KR100567525B1 - 광중심 이동을 감소시키기 위한 세기 제어를 구비하는평면 디스플레이 - Google Patents

광중심 이동을 감소시키기 위한 세기 제어를 구비하는평면 디스플레이 Download PDF

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Abstract

평면 디스플레이의 제 1 플레이트 구조체(10)에 의해 방출된 전자가 광을 방출하도록 유발하기 위해 제 2 플레이트 구조체(12)에 충돌하는 세기는 플레이트 구조체 사이에 있어서 스페이서 시스템(14)의 존재와 같은 영향에 의해 야기된 바람직하지 않은 전자궤도 변화로부터 달리 발생할 수 있는 이미지 악화를 감소시키기 위해 제어된다. 제 1 플레이트 구조체의 전자방출영역(20)은 통상 선택적으로 전자를 방출하는 측면으로 분리된 복수의 전자방출부분(201, 202)을 포함한다. 제 1 플레이트 구조체의 전자 포커싱 시스템은 전자방출부분에 의해 방출된 전자가 각각 지나는 대응하는 포커스 개구(40P1, 40P2)를 갖는다. 이와 같이 방출된 전자가 충돌할 때 제 2 플레이트 구조체의 광방출영역(22)은 디스플레이의 이미지 도트의 적어도 일부를 생성하기 위해 광을 방출한다.

Description

광중심 이동을 감소시키기 위한 세기 제어를 구비하는 평면 디스플레이{FLAT-PANEL DISPLAY WITH INTENSITY CONTROL TO REDUCE LIGHT-CENTROID SHIFTING}
본 발명은 음극선관("CRT")형 평면 디스플레이에 관한 것이다.
평면 CRT 디스플레이는 기본적으로 전자방출장치 및 광방출장치로 구성된다. 대개 캐소드라고 불리는 전자방출장치는 비교적 넓은 면적에서 전자를 방출하는 전자방출영역을 포함한다. 방출된 전자는 광방출장치내 해당 면적상에 분산된 광방출소자를 향해 적절하게 전달된다. 전자가 충돌할 때, 광방출소자는 디스플레이의 가시면(viewing surface)상에 광을 방출하여 이미지를 생성한다.
전자방출장치 및 광방출장치는 1기압보다 매우 작은 압력으로 유지되는 밀폐된 용기를 형성하도록 함께 연결된다. 디스플레이상의 외부 대 내부 압력 차이는 대개 1기압에 가깝다. 예를 들어 적어도 10㎠의 실질적인 가시면적을 갖는 평면 CRT 디스플레이에서, 전자방출장치 및 광방출장치는 대개 혼자서 외부 대 내부 압력차이에 저항할 수 없다. 따라서, 스페이서(또는 지지)시스템은 일반적으로 대기압 및 다른 외부의 힘이 디스플레이를 붕괴할 수 없도록 하기 위해 밀폐된 용기내에 제공된다.
스페이서 시스템은 가시면상에서 직접 볼 수 없도록 위치되는 측면 분리된 한 그룹의 스페이서로 구성된다. 스페이서 시스템이 있으면 디스플레이를 통한 전자의 흐름에 악영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 전자가 스페이서 시스템에 가끔 충돌되어서 스페이서 시스템이 전기적으로 충전되도록 한다. 스페이서시스템 근방의 전위 필드(electrical potential field)가 변경된다. 따라서, 전자궤도가 영향을 받아, 대개 가시면상에 생성되는 이미지 악화를 일으킨다.
스페이서 시스템이 전자 흐름에 대해 전기적으로 보이지 않도록 하기 위한 여러 방법들이 연구되었다. 예를 들어, 미국특허 제5,532,548호 및 제5,675,212호 참조. 이들 방법중 많은 방법들이 스페이서 시스템에 의해 발생되는 이미지 악화를 상당히 감소시켰지만, 스페이서 시스템에 의해 발생되는 전자 회절의 결과로 여전히 일부 이미지 저하가 발생할 수 있다. 전자 흐름에 대해 스페이서 시스템이 전기적으로 완벽하게 보이지 않도록 하기는 매우 어렵다. 따라서, 스페이서 시스템에 의해 발생되는 원치않는 전자궤도 변경에도 불구하고 이미지 저하를 감소시키는 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 평면 디스플레이내 제 1 플레이트 구조체에 의해 방출된 전자가 제 2 플레이트 구조체가 광을 방출하도록 하기 위해 디스플레이내 대향 배치된 제 2 플레이트 구조체에 충돌하는 세기는 상기 플레이트 구조체들 사이의 스페이서 시스템의 존재와 같은 효과에 의해 발생되는 바람직하지 않은 전자궤도 변경으로부터 발생할 수 있는 이미지 저하를 감소시키는 방법으로 제어된다. 제 1 플레이트 구조체는 전자를 방출하는 전자방출영역을 포함한다. 제 2 플레이트 구조체는 전자가 충돌할 때 광을 방출하는 광방출소자를 포함한다.
전자방출영역으로부터 방출된 전자는 제 2 플레이트 구조체를 따라 전자충돌 중심을 가지는 세기로 광방출소자에 충돌한다. 제 2 플레이트 구조체를 따라 광방출 중심을 갖는 세기로 광방출소자에 의해 결과적인 광이 방출된다. 광방출 중심은 전자충돌 중심의 이동으로 인해 제 1 방향에서 이동된다. 제 1 방향에서 전자충돌 중심의 이동은 전자가 대개 스페이서 시스템의 존재로 인해 제 1 방향에서 일반적으로 회절되기 때문에 발생한다. 제 1 방향에서의 전자의 회절 및 그 결과인 제 1 방향에서의 전자충돌 중심의 이동 또한 디스플레이를 제조할 때 여러 에러로부터 발생할 수 있다.
제 1 방향에서의 중심 이동을 특징짓는 유용한 파라미터는 (a) 제 1 방향에서의 광방출 중심의 이동량을 (b) 제 1 방향에서의 전자충돌 중심의 이동량으로 나누어서 정의되는 제 1 중심이동 비율(RP)이다. 본 발명의 한 측면에서, 제 1 방향에서의 전자충돌 중심의 이동 크기가 적당한 범위내에 있는 경우 제 1 중심이동 비율(RP)은 0.5 이하가 된다. 이렇게 낮은 이동 비율(RP)을 가짐으로써, 제 1 방향에서의 광방출 중심의 이동은 제 1 방향에서의 전자충돌 중심의 이동의 일부, 대개 작은 부분일 뿐이다. 따라서 예를 들어 스페이서 시스템에 의해 발생되는 전자 회절에서 발생되는 전자충돌 중심의 어떠한 이동은 광방출 중심의 이동을 발생시키고 화상 저하를 생성하는 것이 상당히 방지된다.
제 1 방향과 다른, 대개 제 1 방향에 수직인 추가 방향에서 중심 이동이 발생할 수 있는 경우, 다른 유용한 파라미터는 상기 추가 방향에서의 중심 이동에 관련된 제 1 방향에서의 중심 이동에 대한 관련 중심이동 비율(RP/RF)이다. 항목(RP)은 상기와 같이 처리된 제 1 중심이동 비율이다. 추가 중심이동 비율인 항목(RF)은 (a) 광방출중심이 추가 방향에서 이동가능한 양을 (b) 전자충돌 중심이 추가 방향에서 이동가능한 양으로 나눈 값이 된다. 본 발명의 다른 측면에서, 제 1 방향 및 추가 방향에서의 전자충돌 중심의 이동 크기가 적당한 범위에 있는 경우 관련 중심이동 비율(RP/RF)은 0.75 이하이다.
상기 기준을 만족시키기 위한 관련 중심이동 비율(RP/RF)을 제공하면 전자 회절의 평균 크기가 대개 추가 방향에서보다 제 1 방향에서 상당히 더 크다는 이점을 갖는다. 특히, 스페이서 시스템이 있으면 일반적으로 전자충돌 중심이 추가 방향으로 그다지 이동하지 않도록 한다. 따라서, 발생하는 전자 회절이 상당한 이미지 저하를 일으키지 않는다. 관련 중심이동 비율(RP/RF)이 표시된 조건하에서 0.75 이하가 되도록 하는 표시된 조건하에서 비교적 높은 추가 중심이동 비율(RF) 및 표시된 조건하에서 0.5 이하가 되는 제 1 중심이동 비율(RP)을 이용하면, 평면 디스플레이는 전자가 제 2 플레이트 구조체에 충돌한 결과로서 광을 생성할 때 추가 방향에서 매우 효율적으로 동작한다.
본 발명의 추가적인 측면에서, 제 2 플레이트 구조체에 대개 수직인 광방출 소자의 중심을 통해 제 1 방향으로 연장되는 가상 평면을 따른 광방출소자에 충돌하는 전자의 세기는 국소최소를 갖는 10% 이동 평균세기 프로파일을 갖는다. 광방출소자상의 특정 방향에서의 10% 이동 세기 평균은 광방출소자의 특정 지점을 특정화하기 위해 이용되는 세기가 특정 방향에서 광방출소자의 평균 크기의 10%와 동일한 길이를 갖고 상기 지점상에 중심을 둔 라인을 따른 평균 세기라는 것을 의미한다. 10% 이동 평균을 사용하면, 전자충돌 세기를 매우 특징적으로 표시하도록 실제 전자충돌 세기에서, 측정 에러에서 발생되는 변화를 포함한 큰 국소 세기 변화를 고르게 한다.
전자충돌 세기에 대한 10% 이동 평균 프로파일에서의 국소최소에서의 세기값은 10% 이동 평균 프로파일에서의 최대 세기값의 95% 이하, 대개 90% 이하가 된다. 10% 이동 평균세기 프로파일에서 상기 국소최소를 가짐으로써, 제 1 방향에서의 전자충돌 중심의 이동 크기가 적당한 범위내에 있는 경우 제 1 중심이동(RP)은 0.5 이하가 된다. 유사하게, 제 1 방향 및 추가 방향에서 전자충돌 중심의 이동 크기가 적당한 범위에 있는 경우, 관련 중심이동 비율(RP/RF)은 대개 0.75 이하가 된다. 따라서, 예를 들어 스페이서 시스템에 의해 발생되는 전자 회절에서 발생되는 전자충돌 중심의 어떠한 이동은 광방출 중심에서 이동을 발생시키고 이미지 저하를 생성하는 것이 상당히 금지된다.
본 발명의 평면 디스플레이는 일반적으로 전자방출영역의 2차원 행렬 및 광방출소자의 유사배치 2차원 행렬을 포함한다. 결과적으로, 복수의 광방출소자상에 서 평균화되는 세기는 하나의 광방출소자상에서의 이동 세기 평균으로 대체될 수 있다. 이러한 대안적인 평균화 방법을 이용하여, 광방출소자의 중심을 통해 제 1 방향으로 연장되는 가상 평면을 따라 광방출소자에 충돌하는 전자의 세기는 국소최소를 갖는 복합 평균 세기 프로파일을 갖는다. 10% 이동 평균 전자충돌 세기 프로파일에서의 국소최소와 유사하게, 복수의 광방출소자에 대한 복합 평균 전자충돌 세기 프로파일은 광방출중심의 평균 이동량을 상당히 감소시켜, 실질적으로 이미지 저하를 감소시킨다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 평면 디스플레이의 전자방출영역은 선택적으로 전자를 방출하는 복수의 측면 분리된 전자방출부분을 포함한다. 상기 디스플레이는 전자방출부분에 의해 방출된 전자를 집속하는 시스템을 포함한다. 전자 포커싱 시스템은 전자방출부분상에 각각 위치된 대응하는 복수의 포커스 개구부를 갖는다. 전자방출부분에 의해 방출된 전자는 각각 포커스 개구부를 통과한다.
전자방출영역에 대향 배치되어 그 전자방출부분 모두에 대향 배치되는 광방출소자는 전자방출부분으로부터 방출되는 전자가 충돌할 때 디스플레이의 이미지의 도트의 적어도 일부를 생성하기 위해 광을 방출한다. 상기 방법으로 이미지 도트의 적어도 일부를 생성하기 위해 복수의 포커스 개구부를 통과하는 전자를 이용함으로써, 디스플레이는 상기한 세기 특성을 용이하게 실현할 수 있다. 디스플레이의 이미지가 매우 개선된다. 따라서, 본 발명은 실질적인 향상을 제공한다.
도 1은 도 2의 평면 1-1을 통해 단면을 취한 본 발명에 따라 제어될 수 있는 세기 분포를 갖는 페이스플레이트 구조체에 충돌하는 전자에 반응하여 이미지를 생성하기 위해 광을 방출하는 페이스플레이트 구조체를 갖는 평면 CRT 디스플레이 부분의 개략적 측면 단면도,
도 2는 도 1의 평면 2-2을 통해 단면을 취한 도 1의 평면 디스플레이에서 페이스플레이트 구조체의 일부의 실시예의 배치 단면도,
도 3a 및 도 3b는 영 및 비영 세기 중심 이동의 각각의 경우에 대하여 디스플레이내 스페이서 시스템의 벽에 수직인 측면 거리 함수로서 베이스라인 평면 CRT 디스플레이의 페이스플레이트 구조체 부분을 따른 세기의 종(bell)형상 프로파일을 나타내는 도면,
도 4a 및 도 4b는 영 및 비영 세기 중심 이동의 각각의 경우에 대하여 스페이서 벽에 평행한 측면 거리의 함수로써 상기한 베이스라인 평면 디스플레이의 페이스플레이트 구조체 부분을 따른 세기의 종형상 프로파일을 나타내는 도면,
도 5a 및 도 5b는 영 및 비영 세기 중심 이동의 각각의 경우에 대하여 디스플레이내 스페이서 시스템의 벽에 수직인 측면 거리의 함수로써 도 1과 도 2의 평면 디스플레이의 페이스플레이트 구조체 부분을 따른 세기를 갖는 본 발명에 따라 형상화된 프로파일을 나타내는 도면,
도 6a 및 도 6b는 영 및 비영 세기 중심 이동의 각각의 경우에 대하여 스페이서 벽에 평행한 측면 거리의 함수로써 도 5a 및 도 5b의 세기 프로파일을 갖는 평면 디스플레이의 페이스플레이트 구조체 부분을 따른 세기의 종형상 프로파일을 나타내는 도면,
도 7a 및 도 7b는 영 또는 비영 세기 중심 이동의 각각의 경우에 대하여 디스플레이내 스페이서 시스템의 벽에 수직인 측면 거리의 함수로써 도 1 및 도 2의 평면 디스플레이의 페이스플레이트 구조체 부분을 따른 세기를 갖는 본 발명에 따라 형상화된 프로파일을 나타내는 도면,
도 8a 및 도 8b는 영 또는 비영 세기 중심 이동의 각각의 경우에 대하여 스페이서 벽에 평행한 측면 거리의 함수로써 도 7a 및 도 7b의 세기 프로파일을 갖는 평면 디스플레이의 페이스플레이트 구조체 부분을 따른 세기의 종형상 프로파일을 나타내는 도면,
도 9는 도 7a의 세기 프로파일을 대응하는 10% 이동 평균 세기 프로파일과 비교하는 그래프,
도 10a 및 도 10b는 영 또는 비영 세기 중심 이동의 각각의 경우에 대하여 디스플레이내 스페이서 시스템의 벽에 수직인 측면 거리의 함수로써 도 1 및 도 2의 평면 디스플레이의 페이스플레이트 구조체 부분을 따른 세기를 갖는 본 발명에 따라 형상화된 프로파일을 나타내는 도면,
도 11은 도 12a 및 12b의 평면 11-11을 통해 단면을 취한 도 7a 및 도 8a의 세기 프로파일을 실현하기 위해 본 발명에 따라 구현된 바와 같은 도 1 및 도 2의 평면 디스플레이의 일반적인 실시예 부분의 측면 단면도,
도 12a 및 도 12b는 도 11의 평면 12a-12a 및 12b-12b을 통해 각각 단면을 취한 도 11의 평면 디스플레이의 백플레이트 및 페이스플레이트 구조체의 일부의 각각의 배치 단면도,
도 13은 도 14a 및 도 14b의 단면 13-13을 통해 단면을 취한 도 12의 평면 디스플레이내 백플레이트 구조체의 일부의 본 발명에 따른 구현의 배치 단면도(도 13의 단면은 상기 디스플레이의 전자 포커싱 시스템의 전기적 비전도성 재료를 통해 취해지지만, 설명을 용이하게 하기 위해 도 13에서 전자 포커싱 시스템의 비전도성 재료는 음영으로 표시되기 보다는 밝게 표시된다) 및
도 14a 및 도 14b는 도 13의 평면 디스플레이내 백플레이트 구조체의 일부 구현의 서로 수직인 측면 단면도(도 14a의 단면은 도 13 및 도 14b의 평면 14a-14a을 통해 취해지고, 도 14b의 단면은 도 13 및 도 14a의 평면 14b-14b를 통해 취해짐)이다.
동일하거나 매우 유사한 항목(들)을 표시하기 위해서 적절한 실시예의 설명 및 도면에서 유사한 인용 부호를 사용한다.
본 발명은 디스플레이내 백플레이트 구조체에 의해 방출된 후 디스플레이내 페이스플레이트 구조체에 전자가 충돌하는 세기가 디스플레이내 스페이서 시스템의 존재와 같은 효과에 의해 발생되는 원치않는 전자궤도 변경으로부터 발생될 수 있는 이미지 저하를 감소시키도록 제어되는 평면 CRT 디스플레이를 제공한다. 본 발명의 평면 CRT 디스플레이에서의 전자 방출은 대개 전계방출이론에 따라 발생된다.
후술되는 기재에서, 용어 "전기절연성"(또는 "유전체')은 일반적으로 1010Ω-㎝보다 큰 저항율을 갖는 재료에 적용된다. 따라서, 용어 "전기적 비절연 성"은 1010Ω-㎝ 이하의 저항율을 갖는 재료를 나타내는 것이다. 전기적 비절연성 재료는 (a) 저항율이 1Ω-㎝ 미만인 전기전도성 재료와 (b) 저항율이 1Ω-㎝ ~ 1010Ω-㎝의 범위인 전기저항성 재료로 나누어진다. 유사하게, 용어 "전기적 비도전성"은 적어도 1Ω-㎝의 저항율을 갖는 재료를 나타내며, 전기저항성 재료 및 전기절연성 재료를 포함한다. 이들 분류는 10 volt/㎛ 이하의 전계에서 결정된다.
대략 일정한 두께를 갖는 대략 편평한 비천공 항목에서, 항목의 두께에 수직인 특정한 측면방향에서의 항목의 평균 크기는 항목과 동일한 측면 면적을 점유하고, 상기 특정 방향으로 연장되는 직사각형의 길이 또는 너비를 갖는 항목의 형상과 거의 가장 정합되는 (정사각형을 포함한) 직사각형의 너비 또는 길이가 된다. 이 항목의 평균 크기는 항목이 그에 수직인 방향보다 특정 방향에서 더 큰 크기를 갖는 경우 직사각형의 길이가 된다. 유사하게, 항목의 평균 크기는 항목이 그에 수직인 방향보다 특정 방향에서 더 작은 크기를 갖는 경우 직사각형의 너비가 된다.
도 1은 그 전자충돌 세기가 본 발명에 따라 제어될 수 있는 전계 방출 평면 CRT 디스플레이(종종 전계방출 디스플레이라고 함)를 나타내고 있다. 도 1의 전계방출 디스플레이는 전자방출 백플레이트 구조체(10), 광방출 페이스플레이트 구조체(12) 및 디스플레이상에 가해지는 외부 힘에 저항하고 플레이트 구조체(10, 12) 사이에 거의 일정한 간격으로 유지되도록 플레이트 구조체(10, 12) 사이에 배치된 스페이서 시스템을 포함한다. 도 1의 FED에서, 스페이스시스템은 대개 비교적 평 평한 벽으로 형상화된 측면 분리된 스페이서(14)로 구성된다. 각각의 스페이서 벽(14)은 도 1의 평면에 대개 수직으로 연장된다. 플레이트 구조체(10, 12)는 스페이서 벽(14)이 배치되는 높은 진공 밀폐된 용기(16)를 형성하기 위해 고리형상 외벽(도시되지 않음)을 통해 함께 연결된다.
백플레이트 구조체(10)는 용기(16)와 맞대고 있는 거의 동일한 측면 분리된 전자방출영역(20)의 열 및 행의 2차원 행렬을 포함한다. 전자방출영역(20)은 플레이트 구조체(10)의 전기적 절연 백플레이트(따로 도시하지 않음)위에 놓여 있다. 각각의 전자방출영역(20)은 일반적으로 원뿔형, 필라멘트형 또는 임의로 형상화된 입자 등의 여러 방법으로 형상화된 복수의 전자방출소자로 구성된다. 플레이트 구조체(10)는 또한 영역(20)에 의해 방출된 전자를 집속하는 시스템(따로 도시하지 않음)을 포함한다.
행 방향은 도 1에서 도 1의 평면에 평행하게 수평으로 연장된다. 따라서, 도 1은 전자방출영역(20)의 행을 도시한다. 열 방향은 도 1의 평면으로 연장된다. 도 1의 방위에서, 스페이서 벽(14)은 열 방향에서 측면으로 연장된다. 각각의 스페이서 벽(14)은 백플레이트 구조체(10)(의 외부 표면)에 대개 수직으로 보이는 바와 같이 영역(20)의 한 쌍의 열 사이에서 백플레이트 구조체(10)와 접촉한다. 각각의 연속적인 쌍의 벽(14)은 영역(20)의 다수의 열에 의해 분리된다.
페이스플레이트 구조체(12)는 인과 같은 광방출재료로 형성된 거의 동일한 측면 분리된 광방출소자(22)의 열와 행의 2차원 행렬을 포함한다. 광방출소자(22)는 플레이트 구조체(12)의 투명한 전기적 절연 페이스플레이트(따로 도시하지 않 음)윙 놓여 있다. 각각의 전자방출소자(22)는 전자방출영역(20)의 대응하는 한 영역에 바로 대향하여 배치된다. 따라서, 각각의 스페이서 벽(14)은 페이스플레이트 구조체(12)(의 내부 표면)에 대개 수직으로 보이는 바와 같은 한 쌍의 소자(22) 사이에서 페이스플레이트 구조체(12)에 접촉한다. 소자(22)에 의해 방출된 광은 페이스플레이트 구조체(12)의 외부 표면에서 디스플레이의 가시면상에 필요한, 대개 시간에 따라 변화 가능한 이미지를 형성한다.
도 1의 FED는 흑백 또는 컬러 디스플레이가 될 수 있다. 각각의 광방출소자(22) 및 대응하는 전자방출영역(20)은 흑백인 경우에 화소를 형성하고 컬러인 경우에 부화소를 형성한다. 컬러화소는 일반적으로 3개의 부화소, 즉 적색용, 녹색용, 청색용 부화소로 구성된다. 각각의 화소는 디스플레이의 이미지의 도트를 제공한다. 따라서, 각각의 소자(22)에 의해 방출된 광은 흑백 구현에서 이미지 도트 또는 컬러 구현에서 이미지 도트의 일부를 생성한다.
대개 흑색 재료인 어두운 경계영역(24)은 페이스플레이트상의 광방출영역(22)의 각각을 측면으로 둘러싸고 있다. 경계영역(24)은 블랙매트릭스로 나타낸다. 광방출소자(22)와 비교하여, 블랙매트릭스(24)는 백플레이트 구조체(10)내 영역(20)으로부터 방출된 전자가 충돌하는 경우 실질적으로 광이 방출하지 않는다. 페이스플레이트 구조체(12)는 블랙 매트릭스(24) 및 광방출 영역(22)에 의해 점유되는 측면 면적으로 구성되는 활성면적을 갖는다.
구성요소(22, 24)에 추가하여, 페이스플레이트 구조체(12)는 구성요소(22, 24)의 위 또는 아래에 배치된 애노드(따로 도시하지 않음)를 포함한다. 표시동작 동안, 애노드는 전자를 광방출소자(22)로 끌어당기는 전위를 제공한다.
도 2는 FED의 컬러처리를 위한 페이스플레이트 구조체(12)상의 광방출소자(22)의 예시적인 배치도를 나타낸다. 도 2의 문자 "R", "G", "B"는 각각 적색, 녹색, 및 청색광을 방출하는 소자(22)를 표시한다. 도 2에서, 행방향은 수평으로 연장되고 따라서 열방향은 수직으로 연장된다. 행의 모든 소자(22)는 동일한 색의 광을 방출한다. 일반적으로 정사각형인 각각의 컬러 화소는 소자(22)의 열의 3개 연속적인 소자(22)를 포함한다.
각각의 광방출소자(22)는 행방향 길이(lL), 및 열방향 너비(wL)를 갖고, 소자 길이(lL)는 소자 너비(wL)보다 크다. 행방향에서 각각의 연속적인 쌍의 소자(22)는 행방향에서의 크기(lB)의 블랙매트릭스 행 스트립에 의해 분리된다. 열방향에서, 각각의 연속적인 쌍의 소자(22)는 열방향에서 크기(wB)의 블랙매트릭스 행 스트립에 의해 분리된다. 스페이서 벽(14)의 각각은 행방향에서 근사 두께(tS)를 갖는다. 각각의 스페이서 벽(14)은 소자(22)의 2개의 가장 가까운 열로부터 대략 같은 거리에 있도록 블랙매트릭스 열 스트립의 중간상에 배치된다.
디스플레이 동작동안, 전자방출영역(20)은 페이스플레이트 구조체(12)를 향해 선택적으로 이동하는 전자를 방출하도록 제어된다. 각각의 영역(20)에 의해 방출된 전자는 대개 대응하는 광방출소자(22)에 충돌하여, 광을 방출하도록 한다. 도 1의 항목 "26"은 영역(20)중의 하나로부터 대응하는 소자(22)로 움직이는 일반 적인 전자의 궤도를 나타낸다. 일부 전자는 블랙매트릭스(24)와 같은 디스플레이의 다른 부분에 변화없이 충돌한다.
특정 영역(20)으로부터 방출된 후 페이스플레이트 구조체(12)에 부딪히는 전자는 전자충돌 위치의 측면 위치에 따라 변화하는 전자충돌 세기(또는 국소 전류밀도)(IE)로 플레이트 구조체(12)에 충돌한다. 전자충돌 세기(IE)의 단위는 전류단위/단위면적, 예를 들어 A/㎡가 된다. 도 2의 배치도는 x와 y좌표가 각각 행과 열방향으로 연장되는 xy좌표계에 대해 도시하고 있다. 전자충돌 세기(IE)는 x와 y의 함수가 된다. 각각의 특정 영역(20)에 의해 방출된 전자에서, 전자충돌 세기(IE(x, y))는 x,y축을 따른 그 위치(xE, yE)가 다음과 같이 주어지는 중심을 갖는다:
Figure 112001000260968-pct00001
Figure 112001000260968-pct00002
여기서 AA는 페이스플레이트 구조체(12)의 활성면적이다.
특정 영역(20)으로부터 방출된 전자가 충돌할 때, 대응하는 소자(22)는 x, y 함수인 광방출세기(IL)로 광을 방출한다. 광방출세기(IL)의 단위는 광단위/단위면적, 예를 들어 ㏐/㎡가 된다. 각각의 광방출소자(22)에서, 광방출세기(IL(x, y))는 x, y축을 따른 그 위치(xE, yE)가 다음과 같이 주어지는 중심을 갖는다:
Figure 112001000260968-pct00003
Figure 112001000260968-pct00004
여기서 AL는 광방출소자(22)의 측면면적이다. 도 2를 참조하면, 소자 면적(AL)은 lLwL와 동일하다.
전자충돌 세기(IE)가 (크기가) 비교적 낮을 경우, 광방출 세기(IL)는 각각의 광방출소자(22)의 면적(AL)상의 전자충돌 세기(IE)에 거의 비례한다. 따라서, 낮은 전자충돌 세기(IE)에서, 수학식 3 및 수학식 4는 다음과 같이 수정될 수 있다:
Figure 112001000260968-pct00005
Figure 112001000260968-pct00006
전자충돌 세기(IE)가 높게 될 때 각각의 광방출소자(22)의 포화가 발생된다. 광방출 세기(IL)는 광방출 포화에 가까워지면서 광방출세기(IL)는 전자충돌 세기(IE)보다 좀더 느리게 증가한다. 전자충돌 세기(IE)가 높은 경우 수학식 5 및 수학식 6이 상당한 근사값이 되지 않을 수도 있지만, 본 발명의 이론은 높은 값의 세기(IE)에서 적용된다.
스페이서 벽(14)을 따른 전위 전계는 플레이트 구조체(10, 12) 사이의 자유공간에, 즉 벽(14)의 부재시 동일한 위치에 존재하는 전위 전계와 일반적으로 다르다. 따라서, 벽(14)은 백플레이트 구조체(10)에서 페이스플레이트 구조체(12)로의 전자 이동에 영향을 준다. 벽(14)이 구성되는 방법에 따라서, 전자는 가장 가까운 벽(14)을 향해, 또는 벽에서 떨어져 회절될 수 있다. 벽에서 발생하는 전자 회절의 크기는 벽(14)에 가장 가까운 영역(20)으로부터 방출되는 전자에서 대개 더 크다. 벽에서 발생하는 회절의 방향 및 크기에 따라서, 벽(14)의 존재는 일부 전자가 블랙매트릭스(24)와 벽(14) 자체에 충돌하도록 할 수 있다. 전자 회절은 또한 플레이트 구조체(10, 12)의 잘못된 정렬, 전자 포커싱 시스템의 잘못된 정렬, 및 벽(14) 자치의 잘못된 정렬 등의 다양한 형태의 디스플레이 제조 에러로부터 발생 될 수 있다.
스페이서 시스템에 의해 발생된 전자 회절 또는/및 상기 디스플레이 제조 에러의 1차 효과는 각각의 광방출소자(20)에서 전자충돌 중심위치(xE, yE), 및 광방출 중심위치(xL, yL)를 결과적으로 이동시킨다는 점에서 용이하게 평가될 수 있다. I E 중심에 이동이 전혀 없고 따라서 IL 중심에서도 이동이 없는 상황에서, xEU, yEU , xLU, yLU가 각각 중심위치(xE, yE, xL, yL )의 값을 각각 나타낸다고 하자. 유사하게, IE 중심에서 이동이 발생하여 IL 중심에서도 이동이 발생하는 경우, xES, yES, xLS, yLS가 각각 중심위치(xE, yE, xL, yL)의 값을 각각 나타낸다고 하자. 중심위치(xE, yE, xL, yL)에서의 이동량(ΔxE, ΔyE, ΔxL , ΔyL)은 각각 다음과 같이 주어진다:
Figure 112001000260968-pct00007
Figure 112001000260968-pct00008
Figure 112001000260968-pct00009
Figure 112001000260968-pct00010
보편적이 되도록, 행(x)과 열(y)방향을 각각 제 1 방향과 추가 방향이라고 하자. 중요한 파라미터는 제 1(x) 방향에서의 이동에 대한 광방출 중심이동(ΔxL) 대 전자충돌 중심이동(ΔxE)의 비율(RP)이다. 다른 중요 파라미터는 추가(y) 방향에서의 이동에 대한 광방출 중심이동(ΔyL) 대 전자충돌 중심이동(ΔyE)의 비율(RF)이다. 제 1 중심이동 비율(RP) 및 추가 중심이동 비율(RF)은 다음과 같다:
Figure 112001000260968-pct00011
Figure 112001000260968-pct00012
여기서 이동된 중심위치(xES, xLS, yES, yLS) 및 이동되지 않은 중심위치(xEU, xLU, yEU, yLU)는 수학식 1과 2 및 수학식 3과 4 또는 낮은 전자충돌 세기(I E)에서 수학식 5와 6으로부터 결정된다. 이동비율(RP, RF)은 전자충돌 중심이동량(ΔxE , ΔyE)에 따라서, 그리고 광방출 중심이동량(ΔxL, ΔyL)에 따라서 각각 변화한다.
도 2에 도시된 바와 같이 대개 직사각형 형상으로 구성된 광방출소자(22)를 갖고, 비교적 균일한 전자방출밀도를 갖는 대응하는 대개 직사각형 형상으로 측면으로 구성된 전자방출영역(20)을 가지며, 도 1에 도시된 바와 같이 일반적으로 배치되는 베이스라인 컬러 FED를 생각해 보자. 베이스라인 FED의 분석은 페이스플레이트 구조체(12)가 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 대충 종 형 상인 세기 프로파일을 갖는다는 것을 표시한다. 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b의 각각에서의 세기는 특히 전자충돌 세기(IE)이다. 광방출소자(22)에 대응하는 영역내에서, 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b에서의 세기는 또한 일반적으로 낮은 전자충돌 세기(IE)에서의 광방출세기(IL)를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b는 전자충돌 세기(IE)가 베이스라인 FED내 스페이서 벽(14)에 가장가까운 광방출소자(22)를 통과하여 x(제 1)방향으로 연장되는 적당한 위치를 따른 좌표(x)에 따라 변화하는 방법을 도시한다. 상기 소자(22)는 본 명세서에서 벽에 인접하는 소자(22)로 나타낸다. 도 2에서 사용된 방위를 참조하면, 도 3a 및 도 3b의 항목(x3, x4)은 각각 벽에 인접하는 소자(22)의 왼쪽 및 오른쪽 가장자리의 x위치가 된다. 항목(x1, x2)은 벽에 인접하는 소자(22)에 가장 가까운 스페이서 벽(14)의 왼족 및 오른쪽 측부의 x위치가 된다. 항목(x0)은 상기 벽(14)의 대향측상의 가장 가까운 광방출소자(22)의 오른쪽 가장자리의 x위치가 된다.
도 3a는 전자충돌 중심위치(xE)에서 전혀 이동이 없는 상황을 나타낸다. 도 3b는 스페이서 벽(14)의 존재로 인해 중심위치(xE)를 이동시키는 상황을 나타낸다. 도 3a 및 도 3b는 전자충돌 세기(IE)가 벽에 인접하는 광방출소자(22)에서 그 최대 크기에 도달하는 지점을 통과하는 위치를 따라 취해진다. 중심위치(xE, yE)의 이동이 없는 상황에서, 최대 IE 크기는 일반적으로 벽에 인접하는 소자(22)의 중앙(면적 중심)에서 대체로 발생한다. 따라서, 도 3a는 페이스플레이트 구조체(12)(의 외부 표면)에 대개 평행한 도 2의 벽에 인접하는 소자(22)의 중앙을 통과해 x방향으로 연장되는 가상 평면(30)을 따른 세기(IE)의 변화를 도시한다.
xE 중심 이동이 발생하는 경우, 최대 IE 크기의 위치는 전자충돌 중심이동량 ΔxE와 거의 동일한 양만큼 x방향으로 이동된다. 만일 중심위치(yE)에 동시에 이동이 발생하는 경우, 최대 IE 크기의 위치는 또한 전자충돌 중심이동량 ΔyE과 거의 동일한 양만큼 y방향으로 이동된다. 이러한 이유때문에, 도 3b는 페이스플레이트 구조체(12)에 일반적으로 수직인 도 2의 벽에 인접하는 소자(22)를 통과해 x방향으로 연장되는 다른 가상평면(30*)을 따른 세기(IE)의 변화를 도시한다. 평면(30*)은 중심이동량(ΔyE)과 거의 동일한 거리만큼 평면(30)에 대해 수직으로 이동된다. 이동량(ΔyE)이 0이 된다면, 평면(30, 30*)은 도 3a 및 도 3b 모두가 취해지는 단일 평면이 된다. 평면(30, 30*)은 도 2에서 직선으로 나타난다.
베이스라인 FED에서 xE 이동이 없는 상황에서 도 3a의 종 형상 세기 프로파일은 벽에 인접하는 소자(22)의 왼쪽 및 오른쪽 가장자리에서 위치(x3, x4)에 대해 비교적 대칭이 된다. 따라서, 벽에 인접하는 소자(22)에서 이동되지 않은 중심위치(xEU, xLU)는 모두 가장자리 위치(x3, x4) 사이의 중간, 즉 도 3a에서 세기 곡선의 거의 피크에서 거의 발생한다. 이 지점은 x축을 따른 xU 중심위치로 표시된다.
베이스라인 FED에서의 xE 이동이 있는 상황에서 도 3b의 세기 프로파일은 도 3a의 세기 프로파일의 형상과 유사하지만 상기한 디스플레이 제조 에러 발생 및/또는 스페이서 벽(14)의 존재에 의해 발생되는 전자 회절로 인해 이동된 종 형상을 갖는다. 도 3b에 도시되어 있지 않지만, 도 3b의 이동된 종 형상은 벽(14)에 좀 더 가까운 전자 궤도가 벽(14)으로부터 좀더 멀리 있는 전자 궤도보다 벽(14)의 존재에 의해 좀더 영향을 받기 때문에 약간 왜곡된다.
도 3a 및 도 3b의 각각의 세기 곡선 아래에서 큰 단편 면적이 가장자리 위치(x3, x4) 사이에서 발생한다. 이것과 위치(x3, x4) 사이의 곡선 부분의 첨두 특성의 결과로, 도 3b에서 이동된 광방출 중심위치(xLS)를 판정하기 위해 벽에 인접하는 소자(22)의 면적(AL)상에서 수학식 3에서 처리된 적분은 전자충돌 중심 이동량(ΔxE)의 크기가 입력하는 전자의 상당한 부분, 예를 들어 25% 이상이 벽에 인접하는 소자(22)에서 손실하는 것을 방지하고, 불충분한 전자-광 변환을 발생시키기에 충분히 작다면 도 3b의 이동된 전자충돌 중심위치(xES)를 판정하기 위해서 수학식 1에서 처리된 보다 넓은 면적 적분과 거의 동일한 값을 산출한다. 도 3b의 세기 곡선에 대한 광방출 중심이동량(ΔxL)은 전자충돌 중심이동량(ΔxE)보다 약간 작은 크기를 갖는다. 따라서, 제 1 중심이동비율(RP)은 ΔxE 크기가 전자를 광으로 변환할 때 상당히 효율적 동작을 할 정도로 충분히 작다면 베이스라인 FED에서 1보다 약간 작지만 상당히 1에 근접한다.
다시 말해서, 상기 제조 에러의 발생 및/또는 스페이서 벽(14)의 존재로 인해 발생되는 전자 회절은 베이스라인 FED내 벽에 인접하는 소자(22)로부터 방출되는 광의 중심이 벽에 인접하는 소자(22)에 충돌하려고 하는 전자의 중심만큼 거의 x방향으로, 즉 벽(14)에 수직으로 이동하도록 한다.전자 회절의 크기가 가장 인접한 벽(14)에 가장 자까운 광방출소자(22)로부터 방출된 전자에서 일반적으로 더 크기 때문에, 광방출중심의 이동은 일반적으로 광방출 중심의 열 사이의 간격이 균일하지 않도록 만든다. 또한, 만일 벽(14)에 의해 발생된 전자 회절의 크기가 시간에 따라 변한다면, 광방출중심 위치는 시간에 따라 변화한다. 따라서, 광방출중심의 열은 앞뒤로 움직인다. 상기 효과 모두는 베이스라인 FED에 의해 제공된 이미지를 저하시킨다.
도 4a 및 도 4b는 전자충돌 세기(IE)가 베이스라인 FED에서 벽에 인접하는 소자(22)를 통과해 y(추가) 방향으로 연장되는 적당한 위치를 따른 좌표(y)에 따라 변화하는 방법을 도시한다. 다시 도 2에 사용된 방위를 참조하면, 도 4a 및 도 4b의 항목(y1, y2)은 각각 벽에 인접하는 소자(22)의 하부 및 상부 가장자리의 y위치가 된다. 항목(y0)은 인접한 광방출소자(22)중의 하나의 상부 가장자리의 y위치이다.
도 4a는 전자충돌 중심위치(yE) 이동이 없는 상황을 나타낸다. 도 4b는 중심위치(yE)가 이동되는 상황을 나타낸다. 도 3a 및 도 3b와 유사하게, 도 4a 및 도 4b는 전자충돌 세기(IE)가 벽에 인접하는 광방출소자(22)에서 그 최대 크기에 도달하는 지점을 통과하는 위치를 따라 취해진다. "xE"가 이동하지 않는 경우 최대 IE 크기가 일반적으로 벽에 인접하는 소자(22)의 중앙에서 대체로 발생하기 때문에, 도 4a는 페이스플레이트 구조체(12)(의 외부 표면)에 대개 수직인 도 2의 벽에 인접하는 소자(22)의 중앙을 통과해 y(추가) 방향으로 연장되는 가상 평면(32)을 따른 세기(IE)의 변화를 도시한다.
상기한 바와 같이, 중심위치(xE) 이동의 발생은 최대 IE 크기의 위치가 대략 중심이동량(ΔxE)만큼 x방향으로 이동되도록 한다. 따라서, 도 4b는 페이스플레이트 구조체(12)에 일반적으로 수직인 도 2의 벽에 인접하는 소자(22)를 통과해 y방향으로 연장되는 가상평면(32*)을 따른 세기(IE)의 변화를 도시한다. 평면(32*)은 중심이동량(ΔxE)과 거의 동일한 거리만큼 평면(32)에 대해 수직으로 이동된다. 평면(30, 30*)은 도 2에서 직선으로 나타난다.
베이스라인 FED에서, y방향에서의 중심 이동 특성은 x방향에서와 매우 유사하다. 벽에 인접하는 소자(22)에서 이동되지 않은 전자충돌 중심위치(yEU)는 도 4a에서 종 형상인 세기 프로파일의 거의 피크에서 발생한다. 이 지점은 y축을 따른 위치(yU)로 표시된다. 이동되지 않은 중심위치(yLU, yEU)는 거의 동일하다.
베이스라인 FED에서 임의의 yE 중심 이동이 발생한다면, 이동된 광방출 중심 위치(yLS)는 전자충돌 중심이동량(ΔyE)의 크기가 입력되는 전자의 상당한 부분을 손실하는 벽에 인접하는 소자(22)에 의해 발생된 비효율적인 동작을 피하기에 충분히 작은 경우 도 4b에 도시된 바와 같이 이동된 전자충돌 중심위치(yES)에 매우 가깝게 된다. 광방출 중심이동량(ΔyL)은 전자충돌 중심이동량(ΔyE)보다 약간 작은 크기를 갖는다. 따라서 또한, 중심이동비율(RF)은 ΔyE 크기가 상당히 효율적인 전자-광 변환을 하기에 충분히 작은 경우 1보다 약간 작지만 거의 1에 가깝게 된다. 상대적 중심이동비율(RP/RF)은 ΔxE 및 ΔyE 크기가 모두 베이스라인 FED에서 충분히 작아서 광이 상당히 효율적으로 변환되는 경우 베이스라인 FED에서 대략 1이 된다.
도 5a 및 도 5b는 상기한 타입의 디스플레이 제조 에러 및/또는 스페이서 벽(14)의 존재와 같은 효과로부터 발생하는 전자 회절에 기인한 이미지 저하를 실질적으로 감소시키기 위해서 도 1 및 도 2의 FED에 대해 본 발명에 따라 x(제 1)방향에서 세기 프로파일 형상화가 수행되는 방법을 도시한다. 도 5a 및 도 5b의 세기 프로파일은 비교를 위해 베이스라인 FED에 대해 대체로 도 3a 및 도 3b와 동일한 페이스플레이트 구조체(12)상의 위치를 따라서 각각 취해진다. 그러므로, 도 5a는 전자충돌 세기(IE)가 벽에 인접하는 광방출소자(22)의 중앙을 통과해 x방향으로 연장되는 평면(30)을 따라 어떻게 변화하는가를 도시한다. 도 5b는 벽에 인접하는 소자(22)를 통과해 x방향으로 연장되는 평면(30*)을 따른 IE의 변화를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 x방향에서의 세기 프로파일이 도 5a 및 도 5b에서 도시된 바와 같이 대개 형상화되는 경우 도 1과 도 2의 FED에 대한 y(추가) 방향에서의 세기 프로파일을 도시한다. 도 6a 및 도 6b의 세기 프로파일은 비교 목적으로 베이스라인 FED에서 대체로 도 4a 및 도 4b와 동일한 위치를 따라 각각 유사하게 취해진다. 따라서, 도 6a는 전자충돌 세기(IE)가 벽에 인접하는 소자(22)의 중앙을 통과해 y방향으로 연장되는 평면(32)을 따라 어떻게 변화하는가를 도시한다. 도 6b는 벽에 인접하는 소자(22)를 통과해 y방향으로 연장되는 평면(32*)을 따른 IE 변화를 도시한다.
도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b에서와 같이, 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b에서의 세기는 특히 전자충돌 세기(IE)이다. 광방출소자(22)에 대응하는 영역내에서, 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b에서의 세기는 또한 일반적으로 전자충돌 세기(IE)의 값이 비교적 낮은 경우 광방출 세기(IL)를 나타낸다.
도 5a 및 도 6a는 각각 xE 및 yE 중심이동이 없는 각각의 상황에서의 IE분포를 나타낸다. 벽에 인접하는 소자(22)가 스페이서 벽(14)에 가깝게 있기 때문에, 정확한 0-xE 이동 상황은 일반적으로 벽에 인접하는 소자(22)에서 발생하지 않는다. 0-xE 이동 상황은 벽에 인접하는 소자(22)에서 여러 가지 방법으로 간접적으로 점검될 수 있다. 한가지 방법은 모형에 없는 스페이서 벽(14)을 갖는 적절한 컴퓨터 모형화를 수행하는 단계를 포함한다. 또다른 방법은 기준소자(22)에 충돌하는 전 자의 궤도에 대한 상기 제조 에러 및/또는 벽(14)의 효과가 작도록 벽(14)으로부터 멀리 배치된 기준 광방출소자(22)를 점검하는 것이다. 기준소자(22)는 예를 들어 2개 연속적인 벽(14) 사이에 거의 같은 거리에 위치될 수 있다.
도 5b는 상기 디스플레이 제조 에러의 발생 및/또는 스페이서 벽(14)의 존재로부터 발생하는 전자 회절이 중심위치(xE)의 이동을 발생시키는 상황을 나타낸다. 도 6b는 중심위치(yE)가 이동되는 상황을 나타낸다. 벽(14)은 일반적으로 상당한 yE 중심이동을 발생시키지 않는다. 따라서, 도 6b에 도시된 yE 이동은 제조 에러로부터 발생하는 잘못된 정렬 등의 또 다른 효과에 의해 발생되거나, 또는 일부 효과에 기인해 IE 중심이 y방향으로 이동하는 방법을 단순하게 표시한다.
도 5a의 세기 프로파일은 도 3a의 베이스라인 종 형상 세기 프로파일보다 훨씬 평평하고, 양쪽 프로파일 모두 중심(xE)이 이동되지 않은 상황에 적용된다. 도 5a의 더 평평한 세기곡선은 전자방출영역(20)의 전자방출 밀도 및/또는 측면 형상을 적절하게 조정 및/또는 전자 포커싱 시스템에 의해 제공된 집속에 의해 실현된다.
도 5a의 세기 프로파일의 평탄도는 가장자리 위치(x3)로부터 가장자리 위치(x4)까지 벽에 인접하는 소자(22)의 길이(lL)를 따른 전자충돌 세기(IE)의 표준편차(σI)에 대해 정량화될 수 있다. 도 5a의 세기 곡선이 x방향에서 벽에 인접하는 소자(22)의 중앙을 통과해 이어지는 평면(30)을 따라 취해지고, 벽에 인접하는 소자(22)의 x방향 중앙선을 따른 표준편차(σI)가 가장자리 위치(x3, x4) 사이의 상기 소자(22)의 x방향 중앙선을 따른 전자충돌 세기(IE)의 평균값(IEA)의 20% 이하가 된다는 사실에 유의해야 한다. 이러한 관계는 0의 xE 중심이동의 상황에 적용된다.
도 5a에서 x방향의 세기 프로파일은 표준편차(σI)가 감소함에 따라서 더 평평해진다. xE 이동이 없는 상황에서, 벽에 인접하는 소자(22)의 x방향 중앙선을 따른 표준편차(σI)는 대개 상기 소자(22)의 x방향 중앙선을 따른 평균 전자충돌 세기(IEA)의 10% 이하, 좀더 적절하게 5% 이하가 된다. 벽에 인접하는 소자(22)의 x방향 중앙선에 대해 특별히 제공된 상기 평탄도 기준은 일반적으로 x방향에서 상기 소자(22)를 통해 연장되는 임의의 직선을 따라 적용된다.
도 5a의 IE 세기 프로파일은 또한 위치(x3, x4)에서 벽에 인접하는 소자(22)의 가장자리를 약간 넘는 x방향에서의 향상된 평탄도를 갖는다. 벽에 인접하는 소자(22) 외부의 향상된 x방향 세기 평탄도는 x방향에서 상기 소자(22)로부터 떨어진 지정 연장거리(l0)상에서의 전자충돌 세기(IE)의 평균값(IEO)에 대해 정량화될 수 있다. 도 5a에서, 벽에 인접하는 소자(22)의 x방향 중앙선을 통한 선(30)을 따른 연장 거리(l0)는 가장자리 위치(x3)로부터 위치(x3)전의 위치(xA)까지, 또는 가장자리 위치(x4)로부터 위치(x4)뒤의 위치(xB)까지의 거리가 된다. xE 중심이동이 없는 상황에서 벽에 인접하는 소자(22)의 x방향 중앙선을 따라서, 평균 외부 전자충돌 세 기(IEO)는 연장거리(lO)가 상기 소자(22)의 길이(lL)의 적어도 10%인 경우 평균 내부 광충돌 세기(IEA)의 적어도 50%가 된다. xE 중심이동이 없는 상황에서 벽에 인접하는 소자(22)의 x방향 중앙선을 따라서, 평균 외부 세기(IEO)는 거리(l0)가 소자 길이(lL)의 적어도 10%인 경우 평균 내부 세기(IEA)의 적어도 80%가 된다.
벽에 인접하는 소자(22)에 대응하는 영역(20)에 의해 방출된 전자에 대한 전자충돌 세기(IE)는 xE 중심이동이 없는 상황 및 또한 일반적인 최대 xE 이동까지 x E 중심 이동한 상황에서, x방향에서 즉 동일한 행에서 가장 가까운 광방출소자(22) 각각에 도달하기전에 거의 0까지 하락된다. 벽에 인접하는 소자(22)에 대응하는 영역(20)으로부터 방출된 전자가 전자충돌 중심이동량(ΔxE)이 높은 값에 도달하는 경우 동일한 컬럼에서 각각의 가장 가까운 전자방출소자(22)에 충돌하지 않는 것이 대개 바람직하다. 그러나, 동일한 행의 소자(22)가 모두 동일한 컬러의 광을 방출하기 때문에 동일한 행에서 가장 가까운 광방출소자(22)의 가끔 의도하지 않은 전자 충돌은 대개 허용할 수 있다.
어떤 경우에, 전자충돌 세기(IE)는 일반적으로 xE 중심이동이 없는 상황에서 x방향에서 벽에 인접하는 소자(22)로부터 떨어진 지정 유효 종단거리(lT)에 도달하기 전에 평균 내부 세기(IEA)의 10% 이하까지 떨어진다. 도 5a에서, 벽에 인접하는 소자(22)의 x방향 중앙선을 통과하는 평면(30)을 따른 종단거리(lT)는 가장자리 위치(x3)로부터 위치(x3)전의 위치(xC)까지, 또는 가장자리 위치(x4 )로부터 위치(x4)뒤의 위치(xD)까지의 거리가 된다. 거리(lT)는 x방향에서 각각의 가장 가까운 전자방출소자(22)가지의 거리(lB)의 대개 80% 이하, 적절하게 50% 이하, 좀더 적절하게 30% 이하가 된다. 거리(lT)를 비교적 작게 함으로써, 전자를 광으로 변환하는 효율성은 x방향에서 비교적 높다.
도 5a의 세기 프로파일은 벽에 인접하는 소자(22)의 왼쪽 및 오른쪽 가장자리에서의 위치(x3, x4)에 대해 비교적 대칭이 된다. 세기 프로파일의 이러한 대략적 대칭성 및 비교적 평평한 특성때문에, 이동되지 않은 중심위치(xEU, xLU) 모두는 가장자리 위치(x3, x4) 사이의 대략 중간인 위치(xU)에서 발생한다. 도 5a의 세기 곡선의 평탄도는 도 3a의 세기 프로파일에서 발생하기 보다는 대개 부딪히는 전자가 위치(xU)로부터 좀더 떨어진 벽에 인접하는 소자(22)에 충돌하기 때문에 향상된다.
xE 중심이동의 상황에서 도 5b의 세기 프로파일은 도 5a와 유사한 평평한 형상을 갖지만 상기한 디스플레이 제조 에러 및/또는 스페이서 벽(14)에 의해 발생된 전자 회절로 인해 이동된다. 도 5b에서 오른쪽에 도시되었지만 xE 중심이동은 오른쪽 또는 왼쪽에 있을 수 있다. 평탄도의 증가로 인해, 도 5b의 가장자리 위치(x3, x4) 사이의 곡선부분은 전자충돌 중심이동량(ΔxE)이 너무 크기 않다면 도 5a의 위치(x3, x4) 사이의 곡선부분과 대체로 동일하다. 따라서, 광방출 중심위치(xL )를 판정하기 위해 벽에 인접하는 소자(22)의 면적(AL)상에서 수학식 3을 이용하여 처리된 적분은 이동되지 않은 값(xLU) 및 이동된 값(xLS)에 대해 비교적 근접한 값을 생성한다. 따라서, 도 5b의 세기 곡선에 대한 광방출 중심이동량(ΔxL)은 ΔxE 크기가 매우 크지 않다면 다시 전자충돌 중심이동량(ΔxE)보다 훨씬 적은 크기를 갖는다.
특히, 본 명세서에서 제 1 중심이동비율(RP)은 중심이동량(ΔxE)의 크기가 0에서 벽에 인접하는 소자(22)의 길이(lL)의 적어도 2%까지의 제 1 이동범위내에 있는 경우 대개 0.5 이하가 된다. 벽에 인접하는 소자(22)가 일반적으로 직사각형이지만, 비직사각형 형상을 가질 수 있다. 길이(lL)가 x방향에서 벽에 인접하는 소자(22)의 평균크기가 되고, 이동비율(RP)에 대한 일반적인 요구가 xE 크기가 x(제 1)방향에서 0부터 벽에 인접하는 소자(22)의 평균크기의 적어도 2%까지의 제 1 이동범위내에 있는 경우 0.5 이하가 되어야 한다는 사실에 유의해야 한다.
제 1 중심이동비율(RP)은 대개 ΔxE 크기가 제 1 이동범위내에 있는 경우 0.35 이하, 좀더 적절하게 0.25 이하가 된다. 제 1 이동범위의 상위값은 x방향에서 벽에 인접하는 소자(22)의 평균크기의 대개 적어도 5%, 좀더 적절하게 적어도 10%가 된다. 길이(lL)가 대략 200㎛인 일반적인 상황에서, 2%, 5%, 10% 지점에서 의 제 1 이동범위는 각각 약 4, 10, 20㎛가 된다.
간단하게, 스페이서 벽(14)의 존재와 같은 효과가 xE 중심이동을 발생시키는 경우, 도 5a의 세기 프로파일의 사용은 xE 이동보다 상당히 작은 광방출 xL 중심이동을 발생시킨다. 광방출중심의 열 사이의 비균일한 간격 및 광방출중심의 열의 전후이동과 관련된 상기 문제점은 도 5a의 세기 프로파일에서 대체로 완화된다.
yE 중심이동이 없는 상황에서 도 6a의 세기 프로파일은 피크 세기 크기가 도 4a에서보다 도 6a에서 더 낮다는 점을 제외하고 도 4a의 세기 프로파일과 매우 유사하다. 피크 세기 크기에서의 차이는 y방향에서의 중심이동 특성에 별로 영향을 미치지 않는다. 도 6a 및 도 6b와 도 4a 및 도 4b의 비교가 나타내는 바와 같이, 도 6a의 세기 프로파일에서 발생하는 y방향 중심이동 특성은 도 4a의 세기 프로파일에서 발생하는 특성과 매우 유사하다.
임의의 yE 중심이동이 도 6a의 프로파일에서 실제로 발생하는 범위까지, 이동된 광방출 중심위치(yLS)는 전자충돌 중심이동량(ΔyE)의 크기가 상당히 효율적인 전자-광 변환을 할 정도로 충분히 작다면 도 6b에 표시된 바와 같이 이동된 전자충돌 중심위치(yES)에 매우 근접하게 된다. 도 3b 및 도 4b의 종 형상 세기 프로파일에서 발생하는 것과 유사하게, 벽(14)에 더 가까운 전자가 벽(14)으로부터 좀더 멀리 있는 전자보다 벽(14)에 의해 좀더 영향을 받기 때문에 도 6b의 종 형상은 약간 왜곡된다(도 6b에 도시되지 않음). 광방출 중심이동량(ΔyL)은 다시 전자충돌 중심 이동량(ΔyE)보다 약간 작은 크기를 갖는다.
추가 중심이동비율(RF)은 1보다 약간 작지만 거의 1에 가까운 결과가 나온다. 이것은 물론 적당히 작은 크기를 갖는 전자충돌 중심이동량(ΔyE)에 속한다. 특히, 중심이동량(ΔyE)의 크기는 0부터 벽에 인접하는 소자(22)의 너비(wL)의 2% 이상까지의 추가 이동범위내에 있다. 벽에 인접하는 소자(22)가 비직사각형 형상을 가질 수 있는 한, 도 6a의 세기 프로파일에 대한 이동비율(RF)은 ΔyE 크기가 y(추가) 방향에서 0부터 벽에 인접하는 소자(22)의 평균크기의 2%까지의 추가 이동범위내에 있게 된다.
추가 이동범위의 상위값은 y방향에서 벽에 인접하는 소자(22)의 평균크기의 10% 이상이 될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 스페이서 벽(14)으로 인해 발생할 수 있는 임의의 yE 중심이동은 일반적으로 매우 작다. 따라서, 전자충돌 중심이동량(ΔyE)과 거의 동일한 크기인 광방출 중심이동량(ΔyL)으로 인한 상당한 이미지 저하는 발생하지 않는다. 표시된 조건하에서 1에 거의 가까운 추가 중심이동비율(RF)에서, 전자가 페이스플레이트 구조체(12)에 충돌한 결과인 광을 생성하는 y방향 효율성이 매우 높아진다.
중요하게, 도 5a, 6a의 복합 세기 프로파일에 대한 관련 중심이동비율(RP/RF)은 일반적으로 전자충돌 중심이동(ΔxE) 및 중심이동(ΔyE)의 크기가 각각 상기한 제 1 및 추가 이동범위내에 있는 경우 0.75 이하가 된다. 즉, ΔxE 크기가 x방향에서 0부터 벽에 인접하는 소자(22)의 평균 크기의 적어도 2%, 적절하게 적어도 5%, 좀더 적절하게 적어도 10%의 상위값까지의 범위에 있고, ΔyE 크기가 y방향에서 0부터 벽인접 소자(22)의 평균크기의 적어도 25, 잠재적으로 적어도 10%의 상위값까지의 범위에 있는 경우, 최대 RP/RF 값은 0.75가 된다. 이것은 제 1 중심이동비율(RP)이 1보다 상당히 작기 때문에 발생한다.
도 5a 및 도 6a의 복합 세기 프로파일에 대한 관련 중심이동비율(RP/RF)은 상기한 조건하에서 0.5 이하, 좀더 적절하게 0.35 이하가 된다. 따라서, 도 5a 및 도 6a의 복합 세기 프로파일은 벽(14)에 평행한 성능 특성에 역영향을 미치지 않고 스페이서 벽(14)을 향해, 또는 그로부터 떨어져 전자 회절로부터 발생할 수 있는 이미지 저하를 실질적으로 감소시킨다.
도 7a 및 도 7b는 상기한 형태의 제조 오차 및/또는 스페이서 벽(14)의 존재와 같은 영향으로 발생하는 전자 회절에 의해 발생되는 이미지 악화를 감소시키기 위해서 도 1 및 도 2의 FED에서 x(제 1)방향에서의 세기 프로파일 형상화가 도 5a 및 5b에 도시된 형상화를 넘어서 어떻게 연장되는가를 도시한다. 도 8a 및 도 8b는 일반적으로 x방향에서의 세기 프로파일이 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 형상화되는 경우 도 1 및 도 2의 FED에서 y(추가) 방향에서의 세기 프로파일을 도시한다. 도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b에서의 세기는 특히 전자충돌 세기(IE)이다. 광방출소자(22)에 대응하는 영역내에서, 도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b에서의 세기는 또한 일반적으로 전자충돌 세기(IE)가 그 값이 비교적 낮은 경우 광방출 세기(IL)를 나타낸다.
도 7a 및 도 7b의 세기 프로파일은 도 5a 및 도 5b와 동일한 페이스플레이트 구조체(12)에서의 각각의 위치를 따라서 취해지고, 그래서 도 3a 및 도 3b의 베이스라인 프로파일과 동일한 플레이트 구조체(12)에서의 각각의 위치를 따라서 취해진다. 따라서, 도 7a는 도 2의 벽에 인접하는 광방출소자(22)의 중앙을 통과해 x방향으로 연장되는 평면(30)을 따른 전자충돌 세기(IE)의 변화를 도시한다. 도 7b는 벽에 인접하는 소자(22)를 통과해 x방향으로 연장되는 평면(30*)을 따른 IE 변화를 도시한다. 상기한 바와 같이, 평면(30, 30*)은 대략 중심이동량(ΔyE)만큼 서로 수직으로 분리된다. 이동량(ΔyE)이 0이라면, 도 7a 및 도 7b는 평면(30*)을 평면(30)으로 병합하여 발생되는 동일한 x방향 평면을 따라 취해진다.
유사하게, 도 8a 및 도 8b의 세기 프로파일은 도 6a 및 도 6b와 동일한 페이스플레이트 구조체(12)내 각각의 위치를 따라서 취해지고, 그래서 도 4a 및 도 4b의 베이스라인 프로파일과 동일한 페이스플레이트 구조체(12)내 각각의 위치를 따라서 취해진다. 그러므로, 도 8a는 도 2의 벽에 인접하는 소자(20)의 중앙을 통과해 y방향으로 연장되는 평면(32)을 따른 전자충돌 세기(IE)의 변화를 도시한다. 도 8b는 벽에 인접하는 소자(22)를 통과해 y방향으로 연장되는 평면(32*)을 따른 IE 변 화를 도시한다. 상기한 바와 같이, 평면(32, 32*)은 대략 중심이동량(ΔxE)만큼 서로 수평으로 분리된다.
도 7a 및 도 8a는 xE 및 yE 이동이 없는 각각의 상황에서 본 발명에 따른 IE 분포를 나타낸다. 벽에 인접하는 소자(22)에서 일반적으로 발생하지 않는 xE 이동이 없는 상황에 대한 상기 기재는 도 7a의 IE 프로파일에 적용된다. 도 7b는 상기 디스플레이 제조 에러의 발생 및/또는 스페이서 벽(14)의 존재로부터 발생하는 전자 회절이 중심위치(xE)가 이동되도록 하는 상황을 나타낸다. 도 8b는 중심위치(yE)가 이동되는 상황을 나타낸다. 벽(14)이 대개 상당한 yE 이동을 발생시키지 않는 한, 도 8b에 도시된 yE 이동은 제조시 발생하는 정렬 오차 등의 하나 이상의 다른 영향으로부터 발생하거나, 또는 일부 결함으로 인해 y방향에서 세기(IE)가 이동되는 방법을 단순하게 표시한다.
xE 이동이 없는 상황에서 도 7a의 독창적인 세기 프로파일은 기본적으로 2개 험프(hump) 사이의 실질적인 국소최소를 갖는 이중 험프와 같이 형상화된다. 쌍봉 프로파일은 광방출소자(22)의 왼쪽과 오른쪽 가장자리에서 위치(x3, x4)에 대해 비교적 대칭이다. 따라서, 이동되지 않은 세기 위치(xEU, xIU)는 다시 가장자리 위치(x3, x4) 사이의 대략 중간인 위치(xU)에서 모두 발생한다. 또한, 이중 험프내 국소최소는 위치(xU)에서, 또는 상기 위치에 근접해서 발생한다.
도 7a의 양쪽 세기 험프의 국소최대는 벽에 인접하는 소자(22)내, 즉 가장자리 위치(x3, x4) 사이에서 발생한다. 세기(IE)는 벽에 인접하는 소자(22)에 대해 x방향에서, 즉 동일한 행에서 가장 가까운 각각의 광방출소자(22)에 도달하기전에 실질적으로 0까지 하락한다. 이것은 xE 이동의 일반적인 최대값까지 도 7a에 도시된 xE가 중심이동되지 않은 상황, 및 또한 도 7b에 나타난 xE가 중심이동된 상황에서 발생한다. 사실, 세기(IE)는 일반적으로 x방향에서 각각의 가장 가까운 소자(22)에 도달하기전에 실질적으로 0까지 하락하여, 쌍봉 프로파일에서 x방향에서 전자-광 변환효율이 매우 높아질 수 있도록 한다. 도 5a 및 도 5b에 나타난 예시에서와 같이, 임의의 특정한 행에서 소자(22)에 의해 방출된 광이 동일한 컬러이기 때문에 벽에 인접하는 소자(22)와 동일한 컬럼에서 가장 가까운 광방출소자(22)에 가끔 전자가 충돌하는 것은 일반적으로 허용된다.
xE가 중심이동된 상황에서 도 7b의 세기 프로파일은 도 7a와 유사한 쌍봉 형상을 갖지만, 상기한 디스플레이 오차 및/또는 스페이서 벽(14)에 의해 발생된 전자 회절로 인해 이동된다. 도 7b에서 xE가 오른쪽으로 이동한 것으로 도시되어 있지만, 왼쪽으로의 xE 이동 또한 발생할 수 있다. 도 7a 및 도 7b의 세기 프로파일은 도 3a 및 도 3b의 세기 프로파일보다 일반적으로 약간 더 평평하지만, 도 5a 및 도 5b의 세기 프로파일만큼 평평하지는 않다.
전자충돌 중심이동량(ΔxE)의 크기가 상기한 제 1 이동범위내에 있다면, 도 7a의 프로파일에서의 세기 최소값이 존재하여 도 5a의 프로파일에서 일반적으로 발생하는 최대값인 0.5 이하가 되는 제 1 중심이동비율(RP)을 발생시킨다. 도 5a의 프로파일에서와 같이, 도 7a의 예시에서 제 1 중심이동비율(RP)은 ΔxE 크기가 제 1 이동범위내에 있는 경우 대개 0.35 이하, 좀더 적절하게 0.25 이하가 된다. 사실, 이중 험프, 특히 국소최소를 포함하는 부분의 형상을 적절하게 제어함으로써, 도 7a에 의해 표시된 형태의 쌍봉 세기 프로파일은 도 5a에 의해 표시된 평탄화된 세기 프로파일보다 낮은 RP값을 용이하게 실현할 수 있다. 도 10a 및 도 10b와 관련하여 후술되는 바와 같이, 쌍봉 세기 프로파일에서 제 1 중심이동 비율(RP)은 이상적인 값인 0에 매우 가까워질 수 있다.
비이동 및 이동 yE 중심 위치에 대한 도 8a 및 도 8b의 세기 프로파일은 도 6a 및 도 6b의 대응하는 세기 프로파일과 매우 유사하며, 따라서 도 4a 및 도 4b의 대응하는 세기 프로파일과도 매우 유사하다. 유일하게 현저한 차이는 도 8a 및 도 8b에서의 피크 세기 치수가 도 6a 및 도 6b에서보다 더 낮고, 또한 도 4a 및 도 4b에서보다 더 낮다는 점이다. 상기한 바와 같이, 피크 세기 치수의 차이는 y 방향으로 이동하는 중심의 특성에 그리 영향을 미치지 않는다. 따라서, 도 6a의 세기 프로파일에 대한 yE 중심 이동에 대하여 상기한 설명은 도 8a의 세기 프로파일에도 대략적으로 적용된다. 특히, 도 8a의 세기 프로파일에 대한 추가 이동비율 RF는 전자충돌 중심 이동 ΔyE의 치수가 상기한 추가 이동 범위에 있을 때 1보다 약간 작지만 1에 거의 근접한다. 따라서, 전자가 페이스플레이트(12)에 충돌하기 때문에 광발생의 y방향 효율은 매우 높다.
다시 전자충돌 중심 이동 ΔxE 및 ΔyE의 치수가 상기한 제 1 및 추가 이동범위에 각각 있다고 가정하면, 도 7a 및 도 8a의 복합 세기 프로파일에 대한 상대적인 중심 이동비율 RP/RF는 대략 0.75 이하이고, 최대값은 통상 도 5a 및 도 6a의 복합 세기 프로파일에서 발생한다. 이것은 도 7a의 쌍봉 프로파일에 대하여 중심 이동비율 RP가 1보다 상당히 작기 때문에 발생한다.
도 5a 및 도 6a의 복합 세기 프로파일과 마찬가지로, ΔxE 및 ΔyE 치수가 각각 제 1 및 추가 이동 범위에 있을 때, 도 7a 및 도 8a의 복합 프로파일에 대하여 상대적인 비율 RP/RF는 0.5 이하가 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.35 이하이다. 도 7a의 쌍봉 프로파일은 도 5a의 평탄 프로파일보다 보다 낮은 값의 제 1 중심 이동비율 RP를 용이하게 달성할 수 있기 때문에 도 7a 및 도 8a의 복합 세기 프로파일은 도 5a 및 도 6a의 복합 세기 프로파일보다 낮은 값의 상대적인 이동비율 RP/RF를 용이하게 달성할 수 있다. 따라서, 도 7a 및 도 8a의 복합 세기 프로파일은 실질적으로 스페이서벽(14)에 평행한 성능 특성을 손상하지 않으면서 스페이서벽(14)을 향하거나 그로부터 멀어지는 전자편향으로 발생할 수 있는 이미지 악화를 완화한다.
도 7a에 도시된 세기 프로파일의 형상은 다소 간략화된다. 변형 및 다른 비이상적인 것들을 제조하는 것 때문에, 도 7a의 것을 구현하기 위한 세기 프로파일의 실제 형상은 다소 고르지 않은 형상일 수 있다. 실제의 고르지 않은 프로파일은 예를 들어 복수의 상하방향 세기 스파이크를 포함할 수 있다.
고르지 않은 형상의 세기 프로파일에서 국소적인 변형은 세기 프로파일에 10% 이동 평균을 적용함으로써 완화 될 수 있다. 세기와 같은 파라미터에 대한 10% 이동 평균에서, 실제 프로파일의 임의의 한 점에서 파라미터의 값은 그 포인트를 중심으로 하는 선을 따라 파라미터의 평균값으로 대체되고, 여기서 선의 길이는 프로파일의 특징적인 치수의 10%이다. x(제 1)방향의 벽에 인접한 광방출소자(22)의 세기 프로파일에 대하여, 특징적인 치수는 통상 x방향의 벽에 인접한 소자(22)의 평균 치수, 즉 벽에 인접한 소자(22)의 도시된 직사각형 구현에 대한 길이 lL로 선택된다. 페이스플레이트 구조체(12) 또는 백플레이트 구조체(10)에 대략 수직인 평면을 통해 x방향으로 벽에 인접한 소자(22)를 가로지르는 10% 이동 평균 세기 프로파일에 있어서, 임의의 한 점에서 10% 이동 평균 세기는 (a) 그 점 이전의 5% 길이 lL의 거리 및 (b) 그 점 이후의 5% 길이 lL의 거리를 가로질러 그 점을 통과하는 x방향으로의 전자충돌 세기 IE의 평균이다.
도 9는 도 7a의 세기 프로파일에 대하여 10% 이동 평균을 적용한 결과를 나타낸다. 도 9에서 실선은 도 7a의 실제 세기 프로파일을 나타낸다. 도 9에서 점선은 평면(30)을 통해 벽에 인접한 소자(22)를 가로질러 x방향으로의 대응하는 10% 이동 평균 세기 프로파일이다.
도 9에서 나타내는 바와 같이, 10% 이동 평균을 사용하면 높은 IE 값이 약간 감소되고, 보다 낮은 IE 값이 약간 증가된다. 그럼에도 불구하고, 10% 이동 평균 세기 프로파일은 실제 IE 프로파일과 매우 유사한 형상을 갖는다. 도 9에서 실제 IE 프로파일이 비교적 완만하지만, x방향의 실제 IE 프로파일이 상기한 형태의 고르지 않은 대략적으로 쌍봉 형상을 갖을 때 도 9에 도시된 것과 매우 유사한 10% 이동 평균 세기 프로파일이 발생한다. 10% 이동 평균은 IE 프로파일의 필수적인 특성을 유지하면서 측정 오차 및 다른 잡음에 의해 발생하는 것을 포함하는 큰 국소 IE 변형을 제거한다.
도 9에서 10% 이동 평균 세기 프로파일을 사용함으로써 특정한 세기 치수 파라미터를 x방향의 전자충돌 세기 IE에 대하여 정량적으로 기술할 수 있다. 10% 이동 평균 세기 프로파일은 도 7a의 이상적인 세기 프로파일과 유사한 쌍봉 형상을 갖는다. 10% 이동 평균 세기 프로파일에서 국소최소는 봉 사이의 대략 위치 xU에서 발생한다.
국소최소에서 10% 이동 평균 세기 프로파일의 값은 통상 10% 이동 평균 프로파일의 최대 세기값의 95% 이하이다. 즉, 국소최소에서 10% 이동 평균 세기값은 최대 10% 이동 평균 세기값보다 적어도 5% 적다. 10% 이동 평균 프로파일이 단 위치 x3 및 x4에 대하여 대략 대칭이기 때문에, 최대 10% 이동 평균 세기값은 어느 하 나의 봉의 상부에서의 10% 이동 평균 세기값이다. 국소최소에서 10% 이동 평균 세기값은 최대 10% 이동 평균 세기값의 90% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80% 이하이다.
잠재적으로 고르지 않은 세기 프로파일을 잠재적으로 고르지 않은 것을 밀접하게 반영하는 완만한 세기 프로파일로 변환하기 위해 이동 평균 기술을 사용하는 것 보다는 페이스플레이트 구조체(12)가 복수의 소자(22), 예를 들어 구조체(12)내의 모든 소자(22)에 대하여 세기 평균화를 달성하기 위해 대략 동일한 광방출소자(22) 어레이를 포함한다는 사실을 이용함으로써 매우 유사한 결과가 얻어진다. 이런 목적으로, 도 3a, 도 3b, 도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b, 도 6a, 도 6b, 도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b의 각각에서 세기 프로파일은 이들 도면에 명시된 여러 가지 조건에서 모든 광방출소자(22)에 대한 복합 평균 세기 프로파일일 수 있다. 따라서 이들 도면의 각각에서 세기는 소자(22)에 대한 복합 평균 전자충돌 세기
Figure 112001000260968-pct00013
이다. 소자(22)에 대응하는 영역내에서, 이들 도면에서 세기는 또한 낮은 평균 전자충돌 세기
Figure 112001000260968-pct00014
에서 소자(22)에 대한 복합 평균 전자방출 세기
Figure 112001000260968-pct00015
를 나타낸다.
유사하게, 도 3a, 도 3b, 도 4a, 도 4b, 도 5a, 도 5b, 도 5a, 도 5b, 도 6a, 도 6b, 도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b에서 각각의 거리 또는 중심 파라미터는 모든 광방출소자(22)에 대한 대응하는 평균 거리 또는 중심 파라미터를 나타낸다. 예를 들어 이들 도면에서 중심 이동 ΔxE, ΔyE, ΔxL 및 ΔyL은 각각 소자(22)에 대 하여 평균 전자충돌 중심 이동
Figure 112001000260968-pct00016
및
Figure 112001000260968-pct00017
와 평균 광방출 중심 이동
Figure 112001000260968-pct00018
및
Figure 112001000260968-pct00019
을 나타낸다. 수학식 11 및 12는 각각 다음과 같이 된다.
Figure 112001000260968-pct00020
Figure 112001000260968-pct00021
여기서,
Figure 112004028588032-pct00022
와
Figure 112004028588032-pct00023
는 각각 소자(22)에 대한 제 1 및 추가 평균 중심 이동비율이다. 평균 중심이동
Figure 112004028588032-pct00024
,
Figure 112004028588032-pct00025
,
Figure 112004028588032-pct00026
및
Figure 112004028588032-pct00027
는 선형 방식으로 소자(22)에 대하여 각각의 중심 이동 ΔxE, ΔyE, ΔxL 및 ΔyL을 평균화함으로써 정해진다.
도 5a, 도 5b, 도 6a, 도 6b, 도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b의 창의적인 세기 프로파일에 대하여 상기한 특성 모두는 상기한 평균 파라미터를 사용하여 대응하는 평균 특성으로 직접 변환된다. 특히, 평균 전자충돌 중심이동
Figure 112004028588032-pct00028
의 치수가 x(제 1)방향의 광방출소자(22)의 평균 치수의 0 내지 적어도 2%, 바람직하게는 적어도 5%, 보다 바람직하게는 적어도 10%의 제 1 평균 이동범위에 있을 때, 제 1 평균 중심 이동
Figure 112004028588032-pct00029
은 통상 0.5 이하이고, 바람직하게는 0.35 이하, 보다 바람직하게는 0.25 이하이다. 유사하게, 평균 전자충돌 중심이동
Figure 112004028588032-pct00030
가 y(추가) 방향으로 소자(22)의 평균 치수의 0 내지 적어도 2%, 잠재적으로는 적어도 10%의 추가 평균 이동범위에 있을 때 추가 평균 중심 이동비율
Figure 112004028588032-pct00031
은 1보다 약간 작지만 1에 근접한다. 따라서, 평균 중심 이동
Figure 112004028588032-pct00032
와
Figure 112004028588032-pct00033
의 치수가 각각 제 1 및 추가 평균 이동범위에 있을 때 생성된 평균 상대 중심 이동비율
Figure 112004028588032-pct00034
는 통상 0.75 이하, 바람직하게는 0.5 이하, 보다 바람직하게는 0.35 이하이다.
상기한 복합 평균 기술이 도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b의 창의적인 세기 프로파일에 적용될 때 다음과 같은 것이 발생한다. 도 7a에 도시된 평균 전자충돌 세기
Figure 112001000260968-pct00035
의 복합 프로파일은 광방출소자(22)의 중심의 대략 평균 위치의 장소에서 국소최소를 갖는다. 국소최소의 장소에서
Figure 112001000260968-pct00036
프로파일의 값은 통상 복합
Figure 112001000260968-pct00037
평균 세기 프로파일의 최대 세기값의 95% 이하, 바람직하게는 90% 이하, 보다 바람직하게는 80% 이하이다.
세기 평균화에 사용된 광방출소자(22)들의 최소 수는 소자(22)들이 2차원 어레이로 구성되기 때문에 4이다. 또한, 바람직하게는 적어도 10, 보다 바람직하게는 적어도 100개의 소자(22)들이 통상적으로 세기 평균화에 사용된다. 몇몇 경우에, 세기 평균화는 페이스플레이트 구조체(12)의 모든 소자(22)들 보다는 하나의 행 또는 열의 소자(22)들을 가지고 실시될 수 있다.
상기한 바와 같이, 전자충돌 중심 이동 ΔxE가 제 1 이동범위에 있을 때 벽에 인접한 소자(22)에 대한 x방향으로의 IE 프로파일에 대하여 쌍봉 형상을 사용함으로써 제 1 중심 이동비율 RP가 0에 근접하도록 할 수 있다. 도 10a 및 도 10b는 제 1 중심 이동비율 RP를 0 미만으로 하기 위해 쌍봉 형상이 어떻게 사용될 수 있는지에 대한 연장된 예를 나타낸다. 도 10a는 광방출 중심 이동 ΔxL이 전자충돌 중심 이동 ΔxE에 대하여 부호가 반대인 xE 이동 상태를 나타낸다. 따라서, 제 1 중심 이동비율 RP는 음이다. 이 예는 2개의 봉의 형상을 간단히 조정함으로써 달성된다. 음의 RP 값이 통상 동일한 치수의 양의 RP 값보다 덜 유용한 반면에, 도 10a 및 도 10b의 예는 실질적인 국소최소를 갖는 세기 프로파일에서 이용 가능한 많은 적응성을 나타낸다.
2개의 봉 보다는 본 발명에 따라 실질적인 국소최소를 갖는 전자충돌 세기 프로파일은 x방향으로 벽에 인접한 광방출소자(22)를 가로질러 3개 이상의 봉을 가질 수 있고, 통상 짝수의 봉을 갖는다. 4개 이상의 짝수의 봉이 존재하는 경우에, 이 봉들의 절반은 위치 xU의 한 측면에 배치된다. 나머지 절반은 통상 0-xE 이동 상태에 있어서 봉의 최초 절반에 실질적으로 대칭하는 위치 xU의 다른 측면에 배치된다. 실질적인 국소 세기 최소는 중간의 2개의 봉 사이의 위치 xU 또는 이 위치에 근접하여 발생한다. 부가적인 국소 세기 최소는 인접한 봉의 각기 다른 쌍 사이에서 발생한다. 통상 이러한 변형에 대한 세기 프로파일은 특히 중간의 2개의 봉 사이의 세기 최소와 관련하여 쌍봉 예에 대하여 상기한 10% 이동 평균 특성을 갖는다. 마찬가지로, 세기 평균이 모든 광방출장치(22)들에 대해 실시될 때, 이러한 변형에 대한 복합 평균 세기 프로파일은 쌍봉 예에 대하여 상기한 특성을 갖는다. 이미지 악화가 다시 실질적으로 감소된다.
도 11은 도 7a 및 도 8a의 창의적인 세기 프로파일을 달성하기 위해 본 발명에 따라 구성된 도 1 및 도 2의 일반적인 실시예의 일부에 대한 측단면도를 나타낸다. 도 11에서 백플레이트 구조체(10)의 일부의 단면 레이아웃은 도 12a에 도시되어 있다. 도 11에서 페이스플레이트 구조체(12)의 일부의 단면 레이아웃은 도 12b에 도시되어 있다. 도 12a 및 도 12b에서 평면 11-11은 도 2에서 평면(30)에 대응한다. 도 12a 및 도 12b에서 점선은 한 스페이서벽(14)의 상대적 위치를 나타낸다.
각각의 광방출소자(22)가 대응하는 전자방출영역(20)에 대향하여 배치된다는 사실을 상기하면, 도 11 및 도 12의 실시예에서 각각의 영역(20)은 측면으로 분리된 복수의 N 전자방출부분(201, 202, ..., 20N)들로 구성된다. 전자방출영역(20)이 활성화되면, 영역(20)의 모든 부분(201-20N)들이 동시에 전자를 방출한다. 각각의 영역(20)에서 부분(201-20N)들로부터 방출된 전자들은 대응하는 광방출소자(22)에 충돌하여 FED의 흑백 실시예에서 이미지 도트 또는 칼라 구현에서 이미지 도트의 일부를 발생한다.
각각의 영역(20)에서 전자방출부분(201-20N)들은 여러 가지 방법으로 측면으로 분리될 수 있다. 각각의 영역(20)에서 부분(201-20N)들 중 적어도 2개는 통상 열(제 1)방향으로 서로 분리된다. 복수 정수 N은 통상 2이다. 이 예는 도 11 및 도 12a에 도시되어 있다. 따라서, 도 11 및 도 12a의 각각의 영역(20)은 열방향으로 서로 분리된 부분(201, 202)으로 구성된다.
도 11 및 도 12의 FED에서 백플레이트 구조체(10)는 평면도로 볼 때 대략 격자형상으로 구성된 전자 포커싱 시스템(40)을 포함한다. 시스템(40)은 각각의 영역(20)에서 부분(201-20N)에 의해 발생된 전자들의 많은 부분이 대응하는 목표 광방출소자(22)에 충돌하도록 영역(20)에 의해 방출된 전자들을 집중한다. 전자 포커싱 시스템(40)은 백플레이트 구조체(10)의 내표면의 일부를 형성하는 상면을 갖는다.
포커스 개구의 측면으로 분리된 복수(42P)들의 행과 열로 구성된 어레이는 전자 포커싱 시스템(40)을 통해 연장된다. 하나의 포커스 개구 복수(42P)는 각각의 서로 다른 전자방출영역(20)에 대응한다. 각각의 포커스 개구 복수(42P)는 대응하는 전자방출영역(20)과 완전히 겹치는 측면 영역을 차지한다. 따라서, 각각의 스페이서벽(14)은 통상 백플레이트 구조체(10)에 대해 대략 수직에서 볼 때 시스템(40)의 상면을 따라 포커스 개구 복수(42P)의 한 쌍의 행 사이에서 백플레이트 구조체(10)와 접촉한다.
각각의 포커스 개구 복수(42P)는 대응하는 전자방출영역(20)의 부분(201, 20N) 위에 각각 위치한 측면으로 분리된 N 포커스 개구(42P1, 42P2, ... 42PN)으로 구성된다. 각각의 영역(20)에서 부분(201-20N) 중 적어도 2개가 열방향으로 측면으 로 분리되기 때문에, 각각의 복수(42P)에서 포커스 개구(42P1-42PN) 중 적어도 2개는 열방향으로 서로 이격되어 있다. 도 11 및 도 12a에 도시된 통상적인 예에서, 각각의 포커스 개구 복수(42P)는 열방향으로 서로 이격되어 있고, 대응하는 전자방출영역(20)의 부분(201, 202) 위에 각각 위치한 포커스 개구(42P1, 42P 2)로 구성된다.
각각의 복수(42P)에서 포커스 개구(42P1-42PN) 사이의 측면 간격은 통상 이들 포커스 개구(42P1-42PN)의 전체 높이를 따라 발생한다. 이에 따라 각각의 복수(42P)에서 개구(42P1-42PN)는 전자 포커싱 시스템(40) 전체에 걸쳐 서로 측면으로 분리되어 있다. 이 예는 도 12a 및 도 12b에 도시되어 있다.
대안적으로, 각각의 복수(42P)에서 포커스 개구(42P1-42PN)는 그 높이의 일부를 따라 서로 측면으로 분리될 수 있다. 예를 들어 각각의 복수(42P)에서 개구(42P1-42PN)는 그 상부에서 서로 측면으로 분리될 수 있지만, 그 상부 아래에서 서로 연결될 수 있다. 즉, 각각의 복수(42P)에서 개구(42P1-42PN)는 시스템(40)의 상면 아래에서 서로 연결된다. 각각의 복수(42P)에서 개구(42P1-42PN)는 이 대안에서 그 높이의 일부를 따라 측면으로 분리되어 있기 때문에, 이들 개구(42P1-42PN)는 전기적으로(또는 정전적으로) 분리되어 있고, 물리적으로 측면으로 분리되어 있다고 간주된다.
각각의 복수(42P)에서 각각의 포커스 개구(42Pi)는 통상 대응하는 전자방출영역(20)의 부분(20i)보다 큰 평균 측면면적을 갖고, 여기서 i는 1 내지 N의 범위의 정수이다. 각각의 전자방출부분(20i)은 통상 행(추가) 방향으로의 포커스 개구(42Pi)와 측면으로 중심이 대략 일치하고 있다. 각각의 부분(20i)은 또한 열방향으로의 포커스 개구(42Pi)와 측면으로 중심이 대략 일치할 수 있다. 대안적으로, 도 11 및 도 12a의 예에서 도시된 바와 같이, 각 부분(20i)의 중심은 연관된 개구(42Pi)의 중심에서 측면으로 다소 벗어날 수 있다. 어떤 경우에, 각각의 포커스 개구(42Pi)는 백플레이트 구조체(10)에 대해 대략 수직에서 볼 때 전자방출부분(20i)을 측면으로 둘러싼다.
도 12a는 전자방출부분(20i)을 측면으로 대략 동일한 크기의 직사각형 형상으로 도시하고 있다. 도 12a에서 포커스 개구(42Pi)는 마찬가지로 측면으로 대략 보다 큰 동일한 크기의 직사각형 형상으로 도시되어 있다. 부분(20i) 및 개구(42Pi)에 대한 직사각형은 행방향 보다는 열방향이 보다 길게 도시되어 있다. 대안적으로, 직사각형은 열방향 보다는 행방향이 보다 길 수 있다. 또한, 부분(20i) 및 개구(42Pi)는 직사각형 이외의 측면 형상을 가질 수 있다. 대안적인 예시 형상은 원형, 타원형 및 사다리꼴 형상을 포함한다.
디스플레이 동작 동안에, 각각의 활성화된 전자방출영역(20)에서 부분(201-20N)에 의해 방출된 전자들은 각각 대응하는 복수(42P)의 포커스 개구(42Pi)를 통과한다. 전자 포커싱 시스템(40)은 방출된 전자들의 궤도를 적절히 제어한다.
각각의 전자방출영역(20)의 각각의 부분(20i)은 전자를 방출하고, 이 전자들은 대략 종 형상 또는 비교적 편평한 세기 프로파일로 광방출소자(22)에 충돌한다. 각각의 영역(20)에서 부분(201-20N)은 이들 부분(201-20N)에 의해 발생된 전자충돌 세기가 대응하는 소자(22)를 따라 측면으로 분리된 위치에서 최대값에 도달하도록 서로 충분히 이격되어 있다. 각각의 영역(20)에서 부분(201-20N)들의 전자충돌 세기의 합은 전제 전자충돌 세기 IE를 구성한다. 주로 각각의 영역(20)에서 부분(201-20N)에 의해 발생된 전자충돌 세기의 피크값의 측면 분리 때문에, 세기는 도 3a, 도 3b, 도 4a 및 도 4b의 프로파일로 표현된 베이스라인(baseline) FED에서 발생하는 것보다 대응하는 광방출소자(22)를 가로질러 보다 더 분산되어 있다. 복수 정수 N과, 각각의 복수(42P)에서 포커스 개구(42P1-42PN)의 형상 및 크기와 함께 각각의 영역(20)에서 부분(201-20N)의 구성, 형상 및 크기를 적절히 선택함으로써, 도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b의 쌍봉 세기 프로파일 뿐만 아니라 도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b의 편형한 세기 프로파일이 달성될 수 있다.
특히 도 11, 도 12a 및 도 12b의 예와 참조하면, 각각의 전자방출영역(20)에 서 부분(201, 202)에 의해 발생된 전자들은 열(제 1)방향으로 측면 분리된 한 쌍의 위치에서 피크값에 도달하는 개별적인 세기를 가지고 대응하는 광방출소자(22)에 충돌한다. 그러한 부분(201, 202)에 의해 발생된 전자충돌 세기의 합은 도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b의 세기 프로파일을 형성한다. 백플레이트 구조체(10)상에 투영될 때, 즉 백플레이트 구조체(10)(또는 백플레이트 구조체(12))에 대해 대략 수직에서 볼 때, 광방출소자(22)에 대한 도 7a의 IE 프로파일에서 국소최소는 대응하는 전자방출영역(20)의 부분(201, 202) 사이의 위치에서 발생한다.
도 13은 도 11, 도 12a 및 도 12b의 FED에서 백플레이트 구조체(10)의 부분에 대한 본 발명에 따른 한 구현의 단면 레이아웃을 나타낸다. 도 13의 점선은 한 스페이서벽(14)의 상대적인 위치를 가리킨다. 도 13의 백플레이트 구조체(10)의 부분의 서로에 대해 수직으로 취한 측단면은 도 14a 및 도 14b에 도시되어 있다. 도 13 및 도 14b의 평면 14a-14b는 도 12a 및 도 12b에서 평면 11-11에 대응하며, 따라서 도 2의 평면 30에도 대응한다.
도 13, 도 14a 및 도 14b의 백플레이트 구조체(10)는 통상 투명한 재료로 구성되는 얇고 편평한 전기절연성 백플레이트(50)로 제작된다. 측면으로 분리된 대략 평행한 금속제 에미터 전극(52) 그룹이 백플레이트(10)에 위치한다. 에미터 전극(52)은 대략 행방향으로 연장하며, 따라서 행전극을 구성한다. 각각의 에미터 전극(52)은 전자방출영역(20)의 서로 다른 대응하는 행 아래에 놓여있다. 도 13 및 도 14a는 2개의 전극(52)을 도시한다. 도 13에서, 각각의 전극(52)의 측면 경 계는 점선으로 도시되어 있다.
에미터 전극 개구(54) 그룹은 각각의 에미터 전극(52)을 통해 연장한다. 각각의 전극(52)에서 개구(54)는 각각 위에 놓이는 전자방출영역(20)에 대응한다. 각각의 에미터 전극 개구(54)는 백플레이트 구조체(10)에 대해 대략 수직에서 볼 때 대응하는 영역(20)의 부분(201, 202) 사이에 측면으로 위치하고 있다. 개구(54)는 에미터 전극(52)과 후술되는 그 위에 위치하는 제어 전극 사이에서 발생할 수 있는 단락회로 결점을 복구하는데 사용된다. 단락회로 복구를 위한 개구(54)의 사용은 1999년 4월 19일 출원된 스핀트 외 다수의 국제출원 PCT/US99/08663에 기술되어 있다.
전기저항층(56)이 에미터 전극(52) 위에 위치한다. 저항층(56)은 도 14a 및 도 14b에 도시되어 있지만, 복잡함을 방지하기 위해 도 13에는 나타나지 않는다. 층(56)은 에미터 전극 개구(56)과 전극(52) 사이의 공간에서 백플레이트(50)를 향해 아래로 연장한다. 도 14a 및 도 14b의 예에서, 층(56)은 대략 제어 전극의 아래에 놓이는 측면으로 분리된 전기저항성 부분내에 패턴화된다. 절연층(58)은 저항층(56)의 상부에 놓인다.
측면으로 분리된 대략 평행한 복합 금속제 제어전극(60) 그룹이 절연층(58) 위에 위치한다. 제어전극(60)은 대략 열방향으로 연장하며, 따라서 열전극을 형성한다. 전극(60)은 대략 수직으로 에미터 전극(52) 위로 교차한다. 각각의 제어전극(60)은 각각의 서로 다른 에미터 전극(52) 위에 놓이는 영역(20) 중 하나로부터 의 전자의 방출을 제어한다.
각각의 제어전극(60)은 통상 주제어부(62)와 수적으로 에미터 전극(52)의 수를 N배한 수와 동일한 인접하는 게이트부(64) 그룹으로 구성된다. 주제어부(62)는 영역(20)이 전자를 방출하는 영역을 완전히 가로질러 열방향으로 연장한다. 주제어부(62)를 도 13의 단면 레이아웃에서 직접 볼 수 있는 위치를 제외하고, 주제어부(62)의 측면 경계는 도 13에서 점선으로 도시되어 있다.
게이트부(64)는 에미터 전극(62) 바로 위에서 주제어부(62)를 통해 연장하는 주제어 개구(66)에 위치하고 있다. 도 14a 및 도 14b는 주제어부(62) 위에서 연장하는 게이트부(64)를 도시한다. 대안적으로, 게이트부(64)는 주제어부(62) 아래에서 연장할 수 있다. 게이트부(64)가 도 13, 도 14a 및 도 14b에서 측면으로 분리된 것으로 도시되어 있지만, 하나의 주제어부(62)와 인접하는 게이트부(64)는 그 주제어부(62)를 따라 서로 연결될 수 있다.
여기에서 각각의 전자방출영역(20)의 각각의 부분(201)은 절연층(58)을 통해 연장하는 개구에 배치된 복수의 전자방출소자(68)로 구성된다. 각각의 부분(201)의 전자방출소자(68)는 서로 다른 대응하는 게이트부(64)를 통해 연장하는 게이트 개구를 통해 노출된다. 소자(68)들은 통상 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이 대략 원추형상이다. 소자(68)들은 필라멘트, 무작위 형상 입자 등과 같은 다른 형상을 가질 수 있다.
각각의 전자방출영역(20)의 부분(201)에서 전자방출소자(68)들이 차지한 측 면 영역은 서로 다른 대응하는 주제어 개구(66)에 의해 측면으로 경계지워진다. 결과적으로, 소자(68)들은 측면으로 분리된 세트들에 할당되고, 각각의 세트는 대응하는 주제어 개구(66)에 의해 측면으로 정해진 전자방출부분(201)을 형성한다.
격자형상 전자 포커싱 시스템(40)은 전기적으로 비전도성인 베이스 포커싱 구조체(70)와 베이스 포커싱 구조체(70)의 일부분 위에 배치된 얇고 전기적으로 비절연성인 포커스 코팅(72)으로 구성된다. 포커스 코팅(72)은 얇으며, 일반적으로 베이스 포커싱 구조체(70)의 측면 윤곽을 추종하기 때문에, 구조체(70)의 레이아웃만이 도 13에 도시되어 있다. 개구는 포커스 개구(42Pi)의 위치에서 구조체(70)를 통해 연장한다. 도 14의 예에서, 포커스 코팅(72)은 구조체(70)의 이러한 개구내에서 아래로 일부분만 연장한다. 이들 개구의 나머지 부분들은 포커스 개구(42Pi)를 구성한다.
베이스 포커싱 구조체(70)는 통상 전기절연성 재료로 구성되지만, 제어전극(60)이 서로 전기적으로 연결되는 것을 초래하지 않도록 하기 위해 충분히 높은 저항을 갖는 전기저항성 재료로 형성될 수 있다. 포커스 코팅(72)은 통상 금속과 같은 전기전도성 재료로 구성된다. 특정 응용에서, 포커스 코팅(72)은 전기저항성 재료로 형성될 수 있다. 경우에 따라, 포커스 코팅(72)은 구조체(70)보다 낮은, 통상적으로 훨씬 낮은 평균 전기저항율을 갖는다. 대안적으로, 전자 포커싱 시스템(40)은 상부 전기전도성 부분과 하부 전기절연성 부분으로 구성될 수 있다.
도 13, 도 14a 및 도 14b의 구성에서, 각각의 포커스 코팅(42Pi)은 백플레이 트 구조체(10)에 대해 대략 수직에서 볼 때 서로 다른 대응하는 주제어 개구(66)를 측면으로 둘러싼다. 주제어 개구(66)는 전자방출부분(20i)을 측면으로 결정하기 때문에, 각각의 포커스 개구(42Pi)는 백플레이트 구조체(10)에 대해 대략 수직에서 볼 때 대응하는 부분(20i)을 측면으로 둘러싼다. 또한, 전자 포커싱 시스템(40)의 일부는 에미터 전극 개구(54) 위에 놓인다. 개구(54) 위에 놓이는 시스템(40)의 부분들은 도 13, 도 14a 및 도 14b의 예에서 측면으로 충분히 얇기 때문에 각각의 포커스 개구 복수(여기에서는 쌍)의 포커스 개구(42P1, 42P2)는 평면에서 볼 때 대응하는 전자방출영역(20)의 부분들(201, 202) 사이에 배치된 특정한 에미터 전극 개구(54) 위에 부분적으로 놓인다.
적당한 포커스 코팅 전위가 FED 동작 동안에 포커스 코팅(72)에 인가된다. 포커스 코팅(72)은 통상 베이스 포커싱 구조체(70)보다 훨씬 낮은 평균 전기저항율을 갖기 때문에, 코팅(72)은 아주 많은 전자 포커스 제어를 제공한다. 구조체(70)는 물리적으로 코팅(72)을 지원한다.
도 13, 도 14a 및 도 14b는 각각의 복수(42P)의 포커스 개구(42Pi)가 전체 높이를 따라 서로 측면으로 분리되어 있는 전자 포커싱 시스템(40)의 예를 나타낸다.
각각의 복수(42P)에서 포커스 개구(42Pi)가 일부의 높이를 따라 서로 연결되어 있는 변형에서, 포커스 코팅(72)이 아주 많은 전자 포커스 제어를 제공하기 때 문에 연결은 포커스 코팅(72)을 통해 이루어진다. 베이스 포커싱 구조체(70)의 전체 높이는 상기 변형에서 각각의 복수(42P)의 포커스 개구(42Pi) 사이의 영역에는 존재하지 않는다.
부분(201, 202)으로서 각각의 전자방출영역(20)을 형성하는 것을 전제로 하면, 도 13, 도 14a 및 도 14b의 백플레이트 구조체(10)는 통상 다음과 같은 방식으로 제조된다. 에미터 전극(52)은 백플레이트 구조체(10) 위에 형성되고, 이어서 저항층(56)과 절연층(58)이 형성된다. 주제어부(62)가 형성되고, 이어서 게이트부(64)가 형성된다. 게이트부(64)가 주제어부(62)의 세그먼트들보다 위 보다는 아래에 놓이면, 마지막 2개의 공정은 반전된다.
이 시점에서 전자방출소자(68) 및 전자 포커싱 시스템(40)을 형성하기 위해 여러 가지 공정들이 사용될 수 있다. 예를 들어 베이스 포커싱 구조체(70)는 광학적으로 패턴 가능한 전기절연성 재료로 형성될 수 있다. 개구들은 미국 특허 제5,559,389호 또는 제5,564,959호에 기술된 형태의 대전입자 트래킹(tracking) 절차를 따라 게이트부(64) 및 절연층(58)에 형성될 수 있다. 전자방출소자들은 게이트부(64)의 개구를 관통하여 절연층(58)의 개구내에 전기전도성 재료를 적층함으로써 대략 콘으로 형성된다. 구조체 위에 쌓이는 여분의 에미터 콘 재료는 제거된다. 마지막으로, 포커스 코팅(72)이 베이스 포커싱 구조체(70) 위에 형성된다.
이후의 공정에서, 백플레이트 구조체(10)가 FED를 형성하기 위해 고리 형상의 외벽(도시하지 않음)을 통하여 페이스플레이트 구조체(12)에 조립된다. 조립 절차 동안에, 스페이서벽(14)이 플레이트 구조체(10, 12) 사이에 삽입된다. 조립 절차는 조립되어 밀봉된 디스플레이가 통상 10-7 torr 이하의 매우 낮은 내압을 유지하도록 실시된다.
도 13, 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이 구성된 백플레이트 구조체(10)를 포함하는 FED는 다음과 같이 동작한다. 페이스플레이트 구조체(10)의 애노드는 제어전극(60)과 에미터 전극(52)에 대하여 높은 양전위로 유지된다. 전자방출영역(20)의 행은 통상 한번에 한 행씩 그 행에 대한 에미터 전극(52)을 적당한 선택 전위에 위치시킴으로써 선택된다. 각각의 선택된 행에서 개별적인 영역(20)은 그의 제어전극(60)을 적당한 활성 전위에 위치시킴으로써 선택된다. 그와 같이 선택된 게이트부(64)의 각각은 대응하는 영역(20)의 부분(201, 202)들로부터 전자를 추출하고, 생성된 전자 전류의 크기를 제어한다.
"상부", "상위" 및 "측면"과 같은 방향성 용어들은 본 발명의 여러 부분들이 어떻게 서로 맞춰지는지를 독자가 보다 용이하게 이해할 수 있도록 하는 기준 체계를 설정하기 위해 본 발명을 기술하는데 사용되었다. 실제 응용에서, 이 FED의 구성요소들은 여기에서 사용된 방향성 용어들이 의미하는 것과는 다른 방향으로 배치될 수 있다. 방향성 용어들이 설명을 용이하게 하기 위해 편의상 사용되었지만, 본 발명은 여기에서 사용된 방향성 용어들에 의해 엄격히 커버되는 것과는 다른 방향을 갖는 구현을 포함한다.
본 발명은 특정 실시예를 참조하여 기술되었지만, 이 설명은 단지 설명을 위 한 것이며, 아래 청구된 본 발명의 범위를 제한하려고 하는 것은 아니다. 예를 들어, 이동 평균은 10% 이외의 비교적 작은 선택된 비율로 실시될 수 있다. 5% 내지 20%의 범위의 선택된 비율은 통상 만족스럽다. 정해진 방향에 대하여 임의의 한 점에서 세기의 이동 평균은 (a) 그 점 이전의 특징적인 치수, 예를 들어 제 1(x) 방향으로의 광방출소자(22)의 평균 크기의 선택된 비율의 절반의 거리 및 (b) 그 점 이후의 특징적인 치수의 선택된 비율의 절반의 거리를 가로질러 그 정해진 방향으로의 세기의 평균이다.
스페이서 시스템은 비교적 편평한 벽 이외의 형상의 스페이서를 가질 수 있다. 예로서 기둥과 편평한 벽의 조합을 들 수 있다. 이와 같은 다른 스페이서 형상이 상당한 크기의 yE 중심 이동을 초래하면, 도 6a 또는 8a의 세기 프로파일은 이미지 악화를 완화하기 위해 도 5a 또는 도 7a의 것과 유사한 변형된 프로파일로 대체될 수 있다.
중심 위치 xE, yE, xL 및 yL은 백플레이트 구조체(10) 상에 다시 수직으로 돌출될 수 있다. 이와 같이 돌출될 때, 각각의 중심 위치 xE, yE, xL 또는 yL은 대응하는 전자방출영역(20)의 형상에 따라 전자방출영역(20)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. 전자방출영역(20)의 각각의 열은 한번에 한 열씩 선택될 수 있고, 상기한 바와 같이 반대의 경우 보다는 각각의 선택된 열에서 선택된 영역(20)이 활성화될 수 있다. 이 관점에서, 행 및 열의 정의는 임의적이고, 반전될 수 있다. 이러한 반전에 대하여, 제 1(x) 방향은 행방향이고, 추가(y) 방향은 열방향이다. 일반적으로, 제 1 방향은 페이스플레이트 구조체(12)에 대해 대략 수직에서 볼 때 스페이서와 광방출소자를 통과한다. 추가 방향은 제 1 방향에 수직이다.
광방출소자(22)는 비직사각형 형상을 가질 수 있다. 소자(22)에 대한 대안적인 형상에 대한 예로서는 타원형 및 길게 늘어진 8각형을 들 수 있다. 각각의 영역(20)의 부분(201-20N)들에 의해 방출된 전자들은 전자 포커싱 시스템(40)을 제외하거나 부가한 백프레이트 구조체 구성요소의 각각의 대응하는 개구를 통과할 수 있다.
전계방출은 일반적으로 명명된 표면 전도 방출 현상을 포함한다. 이 평면 CRT 디스플레이의 전계방출장치는 열이온 방출 또는 현상에 따라 동작하는 전자 에미터로 대체될 수 있다. 따라서 첨부한 청구의 범위에 한정된 바와 같은 본 발명의 범위 및 취지를 벗어나지 않고 해당 기술분야의 당업자에 의해 여러 가지 변형 및 응용이 이루어질 수 있다.

Claims (76)

  1. 평면 디스플레이에 있어서,
    전자를 방출하는 전자방출영역을 포함하는 제 1 플레이트 구조체; 및
    전자가 충돌할 때 광을 방출하는 광방출소자를 포함하는 제 2 플레이트 구조체를 포함하고,
    상기 광방출소자가 상기 제 2 플레이트 구조체를 따라 광방출 중심을 갖는 세기로 광을 방출하도록, 상기 전자방출영역으로부터 방출된 전자들은 상기 제 2 플레이트 구조체를 따라 전자충돌 중심을 갖는 세기로 상기 광방출소자에 충돌하고,
    상기 광방출 중심은 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 이동 때문에 상기 제 1 방향으로 이동되고,
    상기 디스플레이는 상기 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 이동 크기가 상기 광방출소자에 대하여 적절한 이동범위에 있을 때 0.5 이하의 제 1 중심이동 비율 RP를 갖고,
    여기서 상기 제 1 중심이동 비율 RP는 상기 제 1 방향으로의 상기 광방출 중심의 이동량을 상기 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 수반되는 이동량으로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 이동 크기가 상기 이동범위내에 있을 때 상기 제 1 중심이동 비율 RP는 0.35 이하인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 이동 크기가 상기 이동범위내에 있을 때 상기 제 1 중심이동 비율 RP는 0.25 이하인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동범위는 0에서 상기 제 1 방향으로의 상기 광방출소자의 평균 치수의 적어도 2%의 상위값까지 연장하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이동범위의 상위값은 상기 제 1 방향으로의 상기 광방출소자의 평균 치수의 적어도 5%인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광방출소자는 상기 제 1 방향의 수직방향보다 제 1 방향으로 더 큰 평균 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  7. 평면 디스플레이에 있어서,
    전자를 방출하는 전자방출영역을 포함하는 제 1 플레이트 구조체; 및
    전자와 충돌되면서 광을 방출하는 광방출소자를 포함하는 제 2 플레이트 구조체를 포함하고,
    상기 광방출소자가 상기 제 2 플레이트 구조체를 따라 광방출 중심을 갖는 세기로 광을 방출하도록, 상기 전자방출영역으로부터 방출된 전자들은 상기 제 2 플레이트 구조체를 따라 전자충돌 중심을 갖는 세기로 상기 광방출소자와 충돌하고,
    상기 광방출 중심은 제 1 방향으로 상기 전자충돌 중심의 이동 때문에 상기 제 1 방향으로 이동되고, 상기 광방출 중심은 또한 상기 제 1 방향과는 다른 추가 방향으로 이동 가능하고,
    상기 디스플레이는 상기 제 1 및 추가 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 이동 크기가 각각 상기 광방출소자에 대하여 적절한 제 1 및 추가 이동범위에 있을 때 0.75 이하의 상대적 중심이동 비율 RP/RF를 갖고,
    여기서 상기 RP는 상기 제 1 방향으로의 상기 광방출 중심의 이동량을 상기 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 수반되는 이동량으로 나눈 값이고, 상기 RF는 상기 광방출 중심이 상기 추가 방향으로 이동 가능한 양을 상기 전자충돌 중심이 상기 추가 방향으로 이동 가능한 수반되는 양으로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상대적 중심이동 비율 RP/RF는 상기 제 1 및 추가 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 이동 크기가 각각 상기 제 1 및 추가 이동범위에 있을 때 0.5 이하인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상대적 중심 이동 비율 RP/RF는 상기 제 1 및 추가 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 이동 크기가 각각 상기 제 1 및 추가 이동범위에 있을 때 0.35 이하인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추가 방향은 상기 제 1 방향에 대략 수직인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  11. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자충돌 세기가 상기 광방출소자가 광방출 포화가 되는 경우보다 충분히 낮을 때 상기 광방출소자에 의해 방출된 광의 세기는 대략 상기 광방출소자에 충돌하는 전자의 세기에 비례하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  12. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 이동이 거의 없는 경우에 상기 광방출소자에 충돌하는 전자들의 세기는 상기 제 1 방향으로 상기 광방출소자의 중심선을 따라 상기 광방출소자에 충돌하는 전자들의 평균 세기의 20% 이하의 표준 편차를 갖는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전자충돌 세기의 표준 편차는 상기 제 1 방향으로 상기 광방출소자의 중심선을 따라 상기 평균 전자충돌 세기의 10% 이하인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  14. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 이동이 거의 없는 경우에 상기 전자방출영역에 의해 방출된 전자들은, 상기 제 1 방향으로 상기 광방출소자의 중심선을 지나는 선을 따라 상기 광방출소자로부터 떨어진 특정 거리에 걸쳐 상기 제 1 방향으로 상기 광방출소자의 중심선을 따라 상기 광방출소자에 충돌하는 전자들의 평균 세기의 적어도 50%인 평균 세기로 상기 광방출소자 외부의 상기 제 2 플레이트 구조체의 재료에 충돌하고, 상기 특정 거리는 상기 제 1 방향으로 상기 광방출소자의 중심선을 따른 상기 광방출소자의 길이의 적어도 10%인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  15. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 이동이 거의 없는 경우에 상기 제 1 플레이트 구조체에 의해 방출된 전자들이 상기 제 1 방향으로 상기 광방출소자의 중심선을 지나는 선을 따라 상기 광방출소자 외부의 상기 제 2 플레이트 구조체에 충돌하는 세기가, 상기 광방출소자로부터 떨어진 특정 거리에 도달하기 전에 상기 제 1 방향으로 상기 광방출소자의 중심선을 따라 상기 광방출소자에 충돌하는 전자들의 평균 세기의 10% 이하까지 감소하고, 상기 특정 거리는 상기 제 2 플레이트 구조체의 바로 인접하는 광방출소자를 향하는 상기 제 1 방향으로 상기 광방출소자의 중심선을 지나는 선을 따른 거리의 80% 이하인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  16. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 RP는 상기 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 이동 크기가 상기 제 1 이동범위내에 있을 때 0.5 이하인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 RP는 상기 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 이동 크기가 상기 제 1 이동범위내에 있을 때 0.35 이하인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  18. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광방출소자는 상기 추가 방향 보다는 상기 제 1 방향으로 보다 더 큰 평균 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  19. 평면 디스플레이에 있어서,
    전자를 방출하는 2차원 어레이의 전자방출영역을 포함하는 제 1 플레이트 구조체; 및
    전자가 충돌할 때 광을 방출하는 유사하게 구성된 2차원 어레이의 광방출소자를 포함하는 제 2 플레이트 구조체를 포함하고,
    상기 광방출소자는 각각 상기 전자방출영역에 대응하고,
    상기 광방출소자가 상기 제 2 플레이트 구조체를 따라 광방출 중심을 갖는 세기로 광을 방출하도록, 각각의 전자방출영역에서 방출된 전자들은 상기 제 2 플레이트 구조체를 따라 전자충돌 중심을 갖는 세기로 상기 대응하는 광방출소자에 충돌하고,
    상기 제 2 플레이트 구조체에 대략 수직인 상기 광방출소자의 중심을 통해 제 1 방향으로 연장하는 가상 평면을 따라 상기 광방출소자에 충돌하는 전자들의 세기는, 상기 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 평균 이동 크기가 상기 광방출소자에 적당한 이동범위내에 있을 때 상기 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 평균 부수적인 이동량에 대한 상기 제 1 방향으로의 상기 광방출 중심의 평균 이동량의 비율
    Figure 112004028588032-pct00068
    가 0.5 이하가 되도록 국소최소를 갖는 복합 평균 세기 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 비율
    Figure 112004028588032-pct00069
    는 상기 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 평균 이동 크기가 상기 제 1 이동범위내에 있을 때 0.35 이하인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 이동범위는 0에서 상기 제 1 방향으로의 상기 광방출소자의 평균 치수의 적어도 2%의 상위값까지 연장하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  22. 평면 디스플레이에 있어서,
    전자를 방출하는 2차원 어레이의 전자방출영역을 포함하는 제 1 플레이트 구조체; 및
    전자가 충돌할 때 광을 방출하는 유사하게 구성된 2차원 어레이의 광방출소자를 포함하는 제 2 플레이트 구조체를 포함하고,
    상기 광방출소자는 각각 상기 전자방출영역에 대응하고,
    상기 광방출소자가 상기 제 2 플레이트 구조체를 따라 광방출 중심을 갖는 세기로 광을 방출하도록, 각각의 전자방출영역에서 방출된 전자들은 상기 제 2 플레이트 구조체를 따라 전자충돌 중심을 갖는 세기로 대응하는 광방출소자에 충돌하고,
    상기 광방출 중심은 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 이동 때문에 상기 제 1 방향으로 이동되고, 상기 광방출 중심은 상기 제 1 방향과는 다른 추가 방향으로 이동 가능하고,
    상기 제 2 플레이트 구조체에 대략 수직인 상기 광방출소자의 중심을 통해 상기 제 1 방향으로 연장하는 가상 평면을 따라 상기 광방출소자에 충돌하는 전자들의 세기는, 상기 제 1 방향 및 추가 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 평균 이동 크기가 각각 상기 광방출소자에 적당한 제 1 및 추가 이동범위내에 있을 때 상대적 중심 이동비율
    Figure 112004028588032-pct00070
    가 0.75 이하가 되도록 국소최소를 갖는 복합 평균 세기 프로파일을 갖고,
    여기서 상기
    Figure 112004028588032-pct00071
    는 상기 제 1 방향으로의 상기 광방출 중심의 평균 이동량을 상기 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 수반되는 평균 이동량으로 나눈 값이고, 상기
    Figure 112004028588032-pct00072
    는 상기 광방출 중심이 상기 추가 방향으로 평균적으로 이동 가능한 양을 상기 전자충돌 중심이 상기 추가 방향으로 평균적으로 이동 가능한 수반되는 양으로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  23. 제 1, 7, 19 및 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트 구조체에 대략 수직인 상기 광방출소자의 중심을 통해 상기 제 1 방향으로 연장하는 가상 평면을 따라 상기 광방출소자에 충돌하는 전자들의 세기는 국소최소를 갖는 10% 이동 평균 세기 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 국소최소의 세기값은 상기 10% 이동 평균 세기 프로파일의 최대 세기값의 95% 이하인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 국소최소의 세기값은 상기 10% 이동 평균 세기 프로파일의 최대 세기값의 90% 이하인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 전자방출영역은 상기 제 1 방향에서 측면으로 분리된 한 쌍의 전자방출 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 국소최소는 상기 제 1 플레이트 구조체에 대해 대략 수직에서 볼 때 상기 전자방출 부분들 사이에 배치된 돌출 위치에서 측면으로 나타나는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  28. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플레이트 구조체들 사이에 배치된 스페이서를 추가로 포함하고, 상기 스페이서는 어느 하나의 플레이트 구조체에 대해 대략 수직인 제 1 방향으로 연장하는 가상 평면이 상기 스페이서와 상기 광방출소자를 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 스페이서는 대략 벽과 같은 형상을 갖고, 상기 가상 평면은 상기 벽에 대략 수직으로 연장하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  30. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트 구조체는
    상기 제 2 플레이트 구조체를 따르는 상기 광방출소자를 측면으로 둘러싸고, 상기 광방출소자에 비교할 때 상기 전자방출영역으로부터 방출된 전자와 충돌되면서 광을 거의 발생하지 않는 경계 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  31. 제 6 항에 있어서,
    상기 전자방출영역은 복수의 전자방출소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  32. 제 26 항에 있어서,
    각각의 전자방출부분은 복수의 전자방출소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  33. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 이동범위는 0에서 상기 제 1 방향으로의 상기 광방출소자의 평균 치수의 적어도 2%의 상위값까지 연장하고, 상기 추가 이동범위는 0에서 상기 추가 방향으로의 광방출소자의 평균 치수의 적어도 2%의 상위값까지 연장하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 이동범위의 상위값은 상기 제 1 이동 방향으로의 상기 광방출소자의 평균 치수의 적어도 5%이고, 상기 추가 이동범위의 상위값은 상기 추가 이동방향으로의 상기 광방출소자의 평균 치수의 적어도 10%인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  35. 제 19 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 복합 평균 세기 프로파일의 결정을 위한 광방출소자의 수는 적어도 10인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  36. 제 19 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 광방출소자들은 거의 동일한 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  37. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 및 추가 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 평균 이동 크기가 각각 상기 제 1 및 추가 이동범위내에 있을 때 상대적 중심 이동비율
    Figure 112004028588032-pct00043
    는 0.5 이하인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 제 1 방향으로의 상기 전자충돌 중심의 평균 이동 크기가 상기 제 1 이동범위내에 있을 때
    Figure 112004028588032-pct00044
    는 0.5 이하인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  39. 이미지를 생성하는 평면 디스플레이에 있어서,
    (a) 선택적으로 전자를 방출하는, 측면으로 분리된 복수의 전자방출부분을 갖는 전자방출영역과, (b) 상기 전자방출부분에 의해 방출된 전자를 포커싱하는 전자 포커싱 시스템을 포함하는 제 1 플레이트 구조체; 및
    상기 전자방출부분에 의해 방출된 전자가 충돌할 때 상기 이미지 도트의 적어도 일부를 발생하기 위해 광을 방출하는, 상기 전자방출영역에 대향하여 배치된 광방출소자를 포함하는 제 2 플레이트 구조체를 포함하고,
    상기 전자 포커싱 시스템은 상기 전자방출부분 위에 각각 배치된 유사한 복수의 포커스 개구를 가짐으로써, 상기 전자방출부분에 의해 방출된 전자가 각각 상기 포커스 개구를 지나는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  40. 제 39 항에 있어서,
    각각의 전자방출부분은 복수의 전자방출소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  41. 제 40 항에 있어서,
    각각의 전자방출소자는 적어도 부분적으로 대략 원추형인 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  42. 제 39 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트 구조체는
    에미터 전극;
    상기 에미터 전극 위에 놓이고, 상기 전자방출부분의 전자방출소자가 주로 배치되는 절연체 개구를 갖는 절연층; 및
    상기 절연층 위에 놓이고, 상기 에미터 전극 위로 교차하며, 상기 전자방출소자를 노출하는 제어 개구를 갖는 제어전극을 추가로 포함하고,
    상기 전자방출소자는 측면으로 분리된 세트에 할당되고, 각각의 세트는 서로 다른 상기 전자방출부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 에미터 전극은 상기 제 1 플레이트 구조체에 대해 대략 수직에서 볼 때 적어도 2개의 상기 전자방출부분 사이에 배치된 적어도 하나의 에미터 전극 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  44. 제 43 항에 있어서,
    각각의 포커스 개구는 부분적으로 적어도 하나의 상기 에미터 전극 개구 위에 놓이는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  45. 제 42 항에 있어서,
    상기 제어전극은
    서로 다른 대응하는 상기 전자방출부분을 각각 정의하는 유사한 복수의 주된 개구를 갖는 주된 부분; 및
    상기 주된 부분과 접촉하고, 상기 주된 부분보다 얇고, 상기 주된 부분을 연장하며, 각각의 제어 개구로 이루어진 게이트 개구를 갖는 적어도 하나의 게이트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트 구조체에 대해 대략 수직에서 볼 때, 각각의 포커스 개구는 서로 다른 대응하는 상기 주된 개구를 측면으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  47. 제 39 항에 있어서,
    상기 전자 포커싱 시스템은 베이스 포커싱 구조체와 상기 베이스 포커싱 구조체 위에 놓이는 포커스 코팅을 포함하고,
    상기 포커스 코팅은 상기 베이스 포커싱 구조체보다 낮은 평균 전기저항율을 갖고, 상기 포커스 개구는 측면으로 분리된 위치에서 상기 포커스 코팅을 통해 연장하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  48. 제 39 항에 있어서,
    상기 포커스 개구는 실질적으로 전체 상기 전자 포커싱 시스템에 걸쳐서 서로 측면으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  49. 제 39 항에 있어서,
    상기 전자 포커싱 시스템은 상기 포커스 개구가 측면으로 분리된 위치에서 관통하는 상부면을 갖고, 상기 전자 포커싱 시스템의 상기 상부면 아래에서 적어도 2개의 상기 포커스 개구가 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  50. 제 39 항 내지 제 50 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플레이트 구조체 사이에 배치된 스페이서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  51. 이미지를 생성하는 평면 디스플레이에 있어서,
    제 1 플레이트 구조체 및
    제 2 플레이트 구조체를 포함하고,
    상기 제 1 플레이트 구조체는 (a) 측면으로 분리된 전자방출영역들의 어레이 - 여기서, 각각의 전자방출영역은 측면으로 분리된, 선택적으로 전자를 방출하는 복수의 전자방출부분을 가짐 - , (b) 측면으로 분리된 복수의 포커스 개구 어레이를 갖고, 상기 전자방출부분에 의해 방출된 전자를 포커싱하는 전자 포커싱 시스템을 구비하고,
    상기 제 2 플레이트 구조체는 상기 대응하는 전자방출영역의 상기 전자방출부분으로부터 방출된 전자가 충돌할 때 서로 다른 이미지 도트의 적어도 일부를 생성하기 위해 광을 방출하고, 서로 다른 대응하는 상기 전자방출영역 중의 하나에 대향하여 각각 배치된 광방출소자 어레이를 포함하며,
    상기 복수의 포커스 개구 각각은 서로 다른 대응하는 상기 전자방출영역의 하나의 상기 전자방출부분 위에 각각 배치되어, 각각의 전자방출영역의 상기 전자방출부분에 의해 방출된 상기 전자가 각각 대응하는 상기 복수의 포커스 개구를 지나는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  52. 제 51 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트 구조체는
    측면으로 분리된 에미터 전극 그룹;
    상기 에미터 전극 위에 놓이고, 상기 전자방출부분의 전자방출소자가 주로 배치되는 절연체 개구를 갖는 절연층; 및
    상기 절연층 위에 놓이고, 상기 에미터 전극 위로 교차하며, 상기 전자방출소자를 노출하는 제어 개구를 갖는 제어전극 그룹을 추가로 포함하고,
    상기 전자방출소자는 측면으로 분리된 세트에 할당되고, 각각의 세트는 서로 다른 상기 전자방출부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  53. 제 52 항에 있어서,
    각각의 에미터 전극은 복수의 에미터 전극 개구를 갖고,
    각각의 에미터 전극은 상기 전자방출영역의 하나와 연관되고, 상기 제 1 플레이트 구조체에 대해 대략 수직에서 볼 때 상기 연관된 전자방출영역의 적어도 2개의 상기 전자방출부분 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  54. 제 52 항에 있어서,
    상기 제어전극은 상기 에미터 전극에 대략 수직으로 연장하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  55. 제 51 항에 있어서,
    상기 전자 포커싱 시스템은 베이스 포커싱 구조체와 상기 베이스 포커싱 구조체 위에 놓이는 포커스 코팅을 포함하고,
    상기 포커스 코팅은 상기 베이스 포커싱 구조체보다 낮은 평균 전기저항율을 갖고, 상기 포커스 개구는 측면으로 분리된 위치에서 상기 포커스 코팅을 통해 연장하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  56. 제 51 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플레이트 구조체 사이에 배치되고, 상기 제 1 플레이트 구조체에 대해 대략 수직에서 볼 때 상기 포커스 개구 사이에서 측면으로 상기 제 1 플레이트 구조체와 접촉하며, 상기 제 2 플레이트 구조체에 대해 대략 수직에서 볼 때 상기 광방출소자 사이에서 상기 제 2 플레이트 구조체와 접촉하는 적어도 하나의 스페이서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  57. 제 39 항 또는 제 51 항에 있어서,
    상기 전자방출부분은 실질적으로 동시에 전자를 방출하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  58. 제 50 항 또는 제 56 항에 있어서,
    상기 스페이서는 대략 벽과 같은 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
  59. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 이동범위는 0에서 상기 제 1 방향으로의 상기 광방출소자의 평균 치수의 적어도 2%의 상위값까지 연장하고, 상기 추가 이동범위는 0에서 상기 추가 방향으로의 상기 광방출소자의 평균 치수의 적어도 2%의 상위값까지 연장하는 것을 특징으로 하는 평면 디스플레이.
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