KR100362538B1 - 형광표시관 - Google Patents

Abstract

열전자를 제어하는 메탈 리브 및 상기 리브에 전압을 인가하기 위한 리드핀을 일체로 제조함으로써 배선 구조를 단순화 할 수 있는 형광표시관에 관한 것으로, 본 발명의 형광표시관은, 한쌍의 기판 및 이들 기판 사이에 위치하여 진공 용기를 형성하는 사이드 글라스와; 상기 기판중 적어도 어느 하나의 기판에 마련되는 배선층으로부터 전류를 인가받는 애노드 전극 및 이 전극의 표면에 제공되는 형광체와; 전원 인가시 열전자를 방출하도록 상기 기판중 어느 하나의 기판에 마련되는 열전자 방출 수단과; 단일층으로서 전기 전도도가 높은 금속 격벽으로 이루어지며, 상기 형광체와 열전자 방출 수단 사이에 설치되어 열전자를 제어하는 제어 전극;을 포함하며, 상기 제어 전극은 외부 전원을 상기 제어 전극에 인가하기 위한 외부 단자핀을 일체로 구비한다.

Description

형광표시관{VACUUM FLUORESCENT DISPLAY DEVICE}

본 발명은 열전자를 제어하는 전극으로 메탈 리브를 갖는 형광표시관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메탈 리브 및 상기 리브에 전압을 인가하기 위한 리드핀을 일체로 제조함으로써 배선 구조를 단순화 할 수 있는 형광표시관에 관한 것이다.

형광표시관(VFD)은 필라멘트에서 방출되는 열전자를 그리드 전극과 애노드 전극의 제어에 의해 형광층에 선택적으로 충돌시켜 발광시키는 자발광 표시소자로서, 시인성이 뛰어나고 시야각이 넓을 뿐 아니라 저전압으로 구동이 가능하고 신뢰성이 높아 여러 분야에서 다양한 용도로 사용되고 있다.

이러한 형광표시관은 일반적으로, 한쌍의 서로 마주보는 전면 및 후면 기판과 이들 기판을 연결하는 사이드 글래스에 의해 형성되는 진공 용기와, 후면 기판에 제공된 배선층과 전기적으로 연결된 애노드 전극 및 이 전극의 표면에 제공된 형광체와, 전압 인가시 열전자를 방출하는 필라멘트와, 애노드 전극과 필라멘트 사이에 위치하여 상기 열전자를 가속 확산하거나 차단하는 제어 전극을 포함한다.

이에 따라, 전원 인가선을 통하여 필라멘트와 애노드 전극 및 제어 전극에 전압이 인가되면 필라멘트에서 열전자가 방출되고, 방출된 전자가 그리드 전극에 의해 가속 및 확산되어 애노드 전극의 형광층에 충돌됨으로써 형광층이 발광되며, 이로 인해 소정의 기호나 문자가 구현된다.

이러한 구성의 형광표시관에 있어서, 열전자를 제어하는 작용을 하는 제어 전극은 통상, SUS 재질의 얇은 철편을 식각하여 메쉬를 형성하고 상기 메쉬의 둘레부에 지지대를 제공하여 형성한 메쉬(mesh) 그리드와, 전자 제어가 가능한 높이에 이를 때까지 애노드 전극의 주변에 도전 재료를 수차례 반복 인쇄하여 형성한 리브(rib) 그리드로 구분된다.

그런데, 상기 메쉬 그리드는 이 그리드를 기판에 설치할 때 지지대와 애노드 전극의 패턴간에 일정한 간격을 확보해야 하므로 미세한 패턴 설계에 불리하고, 제조 과정 및 사용중의 열변형으로 인해 메쉬의 중앙부가 처질 수 있으며, 이 경우 전자를 가속 및 확산시키는 능력이 저하되어 인접한 메쉬 그리드 내부의 형광층과 휘도 차이가 발생되는 문제점이 있다.

따라서 중앙부의 처짐을 방지하기 위하여 지지대수 증가가 불가피하므로 이 또한 애노드 전극의 자유로운 패턴 설계를 저해하는 원인이 되고 있다.

그리고, 상기 리브 그리드는 도전 재료를 수차례 인쇄함에 따라 인쇄 작업의 공수가 증가되고, 인쇄를 반복하는 과정에서 인접한 애노드 전극과 쇼트 불량을 일으키는 등 기존에 인쇄된 패턴과 정렬 불량 문제를 일으킬 수 있으며, 도전 재료에서 발생하는 가스가 진공 용기 내에 잔류하면서 전자의 흐름을 방해하거나, 필라멘트나 형광층 표면에 흡착되어 휘도 특성을 저하시키고 형광표시관의 수명을 저하시키는 문제를 유발한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 도 1에 도시한 바와 같이, 사이드 글래스(102)와 더불어 진공 용기를 구성하는 한쌍의 기판(104,106)과, 용기 내부를 전기적으로 연결하는 배선층(108)과, 용기 내부에 장착되며 전원 인가시 열전자를 방출하는 필라멘트(110)와, 상기 배선층(108)에 전기적으로 연결되는 애노드 전극(112) 및 이 전극의 표면에 제공된 형광층(114)과, 애노드 전극(112) 주위에 형성되며 상기 필라멘트(110)에서 방출된 열전자를 가속 또는 차단시키는 제어 전극과, 배선층(108)을 통해 애노드 전극(112)과 제어 전극에 전원을 인가하는 리드핀(116)을 포함하며, 상기 제어 전극이 단일층으로서 전기 전도도가 높은 메탈 리브(118)로 이루어지는 형광표시관을 제안하였다.

이러한 구성의 형광표시관은, 종래 도전액을 수차례 반복 인쇄하여 형성한 리브(rib)상의 제어 전극에 비해 제조 과정을 단순화할 수 있어 공수 절감이 가능하고, 가스 발생을 억제하여 형광표시관의 품질과 수명 특성을 향상시키며, 인쇄성 쇼트 불량을 감소시켜 제품 특성을 향상시킬 수 있는 등의 장점을 갖는다.

그런데, 상기한 구성의 메탈 리브를 갖는 형광표시관에 의하면, 열전자를 제어하는 메탈 리브가 리드핀 및 이 핀에 연결된 배선을 통해 전압을 인가받으므로 제어 대상이 증가할수록 배선 구조가 복잡해지는 단점이 있다.

이에, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열전자를 제어하는 메탈 리브 및 상기 리브에 전압을 인가하기 위한 리드핀을 일체로 제조함으로써 배선 구조를 단순화할 수 있는 형광표시관을 제공함에 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 형광표시관의 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 형광표시관의 분해 사시도.

도 3은 도 2의 요부 확대도.

도 4는 도 2의 요부 단면도.

도 5는 도 2의 제1 변형 실시예를 나타내는 단면도.

도 6은 도 5의 메탈 리브를 제조하는 방법을 나타내는 개략도.

도 7은 도 2의 제2 변형 실시예를 나타내는 요부 확대도.

도 8은 도 7의 메탈 리브를 제조하는 방법을 나타내는 개략도.

도 9는 도 2의 제3 변형 실시예를 나타내는 요부 확대도.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

한쌍의 기판 및 이들 기판 사이에 위치하여 진공 용기를 형성하는 사이드 글라스와;

상기 기판중 적어도 어느 하나의 기판에 마련되는 배선층으로부터 전류를 인가받는 애노드 전극 및 이 전극의 표면에 제공되는 형광체와;

전원 인가시 열전자를 방출하도록 상기 기판중 어느 하나의 기판에 마련되는 열전자 방출 수단과;

단일층으로서 전기 전도도가 높은 금속 격벽으로 이루어지며, 상기 형광체와열전자 방출 수단 사이에 설치되어 열전자를 제어하는 제어 전극;

을 포함하며, 상기 제어 전극은 외부 전원을 상기 제어 전극에 인가하기 위한 외부 단자핀을 일체로 구비하는 형광표시관을 제안한다.

이러한 구성의 형광표시관은, 외부 단자핀을 별도로 구비하는 종래의 형광표시관에 비해 배선 구조를 단순화할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 형광표시관의 분해 사시도를 도시한 것이고, 도 3은 도 2의 요부 확대도를 도시한 것이며, 도 4는 도 2의 요부 단면도를 도시한 것이다.

도시한 바와 같이, 형광표시관은 사이드 글래스(2)와 더불어 진공 용기를 구성하는 전면 기판(4) 및 후면 기판(6)과, 형광표시관 내부를 전기적으로 연결하는 배선층(8)과, 배선간의 불필요한 전기적 통전을 방지하는 절연층(10)과, 도트층에 의해 배선층(8)과 전기적으로 연결되는 애노드 전극(12) 및 상기 전극(12)의 표면에 제공되는 형광층(14)과, 전압 인가시 열전자를 방출하는 필라멘트(16)와, 애노드 전극(12)에 전압을 인가하기 위한 리드핀(18)과, 애노드 전극 주위에 세워지는 메탈 리브(metal rib :20)를 포함한다.

상기 메탈 리브(20)는 전기 전도도가 높은 단일층의 금속 재료로 이루어지는 것으로서, 필라멘트(16)에서 방출되는 열전자를 가속 또는 차단시키는 제어 전극으로서의 기능을 수행한다.

이러한 역할을 하는 메탈 리브(20)는 스테인레스 스틸로 이루어질 수 있으며, 제품 특성에 따라 스테인레스 스틸보다 전기 전도도가 높은 재료, 일례로 백금, 은, 구리 등으로 이루어질 수 있다.

그리고, 메탈 리브(20)는 전자 제어가 용이한 높이로 형성되는데, 통상 애노드 전극의 형광층(14)보다 높게 형성되며, 메탈 리브(20)의 높이는 제품 특성에 따라 다양하게 조절될 수 있다.

이와 같이 메탈 리브(20)로 이루어지는 제어 전극은 한 개의 애노드 전극 단위체를 둘러싸도록 설치되는데, 일례로 일곱개의 세그먼트가 모여 하나의 애노드 전극 단위체를 구성하는 경우, 메탈 리브(20)는 애노드 전극의 각 세그먼트를 둘러싸는 형태로 배치된다.

따라서 전압 인가시, 메탈 리브(20)는 한 개의 전극 단위체에 대하여 필라멘트(16)에서 방출되는 열전자의 흐름을 제어함으로써, 애노드 전극 단위체를 구성하는 7개 세그먼트의 온/오프(on/off)를 제어하게 된다.

그리고, 메탈 리브(20)에는 배선층(8)을 통하지 않고서도 외부 전원을 인가받을 수 있도록 하기 위해 외부 단자핀부(20a)가 일체로 제공되는바, 상기 외부 단자핀부(20a)는 메탈 리브(20)와 동일 두께로 형성된다.

또한, 상기 메탈 리브(20)에는 외부 단자핀부(20a)의 반대측으로 상기 리브(20a)의 유동을 방지하는 유동 방지부(20b)가 제공된다.

이러한 구성의 메탈 리브(20)는 먼저, 커버하고자 하는 애노드 전극 단위체 영역 및 외부 단자핀에 해당하는 넓이와, 전자 제어가 가능한 소정의 두께를 갖는금속 재료를 준비하고, 금속 재료의 일부를 공지의 포토리소그래피 공정으로 에칭하여 제거함으로써 제작할 수 있다.

이렇게 완성된 메탈 리브(20)는 이후 형광표시관의 조립 공정시에 외부 단자핀부(20a)와 유동 방지부(20b)가 사이드 글라스(2)와 후면 기판(6) 사이에 배치된 상태에서 후면 기판에 조립된다.

한편, 상기 메탈 리브(20)는 도시한 실시예 이외에, 설계 사양에 따라 여러가지 다양한 패턴으로 형성할 수 있다.

이하, 도 5 내지 도 8을 참조로 하여 메탈 리브의 변형 실시예를 설명함에 있어 앞선 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 변형 실시예에 의한 메탈 리브(22)는 애노드 전극 단위체를 구성하는 각 세그먼트를 둘러싸는 형태의 주 제어부(22a)와, 주 제어부(22a)와 일체로 형성되는 보조 제어부(22b)로 이루어지며, 이 메탈 리브(22)에는 도 2 내지 도 4의 실시예와 동일한 외부 단자핀부(22c)와 유동 방지부(22d)가 구비된다.

상기 보조 제어부(22b)는 주 제어부(22a)의 상부 끝단을 애노드 전극의 내부를 향하여 수직하게 연장 형성한 확장부로 이루어지는 것으로서, 넓은 면적의 애노드 전극 전체에 걸쳐 메탈 리브(22)의 전자 제어 기능이 영향을 발휘하도록 상기 리브(22)의 평면상 면적을 확대시킨 것이다.

그리고, 본 실시예의 외부 단자핀부(22c) 및 유동 방지부(22d)는 주 제어부(22a)의 상단 높이에 비해 낮게 형성된다.

이로서 애노드 전극이 넓은 면적으로 패턴화된 경우에도, 메탈 리브(22)의 원활한 기능 발휘로 인하여 전자 제어 기능이 양호하게 이루어지게 되며, 외부 단자핀부(22c) 및 유동 방지부(22d)의 두께가 얇으므로 조립 공정을 용이하게 실시할 수 있게 된다.

상기한 구성의 메탈 리브(22)는 도 6에 도시한 바와 같이, 주 제어부(22a), 확장부(22b), 외부 단자핀부(22c), 및 유동 방지부(22d)를 구비하도록 금속 재료(24)의 표면에 포토레지스트 필름(26)을 패턴화하고, 금속 재료(24)의 양면에서 동시에 에칭액을 투입하여 2중 에칭하는 것으로써 용이하게 제작할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2 변형 실시예에 따른 형광표시관의 요부 확대도를 도시한 것으로, 본 실시예의 보조 제어부는 각 세그먼트를 가로지르도록 주 제어부(28a)의 상부 끝단을 연결하는 연결부(28b)로 이루어지며, 상기 연결부(28b)를 갖는 메탈 리브(28)는 도 8에 도시한 바와 같이, 주 제어부(28a), 연결부(28b), 외부 단자핀부(28c) 및 유동 방지부(28d)를 구비하도록 금속 재료(24)의 표면에 포토레지스트 필름(26)을 패턴화하고, 금속 재료(24)의 양면에서 동시에 에칭액을 투입하여 2중 에칭하는 것으로써 용이하게 제작할 수 있다.

그리고, 도 9는 본 발명의 제3 변형 실시예에 따른 형광표시관의 요부 확대도를 도시한 것으로, 본 실시예의 보조 제어부(30b)는 주 제어부(30a)의 주변부를 둘러싸도록 배치되며, 이러한 보조 제어부(30b)를 갖는 메탈 리브(30)는 도 8과 유사한 방법으로 주 제어부(30a), 보조 제어부(30b), 외부 단자핀부(30c) 및 유동 방지부(30d)를 구비하도록 금속 재료의 표면에 포토레지스트 필름을 패턴화하고, 금속 재료의 양면에서 동시에 에칭액을 투입하여 2중 에칭하는 것으로써 용이하게 제작할 수 있다.

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.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 형광표시관에 의하면, 애노드 전극에는 리드핀 및 배선층을 통해 외부 전압이 인가되는 반면에, 메탈 리브에는 상기 리브에 구비된 외부 단자핀부를 통해 외부 전압이 직접 인가되므로, 종래 리브 그리드에 전압을 인가하기 위한 배선을 제거할 수 있게 된다.

따라서, 메탈 리브를 채용하는 일반적인 형광표시관의 장점 이외에도 배선 구조를 단순화 할 수 있는 등의 효과를 갖는다.

Claims (9)

1. (정정) 한쌍의 기판 및 이들 기판 사이에 위치하여 진공 용기를 형성하는 사이드 글라스와;

   상기 기판중 적어도 어느 하나의 기판에 마련되는 배선층으로부터 전류를 인가받는 애노드 전극 및 이 전극의 표면에 제공되는 형광체와;

   전원 인가시 열전자를 방출하도록 상기 기판중 어느 하나의 기판에 마련되는 열전자 방출 수단과;

   단일층으로서 전기 전도도가 높은 스테인레스 스틸, 백금, 은, 구리 등의 금속 격벽으로 이루어지며, 상기 형광체와 열전자 방출 수단 사이에 설치되어 열전자를 제어하는 제어 전극;

   을 포함하며, 상기 제어 전극은 외부 전원을 상기 제어 전극에 인가하기 위한 외부 단자핀을 일체로 구비하는 형광표시관.
2. 제 1항에 있어서, 상기 외부 단자핀은 상기 제어 전극의 상단과 동일한 높이로 이루어지는 형광표시관.
3. 제 1항에 있어서, 상기 외부 단자핀은 상기 제어 전극의 상단에 비해 낮게 형성되는 형광표시관.
4. (정정) 제 1항에 있어서, 상기 제어 전극에는 외부 단자핀의 반대방향으로 돌출되어 기판과 사이드 글라스 사이에 고정됨으로써 상기한 제어 전극의 유동을 방지하는 유동 방지핀이 제공되는 형광표시관.
5. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기한 제어 전극은 상기 애노드 전극의 각 세그먼트를 둘러싸도록 설치되는 주 제어부와, 상기 주 제어부의 열전자 제어 작용을 보조하는 보조 제어부로 이루어지는 형광표시관.
6. 제 5항에 있어서, 상기 보조 제어부는 상기 주 제어부의 상단에 일체로 제공되는 형광표시관.
7. 제 6항에 있어서, 상기 보조 제어부는 주 제어부의 상단을 각 세그먼트의 내부를 향하여 수직하게 연장 형성한 확장부로 이루어지는 형광표시관.
8. 제 6항에 있어서, 상기 보조 제어부는 상기 세그먼트를 가로지르도록 주 제어부의 상단을 연결하는 연결부로 이루어지는 형광표시관.
9. 제 5항에 있어서, 상기 보조 제어부는 상기 주 제어부의 주변을 둘러싸는 형태로 배치되는 형광표시관.