KR20010036948A - 화상 표시장치 - Google Patents

Abstract

애노드 플레이트와 백 플레이트 사이의 거리가 짧게 되어 구성된 화상 표시장치로서, 간단해진 구조를 가지고도 스크린 전역에 걸친 전자빔의 도달 효율성을 향상시켜 양질의 화상을 구현할 수 있도록 하기 위하여, 전자 방출원과; 이 전자 방출원에서 방출되어 형성된 전자빔에 의해 발광되는 형광체가 임의의 패턴으로 형성된 애노드 플레이트와; 상기 전자 방출원과 애노드 플레이트 사이에 배치되고, 상기 애노드 플레이트에 대한 전자빔의 도달 효율성을 증진시키는 수단을 갖는 다공성 플레이트와; 이 다공성 플레이트에 연결 설치되어, 상기 전자 방출원으로부터 전자빔이 상기 다공성 플레이트로 가속되어 전자 호핑 현상을 일으키도록 하는 전극과, 상기 다공성 플레이트에 연결 설치되어, 상기 다공성 플레이트를 통과하는 전자빔을 선택 및 변조시키는 전극을 포함하여 진공 용기체로 형성된다.

Description

화상 표시장치{PICTURE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 화상 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 씬 씨알티(thin CRT)와 같이 장치의 전,후 길이를 짧게 하여 구성되는 얇은 타입의 화상 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 얇은 타입(thin-type)의 화상 표시장치는, 그 전,후 길이가 짧아 통상적인 화상 표시장치(예; 음극선관)에 비해 표시 화면의 크기를 크게 하면서도 무게를 가볍게 할 수 있어 소비자에게 사용상의 편리함을 제공할 수 있는 이점이 있다.

이러한 얇은 타입의 화상 표시장치의 구조는, 대개 전자원에서 발생된 전자빔을 가속 및 선택하고 편향시켜 스크린 형광층의 원하는 위치에 도달시킬 수 있도록 이루어지는 바, 이를 도면을 통해 더욱 살펴 보면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 얇은 타입의 화상 표시장치의 하나인 씬 씨알티는, 전자원(1)에서 발생되어 형성된 전자빔을 메쉬 형태의 그리드 플레이트(3)로 가속시키고, 2매의 컨트롤 플레이트(5,7)를 통해 선택한 후, 편향 플레이트(9)로 편향시켜 스크린 플레이트(11)의 형광층(13)에 도달시킬 수 있도록 구성된다.

상기 구조의 얇은 화상 표시장치는 상기한 구조를 기본으로 하면서, 가령 상기 전자원(1) 측으로 전자빔을 집속하는 플레이트를 추가한다거나, 또는 상기한 전자빔의 편향을 다단으로 이루도록 하는 편향 플레이트를 추가하는 등, 여러 가지 형태로 개발되고 있는 실정이다.

그러나, 상기 구조의 얇은 화상 표시장치는 구조의 복잡성으로 인해 제조 작업(다수의 플레이트를 일정 간격으로 미세 정렬하여 진공 용기체를 형성하는 것)을 어렵게 할뿐만 아니라, 스크린 전역에 걸쳐 균일한 휘도를 얻기 위해 별도의 부가 장치(예: 전류량 피드백 제어 회로) 등을 필요로 함에 따라 제조 단가를 상승시키는 문제점이 있다.

이와 다르게 미국 특허 제 5,313,136 호에는 상기한 형태와는 다른 구조의 화상 표시장치가 개시되어 있는 바, 이 화상 표시장치는 전자 호핑(electron hopping)현상을 응용하여 소정의 문자나 화상을 구현하게 된다.

즉, 상기 장치는 도 6에 도시된 것처럼, 내면에 형광 스크린이 형성되는 패널(20)과, 이 패널(20)에 소정의 간격을 두고 배치되는 후벽(24)을 갖는다. 또한, 상기 패널(20)과 후벽(24)은 바닥벽(26)으로 연결되어 있으며, 이 바닥벽(26)에 가까이에는 라인 캐소드로 이루어진 캐소드(28)가 배치된다. 그리고, 상기 패널(20)과 후벽(24) 사이에는 길이 방향으로 배열되어 형성된 다수의 구멍부(30a)를 보유하는 중앙판(30)이 배치되며, 이 중앙판(30)과 상기 후벽(24) 사이에는 도관(32,32',...)을 구성하는 제1 칸막이(34,34',...)와 제2 칸막이(36,36',...)가 배치된다.

이러한 화상 표시장치에 있어 화상 구현은, 상기 캐소드(28)로부터 방출된 전자가 상기 도관(32,32',...)으로 유도되어 상기 제2 칸막이(36,36',...)에 부딪치면서 2차 전자를 생성하게 되고, 이들 전자들이 상기 구멍부(30a)를 통해 상기 패널(20) 측으로 빠져나가 상기한 형광 스크린에 도달되어 이를 타격하여 발광시킴으로써 이루어지게 된다.

한편, 상기한 화상 표시장치에 있어서는, 상기한 작용을 이루기 위하여 상기한 도관(32,32',..) 내로 일정한 고압의 바이어스 전압을 인가해야 하고, 또한, 상기 도관(32,32',..) 내로 흐르는 전자를 선택 및 변조하기 위해서 상기한 바이어스 전압에 선택 및 변조 전압을 부가하게 된다.

그런데, 상기 화상 표시장치에서는 상기 선택 및 변조 전압의 부가를 상기 바이어스 전압이 상기 각 도관(32,32',..) 라인마다 걸려 있는 상태에서 이루어야 하는 바, 이러한 구조는 상기 화상 표시장치가 대형으로 구비될 때에 구동 회로의 구현을 어렵게 하는 요인으로 작용하게 된다.

또한, 상기한 화상 표시장치에서와 같이 상기 캐소드로부터 방출된 전자가 상기 도관 내에서 그 진행 방향을 바꾸어 상기 구멍부를 통해 상기 패널측으로 나가 형광 스크린을 타격할 때에는, 아무래도 상기 캐소드로부터 가깝게 있는 상기 구멍부를 통해 빠져 나가는 전자의 양과 상기 캐소드로부터 멀게 있는 상기 구멍부를 통해 빠져 나가는 전자의 양에 차이가 발생될 수 있는 바, 이러한 현상은 상기 형광 스크린의 전역에 걸친 전자빔의 도달 효율성을 저하시켜 이로 인한 화상 구현에 악영향을 미치게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 전자빔에 대한 제어를 용이하게 이루어 스크린의 전반에 대해 전자빔의 도달 효율성을 향상시킬 수 있도록 한 화상 표시장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은, 간단해진 구조에 따라 제조 공정 또한 간단하게 이룰 수 있도록 한 얇은 방식의 화상 표시장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 표시장치를 개념적으로 도시한 단면도이고,

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 화상 표시장치를 개념적으로 도시한 단면도이고,

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화상 표시장치의 작용 설명을 위해 도시한 도면이고,

도 5 및 도 6은 종래 기술에 따른 얇은 방식의 화상 표시장치를 도시한 도면이다.

이에, 본 발명은 상기한 목적을 실현하기 위하여,

전자 방출원과;

이 전자 방출원에서 방출되어 형성된 전자빔에 의해 발광되는 형광체가 임의의 패턴으로 형성된 애노드 플레이트와;

상기 전자 방출원과 애노드 플레이트 사이에 배치되고, 상기 애노드 플레이트에 대한 전자빔의 도달 효율성을 증진시키는 수단을 갖는 다공성 플레이트와;

이 다공성 플레이트에 연결 설치되어, 상기 전자 방출원으로부터 전자빔이 상기 다공성 플레이트로 가속되어 전자 호핑 현상을 일으키도록 하는 전극; 및

상기 다공성 플레이트에 연결 설치되어, 상기 다공성 플레이트를 통과하는 전자빔을 선택 및 변조시키는 전극을 포함하여 진공 용기체로 형성되는 화상 표시장치를 제공한다.

여기서, 상기 전자빔 도달 효율성 증진 수단은, 상기 다공성 플레이트에 소정의 간격을 두고 관통 형성되는 복수의 미세홀로 이루어지며, 이 미세홀은, 상기 화상 표시장치의 픽셀에 대응하여 상기 다공성 플레이트에 선택적으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 화상 표시장치에 있어, 상기 전자빔의 효율 증대를 위해, 상기 다공성 플레이트가 2차 전자 방출 계수가 높은 물질로 형성되거나 또는 상기 미세홀 내주에 2차 전자 방출부가 형성될 수 있으며, 이러한 2차 전자 방출 물질은 MgO로 구비됨이 바람직하다.

아울러, 상기 전자 방출원으로부터 상기 다공성 플레이트로 전자빔을 가속하여 전자 호핑 현상을 일으키도록 하는 전극은, 상기 다공성 플레이트의 어느 일면에 형성되어 상기 전자 방출원로부터 전자빔을 가속시키는 빼냄 전극과, 상기 일면에 대향되는 상기 다공성 플레이트의 다른 일면에 형성되는 그라운드 전극으로 형성된다.

또한, 상기 다공성 플레이트를 통과하는 전자빔 중, 상기 애노드 플레이트로 향할 전자빔을 선택하여 이를 변조시키는 전극은, 상기 애노드 플레이트를 향한 상기 다공성 플레이트 일면에 형성되는 선택 전극과 이 선택 전극 위로 이 선택 전극에 대해 매트릭스 상으로 교차 형성되는 변조 전극을 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명을 명확히 하기 위한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화상 표시장치를 개념적으로 도시한 단면도로서, 이 화상 표시장치는, 전자 방출원(41)에서 방출되어 형성된 전자빔을 다공성 플레이트(43)로 통과시켜 상기 전자빔의 이용 효율이 증진되도록 한 후, 이로부터 R,G,B 형광체(45a,45b,45c)가 임의의 패턴으로 형성된 애노드 플레이트(45)로 향할 전자빔을 선택 및 변조하여 이를 상기 애노드 플레이트(45)로 유도함으로써, 상기 형광체(45a,45b,45c)를 발광시켜 소정의 이미지나 문자를 구현할 수 있도록 구성되고 있다.

이러한 화상 표시장치는, 종래 보다 간단한 구조를 가지면서도 전자빔을 효율적으로 이용함은 물론, 상기 애노드 플레이트(45)로 도달되는 전자빔의 효율성을 향상시켜 화상을 구현할 수 있도록 구성된다. 이의 상세한 구성은 다음과 같다.

먼저 상기 전자 방출원(41)은, 상기 다공성 플레이트(43)로 향할 전자빔을 형성하기 위한 전자를 생성하는 부위로서, 실질적으로 이는 라인 캐소드와 같은 열 음극 구조나 전계 형성에 의해 전자를 발생시키도록 하는 냉 음극 구조 어느 편으로도 마련될 수 있다.

또한, 상기 전자 방출원(41)과 상기 애노드 플레이트(45) 사이에 배치되는 상기 다공성 플레이트(43)는, 상기 애노드 플레이트(45)에 최종 도달되는 전자빔의 효율성을 증진시켜 이로 인한 화상의 균일성을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 수단을 보유하여 형성된다.

여기서 상기한 수단은, 상기 다공성 플레이트(43) 상에 소정의 간격을 두고 관통 형성되는 미세홀(43a)로 이루어지는데, 이 미세홀(43a)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 다공성 플레이트(43) 상에 전반적으로 형성되거나 혹은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 다공성 플레이트(43) 상에 선택적으로 배치되어 형성될 수 있다.

상기 미세홀(43a)이 선택 배치에 의해 상기 다공성 플레이트(43) 상에 형성될 때에는, 그 배치 간격을 상기 화상 표시장치의 픽셀 간격에 대응하게 되는 바, 이 실시예에는 상기 미세홀(43a)이 형성되는 선택 부위가 상기한 픽셀 하나에 대응되고, 이 선택 부위는 상기한 형광체 픽셀 하나에 대응되도록 하고 있다.

이와 함께 상기 다공성 플레이트(45)는, 상기 미세홀(43a)을 통과하는 전자빔의 효율성을 증대시키도록 하기 위하여 다음과 같은 수단을 더욱 강구하고 있다.

이는 즉, 전자빔이 상기 미세홀(43a)을 통과할 때에 전자 호핑 현상에 따라 2차 전자를 방출하여 이를 이용하는 것으로서, 이에 상기 다공성 플레이트(45)는, 그 자체가 2차 전자 방출 계수가 높은 물질(예; MgO)로 형성되거나 혹은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 미세홀(43a) 내주에 2차 전자 방출부(47)를 형성하고 있다. 물론, 이 2차 전자 방출부(47)도 MgO 등으로 구비되나, 이는 반드시 이로 한정되는 것은 아니다.

이와 같이 형성되는 상기 다공성 플레이트(43)상에는 실질적으로 상기 전자빔이 애노드 플레이트(45)에 도달되도록 하는 다수의 전극이 연결 형성된다.

이를 차례로 알아보면 먼저, 상기 전자 방출원(41)을 향한 다공성 플레이트(43)의 일면에는, 상기 전자 방출원(41)로부터 전자빔을 끌어 당겨 가속시키게 되는 빼냄(extraction) 전극(49)이 형성되고, 이 전극(49)을 대향하여 상기 다공성 플레이트(43)의 다른 일면으로는 상기 빼냄 전극(49)과 함께 상기 미세홀(43a) 내로 전계를 형성하여 전자 호핑 현상을 유발하는 그라운드 전극(51)이 형성된다. 이 때, 상기 다공성 플레이트(43)와 상기 양 전극(49,51) 사이에는 절연층(53)이 배치된다.

또한, 상기 다공성 플레이트(43) 상에는, 이 다공성 플레이트(43)로부터 상기 애노드 플레이트(45)로 향할 전자빔을 선택하기 위한 선택 전극(55)과 이 선택 전극(55)에 의해 선택된 전자빔을 변조시키기 위한 변조 전극(57)이 더욱 형성된다.

여기서 상기 선택 전극(55)은, 상기 그라운드 전극(51) 위로 절연층(59)을 사이에 두고 형성되며, 변조 전극(57)은 상기 선택 전극(55) 위로 다른 절연층(61)을 사이에 두고 형성된다. 이 때, 상기 선택 전극(55)과 변조 전극(57)은 상호 매트릭스형으로 교차 형성된다.

아울러, 상기한 애노드 플레이트(45)는 상기한 형광체(45a,45b,45c) 사이에 블랙 매트릭스(45d)를 배치한 형광 스크린으로 형성된다.

이에 상기와 같은 구성을 포함하는 상기 화상 표시장치는, 하나의 진공 밀폐용기로 조합되어 작용하게 되는 바, 이에 대한 작용 설명을 하면 다음과 같다.

먼저, 상기 전자 방출원(41)에서 전자가 생성되어 방출되면, 이 방출 전자는 상기 빼냄 전극(49)의 작용으로 빔으로 가속화되어 상기 다공성 플레이트(43)측으로 진행 경로를 잡게 된다.

이의 경로에 따라 상기 전자빔은 상기 다공성 플레이트(43)의 미세홀(43a)로 들어가게 되는 바, 이 때 상기 전자빔은 상기 미세홀(43a)의 내주에 부딪치면서 이로부터 새로운 2차 전자가 방출되도록 한다.(도 3,4 참조)

이 미세홀(43a)에서 일어나는 상기 전자빔의 충돌 및 이에 따른 2차 전자의 발생은, 상기 전자빔이 상기 미세홀(43a)을 통과하는 과정 동안 계속해서 진행되게 되는데, 이 전자 호핑 현상이 지속적이면서도 효과적으로 이루어지기 위해서는, 상기 빼냄 전극(49)과 그라운드 전극(51)의 전압차가 평형 상태를 이루도록 하는 것이 바람직하다.

이의 과정을 따라 상기 다공성 플레이트(43)를 지나는 전자빔은 그 전자량이 증가되게 되며, 이러한 전자빔은 계속해서 상기한 선택 전극(55)과 변조 전극(57)의 작용으로 화상 구현에 필요한 영역별로 선택 및 변조되어 상기 애노드 플레이트(45)에 최종 가속화되고, 이에 상기 애노드 플레이트(45)에서는 상기 전자빔에 의해 여기되어 발광되는 상기 형광체(45a,45b,45c)의 작용으로 소정의 이미지나 문자가 구현되게 된다.

물론, 이의 작용시, 상기 화상 표시장치에서는, 상기 전자빔이 픽셀 하나에 대해 복수로 대응하는 상기 다공성 플레이트(45)의 미세홀(45a)을 통과하여 상기 형광체(45a,45b,45c) 하나에 도달되어 이를 발광시키게 되므로, 이에 상기 전자 방출원(41)에서 출발한 전자빔은 보다 정밀한 상태로 상기 형광체(45a,45b,45c)에 도달할 수 있게 된다.

따라서, 상기 화상 표시장치는, 상기 미세홀(45a)을 통과하는 전자빔의 작용과 더불어, 상기 전자빔이 상기 미세홀(45a)을 통과할 때 발생되는 2차 전자로 말미암아 상기 형광체(45a,45b,45c)에 대한 발광 효율을 높여 보다 양질의 화상을 구현할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 있어, 상기 화상 표시장치의 제조시, 상기 다공성 플레이트(43)에 형성되는 상기 미세홀(43c)은, 에칭법 또는 양극 처리법(anodization)으로 형성함이 바람직하며, 또한, 상기 다공성 플레이트(43)에 상기 미세홀(43a)이 전반적으로 형성될 때에는, 이를 상기 다공성 플레이트(43)를 화상 표시장치의 픽셀 크기나 밀폐 용기를 이루는 전면 패널의 크기에 관계없이 적용할 수 있게 된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 의한 화상 표시장치는, 간단해진 구조를 가지면서 전자 방출원에서 방출되어 형성된 전자빔의 애노드 플레이트에 대한 도달 효율성을 증진시켜 양질의 화상을 구현할 수 있는 효과를 갖게 된다.

또한, 본 발명은 간단해진 구조로 인해 제조상에 있어서도 이점을 가질 수 있으며, 다공성 플레이트의 범용적 사용으로 인해 제조 원가 절감 측면에서도 효과를 갖는다.

Claims (9)

1. 전자 방출원과;

   이 전자 방출원에서 방출되어 형성된 전자빔에 의해 발광되는 형광체가 임의의 패턴으로 형성된 애노드 플레이트와;

   상기 전자 방출원과 애노드 플레이트 사이에 배치되고, 상기 애노드 플레이트에 대한 전자빔의 도달 효율성을 증진시키는 수단을 갖는 다공성 플레이트와;

   이 다공성 플레이트에 연결 설치되어, 상기 전자 방출원으로부터 전자빔이 상기 다공성 플레이트로 가속되어 전자 호핑 현상을 일으키도록 하는 전극; 및

   상기 다공성 플레이트에 연결 설치되어, 상기 다공성 플레이트를 통과하는 전자빔을 선택 및 변조시키는 전극

   을 포함하여 진공 용기체로 형성되는 화상 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자빔 도달 효율성 증진 수단이, 상기 다공성 플레이트에 소정의 간격을 두고 관통 형성되는 복수의 미세홀로 이루어진 화상 표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 미세홀이 상기 화상 표시장치의 픽셀에 대응하여 상기 다공성 플레이트에 선택적으로 형성된 화상 표시장치.
4. 제 1 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 에 있어서,

   상기 다공성 플레이트가 2차 전자 방출 계수가 높은 물질로 형성된 화상 표시장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 다공성 플레이트가 MgO로 형성된 화상 표시장치.
6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 미세홀의 내주에 2차 전자 방출부가 형성된 화상 표시장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 2차 전자 방출부가 MgO로 이루어진 화상 표시장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자빔을 가속하여 전자 호핑 현상을 일으키는 전극이,

   상기 다공성 플레이트의 어느 일면에 형성되어 상기 전자 방출원로부터 전자빔을 가속시키는 빼냄 전극; 및

   상기 일면에 대향되는 상기 다공성 플레이트의 다른 일면에 형성되는 그라운드 전극

   을 포함하는 화상 표시장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자빔을 선택 및 변조시키는 전극이,

   상기 애노드 플레이트를 향한 상기 다공성 플레이트 일면에 형성되는 선택 전극; 및

   이 선택 전극 위로 이 선택 전극에 대해 매트릭스 상으로 교차 형성되는 변조 전극

   을 포함하는 화상 표시장치.