KR100756805B1 - 화상표시장치 - Google Patents

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Abstract

본원 발명의 화상표시장치는, 전자원과; 형광체와 애노드전극을 가지고, 상기 전자원으로부터의 전자에 의해 조사됨으로써 표시를 위해 발광하는 타깃과; 상기 전자원과 상기 타깃사이의 중간점에 배치되고, 상기 애노드전극에 인가되는 전위보다 큰 전위가 인가되는 중간전극을 포함한다. 이에 의해, 형광체에 재돌입하는 후방산란전자에 의한 헬레이션이 저감된다.

Description

화상표시장치{IMAGE DISPLAY APPARATUS}
도 1은 본 발명에 따른 화상표시장치의 일실시형태의 개략도
도 2는 본 발명에 따른 화상표시장치의 제 1실시예를 설명하는 단면도
도 3은 본 발명에 따른 화상표시장치의 제 2실시예의 주요부를 설명하는 단면도
도 4는 종래의 평면형 화상표시장치를 설명하는 개략적 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1011: 절연기판 1012: 전자원
1020: 타깃 1021: 투명기판
1022, 2022, 3022: 형광체 1025, 2025, 3025: 애노드전극
1030, 2030, 3030: 중간전극 3060: 지지부재
2010: 리어 플레이트 2020: 페이스 플레이트
2040: 외부 프레임 2024: ITO막
본 발명은 전자원을 사용하는 화상표시장치에 관한 것이다.
일본국 특개평 03-261024호 공보에는, 전자원으로부터 방출되는 전자빔으로 형광체를 조사해서 형광을 발생시킴으로써 화상을 표시하는 자발발광형 플랫 디스플레이가 개시되어 있다. 상기 플랫 디스플레이는 페이스 플레이트와 리어 플레이트 사이에 끼워진 진공패널내에 전자빔을 발생하는 전자방출소자를 배치해서 구성한 박형의 화상표시장치이다. 상기 화상표시장치에 있어서는, 전자방출소자로서 표면전도형 전자방출소자가 사용되고, 화상을 표시하기 위해 전자빔을 가속하고 형광체에 조사해서 형광체를 발광시킨다.
또, 일본 특개평 11-250839호 공보에는, 전자빔으로 조사된 형광체에 의해 발생하고, 상기 형광체에 재돌입해서 원하지 않는 부분으로 발광시키는 후방산란전자에 의해 야기되는 헬레이션(halation)을 저감시키고, 고선명도, 고콘트라스트 및 고색순도의 스펙트럼색을 제공하는 화상표시장치가 개시되어 있다.
도 4는 상기 일본 특개평 11-250839호에 개시된 평면형 화상표시장치를 설명하는 개략적 단면도이다.
상기 화상표시장치에 있어서는, 전자방출소자(202)가 절연기판(201)상에 형성되어 있으며, 그리드(204)는, 전자빔의 통과구멍을 가진 조정전극이고, 절연층(203)상에 장착되어 있다. 발광효율을 개선하기 위한 투명도전형 ITO(indium tin oxide)막(211), 형광체(206) 및 알루미늄막(210)이, 후방산란전자를 막기 위해 위에 위에 그래파이트막(207)이 형성된 페이스 플레이트기판(205)의 패널 쪽에 형성되어 있다.
도전포획체(213)는 표면전도형 전자방출소자(202)로부터 방출된 전자선을 통 과시키는 개구부(214) 및 상기 페이스 플레이트기판(205) 쪽으로부터의 후방산란전자를 포획하기 위한 비개구부(215)를 가지며, 격벽부재(216)에 의해 페이스 플레이트로부터 소정의 거리를 유지하고 있다.
프릿 유리(208)를 사용해서, 페이스 플레이트기판(205)과 기판(201)을 그 사이의 안에 외부프레임(209)을 가지고 밀봉해서 진공외위기를 구성하고 있다. 표면전도형 전자방출소자(202)는 외부구동회로에 접속되어 있고, 그래파이트막(207), 알루미늄막(210) 및 ITO막(211)은 도시하지 않은 고압케이블(도시하지 않음)에 의해 고압전원(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
상기한 화상표시장치에 있어서는, 내부의 압력은 대략 10-4Pa의 진공으로 유지되고, 외부구동회로에 의해 표면전도형 전자방출소자(202)에 구동펄스전압이 인가되면 전자가 전자빔의 형태로 방출된다. 전자빔은 그리드(204)를 통과하고, 고압전원으로부터 형광체(206) 및 알루미늄막(210)에 인가되는 양의 고전압에 의해 가속되어서 형광체(206)에 충돌하면 형광을 발생한다.
전자원으로서는, 표면전도형 전자방출소자를 사용하는 것 이외에, 열음극을 사용하는 열전자원, 전계방출형 전자방출소자 또는 금속/절연층/금속형 전자방출소자를 사용하는 것이 공지되어 있다.
상기한 바와 같은 평면형 화상표시장치에 있어서, 도전포획체의 개구부를 보다 작게하면 후방산란전자의 포획률을 증가시키고, 그 결과, 헬레이션의 감소효과 를 향상시킨다. 그러나, 개구부는 또한 전자원으로부터 방출된 전자빔(1차 전자)을 통과시키는 기능을 하고, 개구부가 보다 작으면 보다 많이 1차 전자의 통과를 방해해서 밝기와 발광효율을 감소시킨다. 이러한 이유로, 후방산란전자를 충분히 포획할 수 있는 폭까지 개구부를 작게하는 것이 곤란하고, 이것은 헬레이션의 감소를 불충분하게 하는 문제점을 발생시킨다.
본 발명의 목적은 형광체에 재돌입하는 후방산란전자에 의해 야기되는 헬레이션을 감소시킬 수 있는 화상표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 전자원과; 형광체와 애노드 전극을 가지며, 상기 전자원으로부터의 전자에 의해 조사되는 타깃과; 상기 전자원과 상기 타깃 사이에 배치되는 중간전극을 포함하고, 상기 중간전극에는 상기 애노드 전극에 인가되는 전위보다 큰 전위가 인가되는 것을 특징으로 하는 화상표시장치이다.
본 발명에 따른 화상표시장치는, 전자원과, 형광체와 애노드전극을 가지며, 상기 전자원과 상기 타깃사이에 배치된 중간전극을 포함하고, 애노드전극에 인가된 전압보다 높은 전압이 상기 중간전극에 인가되는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명에 따른 화상표시장치는 형광체에 재돌입하는 후방산란전자에 의해 야기되는 헬레이션을 감소시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 화상표시장치를 나타내는 개략도이다.
본 실시형태에 따른 화상표시장치는, 서로 대향해서 서로로부터 일정한 간격 을 두고 떨어져 있는 절연기판(1011)과 투명기판(1021)을 가진다.
절연기판(1011)은 그 위에 복수의 전자원(1012)를 가지며, 상기 전자원(1012)은 특정의 형태로 한정되는 것은 아니고, 열음극을 사용하는 열전자원, 전계방출형 전자방출소자, 금속/절연체/금속(반도체) 전자방출소자 및 표면전도형 방출소자와 같은, 화상표시장치에 적합한 어떠한 전자원이라도 된다.
한편, 투명기판은 절연기판(1011)과 대향해서 그 표면에 형광체(1022)와, 이 형광체(1022)와 중첩된 애노드전극(1025)을 가지며, 상기 형광체(1022) 및 애노드전극(1025)은 타깃(1020)을 구성하고 있다. 투명기판(1021)은 절연재로 이루어지는 것이 바람직하고, 애노드전극(1025)은 도전성이며, 높은 가시광 반사율과 높은 전자투과율을 가진, 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
애노드전극(1025)은 도 1에 도시한 실시예에서는 형광체(1022)의 표면에 형성하고 있지만, 투명기판(1021)의 표면에 형성해도 된다. 이 경우, 애노드전극은 도전성 투명재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 또는, 높은 가시광 반사율 및 높은 전자투과율을 가진 도전성재료로 이루어진 애노드전극은 형광체(1022)의 표면에 형성해도 되고, 동시에, 도전성 투명재료로 이루어진 애노드전극은 투명기판(1021)의 표면 위에 형성해도 된다.
또, 본 실시형태에 따른 화상표시장치는 절연기판(1011)과 투명기판(1021)의 사이에 애노드전극(1025)으로부터 소정의 거리에 배치된 전자통과개구를 가진 중간전극(1030)을 가진다. 예를 들면, 중간전극(1030)은 Fe 및 인바와 같은 도전재로 이루어지는 것이 바람직하고, 그 열팽창계수는 가능한한 투명기판 또는 절연기판의 열팽창계수와 가까운 것이 바람직하다.
본 실시형태에 따른 화상표시장치에 있어서는, 형광체(1022)를 발광시키기 위해 필요한 가장 낮은 전압 이상의 전압을 애노드전극(1025)에 인가하고, 애노드전극(1025)에 인가된 전압보다 높은 전압이 중간전극(1030)에 인가된다. 결과적으로, 전자원(1012)으로부터 방출되어 중간전극(1030)의 전자통과개구(1031)를 통과한 전자빔으로 형광체(1022)를 조사함으로써 발생한 후방산란전자는 중간전극(1030)에 의해 흡인되고 수집된다. 이와 같이 하여, 형광체(1022)에 재돌입하는 후방산란전자에 의해 야기될 수 있는 헬레이션이 저감된다. 그러나, 중간전극(1030)과 애노드전극(1025)사이의 전압차가 과잉으로 크면, 상기 전극들 사이에서 방전을 야기할 수 있기 때문에, 중간전극(1030)에 인가되는 전압은 애노드전극(1025)에 인가되는 전압의 1.2배까지로 한정하는 것이 바람직하다. 즉, 애노드전극(1025)에 인가되는 전압을 Va로 표시하고, 중간전극(1030)에 인가되는 전압을 Vb로 표시하면, "Va＜Vb≤Va*1.2" 의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
또, 타깃(1020)은 지지부재(도시하지 않음)를 가져도 되고, 이 지지부재위에 중간전극(1030)을 형성해도 된다. 이 경우, 지지부재는 절연재 또는 고저항재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태에 따른 중간전극(1030)은 전자통과개구(1031)를 가진 평면형상으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 리본형상 또는 와이어형상 이어도 된다. 또, 중간전극(1030)의 패터닝을 용이하게 하기 위해서, 중간전극(1030)을 박막의 형상으로 형성해도 된다.
(실시예)
다음에, 실시예를 참조해서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
(제 1실시예)
도 2는 본 발명의 제 2실시예에 따른 화상표시장치의 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 화상표시장치는, 서로 대향하고, 외부프레임을 사이에 개재해서 서로로부터 소정의 간격을 두고 떨어져 있는 리어 플레이트(2010)와 페이스 플레이트(2020)를 가진다.
리어 플레이트(2010)는 고변형점 유리로 이루어진 리어 플레이트기판(2011)과 그 위에 배치된 표면전도형 전자방출소자(2012)를 가진다. 한편, 페이스 플레이트(2020)는, 고스트레인점 유리로 이루어진 페이스 플레이트기판(2021)과, 페이스 플레이트 기판(2021)의 내면(리어 플레이트기판(2011)과 대향하는 면)에 중첩된, 투명한 도전막인 ITO막(2024)과, 이 ITO막(2024)에 중첩된 형광체(2022)를 가진다. 또, 발광효율을 향상시키기 위하여, 형광체(2022)의 표면에 메탈 백(2023)이 형성된다. ITO막(2024)과 메탈 백(2023)은 애노드전극(2025)을 구성한다. 또는, ITO막(2024)과 메탈 백(2023)의 어느 하나로 애노드전극(2025)을 구성해도 된다.
본 실시예에 따른 화상표시장치는 또한 리어 플레이트(2010)와 페이스 플레이트(2020) 사이에 전자통과개구(2031)를 가지는 중간전극(2030)을 가진다. 중간전극(2030)은 리어 플레이트(2010)로부터 약 2mm의 거리에서 스페이서(도시하지 않음)를 개재해서 리어 플레이트(2010)에 접착제를 이용해서 고정된다. 또는, 스페이서(도시하지 않음)를 개재해서 페이스 플레이트(2020)에 중간전극을 고정해도 된 다.
페이스 플레이트(2020)와 리어 플레이트(2010)의 사이에는, 중간전극(2030)과 페이스 플레이트(2020)가 서로 약 2mm만큼 공간을 두고 떨어질 수 있도록 하는 두께를 가진 외부 프레임(2040)이 개재되어 있다. 외부 프레임(2040)과 플레이트(2010) 및 (2020)의 주변부는 프릿유리(2050)로 밀봉된다. 플레이트(2010) 및 (2020)과 외부 프레임(2040)으로 형성되는 내부공간은(약 10-4Pa의 압력으로) 대략 진공으로 유지된다. 이와 같이 해서, 플레이트(2010) 및 (2020)와 외부 프레임(2040)은 진공외위기를 구성하고 있다.
표면전도형 전자방출소자(2012)는 진공외위기의 외부에 설치된 외부구동회로(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 또, 중간전극(2030)은 고압케이블(도시하지 않음)을 개재해서 고압전원(도시하지 않음)에 접속되고, 애노드전극(2025)은 저항기 (도시하지 않음)를 개재해서 중간전극에 접속되며, 중간전극(2030) 및 애노드전극(2020)은 그들 각각의 소정의 전압으로 고정되어 있다. 상기한 구성에 따르면, 저항기가 존재하기 때문에 애노드전극(2025)의 전압이 중간전극(2030)의 전압보다 낮아서, 애노드전극(2025)에 인가된 전압보다 높은 전압을 중간전극(2030)에 인가할 수 있다.
본 실시예에 있어서는, 구체적으로 애노드전극(2025)에는 10kV의 전압이 인가되고, 중간전극(2030)에는 10.5kV의 전압이 인가된다. 애노드전극(2025)과 중간전극(2030) 사이의 전압차가 과잉으로 크면, 상기 전극들 사이에서 방전이 일어나 서 형광체(2022)를 손상시킨다. 이 때문에, 본 실시예에서는 상기한 바와 같은 방전의 발생을 방지하기 위해 애노드전극(2025)과 중간전극(2030) 사이의 전압차를 0.5kV로 설정하고 있다. 여기서, 주목해야할 것은 전극(2025) 및 (2030)에 인가되는 전압은 상기한 값으로 한정되지 않는다는 것이다. 중간전극(2030)에 인가되는 전압은 고압전원을 조정함으로써 용이하게 조정할 수 있고, 애노드전극(2025)에 인가되는 전압은 저항기의 저항치를 변경함으로써 용이하게 변경할 수 있다.
상기한 구성에 있어서는, 1개의 고압전원과 1개의 저항기를 사용하고 있다. 그러나, 다른 구성에 있어서는, 애노드전극(2025)에 전압을 인가하기 위한 고압전원을 중간전극(2030)에 전압을 인가하기 위한 고압전원에 부가해서 설치해도 된다. 이 경우, 상기한 저항기는 생략할 수 있다.
상기 화상표시장치를 구동하기 위하여 상기한 바와 같이 제조된 화상장치에 전기신호가 외부구동회로로부터 전송되고, 이에 의해 화상표시장치가 화상을 표시하도록 한다. 본 실시예에 따른 화상표시장치에 있어서는, 후방산란전자가 중간전극(2030)에 흡인되기 때문에, 후방산란전자가 형광체(2022)에 재돌입하는 것이 방지된다. 따라서, 본 실시예에 따른 화상표시장치는, 애노드전극(2025)과 중간전극(2030) 사이의 전압차, 페이스 플레이트(2020)와 중간전극(2030) 사이의 거리 등에 따라서 헬레이션 강도를 약 30%이상 감소시킨다. 또, 헬레이션 강도의 감소의 결과로서 색순도가 향상하는 것으로 인정된다.
(제 2실시예)
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 화상표시장치의 주요부를 나타내는 단 면도이다. 본 실시예에 따른 화상표시장치의 리어 플레이트와 외부프레임은 도 2에 도시한 제 1실시예의 것과 동일하고, 따라서 더 이상의 설명을 하지 않는다.
본 실시예에 있어서는, 절연재로 이루어진 지지부재(3060)가 리어 플레이트 (도시하지 않음)에 대향하는 페이스 플레이트(3020)의 표면에 형성되고, 중간전극(3030)이 지지부재(3060) 위에 형성된다. 본 실시예에 따른 중간전극(3030)은, 예를 들면, 마스크 퇴적에 의해 지지부재(3060) 상에 퇴적된 알루미늄의 박막으로 이루어진다.
본 실시예에 있어서는, 또한, 중간전극(3030)은 고압케이블(도시하지 않음)을 개재해서 고압전원(도시하지 않음)에 접속되고, 애노드전극(3025)은 저항기(도시하지 않음)을 개재해서 중간전극(3030)에 접속되며, 이와 같이 해서 중간전극(3030)과 애노드전극(3025)은 그들 각각의 소정의 전압으로 고정된다. 또는, 지지부재(3060)는 고저항재료로 이루어져도 되고, 전극(3023) 및 (3024)으로 형성된 애노드전극(3025)에 인가된 전압을 조정하기 위하여 지지부재(3060)의 전기저항을 변경할 수 있다.
본 실시예에 따른 화상표시장치는 또한 형광체(3022)에 재돌입하는 후방산란전자의 수를 감소시킴으로서 헬레이션을 저감시킬 수 있는 것으로 인정된다.
이상 설명한 바와 같이, 본원 발명에 따르면, 형광체에 재돌입하는 후방산란전자에 의해 야기되는 헬레이션을 감소시킬 수 있는 화상표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 전자원과;
    형광체와 애노드전극을 가지며, 상기 전자원으로부터의 전자에 의해 조사되는 타깃과;
    상기 전자원과 상기 타깃사이에 배치되는 중간전극을 포함하고,
    상기 중간전극은 상기 타깃의, 상기 전자원과 대향하는 쪽에 설치된 지지부재 상에 형성되고,
    상기 중간전극에는 전원이 접속되고, 또한 상기 애노드전극에 인가된 전위보다 큰 전위가 인가되며,
    상기 애노드전극은 저항기를 개재해서 상기 중간전극에 접속되는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 애노드전극에는 형광체가 발광하기 위해 필요한 최소전위이상의 전위가 인가되는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    다음의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
    Va＜Vb≤Va×1.2
    (여기서, Va는 애노드전극에 인가되는 전위이고, Vb는 중간전극에 인가되는 전위임)
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 중간전극은 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
KR1020050099979A 2004-10-26 2005-10-24 화상표시장치 KR100756805B1 (ko)

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