KR100778498B1 - 형광표시관 - Google Patents

Abstract

형광층을 제외한 인쇄층을 단층 구조로 형성함으로써 제작 시간을 단축함과 아울러, 제품의 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 형광표시관에 관한 것으로, 본 발명의 형광표시관은, 사이드 글래스와 더불어 진공 용기를 구성하는 한쌍의 전면 및 후면 기판과; 상기 진공 용기 내부에 장착되며 열전자를 방출하는 필라멘트와; 상기 기판중 어느 하나의 기판 표면에 제공되며, 상기 진공 용기 내부를 회로적으로 연결하는 배선층과; 복수의 세그먼트 형태로 이루어지며, 상기 필라멘트에서 방출된 열전자에 의해 발광되는 형광층;을 포함하며, 상기 배선층은, 상기 각 세그먼트의 바닥면을 형성하며 이 세그먼트의 외측으로 확장된 확장부를 구비하는 복수의 양극들과, 외부 단자가 연결되는 리드 패드와, 이웃하는 양극 사이의 공간에 제공되어 상기 리드 패드와 양극을 전기적으로 연결하는 선 전극으로 이루어지고, 상기 양극들, 리드 패드 및 선전극은 단일 재질로 이루어진다.

VFD, 형광표시관, 배선, 컷오프, 선전극, 양극, 불투광막

Description

형광표시관{VACUUM FLUORESCENT DISPLAY}

도 1은 종래 기술에 따른 형광표시관의 단면도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 형광표시관의 단면도.

도 3은 도 2의 형광표시관 중에서 후면 기판의 평면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 형광표시관의 단면도.

본 발명은 차재용 또는 DVD(Digital Video Display)용 형광표시관(VFD :Vacuum Fluorescent Display)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 형광층을 제외한 인쇄층을 금속 재질의 단층 구조로 형성함으로써 제작 시간을 단축함과 아울러, 제품의 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 형광표시관에 관한 것이다.

도 1에 도시한 바와 같이 자발광 표시소자인 형광표시관(VFD :Vacuum Fluorescent Display)은, 전면 기판(102)과 후면 기판(104) 및 사이드 글라스(106)로 이루어진 진공 용기를 구비한다.

상기 진공 용기내로 후면 기판(104) 위에는 형광표시관 내부를 전기적으로 연결하는 배선층(108)이 소정의 패턴을 유지하고 형성되고, 이 배선층(108) 위로는 배선의 불필요한 전기적 통전을 막아주는 절연층(112)이 형성된다. 또한, 상기 절연층(112) 위로는 상기 형광표시관의 구현 패턴에 맞추어 양극(110)이 형성되고, 이 양극(110) 위로는 소정의 색을 발광하는 형광층(114)이 형성된다.

상기 구조에서 형광층(114)의 실질적인 발광을 위해 상기 양극(110) 밑으로 일부, 즉 통전홀(through hole)이 배치되는 부위에는 상기한 절연층(112)이 형성되지 않고 상기 배선층(108) 위로 도트층(116)이 배치되어 상기 배선층(108)으로부터 전류가 상기 양극(110)을 통해 형광층(114)으로 흐르도록 한다.

또한, 상기 진공 용기 내에는 전압 인가시 열전자를 방출하는 복수개의 필라멘트(118)가 상기 형광층(114)에서 전면 기판(102) 쪽으로 소정의 간격을 두고 배치되며, 필라멘트(118)와 형광층(114) 사이에는 상기 필라멘트(118)에서 방출된 열전자를 상기 형광층(114) 쪽으로 가속 확산시키거나 차단시키는 메시 그리드(mesh grid)(120)가 배치된다.

여기에서, 상기 후면 기판(104) 위에 형성되는 구성 요소들의 제작 공정은, 먼저 상기 후면 기판(104)의 내면 전면(全面)에 알루미늄(Al)을 스퍼터링하거나 은(Ag)을 후막 인쇄한 후 일부분을 에칭 등의 방법에 의해 제거하여 선 전극 형태의 배선을 형성하여 배선층(108)을 형성하는 단계와, 상기 통전홀 영역을 제외한 영역에 절연 페이스트(paste)를 인쇄한 후 건조하여 절연층(112)을 형성하는 단계와, 상기 통전홀에 도전 페이스트를 인쇄 및 소성하여 상기 도트층(116)을 형성하는 단계와, 상기 도트층(116)의 상측에 도전 페이스트를 소정의 패턴으로 인쇄 및 소성하여 상기 양극(110)을 형성하는 단계와, 상기 양극(110)의 상측에 형광 페이 스트를 인쇄 및 건조하여 형광층(114)을 형성하는 단계로 이루어진다.

이와 같이 구성되는 상기 형광표시관은, 외부 구동 전압이 리드선(122), 배선층(108), 도트층(116) 및 양극(110)을 순차적으로 통해 형광층(114)에 인가되면, 형광층(114)이 회로적인 양극의 성질을 발하게 되고, 필라멘트(118)가 가열되면서 방출된 열전자가 형광층(114)에 충돌하여 형광층(114)이 발광되며, 이 발광된 빛이 전면 기판(102)을 통하여 외부로 조사되는 것에 의하여 소정의 문자나 그래픽 등의 화상이 구현된다.

그런데, 상기한 구조의 형광표시관은 형광층을 제외한 인쇄층(배선층, 절연층, 도트층 및 양극)이 상기 후면 기판 위에 다층 구조로 형성되고, 상기 절연층, 도트층 및 양극이 통상 페이스트(paste)를 인쇄하는 것에 따라 형성되므로, 후면 기판의 제작에 대략 48시간 이상의 많은 시간이 소요되어 생산성이 낮고, 공정별 작업 불량 요인이 많으며, 양극을 형성하는 도전 페이스트에서 방출되는 가스로 인해 제품의 특성 및 신뢰성이 저하되는 등의 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 형광층을 제외한 인쇄층을 금속 재질의 단층 구조로 형성한 형광표시관을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

사이드 글래스와 더불어 진공 용기를 구성하는 한쌍의 전면 및 후면 기판과;

상기 진공 용기 내부에 장착되며 열전자를 방출하는 필라멘트와;

상기 기판중 어느 하나의 기판 표면에 제공되며, 상기 진공 용기 내부를 회로적으로 연결하는 배선층과;

복수의 세그먼트 형태로 이루어지며, 상기 필라멘트에서 방출된 열전자에 의해 발광되는 형광층;

을 포함하며, 상기 배선층은, 상기 각 세그먼트의 바닥면을 형성하며 이 세그먼트의 외측으로 확장된 확장부를 구비하는 복수의 양극들과, 외부 단자가 연결되는 리드 패드와, 이웃하는 양극 사이의 공간에 제공되어 상기 리드 패드와 양극을 전기적으로 연결하는 선 전극으로 이루어지고, 상기 양극들, 리드 패드 및 선전극이 단일 재질로 이루어지는 형광표시관에 의해 달성된다.

여기에서, 형광층의 각 세그먼트 사이에는 600㎛ 이상의 간격이 유지되도록 형성하는데, 이와 같이 하면 확장부를 200㎛ 이상의 폭으로 형성하는 것이 가능하여, 이 확장부가 컷-오프(cut-off) 작용을 할 수 있게 된다.

그리고, 이웃하는 확장부 사이에는 30∼50㎛의 간격이 유지되도록 형성하여 확장부 사이의 공간에 제공되는 선 전극과 확장부간에 쇼트가 발생되는 것을 방지한다.

상기한 본 발명의 인쇄층 구조는 배선층 및 형광층이 후면 기판의 내면에 제공되는 일반형 형광표시관 또는 상기 배선층 및 형광층이 전면 기판의 내면에 제공되는 전면 발광형 형광표시관에 적용이 가능한데, 일반형 형광표시관의 경우 상기 양극은 면전극으로 형성하고, 후면 기판에는 형광층의 발광 빛이 후면 기판쪽으로 투과되는 것을 억제하는 불투광막을 제공하며, 배선층 및 불투광막은 알루미늄(Al) 또는 은(Ag) 등의 단일 금속으로 형성한다.

그리고, 전면 발광형 형광표시관의 경우, 양극은 스트라이프 전극으로 형성하고, 전면 기판에는 상기 형광층의 발광 빛이 상기 양극의 공간을 통해서만 투과되도록 하는 불투광막을 제공하며, 배선층 및 불투광막은 알루미늄(Al) 또는 은(Ag) 등의 단일 금속으로 형성한다.

이로서, 형광층을 제외한 인쇄층(양극, 리드 패드, 선 전극, 반사막)을 단층 구조로 형성할 수 있어 다층 구조의 인쇄층을 갖는 형광표시관에서 발생되는 문제점을 제거할 수 있다.

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

도 2는 본 발명에 따른 일반형 형광표시관의 단면도이고, 도 3은 도 2의 형광표시관 중에서 후면 기판의 평면도를 도시한 것이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 형광표시관은 사이드 글래스(12)를 사이에 두고 결합되는 전면 기판(14) 및 후면 기판(16)과, 이들 기판이 형성하는 진공 용기 내부를 가로지르도록 필라멘트 지지체(미도시)에 의해 양끝단이 고정되는 다수개의 필라멘트(18)와, 복수의 세그먼트(20a)로 이루어지며 후면 기판(16)에 제공되는 형광층(20)과, 형광층(20)에 구동 전압을 인가하기 위한 배선층(22)을 포함하며, 3극관의 경우에는 점선으로 도시한 바와 같이 필라멘트(18)에서 방출된 열전자를 제어하는 메쉬 그리드(mesh grid)(24)가 필라멘트(18)와 형광층(20) 사이에 제공될 수 있다.

상기 배선층(22)은 각 세그먼트(20a)의 바닥면을 구성하는 복수의 양극(22a)과, 외부 단자(24)가 연결되는 리드 패드(22b)와, 이웃하는 양극(22a) 사이의 공간에 제공되어 리드 패드(22b)와 양극(22a)을 전기적으로 연결하는 선 전극(22c)으로 이루어지며, 각각의 양극(22a)은 원형 점선으로 도시한 바와 같이 각 세그먼트(20a)의 외측으로 배치된 확장부(22a')를 구비한다.

이때, 형광층(20)의 각 세그먼트(20a)는, 이웃하는 세그먼트(20a)와의 사이 간격(G1)을 600㎛ 이상으로 유지하도록 형성되는데, 이는 상기 확장부(22a')를 200㎛ 이상의 폭(W1)으로 형성하여 이 확장부(22a')가 컷-오프 작용을 할 수 있도록 하기 위한 것이며, 선 전극(22c)이 제공되는 양극(22a) 사이의 공간은 선 전극(22c)과 양극(22a)간의 통전을 방지할 수 있도록 30∼50㎛의 간격(G2)으로 형성한다.

그리고, 후면 기판(16)의 일부 표면에는 불투광막(26)이 제공되는데, 이 불투광막(26)은 형광층(20)의 발광 빛이 후면 기판(16)을 투과하지 못하도록 하기 위한 것이며, 상기 양극(22a)도 불투광막(26)과 마찬자기로 형광층(20)의 발광 빛이 양극(22a) 공간을 투과하지 못하도록 하기 위해 면 전극으로 이루어진다.

상기의 양극(22a)과 리드 패드(22b)와 선 전극(22c) 및 불투광막(26)은 배선 형성 단계에서 동시에 제작할 수 있는데, 예를 들면, 후면 기판(16)의 내면 전면(全面)에 알루미늄(Al)을 스퍼터링(sputtering)한 후 에칭(etching)에 의해 일부를 제거하거나, 또는 후면 기판(16)의 내면 전면(全面)에 은(Ag)을 후막 인쇄한 후 에칭에 의해 일부를 제거하는 방식으로 제작할 수 있다.

여기에서, 에칭에 의해 제거되는 부분은 불투광막(26) 사이의 공간, 양극(22a)과 불투광막(26) 사이의 공간, 양극(22)과 양극(22a) 사이의 공간중 선 전극(22c)을 제외한 공간, 리드 패드(22b)와 불투광막(26) 사이의 공간 등이다.

이와 같이, 후면 기판(16)의 내면에 양극(22a), 리드 패드(22b), 선전극(22c)과 불투광막(26)을 형성한 후에는 양극(22a) 표면에 형광체를 인쇄하여 세그먼트(20a)를 형성하면 후면 기판(16)의 제작이 완료된다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 형광표시관은 형광층(20)을 제외한 인쇄층, 즉 양극(22a)과 리드 패드(22b)와 선 전극(22c) 및 불투광막(26)을 동시에 형성할 수 있으므로, 후면 기판(16)의 제작 시간을 대략 5시간으로 단축할 수 있어 생산성의 향상이 가능하고, 기판 제작 공정이 단순해짐으로 공정별 작업 불량 요인을 감소시킬 수 있으며, 가스를 방출하는 도전 페이스트를 사용하지 않음으로 상기 가스로 인해 제품의 특성 및 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 등의 효과가 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로, 특히 전면 발광형 형광표시관의 단면도를 도시한 것이다.

도시한 바와 같이, 형광표시관은 사이드 글래스(30)에 의해 접착되는 전면 기판(32) 및 후면 기판(34)을 구비하는데, 이들 기판이 형성하는 진공 용기 내부에는 필라멘트 지지체에 의해 양끝단이 고정되는 다수개의 필라멘트(36)가 설치된다.

여기에서, 상기 형광표시관을 3극관 구조로 구성하는 경우에는 필라멘트(36)에서 방출된 열전자를 제어하는 메쉬 그리드(mesh grid)(40)가 필라멘트(36)와 형 광층(42) 사이에 제공될 수 있다.

그리고, 상기 전면 기판(32)에는 복수의 세그먼트(42a)로 이루어지는 형광층(42)과, 형광층(42)에 구동 전압을 인가하기 위한 배선층(44)이 제공되는데, 배선층(44)은 각 세그먼트(42a)의 바닥면을 구성하는 복수의 양극(44a)과, 리드핀(46)이 연결되는 리드 패드(44b)와, 이웃하는 양극(44a) 사이의 공간에 제공되어 리드 패드(46)와 양극(44a)을 전기적으로 연결하는 선 전극(44c)으로 이루어지며, 각각의 양극(44a)은 원형 점선으로 도시한 바와 같이 각 세그먼트(42a)의 외측으로 돌출된 확장부(44a')를 구비한다.

여기에서, 상기 양극(44a)은 일반형 형광표시관과는 달리 스트라이프 전극으로 형성되는데, 이는 형광층(42)의 발광 빛이 양극(44a)의 내부 공간을 통해 전면 기판(32)을 투과해야 하기 때문이다.

그리고, 도시하지는 않았지만 형광층(32)의 각 세그먼트(32a) 사이의 간격과, 선 전극(44c)이 제공되는 양극(44a) 사이의 간격 및 확장부(44a')의 폭은 도 2 및 도 3의 실시예와 동일하게 형성된다.

그리고, 전면 기판(32)의 일부 표면에는 불투광막(48)이 제공되는데, 이 불투광막(48)은 형광층(42)의 발광 빛이 양극(44a) 이외의 공간을 통해 전면 기판(32)을 투과하지 못하도록 하기 위한 것이다.

상기의 양극(44a)과 리드 패드(44b)와 선 전극(44c) 및 불투광막(48)은 동시에 제작할 수 있는데, 예를 들면, 전면 기판(32)의 내면 전면(全面)에 알루미늄(Al)을 스퍼터링(sputtering)한 후 에칭(etching)에 의해 일부를 제거하거 나, 또는 전면 기판(32)의 내면 전면(全面)에 은(Ag)을 후막 인쇄한 후 에칭에 의해 일부를 제거하는 방식으로 제작할 수 있다.

여기에서, 에칭에 의해 제거되는 부분은 불투광막(48) 사이의 공간, 양극(44a)과 불투광막(48) 사이의 공간, 양극(44a)과 양극(44a) 사이의 공간중 선 전극(44c)을 제외한 공간, 양극(44a) 내부의 스트라이프 부분을 제외한 공간, 리드 패드(44b)와 불투광막(48) 사이의 공간 등이다.

이와 같이, 전면 기판(32)의 내면에 양극(44a), 리드 패드(44b), 선전극(44c) 및 불투광막(48)을 형성한 후에는 양극(44a) 표면에 형광체를 인쇄하여 세그먼트(42a)를 형성하면 전면 기판(32)의 제작이 완료된다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 형광표시관은 형광층을 제외한 인쇄층, 즉 양극과 선 전극 및 불투광막을 동시에 형성할 수 있으므로, 다층의 인쇄층 구조를 갖는 종래 기술의 문제점을 제거할 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.

이와 같이 본 발명에 의한 형광표시관은 전면 기판(전면 발광형의 경우) 또는 후면 기판(일반형의 경우)의 내면에 인쇄층을 형성할 때, 양극과 선전극 및 불투광부를 동시에 형성할 수 있으므로 기판 제작 시간을 종래 대비 대략 43시간 정 도 단축할 수 있으므로 생산성의 향상이 가능하고, 기판 제작 공정이 단순해짐으로 공정별 작업 불량 요인을 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 양극과 선전극 및 불투광부가 알루미늄(Al) 또는 은(Ag) 등의 금속 재질로 이루어지므로, 도전 페이스트의 사용시 발생되는 가스로 인해 제품의 특성 및 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 알루미늄 또는 은 등의 금속 재질을 기판의 전면(全面)에 입힌 후 본원 발명의 선전극에 해당하는 배선 부분만 남겨두고 에칭하여 제거하는 종래의 경우에는 재료 절감 측면에서 바람직하지 못하였지만, 본원 발명은 종래에 제거되던 부분의 금속 재질을 이용하여 양극 및 불투광부를 형성함으로써 재료 및 제조 원가를 절감할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (9)

1. 사이드 글래스와 더불어 진공 용기를 구성하는 한쌍의 전면 및 후면 기판과;

   상기 진공 용기 내부에 장착되며 열전자를 방출하는 필라멘트와;

   상기 기판중 어느 하나의 기판 표면에 제공되며, 상기 진공 용기 내부를 회로적으로 연결하는 배선층과;

   복수의 세그먼트 형태로 이루어지며, 상기 필라멘트에서 방출된 열전자에 의해 발광되는 형광층;

   을 포함하며, 상기 배선층은, 상기 각 세그먼트의 바닥면을 형성하며 이 세그먼트의 외측으로 확장된 확장부를 구비하는 복수의 양극들과, 외부 단자가 연결되는 리드 패드와, 상기 이웃하는 양극 사이의 공간에 제공되어 상기 리드 패드와 양극을 전기적으로 연결하는 선 전극으로 이루어지고, 상기 양극들, 상기 리드 패드 및 상기 선전극이 단일 재질로 이루어지는 형광표시관.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 이웃하는 확장부 사이에는 30∼50㎛의 간격이 유지되는 형광표시관.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 배선층 및 상기 형광층이 상기 후면 기판의 내면에 제공되는 형광표시관.
5. 제 4항에 있어서, 상기 후면 기판에는 상기 형광층의 발광 빛이 상기 후면 기판쪽으로 투과되는 것을 억제하는 불투광막이 제공되는 형광표시관.
6. 제 5항에 있어서, 상기 불투광막과 상기 배선층은 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)의 단일 금속으로 이루어지는 형광표시관.
7. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 배선층 및 상기 형광층이 상기 전면 기판의 내면에 제공되는 형광표시관.
8. 제 7항에 있어서, 상기 전면 기판에는 상기 형광층의 발광 빛이 상기 양극의 공간을 통해서만 투과되도록 하는 불투광막이 제공되는 형광표시관.
9. 제 8항에 있어서, 상기 불투광막과 상기 배선층은 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)의 단일 금속으로 이루어지는 형광표시관.

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