KR100470338B1 - 평판 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화상 표시 소자에 있어서, 평판 표시 소자에 관한 것이다.

보다 상세히 설명하면 평판 표시 소자에 있어서 수평 편향 전극과 수직 편향 전극의 구조에 관한 것이다.

평판 디스플레이 장치의 내부에 수납될 각 전극들은 소정 모양으로 각각 제조된 후에 일체로 조립된 후 상기 평판 디스플레이 장치 내부에 장착되게 되는데 이때 각각의 전극들을 제조할 때 본 발명은 수평 편향 전극과 수직 편향 전극에 있어서 그 모양이 다른 전극들보다 브릿지를 형성하고 있는 측면이 소정 돌출되도록 제조하게 하는 것이다.

그럼으로써 평판 디스플레이 소자 중에서 인출 전극,제어 전극,집속 전극,수평 편향 전극,수직 편향 전극을 조립하는 공정에 있어서 수평 편향 전극과 수직 편향 전극의 브릿지 제거를 위하여 상기 전극들을 한 번의 절연성 결정화 프릿 글래스를 소성 경화 공정을 거침으로써 한 번에 조립하고 이 후 전극의 브릿지를 한꺼번에 제거함으로써 종래 4회 반복 실시하는 절연성 결정화 프릿 글래스 소성 경화 공정을 1회로 줄일 수 있어 총 20시간 이상의 열 공정을 5시간으로 줄일 수 있으므로 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Description

평판 디스플레이 장치 및 그 제조 방법{Flat Panel Display and the fabrication method}

본 발명은 화상 표시 소자에 있어서, 평판 표시 소자에 관한 것이다.

보다 상세히 설명하면 평판 표시 소자에 있어서 수평 편향 전극과 수직 편향 전극의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 화상 표시 소자라고 하면 통상 브라운관을 말하는 것으로써 이는 음극선관(CRT:Cathode Ray Tube,이하 CRT라 통칭함)을 일컫는 말이다.

일반적으로 칼라 음극선관은 가장 보편화된 디스플레이장치의 일종으로 칼라 텔레비젼, OA 기기 단말용 칼라 디스플레이 모니터등에 채용되는 것으로 영상 신호로 제어된 전자빔에 의하여 전면 몸체인 패널의 내면으로 패턴화된 적색,녹색,청색 (R,G,B) 형광체들을 포함하는 형광막 스크린에 상기 영상 신호로 제어된 전자빔에 의하여 형광체를 발광시켜 칼라 화상을 재현하는 것이다.

상기와 같은 일반적인 칼라 음극선관은 도 1에 도시된 바와같이, 크게는 전면 몸체인 대략 직사각형 형상의 패널부(Pannel,101)와 후면 몸체인 대략 통형인 네크부(Neck,114)와 상기 패널부(101)와 상기 네크부(114)를 연결하는 대략 깔대기형의 진공 케이싱인 펀넬부(Funnel,102)를 포함하고 있으며 상기 패널부(101)의 페이스 플레이트의 내면에 적색,녹색,청색으로 발광되는 형광면(104)이 도포되어 있고 상기 형광면(104)과 소정 간격을 유지하며 색 선별 전극인 다공의 박판 금속소재인 섀도우 마스크(103)가 내장되어 설치된다. 또 상기 네크부(114)에는 적색,녹색,청색(R,G,B) 세개의 전자빔(106)을 발생시키는 전자총(112)이 설치되어 이 전자빔(106)을 동일 평면상의 집중 경로를 따라 상기 섀도우 마스크(103)를 통하여 형광면(104)에 도달하게 한다.

상기 전자총(112)은 화면신호로 제어되는 전자빔(106)을 발사하며, 상기 전자빔(106)은 상기 네크부(114)와 상기 펀넬부(102)의 연결부 둘레에 있는 편향 요크(105)가 발생하는 편향자계의 영향으로 상하 좌우로 편향되면서 섀도우 마스크(103)에 형성되어 있는 빔통과용 홀(115)을 통과한후 형광면(104) 내의 각각의 해당 형광체들을 순차적으로 주사하며 분리 랜딩되어 정확한 색상으로 소정의 화상을 구현하게 된다.

또한,상기 펀넬부(102)는 음극선관 전면 몸체인 상기 패널부(101)와 후면 몸체인 상기 네크부(114)를 연결하며 내부에는 음극선관이 동작중 외부 지자계의 영향을 적게 받도록 차폐 역할을 해주는 인너쉴드(109)와 그 인너쉴드(109)와 상기 섀도우 마스크(103)를 고정 스프링(116)에 의해 지지하는 프레임(107)과 그 프레임 어셈블리를 상기 패널부(101)에 결합되도록 해주는 스프링(108)과 안전성 확보를 위한 펀넬 외부를 감싸는 보강밴드(111)를 포함하고 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 종래 칼라 음극선관은 적,녹,청의 열방사음극에서 방출된 전자들이 패널에 도포 되어 있는 형광체의 특정 위치에 도달할수 있도록 전자총의 전면에 자기장을 형성하는 편향요크를 이용하여 전자빔의 경로를 결정하며 상기 편향요크에 의해 경로가 결정된 전자들은 형광체가 도포되어 있는 패널 위에 설치된 섀도우 마스크를 통과하여 전자 빔의 입사각도에 의해서 상기 전자들은 특정 형광체의 위치가 결정되어 이를 이용하여 색선별이 가능하게 된다.

상기와 같은 음극선관은 지금까지 가장 보편적으로 사용되고 있는 것으로서 성능 그 자체로서는 매우 우수한 디스플레이 장치로 고광도(High brightness),넓은 광조절 범위(High dynamic range),완전한 칼라,우수한 색순도,넓은 시야각(viewing angle),높은 해상도 등을 가지면서도 제작이 간단하다는 특징을 지니고 있다.

예를 들어 현재 CRT는 초고정세화 해가고 있으며 이를 구현하기 위한 방법으로 전자총 그리드의 홀 간격을 축소해야 하나 이럴 경우 좁은 홀에서 많은 전자를 방출함에 따른 스트레스로 인해 캐소드의 수명이 현저히 떨어지는 문제점이 발생한다.

또 다른 예를 들면 CRT를 슬림화하기 위해 광각의 펀넬을 설계할 경우 편향요크의 소비전력이 증가하는 문제가 있으며 또한 광각화에 따른 컨버젼스(convergence) 와 디스토션(distortion) 등의 문제를 야기 시킨다.

또한 CRT의 단점으로 스크린의 크기가 증가할수록 부피나 무게가 비선형적으로 엄청나게 증가한다는 것이다.

상기와 같은 취약점을 극복하고 정보통신 기술의 발달과 더불어 멀티미디어 시대가 본격적으로 도래함에 따라 디스플레이의 중요성이 어느 때보다도 강조되고 있는 시대적인 흐름에 따른 요구에 의해 경량, 박형, 저 소비 전력, 저 가격, 고 품질의 평판 디스플레이의 개발이 요구되고 있다.

현재 개발 또는 양산되고 있는 대표적인 평판 표시 소자로서는 LCD(Liquid Crystal Display),ELD(Electro Luminescent Display),PDP(Plasma Display Panel) 등을 들수 있다.

그러나 상기와 같은 기술들도 디스플레이가 요구하는 조건에 관련해서 다음과 같은 근본적인 문제점들을 가지고 있다.

최초의 사용 가능한 평면 디스플레이 기술이었던 패시브 매트릭스 LCD (passive-matrix LCD :PMLCD)는 인가된 전장에 의해 방향성이 결정되는 액정박막을 통해 편광된 빛이 통과하게 되므로 주변 광원으로부터의 방해를 피하기 위해 별도로 높은 광도의 후광을 필요로 한다. 특히 액정물질은 반응속도가 느리다는 고유한 특성을 지니며, 시야각 및 온도, 압력의 변화에 따라 통과된 빛의 광도나 색이 민감하게 변한다는 문제점을 안고 있다.

오랫동안 연구되고 있는 액티브 매트릭스 LCD (active-matrix LCD:AMLCD)인 TFT-LCD의 경우, 각 색별로 필터가 요구되고 고해상도의 디스플레이를 위해서는 너무 많은 트랜지스터가 요구된다는 점과 적어도 한개의 트랜지스터가 불량하면 디스플레이 기능을 상실하게 되고 제조 비용이 비싸며 품질 조절이 어렵고 수율이 낮다는 등의 단점이 있다.

또 ELD (Electro Luminescent Display)의 경우는 발광 효율이 특히 청색 파장 영역에서 낮으며 광도가 낮고 동작범위가 좁으며 완전한 색을 얻기 어려울 뿐만 아니라 구동 전압을 낮추기위해 전극들을 근접시킬 경우 전극들 간의 높은 용량성 때문에 리프레쉬 레이트(refresh rate)가 낮아질 수 있다는 것 등의 문제점이 있다.

PDP(Plasma Display Panel)의 경우는 광도를 높이기 위해서는 상당량의 가스가 필요하며 이것은 화소의 최소 크기 및 스크린의 최소 크기를 제한시키게 한다.뿐만 아니라 발광이 화소로부터 3차원적으로 이루어지므로 비방향성(omnidirectional)출력 특성을 가져와 픽셀(pixel)사이의 크로스 토크(cross-talk)를 유발하게 될 가능성이 있으며 이를 피하기 위해서는 해상도 및 동작 범위가 크게 낮아진다는 단점이 있다.

상기와 같이 종래의 CRT의 단점을 개선하고 박형의 슬림한 디스플레이 장치의 개발을 위하여 다양한 기술들이 개발되고 있으나 이들 모두 휘도,색대비(contrast),색 재현성등 성능면에서 모두 충족시키기가 불충분 하였다.

이에 일본국 平 3-184247과 일본국 平3-205751에서는 브라운 관에 버금가는 고품질의 화상을 전자빔을 사용한 평판상의 장치에서 표시하는 것을 목적으로 하여,스크린상의 화면을 매트릭스상의 구분으로 수직방향으로 복수의 구분으로 분할하고 수평방향으로도 복수의 구분으로 분할하여 복수의 라인을 표시하고 각각의 구분마다 전자빔을 수평방향으로 혹은 수직방향으로 편향 주사하여 형광체를 발광 시켜 전체적으로 칼라 텔레비젼 화상을 구성하는 화상 표시를 제시하고 있다.

이러한 평면 디스플레이 장치는 평상형의 진공용기내에 음극으로부터 양극부에 이르는 거리를 극도로 짧게 한 전극 유닛과 전자빔 발생원이 되는 음극을 수납한 구성으로 되어 있고, 이 전극 유닛에는 상기 음극으로부터 방출된 전자빔을 편향하고 집속하여 제어하기 위한 작은 직경의 구멍이나 슬릿(slit)이 형성되어 있고 상기 전자빔은 상기 각 전극의 구멍이나 슬릿에 의해 제어되면서 통과하여 상기 양극부에 가속충돌하여 이 양극부에 도포된 형광체를 발광시켜서 화상표시를 행하는 것이다.

도 2는 종래의 화상 표시 장치의 내부 구성을 나타내고 있는 것이다.

200 은 후면 유리,210 는 배면 전극, 220 는 전자 빔원으로서 수평으로 팽팽하게 걸은 선 음극, 230 은 전자 빔 인출 전극 , 240 는 제어 전극, 250 은 집속 전극, 260 은 수평 편향 전극, 270 은 수직 편향 전극이며 280 은 전면 유리이며 상기 모두를 포함하여 상호 유기적으로 결합하여 구성되어 있으며 이들의 구성 부품은 글래스 용기를 이루는 후면유리(200)와 전면유리(280)속에 용기내에 진공으로 수납된다.

상기 선 음극(220)은 소정 간격을 유지하며 수평 방향으로 일정하게 분포하는 전자 빔(295)을 발생하도록 수평 방향으로 팽팽히 설치되어 있고 이러한 선 음극(220)은 적당 간격을 유지하며 수직 방향으로 복수개 설치되어 있으며 텅스텐(Tungsten)선의 표면에는 산화물 음극 재료가 도포되어 있다.

또한 상기 선 음극(220)에 대해 평행으로 설치되어 있는 배면 전극(210)은 후면유리측(200)에 위치하며 평판상의 도전 재료로 되어 있고 인출 전극(230)은 선 음극(220) 앞쪽 스크린 방향으로 위치하며 상기 배면 전극(210)과 대향하고 수평 방향으로 적당 간격으로 설치된 관통 공의 열을 각 선 음극(220)에 대향하도록 수평 선상에 가지는 도전 판으로 되어 있다.

또한 제어 전극(240)은 상기 인출 전극(230)에서의 관통 공의 각각에 서로 대향하는 위치에 소정의 간격을 두고 복수 개 배치된 수직 방향으로 가늘고 긴 도전판의 열로 되어 있다. 상기 각 도전 판에서는 상기 인출 전극(230)의 관통 공에 서로 대향하는 위치에 동일한 모양의 관통 공을 가지고 있다. 집속 전극(250)은 상기 신호전극(240)의 관통공과 각각의 대향하는 위치에 관통 공을 가지는 도전 판으로 되어 있다. 수평 편향 전극(260)은 동일 평면에 적당 간격을 게재하여 서로 맞물린 2매의 즐치 상의 단부로 연결된 도전 판으로 구성되어있으며 수직 편향 전극(270)은 단부에서 연결된 도전 판 2매의 즐치 상의 도전 판을 동일 평면에서 적당 간격을 게재하고 서로 맞물린 형태로 되어 있다.

또한 스크린(150)은 전자빔(295)의 조사에 의해 발광하는 형광체를 유리(glass)용기의 내면에 도포하고 그 위에 상기 조사된 전자빔이 반사되어 방출되는 것을 방지하기 위하여 Al(Aluminum,도시되지 않음)막이 도포되어 형성되어 있다.

상기 구성을 가지고 도 2를 참조하여 종래기술을 설명하면 다음과 같다.

먼저 선 음극(220)에서 전자 방출을 용이하게 하기 위해 히터(heater)에 전류를 흘려 가열한다. 가열 상태에서 배면 전극(210),선 음극(220), 인출 전극(230)에 적당한 전압을 인가하는데 배면 전극(210)에 소정의 - 전압을 걸어주고 인출 전극(230)에 소정의 + 전압을 걸어주게 되면 음극(220) 표면으로부터 시트(sheet)상의 전자 빔(295)을 방출시키게 된다.

상기 시트상 전자빔(295)은 인출 전극(230)의 관통 공에 의해 복수 개로 분할되어 다수의 전자빔(295,제 2도에서는 1개의 전자빔만 표현되었다)이 된다.

상기 다수의 전자빔(295)은 제어 전극(240)에 인가되는 영상 신호에 대응하여 제어 전극(240)에 의해 통과량이 각 전자빔 개별로 조절된다.

이어서 제어 전극(240)을 통과한 전자빔은 집속 전극(250)의 관통 공의 정전 렌즈 효과에 의해 집속, 정형된 후 수평 편향 전극(260)의 서로 인접하는 도전 판 및 수직 편향 전극(270)의 서로 인접하는 도전 판에 가해지는 전위차에 의해 수평 및 수직으로 편향된다.

또한 스크린의 AL막에는 10kV 정도의 고전압이 인가되고 있고 전자빔은 고 에너지로 가속되어 AL막에 충돌하고 형광체를 발광시킨다.

이에 따라 텔레비젼(Television)화면을 매트릭스 상으로 분할하고 소구분 10의 집합체로 했을 때 각 소구분에 대해 상술한 것과 같이 하여 분리된 전자빔을 각각 대응시켜 전자빔을 각 소구분 내에만 편향,주사하는 것에 의해 전(全) 화면을 스크린 상에 비추어 내는 것이 가능하다.

또 각 화상에 대응한 R,G,B (적,녹,청) 영상 신호를 제어 전극(240)으로 제어하는 것에 의해 텔레비젼 동화상을 재현하는 것이 가능하다.

상술한 것에 의해 전자빔(295)을 각 소구분 내에서 편향을 하기 위해서 수평 편향 전극(260)과 수직 편향 전극(270)을 구비한다.

도 3은 상기한 인출전극(340),제어 전극(350),집속전극(360),수평 편향전극(370),수직 편향 전극(380)이 각각 절연성의 접착제의 일종인 결정화 프릿 글래스(Frit Glass) 봉(320)으로 접합되어 있는 결합 상태를 측면에서 보여주고 있는 부분 측면도이다.

인출 전극(340),제어 전극(350),집속 전극(360),수평 편향 전극(370),수직 편향 전극(380) 간의 간격은 녹는 점이 800 ℃~900 ℃ 로 높은 크리스탈 소재의 비 정질 글래스 봉(320)이 전극 사이에 소정 간격을 유지하며 각전극들(340,350,360,370,380) 간에 개제되어 상기 전극들(340,350,360,370,380)간의 간격을 유지시켜 준다.

상기 각 전극들(340,350,360,370,380)은 체결볼트(도시하지 않음)에 의해 체결되어 전극 지지구조에 의해 후면유리(200)에 절연성의 접착제로 접착된다.

상기 각 전극들 중 수평 편향 전극(370)은 상대적인 전위차에 의해 + 전극을,수직 편향 전극(380)은 - 전극을 띄우며 각각 전기적으로 절연 상태를 유지하고 있어야 하며 그 구성은 도 4a와 도 4b에서처럼 동일 평면상에 단부가 연결된 2 매의 즐치상의 구조가 서로 맞물린 형태로 유지되고 있다.

도 4a는 수평 편향 전극(370)을 나타내고 있고 도 4b는 수직 편향 전극(380)을 나타내고 있다.

상기 도 4a와 도 4b에서, 각각의 전자 빔 통과 공(410,460)을 일정한 간격을 두고 배치 할 수 있도록 조립 공정 전에 + 전극과 - 전극이 브릿지(bridge,400,450 )에 의해 서로 연결이 되어 있어야 한다.

상기 전극의 조립 공정이 끝난 후에는 브릿지(400,450)는 제거되어 + 전극과 - 전극은 서로 전기적으로 절연 상태를 유지하게 되며 이는 도 5에 도시된 바와 같다.

도 5a는 전극의 조립 공정 전에 브릿지(400)가 제거된 수평 편향 전극(370)이고, 도 5b는 전극의 조립 공정 전에 브릿지(450)가 제거된 수직 편향 전극(380)이다.

도 5a 와 도 5b 에서 알수 있듯이 브릿지(400,450)가 제거된 수평 편향 전극(370) 과 수직 편향 전극(380)은 서로 전기적으로 절연이 되어 각각에 전압을 인가할 수가 있으며 2매의 즐치상의 구조가 상술한 대로 + 전극과 - 전극으로 인가되어 상기 전위차에 의해 전자빔이 정전 편향 하게 된다.

도 6a는 앞서 설명하고 있는 수평 편향 전극(370)의 일부와 그 동작을 나타내고 있으며 도 6b는 수직 편향 전극(380)의 일부와 그 동작을 나타내고 있다.

도 6a에서 수평 편향 전극(370)은 상대적인 전위차에 의해 +전극(600)과 - 전극(610)으로 나뉘게 되는데 상기 + 전극(600)과 - 전극(610)의 사이로 집속 전극(360)의 정전 렌즈 효과에 의해 집속된 전자빔(620)이 관통을 하게 되고 이때 + 전극(600)과 - 전극(610)의 상대적인 전위차로 플래밍의 왼손 법칙에 따라 전기장의 힘에 의해서 + 전극(600) 쪽으로 정전 편향을 하게 된다.

이때 + 전극(600)과 - 전극(610)의 전위차는 스크린에서 원하는 각각의 R,G,B(적,녹,청)의 형광체에 도달 할 수 있도록 각 단계마다 전압값이 회로에 의해 설계 되어 있다.

이때 편향은 소구분되어진 영역 안에서만 이루어 지고 전체 화면에 대해서는 각각의 소구분에서 상술한 대로의 수평 편향을 함으로써 전체 화면을 구성하게 되는 것이다.

도 6a의 그래프를 보면 앞에서 설명한 대로 + 전극(600)에 R,G,B(적,녹,청) 각각이 순차적으로 낮아지면서 서로 다른 소정의 전압값을 가지고 있고 - 전극(610)에는 R,G,B 각각이 순차적으로 높아지면서 정 반대의 대칭되는 소정의 전압값을 가지고 있어 상기 + 전극(600)과 - 전극(610)의 각각의 R,G,B에 해당되는 전위차에 의해서 전자 빔의 편향이 결정되게 된다.

도 6b는 수직 편향 전극(380)의 일부와 그 동작을 나타내고 있는 것이다.

도 6b에서 수직 편향 전극(380)은 상대적인 전위차에 의해 + 전극(650)과 - 전극(660)으로 나뉘게 되는데 상기 + 전극(650)과 - 전극(660) 사이로 수평 편향 전극(370)의 정전 편향 효과에 의해 수평 편향 된 전자빔(670)이 관통을 하게 되고 이때 + 전극(650)과 - 전극(660)의 상대적인 전위차로 플래밍의 왼손 법칙에 따라 전기장의 힘에 의해서 + 전극(650) 쪽으로 정전 편향을 하게 된다.

이때, + 전극(650)과 - 전극(660)의 상대적인 전위차는 스크린에서 소구분 10 내에서 원하는 R,G,B( 적,녹,청) 의 형광체에 도달할수 있도록 전압 값이 설계되어 있다..

상기 편향은 소구분 되어진 영역 안에서만 이루어지고 전체 화면에 대해서는 각각의 소구분에서 상술한 대로의 수직 편향을 함으로써 전체 화면을 구성하게 된다.

도 6b의 그래프는 도 6a의 그래프와 마찬가지로 수직 편향 전극(380)의 + 전극(650)과 - 전극(660)의 텔레비젼 화면의 소구분 10 안에서의 라인에 따른 상대적인 전위차를 보여주고 있다.

+ 전극(650)에서 1 라인 에서부터 순차적으로 낮아지며 소정의 전압값을 가지고 - 전극(660)에서는 1 라인 에서부터 순차적으로 높아지며 대칭되게 소정의 전압값을 가지고 있어 각 라인에서 + 전극(650)과 - 전극(660) 사이의 전위차에 의해전자빔은 각 라인으로 수직 편향하게 되는 것이다.

상기 도 6a와 도 6b는 수평 편향 전극(370)과 수직 편향 전극(380)을 나타내고 있는 것으로 텔레비젼 화면상의 각 소구분 안에 수평으로 R,G,B,R,G,B 의 여섯 화소를 가지고 있으며 여섯 화소 혹은 아홉 화소 로 구성되는 것이 통상이며 수직으로 8 ~ 12 라인으로 이루어지는 것이 통상이다.

상기와 같은 수평 편향 전극(370)과 수직 편향 전극(380)은 + 전극(600,650)과 - 전극(610,660)을 가지는 두 전극을 즐치상의 형태로 브릿지에 의해 서로 연결되어 있다.

상기 브릿지는 제조상에 있어서 조립공정에서 좀 더 용이하게 실시 할 수 있도록 하기 위한 것으로 + 전극(600,650)과 - 전극(610,660)의 수평 편향 전극(370)과 수직 편향 전극(380) 을 따로 조립 할 경우에는 조립할 때 일정한 간격을 유지해야 하는데 있어서 어려움이 따르기 때문이다.

평판 디스플레이 소자에 있어서 각 전극이 인출 전극(340) 제어 전극(350) 집속전극(360) 수평 편향 전극(370) 수직 편향 전극(380)으로 이루어져 있을 때 상기 전극들을 조립시에 수평 편향 전극(370)과 수직 편향 전극(380)과 함께 제어 전극(350) 역시 조립후에 따로 브릿지를 제거 해야 한다.

한편,상기 제어 전극(350)은 'Ⅲ' 이와 같은 형태로 소정의 간격을 두고 복수 개 배치된 수직 방향으로 가늘고 긴 도전판의 열로 되어 있으며 각 열은 브릿지에 의해 소정 간격으로 고정되어 있다. 상기 각 도전 판에서는 상기 인출 전극(230)의 관통 공에 서로 대향하는 위치에 동일한 모양의 관통 공을 형성하고있으며 각 열은 개별 구동 된다.

따라서 도 7을 참조하여 각 전극을 조립하는 종래 생산 방법을 설명할 것이다.

인출 전극(740)과 제어 전극(750)을 먼저 실링하는데 인출 전극(740)과 제어 전극(750)을 절연성의 결정화 프릿 글래스 봉(730)으로 고정한다.이 후 상기 절연성의 결정화 프릿 글래스 봉(730)을 소성 경화 시키기 위해 가열로를 통해 열을 제공한다. 보통의 경우 상기의 절연성 결정화 프릿 글래스 봉(730)을 소성 경화시키기 위해 필요한 열은 약 450 ℃이며 열의 제공 시간은 대략 5시간 정도 필요로 하게 된다.이 후 상기 제어 전극(750)의 브릿지를 커팅하는 작업을 하여 제거한다.

다음으로 집속 전극(760)과 수평 편향 전극(770)을 실링하는 작업을 하는데 집속 전극(760)과 수평 편향 전극(770)을 절연성의 결정화 프릿 글래스 봉(730)으로 고정한 후 상기 절연성의 결정화 프릿 글래스 봉(730)을 상기한 열과 시간으로 소성 경화 한 후 수평 편향 전극(770)의 + 전극과 - 전극으로 구분하기 위하여 수평 편향 전극(770)의 브릿지를 제거 한다.

이어서, 상기에서 집속 전극(760)과 수평 편향 전극(770)을 조립한 조립체에 수직 편향 전극(780)을 절연성의 프릿 글래스 봉(730)으로 고정,조립한 후 상기 절연성의 결정화 프릿 글래스 봉(730)을 소성 경화 한 후 수직 편향 전극(780)의 브릿지를 제거하여 수직 편향 전극(780)의 + 전극과 - 전극을 구분한다.

마지막으로, 상기 인출 전극(740)과 제어 전극(750)을 조립한 조립체와, 집속 전극(760)과 수평 편향 전극(770)과 수직 편향 전극(780)을 조립한 조립체를 서로 조립하는데 역시 마찬가지로 절연성의 결정화 프릿 글래스 봉(730)을 약 450℃의 열로 약 다섯 시간에 걸쳐 제공함으로써 절연성의 결정화 프릿 글래스 봉(730)을 다시 한번 더 소성 경화하는 공정을 거치게 된다.

상기와 같은 종래의 전극 조립 공정은 총 4번의 절연성 결정화 프릿 글래스 봉(730)의 소성 경화 공정을 거침으로써 전극 전체 조립체를 구성하기 위해서 20 시간 이상의 긴 시간에 걸쳐 열 공정을 거쳐야 하며 전극 재료에 반복적인 열 응력을 주게 되어 전극 구조 강도에 영향을 미치게 되고 전체적으로 공정 시간이 길어지게 되며 생산 비용 측면에서도 비효과적이게 되는 문제점을 가지게 된다.

본 발명은 평판 디스플레이 장치에 있어서 제조시에 내부 각 전극의 조립 공정에 있어 네번의 절연성 결정화 프릿 글래스 봉의 소성 경화 과정을 거쳐야 했던 것을 각 전극을 한꺼번에 실링한 후 수평 편향 전극과 수직 편향 전극과 제어전극의 각 브릿지를 제거함으로써 조립 공정 과정을 단축시킴으로써 생산 공정 시간을 줄이고 생산 비용을 절감하고자 하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 평판 디스플레이 장치를 제조하는 공정에 있어서, 상기 각 전극의 조립 공정에 있어서 총 네번의 절연성 결정화 프릿 글래스 봉의 소성 경화 공정을 거침으로써 20시간 이상이라는 긴 시간에 걸친 반복적인 열 공정으로 열 응력을 받아 전극의 구조 강도가 약해지는 것을 최소화하는데 또 다른 목적이 있다.

도 1은 종래 칼라 음극선관의 개략도

도 2는 종래 평판 디스플레이 장치의 내부 분해도

도 3은 종래 각 전극의 결합 상태를 보여주는 부분 측면도

도 4는 종래 브릿지 제거 전의 수평 편향 전극과 수직 편향 전극의 형상을 보여주는 정면도

도 5는 종래 브릿지가 제거된 수평 편향 전극과 수직 편향 전극의 형상을 보여주는 정면도

도 6은 종래 수평 편향 전극과 수직 편향 전극의 동작도

도 7은 종래 전극 어셈블리를 형성하기 위한 열 공정 과정을 보여주는 공정도

도 8은 본 발명에서 수평 편향 전극과 수직 편향 전극의 브릿지 형상을 보여주는 정면도

도 9는 본 발명에 따른 각 전극이 수납될 외곽 유리 용기.

도 10은 본 발명에 따른 각 전극이 수납된 외곽 유리 용기에서 부분 단면한 부분 단면 상세도

본 발명은 상기 목적한 바를 달성하기 위하여 수평 편향 전극과 수직 편향전극의 브릿지가 형성되어 있는 단변을 다른 전극들보다 소정 돌출되도록 설계하여 조립하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구성을 도 8을 참조로 하여 자세히 살펴보면 다음과 같다.

평판 디스플레이 장치의 내부에 수납될 각 전극들은 소정 모양으로 각각 제조된 후에 일체로 조립된 후 상기 평판 디스플레이 장치 내부에 장착되게 되는데 이때 각각의 전극들을 제조할 때 본 발명은 수평 편향 전극(800)과 수직 편향 전극(801)에 있어서 그 모양이 도 8과 같이 다른 전극들보다 브릿지(810,820)를 형성하고 있는 단변이 소정 돌출되도록 제조하게 하는 것이다.

즉, 좀 더 상세히 설명하면 상기 도면에서 점선(840)은 인출 전극과 제어 전극과 집속 전극의 외부 크기를 나타내고 있으며 이에 대해 수평 편향 전극(800)과 수직 편향 전극(801)의 외부는 브릿지(810,820)가 형성되어 있는 단변이 상기 인출 전극과 제어 전극과 집속 전극의 외부보다 더 돌출되도록 제작하여 일체로 조립시에 브릿지(810,820)가 형성된 부분이 다른 전극들의 외부에서 완전히 보일 수 있도록 한다.

이 때, 수평 편향 전극(800)과 수직 편향 전극(801)에 형성되는 브릿지(810,820)는 그 모양이 서로 틀린데 수평 편향 전극(800)의 브릿지(820)는 한 연결 부위에 하나의 브릿지를 형성하고 있고 한 연결 부위에 수직 편향 전극(801)은 두개의 브릿지(810)를 '='의 형태로 형성한다.

상기와 같은 구성으로 전극의 조립후에 외부에서 보면 한 연결 부위에 세개의 브릿지(810,820)가 단차를 가지면서 겹쳐지지 않도록 '≡'의 모양처럼 수직 편향 전극의 한 연결 부위에 형성된 두개의 브릿지(810) 사이로 수평 편향 전극의 동일한 연결 부위에 형성된 하나의 브릿지(820)가 보이게 된다.

그 이유는 브릿지(810,820)가 겹쳐지게 되면 정밀한 커팅이 어려워지게 되므로 상기와 같은 모양으로 브릿지를 형성시킨다.

상기와 같이 수평 편향 전극(800)과 수직 편향 전극(801)에 있어서 브릿지(810,820)가 형성된 단변을 다른 전극들보다 외부로 돌출되도록 제작함으로써 종래에 수평 편향 전극(800)과 수직 편향 전극(801)과 제어 전극의 브릿지 커팅 작업을 위해 네 번에 걸친 조립과 커팅 작업과 절연성 결정화 프릿 글래스 봉의 수성 경화 작업을 단축시켜 상기 수평 편향 전극과 수직 편향 전극과 함께 인출 전극과 제어 전극과 집속 전극을 한꺼번에 조립하고 단 한번의 절연성 결정화 프릿 글래스 봉 의 소성 경화를 위한 열 공정을 거치게 된다.

상술한 대로 본 발명은 수평 편향 전극(800)과 수직 편향 전극(801)의 브릿지(810,820)가 형성되어 있는 단변을 인출 전극과 신호 전극과 집속 전극의 외부보다 많이 돌출하게 하면 할수록 브릿지(810,820)의 제거는 쉬워지게 된다.

그러나 앞서 설명한 대로 무조건 수평 편향 전극(800)과 수직 편향 전극(801)의 브릿지(810,820)가 형성되어 있는 단변을 기타 다른 전극들 보다 더 많이 돌출 되도록 할 수는 없다. 그 이유와 한계를 도 9와 도 10을 참조하여 이하 설명하겠다.

도 9는 평판 디스플레이 장치의 외부 글래스 용기를 보여주고 있다.

상기 외부 글래스 용기는 배면 전극이 구성되어 있는 후면 유리(back glass,920)와 스크린이 도포되어 있는 전면 유리(front glass,900)와 상기 후면 유리(920)와 전면 유리(900)를 서로 연결하여 고정시켜 주는 측면 유리(skirt glass,910)로 구성되어 있다.

상기 측면 유리(910)에는 전면 유리(900)에 도포되어 있는 Al막에 보통 10kV의 고전압을 인가하는 외부 단자(930)가 형성되어 있다.상기와 같은 구성을 가지는 평판 표시 장치에서 진공 용기내에 음극으로부터 양극부에 이르는 거리를 극도로 짧게 한 전극 유닛과 전자빔 발생원이 되는 음극을 수납하는 화상 표시 장치에서의 상기 전극 유닛을 제조하는 공정에 있어서, 상기 전자빔을 인출,제어,집속하기 위한 인출,제어,집속 전극들과, 집속된 전자빔을 수평, 수직 편향시키고 브릿지가 형성되어 있는 쪽의 단변부가 상기 전극들보다 외부로 돌출되는 수평, 수직 편향 전극을 준비하는 단계와, 상기 인출 전극과 제어 전극과 집속 전극과 수평 편향 전극과 수직 편향 전극을 한꺼번에 조립하여 절연성 결정화 프릿 글래스 봉을 이용한 소성 열 경화 공정을 하는 단계와, 상기 수평 편향 전극과 수직 편향 전극의 브릿지를 한번에 절단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.또한, 상기 수평 편향 전극과 수직 편향 전극의 브릿지를 서로 겹쳐지지 않는 것을 특징으로 한다.

도 10은 상기 도 9와 같은 유리 용기안에 전극을 수납하고 난 후 A-A`에서 단면하여, 유효 화면부(960)의 단변부와 수평 편향 전극(940)과 수직 편향 전극(940)의 단변부와 인접한 측면유리(910)와의 거리 간격을 보여 주기 위한 개략적인 부분 단면도이다.

측면 유리(910)에 외부 단자(930)가 형성되어 있고 내부쪽으로 수평 편향 전극(940)과 수직 편향 전극(940)이 소정 간격으로 위치하고 있으며 인출 전극(950)과 제어 전극(950)과 집속 전극(950)이 상기 수평 편향 전극(940)과 수직 편향 전극(940)보다 들어가서 위치하고 있으며 점선은 유효 화면부(960)를 표시하고 있다.

고전압이 인가 될 때, 전극 어셈블리는 측벽 유리(910)와 일정한 거리 이상을 유지 하고 있어야 하는데 전극(940,950)에 인가되는 전압에 의해 전극 주변 전계가 변하게 되고, 이러한 전계가 고전압이 인가 되는 외부 단자(930)에 영향을 미치게 되면 전기적인 문제가 발생하게 되어 스크린을 나타내기 위한 전압 구동을 할 수 없게 되기 때문이다.

상기 전기적인 문제라고 하는 것은 음극선관의 동작시에 불요발광이 발생되고 갑작스런 고전압으로 절연상태가 깨지면서 불꽃을 내며 방전하게 되는불꽃방전(spark discharge,스파크)이 일어나게 되는 것이며 또한 스크린(screen)상에는 무지개 빛과 같은 정전기 현상이 발생하게 되고, 또 갑작스런 서지전류(surge current)로 인해 역전류가 발생해 음극선관내의 회로판에 치명적인 손상을 줄수도 있게 되며 이와같은 문제점들로 인해 음극선관의 신뢰도에 나쁜 영향을 미치게 된다.

도 10에서 a는 측벽유리(910)의 내측면과 돌출된 수직,수평 편향 전극(940)의 단변부와의 사이 거리를 말하며 , b는 측벽유리(910)의 내측면과 유효 화면(960)의 단변부와의 거리를 말한다.

상기에서의 치수는 FEM 해석을 통하여 구해졌는데 b에 대해 a의 치수가 20%이상 40%이하이면 상기 언급한 바 있는 전기적인 문제에 상관하지 않고 전극 어셈블리 전계의 영향을 받지 않고 외부 단자(930)에 고압을 인가 할 수 있다.

상기에서 거리 a, b는 수직 편향 전극(940)과 수평 편향 전극(940)이 브릿지를 제거하기 위하여 인출 전극(950), 제어 전극(950), 집속 전극(950)보다 돌출되는 범위를 제한하기 위한 것으로 상기 수직 편향 전극(940)과 수평 편향 전극(940)의 돌출되어 있는 단변에서만 유효한 치수이다.

이러한 치수를 고려 하여 수평 편향 전극(940)과 수직 편향 전극(940)의 브릿지의 위치를 설계하였고 상기 수평 편향 전극(940)과 수직 편향 전극(940)의 돌출되는 범위를 결정하였고 상기 브릿지의 위치는 모든 전극들을 조립 한 후에 브릿지의 제거가 가능하기 때문에 한 번의 절연성 결정화 프릿 글래스를 소성 경화 공정으로 전극 어셈블리의 조립을 가능하도록 하였다.

본 발명은 평판 디스플레이 소자 중에서 인출 전극,제어 전극,집속 전극,수평 편향 전극,수직 편향 전극을 조립하는 공정에 있어서 수평 편향 전극과 수직 편향 전극의 브릿지 제거를 위하여 상기 전극들을 한 번의 절연성 결정화 프릿 글래스를 소성 경화 공정을 거침으로써 한 번에 조립하고 이 후 전극의 브릿지를 한꺼번에 제거함으로써 종래 4회 반복 실시하는 절연성 결정화 프릿 글래스 소성 경화 공정을 1회로 줄일 수 있어 총 20시간 이상의 열 공정을 5시간으로 줄일 수 있으므로 생산성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 전체 생산 시간이 스무시간에서 다섯시간으로 현저히 줄게 되므로 생산 비용에 있어서도 절감 효과가 있으며 또한 많은 에너지를 소비했던 네번의 열 공정 과정을 단 한번으로 줄임으로써 상당한 에너지 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한 부수적으로는 측면유리의 내측면과 돌출된 수직,수평 편향 전극의 단변부와의 거리 간격인 a를 측면유리의 내측면과 유효 화면의 단변부와의 거리 간격인 b의 20% ~ 40% 의 사이에서 선택 되어지도록 설계함으로써 실질적으로 외부에서 텔레비젼을 보았을 때 화면이 커보이는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 전자빔 발생원인 음극과;

   상기 전자빔을 인출,제어,집속하기 위한 인출,제어,집속 전극들과;

   상기 집속된 전자빔을 수평 편향하는 브릿지가 형성된 수평 편향 전극과;

   상기 수평 편향된 전자빔을 수직 편향하는 브릿지가 형성된 수직 편향 전극을 포함하여 구성되는 평판 표시 장치에서,

   상기 수평 편향 전극과 수직 편향 전극의 브릿지가 형성되어 있는 쪽의 단변부가 상기 전극들보다 외부로 돌출되는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
2. 제 1항에서,

   상기 인출,제어,집속 전극들과 상기 수평 편향 전극과 수직 편향 전극은 절연성 결정화 프릿 글래스의 소성 경화 공정으로 전극 조립체를 형성하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
3. 제 2항에서,

   상기 절연성 결정화 프릿 글래스의 소성 경화 공정은 단 한번만 하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
4. 제 1항에서,

   상기 수평 편향 전극 또는 수직 편향 전극은 브릿지로 연결되어 있는 두매의 즐치상의 단부로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
5. 제 1항에서,

   수평 편향 전극 또는 수직 편향 전극의 브릿지를 형성하고 있는 쪽의 단변부와 인접한 측면 유리의 내측면과의 거리 간격(a)이 전기 측면 유리의 내측면과 인접한 유효 화면의 단변부와의 거리 간격(b)의 20% ~ 40% 범위 내에서 선택되어지는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
6. 진공 용기내에 음극으로부터 양극부에 이르는 거리를 극도로 짧게 한 전극 유닛과 전자빔 발생원이 되는 음극을 수납하는 화상 표시 장치에서 상기 전극 유닛을 제조하는 공정에 있어서,

   상기 전자빔을 인출,제어,집속하기 위한 인출,제어,집속 전극들과, 집속된 전자빔을 수평, 수직 편향시키고 브릿지가 형성되어 있는 쪽의 단변부가 상기 전극들보다 외부로 돌출되는 수평, 수직 편향 전극을 준비하는 단계와;

   상기 인출 전극과 제어 전극과 집속 전극과 수평 편향 전극과 수직 편향 전극을 한꺼번에 조립하여 절연성 결정화 프릿 글래스 봉을 이용한 소성 열 경화 공정을 하는 단계와;

   상기 수평 편향 전극과 수직 편향 전극의 브릿지를 한번에 절단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치의 제조 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 수평 편향 전극과 수직 편향 전극의 브릿지를 서로 겹쳐지지 않는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치의 제조 방법.