KR930002660B1 - 평판형 화상표시장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

평판형 화상표시장치

제1도(a)는 본 발명의 일실시예에 관한 평판형 화상장치의 전체사시도.

제1도(b)는 제1도(a)의 부분사시도.

제2도는 제1도(b)의 실시예에 관한 전자빔 발생부를 확대하여 도시한 사시도.

제3도는 제1도(b)의 실시예에 관한 전자빔 안내부를 도시한 사시도.

제4도는 제3도의 전자빔 안내부의 제1변형예를 도시한 평면도.

제5도는 제4도의 변형예를 확대하여 도시한 평면도.

제6도는 전자빔 안내부의 제2변형예를 도시한 사시도.

제7도는 전자빔 안내부의 제2변형예에 있어서의 작용을 개략적으로 설명하는 측면도.

제8도는 제3도의 전자빔 안내부의 제3변형예를 도시한 사시도.

제9도는 제8도의 실시예에 관한 전자증배기와 표시부를 도시한 도면.

제10도는 제9도의 실시예에 관한 마이크로 채널 플레이트를 도시한 단면도.

제11도(a)는 제10도의 마이크로 채널 플레이트의 개공의 형상을 도시한 도면.

제11도(b)는 제10도의 마이크로 채널 플레이트의 개공의 형상의 변형예를 도시한 도면.

제12도(a)는 본 발명의 일 실시예에 관한 전자증배재료의 형성과정의 일부를 확대하여 도시한 도면.

제12도(b)는 제12도(a)의 실시예에 관한 전자증배재료의 일부를 확대하여 도시한 도면.

제13도는 종래예에 관한 평판형 표시장치를 도시한 단면도.

제14도는 종래예에 관한 마이크로 채널 플레이트의 주요부를 확대하여 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 진공용기 2 : 전자빔발생부

3 : 전자빔안내부 5 : 전자빔증폭부

6 : 페이스 플레이트 7 : 전자빔 편향계

21 : 유리기판 22 : 텅스텐선

23, 23a : 함몰부 24 : 산화물음극

25 : 열전연층 26 : 니켈선

27 : 유도성소자 28 : 돌기부

32 : 측벽 35 : 고저항제

52,62 : 자성박막 53 : 전자빔

61 : 분할벽 71, 102, 121 : 프릿유리

73 : 투과형증배기 74, 139 : 형광체

101, 111 : 금속막판 122 : RuO₂

123 : 전자증배재료 124 : 입사전자

125 : 2차 전자 131 : 분할기

132 : 전자총 133 : 정전편향기

134 : 마이크로 채널 플레이트 136 : 평면전극

137 : 트로프형상 전극 140 : 색선택수단

141 : 큰 구멍 142 : 작은구멍

144 : 다이노드전극 146 : 스페이서

211 : 유리측벽 212 : 전자렌즈계

213 : 전자빔구성부

본 발명은, 일단 형광표시면에 대해서, 대략 평행으로 전자빔을 주행시키고, 최종적으로 형광체에 입사시켜서 화상을 발광표시하는 전자빔 주행방식의 평판형 표시장치에 관한 것이다.

근년, 평판형 화상표시장치가 활발하게 개발되고 있으며. 액정 디스플레이(LCD), 전기루미네션스 디스플레이(EL), 발광다이오우드 디스플레이(LED)등의 평판형 화상표시장치를 시장에서 구입할 수 있지만, 상기 종류의 평판형화상 표시장치는 휘도, 해상도, 풀컬러화의 측면에서 볼때 컬러브라운관에 뒤떨어지고 있다.

상기 문제점을 해소하기 위하여 일본국 특개소 63-228552호 공보등에 개시되어 있는 소위 전자증배기를 사용한 다양한 평판형 화상표시장치가 제안되어 있다.

이하, 도면을 참조하면서 종래예에 대하여 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일부분을 표시한 것에 대해서는 동일 도면부호를 부여하고 있다.

제13도는 상기 평판형 화상 표시장치의 주요부의 구성을 도시한 것이다. 즉, 전자총(132)으로부터 저속(약 500eV)으로 출사한 저밀도(약 LUA)의 전자빔은 정전식 편향기(133)에 의해서 라인편향된다. 분할기(131)의 후부표면(135)상의 전극과 이 후부표면(135)에 대향하는 진공용기의 표면에 설치된 평면전극(136)사이에 400V의 전위가 인가되고 있다. 상기 라인편향된 전자빔은 정전적인 주기렌즈(electrostatic periodiclens)에 의해서, 진공용기의 상단부에 위치한 OV전위의 트로프형상(trough-like)의 전극(l37)의 부근의 위치까지 직진한다.

상기 정전적인 주기렌즈는 2개군의 전극으로 구성되어 있다. 제1군의 전극은 분할기(131)의 후부표면(135)과 이 후부표면에 대향하고 진공용기의 표면상에 있는 전극으로 구성되어 있고, 제2군의 전극은 빔진행방향에 대하여 상하방향으로 이간한 개공(opened hole)이 복수개 형성되어 있고, 전자층(132)의 축에 대하여 상하방향으로 대칭으로 배치되어 있다. 이와같은 구조에 의하면 제2군의 전극의 개공부로부터 제1군의 전극의 고전압의 침투하여 실질적으로 고전압 및 저전압이 주기적으로 형성된다. 이와같은 주기렌즈에 의해서 전자빔은 연속적으로 재집속되어 소정의 평면내에 유지된다.

트로프형상전극(137)과 평면전극(136)사이의 전위차에 의해 반전렌즈가 형성되어 있다. 이 반전렌즈에 의해서, 진공용기의 상단부까지 직진해온 전자빔은 대략 원운동을 행하여 진공용기의 전방부에 진입한다. 진공용기의 전방부로 진행한 전자빔은 분할기(131)의 앞쪽에 배치된 가로방향으로 가늘고 길게, 세로방향으로 분할된 복수의 전극(138)의 전위를 변화시킴으로써, 전자빔을 평향시킨다. 즉, 전자빔은, 프레임주사를 행하도록 전자증배기(마이크로채널플레이트)(134)의 방향으로 편향된다.

그리고, 어드레싱을 위하여 전자증배기(134)의 소정의 개공(opoened hole)에 렌딩한다. 전자증배기(134)는 복수의 다이노드(dynode : electron mirror)층으로 구성되고, 제1층과 마지막층 사이의 대표적인 전위차가 3KV정도이다.

전자증배기(134)의 소정의 개공에 렌딩한 전자빔은 약 500-700배로 증폭되고, 증배기(134)의 최종단에 배치되어 있는 색선택수만(140)중 어느하나에 의해서 소정의 형광체(139)에 유도되어 소정의 헝광체(139)를 발광시킨다.

이하 마이크로 채널 플레이트(134)에 대하여, 제14도를 참조하면서 설명한다. 제14도(a)는 마이크로 채널 플레이트(134)의 확대단면도를 도시한다.

판두께 0.15mm의 1장의 금속판에 대략 원형의 복수의 개공이 형성되어 있고, 그 개공의 단면형상은 큰구멍(141)이 0.42mm이고 작은 구멍(142)이 0.3mm인 비대칭의 형상을 하고 있다. 이것은 CRT의 섀도우마스크를 이용한 것이다. 그 개공의 내부벽에는 2차 전자방출비가 큰 물질(143). 예를들면 산화마그네슘이 도포되어 있다. 마이크로 채널 플레이트는, 이와같은 다수의 개공을 가진 2장의 금속판을 대향하게 한 다이노드 전극(144)을, 예를들면 밸로틴(ballotine)으로 알려져 있는 작은 유리구로 이루어진 저항성 또는 절연성의 0.15mm의 스페이서(146)를 개재해서 복수개 적층한 구조이다.

필립회사의 학술연구간행물(philips journal of vesearch-Vol41 No. 3 (p325-342) ) 에 의하면, 다이노드층(144)사이에 인가된 전압은 300V정도이고, 다이노드층의 개수는 7개이다. 이 경우에 있어서 최초단과 최종단사이의 전위차는 2KV정도가 된다.

마이크로 채널 플레이트(134)의 소정의 개공에 입사한 전자빔은, 1단마다 3-3.3배의 증폭율로 최종적으로 약 500-700배로 증폭되어 마이크로 채널 플레이트(134)의 최종단에 배치되어 있는 색선택수만(140)중 어느하나에 의해서 소정의 형광체(139)에 유도된다.

이와같은 종래의 구성에서는 평판형 화상표시장치로서, 내전압의 문제를 해결하는 것이 곤란하고, 고휘도와 고화질의 특성을 얻는 것이 곤란하다.

충분한 선면도를 얻기 위해서는 전자총(132)으로부터 출사하는 전자빔의 전류밀도를 올리거나, 전자빔의 에너지를 크게해서 실질적으로 전류량을 증가시키는 방법과, 마이크로 채널 플레이트의 전류증폭율을 증가시키는 방법이 있다.

전자총(132)으로부터 출사하는 전자빔의 전류밀도를 증가시킬 경우 전자빔의 빔반경이 증대하여 트로프형상 전극(137)과 평면전극(136)으로 이루어진 반전렌즈를 전자빔이 통과할때에 받는 수차(구면수차)가 커지고, 전자빔 형상은 크게 반형된다.

또한, 전자빔의 변형은 반전렌즈의 통과위치에 따라서 달라진다(코마수차). 변형된 전자빔은 마이크로 채널 플레이트(134)의 소정의 개공 이외에도 입사하여, 콘트라스트의 저하와 누화등의 원인이 된다. 또한, 전자빔의 에너지를 크게하면 정전편향기(133)와 반전렌즈에 인가하는 전압이 커지는 결점을 가진다. 따라서, 전자총(132)으로부터 출사하는 전자빔의 전류밀도와 전자빔의 에너지를 증가시키는 방법은 실현하기 어렵다.

그러므로 휘도를 향상시키기 위해서는 마이크로 채널 플레이트의 전류증폭율을 증가시킬 필요가 있다. 마이크로 채널 플레이트(134)의 전류증폭율을 증가시키기 위해서는, 마이크로 채널 플레이트(134)의 적층수를 증가시키거나, 1층 사이의 전위차를 크게 하거나, 개공의 내부벽에 2차 전자의 증배율을 증가시킬 필요가 있다.

마이크로 채널 플레이트(134)의 적층수를 증가시킬 경우, 장치의 중량이 증가되고, 비용이 상승되고, 또한 제조상의 곤란함도 증가한다. 즉, 각 다이노드에 형성된 개공을 마이크로 채널 플레이트 전체면에 걸쳐서 여러개의 층을 정렬하여 위치고정할 경우, 적층수의 증가와 더불어 지수함수적으로 제조상의 곤란함이 증가하는 것은 명백하다.

마이크로 채널 플레이트(134)의 전류증폭율을 증가시키는 다른 수단으로서, 각충 사이에 인가되고 있는 전위차를 크게하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 전위차를 크게하면 각 다이노드 사이의 전개강도가 커져서 내전압의 특성이 열화된다. 결과적으로, 화상표시중에, 다이노드 사이 또는 다이노드와 스페이서(146)사이에서 방전이 발생할 확률이 높아지게되어, 전위차의 증가에도 한계가 있다.

개공의 내부벽에 2차 전자의 증배율을 증가시켜서, 마이크로 채널 플레이트의 전류 증배율을 증가시킬 경우, 2차 전자방출비가 높은 물질을 개공의 내부벽의 도포하면 되지만, 현재 일반적으로 사용되고 있는 MgO에 비해서, 2차 전자증배비가 크고, 진공중에서 안정적이고, 가격이 저렴한 물질은 존재하지 않는다.

또한, 종래기술의 마이크로 채널 플레이트(134)에서는, 금속박판에 형성된 개공의 크기와 단면의 구멍의크기의 관계, 즉 큰 구멍의 크기와 작은 구멍의 크기의 관계가 존재하고, 또한 금속박판의 금속박판사이의 간격에 최적값이 존재한다. 상기 관계와 최적값은 2차 전자증폭율에 크게 기여한다.

제14도(b)에 도시한 바와같이 다이노드의 제1단의 입사한 전자빔의 2차전자는, 코사인법칙에 따라서 금속의 측벽으로부터 나온다. 상기 금속측벽과 다음의 금속측벽 사이에 인가된 전압에 의해서 전장이 결정된다. 이 전장에 의해서 2차전자에 힘이 인가된다. 다음에, 2차전자는 대략 원운동하면서 고압측으로 진행한다. 그러나, 상술한 바와같이 2차전자의 속도의 벡터는 분산되기 때문에, 2차전자는 제2단의 다이노드 전극에 도달하지 않고, 절연층에 도달하는 전자가 상당수 있어서, 전류증폭율이 작아지는 결점이 있다.

종래기술의 마이크로 채널 플레이트의 제조방법이 일본국 특개소 55-16392흐 공브에 개시되어 있다. 상기 제조방법에 의하면 스페이서로서 밸로틴을 사용할 경우, 상기 개공의 정열이 곤란하고, 또한 복수회의열 처리공정을 행하여야 하는 결점이 발생한다.

지금까지 설명해온 마이크로 채널 플레이트는 다이노드형이었으나, 다른 방식으로 유리를 사용한 2차전자증배기를 사용할 수 있다.

이하 종래의 유리를 사용한 전자증배의 재료에 대하여 설명한다. 유리를 전자증배의 재료로서 사용하기 위하여, 2차 전자방출비가 크고, 적합한 도전성이 있는 안정적인 재료가 바람직하다. 유리에 도전성을 유지하기 위하여 이용되는, 종래의 재료로서는,(1) 다량의 PbO를 함유한 유리를 수소로 환원처리하여 그 표면에 Pb의 도전층을 형성한 재료, (2) 통상적으로 사용되는 유리에, 금속산화물이나 금속간화합물(intermetallic compound)로 이루어진 도전층을 증착한 재료, (3) 통상적으로 사용되는 유리에 Fe₂O₃, V₂O₃, WO₃등의 전이금속화합물을 첨가한 재료, 등이 있다.

이와같은 종래의 재료는 다음과 같은 문제점을 각각 가지고 있다.

(1) Pb0를 환원해서 도전층을 형성하여도, 그후의 열처리에 의해서 도전율이 변화되기 때문에 재료가 불안정하다. 또한, 안정된 도전층을 형성하는 환원처리 그 자체가 곤란하다.

(2) 유리표면이 평판이 아닌 경우가 대부분이기 때문에 균일한 도전층을 증착하는 것이 곤란하다.

(3) 유리에 Fe₂O₃등을 첨가하면, 유리의 특성, 즉 유리의 점성이 변화하기 때문에 소정의 형상의 2차 전자증배기를 얻는 것이 곤란하다.

또한, 지지구조로 이루어진 평판형 표시장치로서 다른 선행기술이 미국특허 제4,099,085호, 미국특허 제4,166,233호, 미국특허 4,167,690호에 개시되어 있다.

그러나, 상기 3개의 선행기술에서는, 전자원으로부터 출사한 전자빔은, 형광표시면으로 향해서 전송되어 형광면을 조사한다. 즉 전자원과 형광면은, 상대면(相對面)한 구성으로 되어 있다. 이러한 구성에서는, 전자빔이 형광면을 조사하면 형광면으로부터 개스, 이온, 전자가 방출된다. 그리고, 방출된 개스는 상기 형광면 방향으로 주행하고 있는 전자빔에 의해서 이온화된다. 이 이온은 저전압측으로 가속되어 전자원에 충돌하여 전자원을 열화시키는 원인이 원다. 그 결과 전자원으로부터 출사하는 전자빔량이 경시적으로 감소하고 단수명의 평판형의 표시장치로 되는 결점을 가지고 있다.

본 발명의 목적은 상기 과제를 해소하여 고 성능을 가지고 용이하게 변형하여 제조할 수 있는 평판형 화상표시장치를 제공하는데 있다.

보다 상세하게는, 본 발명의 목적은 상기 과제를 해소하여 CRT와 동등한 고화질과, 고휘도를 가지고, 대형화 가능한 신규한 방식의 평판형 화상표시장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 표시화면의 수평방향으로 한쪽에 열전자원을 배치하고, 상기 열전자원으로부터 출사한 전자빔을 주기적인 가장렌즈에 의해서, 상기 표시화면과 대략 평행으로 발산함이 없이 유도한다.

주기적인 자기렌즈(Prtiodic magentiu lens)는, 자성분말과 프릿유리를 혼합하여 스크린 인쇄에 의해서 형성되고, 이 스크린을 소성하여 착자함으로서 얻을 수 있다. 주기적인 자기렌즈에 의하여 유도된 전자빔은, 소정의 위치에서 형광면쪽으로 편향되고, 전자빔 증폭기에 의해서 10-100배로 증폭되어 소정의 형광체를 발광시킨다. 상기 전자빔증폭기는 유리와 산화물도전체를 주원료로 함유되어 있는 혼합물을 소성 또는소결해서 제조한다.

본 발명은 전자빔 안내체로서 주기적인 자기렌즈를 사용함으로서 내전압의 문제도 없고, 전자빔은 소정의 위치까지 전자빔이 발산하는 일없이 유도된다. 주기적인 자기렌즈의 구성체는 전자빔안내부로서의 작용이외에, 진공용기의 지주의 역할도 겸하고 있다. 따라서, 외부의 기압에 견딜 수 있는 진공용기의 강도를 증대시키고, 또한 대형의 평판형 화상표시장치를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 도면을 참조하면서 설명한다. 제1도(a)는 본 발명의 실시예에 관한 평판형 화상표시장치를 도시한 전체사시도이다.

진공용기(1)는, 유리기판(21), 유리측벽(211), 이면에 형광체를 도포한 화면표시부(8)를 포함한 페이스플레이트(6)를 구비하고 있다. 또한, 유리기판(21)과 유리측벽(211)은 유리성형에 의한 일체율로 구성하는것도 가능하다.

제1도(b)는 제1도(a)의 (a)-(b)-(c)의 단면으로부터 본 사시도이다.

즉, 진공용기(1)내에 열전자방사를 이용한 전자빔 발생부(2)와, 출사한 전자빔을 가속접속하는 전자렌즈계(212)를 포함한 전자빔 구성부(213)와, 전자빔 구성부(213)에서 발생한 전자빔을, 소정의 위치까지 발산시키는 일 없이 전자빔을 유도하는 전자빔 안내부(3)와, 유도된 전자빔을 페이스플레이트 쪽으로 편향하는 전자빔 편향계(7)와, 편향된 전자빔을 증폭하는 전자빔 증폭부(5)와, 진공용기의 내면쪽에 형광체를 도파한페이스 플레이트(6)를 구비하고 있다.

이하, 전자빔 발생부(2), 전자빔 안내부(3), 전자빔 증폭부(5)에 대하여 각각 상세히 설명하다.

제2도는 전자빔 발생부를 도시하고 있다. 평판형 화상표시장치의 진공용기를 형성하고 있는 유리기판(21)의 긴변쪽의 바닥면을 따라서 막두께 2μm∼100μm의 열절연충(25)를 형성한다. 열절연층의 한쪽 단부는 다른 부분에 비해서 두껍게 되어 있다. 그리고 두껍게 되어 있는 곳의 일부분에 함몰부(recess)(23)가 형성되어 있다. 상기 함몰부(23)는 약 20μm의 직경의 원형 또는 10μm×20μm 정도의 창방형을 하고 있다. 그리고 함몰부(23)에는 고융점을 가지는 텅스텐선(22)이 배치되어 있다. 이 텅스텐선(22)에 전류를 흐르게 함으로서, 산화물음극(24)을 가열한다. 산화물음극(24)은 전착 등에 의해서 직경 10-30μm의 니켈선(26)의 선단부에 부착되어 있다. 길이 5mm의 니켈선(26)은, 저항(도시되지 않음)을 통하여 접지되어 있고, 니켈선의 한쪽 선단에 산화물음극인 BaO를 가지고 있다. 니켈선(26)의 다른쪽 선단에는 변조용의 전압인가선의 2차측으로 작용하는 이 선단은 용량성소자 또는 유도성소자(27)에 접속되어 있다. 니켈선(26)은 누화를 방지하기 위하여 알루미나 등의 절연막으로 피복되어 있다. 전자빔 발생부(2)는, 산화물음극(24)이있는 니켈선(26)을 제외하고는 인쇄 또는 증착 등에 의해서 형성되어 있다. 전자빔 발생부(2)의 앞쪽에는 마찬가지로 인쇄 또는 증착 등에 의해서 형성된 복수의 전극(도시하지 않음)에 의해서 전자빔이 50-200ev로 가속되어 작은 각도로 발산하는 전자빔으로 접속된다.

이제부터는 전자빔 안내부(3)에 대해서 설명한다.

제3도는 전장을 이용한 전자빔 안내부를 도기하고 있다. 제3도에 도시한 바와 같이, 유리기판(21)위에 100μm 정도의 간격으로 30-50μm의 폭과 20-50μm의 높이를 가지는 대략 직방체 형상의 측벽(32)이, 예를들면 표면이 알루미늄으로 이루어진 도전성 재료에 의해서 복수의 줄로 형성되어 있다. 상기 측벽(32)에는 막두께가 얇은 부분(33)과 두꺼운 부분(34)을 1mm∼10mm의 간격으로 전자빔의 진행방향으로 형성하고 있다. 측벽이 얇은 부분(33)의 두께는, 두꺼운 부분(34) 보다 10-20μm 얇다. 상기 구성에 의해서 전자빔은 실질적으로 정부(正負)의 접속렌즈에 의해서 발산되는 일 없이 임의의 위치까지 유도된다.

제4도와 제5도에 도시한 바와 같이, 전자빔 이동을 향상시키기 위하여, 함몰부(33a)에 고저항재(35)를 설치한다. 이와 같이 구성하면 벽두께가 상대적으로 얇은 부분(33)은 두꺼운 부분(34)보다 전위가 저전압이되고, 실질적으로 전자빔 진행방향으로 고전압과 저전압이 교호로 인가되어, 제5도에 도시한 바와 같이, 주기적인 정전렌즈가 형성되어 전자빔은 발산하지 않고 소정의 위치까지 이동할 수 있다. 본 구성의 이점은 만일의 인가전압으로 고압부와 전압부를 형성함으로써 효율적인 정전렌즈를 얻는데에 있다.

측벽(도전층)(32)에 300V의 전압을 인가하고, 상대적으로 저전압의 부분(33)에는 50-100V가 되도록 저항값을 조정한다. 전자빔의 에너지에 따라서 다르지만, 예를들면 100eV라면 1μa∼3μA의 전류를 흐르게하는 것이 가능해진다.

제6도는 전자장을 이용한 전자빔 안내부(3)를 도시한 사시도이도, 제7도는 제6도의 전자빔 안내부를 도시한 단면도이다.

즉 유리기판(21)위에 Gd-Co, Gd-Fe, r-Fe₂O₃의 자성재료중 어느 하나로 이루어진 두께 0.01-100μm의 자성박막(52)을 형성하고, 이와 같이 형성원 자성박막을 1∼10mm피치로 전자빔(53)의 진행방향으로향한다. 마찬가지로 유리기판(21)에 대향하는 평면위에, 예를들면 마이크로 채널 플레이트(도시하지 않음)의 평면위에, 자성박막을 형성하여 자화한다. 상기 구성에 의해서 전자빔(53)은, x방향으로 작용하는 부(-)의 힘을 받아서 집속발산을 반복하면서 소정의 위치까지 이동한다. 제8도에 도시한 바와 같이, 전자빔이동의 효과를 개선하기 위하여, 빔분할벽(61)의 측면에도 자성박막(62)을 형성하여 자화한다. 상기 박막을 증착이나 인쇄 등에 의해서 형성한다. 자성박막(52),(62)을 위한 자성재료로서는 다른 자성기록재료를 사용하여도 된다.

주기적인 자기렌즈를 형성하는 다른 방법으로서는, 적어도 프릿유리판에 자성분말을 충진하고, 플라스마디스플레이 등에 사용되고 있는 스크린 인쇄에 의해서 인쇄하여 소성하고, 착자하는 방법이 있다. 자성분말을 선택하는데 있어서의 조건은 다음과 같다.

1. 퀴리온도는 450℃ 이상이고,

2. 자기 보자력은 600Oe 이상이다.

퀴리온도는 본 발명에 관한 평판형 화상표시장치의 제작시의 열처리공정에 의해 결정된다. 자기 보자력은 본 발명에 의한 평판형 화상표시장치가 작동하는 동안 방전 등에 의해서 주기적인 자기렌즈의 렌즈특성에 영향이 없는 값으로 설정한다.

바륨 페라이트 또는 스토론튬 페라이트 등의 자성분말과 프릿유리를, 점성조정재와 혼합한 다음에 인쇄한다. 실험에 의하면 상기 1의 조건과 2의 조건을 만족하고 1000가 우스의 잔류자화를 얻었다. 더욱 큰 잔류자기를 얻기 위해서는, 코발트, 사마륨 등의 자성재를 사용한다.

다음에 전자빔 전송에 대하여 설명한다. 일반적으로, 자장의 크기를 B로 하고, 빔반경(r=b)의 전위를 vb로 하면 전류(I)의 양은

I = A × b²× B²×.(Vb - CB²× b²)^0.5(단, A는 상수이다.)

최대값이 전류(I)의 양에 존재할 경우에는,

I_max= 16 × π × ε × (e/m)^0.5× Vb^1.5

가 된다.

본 실시예에서는, 자장의 크기가 10GAUSS∼200GAUSS이고, 또한 전자빔의 에너지가 100eV일때에, 1μA 정도의 전자빔이 발산하지 않고 전송되었다.

전자빔 증폭부와 발광부에 대해서 이하 설명한다. 제9도는 전자빔 증폭장치 및 발광장치의 일예를 도시한다. 프릿유리(71)는 0.2mm의 두께를 가진 전체의 금속박막(111)에 도포되어 있다. 이 금속박판(111)은 대략 원형의 개공을 가지고 있다. 세로방향으로 상기 개공의 수는 형광체의 트리오수(trio number)의 3배와 동일하고, 가로방향으로 상기 개공의 수는 주사선의 수와 동일하다. 투과형증배기(73)는 금속박판(111)의 3∼4개의 층을 일체적으로 적층한 고저항 재료의 하부에 놓여있다. 상기 투과형증배기(73)는 개공단면의 형상이 대략 원추형으로 된 원형의 개공을 가지고 있다. 이 개공의 수는 상기 고저항재료의 개공의 수와 동일하다. 상기 전장 또는 자장을 사용한 전자빔 안내부(3)에 의해서 유도된 전자빔은 소정의 위치에서 정전적으로 또는 자장을 사용해서 편향하게 되어, 상기 전자빔 증배기(73)의 개공에 입사한다. 그리고, 개공의내부벽에 충돌하면서 전자빔은 증배되어 최종단의 투과형증배기(73)에 들어가서 원추형상의 개공의 내부에 도포된 형광체(74)를 여기 발광한다. 투과형증배기(73)의 형광체를 도포한 쪽의 표면에는 덕(duck)이 도포되어 있다.

본 방식에 의하면 소위 전자빔의 미스랜딩(msilanding)이 발생하지 않는다. 그러고 열팽창의 차이에 의한 랜딩의 변화도 없고 경시변화도 없는 양호한 화상을 얻을 수 있다.

마이크로 채널 플레이트의 다른 실시예에 대하여 제10도를 참조하면서 설명한다.

제10도는 마이크로 채널 플레이트의 확대단면도이다. 즉, 0.2mm의 두께를 가지는 금속박판(101)에는 직경 50-200μm의 정도의 대략 원형의 개공이 다수 형성되어 있다. 가로방향으로 개공의 수는 형광면의 각형광체의 수와 동일하고, 세로방향으로 개공의 수는 프레임주사선의 수와 동일하다.

예를를면, 40형의 하이비젼 텔레비젼에서는, 세로피치는 0.6mm이고 가로피치는 0.2-0.25mm이고, 대략 원형의 개공을 형성한다. 개공의 단면형상은 직선인 것이 바람직하지만, 전자증배기의 전자빔 입력단부로부터 출력단부의 개공의 내부에 프릿유리를 도포하고 있기 때문에 금속박판의 개공단면의 형상은 전자빔증폭율에 거의 영향을 주지 않는다. 또 다른 개공의 형상으로서, 제11도(a)에 도시한 바와 같이, 형광체의 트리오수에 상당하는 가로방향으로 긴 직사각형상의 개공이어도 되고, 제11도(b)에 도시한 바와 같이 가로방향으로 길고 그 종단부단이 외형에 접하는 것이어도 된다.

상기 금속박판(111)의 전체면에는, 즉 상면, 하면, 개공의 내면에는 5-30μm의 두께로 프릿유리(PbO)(102)가 도포되어 있다. 이 프릿유리(PbO)로 도포된 금속박판(111)을 3∼4층을 적층해서, 일체화하고, 300∼450℃로 수소분위기중에서 환원처리하여 납유리를 생성한다. 일체화된 마이크로 채널 플레이트는10⁶-10¹²Ω의 고정항재로 되는 동시에 개공내면의 프릿유리(PbO)는 2차 전자방출비가 높은 물질이므로 전자빔의 증폭율이 높은 증배기가 된다.

열처리공정에서 금속박판(111)의 열팽창계수와 프릿유리의 열팽창계수의 차이에 의해서 마이크로 채널 플레이트가 변형할 우려가 있을 경우에는 금속박판(111)으로서 42% Ni : 합금, 6% Cr 합금 또는, INVAR재를 사용하면 된다.

또한, 전자증배율을 높이기 위하여 프릿유리의 표면에 2차전자방출비가 큰 물질, 예를들면 MgO, CsI 등을 도포하여도 된다.

이상과 같이 구성된 전자빔 증폭장치(제10도)의 양단(103)(104)사이에 1-4KV 의 고전압을 인가하면, 예를들면 40형 정도의 하이비젼 텔레비젼에서는 10-1000pA 정도의 전류가 항상 흐른다. 이에 의해서, 내전압의 특성이 해결되고, 이 전류에 의한 소비전력은 평판형 화상표시장치의 전체 소비전력에 비해서 무시하여도 된다.

또한, 마이크로 채널 플레이트의 개공의 실질적으로 연속면을 형성하고 있으므로, 입사전자빔의 입사각또는 개공내의 전자빔의 주행거리에 의존하는 일 없이 증폭되는 이점이 있다. 또한, 프릿유리를 금속박판(111)에 도포하기전에는 금속박판(111)에 개공을 위치고정하기 위하여 정밀도는 요구되지 않는다. 그 이유는 개공을 위치고정한 다음에 프릿유리를 도포하기 때문이다. 또한, 제10도와 같이 구성한 전자증배부를 이용하는 경우에는, 발광부는 제1도에 도시한 바와 같이 페이스 플레이트의 진공용기측에 도포되어 있다.

지금까지 설명한 마이크로 채널 플레이트 이 두 실시예에서는 재료로서 프릿유리(102)를 예로해서 설명하였다. 이하 마이크로 채널 플레이트의 재료에 대하여 상세히 설명한다.

제12도(a)는 마이크로 채널 플레이트에 사용되는 재료의 일부를 부분적으로 확대하여 도시한 단면도이다. 상기 재료는 전색제(Vehicle)중에서 프릿유리(121)분말과 RuO₂(122)분말을 혼합시킨 혼합물 또는 이혼합물에 소량의 첨가제를 혼합시킨 혼합물이다. 프릿유리(121)분말과 RuO₂(122)분말의 제12도(a)에 도시한 바와 같이 혼합되어 있다. 이 혼합물은 페이스트(paste)형상이기 때문에 인쇄기술을 사용해서 전자증배재료가 필요로 하는 형상패턴을 용이하게 만들 수 있다. 또한, 인쇄공정을 사용함으로서 종래의 가공, 형성방법에 비해서 제조의 비용을 저감시킬 수 있다.

제12도(b)는 공기분위기 속에서 400-500℃로 소성(소결)한 전자증배재료를 도시하고 있다. 전자증배재료(123)의 단면은, 소성조건에 따라서 다소 차이가 있지만, 대개 본 도면과 같이 형성된다. 소성후의 입자이 상태는, 제12도(b)에 도시한 바와 같이, 프릿유리(121)의 입자의 주어를 RuO₂(122)의 입자가 둘러싸도록 그물 형상(net-like)으로 연결되어 있다. 이와 같은 그물 형상의 구조는 저융점의 프릿유리를 사용해서고온으로 소성함으로서 극히 용이하게 실현할 수 있다. 전자증배재료(123)의 저항치 등의 전기적성질은 이그물 형상의 도전통로의 전기적성질에 의해서 결정된다. 따라서 전자증배재료의 저항치는, 프릿유리(121)와 RuO₂(122)의 혼합비 그리고 소성온도 등에 의해서, 제어될 수 있다.

여기서 소성이전의 프릿유리(121)의 분말의 평균입자직경은 0.1-10μm이고, RuO₂(122)의 분말의 평균입자직경은 0.01∼1μm이다. 첨가제로서 적합한 무기질산화물을 선택하여 사용함으로서, 소성후의 전자증배재료(123)의 저항값이나 TCR 등의 전기적성질을 어느 정도 제어할 수 있는 기술은, 하이브리드 IC용 후막저항체의 연구에 의해서 주지되어 있다.

소성후의 전자증배재료(123)의 2차전자방출비(∂)는, 유리의 2차전자방출비와 거의 마찬가지인 경우가 많고, 대개 2-4의 사이에 있다. 따라서 유리를 사용한 전자증배재료로서는 비교적 2차 전자방출비가 크고,적합한 도전성이 있는 재료이다.

이상, 본 발명에 의하면 전자빔 안내체로서 주기적인 자가렌즈를 사용함으로서, 구조가 간단하고 고전송효을 실현하는 동시에 내전압문제를 해결하여 용이하게 대형화 할 수 있는 평판형 화상표시장치를 실현할수 있다. 또한, 본 발명의 전자증배재료는 전기적성질이 매우 안정적이고, 제조와 가공이 용이한 전자증배재료를 얻을 수 있어서, 본 재료를 사용한 전자증배기는 작동이 안정되고, 큰 증배율을 실현할 수 있다.

Claims (3)

1. 진공용기내에, 1개 이상의 전자원과, 상기 전자원으로부터 출사한 복수의 전자빔을 접속하기 위한 전자빔 집속수단과, 형광체를 도포한 화상표시면을 구비한 평판형 화상표시장치에 있어서, 상기 진공용기의 지지기능을 구비하고, 표면의 일부에 자성을 가진 막과 자성재료중 어느 하나로 이루어진 측벽(32)에 의해서 개개로 분리되고, 상기 화상표시면의 일단(一端)의 부근으로부터 다단측의 방향으로, 상기 화상표시면의 수평화소수의 약수와 배수중 어느 하나로 이루어진 전자빔의 수를 가진 전자빔을, 상기 표시화면에 대하여 평행으로 이동시키고, 전자빔의 통로의 전체길이에 걸쳐 있고, 상기 측벽이 상기 전자빔의 진행방향과 동일한 방향으로 주기적으로 자화된 렌즈를 형성하고 있고, 이 렌즈에 의해서 상기 전자빔을 상기 통로에 전송시키도록 한 전자빔 안내부(3)와, 상기 안내부에 의해서 전송된 전자빔을, 소정이 위치에서 상기 화상 표시면의 방향으로 편향하기 의한 편향 전극(7)을 구비한 것을 특징으로 하는 평판형 화상표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전자빔 안내부(3)는, 전자빔 안내부(31)의 자성재료가프릿유리(저 응점 납분말유리)와 자성분말을 함유하여 형성된 것을 특징으로 하는 평판형 화상표시장치.
3. 제1항또는 제6항에 있어서, 상기 자성재료는 자성분말을 함유하고, 이 자성분말은 바륨 페라이트와 스트론튬 페라이트중에서 어느 하나 이상을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 평판형 화상표시장치.

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