KR100277647B1 - 형광표시관 - Google Patents

Abstract

형광표시관(Vacuum Fluorescent Display)이 개시된다. 개시된 형광표시관은, 기판과; 상기 기판의 상면에 소정의 패턴으로 형성된 배선층과; 상기 배선층과 전기적으로 접속되는 도전층과; 상기 도전층의 상면에 소정의 패턴으로 형성된 형광체층과; 상기 형광체층의 상부에 설치된 그리드와; 상기 그리드의 상부에 설치된 라인 캐소오드와; 상기 도전층 가장자리의 기판 상면에 상기 도전층의 극성과 다른 전위가 인가되는 집속전극;을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 발광휘도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

형광표시관{Vacuum fluorescent display}

본 발명은 형광표시관(Vacuum Fluorescent Display)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광효율이 향상되고, 절연층의 챠지(charge)가 방지될 수 있도록 개선된 형광표시관에 관한 것이다.

통상적으로 형광표시관(vacuum fluorescent display)은 적어도 한쪽면이 투명한 진공용기에 라인 캐소오드(line cathode)와 애노우드(anode)를 설치하고, 상기 애노우드 상에 형광체를 도포하며, 상기 라인 캐소오드로부터 방출된 열전자를 직류 또는 펄스(pulse) 전압으로 애노우드전극 측으로 가속시켜 애노우드 전극 상에 도포된 형광체에 충돌 발광시킴으로써 소망하는 패턴을 표시하는 열전자표시관(熱電子表示管)이다.

이러한 형광표시관은 캐소오드, 그리드(grid), 및 애노우드를 고진공의 유리용기에 봉입한 3극관의 일종으로, 각종 평판 디스플레이(flat display) 중에서도 고휘도 표시장치 이면서 진공속에 수용되어 있기 때문에 신뢰성이 매우 높은 표시소자이며, 상기 그리드가 열전자를 제어함으로써 소정의 발광 패턴이 형성될 수 있다.

그리고 형광표시관은 저속 전자선 여기 발광특성을 갖는 형광체에 열전자를 조사하여, 문자, 기호, 및 도형 등의 표시기능을 갖게 한 평판표시장치에 속하는 직열형 3극 진공관으로써, 표시패턴의 임의성과 시각적인 인식성이 높으며, 동작전압이 낮기 때문에 MOS IC에 의한 직접구동이 가능하다. 또한 동작온도가 -40℃부터 +85℃로 넓어 수명이 1만 시간 이상 지속되는 고 신뢰성의 특성을 가지고 있기 때문에, VTR이나 오디오 기기 등 가전제품, 자동차의 계기판, 컴퓨터 단말기, 복사기의 조작표시판 등 넓은 분야에서 사용되고 있다.

도 1 및 도 2에는 이러한 형광표시관의 일 실시예가 개략적으로 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 기판(11)의 상면에 배선층(12)이 형성되고, 이 배선층(12)이 형성된 기판(11)의 상면에는 절연층(13)이 설치된다. 상기 절연층(13)의 상면에는 상기 절연층(13)에 형성된 쓰루홀(14)을 통하여 상기 배선층(12)과 전기적으로 연결되는 도전층(15)이 형성되고, 이 도전층(15)의 상면에는 소정패턴의 형광체층(16)이 형성된다. 상기 형광체층(16)의 상부에는 그리드(17)가 설치되며, 상기 그리드(17)의 상부에는 기판(11)의 양 가장자리에 고정 설치된 서포트(18)에 의해 지지되는 라인 캐소오드(19)가 설치되고, 상기 기판(11)은 전면글라스(21)와 측면글라스(22)에 의해 봉착된다. 이러한 형광표시관(10)은 그 종류에 따라 다소의 차이는 있으나 배선층(12)에 전위를 인가하기 위한 리드핀, 또는 리드 프레임이 설치된다.

이와 같이 구성된 형광표시관(10)은 상기 배선층(12)과 라인 캐소오드(19)에 소정의 전압이 인가됨에 따라 이로부터 방출된 열전자가 상기 그리드(17)에 의해 가속 및 제어되어 형광체층(16)의 형광체를 여기시켜 화상을 형성하게 된다.

그런데, 이러한 형광표시관(10)은 라인 캐소오드로(19)로부터 방출되는 전자가 형광체층(16)에 랜딩되는 상태를 제어하기 위한 그리드가 설치되어 있으므로 라인 캐소오드(19)로부터 방출된 전자빔을 형광체층(16)으로 가속시킬 수 있으나, 저전압으로 구동되는 특성 때문에 상기 형광체층(16)의 표면에 음전하가 대전된다.

이와 같이 형광체층(16)의 표면에 음전하의 대전은 라인 캐소오드(19)로부터 방출된 전자가 상기 음전하와 충돌되어 형광체층(16)에 충돌되는 것을 방해하게 된다. 따라서 상기 라인 캐소오드(19)로부터 방출된 전자가 상기 형광체층에 집속되지 못하고 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 형광체층(16)의 가장자리로 확산되거나, 형광체층(16)의 중앙부로 집중되기 때문에 형광체층(16)의 가장자리에는 라인 캐소오드(19)로부터 방출되어 형광체층(16)에 충돌되는 전자의 양이 적어 형광체층(16)의 중앙에 비해 발광휘도가 상대적으로 저하되는 문제점이 있다.

그리고 상기 라인 캐소오드(19)로부터 방출된 전자가 형광체층(16)을 벗어나거나, 상기 기판(11)과 그리드(17) 사이의 높이가 증가되어 상기 전자가 도전층(15)의 작용력이 약화되면서 전자가 형광체층(16)의 형광체와 전부 충돌하지 못하고 상기 절연층(13)으로 일부의 전자가 형광체층(16)의 외부로 확산되어 절연층(13)과 전자에 의한 챠지(charge)가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 라인 캐소오드로부터 방출되는 전자가 형광체층에 집속되게 하여 발광효율이 향상될 수 있도록 하고, 절연층에 챠지가 발생되지 않도록 하는 형광표시관을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 형광표시관의 구성을 개략적으로 나타내 보인 단면도.

도 2는 종래의 형광표시관의 작용을 설명하기 위한 도 1의 형광표시관의 일부 확대 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 형광표시관의 구성을 개략적으로 나타내 보인 단면도.

도 4는 형광체층의 가장자리에 형성된 집속전극이 형성된 상태를 도시한 평면도.

도 5는 본 발명에 따른 형광표시관의 작용을 설명하기 위한 도 3의 형광표시관의 일부 확대 단면도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

31. 기판 32. 배선층

33. 절연층 34. 쓰루홀

35. 도전층 36. 형광체층

37. 그리드 38. 서포트

39. 라인 캐소오드 40. 집속전극

41. 측면글라스 42. 전면글라스

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형광표시관은, 기판과; 상기 기판의 상면에 소정의 패턴으로 형성된 배선층과; 상기 배선층과 전기적으로 접속되는 도전층과; 상기 도전층의 상면에 소정의 패턴으로 형성된 형광체층과; 상기 형광체층의 상부에 설치된 그리드와; 상기 그리드의 상부에 설치된 라인 캐소오드와; 상기 도전층 가장자리의 기판 상면에 상기 도전층의 극성과 다른 전위가 인가되는 집속전극;을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 집속전극이 상기 도전층의 외곽 가장자리를 에워 싸며 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3에는 본 발명에 따른 형광표시관이 개략적으로 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 기판(31)의 상면에 소정 패턴의 배선층(32)이 형성되고, 이 배선층(32)이 형성된 기판(31)의 상면에는 절연층(33)이 설치된다. 그리고 상기 절연층(33)의 상면에는 상기 절연층(33)에 형성된 쓰루홀(34)을 통하여 상기 배선층(32)과 전기적으로 연결되는 도전층(35)이 형성되고, 이 도전층(35)의 상면에는 소정 패턴의 형광체층(36)이 형성된다.

그리고 상기 기판 상면의 절연층 위에 형성된 도전층(35)의 가장자리에는 도전층(35)과 다른 극성으로 전위가 인가될 수 있도록 하기 위한 집속전극(40)이 소정 패턴으로 형성된다. 여기에서 상기 집속전극은 도 4에 도시된 바와 같이 소정의 화상을 형성하는 형광체층(36) 또는 도전층(35)의 가장자리를 에워 싸도록 형성된다. 특히, 이러한 집속전극(40)은, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al)등과 같은 도전성 물질로 이루어진다.

그리고 상기 형광체층(36)의 상면에는 전자를 가속 및 제어하기 위한 그리드(37)가 형성되고, 이 그리드(37)의 상부에는 열전자를 방출하기 위한 라인 캐소오드(39)가 서포트(38)에 의해 설치된다. 그리고 상기 기판(31)은 측면글라스(41)에 의해 전면글라스(42)와 접합되어 전자의 자유공간을 형성하게 된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 형광표시관의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 형광표시관은, 배선층(32)과 그리드(37)에 소정의 전압이 인가됨에 따라 상기 라인 캐소오드(39)로부터 열전자가 방출된다. 이 열전자는 그리드(37)에 인가되는 전압에 따라 가속 또는 제어되는데, 가속된 전자는 형광체층(36)에 충돌되어 형광체를 여기시킴으로써 화상을 형성하게 된다. 상기와 같이 화상을 형성하는 과정에서, 상기 형광체층(36)에 충돌되는 전자에 의해 형광체가 여기되고, 형광체층(36)의 표면에는 음전하가 대전되는데, 이렇게 대전된 음전하는 형광체층(36)의 내부 및 표면을 통하여 도전층(35)으로 흐르게 된다.

그리고 상기 그리드(37)를 통해 가속된 전자중 형광체층에 형표면에 형성된 음전하로 상기 전자가 형광체층(36)과 전부 충돌하지 못하고 일부의 전자가 형광체층(36)의 가장자리로 확산된다. 이렇게 형광체층(36)의 가장자리로 확산된 일부의 전자는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 도전층(35)의 가장자리에 형성된 집속전극(40)에 의한 반발력으로 형광체층(36)으로 밀려나게 된다. 이렇게 밀려난 전자들은 형광체층(36)의 형광체에 충돌하게 된다. 특히, 형광체층(36)의 가장자리를 벗어난 전자들이 다시 형광체층(36)의 가장자리에 충돌함으로써 형광체층(36)의 중앙부위와 가장자리에 균등하게 전자들이 충돌하게 된다.

즉 상기 집속전극(40)에 라인 캐소오드(39)로부터 방출된 전자의 극성과 동일한 극성이 형성될 수 있도록 전위를 인가함으로써 동일 극성이 서로 근접되면 서로 반발되는 작용을 이용하여, 라인 캐소오드(39)로부터 방출된 전자가 상기 형광체층(36)에 집속되도록 한다.

따라서 상기 집속전극(40)을 도전층(35)의 가장자리에 형성함으로써 라인 캐소오드(39)로부터 방출된 전자가 형광체층(36)의 외부로 확산되는 것이 방지된다. 따라서 상기 라인 캐소오드(39)로부터 방출된 전자는 형광체층(36)의 표면에 집속될 수 있으므로 형광체층(36)의 외부 즉, 절연층(33)에 전자가 확산되지 않음으로써 전자에 의한 절연층(33)의 챠지 발생을 방지할 수 있게 된다.

그리고 상기 집속전극(40)의 형성으로 본 발명의 형광표시관은 4극 진공관이 실현될 수 있고, 상기 전면글라스(42)에 구비된 디퓨젼 그리드(diffusion grid)(미도시)에 의해 5극 진공관의 실현도 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 형광표시관은 다음과 같은 효과를 갖는다.

도전층의 가장자리에 집속전극을 형성함으로써 라인 캐소오드로부터 방출된 전자중 형광체층의 가장자리를 벗어난 전자를 다시 형광체층의 형광체에 집속시켜 충돌함으로써 전반적인 형광체의 발광휘도를 향상시킬 수 있으며, 상기 전자의 확산을 방지함으로써 기판 상면에 형성된 절연층과의 전자에 의한 챠지 발생을 방지할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (2)

1. 기판과;

   상기 기판의 상면에 소정의 패턴으로 형성된 배선층과;

   상기 배선층과 전기적으로 접속되는 도전층과;

   상기 도전층의 상면에 소정의 패턴으로 형성된 형광체층과;

   상기 형광체층의 상부에 설치된 그리드와;

   상기 그리드의 상부에 설치된 라인 캐소오드와;

   상기 도전층 가장자리의 기판 상면에 상기 도전층의 극성과 다른 전위가 인가되는 집속전극;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 형광표시관.
2. 제1항에 있어서,

   상기 집속전극이 상기 도전층의 외곽 가장자리를 에워 싸며 형성되는 것을 특징으로 하는 형광표시관.