KR100291785B1 - 형광 표시관 - Google Patents
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Abstract
입체 표현이 가능하며 동일한 면적의 기판에서 보다 다양한 정보를 제공할 수 있는 형광 표시관으로서, 형광 표시관은 사이드 글래스에 의해 진공 용기를 구성하는 한쌍의 기판과, 열전자를 방출하는 필라멘트와, 방출된 열전자를 가속 또는 차단시키는 금속 매쉬 형태의 그리드 전극과, 후면 기판의 표면에 특정 패턴으로 형성되며 배선층과 접속되어 전압을 인가받는 제 1애노드 전극과, 상기 제 1애노드 전극과 다른 높이로 형성되는 제 2애노드 전극과, 상기 제 1 및 제 2애노드 표면에 각각 형성되는 제 1 및 제 2형광층을 포함한다.
상기한 제 2애노드 전극은 제 1애노드 전극의 표면에 형성되어 제 1애노드 전극과 동일하게 구동되거나, 별도의 배선층에 접속되어 제 1애노드 전극과 개별 구동할 수 있다.
Description
본 발명은 형광 표시관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 형광층의 배치 높이를 다양화시켜 입체 표현이 가능하며 기존과 동일한 면적의 기판에서 보다 다양한 정보를 제공할 수 있는 형광 표시관에 관한 것이다.
일반적으로 형광 표시관(VFD)은 필라멘트에서 방출되는 전자를 그리드 전극과 애노드 전극의 제어에 의해 형광층에 선택적으로 충돌시켜 발광시키는 자발광 표시소자이다. 이러한 형광 표시관은 시인성이 뛰어나고 시야각이 넓으며, 저전압으로 구동이 가능하여 반도체 부품의 적용이 쉽고, 신뢰성이 높아 여러 분야에서 다양한 용도로 사용되고 있다.
이러한 형광 표시관은 구조에 따라 2극관, 3극관 및 4극관으로 분류되며, 일반적으로 필라멘트와 애노드 전극 및 그리드 전극을 구비하는 3극관 구조가 널리 사용되고 있다.
도 6은 일반적인 형광 표시관의 단면도로서, 전면 기판(1)과 후면 기판(3)은 사이드 글래스(5)에 의해 밀봉되어 진공 용기를 구성하며, 후면 기판(3)의 표면으로 소정 패턴의 애노드 전극(7)과 형광층(9)이 위치한다. 그리고 전면 기판(1)의 아래쪽으로 열전자를 방출하기 위한 다수개의 필라멘트(11)가 일정한 간격을 두고 고정되며, 애노드 전극(7)과 필라멘트(11) 사이로 필라멘트(11)에서 방출된 열전자를 가속 또는 차단시키는 금속 매쉬(mesh) 형태의 그리드 전극(13)이 설치된다.
각각의 리드선(15)을 통하여 필라멘트(11)와 그리드 전극(13) 및 애노드 전극(7)에 전압을 인가하면, 필라멘트(11)가 가열되면서 열전자를 방출시키고, 방출된 열전자는 그리드 전극(13)에 의해 가속 및 확산되어 애노드 전극(7)에 형성된 형광층(9)을 발광시키게 된다.
이 때, 그리드 전극(13)과 애노드 전극(7)에 마이너스 전압이 인가되면, 필라멘트(11)에서 방출된 열전자는 형광층(9)으로의 흐름이 차단되어 해당 형광층(9)을 발광시키지 못하게 된다. 이로서 도트 또는 세그먼트 포맷을 구성하는 다수개의 형광층(9)들은 각각 개별 구동되어 특정의 문자나 숫자를 표현할 수 있는 것이다.
또한 도 7에서 도시하는 바와 같이, 그리드리스(gridless) 타입 형광 표시관은 애노드 전극(7) 외곽으로 그리드 전극 대신 일정 높이의 도전층으로 이루어지는 제어 전극(17)을 형성하여, 상기 제어 전극(17)으로의 전압 인가에 따라 필라멘트(11)에서 방출된 열전자를 가속 또는 차단시키는 구성으로 이루어진다.
이와 같은 구성으로 이루어지는 기존의 형광 표시관에서, 다수개의 형광층들은 동일 두께의 애노드 전극에 의해 동일 평면상에 배치되기 때문에, 단순히 발광 또는 비발광되는 것으로 2차원적인 문자나 숫자를 표현하게 된다. 따라서 형광 표시관은 기본적인 정보 제공 이외에, 보다 다양한 시각적 효과를 구현하기 어려운 한계를 갖는다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 기존 형광층과 배치 높이가 다른 추가의 형광층을 제공함으로써 입체적으로 문자와 그림 등을 표현하여 형광 표시관의 시각적 효과를 높이고, 동일한 면적의 기판에서 보다 다양한 정보를 표현할 수 있는 형광 표시관을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 형광 표시관의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 의한 형광 표시관의 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 의한 형광 표시관 가운데 후면 기판의 세부 평면도.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 의한 형광 표시관의 단면도.
도 5는 본 발명의 제 3실시예에 의한 형광 표시관의 단면도.
도 6 내지 도 7은 종래 기술에 의한 형광 표시관의 단면도.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
사이드 글래스와 더불어 진공 용기를 구성하는 한쌍의 기판과,
진공 용기 내부를 가로지르도록 고정되며 열전자를 방출하는 필라멘트와,
방출된 열전자를 가속 또는 차단시키는 금속 매쉬 형태의 그리드 전극과,
후면 기판의 표면에 특정 패턴으로 형성되며 배선층과 접속되어 전압을 인가받는 제 1애노드 전극과,
상기 제 1애노드 전극의 표면에 표시 패턴 형상으로 형성되는 제 1형광층과,
상기 제 1애노드 전극과 다른 높이로 형성되는 제 2애노드 전극과,
상기 제 2애노드 전극의 표면에 표시 패턴 형상으로 형성되는 제 2형광층을 포함하는 형광 표시관을 제공한다.
여기에서, 상기한 제 2애노드 전극은 제 1애노드 전극의 표면에 형성되어 제 1애노드 전극과 동일하게 구동되거나, 별도의 배선층에 접속되어 제 1애노드 전극과 개별 구동할 수 있다.
이로서 본 발명에 의한 형광 표시관은 형성 높이가 다른 제 1 및 제 2형광층에 의해 입체적으로 문자와 그림 등을 표현할 수 있으며, 제 2애노드 전극을 개별 구동하는 경우, 기존과 동일한 면적의 기판에서 보다 다양한 디스플레이를 구현할 수 있는 장점을 갖는다.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 형광 표시관의 분해 사시도이고, 도 2는 이러한 형광 표시관의 단면도이다.
도시하는 바와 같이, 형광 표시관은 사이드 글래스(2)에 의해 접착되는 전면 기판(4) 및 후면 기판(6)과, 이들 기판이 형성하는 용기 내부를 가로지르도록 필라멘트 지지체(8)에 의해 양끝단이 고정되는 다수개의 필라멘트(10)와, 후면 기판(6)의 표면에 형성되는 애노드부와, 상기한 필라멘트(10)와 애노드부 사이에서 특정의 애노드 패턴을 감싸도록 고정되는 금속 매쉬 형태의 그리드 전극(12)으로 이루어진다.
상기한 애노드부는 배선층(14)과, 배선층(14) 위로 통전홀(16a)을 형성하는 절연층(16)과, 상기한 통전홀(16a)에 형성되는 도트층(18)과, 상기한 도트층(18)과 접촉하면서 절연층(16) 위로 형성되는 제 1애노드 전극(20)과, 제 1애노드 전극(20)의 표면에 형성되는 제 1형광층(22)을 포함한다.
상기한 도트층(18)은 제 1애노드 전극(20)의 함몰을 방지하면서 배선층(14)과 제 1애노드 전극(20)을 연결하여 통전성을 높이는 역할을 하며, 상기한 제 1애노드 전극(20)은 도시하는 바와 같은 도트 형상 이외에, 7 세그먼트 또는 16 세그먼트 형태로 이루어질 수 있다.
이로서 리드선(24)에 의해 특정의 배선층(14)으로 인가된 전압은 도트층(18)을 거쳐 제 1애노드 전극(20)에 전달되고, 그리드 전극(12)의 제어에 의해 필라멘트(10)에서 방출된 열전자를 제공받아 제 1형광층(22)이 발광하게 된다.
이 때, 애노드부는 입체 표현이 가능하도록 제 1형광층(22)의 외곽으로 제 1애노드 전극(20)의 둘레부 표면에 형성되는 제 2애노드 전극(26)과, 상기한 제 2애노드 전극(26)의 표면에 형성되는 제 2형광층(28)을 더욱 포함한다. 상기한 제 2애노드 전극(26)은 제 1 및 제 2형광층(22, 28)의 높이 차이에 충분한 변화를 줄 수 있도록 제 1형광층(22)을 충분히 덮을 수 있을 만큼 높게 형성되는 것이 바람직하다.
이로서 애노드부는 제 1 및 제 2형광층(22, 28)의 높이 차이에 의해, 높이가 다른 2개의 평면상에서 빛을 방출시킴으로써 효과적인 입체 표현이 가능해진다.
이와 같이 제 1형광층(22)과 형성되는 높이를 달리하는 제 2형광층(28)은, 도 3에서 도시하는 바와 같이 하나의 예로서, 각 도트를 구성하는 제 1형광층(22)의 하측과 우측으로 각각 패턴화될 수 있으며, 도시하는 것 이외에 여러가지 다양한 패턴으로 형성될 수 있다.
그리고 상기한 제 2형광층(28)은 제 1형광층(22)과 동일한 형광물질로 이루어지거나, 제 1형광층(22)과 다른 형광물질로 이루어져 별도의 색을 표현할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 실시예는, 제 2애노드 전극(26)이 제 1애노드 전극(20)의 둘레부 표면에 형성됨에 따라, 배선층(14)을 통하여 제 1 및 제 2애노드 전극 (20, 26)모두에 동일한 전압이 인가된다. 이로서 제 1 및 제 2애노드 전극(20, 26)이 동일 구동됨으로써 제 1형광층(22)과 제 2형광층(28)은 동시에 발광하게 된다.
따라서 본 실시예는, 제 1애노드 전극(20)과 제 1형광층(22)을 이용하여 주요한 그림이나 문자 등을 표현하고, 상기한 그림이나 문자 등이 입체적으로 표현될 수 있도록 제 2형광층(28)이 보조적인 역할을 할 수 있다.
특히, 제 2형광층(28)은 이와 같은 특성에 의해 제 1형광층(22)이 표현하는 그림이나 문자 등에 그림자 효과를 제공할 수 있으며, 이로서 기존의 형광 표시관에 비해 보다 독특하고 다양한 디스플레이를 제공하게 된다.
다음으로, 본 발명의 두번째 실시예에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 의한 형광 표시관의 단면도로서, 앞선 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.
도시하는 바와 같이, 본 실시예는 애노드부의 제 2애노드 전극(26)이 제 1애노드 전극(20)과 개별 구동하도록 이루어지며, 이를 위하여 애노드부는 제 2애노드 전극(26)을 위한 별도의 배선층(14)과 도트층(18)을 구비한다.
이로서 별도의 구동 회로를 이용하여 제 2애노드 전극(20)을 위한 배선층(14)에 전압 파형을 인가하면, 제 2형광층(28)이 형성하는 표시 패턴만을 선택적으로 발광시킬 수 있다.
상기한 제 2애노드 전극(26)은 앞선 실시예와 동일하게, 제 1 및 제 2형광층(22, 28)이 충분한 높이 차이를 가질 수 있도록 제 1형광층(20)을 충분히 덮을 수 있을 만큼 높게 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 제 1애노드 전극(20)과 제 2애노드 전극(26)을 개별 구동함에 따라, 본 실시예는 제 1형광층(22) 또는 제 2형광층(28) 만으로 특정의 그림이나 문자를 선택적으로 표현할 수 있다. 이로서 기존과 동일한 면적의 기판에서 두개의 정보를 표현할 수 있게 된다.
또한 본 실시예는 제 1형광층(22)과 제 2형광층(28) 모두를 발광시켜 입체적인 디스플레이를 할 수 있으므로, 보다 다양한 디스플레이의 제공을 가능하게 한다.
다음으로, 본 발명의 세번째 실시예에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제 3실시예에 의한 형광 표시관의 단면도로서, 앞선 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.
도시하는 바와 같이, 본 실시예는 그리드리스 타입으로서, 특정 애노드부 패턴의 외곽으로 일정 높이의 도전층으로 이루어지는 제어 전극(30)을 형성한다.
상기한 제어 전극(30) 또한 도시하지 않은 배선층과 접속되어 외부 전압을 인가받아 필라멘트(10)에서 방출되는 열전자를 가속 또는 차단시키는 역할을 한다.
여기에서, 상기 제어 전극(30)은 필라멘트(10)와 마주하는 표면으로 제 2형광층(32)을 형성한다. 이로서 제어 전극(30)은 열전자 가속을 위하여 양전압을 인가받는 경우, 열전자 충돌에 의해 제 2형광층(32)을 발광시키게 된다.
이러한 제 2형광층(32)의 발광은 애노드 전극(20)에 형성된 제 1형광층(22)의 발광과 더불어 입체적인 표현을 가능하게 한다.
이 때, 상기 애노드 전극(20)은 앞서 설명한 제 1실시예처럼, 애노드 전극(20)의 둘레부 표면으로 추가 애노드 전극과 형광층을 더욱 형성할 수 있다. 이와 같은 경우, 높이가 다른 3개의 평면상에서 빛을 방출하게 됨으로써 더욱 효과적으로 입체 표현을 할 수 있다.
이와 같이 본 실시예는 단순히 열전자의 컷-오프 기능을 담당하는 제어 전극(30)의 표면으로 제 2형광층(32)을 형성하여 형광 표시관의 시각적 효과를 높일 수 있는 것이다.
상기에서는 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 발명은, 높이가 다른 여러개의 평면상에서 빛을 방출함으로써 입체적으로 문자와 그림 등을 표현할 수 있으며, 이로서 형광 표시관의 시각적 효과를 높이고, 기존과 동일한 면적의 기판에서 보다 다양한 정보를 표현할 수 있다.
Claims (5)
- 사이드 글래스와 더불어 진공 용기를 구성하는 한쌍의 기판과;진공 용기 내부를 가로지르도록 고정되며 열전자를 방출하는 필라멘트와;방출된 열전자를 가속 또는 차단시키는 금속 매쉬 형태의 그리드 전극과;후면 기판의 표면에 특정 패턴으로 형성되며 배선층과 접속되어 전압을 인가받는 제 1애노드 전극과;상기 제 1애노드 전극의 표면에 표시 패턴 형상으로 형성되는 제 1형광층과;상기 제 1애노드 전극과 다른 높이로 형성되는 제 2애노드 전극과;상기 제 2애노드 전극의 표면에 표시 패턴 형상으로 형성되는 제 2형광층을 포함하는 형광 표시관.
- 제 1항에 있어서, 상기한 제 2애노드 전극은 제 1애노드 전극의 둘레부 표면에 형성되어 제 1애노드 전극과 동일 구동됨을 특징으로 하는 형광 표시관.
- 제 1항에 있어서, 상기한 제 2애노드 전극은 별도의 배선층에 접속되어 제 1애노드 전극과 개별 구동됨을 특징으로 하는 형광 표시관.
- 사이드 글래스와 더불어 진공 용기를 구성하는 한쌍의 기판과;진공 용기 내부를 가로지르도록 고정되며 열전자를 방출하는 필라멘트와;후면 기판의 표면에 특정 패턴으로 형성되며 배선층과 접속되어 전압을 인가받는 애노드 전극과;상기 애노드 전극의 표면에 표시 패턴 형상으로 형성되는 제 1형광층과;일정 높이의 도전층으로 이루어지며 전압 인가에 의해 필라멘트에서 방출된 열전자를 가속 또는 차단시키는 제어 전극과;상기 제어 전극의 표면에 형성되는 제 2형광층을 포함하는 형광 표시관.
- 제 4항에 있어서, 상기 애노드 전극의 둘레부 표면에 형성되는 추가 애노드 전극과, 상기 추가 애노드 전극의 표면에 형성되는 추가 형광층을 더욱 포함하는 형광 표시관.
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