KR100489601B1

KR100489601B1 - 평판형 칼라 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR100489601B1
Application number: KR10-2002-0029375A
Authority: KR
Inventors: 송정목; 임종호
Original assignee: 엘지.필립스 디스플레이 주식회사
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2005-05-16
Also published as: KR20030092178A

Abstract

본 발명은 평판형 칼라 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 평판형 칼라 디스플레이 장치에서 상판과 하판을 분리형으로 구성하고, 상/하판을 K스커트를 이용해서 일체로 밀봉 결합할 수 있도록 한 하우징 구조 개선에 관한 것이다.

본 발명의 칼라 디스플레이 장치는, 전자빔의 출력, 인출, 신호변조, 집속, 편향을 이루기 위한 일체의 전극들이 소정의 간격을 두고 배열 및 정위치된 전극들이 지지구조를 기반으로 하여 상기 상판과 하판 사이에 진공상태로 수용되고, 상기 상판 내면에 R,G,B 스크린이 형성되며, 상기 전자빔이 소구분으로 분할된 디스플레이 영역마다 스크린을 타격하여 소망하는 영상을 디스플레이하는 평판형 칼라 디스플레이 장치에 있어서, 상기 상판과 하판 사이에 독립된 구조의 금속재 K 타입 스커트를 매개로 하여 상,하판을 접합 및 지지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치이다.

Description

평판형 칼라 디스플레이 장치{Color Flat Panel Display}

칼라 화상 디스플레이장치로 음극선관이 주로 사용되고 있다. 음극선관은 대략 콘 상의 진공용기(펀넬) 전면에 형광 스크린을 구비하고, 그 형광 스크린면과 대향하는 목부분에 전자총을 구비하여, 전자총에서 방출된 전자빔을 복수개의 전극을 이용해서 집속하고 편향시켜서 상기 형광 스크린면 상의 한 점에 랜딩시켜 줌으로써 소망하는 화상이 디스플레이되도록 하는 화상 디스플레이기기이다.

그러나 이와 같은 기존의 음극선관 타입의 칼라 화상 디스플레이장치(브라운관을 이용한 칼라 화상 디스플레이장치)는 화면에 비하여 안 길이(Depth)가 상당히 길고, 박형의 화상 디스플레이장치를 제작하는 것이 불가능하였다.

이러한 점을 극복하고 박형 즉, 평판형의 칼라 화상 디스플레이장치를 제공하기 위하여, EL디스플레이소자, 플라즈마 디스플레이소자(PDP), 액정 디스플레이소자(LCD) 등이 개발되고 있다. 그러나 상기한 평판형 칼라 화상 디스플레이소자들(전자빔을 이용하지 않고 있는 화상 디스플레이소자)은 모두 휘도, 콘트라스트, 색 재현성 등의 성능 면에서 아직까지 만족할 만한 수준에 도달하지 못하고 있다.

상기 기술한 기존의 평판형 칼라 디스플레이장치(EL디스플레이소자, PDP, LCD 등)가 갖고 있는 제한(휘도, 콘트라스트, 색재현성 등의 문제)을 극복하기 위하여, 브라운관에 버금가는 고품질의 화상을 전자빔을 사용한 평판 상의 장치에서 구현하는 것을 목적으로 하여 전자빔의 형광 스크린 주사를 기반으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치가 제안된 바 있다.

후술한 상기 평판형 칼라 디스플레이 장치는 스크린 상의 화면을 매트릭스(matrix) 상의 구분(unit cell)으로 분할하고, 각각의 구분마다 전자빔을 편향 주사하여 형광체를 발광시킴으로써 전체적으로 칼라 화상을 디스플레이하는 표시장치 이다.

도1은 상기 후술한 전자빔의 형광 스크린 주사를 기반으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치의 구성을 보여준다. 도1은 이 평판형 칼라 디스플레이 장치의 주요 구성요소들을 분리하여 나타내고 있다. 배면 벽체(하판이라고도 한다)(1), 배면 전극(2), 캐소드 필라멘트(선음극)(3), 전자 빔 인출전극(4), 신호전극(5), 집속전극(6), 수평 편향 전극(7), 수직 편향 전극(8), 페이스 플레이트(상판이라고도 한다)(9)가 차례로 배열되고 상판과 하판 사이에 상기 각 전극들이 진공 상태로 수용된 구조를 이루고 있다.

상기 배면전극(2)은 평판상의 도전재료로 구성되며 선음극(3)에 대하여 평행으로 설치된다. 상기 선음극(3)은 수평 방향으로 일정하게 분포하는 전자빔을 발생하도록 복수개의 본(도1에서는 4본만 표현되어 있다)이 배치되어 있고, 선음극(3)은 예를 들면 텅스텐 선의 표면에 산화물 음극 재료가 도포되어 구성된다. 인출전극(4)은 전자빔의 인출을 위한 전극으로서 선음극 위쪽 스크린 방향에 위치하며 상기 배면전극(2)과 대향하고, 수평 방향으로 적당한 간격으로 설치된 관통공의 열을 상기 각각의 선음극에 대향하는 수평선 상에 가지는 도전판으로 구성된다.

신호전극(5)은 상기 인출전극(4)의 관통공의 각각에 서로 대향하는 위치에 소정의 간격이 있고 복수개가 배치된 수직 방향으로 가늘고 긴 도전판의 열로 구성되어 있다. 신호전극(5)의 각 도전판에서는 인출전극(4)의 상기 관통공에 서로 대향하는 위치에 동일한 모양의 관통공을 가지고 있다.

집속전극(6)은 신호전극(5)의 관통공과 각각 대향하는 위치에 관통공을 가지는 도전판으로 구성되며, 수평 편향 전극(7)은 단부에서 서로 맞물리는 도전판 2매를 동일 평면에서 적당한 간격을 두고 서로 맞물린 형태로 되어 있다. 수직 편향 전극(8)도 단부에서 서로 맞물리는 도전판 2매를 동일 평면에서 적당한 간격을 두고 서로 맞물리는 형태로 되어 있다.

스크린은 상기 선음극으로부터 차례로 전극들을 통과하면서 인출, 신호변조, 집속, 편향된 전자빔의 조사에 의해 발광하는 형광체를 상판 즉, 페이스 플레이트(9) 내면에 도포하고 그 위에 메탈 백(metal back)층이 부가되어 구성되며, 상기한 바와 같이 매트릭스 상의 구분으로 유닛 셀(10)들의 집합으로 이루어진다.

상기 인출전극(4), 신호전극(5), 집속전극(6), 수평 편향전극(7), 수직 편향 전극(8)은 각각 절연성 접착제의 일종인 프리트 글래스(frit glass) 봉으로 접합되며, 각 전극체(2,3,4,5,6,7,8)를 절연성 접착제와 각 전극들의 간격을 유지하기 위하여 삽입한 절연성 스페이서(spacer)로 간격을 유지시켜 전극 어셈블리(전극체)를 구성한다.

도2는 종래의 전극 간격 유지를 위한 방법을 보여주고 있다. 각각의 전극(4,5,6,7,8) 사이에 비정질 글래스 봉을 스페이서(spacer)(13)로 삽입하여 전극간 간격을 일정하게 유지하고 있다. 또한 비정질 글래스 봉의 이탈을 방지하고 전극들을 일정한 간격으로 고정하기 위하여 절연성 물질인 프리트 글래스(frit glass) 봉(12)을 사용하여 융착시켜서 전극체(14)를 이루고 있다.

도1 및 도2에 표현된 평판형 칼라 디스플레이 장치의 동작을 살펴본다. 선음극(3)은 전자를 방출한다. 선음극(3)은 전자 방출을 용이하게 하기 위하여 히터 전류를 흘려서 가열한다. 가열 상태에서 배면전극(2), 선음극(3), 인출전극(4)에 각각 적절한 전압을 인가함으로써 선음극(3)의 표면으로부터 쉬트(sheet) 상의 전자 빔을 방출시킨다. 쉬트 상의 전자빔은 인출전극(4)의 관통공(4a)에 의해서 복수개로 분할되어 다수의 전자빔류(11)가 된다. 도1에서는 1개의 전자빔류만 표현하였다.

인출전극(4)에서 방출된 쉬트 상의 복수 전자빔류는 신호전극(5)에 인가되는 영상신호에 대응하여 그 통과량이 각각의 전자빔류 마다 개별적으로 조절된다. 이와 같이 하여 신호전극(5)을 통과한 전자빔은 집속전극(6)의 관통공(15)의 정전렌즈 효과에 의해서 집속 및 정형된다. 수평 편향 전극(7) 및 수직 편향 전극(8)은 상기 집속 및 정형된 전자빔을 각각의 도전판에 가해지는 편향전압에 따라 편향시키고, 편향 제어된 전자빔은 해당 유닛 셀 내의 형광 스크린에 주사되어 소망하는 화상을 표시하게 된다. 즉, 집속전극(6)을 통과한 전자빔은 편향전극(7,8) 각각의 서로 인접하며 대향하고 맞물린 도전판에 가해지는 전위차에 의해서 수평 및 수직으로 편향되고, 스크린의 메탈 백 층에는 예를 들어 10kV의 고전압이 인가되고 있으므로, 전자빔은 고 에너지로 가속되어 메탈 백에 충돌하고 형광체를 발광시킨다. 이 때 전기한 바와 같이 화면을 매트릭스 상으로 분할하여 소 구분(유닛 셀)(10)의 집합체로 했을 때, 각각의 유닛 셀들에 상기 분리된 전자빔을 각 1본씩 대응시켜 전자빔을 해당 유닛 셀내에만 편향 및 주사하는 것에 의해 전체 화면(full screen)을 표시하는 것이 가능해 진다. 또한 각 화상에 대응한 RGB 영상신호를 상기 신호전극(5)으로 제어하는 것에 의해서 동화상을 재현하는 것이 가능해 진다.

상기한 칼라 화상 디스플레이의 동화상 재현에서 중요하게 고려되는 사항으로는 예를 들면 화상 밝기의 균일성이 있다. 특히 평판형 칼라 디스플레이 장치에서 각각의 전극들을 서로의 관통공(15)이 정확하게 대향하게 하고 또 적층 배열하여 접합할 때 각각의 전극들간의 간격(gap) 유지가 밝기의 균일성 유지 여부에 큰 영향을 미치게 된다. 전극들간의 간격 변화는 스크린 상의 소구분(유닛 셀)에 형성하는 전자빔류(11)의 상의 크기의 변화를 가져오기 때문에 전극들간의 간격이 정확하게 맞춰지지 않는다면 화상의 밝기의 균일성은 보장할 수 없게 되고, 이는 곧 전체적인 화상 품질의 저하로 이어진다.

따라서, 앞서 설명한 도에 나타낸 바와 같이, 각각의 전극(4,5,6,7,8) 사이에 비정질 글래스 봉을 스페이서(spacer)(13)로 삽입하여 전극간 간격을 일정하게 유지하고 있다. 또한 비정질 글래스 봉의 이탈을 방지하고 전극들을 일정한 간격으로 고정하기 위하여 절연성 물질인 프리트 글래스(frit glass) 봉(12)을 사용하여 융착시켜서 전극체(14)를 이루도록 하였다.

도3a는 종래의 평판형 칼라 디스플레이 장치에서 전극들을 상,하판 사이에 수납하고 이들을 밀봉하여 그 내부를 진공상태로 하는 하우징 구조의 일예를 보여주고 있다. 도3a는 스커트 일체형 하우징 구조를 보여주고 있는데, 도3a에 나타낸 바와 같이 캡(cap) 모양의 상판(21)과 각종 전극을 지지하는 지지구조가 구비된 하판(22) 사이에 배면전극(23), 선음극(24), 그리고 인출전극 내지 수직 편향전극들이 소정 간격을 두고 적층 배열된 전극(25)을 수납하고 밀봉하여 일체화하고 상판의 측면에 배기튜브(26)를 부착하여 용기 내부를 진공상태로 만들어 주고 있다. 상기 상판(21)에는 측면에 스커트부(21a)가 일체형으로 이루어지고 있으며, 상판 내면에는 R,G,B 스크린(21b)이 형성되어 있고, 전극들을 지지하기 위한 지지구조로 하판상에 게터 프레임(27)이 설치되고 브라켓(28)과 전극 지지대(29) 및 스페이서(30), 볼트(31)를 이용해서 상기한 각종 전극들을 지지해 주고 있다. 게터 프레임(27)은 프리트(frit)(32)를 이용해서 하판(22)에 융착시켜 고정하며, 상판(21)과 하판(22)의 접합부분에도 프리트(frit)(33)를 사용해서 상,하판을 융착시켜 일체화하고 있다.

도3a에 나타낸 평판형 칼라 디스플레이 장치의 하우징 구조에서는, 상판(21)과 하판(22)을 프리트(33)를 이용해서 부착하기 전에 우선 상판(21)의 측면-스커트부(21a)에 구멍을 형성하고 여기에 배기튜브(26)를 삽입하여 440도 이상의 고온에서 프리트를 이용하여 배기튜브(26)를 결합시킨다. 이 때 배기튜브(26)와 상판(21) 사이의 틈을 막아주기 위하여 비결정질과 결정질 프리트를 섞어서 사용한다. 한편, 배기 튜브(26)는 그 지름이 1mm 이하의 것을 사용하며, 상판(21)과의 밀봉 과정에서 파손되는 것을 막기 위하여 열팽창 계수를 상판(21)의 열팽창 계수와 거의 동일한 물질을 사용한다.

그런데, 도3a에 나타낸 구조의 평판형 칼라 디스플레이 장치에서는 상판(21)이 캡 형식으로 되어 있고 그 측변부에 스커트부(21a)가 형성되어 있기 때문에 상판(21)의 밑면(내면)에 R,G,B 스크린(21b)을 형성할 때 일반적인 스크린 형성법을 사용하기가 어렵다. 즉, 상판(21)이 캡 형상이기 때문에 사방의 측변부인 스커트부(21a)가 스크린 형성방법 시행 시의 간섭 요인으로 작용하기 때문이다. 따라서 이 문제를 해결하기 위하여 옵셋(offset) 인쇄법을 사용하고 있지만, 이 방법은 고정세의 스크린 형성에는 어려움이 있고 생산비 또한 높아지는 단점이 따른다.

또한 평판의 글래스에 550도 근처의 열을 가하여 반용융 상태로 만들어서 캡 형상을 성형하기 때문에 추가 작업에 따른 공수증가와 생산성 저하, 비용 증가는 물론, 스커트부(21a)를 이루기 위한 상판(21)의 모서리 부분 주위에 열응력이 집중되어 이 부분에서의 강도 저하 및 불량발생의 문제점이 있었다.

도3b는 캡 형상의 상판과 하판을 결합하는 상기 방법의 문제점을 극복하기 위하여 상판과 하판을 분리형으로 하고 그 사이에 개별 부품으로 별도의 스커트를 개입시켜 평판 디스플레이 소자를 제작하는 스커트 분리형 하우징 구조를 채용한 평판형 칼라 디스플레이 장치를 보여주고 있다.

즉, 상판(21)과 하판(22)을 평판상의 분리형 구조로 하고 그 사이에 별도의 유리재 스커트(21a')를 개입시켜 상판과 하판을 융착시키는 방법이다. 이 방법에 따르면 상판(21)이 평판상이므로 그 내면에 스크린(21b)을 용이하게 형성할 수 있다. 그러나 스커트(21a')가 별도의 부품으로 개입되기 때문에 스커트(21a')와 상판(21) 사이의 접합부분이나 스커트(21a')와 하판(22) 사이의 접합부분에서 강도가 취약해지는 단점이 따른다. 그러므로 진공강도(12 Mpa)를 만족하기 위해서 상판(21)과 하판(22)의 두께를 증가시켜야 하는 문제점이 초래된다.

예를 들어 17인치 평판형 칼라 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는 상,하판의 유리 두께가 13mm 정도에서 선택되어야 하고, 22인치의 경우는 22mm 정도에서 선택되어야 한다. 그러므로 영상 표시장치가 32인치 이상으로 대형화될 경우에는 상, 하판의 두께가 일반적으로 가공할 수 있는 유리의 두께를 넘어서게 되어 그 제작이 매우 어려워지게 된다. 일반적으로 두께가 25mm를 넘어서면 생산이 어렵고, 20mm를 넘어서면 생산성이 극도로 떨어지게 된다.

또한 상판과 하판의 두께 증가는 평판형 칼라 디스플레이 장치의 중량의 증가로 이어지게 되므로 소형경량화는 요원해 지게 되며, 특히 유리판 제조시 두께 증가에 따른 열변형이 증가하게 되어 생산성 저하, 제조원가의 증가 등의 문제점이 따르게 된다.

정리하면, 기존의 스커트 일체형 하우징 구조에서는 R,G,B 스크린 형성에 어려움이 따르고 캡 상의 상판 제작공정이 별도로 요구되어 생산성이 떨어지게 되며, 상판과 스커트부 사이의 만곡진 모서리 부분에서 강도가 취약해지는 문제점이 있고, 스커트 분리형 하우징 구조에서는 별개의 부품인 스커트와 상판, 스커트와 하판 사이의 접합부분에서 강도가 취약해지는 것과, 이를 극복하기 위해서 유리판의 두께를 증가시켜야 한다는 점, 유리판의 두께 증가에 따른 제작상의 어려움이나 중량 증가 등을 고려할 때 대형화, 경량화가 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 스커트 분리형 하우징 구조를 기반으로 하되, 스커트의 형상을 접합강도와 진공강도를 충분하게 확보할 수 있도록 개선함으로써, 상판 내면에 스크린 형성을 용이하게 할 수 있는 장점을 확보하고, 또한 접합강도나 진공강도 향상을 위하여 유리판의 두께를 증대시킬 필요없이 경량화, 대형화를 가능하게 한 평판형 칼라 디스플레이 장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 스커트 분리형 하우징 구조를 기반으로 하되, 스커트를 접합강도 및 진공강도를 확보할 수 있도록 K 타입의 금속재질로 형성함으로써, 디스플레이 장치의 대형화 및 경량화를 이룰 수 있도록 한 평판형 칼라 디스플레이 장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 칼라 디스플레이 장치는, 평판 상의 상판과; 상기 상판 내면에 형성된 R,G,B 스크린과; 상기 상판과 대향하여 전극 지지구조를 가지는 평판 상의 하판과; 상기 상판과 하판 사이의 둘레에 접합되는 금속재질의 스커트와; 상기 상판과 하판 사이에 배치되는 복수의 평판 전극;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 칼라 디스플레이 장치는, 전자빔의 출력, 인출, 신호변조, 집속, 편향을 이루기 위한 일체의 전극들이 소정의 간격을 두고 배열 및 정위치된 전극들이 지지구조를 기반으로 하여 상기 상판과 하판 사이에 진공상태로 수용되고, 상기 상판 내면에 R,G,B 스크린이 형성되며, 상기 전자빔이 소구분으로 분할된 디스플레이 영역마다 스크린을 타격하여 영상을 디스플레이하는 평판형 칼라 디스플레이 장치에 있어서, 상기 상판과 하판을 접합하여 지지하는 스커트가 상판과 하판에 대략 수직 방향으로 뻗은 지주부와 상기 지주부에 경사진 날개부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

삭제

또한 본 발명의 평판형 칼라 디스플레이 장치에서, 상기 지주부와 날개부가 일체형으로 이루어지거나, 또는 상기 지주부와 날개부가 분리형으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 평판형 칼라 디스플레이 장치에서, 상기 스커트는 대략 "K"형인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 평판형 칼라 디스플레이 장치에서, 상기 스커트의 재질은 상기 상판 및 하판의 유리의 열팽창 계수와의 차이가 10% 범위 이내인 금속재인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 평판형 칼라 디스플레이 장치에서, 상기 스커트는 26% Ni-Cr의 금속재인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 평판형 칼라 디스플레이 장치에서, 상기 지주부와 상기 경사진 날개부 사이의 공간에 접합물이 충진되어 상기 상판과 하판을 접합하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 평판형 칼라 디스플레이 장치에서, 상기 접합물은 프리트인 것을 특징으로 한다.

「하우징 구조 실시예1」

도4a는 본 발명의 평판형 칼라 디스플레이 장치 제1실시예에 따른 구조를 보여주고 있다.

평판 상의 상판(41) 내면에는 R,G,B 스크린(41a)이 형성되어 있고, 일체의 전극들이 지지구조를 기반으로 하여 지지된 하판(42)이 구비되며, 상기 상판(41)과 하판(42) 사이에 금속재의 K 타입 스커트(43)가 개입되어 이 K 타입 스커트(43)를 매개로 상판(41)과 하판(42)이 서로 밀봉된 상태로 접합되고 그 내부는 진공상태가 된다. 도4a에서 상판(41)과 하판(42) 사이에 수용되는 배면전극, 선음극, 신호전극, 인출전극, 집속전극, 수평 편향전극, 수직 편향전극과 이들의 지지구조는 도3a 및 도3b와 동일하므로 부호의 표기와 설명은 생략하였다.

상기 K 타입 스커트(43)는 상판(41)과 하판(42)에 대하여 주로 수직한 방향으로 저항하는 지주부(43a)와, 상판(41)과 하판(52)에 대하여 주로 수평한 방향으로 인장응력을 분산시켜 저항하는 날개부(43b)로 이루어지고 있다. 그리고 상기 지주부(43a)와 날개부(43b) 사이의 공간에는 프리트(44)가 충진되어 상판, 하판, 스커트가 접합된다.

또한 도4a에서 K 타입 스커트(43)는 그 지주부(43a)가 디스플레이 소자의 외부에 놓이고 날개부(43b)는 디스플레이 소자의 내부에 놓이는 위치에 설치되어 있다. 이 구조에서는 상판과 하판의 유리판에 걸리는 인장 응력을 줄여주는 효과가 다소 낮지만 지주부(43a)가 외부에 놓이게 되므로 디스플레이 소자의 외주면 즉, 가장자리 부분이 외관상 매끈하게 처리되는 장점이 있다.

금속재의 K 타입 스커트(43)는 평판형 칼라 디스플레이 소자에서 상판(41)에 걸리는 응력을 저감시킨다. 기존에는 앞서 설명한 바와 같이 스커트 분리형 하우징 구조일 때 유리재의 스커트를 사용하였으나, 유리보다 10배 이상 인장강도가 높고 연성이 강한 금속재를 스커트(43)로 사용한 것이다.

일반적으로 평면 디스플레이 소자는 내부가 10^-7Torr의 진공상태를 유지할 때 대기압을 받으면 상판(41)의 중간부분 안쪽에 강한 인장력이 작용하게 되어 높은 인장응력을 나타낸다. 일반적으로 사용되는 유리가 압축응력에 대해서는 100Mpa의 강도로 높은데 비하여 인장응력에는 12Mpa로 낮은 강도를 가진다. 따라서, 유리재인 상판에 걸리는 인장응력을 줄여주는 것이 중요하고, 이를 위하여 본 발명에서는 금속재의 K 타입 스커트(43)를 사용하였다.

즉, 유리보다 연성이 큰 금속을 스커트(43)로 사용함으로서 디스플레이 소자 내부의 진공력에 의한 상판(41)의 변형을 금속재 K 타입 스커트(43)에서 흡수하여 스커트 부분에 인장응력이 더 많이 걸리고, 상판(41)쪽의 변형은 줄어들게 되어 인장응력의 수준을 감소시켜 주는 것이다. 특히, 금속재 스커트를 사용하므로 스커트(43)의 작용하는 응력이 기존의 유리재 스커트에 비하여 10배 이상 증가한다고 해도 파괴없이 잘 견딜 수 있다.

금속재의 스커트(43)는 여러 가지 다양한 형상을 가질 수 있지만 본 발명에서는 유리판의 응력을 최대한 흡수할 수 있는 형태로 금속재의 K 타입 스커트(43)를 제안하였다. K 타입으로 스커트(43)를 형성하면 상판(41)에 작용하는 대기압에 대하여 스커트(43)의 중앙부(a)에서 상대적으로 두께가 적어서 보다 더 많은 힘을 받게되고 또 큰 변형을 받게 된다. 즉, 도4a에서 'a'부분 보다 'b'부분에서 상대적으로 더 많은 힘을 받고 또 큰 변형을 받게 된다. 그러므로 상판(41)에 작용하는 응력은 'a' 부분에서 'b'부분으로 집중되어 큰 인장응력을 더욱 효과적으로 흡수하여 줄 수 있다.

예를 들어 32인치의 평판형 디스플레이 소자에 대하여 진공응력을 해석적인 방법으로 구해볼 때, 기존의 유리재 스커트를 채용한 경우에서는 22mm의 상판을 사용할 경우 14.7Mpa의 인장응력이 작용하지만, 본 발명의 K 타입 스커트(43)를 채용한 경우에는 동일 조건에서 K 스커트부(43)에 98Mpa가 걸리는데 비하여 상판(41)에는 12Mpa의 인장응력이 작용함을 알 수 있었다.

한편, 상기한 K 타입 스커트(43)는 금속재이므로 약 450도 이상의 고온에서 유리(상판)와 접합하게 된다. 따라서 그 열팽창 계수가 매우 중요하게 고려되어야 한다.

본 발명에서는 프리트(44)를 이용해서 K 타입 스커트(43)를 결합시킬 경우 약 380도 근처에서 프리트(44)가 녹아서 약 450도 근처에서 일정시간 이상을 유지하면 결정화 과정을 거치면서 상판(41)과 스커트(43)가 결합하게 되고, 이후에 온도가 서서히 하강하면서 그 결합이 견고하게 된다. 이러한 냉각 과정에서 상판(41)인 유리의 열팽창 계수와 K 타입 스커트(43)의 열팽창 계수의 차이가 크면 열팽창 계수의 차이로 인하여 수축률의 차이가 발생하고, 이 것이 원인이 되어 상판(41)과 K 타입 스커트(43)가 접합되는 부분에 큰 인장응력이 발생하게 되고 유리의 파손이 일어나게 된다.

따라서, 상판(41)과 K 스커트(43) 사이의 열팽창 계수의 차이가 10% 범위 내에서 선택되어야 하며, 이를 위하여 본 발명에서는 26% Ni-Cr 강 등의 재질에서 K 스커트를 선택하였다. 또한, 금속재인 K 타입 스커트(43)와 유리가 만나는 점에서 작용하는 열충격을 최소화하기 위해서 프리트(44)의 두께를 높게 하는 것이 유리하다. 특히, K 타입 스커트(43)의 내부를 프리트(44)로 충진시킴으로써 상기의 장점을 확보하고 또 전체 중량을 줄일 수 있도록 해준다.

상기한 바와 같이 금속재의 K 타입 스커트(43)의 채용으로 상판(41)에 걸리는 인장응력을 충분하게 줄여줄 수 있게 되고, 이는 곧 상판(41)의 두께를 줄여주는 효과로 나타난다. 특히, 상판(41)의 두께를 20mm 이하의 수준으로 줄여줄 수 있기 때문에 평판 디스플레이 소자의 대형화와 경량화를 가능하게 한다. 또한, 상판(41)이 평판형을 이루기 때문에 그 내면에 R,G,B 스크린(41a)을 고정세로 형성하는 공정을 용이하게 구현할 수 있는 장점도 확보되고, 종래에 캡 형상의 상판을 가공하는데 따른 문제점들도 자연스럽게 해소된다.

「하우징 구조 실시예2」

도4b는 본 발명의 평판형 칼라 디스플레이 장치 제2실시예에 따른 구조를 보여주고 있다.

평판 상의 상판(41) 내면에는 R,G,B 스크린(41a)이 형성되어 있고, 일체의 전극들이 지지구조를 기반으로 하여 지지된 하판(42)이 구비되며, 상기 상판(41)과 하판(42) 사이에 금속재의 K 타입 스커트(43)가 개입되어 이 K 타입 스커트(43)를 매개로 상판(41)과 하판(42)이 서로 밀봉된 상태로 접합되고 그 내부는 진공상태가 된다. 도4b에서 상판(41)과 하판(42) 사이에 수용되는 배면전극, 선음극, 신호전극, 인출전극, 집속전극, 수평 편향전극, 수직 편향전극과 이들의 지지구조는 도3a 및 도3b와 동일하므로 부호의 표기와 설명은 생략하였다.

또한 도4b에서 K 타입 스커트(43)는 그 지주부(43a)가 디스플레이 소자의 내부에 놓이고 날개부(43b)는 디스플레이 소자의 외부에 놓이는 위치에 설치되어 있다. 이 구조에서는 상판과 하판의 유리판에 걸리는 인장 응력을 줄여주는 효과가 지주부(43a)가 안쪽에 있고 날개부(43b)가 바깥쪽에 있기 때문에 도4a의 실시예1 보다는 높지만 날개부(43b)가 외부에 놓이게 되므로 디스플레이 소자의 외주면 즉, 가장자리 부분에 불필요한 홈이 나타나게 되는 점을 감수해야 한다.

그러나, 도4b에 나타낸 본 발명 제2실시예의 경우도, 금속재의 K 타입 스커트(43)는 평판형 칼라 디스플레이 소자에서 상판(41)에 걸리는 응력을 저감시키는 작용은 여전히 확보된다.

상판(41)과 K 스커트(43) 사이의 열팽창 계수의 차이가 10% 범위 내에서 선택되어야 하며, 이를 위하여 본 발명에서는 26% Ni-Cr 강 등의 재질에서 K 스커트를 선택하였다. 또한, 금속재인 K 타입 스커트(43)와 유리가 만나는 점에서 작용하는 열충격을 최소화하기 위해서 프리트(44)의 두께를 높게 하는 것이 유리하다. 특히, K 타입 스커트(43)의 내부를 프리트(44)로 충진시킴으로써 상기의 장점을 확보하고 또 전체 중량을 줄일 수 있도록 해준다.

「K 타입 스커트 실시예1」

도5a는 본 발명에서 채용하는 금속재의 K 타입 스커트의 제1실시예를 보여준다. 도5a에서는 지주부(43a)와 날개부(43b)가 일체형으로 이루어진 경우이다. 지주부(43a)와 날개부(43b)를 일체형으로 형성하는 방법으로는 원재료를 압연하거나 인발 등의 방법을 사용할 수 있다. 이 방법은 지주부(43a)와 날개부(43b)가 일체형이므로 후술할 분리형에 비하여 용접작업이 필요없지만, 분리형에 비하여 가격이 높고 원재료가 많이 사용되는 점은 감수해야 한다.

「K 타입 스커트 실시예2」

도5b는 본 발명에서 채용하는 금속재의 K 타입 스커트의 제2실시예를 보여준다. 도5b에서는 지주부(43a)와 날개부(43b)가 분리형으로 준비되고, 이들을 용접하여 K 타입 스커트를 구성하는 경우를 보여주고 있다. 도5b에서 부호 43c는 지주부(43a)와 날개부(43b)를 용접한 부분을 표현한다.

분리형의 경우는 2개의 쉬트 형태의 재료를 용접하여 형성한다. 지주부(43a)와 날개부(43b)의 두께는 진공응력을 잘 견디면서 최소한의 두께를 갖도록 하는 것이 생산성이나 제조원가, 중량 등의 문제에서 유리하다. 진공응력을 충분히 견디기 위해서는 2mm 내지 3mm 이상의 두께를 가지는 금속쉬트를 이용하는 것이 바람직하다. 최소한의 두께를 갖는 금속쉬트를 이용해서 K 타입 스커트를 구성함으로써, 앞서 설명한 바와 같이 평판형 디스플레이 소자의 전체 두께의 감소와 중량 감소에 기여할 수 있다.

본 발명은 금속재의 K 타입 스커트를 이용해서 평판 디스플레이 소자의 상판과 하판을 결합하였고 또 상판에 걸리는 진공응력을 금속재의 K 타입 스커트를 이용해서 충분히 줄여줄 수 있게 하였다.

그러므로 스커트 분리형 평판 디스플레이 소자에서 상판에 걸리는 진공응력에 견딜 수 있도록 그 유리판의 두께를 증가시키는데 따른 중량증가의 문제점을 해결하였고 또한 대형화의 장애 요인을 제거할 수 있게 되었다.

특히 본 발명에서는 K 타입 스커트가 상판에 걸리는 진공응력을 기존의 유리재 스커트에 비하여 큰 폭으로 줄여줄 수 있기 때문에, 평판 디스플레이 소자의 대형화 및 경량화를 이룰 수 있는 기반을 조성하는데 기여한다.

도1은 일반적인 평판형 칼라 디스플레이 장치의 구성을 나타낸 분리 사시도

도2는 일반적인 평판형 칼라 디스플레이 장치의 전극간 배열 및 접합상태를 나타낸 도면

도3a는 종래의 평판형 칼라 디스플레이 장치의 하우징 구조의 일예를 나타낸 단면도

도3b는 종래의 평판형 칼라 디스플레이 장치의 하우징 구조의 다른 예를 나타낸 단면도

도4a는 본 발명의 평판형 칼라 디스플레이 장치의 하우징 구조 제1실시예를 나타낸 단면도

도4b는 본 발명의 평판형 칼라 디스플레이 장치의 하우징 구조 제2실시예를 나타낸 단면도

도5a는 본 발명의 평판형 칼라 디스플레이 장치에서 K 스커트의 제1실시예를 나타낸 도면

도5b는 본 발명의 평판형 칼라 디스플레이 장치에서 K 스커트의 제2실시예를 나타낸 도면

Claims

평판 상의 상판과;

상기 상판 내면에 형성된 R,G,B 스크린과;

상기 상판과 대향하는 평판 상의 하판과;

상기 상판과 하판 사이의 둘레에 접합되는 금속재질의 스커트와;

상기 상판과 하판 사이에 배치되는 복수의 평판 전극;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 스커트는 상판과 하판에 대략 수직방향으로 뻗은 지주부와 상기 지주부에 경사진 날개부로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 지주부와 날개부가 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 스커트는 대략 "K"형인 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 지주부와 상기 경사진 날개부 사이의 공간에 접합물이 충진되어 상기 상판과 하판을 접합하는 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 스커트의 재질은 상기 상판 및 하판의 유리의 열팽창 계수와의 차이가 10% 범위 이내인 금속재인 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 스커트의 금속재는 26% Ni-Cr인 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 접합물은 프리트인 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 지주부와 날개부가 분리형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
전자빔의 출력, 인출, 신호변조, 집속, 편향을 이루기 위한 일체의 전극들이 소정의 간격을 두고 배열 및 정위치된 전극들이 지지구조를 기반으로 하여 상기 상판과 하판 사이에 진공상태로 수용되고, 상기 상판 내면에 R,G,B 스크린이 형성되며, 상기 전자빔이 소구분으로 분할된 디스플레이 영역마다 스크린을 타격하여 영상을 디스플레이하는 평판형 칼라 디스플레이 장치에 있어서, 상기 상판과 하판을 접합하여 지지하는 스커트가 상판과 하판에 대략 수직 방향으로 뻗은 지주부와 상기 지주부에 경사진 날개부로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 스커트는 금속재로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 지주부와 날개부가 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 스커트는 대략 "K"형인 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 지주부와 상기 경사진 날개부 사이의 공간에 접합물이 충진되어 상기 상판과 하판을 접합하는 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 스커트의 재질은 상기 상판 및 하판의 유리의 열팽창 계수와의 차이가 10% 범위 이내인 금속재인 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 스커트는 26% Ni-Cr의 금속재인 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 14 항에 있어서, 상기 접합물은 프리트인 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 지주부와 날개부가 분리형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판형 칼라 디스플레이 장치.