KR20050059144A - 감소된 이온 손상을 가진 진공 디스플레이 디바이스 - Google Patents

Abstract

디스플레이 디바이스는 영상 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이 스크린과, 전자를 방출하기 위한 방출기 재료를 포함하는 음극 수단을 가진다. 방출된 전자는 균등한 전자 빔(EB)으로 전자를 재분배하는 전자 집중기에 의해 모아진다. 방출기 재료는 전자 집중기를 통과한 양 이온이 닿는 제 1 충돌 영역을 제외한 제 1 표면 상에 정렬된다. 그러므로, 실질적으로, 제 1 충돌 영역에 아무런 방출기 재료가 제공되지 않아서, 양 이온에 의해 음극 수단에 가해진 피해는 감소된다. 바람직하게, 디스플레이 디바이스는, 디스플레이 디바이스로부터 잔류 가스를 제거하기 위한, 음극 수단과 뒷면 플레이트 사이에 펌핑 챔버를 가진다.

Description

감소된 이온 손상을 가진 진공 디스플레이 디바이스{VACUUM DISPLAY DEVICE WITH REDUCED ION DAMAGE}

본 발명은,

-영상 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이 스크린,

-전자를 방출하기 위한 방출기 재료를 포함하는 음극 수단,

-디스플레이 스크린에 부딪치는 전자 빔을 방출하기 위한 출구를 가지는, 전자를 모으기 위한 전자 집중기를 포함하는 진공 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.

그러한 디스플레이 디바이스의 하나의 실시예는 예를 들어 미공개된 유럽 특허 출원 01204291.7에 개시되었다.

개시된 디스플레이 디바이스에서, 디스플레이 스크린은 행과 열로 정렬된 수많은 화상 요소(픽셀)를 포함한다. 각 픽셀은, 음극 수단에 의해 방출된 전자를 전자 빔으로 집중시키고 재분배하는, 전자 빔 가이드 공동부에 대응한다. 그래서, 동작중에, 각 픽셀은 분리된 전자 빔을 수신한다.

상대적으로 높은 양극 전압, 예컨대, 5 kV가 디스플레이 스크린에 공급되기 때문에, 전자 빔은 디스플레이 스크린을 향해 가속된다. 픽셀은 가속된 전자들의 빔에 의해 충돌되었을 때 빛을 방출하는 발광 재료를 포함한다. 디스플레이 디바이스에 제공된 영상 정보에 따라 픽셀을 어드레싱함으로써, 상기 영상 정보는 디스플레이 스크린 상에 광 영상으로 디스플레이될 수 있다.

디스플레이 디바이스는 진공 조건에서 동작된다. 하지만, 작은 양의 잔류 가스가 진공화 이후에 여전히 남아있다. 전자가 잔류 가스 원자와 충돌할 때, 전자와 반대 방향으로 날아가는, 양 이온이 형성된다. 그래서, 양 이온은 음극 수단을 향해 이동한다. 양 이온은 음극 수단에 충돌하면서 이것에 피해를 주기 때문에, 이것은 바람직하지 않다.

대기압을 견디기 위해서, 진공화된 디스플레이 디바이스에는 일반적으로 스크린 스페이서(screen spacer)가 제공된다. 상기 스크린 스페이서는 전자 빔 가이드 공동부가 제공되는 채널 플레이트(channel plate)와 디스플레이 스크린 사이에 위치한다. 일반적으로, 스크린 스페이서는 다수의 챔버, 예를 들어, 하나의 픽셀, 픽셀의 행, 또는 픽셀의 열에 대응하는 챔버를 포함하는 스페이서 플레이트이다.

개시된 디스플레이 디바이스는 수명 동안 영상 밝기의 감퇴의 상대적으로 낮은 비율을 가진다. 이것은 음극 수단에 충돌하는 양 이온의 수가 상대적으로 작기 때문이다. 상대적으로 작은 출구를 통과하는 이온의 부분 만이 음극 수단에 도달할 수 있다. 결과로써, 양 이온에 의해 음극 수단에 가해진 피해는 상대적으로 낮고, 디스플레이 디바이스의 수명 동안 음극 수단의 방출 속성은 상당히 일정하다.

하지만, 음극 수단에 충돌하는 양 이온의 수를 추가로 감소하여, 음극 수단에 가해지는 피해를 추가로 줄이려는 요구가 여전히 존재한다.

도 1a 및 1b는 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스의 제 1 바람직한 실시예.

도 2는 디스플레이 디바이스에서 사용하기에 적절한 음극 수단의 실시예를 더 상세하게 도시하는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스의 제 2 바람직한 실시예.

도 4는 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스의 제 3 바람직한 실시예를 도시하는 도면.

본 발명의 목적은 도입 문단에 개시된 것과 같은, 음극 수단에 충돌하는 양 이온의 수가 추가로 감소되는, 진공 디스플레이 디바이스를 제공하는 것이다.

본 목적은 독립 청구항 제 1항에서 특정된 것과 같은 본 발명에 따른 진공 디스플레이 디바이스에 의해 달성된다. 추가의 유리한 실시예는 종속 청구항 제 2항 내지 제 11항에서 한정된다.

그래서, 본 발명에 따른 진공 디스플레이 디바이스는 방출 재료가 제 1 표면 위에 정렬되고, 상기 제 1 표면은 양 이온을 수용하기 위한 제 1 충돌 영역을 돌출하고, 상기 제 1 충돌 영역은 출구와 대향하고, 상기 제 2 표면 상의 출구 개구부의 돌출부를 포함하는 제 2 표면 상에 정렬되는 것을 특징으로 한다.

본 특허 명세서 내의, "제 1 표면"은, 방출 재료가 제공되는, 표면, 또는 표면의 부분으로 해석되어야 한다.

본 발명은 전자 집중기의 존재가 음극 수단의 설계에 있어서 더 큰 자유도를 가능하게 한다는 인식에 근거한다. 특히, 상기 제 1 표면의 형태 및/또는 배향을 선택함에 있어서 더 큰 자유도가 존재한다.

종래의 디스플레이 디바이스에서, 상기 제 1 표면의 형태 및/또는 위치의 변화가 디스플레이 스크린 상에 교란된 전자 빔의 점을 초래하는 반면, 그러한 교란은 전자 집중기를 가진 디스플레이 디바이스에서 잘 일어나지 않는다. 전자 집중기는 방출된 전자를 모으고, 그것들을 전자 빔으로 재분배한다. 이 전자 빔의 형태는, 다른 것보다, 전자 집중기의 출구 개구부의 형태에 의해 결정되고, 재분배된 전자 빔 내의 전자들의 에너지 분배는 상대적으로 균등질이다.

결과적으로, 디스플레이 스크린 상에 충분히 높은 품질을 가지는 전자 빔이 여전히 얻어지는 반면, 방출 재료를 포함하는 상기 제 1 표면이 방해되지 않고 디스플레이 스크린을 직접 향해야 하는 더 이상의 요구 조건이 존재하지 않는다. 그러므로, 출구 개구부를 통과한 양 이온이 닿는 상기 제 1 충돌 영역이 실질적으로 방출 재료가 없도록, 음극 수단을 설계하는 것이 가능하다.

바람직한 실시예에서, 상기 제 2 표면은, 상기 제 1 충돌 영역을 둘러싸는, 상기 제 1 표면을 적어도 부분적으로 포함한다. 그래서, 방출 재료는 전자 집중기의 출구 개구부를 향하고, 제 2 표면 상의 전자 집중기의 돌출부를 둘러싼다.

바람직하게, 상기 제 1 표면은 고리 모양으로 형성되어 있다. 방출 재료는 고리 모양 또는 타원 모양의 제 1 충돌 영역을 둘러싼다.

바람직한 실시예에서, 상기 제 1 영역은 적어도 부분적으로 움푹 들어간다. 상기 제 1 충돌 영역에 닿는 양 이온은 일반적으로 상기 제 2 표면으로부터 물질을 튀어나오게 한다. 스퍼터링된 물질이 전자 집중기 안에 퇴적되어 내부벽에 막을 형성함으로써, 전자 집중기의 동작을 감퇴시킬 수 있기 때문에, 이것은 바람직하지 않다. 더 나아가, 스퍼터링된 물질은 음극 수단에 퇴적될 수 있고, 음극 수단의 동작을 감퇴시킬 수 있다.

하지만, 튀겨 나온 물질이 오목한 곳에서 빠져나오기는 어렵다. 그래서, 만약 상기 제 1 충돌 영역이 적어도 부분적으로 오목하면, 튀겨 나온 물질은 대부분 오목부에 갇히고, 오목부로부터 빠져나와 전자 집중기 안에 퇴적된 물질의 양은 줄어든다. 그러므로, 디스플레이 디바이스의 수명 동안 전자 집중기의 동작은 더 일정하다.

바람직하게, 디스플레이 디바이스는, 잔류 가스를 제거하기 위해, 전자 집중기의 방출 측면에 펌핑 챔버(pumping chamber)를 포함한다. 이 출원에서, "잔류 가스"라는 용어는 진공화 이후에 디스플레이 디바이스 안에 남아있는 가스와 동작 중에 디스플레이 디바이스 안에 형성되는 가스 둘 다를 포함하도록 이해된다. 만약 잔류 가스의 양이 감소하면, 그로부터 형성되는 양 이온의 수 또한 감소한다.

이전에 기술한 디스플레이 디바이스에서, 펌핑 챔버가 또한 제공된다. 하지만, 이것은 디스플레이 디바이스의 측면에 위치한다. 본 발명에 따른 구조는 증가된 펌핑 속도를 허용하여, 잔류 가스가 더 효율적으로 제거된다. 그래서, 진공 디스플레이 안의 잔류 가스의 양은 가능한 작다. 펌핑 챔버는 스크린 스페이서 플레이트 안의 다른 전자 집중기 및 챔버 중 디스플레이 디바이스의 진공 부분과 가능한 많이 개방되어 연결되어야 한다.

잔류 가스는 또한, 예를 들어, 산화 과정을 통해, 음극 수단에 직접 피해를 줄 수 있기 때문에, 디스플레이 디바이스 안의 잔류 가스의 감소는 특히 중요하다. 그래서, 잔류 가스와의 직접적인 상호작용을 통한 음극 수단에 가해진 피해의 양은 또한 펌핑 챔버를 적용함으로써 감소된다.

바람직한 실시예에서, 상기 제 1 표면은 펌핑 챔버를 실질적으로 향한다. 그래서, 출구 개구부를 통해 전자 집중기에 들어오는 양 이온은 방출 재료에 도달할 수 없다. 전자는 펌핑 챔버의 방향으로 방출되지만, 이것들은 적절한 전기장에 의해 전자 집중기로 유도될 수 있다. 전자 집중기에서, 전자는 상대적으로 균등한 전자 빔으로 섞여진고 재정렬된다.

예를 들어, 상기 제 1 표면과 상기 제 2 표면은 방해물의 반대 측에 존재할 수 있다. 방출 재료로부터 방출된 전자가 방해물의 측면을 따라 전자 집중기를 향해 통과하는 반면, 상기 제 2 표면은 양 이온을 수용한다.

대안적으로, 상기 제 1 표면은 출구 개구부를 실질적으로 향하고, 상기 제 1 충돌 영역을 둘러싼다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제 1 충돌 영역에는, 양 이온을 상기 펌핑 챔버로 통과시키기 위한, 펌핑 챔버와 연결된 개구부가 제공된다.

이 실시예에서, 펌핑 챔버는 구멍을 통해 디스플레이 디바이스의 다른 진공 부분과 개방되어 연결된다. 그래서, 잔류 가스는 펌핑 챔버에 효율적으로 도달할 수 있고, 특히 디스플레이 디바이스로부터 잘 제거될 수 있다.

더 나아가, 양 이온은 음극 수단과 전자 집중기로부터 상대적으로 큰 거리에서 펌핑 챔버에 닿도록 이제 대다수가 구멍을 통과한다. 그러므로, 이온은 음극 수단에 피해를 거의 주지 않고, 전자 집중기에 퇴적된 스퍼터링된 물질에 의한 문제가 존재하지 않는다.

바람직하게, 펌핑 챔버는, 적어도 부분적으로 오목한, 양 이온을 수신하기 위한 제 2 충돌 영역을 포함한다. 상기 제 2 충돌 영역은 예를 들어 펌핑 챔버의 뒷 벽에 위치한다. 만약 상기 제 1 충돌 영역에 구멍이 제공되면, 상기 제 2 충돌 영역은 펌핑 챔버의 뒷 벽에 상기 구멍의 돌출부를 바람직하게 포함한다.

오목한 제 2 충돌 영역의 장점은 오목한 상기 제 1 충돌 영역, 즉, 움푹 들어간 부분의 스퍼터링된 물질의 효율적인 트랩핑(trapping)의 장점과 비슷하다. 오목한 부분으로부터 빠져나온 스퍼터링된 물질의 양은 특히 작다. 이 경우, 물질은 펌핑 챔버의 뒷 벽으로부터 스퍼터링된다.

바람직한 실시예에서, 펌핑 챔버는 게터(getter)를 포함한다. 이 방식으로 잔류 가스의 제거는 특히 효율적이고, 디스플레이 디바이스의 펌핑 속도는 특히 높다. 상기 게터는 펌핑 챔버의 내부 벽을 감싸는 막으로서 배치될 수 있다. 대안적으로, 상기 게터는 펌핑 챔버의 측면에서만 배치될 수 있다. 상기 게터는, 예를 들어, 바륨(Ba)을 포함할 수 있다.

전자 집중기는 제 2 방출 재료가 제공된 전자 빔 가이드 공동부로서, 입구가 출구 개구부보다 더 큰, 전자 빔 가이드 공동부를 바람직하게 포함한다. 그러한 전자 집중기는 위에서 언급된 미공개 유럽 특허 출원 01204291.7에 기술되었다. 그러한 공동부를 통한 전자 전송은, 2차 방출 과정인, 전자의 합핑(hopping)에 근거한다.

일반적으로, 그러한 공동부의 내부 표면은 2차 방출 기능을 가진 전기적으로 절연된 재료를 포함한다. 전자가 내부 표면에 충돌할 때, 이것은 흡수되고 2차 전자가 방출되어 출구 개구부를 향해 가속된다. 공동부에 들어가는 각각의 전자에 대해, 하나의 전자가 평균적으로 출구를 통해 방출된다. 공동부은 상대적으로 큰 입구로부터 전자를 모으고, 이것들을 상대적으로 작은 출구 개구부를 통과해 나가는 전자 빔으로 집중시키고 재분배한다.

바람직하게, 방출 재료는 필드 방출기를 포함한다. 필드 방출기는 충분하게 많은 수의 전자들을 생성하는데 상대적으로 낮은 전력 만을 요구한다. 더욱이, 필드 방출 재료를 사용하면, 본 발명을 수행하는데 적절한 임의의 형태로 음극 수단을 정렬하는 것은 쉽다. 필드 방출 재료는 또한 이온 피해에 상대적으로 민감하기 때문에, 필드 방출 재료를 포함한 음극 수단과 조합된 본 발명의 사용은 특히 유리하다.

본 발명의 이러한 그리고 다른 양상들은 여기서 개시된 실시예를 참조로 명백할 것이다.

디스플레이 디바이스의 제 1 바람직한 실시예는 전면 플레이트(151) 근처에 정렬된 디스플레이 스크린(130)과, 복수의 전자 빔(EB)을 형성하기 위해, 뒷면 플레이트(152) 근처에 정렬된, 음극 수단(120)을 가진다. 상기 디스플레이 스크린(130)은 화상 요소(픽셀)(135)를 포함한다. 도 1a에서 몇몇 픽셀(135)만을 가지는 디스플레이 스크린(130)가 도시된 반면, 실제 디스플레이 디바이스는, 800×600과 같이, 훨씬 큰 수의 픽셀을 가진다.

각 픽셀(135)에는, 예를 들어, 전자 빔(EB)에 의해 충돌되었을 때 빛을 방출하는 형광체와 같은, 발광 재료가 제공된다. 칼라 디스플레이 디바이스에서, 각각이 칼라 적색, 청색, 청색 중 하나에 대응하는, 다른 발광 재료가 적용된다. 빛은 전면 플레이트(151)를 통해, 밖으로부터 디스플레이 디바이스를 시청하는, 시청자를 향해 이동한다.

채널 구조(110)는 디스플레이 스크린(130)와 음극 수단(120) 사이에서, 음극수단의 근처에 정렬된다. 채널 구조(110)에는 전자 집중기(115)가 제공된다. 바람직하게, 전자 집중기(115)는 실질적으로 깔대기 모양이고, 음극 수단(120)에 의해 방출된 전자를 모으기 위한 입구(116)와 전자 빔(EB)을 방출하기 위한 출구 개구부(117)를 가지는 전자 빔 가이드 공동부이다. 전자 집중기(115) 내에서, 방출된 전자는, 상대적으로 높은 빔 전류를 갖는, 전자 빔(EB)으로 재분배되고 집중된다.

각 픽셀(135)에 대해, 채널 구조(110)는 대응하는 전자 집중기(115)를 가진다. 전자 집중기(115)의 내부 표면(118)은 전자 충돌 에너지의 미리 결정된 범위에 대해 적어도 하나의 2차 방출 계수(δ)를 가지는 전기적으로 절연 재료로 적어도 부분적으로 코팅되어서, 내부 벽(118)은 전자가 충돌할 때 2차 전자를 방출할 수 있다. 이것은 전자 집중기(115)를 통한 전자들의 이른바 합핑 전송을 허용한다. 2차 방출 재료는, 예를 들어, 산화 마그네슘(MgO)을 포함한다. 채널 구조(110)는 예를 들어 400μm의 두께를 가진다.

합핑 전자 전송을 가능하게 하기 위해, 합(hop) 전극(111)은 전자 집중기(115)의 스크린을 향한 측에 존재한다. 동작 중에, 전자 집중기(115) 내에 전기장을 형성하기 위해 합 전압이 합 전극(111)에 인가된다. 합 전압은 일정한 값을 가질 수 있거나, 전자 빔(EB)의 빔 전류를 제어하는데 바람직하게 사용될 수 있다.

후자의 경우에, 합 전압이 미리 결정된 임계치 합 전압에 동일할 때, 전자의 합핑 전송이 시작한다. 합 전압을 증가시킴으로써, 전자 빔(EB)의 빔 전류는 증가한다. 최대 합 전압은 음극 수단(120)에 의해 피크 빔 전류가 방출되는 전압에 대응한다. 예를 들어, 임계치 합 전압은 50 내지 200 volt의 범위 내에 존재하고, 임계치 합 전압보다 큰, 최대 합 전압은 100 내지 500의 범위 내에 존재한다.

일반적으로, 출구 개구부(117)는 음극 수단(120)에 접한 입구(116)보다 작다. 바람직하게, 입구(116)의 표면 영역과 출구 개구부(117)의 비율은 1보다 상당히 커야하고, 예를 들어 이것은 5 또는 20이 되어야 한다. 예를 들어, 입구(116)의 직경은 600 마이크로미터이고 출구 개구부(117)의 직경은 100 마이크로미터이다. 채널 구조(110)의 두께와 결합된, {전자 집중기(115)의 길이와 동일한}이러한 값들은, 충분하게 높은 빔 전류, 특히 균일하고 균등한 에너지 분배를 가진, 전자 빔(EB)을 제공한다.

채널 구조(110)와 디스플레이 스크린(130) 사이에, 종래에 개시된 디스플레이 디바이스와 비슷한, 스크린 스페이서가 정렬된다.

디스플레이 디바이스 안의 전기장을 이용하여, 채널 구조(110)와 디스플레이 스크린(130) 사이에 형성된 양 이온은 채널 구조(110)를 향해 가속된다. 상기 출구(117)는 상대적으로 작아서, 양 이온은 대부분이 채널 구조(110)의 스크린을 향한 표면에 충돌할 것이다. 하지만, 다수의 양 이온은 출구(117)를 통과하고, 음극 수단(120)에 도달한다. 이들 양 이온은 상대적으로 높은 에너지를 가져서, 음극 수단(120)에 가해진 전체 피해의 실질적인 부분은 채널 구조(110)와 디스플레이 스크린(130) 사이에 형성된 양 이온의 충돌에 기인한다.

이 문제를 극복하기 위해, 음극 수단(120)은 이 바람직한 실시예에서 고리 모양이고, 제 2 표면(104) 상의 제 1 충돌 영역(106)을 둘러싼다. 상기 제 2 표면(104) 상의 출구(117)의 돌기는 도면에서 번호(117')로 나타난다. 바람직하게, 이 돌기(117')는 완전히 상기 제 1 충돌 영역(106) 내에 존재한다.

고리 모양으로 형성된 음극 수단(120) 때문에, 출구 개구부(117)를 통해 전자 집중기(115)에 들어오는 양 이온은 상기 음극 수단(120)에 거의 닿지 않는다. 양 이온과 상기 음극 수단(120)의 충돌의 횟수는 감소되고 디스플레이 디바이스의 수명상의 영상 밝기는 향상된다.

유리하게, 제 1 충돌 영역은 도면에 나타난 것처럼 오목부(108)를 포함한다. 더 유리하게, 상기 제 2 표면(104)은 출구 개구부(117)의 돌출부(117')의 위치에서 오목하다. 충돌하는 양 이온에 의해 상기 제 2 표면으로부터 튀겨 나온 물질은 대부분 오목한 곳(108) 안에 남아 있고, 전자 집중기(115)나 필드 방출 재료(224)를 오염시킬 수 없다.

도 2는 더 상세하게 본 발명에 따른 디스플레이 디바이스에서 사용에 적절한 음극 수단(220)의 단면을 도시한다.

상기 음극 수단(220)은 상기 제 1 표면(202) 위에 증착된 음극 전극(222)과 음극 전극(222) 위에 위치한 필드 방출기 재료(224)를 포함한다. 상기 필드 방출기 재료(224)는, 게이트 전극(228)으로 덮힌 저항층(226) 구멍들(225) 안에 제공된다. 도면에서, 나타난 필드 방출기 재료(224)는 마이크로팁 방출기로 구성되어 있지만, 탄소 나노튜브나 흑연 방출 입자와 같은, 임의의 다른 필드 방출기 재료가 대신 적용될 수 있다.

음극 전극(222)과 게이트 전극(228) 사이에 전압 차이를 인가함으로써, 필드 방출기 재료(224)가 전자를 방출하도록 전압을 공급받을 수 있게 된다. 이 전압 차이는 상대적으로 낮을 수 있다. 예를 들어, 100 Volt의 전압 차이는 20 마이크로암페어의 빔 전류를 가진 전자 빔(EB)을 얻기에 충분하다.

본 발명에 따른 디스플레이 디바이스의 또 다른 바람직한 실시예는 도 3에 도시되었다. 이 실시예에서, 디스플레이 스크린(330) 및 전자 집중기(315)를 유지하는 채널 구조(310)는 이전 실시예에서와 비슷하게 형성된다.

이 실시예에서, 펌핑 챔버(340)는 뒷면 플레이트(352)와 채널 구조(310) 사이에 존재한다. 상기 펌핑 챔버(340)는 도면의 평면에 수직인 방향으로, 디스플레이 디바이스의 한 측면에서 반대 측면으로, 확장한다. 펌핑 챔버(340)는 진공화 이후에 디스플레이 디바이스에 남아있는 잔류 가스를 제거하는 기능을 한다. 음극 수단(320)에 가해진 피해가 감소하기 때문에 이것은 유리하다. 낮은 잔류 가스 압력 때문에, 더 적은 양 이온이 형성되고, 음극 산화와 같은 직접 상호작용하는 프로세스가 줄어든다.

음극 수단(320)을 포함하는 상기 제 1 표면(302)은 펌핑 챔버(340)를 향한다. 그래서, 음극 수단(320)은, 디스플레이 스크린(330)을 향하는 대신, 디스플레이 디바이스의 뒷면 플레이트(352)를 향한다. 제 2 표면(304)은 전자 집중기(315)를 향한다. 상기 제 1 충돌 영역(306)은 상기 제 2 표면(304) 상의 출구(317)의 투영부(317')를 포함하고 바람직하게 움푹 들어갔다.

방출된 전자는 펌핑 챔버(340)의 방향으로 방출되지만, 전기장을 이용해 전자 집중기(315)로 통과하도록 편향된다. 전기장은 적절하게 합 전압(hop voltage)을 설정함으로써 바람직하게 생성된다. 임계치 합 전압 및 최대 합 전압은 상기 제 1 실시예에서 대응하는 전압에 동일할 수 있거나, 이러한 전압 각각은, 예를 들어, 50 또는 100 Volt 만큼 증가할 수 있다.

이 특정 실시예에서, 두 개의 인접 전자 집중기(315)는 하나의 음극 수단(320)을 공유한다. 바람직하게, 인접 전자 집중기(315)에 대한 합 전극(311)은 개별적으로 어드레스 지정이 가능해서, 인접 전자 집중기(315)로부터 빠져나오는 전자 빔의 빔 전류는 독립적으로 수정될 수 있다.

이전의 두 개의 실시예는 대부분 이온 피해의 감소로만 이어진다. 제 2 실시예에서, 펌핑 속도의 증가는 직접적인 상호작용 효과를 눈에 띄게 감소시키는데 불충분하다. 그러므로, 도 4에 도시된 것과 같이 제 3 실시예에서, 펌핑 속도는 매우 크게 증가되고, 잔류 가스는 더 효과적으로 제거될 수 있다. 동시에, 이온 피해는 다른 실시예에서의 것과 비교할 수 있다.

디스플레이 디바이스의 제 3 실시예는 상기 제 1 실시예, 특히, 디스플레이 스크린(430)과 비교할 수 있고, 전자 집중기(415)를 유지하는 채널 구조(410)는 비슷하게 형성된다. 음극 수단(420)을 포함하는 제 1 표면(402)은 디스플레이 스크린(430) 향하고, 전자 집중기(415) 근처에서 정렬된다. 음극 수단(420)은 제 1 실시예와 비슷한 모양을 가진다. 예를 들어, 음극 수단(420)은, 제 1 충돌 영역(406)을 둘러싸는 고리 모양이다.

펌핑 챔버(440)는 음극 수단(420)과 뒷면 플레이트(452) 사이에 제공된다. 전자 집중기(415)를 향하는, 제 1 표면(402) 상의 상기 제 1 충돌 영역(406)은 이제 구멍(408)이 제공된다. 전자 집중기(415)의 출구(417)를 통과하는 양 이온은 이제 추가로 구멍(408)을 통해 펌핑 챔버(440)로 이동한다.

구멍(408)을 통해, 펌핑 챔버(440)는, 전자 집중기(415)과 채널 구조(410) 및 디스플레이 스크린(430) 사이의 공간과 같은, 디스플레이 디바이스 안의 다른 진공화된 공간과 개방 연결된다. 이 방식으로, 디바이스 동작 중에 생성되는 가스는 구멍(408)을 통해, 가스가 제거되는, 펌핑 챔버(440)로 날아갈 수 있다.

펌핑 챔버(440)는 챔버의 가장자리에, 즉, 디스플레이 디바이스의 측면에 게터(getter)가 제공될 수 있다.

하지만, 바람직하게, 펌핑 챔버(440)의 벽에 바륨(Ba)과 같은 게터 재료의 막(442)이 제공된다. 이 경우에, 펌핑 표면은 상대적으로 크고 가스는 짧은 거리만을 이동하여 게터에 도달한다. 이러한 효과는 이 실시예에서 크게 증가된 펌핑 속도를 초래한다.

구멍(408)을 통해 통과한 양 이온은 이제 뒷벽(452)에 구멍(408)의 투영부(408')를 포함하는 제 2 충돌 영역(446)에 닿는다. 상기 제 2 충돌 영역(446)은 움푹 들어가고 대부분 게터 재료로 덮여있지 않다. 움푹 들어간 곳이 없으면, 게터 재료는 양 이온에 의해 튀겨 나갈 수 있고, 음극 수단(420)에, 또는, 전자 집중기(415) 안에 다시 퇴적될 수 있다. 이것은 디스플레이 디바이스의 동작에 부정적으로 영향을 미칠 것이다.

게터 재료는 초기에 예를 들어 선(444)의 형태로 제공된다. 디스플레이 디바이스의 제조 중에, 게터 재료가 활성화되고 펌핑 챔버(440)의 내벽에 퇴적되는, 이른바 플래싱(flashing) 단계가 일어난다. 게터 재료는 선(444)을, 기화되고 내벽에 막(442)으로서 퇴적되는, 충분히 높은 온도로 가열함으로써 활성화될 수 있다.

펌핑 챔버(440)는 디스플레이 스크린(430)과 실질적으로 동일한 표면 영역을 덮는 단일 챔버일 수 있다. 하지만, 보통 펌핑 챔버(440) 내에 내부 진공 지원이 요구된다.

도면은 개략적이고 스케일에 맞추어 그려지지 않았다. 본 발명이 바람직한 실시예와 연관되어 개시되었지만, 본 발명이 바람직한 실시예를 한정하는 것으로 해석되지 말아야 한다는 것이 이해되어야 한다. 오히려, 본 발명은, 첨부된 청구항의 범주 내에서 당업자에 의해 가해질 수 있는 모든 변형을 포함한다.

요약하면, 본 발명은 영상 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이 스크린과, 전자를 방출하기 위한 방출 재료를 포함하는 음극 수단을 가지는 디스플레이 디바이스에 관한 것이다. 방출된 전자는 균등한 전자 빔(EB) 내의 전자를 재분배하는 전자 집중기에 의해 모아진다. 방출 재료는 전자 집중기를 통해 통과한 양 이온이 닿는 제 1 충돌 영역을 제외한 제 1 표면 상에 정렬된다. 그러므로, 실질적으로 어떠한 방출 재료도 상기 제 1 충돌 영역에 제공되지 않아서, 양 이온에 의해 음극 수단에 가해진 피해는 줄어든다. 바람직하게, 디스플레이 디바이스는, 디스플레이 디바이스로부터 잔류 가스를 제거하기 위해, 음극 수단과 뒷면 플레이트 사이에 펌핑 챔버를 가진다.

상술한 바와 같이 본 발명은 전자를 모으기 위한 전자 집중기를 포함하는 진공 디스플레이 디바이스에 응용될 수 있다.

Claims (11)

1. 진공 디스플레이 디바이스로서,

   -영상 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이 스크린(130),

   -전자를 방출하기 위한 방출 재료(224)를 포함하는 음극 수단(120),

   -전자를 모으기 위한 전자 집중기(115)로서, 디스플레이 스크린(130)에 충돌하는 전자 빔(EB)을 방출하기 위한 출구 개구부(117)를 가지는, 전자 집중기(115)를 포함하는 진공 디스플레이 디바이스에 있어서,

   방출 재료(224)는 제 1 표면(102) 상에 배치되고, 상기 제 1 표면(102)은 양 이온을 수용하기 위한 제 1 충돌 영역(106)을 제외하고, 상기 제 1 충돌 영역(106)은 출구 개구부(117)를 향하는 제 2 표면(104)에 배치되고, 상기 제 2 표면(104) 상의 상기 출구 개구부(117)의 투영부(117')를 포함하는 것을 특징으로 하는, 진공 디스플레이 디바이스.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 표면(104)은 제 1 표면(102)을 적어도 부분적으로 포함하고, 상기 제 1 표면(102)은 제 1 충돌 영역(106)을 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 진공 디스플레이 디바이스.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 표면(102)은 고리모양인 것을 특징으로 하는, 진공 디스플레이 디바이스.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 충돌 영역(106)은 적어도 부분적으로 움푹 들어간 것을 특징으로 하는, 진공 디스플레이 디바이스.
5. 제 1항에 있어서, 잔류 가스를 제거하기 위해, 상기 전자 집중기(315)의 방출 측에 펌핑 챔버(340)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 진공 디스플레이 디바이스.
6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 표면(302)은 펌핑 챔버(340)를 실질적으로 향하는 것을 특징으로 하는, 진공 디스플레이 디바이스.
7. 제 2항 및 제 5항에 있어서, 상기 제 1 충돌 영역(406)에는, 양 이온을 상기 펌핑 챔버(440)로 통과시키기 위한, 상기 펌핑 챔버(440)와 연결된 구멍(408)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 진공 디스플레이 디바이스.
8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 펌핑 챔버(440)는 양 이온을 수신하기 위한 제 2 충돌 영역(408)을 포함하고, 상기 제 2 충돌 영역(408)은 적어도 부분적으로 움푹 들어간 것을 특징으로 하는, 진공 디스플레이 디바이스.
9. 제 5항에 있어서, 상기 펌핑 챔버(440)는 게터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 진공 디스플레이 디바이스.
10. 제 1항에 있어서, 상기 전자 집중기(115)는 2차 방출 재료가 제공되고 투영부(117)보다 더 큰 입구(116)를 가지는 전자 빔 가이드 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는, 진공 디스플레이 디바이스.
11. 제 1항에 있어서, 방출 재료(224)는 필드 방출기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 진공 디스플레이 디바이스.