KR100502903B1 - 형광표시관 - Google Patents

Abstract

구조가 간단하고 제조원가를 절감시키며 고신뢰도의 제품구현이 가능하도록, 진공용기를 형성하는 전면기판과 배면기판 및 사이드글래스와, 배면기판에 소정의 패턴으로 형성되고 형광체가 도포되는 애노드와, 애노드에서 전면기판쪽으로 소정의 간격을 두고 설치되고 열전자를 방출하는 전자방출물질이 도포되는 그리드와, 배면기판에 설치되고 애노드 및 그리드에 전원을 인가하기 위한 다수의 리드선을 포함하는 형광표시관을 제공한다.

그리드에 도포되는 전자방출물질은 탄산염으로 이루어지며, 그리드는 텅스텐이나 스테인레스강 또는 니켈-크롬계 합금 등을 이용하여 형성하고, 애노드와 그리드 사이의 간격은 대략 10㎛∼3.0㎜ 정도의 범위를 유지한다.

Description

형광표시관 {Vacuum Fluorescent Display}

본 발명은 형광표시관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 그리드에 탄산염을 도포하여 전자를 방출시키고 캐소드를 제거하여 구성 및 제조공정이 간단해진 형광표시관에 관한 것이다.

일반적으로 형광표시관(VFD)은 애노드의 형광체에 전자를 충돌시켜 발광시키는 자발광 표시소자로서, 다색표시가 가능하고, 저전압으로 구동이 가능하여 반도체부품의 적용이 쉬우며, 고신뢰성을 갖고 있으므로 여러분야에서 여러 가지 용도로 사용된다.

종래의 형광표시관은 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 지지바(13) 및 리드선(18)과 레일(14) 및 마운트(12)를 용접하여 프레임조립체(11)를 형성하고, 프레임조립체(11)의 마운트(12)에 지지체(15)를 용접하고, 지지체(15)에 탄산염이 도포된 필라멘트(16) 및 게터(17)를 용접하여 마운트조립체(10)를 형성하고, 배면기판(4)의 내면에 배선층(7), 절연층(8), 도전층 및 형광층(9)을 차례로 인쇄하여 애노드를 형성하고, 은페이스트(Ag paste)를 이용하여 그리드고착점(5) 및 리드고착점(19)을 인쇄한 다음, 그리드(3)를 그리드고착점(5)에 조립 고착하고, 프리트를 이용하여 상기한 마운트조립체(10)를 배면기판(4)에 조립 고착하고, 전면기판(2)과 프리트를 이용하여 조립되는 사이드글래스(6)를 배면기판(4)에 프리트를 이용하여 조립 봉착한 다음, 지지바(13)와 리드선(18)의 레일(14)을 절단하는 공정을 거쳐 제조된다.

상기와 같이 구성되는 형광표시관은 필라멘트(16)에서 방출된 열전자가 그리드(3)에 의하여 가속 확산되어 애노드에 도포된 형광층(9)에 충돌하여 형광층(9)을 여기시키는 것에 의하여 발광하고, 이를 이용하여 소정의 문자나 화상을 구현한다.

상기와 같이 구성되는 종래의 형광표시관의 제조공정에 있어서는 스테인레스강 등 가격이 비싼 금속으로 형성되는 지지바(13)와 마운트(12)를 사용하므로 재료비에 의한 원가상승의 요인이 되고, 지지바(13)는 절단하여 폐기하므로 재료의 손실이 많다.

또 배면기판(4)에 마운트조립체(10)를 조립한 상태에서 전면기판(2)에 조립된 사이드글래스(6)를 조립하여 봉착하므로 조립공정이 매우 까다롭고 복잡하다.

그리고 전자방출원인 필라멘트(16)에 열전자를 방출시키기 위하여 항상 스위치 온상태로 있으므로 소모전류가 많다.

또 필라멘트(16)를 지지하는 지지체(15)의 구조로 인하여 설계시 패턴밀도가 낮아진다.

그리고 필라멘트(16)가 선형상으로 이루어지므로 외부의 강한 진동에 의하여 단선이 발생하여 수명이 짧은 경우가 많다.

또 필라멘트(16)의 기계적인 진동과 그리드(3)의 주사 주파수가 공진을 일으켜 표시패턴이 흔들리는 플리커(flicker)현상이 발생한다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 캐소드를 사용하지 않고 그리드에 전자방출물질을 도포하여 전자를 방출시키므로 구조가 간단하고 제조원가를 절감시키며 고신뢰도의 제품구현이 가능한 형광표시관을 제공하는 것이다.

본 발명이 제안하는 형광표시관은 진공용기를 형성하는 전면기판과 배면기판 및 사이드글래스와, 상기한 배면기판에 소정의 패턴으로 형성되고 형광체가 도포되는 애노드와, 상기한 애노드에서 전면기판쪽으로 소정의 간격을 두고 설치되고 열전자를 방출하는 전자방출물질이 도포되는 그리드와, 상기한 배면기판에 설치되고 상기한 애노드 및 그리드에 전원을 인가하기 위한 다수의 리드선을 포함한다.

상기한 그리드에 도포되는 전자방출물질은 탄산염으로 이루어지며, 그리드는 텅스텐이나 스테인레스강 또는 니켈-크롬계 합금 등을 이용하여 형성한다.

상기한 애노드와 그리드 사이의 간격은 대략 10㎛∼3.0㎜ 정도의 범위를 유지한다.

다음으로 본 발명에 따른 형광표시관의 가장 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 도 1∼도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 형광표시관의 일실시예는 진공용기를 형성하는 전면기판(20)과 배면기판(22) 및 사이드글래스(24)와, 상기한 배면기판(22)에 소정의 패턴으로 형성되고 형광체가 도포되는 애노드(30)와, 상기한 애노드(30)에서 전면기판(20)쪽으로 소정의 간격을 두고 설치되고 열전자를 방출하는 전자방출물질(44)이 도포되는 그리드(40)와, 상기한 배면기판(22)에 설치되고 상기한 애노드(30) 및 그리드(40)에 전원을 인가하기 위한 다수의 리드선(50)을 포함한다.

상기한 그리드(40)는 텅스텐이나 스테인레스강 또는 니켈-크롬계 합금 등을 이용하여 형성한다.

상기한 그리드(40)에는 원형 또는 다각형으로 이루어지는 다수의 통과구멍(41)을 소정의 패턴으로 배열하여 형성한다.

즉 상기한 애노드(30)에 도포된 형광체에서 발광된 빛이 통과하여 전면기판(20)을 통하여 볼 수 있도록 상기한 그리드(40)에는 다수의 통과구멍(41)을 형성한다.

상기한 그리드(40)에 도포되는 전자방출물질(44)은 열을 가하면 열전자를 방출하는 물질로 주로 탄산염을 사용한다.

상기한 애노드(30)는 배면기판(22)의 내면에 은페이스트(Ag paste) 등을 인쇄하여 형성하는 배선층(32)과, 다수의 관통구멍을 형성하면서 상기한 배선층(32)의 위에 글래스페이스트(glass paste)를 인쇄하여 형성하는 절연층(34)과, 상기한 배선층(32)과 전기적으로 연결되도록 상기한 절연층(34)에 형성된 다수의 관통구멍에 도전체를 채워 형성하는 도트층(36)과, 상기한 도트층(36)을 통하여 배선층(32)과 전기적으로 연결되도록 상기한 절연층(34)의 위에 소정의 패턴으로 흑연 등의 도전체를 인쇄하여 형성하는 도전층(38)과, 상기한 도전층(38)의 위에 형광체를 도포하여 형성하는 형광층(39)을 포함하여 이루어진다.

상기한 그리드(40)는 스테인레스 등의 박판을 에칭하여 다수의 통과구멍(41)을 형성한 금속 메시(mesh)로 이루어지고, 전착 또는 인쇄를 이용하여 전자방출물질(44)인 탄산염을 도포하고, 양끝부분을 계단형상으로 굽혀서 배면기판(22)에 형성되는 상기한 애노드(30)의 배선층(32)과 전기적으로 연결되도록 형성되는 그리드고착점(52)에 고착시키는 것에 의하여 애노드(30)로부터 소정의 간격을 두고 설치한다.

상기한 애노드(30)와 그리드(40) 사이의 간격은 대략 10㎛∼3.0㎜ 정도의 범위를 유지하도록 구성한다.

상기한 전자방출물질(44)은 그리드(40)의 한쪽면에만 도포하는 것도 가능하고, 양쪽면에 도포하는 것도 가능하며, 상기한 그리드(40)에 형성되는 통과구멍(41)의 내면에 도포하는 것도 가능하다.

상기한 그리드고착점(52)은 은페이스트를 이용하여 상기한 애노드(30)의 배선층(32)과 전기적으로 연결되도록 형성한다.

그리고 상기한 배면기판(22)의 테두리부분 한쪽에는 외부에서 유도가열함에 따라 게터막을 형성시켜 고진공을 형성시키는 게터(28)를 설치한다.

상기한 게터(28)는 배면기판(22)에 프리트 등을 이용하여 고착시킨다.

상기한 전면기판(20)과 사이드글래스(24) 및 배면기판(22)과 사이드글래스(24)는 각각 프리트(26)를 이용하여 밀봉 봉착한다.

또 본 발명에 따른 형광표시관의 다른 실시예는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 리드선(54)을 상기한 배면기판(22)에 배선층(32)과 전기적으로 연결되도록 인쇄하여 형성한다.

상기에서 리드선(54)은 은페이스트 등을 이용하여 배선층(32)과 리드고착점(52)을 통하여 전기적으로 연결되도록 형성한다.

그리고 상기와 같이 리드선(54)이 인쇄되는 배면기판(22)의 한쪽 모서리를 전면기판(20)보다 길게 형성하여 배면기판(22)에 인쇄되는 리드선(54)의 일부가 사이드글래스(24) 바깥쪽으로 노출시킨 다음, 가요성 인쇄회로기판(flexble PCB)(60) 등을 이용하여 외부회로와 연결한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 형광표시관의 다른 실시예에 있어서도 상기한 구성을 제외하고는 상기한 일실시예와 마찬가지로 구성하는 것이 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 형광표시관은 상기한 리드선(50), (54)을 통하여 상기한 애노드(30)와 그리드(40)에 전원이 인가되면, 상기한 그리드(40)가 가열되고, 그리드(40)에 도포된 전자방출물질(44)로부터 열전자가 방출되며, 방출된 열전자는 애노드(30)로 끌어당겨지고, 애노드(30)에 도포된 형광층(39)에 충돌하여 발광시키고, 발광된 빛이 상기한 그리드(40)의 통과구멍(41)을 통과하여 상기한 전면기판(20)을 통하여 보이는 것에 의하여 소정의 표시패턴이 구현된다.

상기에서 그리드(40)에 인가하는 전원은 화상이 표현되는 그리드(40)에만 인가되도록 구성한다.

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.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 형광표시관에 의하면, 캐소드를 구성하는 마운트, 지지체, 필라멘트, 지지바 등을 사용하지 않으므로 구조 및 조립공정이 매우 간단하게 이루어지고, 원가절감 및 생산성 향상이 이루어진다.

더욱이 리드선을 금속부품을 사용하지 않고 배면기판에 인쇄하여 형성하면, 더욱 구조 및 조립공정이 간단해진다.

그리고 표시패턴을 발광시키고자 하는 그리드에만 전원을 인가하면 되므로, 종래 필라멘트를 사용할 때에 항상 전원을 온시키는 것에 비하여 소비전류를 획기적으로 감소시킬 수 있다.

또 외부의 충격에도 쉽게 단선이 되지 않으므로 수명이 길고, 고신뢰도의 제품구현이 가능하다.

그리고 마운트와 지지체를 사용하지 않으므로 애노드를 형성할 수 있는 면적이 넓어지고, 유효화면의 크기가 증대되며, 동일한 기판면적에 고밀도의 표시패턴 구현이 가능하다.

또 필라멘트를 사용하지 않으므로 종래 형광표시관에서 필라멘트의 기계적 진동과 전기적인 신호의 주파수가 공진되어 발생되는 표시패턴이 흔들리는 플리커현상이 방지된다.

더욱이 지지체와 필라멘트를 사용하지 않으므로 제품의 높이를 낮게 형성하는 것이 가능하고, 박형화가 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 형광표시관의 일실시예를 나타내는 분해사시도.

도 2는 본 발명에 따른 형광표시관의 일실시예를 나타내는 평면단면도.

도 3은 도 2의 A-A 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 형광표시관의 다른 실시예를 나타내는 분해사시도.

도 5는 본 발명에 따른 형광표시관의 다른 실시예를 나타내는 평면단면도.

도 6은 종래 형광표시관을 나타내는 분해사시도.

도 7은 종래 형광표시관을 나타내는 평면단면도.

Claims (4)

1. 진공용기를 형성하는 전면기판과 배면기판 및 사이드글래스와, 상기한 배면기판에 소정의 패턴으로 형성되고 형광체가 도포되는 애노드와, 상기한 애노드에서 전면기판쪽으로 소정의 간격을 두고 설치되고 열전자를 방출하는 전자방출물질이 도포되는 그리드와, 상기한 배면기판에 설치되고 상기한 애노드 및 그리드에 전원을 인가하기 위한 다수의 리드선을 포함하는 형광표시관.
2. 제1항에 있어서, 상기한 그리드는 텅스텐이나 스테인레스강 또는 니켈-크롬계 합금을 이용하여 형성하고, 원형 또는 다각형으로 이루어지는 다수의 통과구멍을 소정의 패턴으로 배열하여 형성하는 형광표시관.
3. 제1항에 있어서, 상기한 애노드와 그리드 사이의 간격을 10㎛∼3.0㎜의 범위로 구성하는 형광표시관.
4. 제1항에 있어서, 상기한 리드선을 상기한 배면기판에 인쇄하여 형성하는 형광표시관.