치된다.
또한, Au 페이스트는 메탈 백을 둘러싸도록 프린트되며, 메탈 백 및 흑색 부재(52)로부터 떨어져 배치된 후, 가열되어 Au로 이루어진 도전막(5)을 형성한다. 도전막(5)은 2mm 폭 및 약 100㎛ 두께이며, 흑색 부재(52)로부터 20mm 떨어져 있다.
(단계-i): 결합재에 의해 배면 플레이트(1) 상에 결합된 지지대(4)는 프릿 유리를 사용해서 전면 플레이트(11)에 결합된다. 도전막(5)을 접지하기 위한 단자(15), 메탈 백에 고전압을 인가하기 위한 단자(18), 및 배출관(도시 생략)이, 동시에 전면 플레이트(11)에 결합된다. 단자 15, 18은 각각 Au 로드로 형성된다. 이 단계가 완료될 때 용기(100)가 제작된다.
결합 단계에서, 전자원의 전자 방출 소자들이 전면 플레이트(11)의 형광막 상의 대응하는 위치에 정확히 정렬되도록 주의깊은 위치 지정이 이루어진다.
(단계-j): 용기(100) 내에 진공을 생성하기 위해 용기(100)는 배출관(도시 생략)을 통해 배출 장치(도시 생략)에 연결된다. "형성" 공정은 도 4b에 도시된 바와 같이 점차 증가하는 극대값을 갖는 펄스 전압을 연속해서 X 방향 배선(행 방향 배선: 3-1, 3-3) 각각에 인가함으로써 수행된다. "형성" 공정 시에, Y 방향 배선(열 방향 배선; 3-2)은 모두 0V로 설정된다. X 방향 배선 3-1, 3-3에 인가된 펄스 전압은 10msec의 펄스 간격 T2 및 1msec의 펄스 폭 T1을 갖도록 설정된다. 도시되지는 않았지만, 0.1V의 극대값을 갖는 직사각 펄스가 전류값을 측정하기 위한 "형성" 공정들을 위한 펄스 사이에 삽입되고, 전자 방출 소자들의 저항값은 동시에 측정된다. 소자 당 저항값이 1MΩ을 초과할 때, 상대적인 행에 대한 "형성" 공정이 종료되고, 후속해서 다음 행에 대한 "형성" 공정이 시작된다. 전술한 단계를반복함으로써 모든 행에 대한 "형성" 공정이 완료된다.
(단계-k): 다음에 활성화 공정이 수행된다. 활성화 공정이 시작되기 전에, 용기(100)는, 이온 펌프(도시 생략)에 의해 공기가 배출되어 10-5Pa 또는 그 이하 수준까지 압력이 나춰지고, 이 때 온도는 200℃에서 유지된다. 다음에 용기(100) 내로 아세톤이 유입된다. 유입된 아세톤 량은 용기 내의 압력이 1.3 ×10-2Pa 수준으로 상승되도록 조절된다. 후속해서, X 방향 배선 3-1, 3-2에 펄스 전압이 인가된다. 펄스 전압은 16V 극대값과 100㎲ec 펄스 폭을 갖는 직사각 펄스 파형을 갖는다. 펄스가 인가된 X 방향 배선 3-1, 3-3은 각 펄스에 대해 하나로부터 125㎲ec 간격으로 다음 열까지 선택된다. 이러한 단계를 반복함으로써, 연속하여 모든 행 방향 배선 3-1, 3-3에 직사각 펄스가 인가된다. 활성화 공정의 결과로서, 각 소자의 전자 방출부 인근에 카본을 주 성분으로 함유한 피착막의 형성과 더불어 각 전자 방출 소자(도 7f) 내에 전자 방출부(27)가 형성된다.
(단계-l): 안정화 공정을 위해 용기(100)의 공기가 다시 배출된다. 배출은 용기(100)가 200℃로 유지되면서 이온 펌프를 사용해서 10시간 동안 계속된다. 이 단계는 용기 내에 잔류하는 유기 재료 분자를 제거하기 위한 것이며, 주 성분으로 카본을 함유하는 피착막을 더 피착하는 것을 방지하기 위함이다.
(단계-m): 용기를 실온으로 회복하기 위해, (단계-k)에서 수행된 것과 동일한 방식으로 X 방향 배선 3-1, 3-3에 펄스 전압이 인가된다. 단자(18)를 통해 메탈 백에 5kV의 전압이 인가되고, 형광체가 광을 방출한다. 이 때, 단자(15)는 접지되고, 도전막(5)의 전위는 0V로 설정된다. 임의의 비발광 부분 또는 매우 어두운 부분이 없다는 것을 가시적으로 확인한 후에, X 방향 배선 3-1, 3-3 및 메탈 백에의 전압 인가가 정지되고, 배출관(도시 생략)이 실링 오프를 위한 가열 하에 용화된다. 다음에 고주파 가열 하에 게터링 공정이 수행되어, 기밀 용기(100)가 완성된다.
이렇게 제조된 화상 형성 장치(100)와 함께, 메탈 백에 5kV을 인가하고, 동시에 도전막(5)에 0V 전압을 인가함으로써 선 순차 주사에 의해 화상이 표시되며, 이 때 선택된 발광 소자의 한 전극에 접속된 X 방향 배선 3-1, 3-3에 연속적으로 14v 전압이 인가되고, 상기 선택된 발광 소자의 다른 전극에 접속된 Y 방향 배선 3-2에 0V 전압이 인가된다. 그 결과, 고휘도 수준을 가지며 바람직하지 않은 방전이 일어나지 않는 고품위 화상이 표시될 수 있다. 또한, 화상 형성 부재(12)가 이 실시예의 화상 형성 장치(100) 내에서 도전막(5)으로 둘러싸이기 때문에, 화상 형성 부재(12) 및 지지대(4) 사이의 거리를 단축하여, 화상 형성 장치(100)의 전체 크기를 차지하는 "화상 표시 영역" 부분을 상당히 증가시키는 것이 가능하므로, 장치(100)의 무게를 줄일 수 있다.
(제2 실시예)
본 발명의 제2 실시예가 도 8을 참조하여 설명될 것이다.
도 8은 제1 실시예를 나타내는 도 1에 대응하며, 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 형성 장치의 한 구조를 나타내는 전면 플레이트(11) 위로부터 바라본 평면도이다.
다음의 설명은 제1 실시예에 다른 부분만으로 되어 있다.
도면 부호 5는 본 발명의 특징이며, 게터(8)가 배치된 실질적으로 직사각형인 화상 형성 부재(12)의 4측면 중 하나를 따라 전면 플레이트(11)의 내부 표면 상에 형성되어 있는 도전막을 나타낸다.
따라서, 이 실시예에서, 구성 성분(게터(8) 또는 게터 지지체(9) 등)이 화상 형성 부재(12)의 한 측면 상의 도전막(5)의 끝과 지지 프레임(4) 사이에 배치된다.
이러한 화상 형성 장치와 함께, 고 휘도 수준을 갖는 고 품위 화상이, 방전이 억제되면서, 표시될 수 있다.
(제3 실시예)
본 발명의 제3 실시예가 도 1, 6a, 6b, 9 ,22a 및 22b를 참조하여 설명된다. 제1 및 제3 실시예의 성분들이 다른 곳에서는 동일하므로, 다음의 설명은 제1 실시예와 다른 부분만으로 이루어진다. 즉, 제3 실시예의 화상 형성 장치의 구조는 전면 플레이트(11) 위로부터 바라보아서, 제1 실시예와 유사하게 도 1에 도시된 바와 같다.
또한, 제1 실시예와 유사하게 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같은 성분들로 화상 형성 부재(12)가 형성된다.
도 9는, 도 1의 A-A' 선을 따라 취한 단면도이며, 이 제3 실시예의 화상 형성 장치를 나타낸다. 도 22a 및 22b는 제3 실시예의 전면 플레이트(11)를 제작하는 단계들을 설명하기 위한 개략도이다.
제3 실시예는, 방전 억제를 위해, 도전막(제1 도전성막; 5) 및 (도전성 흑색부재(52)로 정의하는) 화상 형성 부재(12)의 최외곽 사이에 있는 전면 플레이트(11)의 일부 상에 제2 도전 막(14)이 배치된다는 점에서 제1 실시예와 다르다.
제2 도전성막(14)의 재료는, 이 재료가 선정된 저항 값을 제공하고 충분한 안전성을 갖는 한은, 특별히 제한되지는 않는다. 예를 들어, 적절한 밀도로 내부에 분산된 흑연을 포함하는 막이 사용될 수 있다. 이러한 막은, 이 막이 화상 형성 부재(12)의 메탈 백 상에 형성되는 경우라도 형광체에 도달하며 형광체로부터의 발광에 기여하는 전자들의 수를 감소시키는 범위로 악 영향을 끼치지 않도록 얇게 한다.
이 실시예의 전면 플레이트(11)는 다음과 같이 제작된다. 먼저, 화상 형성 부재(12)가 도 22a에 도시된 바와 같이, 제1 실시예와 관련한 상술된 (단계-h)와 유사한 단계를 통해 기판(11)상에 형성되었다. 그 후, 도전막(제1 도전성막)(5)이 폐쇄 루프(폐쇄 루프에서 양쪽의 연속 도전막의 단부는 서로 연결되어 있음)의 형태로, 화상 형성 부재(12) 주위에 형성되었다. 도전막(5)은 지지 프레임(4)과 화상 형성 부재(12) 둘 다로부터 일정한 거리를 둔 관계로 형성되었다.
그 후, 제2 도전성막(14)이 형성되었다(도 22b). 제2 도전성막(14)은 화상 형성 부재(12)와 도전막(제1 도전성막)(5) 간의 공간을 채우도록 구성되었다. 이 실시예에서, 제2 도전성막(14)은 칼슘 입자 분산 용액을 스프레이 코팅하고 그 코팅된 용액을 건조시킴으로써 형성되었다. 이 실시예에서 형성된 제2 도전성막(14)은 대략 1011Ω/□의 면저항 값을 갖는다.
상술된 단계에서, 화상 형성 부재(12)(도전성 흑색 부재(52))와 도전막(제1 도전성막)(5)이 제2 도전성막(14)을 통해 서로 연결되어 있다. 제2 도전성막(14)은 바람직하게는 전기적 연결을 보장하는 관점에서, 화상 화상 부재(12)와 도전막(제1 도전성막)(5) 둘 다의 부분을 커버하도록 배치된다. 또한, 이 실시예에서, 화상 형성 부재(12)와 도전막(제1 도전성막)(5) 간의 공간이 제2 도전성막(14)에 의해 완전히 채워져서, 절연체로서의 전면 플레이트(11)의 표면이 노출되지 않게 된다. 화상 형성 부재(12)와 도전막(제1 도전성막)(5) 간의 간격을 보다 더 줄이기 위해, 상술된 바와 같이, 화상 형성 부재(12)와 도전막(제1 도전성막)(5) 간에 위치된 전면 플레이트(11)의 표면 부분을 완전히 커버하는 것이 특히 바람직하다.
이 실시예의 화상 형성 장치는 메탈 백에 10kV를, 도전막(제1 도전성막)(5)에 0V를 인가함으로써 구동된다. 그 결과, 매우 높은 광도 레벨을 갖는 안정된 화상이 오랜 기간 동안 표시된다. 또한, 잘 방전되지 않는 고품질의 화상이 10mm로 줄여진 도전막(제1 도전성막)(5)과 화상 형성 부재(12) 간의 간격에도 불구하고 표시될 수 있다.
이 실시예에서의 제2 도전성막(14)이 표면 전압 방전을 본질적으로 향상시킬 수 있게 하는 이유가 하기에 설명될 것이다.
전자원을 사용한 화상 형성 장치에서, 전자 빔 부분은 화상 표시 영역에 산란되거나, 또는 화상 표시 영역 바깥의 진공 용기의 내벽에 직접 충돌하고, 그에따라 2차 전자가 생성되어서 충전량이 증가한다. 이러한 2차 전자의 충전은 때때로 방전을 유발할 수 있다.
제2 도전성막(14)은 그 영향을 갖고, 도전막(제1 도전성막)(5)과 화상 형성 부재(12) 간의 공간에 노출된 전면 플레이트(11)의 표면상에 존재하는 전하를 제거하는 데 효과적이다. 이러한 영향으로, 도전막(5)과 화상 형성 부재(12) 간의 공간의 표면 방전 전압이 증가될 수 있다.
또한, 제1 실시예의 전면 플레이트 구조(도 22a)에서, 도전막(5)과 화상 형성 부재(12) 간의 공간에 노출된 전면 플레이트(11)의 표면상의 전위는 때때로, 화상 형성 부재(12)의 전위, 도전막(5)의 전위, 전면 플레이트(11)에 대향하는 관계에 있는 배면 플레이트(1)의 표면 전위, 및 전면 플레이트(11)의 후면상의 전위(화상 형성 부재(12)가 배치되지 않은 측상의 표면)에 의해 영향받는다. 이러한 경우, 도전막(5)과 화상 형성 부재(12) 간의 공간상에 노출된 전면 플레이트(11)의 표면상의 전위 분산이 고르게 분할되지 않을 수 있어서, 전기장이 증가되는 경향이 있는 지점을 발생시킬 수 있다.
이 실시예에서 구현된 바와 같이 높은 저항을 갖는 제2 도전성막(14)을 제공함으로써, 화상 형성 부재(12)와 도전막(5) 간에 흐르는 작은 크기의 전류에 의해 제2 도전성막(14)의 저항값에 따른 전압 하강이 유발된다. 그 결과, 화상 형상 부재(12)와 도전막(5) 간의 전위가 유리하게도 균일화되어서, 전면 플레이트(11)에 대향하는 관계에 있는 배면 플레이트(1)의 전위, 전면 플레이트(11)의 후면상의 전위, 등에 의한 영향을 덜 받을 수 있다. 따라서, 도전막(5)과 화상 형성 부재(12)간의 공간의 표면 방전 전압이 증가될 수 있다.
제2 도전성막(14)의 면저항값이 너무 크면, 상술된 바와 같은 효과가 만족스럽게 얻어질 수 없다. 제2 도전성막(14)은 따라서, 특정 레벨의 도전율을 갖도록 요구되어진다. 반대로, 제2 도전성막(14)의 면저항값이 너무 작으면, 화상 형성 부재(12)와 도전막(5) 간에 흐르는 전류가 증가되어서, 그 결과 전력 소모를 증가시킨다. 이들 이유 때문에, 제2 도전성막(14)의 면저항값은 상술된 효과를 감하지 않는 한도에서 증가되어질 것이 요구된다. 화상 형성 장치의 형태에 따라 다르긴 하지만, 제2 도전성막(14)의 면저항값은 107Ω/□ 내지 1014Ω/□의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
(제4 실시예)
본 발명의 제4 실시예가 설명될 것이다. 제4 실시예의 화상 형성 장치는 기본적으로는 제1 실시예와 동일한 방식으로 구성되므로, 제4 실시예 중 제1 실시예와 동일한 부분은 여기에서 상세하게 설명하지 않을 것이다. 그러나, 제1 실시예에서, 도전막(5)에 인가되는 전위는 0V, 즉 전자원에 인가되는 전위들 중 최저 전위인데 반하여, 제4 실시예에서는, 전자원 영역(2)의 전위(0V)와 화상 형성 부재(12)의 전자 가속 전압 Va(메탈 백에 인가되는 전위 Va(V)) 사이의 임의의 전위가 도전막(5)에 인가될 수 있다.
더 상세하게는, 전자 가속 전압 Va(화상 형성 부재(12)에 인가되는 전위와 전자원 영역(2)에 인가되는 전위의 차)은 화상 형성 부재(12)와 도전막(5) 사이의전압과 도전막(5)과 전자원 영역(2) 사이의 전압으로 임의의 비율로 분배된다. 도전막(5)과 전자원 영역(2) 사이의 전압을 화상 형성 부재(12)와 도전막(5) 사이의 전압보다 크게 설정함으로써, 방전 전압이 전체적으로 향상될 수 있다. 그 이유는, 상기에서 설명한 바와 같이, 전면 플레이트(11) 상에 도전막(5)을 형성하고 도전막(5)에 인가되는 전위를 화상 형성 부재(12)에 인가되는 전위보다 낮게 (특히, 전자원 영역(2)에 인가되는 전위와 동일하거나 약간 높은 레벨로) 설정함으로써, 화상 영역 외부에 배치된 구성 요소에 인가되는 전위가 효과적으로 감소될 수 있기 때문이다.
본 실시예의 구성에서, 도전막(5)의 전위를 0으로 설정한 경우에 비해, 화상 형성 부재(12)와 도전막(5) 사이의 전위차가 감소될 수 있다. 생성된 전기장의 강도도 감소되므로, 도 2a에서의 거리 Lg도 그에 따라 단축될 수 있다.
더 상세하게는, 본 실시예에서 도전막(5)의 전위가 1/2Va로 설정되는 경우에는, 제1 실시예에서와 같이, 거리 Lg를 100㎜로 단축하고 방전 발생이 억제되는 고품질 화상 표시를 실현하는 것이 불가능해진다.
바람직하게는, 도전막(5)에 인가되는 전위는 화상 형성 부재(12) 용의 전원(도시되지 않음)으로부터 외부에 설치된 저항 분할 회로(도시되지 않음)를 통해 인가된다. 대안적으로, 도전막(5)의 전위는 용량 분할 회로(도시되지 않음)를 통해 인가되거나 다른 전원(도시되지 않음)으로부터 인가될 수 있다.
또한, 제3 실시예에서와 같이, 챠지업(charge-up)을 억제하는 데에 효과적인 제2 도전성막(14)을 화상 형성 부재(12)와 도전막(5) 사이에 제공함으로써, 거리Lg가 더 감소될 수 있으며, 크기 및 무게도 상당히 감소될 수 있다.
또한, 제2 도전성막과 유사한 고저항의 제3 도전막을, 도전막(5)과 전자원 영역(2) 사이의 전면 플레이트(11)의 한 부분(도 2a의 L2), 지지체(4)(도 2a의 L3), 및 배면 플레이트(1)(도 2a의 L4 및 L4) 상에 제공함으로써, 거리 L2 내지 L5가 단축될 수 있다. 이 경우, 제2 도전성막(14)과 유사한 고저항의 제4 도전막을, L2 내지 L5에 의해 커버되는 부분들에 설치된 다른 구성 요소(예를 들어, 게터) 상에 코팅함으로써, 보다 더 현저한 효과를 얻을 수 있다.
(제5 실시예)
본 발명의 제5 실시예가 설명될 것이다.
도 10은 제5 실시예에 따른 화상 형성 장치(밀폐 용기)(100)의 구성을 전면 플레이트(11)로부터 보았을 때의 개략적인 평면도로서, 전면 플레이트(11)의 하반부는 편의상 생략되었다. 도 11은 도 10의 선 D-D'를 따른 개략적인 부분 단면도이다.
제5 실시예는, 스페이서(101) 및 스페이서 지지 부재(102)가 제공된다는 점에서 도 1에 도시된 제1 실시예와 상이하다. 그 외에, 본 실시예의 구조는 도 1에 도시된 것과 동일하다.
스페이서(101)는, 화상 형성 장치의 크기가 증가하거나 전면 플레이트(11) 및 배면 플레이트(1)가 얇아지는 경우에 종종 요구된다.
상술한 바와 같이, 고전기장이 인가되는 "화상 영역"에 스페이서(101)가 설치되기 때문에, 스페이서 표면을 따라 발생되는 방출을 억제하기 위해 다양한 방법이 채용된다.
본 실시예에서, 각각의 스페이서(101)는 챠지업을 억제하기 위해 그 표면 상에 도전막이 미리 형성된 얇은 유리 시트로 이루어지는 것이 바람직하다. 스페이서(101)는 알루미나로 이루어진 스페이서 지지 부재(102)에 무기 접착에 의해 접합된다. 그 후, 제1 실시예와 관련하여 기술된 (단계-i)에서, 스페이서(101) 및 스페이서 지지 부재(102)가 배면 플레이트(1) 및 전면 플레이트(11)과 함께 결합된다.
참조 번호 5는 본 발명의 특징이며 전면 플레이트(11)의 내부면 상에 형성되어 화상 형성 부재(12)를 둘러싸는 도전막을 나타낸다. 또한, 도 10 및 11에 도시된 바와 같이, 스페이서(101)의 세로 방향으로의 길이는 화상 형성 부재(12)("전자원 영역" 2)의 동일한 세로 방향으로의 길이보다 길다. 더우기, 스페이서(101) 및 스페이서 지지 부재(102) 각각의 단부(110)는 프레임(4)과, 도전막(5)의 단부가 (배면 플레이트(1)과 수직으로) 연장되는 판 사이에 지지 프레임(4)의 측면에 배열된다.
이렇게 제조된 화상 형성 장치의 경우, 고광도 레벨을 가지며 방전되지 않는 고 품질 화상이, 스페이서(102)의 형태와 무관하게 디스플레이될 수 있다.
이러한 유용한 결과의 이유는 게터부의 방전 전압이 제1 실시예에서 향상되는 것, 즉 스페이서부(102) 상에 형성된 전기장이 상술된 배열에서 최소화되는 것과 동일하다.
당연하게, 제1 실시예를 변형한 제2 내지 제4 실시예의 구성은 제5 실시예에마찬가지로 적용될 수 있다.
특히, 제5 실시예는 (1) 도전막(5)이 "화상 영역" 외부에 구성 요소가 존재하지 않는 화상 형성 부재(12)의 측면을 따라 형상되지 않고, (2) 도전막(5)과 화상 형성 부재(12) 사이에 고 저항을 갖는 제2 도전성막(14)이 형성되고, (3) 도전막(5)의 전위가 화상 형성 부재(12)에 인가된 전위와 "전자원 영역"(2)에 인가된 전위 사이의 임의의 소망값으로 조정되는 것으로 구성될 수 있다.
화상 형성 부재(12)와 도전막(5) 사이의 전면 플레이트(11)의 일부에 고 저항을 갖는 제2 도전성막(14)이 형성되는 (2)의 구성은, 화상 형성 장치의 크기 및 중량을 줄이는 데 효과적이다. 또한, 도전막(5)과 전자원 영역(2) 사이의 지지 프레임(4)의 표면 상에 고 저항을 갖는 제3 도전막을 제공하면, 화상 형성 장치의 크기 및 중량을 줄이는 데 효과적이다. 또한, "화상 영역"과 스페이서 지지 부재(02)와 같은 지지 프레임(4) 사이에 배열된 구성 성분 상에 고 저항을 갖는 제4 도전막을 코팅하는 데 보다 효과적이다.
(제6 실시예)
제6 실시예에 따른 화상 형성 장치는 도 21, 23 및 24를 참조하여 설명될 것이다. 도 23은 전면 플레이트(11) 위에서 보았을 때의, 제6 실시예의 화상 형성 장치(기밀 용기)(100)의 구성을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 23에서, 전면 플레이트(11)의 하부는 편의를 위해 생략하였다. 도 21은 편의를 위해 생략된 몇몇 성분들의 일부를 갖는 제6 실시예의 화상 형성 장치(기밀 용기)(100)의 사시도이다.
도 21, 23 및 24에서, 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 번호로 표시하였다. 참조 번호 11은 유리로 구성된 전면 플레이트를 나타내며, 참조 번호 12는 인 막(20) 및 메탈 백(19)으로 구성된 화상 형성 부재를 나타낸다. 참조 번호 4는 지지 프레임을 나타내며, 참조 번호 1은 배면 플레이트를 나타내며, 참조 번호 2(도 23 및 24)는 전자원 영역을 나타낸다. 참조 번호 101은 스페이서를 나타내며, 참조 번호 3-1, 3-2, 3-3은 연장 와이어를 나타낸다. 참조 번호 9는 게터(8)를 지지하는 부재를 나타내며, 참조 번호 7은 메탈 백(19)에 전위를 인가하는 단자가 접속되는 단자 접속(접합)부를 나타낸다.
참조 번호 5는 본 발명의 특징인 도전막을 나타낸다. 도전막(5)은 양호하게는 저 저항막이며 (하나의 연속 도전막의 양 단부가 서로 접속되는) 폐쇄 루프 형태로 화상 형성 부재(12)의 외주를 완전히 둘러싼다. 참조 번호 6은 도전막(5)에 소망의 전위를 인가하는 단자가 접속된 단자 접속(접합)부를 나타낸다.
또한, 도 23 및 24에 도시된 바와 같이, 스페이서(101)의 세로 방향으로의 길이는 화상 형성 부재(12)의 세로 방향으로의 길이보다 길다. 또한, 스페이서(101)의 각 단부(110)는 도전막(5)과 지지 프레임(4) 사이에 배열된다. 즉, 스페이서 단부(110)는 화상 형성 부재(12)의 측면 상에 도전막(5)의 단부를 연장하며 전면 플레이트(11)의 주요면(화상 형성 부재가 배열된 주요면)에 실질적으로 수직인 평면(도 24에서 점선 체인)과 지지 프레임(4)의 내주 사이에 배열된다.
다수의 전자 방출 소자가 전자원 영역(2)에 어레이 구성으로 배열되며, 행 방향 와이어(3-1, 3-3)와 열 방향 와이어(3-2) 둘다에 접속된다. 선택된 전자 방출 소자에 접속된 와이어에 14V를 인가하고, 접속된 다른 와이어에는 0V를 인가함으로써 전자 방출 소자중 소망의 하나로부터 전자가 선택적으로 방출될 수 있다. 이 실시예에서는, 전자 방출 소자로서 표면 도전형 전자 방출 소자를 사용하는 것이 바람직하지만, 기타 다른 형태의 전자 방출 소자를 사용할 수도 있다.
이 실시예에서의 스페이서(101)는 플레이트형 유리로 형성된 스페이서 베이스 부재의 표면 상에 고 저항의 도전막을 코팅하여 제조된다. 스페이서(101)는 이 실시예에서 화상 영역 외부의 접합 부재에 의해 배면 플레이트(1)에 고정된다.
도 24는 도 23에서의 D-D'선을 따라 절취한 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
이 실시예의 화상 형성 장치(기밀 용기)(100)는 메탈 백(19)의 전위를 9KV로 설정하고 도전막(5)의 전위를 0V로 설정하여 구동시켰다. 그 결과, 스페이서(101)의 단부(110)의 형상에 관계없이 장기간 동안 고 휘도 레벨을 가지며 방전이 없는 고 화질의 화상을 표시할 수 있었다.
이러한 유리한 결과의 이유는 스페이서(101)의 단부(110) 상에 인가된 전기장 강도가, 도전막(5)에 화상 형성 부재(12)에 인가된 것보다 낮은 전위를 인가함으로써 현저히 감소되었기 때문이다. 달리 말하자면, 이 실시예에서는, 행 방향 와이어 (3-1, 3-3)에 14V를 인가하고 열 방향 와이어 (3-2)에 0V를 인가하여 선택된 전자 방출 소자로부터의 전자 방출을 행하는 것이 바람직하다. 이 실시예에서는, 따라서 전자원 영역(2)에 인가된 것과 동일한 전위, 즉 0V를 도전막(5)에 인가하여 스페이서(101)의 단부(110)에 인가된 전기장 강도를 감소시키는 것이 바람직하다.
이 실시예 및 상기 기타 다른 실시예에서는, 스페이서(101)의 단부(110)를 일례로서, 도 24에 도시된 바와 같은 배면 플레이트(1) 및 전면 플레이트(11) 모두에 거의 수직인 단면을 갖는 것으로 예시하였다.
그러나, 본 발명은 스페이서(101)의 단부(110)가 도 25에 도시된 바와 같이 배면 플레이트(1) 및 전면 플레이트(11)에 대해 경사진 경우에도 만족스럽게 적용가능하다.
스페이서 단부(110)가 도 25에 도시된 바와 같이 경사져 있는 경우, 배면 플레이트의 측면 상의 스페이서의 적어도 엣지(111)가 화상 형성 부재(12)의 측면 상의 도전막(5)의 단부를 연장하는 평면(도 25에서 일점 쇄선)(이 평면은 전면 플레이트(11)의 주면(이 주면 상에는 화상 형성 부재(12)가 배치되어짐)과 지지 프레임(4)의 내측 주변부 간에 배치되는 한, 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
(제7 실시예)
도 26a, 26b, 26c, 및 29a를 참조하면서 제7 실시예에 따른 화상 형성 정치에 대해 기술하기로 한다. 이 제7 실시예는 종횡비가 16:9인 비교적 가늘고 긴 직사각형의 화상 표시 영역을 갖는 디스플레이에 관한 것이다.
도 26a는 이 실시예의 화상 형성 장치(기밀 용기)(100)의 구성을 개략적으로 도시한 것으로, 전면 플레이트(11) 위에서 보아 전면 플레이트(11)의 하부를 편의상 생략하였다. 도 26b는 도 26a의 A-A'선을 따라 절취한 개략 단면이다. 도 26c는 도 26a의 B-B'선을 따라 절취한 개략 단면이다. 도 29a는 전자원 영역(2)의 측면에서 본 전면 플레이트(11)의 개략도이다.
이들 도면에서, 참조 부호(1)는 배면 플레이트를, 참조 부호(2)는 전자원 영역을, 참조 부호(3-1, 3-2)는 전자원 영역(2)에서 어레이 구성으로 배열된 전자 방출 소자에 접속된 와이어를 나타낸다. 참조 부호(4)는 지지 프레임을, 참조 부호(5)는 도전막을 나타낸다. 참조 부호(6; 도 26a)는 단자 접속(인접)부를 나타내고, 이 접속부를 통해 도전막(5)에 소망 전위가 인가된다. 참조 부호(11)는 전면 플레이트를, 참조 부호(12)는 전면 플레이트(11) 상에 배열된 화상 형성 부재를, 참조 부호(101)는 스페이서를, 참조 부호(110)는 스페이서의 단부를 나타낸다.
이 실시예에서는, 화상 형성 부재(12)는 도 29에서 도시된 바와 같이, 3원색 (RGB)의 형광체와 도전성 흑색 부재로 이루어진 형광체막, 및 알루미늄으로 이루어지고 형광체막(전자원 영역(2)에 대향하는 표면) 상에 배열된 메탈 백(도 29a에서 빗금 영역으로 도시)을 포함한다. 또한, 전자원 영역(2)에 대향하는 메탈 백의 표면 상에 게터를 배열하는 것이 바람직하다(편의 상, 도 26a-26c 및 도 29a에서는 게터를 도시하지 않았슴). 일점 쇄선으로 둘러싸인 영역(도 26a 및 도 29a)은 지지 프레임(결합 부재)(4)과 전면 플레이트(11) 간의 결합부를 나타낸다.
이 실시예에서는, 전자 방출 소자로서 도 13에 도시된 소위 스핀트형(Spindt type) 필드 에미터를 사용하였다. 행 방향 와이어(3-1) 각각은 게이트 전극(3014; 도 13)에 접속되고, 열 방향 와이어(3-2) 각각은 캐소드 전극(3011)에 접속되었다. 참조 부호(3013)는 절연층을, 참조 부호(3012)는 Mo로 만들어진 에미터 전극을 나타낸다.
스페이서(101)는 플레이트형 유리로 형성된 스페이서 베이스 부재의 표면 상에 고 저항의 도전막을 코팅하여 제조되었고, 스페이서(101)의 세로 방향의 길이는 화상 형성 부재(12)의 세로 방향의 길이보다 길다. 도전막(5)은 저저항막이고 폐쇄 루프(하나의 연속적인 도전막의 양끝단들이 서로 연결되어 있음)의 형태로 화상 형성 부재(12)의 외부 주변을 둘러싼다(도 29a 참조). 또한, 도 26b에 도시된 바와 같이 스페이서의 각각의 단부는 화상 형성 부재(12) 면 상의 도전막(5)의 단부와 지지 프레임(4) 사이에 배열된다.
이 실시예에 있어서, 도 29a에 도시된 바와 같이, 도전막(5)은 지지 프레임(4)(결합 부재)과 전면 플레이트(11) 사이의 결합 부분과 상대적으로 신장된 직사각형의 폐쇄 루프(하나의 연속적인 도전막의 양끝단들이 서로 연결되어 있음)의 형태로 겹치는 관계로 배열되었다. 즉, 지지 프레임(4)(결합 부재)과 전면 플레이트(11) 사이의 결합 부분은 도전막(5) 영역 내로 완전하게 배치되도록 배열되었다. 또한, 도전막(5)은 직사각형의 폐쇄 루프의 짧은 쪽을 따른 폭이 그것의 긴 쪽을 따른 폭보다 크도록 형성되었다. 더구나, 직사각형의 폐쇄 루프의 짧은 쪽을 따른 도전막(5)의 폭은 지지 프레임(4)과 전면 플레이트(11) 사이의 결합 부분의 것보다 크도록 설정되었다.
상술한 구조로, 도 26b에 도시된 것처럼, 스페이서(101)의 각각의 단부(110)는 화상 형성 부재(12) 면 상의 도전막(5)의 단부와 지지 프레임(4) 사이에 배열되었다. 또한, 이 실시예에 있어서, 화상 형성 부재(12) 면 상의 도전막(5)의 단부는 기밀 용기(100)의 진공 영역(내부 공간)에 완전하게 노출되었다(도 26b와 도26c).
지지 프레임(4)과 배면 플레이트(1)은 프릿(frit) 유리와 같은 접합 부재를 이용하여 서로 결합되었다. 도전막(5)이 전면 플레이트(11)과 지지 프레임(4) 사이의 결합 부분에 배열되었기 때문에, 지지 프레임(4)은 접합 부재를 지지 프레임(4)과, 전면 플레이트(11) 상에 먼저 형성되었던 도전막(5) 사이에 놓음으로써 전면 플레이트(11)에 결합되었다. 접합 부재과 도전막(5)이 이 실시예에서는 서로 분리되지만, 도전성 접합 부재가 전면 플레이트(11) 상에 도전막(5)의 패턴으로 배열될 수 있다. 이러한 변경은 접합 부재과 도전막이 동일 공정에 의해 형성될 수 있다는 점에서 더욱 바람직하다. 예를 들어, 인듐(indium)과 같은, 200℃ 이하의 융점을 가지고 진공 상태를 봉하기 위한 기능을 갖는 금속, 혹은 프릿 유리와 도전성 필러(filler)의 혼합물은 도전성 접합 부재로서 이용될 수 있다.
이 실시예에 있어서, Ba은 금속 후면 상에 형성된 게터(getter)로써 이용된다. Ba 게터가 증발되기 때문에, 게터 물질은 전면 플레이트(11)과 배면 플레이트(1)을 결합하기 전에 진공 분위기에서 금속 후면 상에 코팅된다. 그후, 전면 플레이트(11)과 배면 플레이트(1)은 게터 물질의 코팅을 수반하는 진공 분위기에서 서로 결합되어(밀봉 단계), 기밀 용기(100)의 구조가 완성된다.
이 실시예의 화상 형성 장치는 단자 접속부(6)를 통하여 금속 후면에 10kV를 인가하고 도전막(5)에 0V를 인가함으로써 구동된다(도 26a 및 도 29a). 전자가 방출되는 전자원 영역(2)에 배열된 전자 방출 소자의 것들을 위하여, -15V가 스캔 신호로써 행 방향 배선(3-1)으로 연속적으로 인가되고, +15V가 변조 신호로써 열 방향 배선(3-2)으로 스캔 신호와 동시에 인가되었다. 그러므로, 소망하는 화상이 선 순차 구동으로 표시된다. 그 결과, 높은 광도 레벨을 가지는 안정된 화상이 장시간 동안 취득된다. 또한, 방전 현상이 스페이서 단부(110)에서 관찰되지 않는다.
(제8 실시예)
이 제8 실시예에 따른 화상 형성 장치는 도 27a, 도 27b 및 도 27c를 참조로 하여 상세히 설명될 것이다. 도 27a는 이 실시예의 화상 형성 장치(기밀 용기)의 구조를 개략적으로 보여주는 평면도로, 전면 플레이트(11)의 상부로부터 보여지고 편의상 전면 플레이트(11)의 하부가 제거되어 있다. 도 28b는 도 27a의 A-A' 선을 따라 취해진 개략 단면도이다. 도 27c는 도 27a의 B-B' 선을 따라 취해진 개략 단면도이다.
이 제8 실시예의 화상 형성 장치는 도전막(5)의 패턴의 형태를 제외하면 제7 실시예의 것과 동일한 구조를 가진다. 다음의 설명을 따라서 오직 본 발명에 있어서 도전막(5)의 패턴만으로 이루어진다.
이 실시예에 있어서, 도전막(5)은 실질적으로 상대적으로 신장된 직사각형의 형태와 동일하지만, 도전막(5)의 두 측면은 각각 두 개의 스트립으로 형성되었다. 그후, 스페이서 단부(110)는 화상 형성 부재(12)의 측면에 가장 가까운 도전막(5)의 단부와 지지 프레임(4) 사이에 배열되었다.
이 제8 실시예의 화상 형성 장치는 제7 실시예와 동일 조건 하에서 구동된다. 그 결과, 높은 광도 레벨을 갖는 안정된 화상이 장시간 동안 취득된다. 또한, 스페이서 단부(110)에서 방전은 관측되지 않았다.
(제9 실시예)
본 제9 실시예에 따른 화상 형성 장치를 도 28a, 28b, 28c 및 29b를 참조하여 상세하게 설명할 것이다. 도 28a는 본 실시예의 화상 형성 장치(기밀 용기)(100)의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도로서, 전면 플레이트(11)의 위쪽에서 본 것이고, 편의상 전면 플레이트(11)의 하반부는 생략되어 있다. 도 28b는 도 28a의 A-A'선을 따른 개략 단면도이다. 도 28c는 도 28a의 B-B'선을 따른 개략 단면도이다. 도 29b는 전자원영역(2) 측에서 본 본 실시예의 전면 플레이트(11)의 개략도이다.
본 제9 실시예의 화상 형성 장치는 화상 형성 부재(12)의 형상을 제외하면 제7 실시예와 동일한 구성을 갖는다. 따라서 다음에는 본 실시예의 화상 형성 부재(12)의 형상에 대해서만 설명한다.
본 실시예에서, 화상 형성 부재(12)는 제7 실시예에서 처럼 거의 비교적 긴 직사각형 형태였지만, 화상 형성 부재(12)의 네 모서리가 원호형이었다. 이것은 화상 형성 부재(12)의 네 모서리가 예각(예를 들어, 직각)을 가지는 경우 전기장은 이들 모서리에서 강화되는 경향이 있고 이 모서리들과 도전막(5) 사이에서 표면 방전을 일으킬 수 있기 때문이다. 이 원호형 모서리들은 이와 같은 방전의 발생을 억제하는데 효과적이다. 화상 형성 부재(12)의 외주는 화상 형성 부재(12)의 한 성분으로서 도전성 흑색 부재(52)(도 29b)의 외주에 의해 정의되기 때문에, 상기 도전성 흑색 부재(52)의 네 모서리들은 본 실시예에서 원호 형상이다.
본 제9 실시예의 화상 형성 장치는 제7 실시예와 동일한 조건 하에서 구동되었다. 이 결과, 고광도 레벨을 갖는 안정된 화상이 장기간 동안 얻어졌다. 또한, 스페이서 단부(110) 및 도전막(5)과 화상 형성 부재(12) 사이에서 방전이 관측되지 않았다.
(제10 실시예)
본 제10 실시예에 따른 화상 형성 장치를 도 30a, 30b, 30c, 및 31을 참조하여 상세하게 설명할 것이다. 도 30a는 본 실시예의 화상 형성 장치(기밀 용기)(100)의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도로서, 전면 플레이트(11)의 위쪽에서 본 것이고, 편의상 전면 플레이트(11)의 하반부는 생략되어 있다. 도 30b는 도 30a의 A-A'선을 따른 개략 단면도이다. 도 30c는 도 30a의 B-B'선을 따른 개략 단면도이다. 도 31은 전자원 영역(2) 측에서 본 본 실시예의 전면 플레이트(11)의 개략도이다(도 30a).
본 제10 실시예의 화상 형성 장치에서, 고저항을 갖는 제2 도전성막(14)은 도 31에 도시된 바와 같이, 제9 실시예와 동일하게 제조된 전면 플레이트(11)(도 29b 참조) 상의 도전막(제1 도전성막)(5)과 화상 형성 부재(12) 사이에 배치된다. 본 실시예의 장치의 나머지 소자들은 제9 실시예에 따른 화상 형성 장치와 동일하고, 따라서 여기서는 더 상세하게 설명하지 않을 것이다.
그런데, 본 실시예에서는, 화상 형성 부재(12)의 한 성분으로서 도전성 흑색 부재(52)와 도전막(제1 도전성막)(5) 사이의 공간에 노출된 전면 플레이트(11)의 표면의 일부가 고저항을 갖는 제2 도전성막(14)으로 채워졌다. 이 제2 도전성막(14)은 흑색 부재(52)와 도전막(5) 사이에 전기적 접속을 위해 흑색부재(52)의 일부와 도전막(제1 도전성막)(5)의 일부를 덮도록 배치되었다(도 30b, 30c, 31). 따라서, 본 실시예에서는, 지지 프레임(4)이 전면 플레이트(11)에 접합된 영역 내에 위치된 전면 플레이트(11)의 표면이 다른 저항값을 갖는 다수의 도전막에 의해 덮여지고, 절연 부재가 그 표면에 노출되지 않았다. 다시 말해, 지지 프레임(4)과의 접합 영역 내에 위치된 전면 플레이트(11)의 표면 상의 전위는 편리하게 조정되었다. 이 결과, 전면 플레이트(11)의 표면 상의 전위는 원하는대로 조정되었고 안정된 전기장이 형성되었다.
본 실시예에서, 제2 도전성막(14)은 카본 입자 분산 용액을 스프레이 코팅하고 이 코팅된 용액을 건조함으로써 형성되었다. 본 실시예에서 형성된 제2 도전성막(14)은 약 1011Ω/□의 면저항값을 가졌다.
본 제10 실시예의 화상 형성 장치는 제7 실시예와 동일한 조건 하에서 구동되었다. 이 결과, 고광도 레벨을 갖는 안정된 화상이 장기간 동안 얻어졌다. 또한, 스페이서 단부(110)에서 방전은 관측되지 않았다. 또한, 본 제10 실시예의 화상 형성 장치에서, 화상 표시 영역은 제9 실시예와 동일한 크기의 면적을 가졌고, 지지 프레임(4)과 화상 형성 부재(12) 사이의 거리는 제9 실시예의 화상 형성 장치에 비해 단축되었다. 따라서, 훨씬 더 감소된 중량과 더 소형화된 크기를 갖는 화상 형성장치가 달성될 수 있었다. 또한, 제9 실시예의 화상 형성 장치에서 사용된 것 보다 높은 전위가 제10 실시예의 메탈 백에 인가되었을 때에도, 스페이스 단부(110)에서 방전은 관측되지 않았다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 화상 영역 외부로의 방전의 발생을 억제하고, 안정된 방식으로 장기간 동안 고광도 레벨을 갖는 고품질 화상을 형성하고, 종래의 화상 형성 장치에서 화상 영역에 의해 점유된 것에 비해 전체 장치에서 화상 영역에 의해 점유된 공간의 양이 증가할 수 있는, 경량의 대형 스크린 및 저렴한 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.
본 발명을 현재 바람직한 실시예인 것으로 생각되는 것을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 여기에 개시되어 있는 실시예들에 한정되지 않음은 물론이다. 반대로, 본 발명은 첨부된 청구항들의 사상과 범위내에 포함되는 각종 변경 및 등가의 구성을 커버하도록 된다. 다음 청구항들의 범위는 이와 같은 모든 변경 및 등가의 구성 및 기능들을 포함하도록 최광의의 해석을 따라야 한다.

Claims (46)

  1. 화상 형성 장치에 있어서,
    (A) 제1 기판;
    (B) 상기 제1 기판에 대향하여 이격 배치된 제2 기판;
    (C) 내주를 갖는 지지 프레임 - 상기 지지 프레임은 상기 제1 및 제2 기판 사이에 배치되고, 상기 제1 기판의 주면과 상기 제2 기판의 주면 사이의 공간을 감압 상태로 유지하도록 상기 공간을 둘러쌈 -;
    (D) 상기 공간에 접하는 상기 제1 기판의 주면 상에 배치된 다수의 전자 방출 소자;
    (E) 외주를 갖는 화상 형성 부재 - 상기 화상 형성 부재는 상기 공간에 접하는 상기 제2 기판의 주면의 적어도 일부에 배치되어 상기 다수의 전자 방출 소자와 대향함 -;
    (F) 상기 제1 및 제2 기판 사이의 간격을 유지하기 위해 상기 공간에 배치된 스페이서; 및
    (G) 상기 공간에 접하는 상기 제2 기판의 주면의 적어도 다른 일부에 배치된 도전막
    을 포함하되,
    상기 도전막은 간격을 두고 상기 화상 형성 부재를 둘러싸며, 상기 도전막에는 상기 화상 형성 부재에 인가되는 전위보다 낮은 전위가 공급되며,
    상기 스페이서는 동일한 종 방향의 상기 화상 형성 부재보다 큰 종방향의 길이를 갖고,
    상기 스페이서의 각각의 종방향 단부는 상기 화상 형성 부재의 외주와 나란히 대향하여 배치되는 상기 도전막의 단부를 관통하는 선과 상기 지지 프레임의 내주 사이에 배치되며, 상기 선은 상기 제2 기판의 주면에 실질적으로 수직인 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도전막은 상기 화상 형성 부재와 상기 제2 기판의 외주 사이에 배치되며, 또한 상기 도전막은 폐환상(closed ring structure)인 화상 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 도전막은 상기 지지 프레임과 상기 제2 기판의 접합부와, 상기 화상 형성 부재와의 사이에 배치되며, 또한 상기 도전막은 폐환상인 화상 형성 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도전막은 폐루프 형태인 화상 형성 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 도전막은 상기 화상 형성 부재를 완전히 둘러싸는 화상 형성 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스페이서는 평판 형태인 화상 형성 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서는 도전성을 갖는 화상 형성 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상 형성 부재 및 상기 전자 방출 소자가 배치되지 않은 상기 장치의 영역에 제공된 접합재에 의해 상기 공간 내에 상기 스페이서가 고정된 화상 형성 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    지지 부재를 더 포함하고,
    상기 스페이서는 상기 지지 부재를 통해 상기 화상 형성 부재가 배치되지 않은 상기 제2 기판의 영역과 상기 전자 방출 소자가 배치되지 않은 상기 제1 기판의 영역 중 한 영역 상에 고정된 화상 형성 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 화상 형성 부재는 형광막(phosphor film)을 포함하는 화상 형성 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 형광막은 적, 청 및 녹의 삼원색의 광을 발하는 형광체를 포함하는 화상 형성 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 형광막은 형광체 및 상기 형광체를 둘러싸는 흑색 부재를 포함하는 화상 형성 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 화상 형성 부재는 상기 형광막을 덮는 메탈 백(metal back)을 더 포함하는 화상 형성 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 화상 형성 부재의 외주는 상기 흑색 부재에 의해 규정되는 화상 형성 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 화상 형성 부재의 외주는 상기 형광막을 덮는 상기 메탈 백에 의해 규정되는 화상 형성 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 도전막에 인가되는 전위는 실질적으로 접지 전위인 화상 형성 장치.
  17. 제1항 내지 제6항, 제10항, 제11항 및 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전막에 인가되는 전위는 상기 전자 방출 소자에 인가되는 전위와 실질적으로 동일한 화상 형성 장치.
  18. 제1항 내지 제6항, 제10항, 제11항 및 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 방출 소자가 가압 상태로 유지된 상기 공간의 외측에 배치된 구동회로에 리드(lead)를 통해 접속되고, 상기 구동 회로에 의해 상기 리드에 인가되는 전위가상기 도전막에 인가되는 전위와 실질적으로 동일한 화상 형성 장치.
  19. 제1항 내지 제6항, 제10항, 제11항 및 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전막의 저항보다 큰 저항을 가진 접속 도전막을 더 포함하고, 상기 도전막 및 상기 화상 형성 부재가 상기 접속 도전막을 통해 서로 접속된 화상 형성 장치.
  20. 제1항 내지 제6항, 제10항, 제11항 및 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전막은 상기 지지 프레임이 상기 제2 기판과 접촉하는 상기 화상 형성 장치의 일부 근처에 배치되는 화상 형성 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 도전막은 도전성 접합재인 화상 형성 장치.
  22. 화상 형성 장치에 있어서,
    (A) 제1 기판;
    (B) 상기 제1 기판에 대향하여 이격 배치된 제2 기판;
    (C) 내주를 갖는 지지 프레임 - 상기 지지 프레임은 상기 제1 및 제2 기판 사이에 배치되고, 상기 제1 기판의 주면과 상기 제2 기판의 주면 사이의 공간을 감압 상태로 유지하도록 상기 공간을 둘러쌈 -;
    (D) 상기 공간에 접하는 상기 제1 기판의 주면 상에 배치된 다수의 전자 방출 소자;
    (E) 외주를 갖는 화상 형성 부재 - 상기 화상 형성 부재는 상기 공간에 접하는 상기 제2 기판의 주면의 적어도 일부에 배치되어 상기 다수의 전자 방출 소자와 대향함 -;
    (F) 상기 공간에 접하는 상기 제2 기판의 주면의 적어도 다른 일부에 배치된 제1 도전성막 - 상기 제1 도전성막은 간격을 두고 상기 화상 형성 부재를 둘러싸며, 상기 도전성막에는 상기 화상 형성 부재에 인가되는 전위보다 낮은 전위가 공급됨 -; 및
    (G) 상기 화상 형성 부재에 상기 제1 도전성막을 접속시키는 제2 도전성막
    을 포함하는 화상 형성 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제2 도전성막은 상기 제1 도전성막보다 큰 저항을 갖는 화상 형성 장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 제2 도전성막은 107Ω/□ 이상의 면저항을 갖는 화상 형성 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제2 도전성막은 1014Ω/□ 이하의 면저항을 갖는 화상 형성 장치.
  26. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 도전성막은 상기 화상 형성 부재와 상기 제2 기판의 주면의 외주 사이에 배치되며, 또한 상기 도전막은 폐환상인 화상 형성 장치.
  27. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 도전성막은 상기 지지 프레임과 상기 제2 기판의 접합부와, 상기 화상 형성 부재 사이에 배치되며, 또한 상기 도전막은 폐환상인 화상 형성 장치.
  28. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 도전성막은 폐루프 형태인 화상 형성 장치.
  29. 제22항에 있어서, 상기 제1 도전성막은 상기 화상 형성 부재를 둘러싸는 화상 형성 장치.
  30. 제22항에 있어서, 상기 화상 형성 부재는 형광막을 포함하는 화상 형성 장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 형광막은 적, 청 및 녹의 삼원색의 광을 발하는 형광체를 포함하는 화상 형성 장치.
  32. 제30항 또는 제31항에 있어서, 상기 형광막은 형광체 및 상기 형광체를 둘러싸는 흑색 부재를 포함하는 화상 형성 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 화상 형성 부재는 상기 형광막을 덮는 메탈 백을 더 포함하는 화상 형성 장치.
  34. 제32항에 있어서, 상기 화상 형성 부재의 외주는 상기 흑색 부재에 의해 규정되고, 상기 흑색 부재는 도전성을 갖는 화상 형성 장치.
  35. 제33항에 있어서, 상기 화상 형성 부재의 외주는 상기 형광막을 덮는 상기 메탈 백에 의해 규정되는 화상 형성 장치.
  36. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 도전성막에 인가되는 전위는 실질적으로 접지 전위인 화상 형성 장치.
  37. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 도전성막에 인가되는 전위는 상기 전자 방출 소자에 인가되는 전위와 실질적으로 동일한 화상 형성 장치.
  38. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 방출 소자는 가압 상태로 유지되는 상기 공간의 외측에 배치된 구동 회로에 리드를 통해 접속되고, 상기 구동 회로에 의해 상기 리드에 인가되는 전위는 상기 제1 도전성막에 인가되는 전위와 실질적으로 동일한 화상 형성 장치.
  39. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공간에 면하도록 배치된 상기 제2 기판의 주면은 모두 도전성 부재로 덮인 화상 형성 장치.
  40. 제39항에 있어서, 상기 도전성 부재는 상기 화상 형성 부재 및 상기 제1 및 제2 도전성막을 포함하는 화상 형성 장치.
  41. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 기판 사이의 간격을 유지하도록 상기 공간에 배치된 스페이서를 더 포함하는 화상 형성 장치.
  42. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 도전성막은 상기 지지 프레임이 상기 제2 기판과 접촉하는 상기 장치의 일부에 배치되는 화상 형성 장치.
  43. 제42항에 있어서, 상기 제1 도전성막은 도전성 접합재인 화상 형성 장치.
  44. 화상 형성 장치에 있어서,
    (A) 제1 기판;
    (B) 상기 제1 기판에 대향하여 이격 배치된 제2 기판;
    (C) 내주를 갖는 지지 프레임 - 상기 지지 프레임은 상기 제1 및 제2 기판 사이에 배치되고, 상기 제1 기판의 주면과 상기 제2 기판의 주면 사이의 공간을 감압 상태로 유지하도록 상기 공간을 둘러쌈 -;
    (D) 상기 공간에 접하는 상기 제1 기판의 주면 상에 배치된 다수의 전자 방출 소자;
    (E) 외주를 갖는 화상 형성 부재 - 상기 화상 형성 부재는 상기 공간에 접하는 상기 제2 기판의 주면의 적어도 일부에 배치되어 상기 다수의 전자 방출 소자와 대향함 -;
    (F) 상기 제1 및 제2 기판 사이의 간격을 유지하도록 상기 공간에 배치된 스페이서; 및
    (G) 상기 공간에 접하는 상기 제2 기판의 주면의 적어도 다른 일부에 배치된 도전막
    을 포함하고,
    상기 도전막은 간격을 두고 상기 화상 형성 부재를 둘러싸며, 상기 도전막에는 상기 화상 형성 부재에 인가되는 전위보다 낮은 전위가 공급되며,
    상기 스페이서는 동일한 종방향의 상기 화상 형성 부재보다 큰 종방향의 길이를 갖고,
    상기 스페이서의 각각의 종방향 단부는 상기 화상 형성 부재의 외주와 나란히 대향하여 배치되는 상기 도전막의 단부를 관통하는 선과 상기 지지 프레임의 내주 사이에 배치되며, 상기 선은 상기 제2 기판의 주면에 실질적으로 수직한 화상 형성 장치.
  45. 화상 형성 장치에 있어서,
    (A) 제1 기판;
    (B) 상기 제1 기판에 대향하여 이격 배치된 제2 기판;
    (C) 내주를 갖는 지지 프레임 - 상기 지지 프레임은 상기 제1 및 제2 기판 사이에 배치되고, 상기 제1 기판의 주면과 상기 제2 기판의 주면 사이의 공간을 감압 상태로 유지하도록 상기 공간을 둘러쌈 -;
    (D) 상기 공간에 접하는 상기 제1 기판의 주면 상에 배치된 다수의 전자 방출 소자;
    (E) 외주를 갖는 화상 형성 부재 - 상기 화상 형성 부재는 상기 공간에 접하는 상기 제2 기판의 주면의 적어도 일부에 배치되어 상기 다수의 전자 방출 소자와 대향함 -;
    (F) 상기 공간에 접하는 상기 제2 기판의 주면의 적어도 다른 일부에 배치된 제1 도전성막 - 상기 제1 도전성막은 간격을 두고 상기 화상 형성 부재를 둘러싸고, 상기 도전성막에는 상기 화상 형성 부재에 인가되는 전위보다 낮은 전위가 공급됨 -; 및
    (G) 상기 화상 형성 부재에 상기 제1 도전성막을 접속시키는 제2 도전성막
    을 포함하는 화상 형성 장치.
  46. 화상 형성 장치에 있어서,
    (A) 제1 기판;
    (B) 상기 제1 기판에 대향하여 이격 배치된 제2 기판;
    (C) 내주를 갖는 지지 프레임 - 상기 지지 프레임은 상기 제1 및 제2 기판 사이에 배치되고, 상기 제1 기판의 주면과 상기 제2 기판의 주면 사이의 공간을 감압 상태로 유지하도록 상기 공간을 둘러쌈 -;
    (D) 상기 공간에 접하는 상기 제1 기판의 주면 상에 배치된 다수의 전자 방출 소자;
    (E) 외주를 갖는 화상 형성 부재 - 상기 화상 형성 부재는 상기 공간에 접하는 상기 제2 기판의 주면의 적어도 일부에 배치되어 상기 다수의 전자 방출 소자와 대향함 -;
    (F) 상기 제1 및 제2 기판 사이의 간격을 유지하도록 상기 공간에 배치된 스페이서; 및
    (G) 상기 공간에 접하는 상기 제2 기판의 주면의 적어도 다른 일부에 배치된 도전막
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    상기 도전막은 간격을 두고 상기 화상 형성 부재를 둘러싸며, 상기 도전막에는 상기 화상 형성 부재에 인가되는 전위보다 낮은 전위가 공급되며,
    상기 스페이서는 동일한 종방향의 상기 화상 형성 부재보다 큰 종방향의 길이를 갖고,
    상기 스페이서의 각각의 종방향 단부는 상기 도전막의 대응 단부를 관통하여 연장되는 각각의 평면과 상기 지지 프레임의 내주 사이에 배치되며, 상기 각각의 평면은 상기 제2 기판의 주면에 실질적으로 수직으로 연장된 화상 형성 장치.
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