KR20000059757A - 전면발광형 형광표시관 - Google Patents

Abstract

구조 및 제조공정이 간단하고 재료비를 절감하며 표시품위를 향상시키기 위하여, 진공용기를 형성하고 소정의 간격을 두고 위치하는 전면기판 및 배면기판과, 전면기판에 소정의 패턴으로 형성되고 형광체가 도포되는 애노드와, 전면기판에 형성되고 애노드에 도포되는 형광체의 테두리를 감싸는 격벽층과, 배면기판에 애노드와 대응되는 패턴으로 형성되고 전자를 방출하는 캐소드와, 배면기판에 형성되고 캐소드의 차폐를 행하는 절연층을 포함하는 전면발광형 형광표시관을 제공한다.

캐소드는 전원을 인가하면 전자를 방출하는 카본층으로 이루어지고 절연층의 높이보다 낮은 높이로 형성하며, 애노드는 전원이 인가되는 애노드전극과 애노드전극의 위에 형광체를 도포하여 형성되는 형광층으로 이루어지고, 격벽층은 애노드의 형광층 높이보다 높은 높이로 형성한다.

Description

전면발광형 형광표시관 {Front Luminescent Vacuum Fluorescent Display}

본 발명은 전면발광형 형광표시관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 캐소드를 카본층으로 형성하여 전자를 방출하고 그리드를 제거하여 부품수를 절감하고 표시품위를 향상시킨 전면발광형 형광표시관에 관한 것이다.

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

상기와 같은 형광표시관은 표시부위에 따라 배면기판에 형성된 애노드에서 발광된 빛을 투광성의 전면기판을 통하여 보도록 구성되는 일반형과, 투광성의 전면기판 내면에 형성된 애노드에서 발광된 빛을 전면기판을 통하여 보도록 구성되는 전면발광형(투과형)과, 일반형과 전면발광형을 조합하여 배면기판과 전면기판의 내면에 각각 형성된 애노드에서 발광되는 빛을 투광성의 전면기판을 통하여 함께 보도록 구성되는 양면발광형(적층형)으로 구분된다.

종래의 전면발광형 형광표시관은 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 진공용기를 형성하는 전면기판(4)과 배면기판(2) 및 사이드글래스(3)와, 상기 전면기판(2)에 소정의 패턴으로 형성되는 애노드(5)와, 상기한 애노드(5)에서 배면기판(2)쪽으로 소정의 간격을 두고 설치되고 열전자를 방출하는 캐소드(10)와, 상기한 애노드(5)와 캐소드(10) 사이에 설치되고 상기한 캐소드(10)에서 방출된 열전자를 가속 확산시키거나 차단시키며 금속 메시(mesh)로 이루어지는 그리드(18)와, 상기한 전면기판(2)에 설치되고 상기한 애노드(5) 및 그리드(18)에 전원을 인가하기 위한 다수의 리드선(19)으로 이루어진다.

상기한 애노드(5)는 상기한 전면기판(4)에 다수의 스트라이프가 형성되는 애노드전극(6)을 알루미늄 등을 이용하여 형성하고, 상기한 애노드전극(6)에 형광체(7)를 도포하며, 상기한 애노드전극(6)이 형성된 부분 이외의 전면기판(4)에는 애노드전극(6)을 차폐하고 배면기판(2)으로부터의 외광을 차단하여 표시 콘트라스트를 향상시키기 위하여 유색의 절연층(8)을 도포하는 것으로 이루어진다.

따라서 전면기판(4)의 외부에서는 상기한 애노드전극(6)에 형성된 스트라이프쪽에 도포된 형광체(7)만 보이게 된다.

상기한 캐소드(10)는 상기한 전면기판(4)의 양쪽 모서리부분에 지지체(13)를 설치하고, 상기한 지지체(13)에 탄산염을 도포한 텅스텐선으로 이루어지는 필라멘트(12)를 소정의 장력을 갖도록 용접하여 설치하는 것으로 이루어진다.

상기한 배면기판(2)의 안쪽면에는 상기한 필라멘트(12)에서 배면기판(2)쪽으로 방출된 열전자를 애노드(5)쪽으로 이동시키기 위하여 카본 등을 도포하여 도전층(16)이 형성된다.

상기와 같이 구성되는 전면발광형 형광표시관은 상기한 리드선(19)을 통하여 상기한 필라멘트(12)에 전압을 인가하면, 상기한 필라멘트(12)가 가열되면서 열전자가 방출되고, 방출된 열전자는 그리드(18)에 의하여 가속 확산되어 애노드(5)의 형광체(7)에 충돌하여 발광시키고, 이 발광된 빛이 전면기판(2)을 통하여 조사되는 것에 의하여 소정의 문자나 기호 등의 화상이 구현된다.

상기와 같이 구성되는 종래의 전면발광형 형광표시관은 전면기판(4)의 내면에 애노드(5)와 그리드(18) 및 캐소드(10)를 설치하고, 내면에 카본 등을 도포하여 도전층(16)을 형성한 배면기판(4)의 모서리를 따라 사이드글래스(3)를 프리트를 이용하여 부착한 다음, 사이드글래스를 상기한 전면기판(4)에 프리트를 이용하여 부착하고, 진공을 행하고 밀봉하는 공정을 거쳐서 제조되므로 제조공정이 복잡하다.

또 배면기판(4)과 사이드글래스(3)를 별도로 제조하므로 부품의 수가 많아지고, 사이드글래스(3)는 유리로 이루어진 긴 막대를 "ㅁ"형상으로 굽히거나 복수의 작은 막대를 "ㅁ"형상으로 연결하여 형성하므로 제조공정이 복잡하고, 유리막대로 이루어지는 사이드글래스(3)의 기본적인 높이가 필요하므로 제품의 높이를 얇게 제조하는 데 한계가 있고 박형화가 어렵다.

그리고 필라멘트(12)에 전압을 인가하여 고온을 발생시켜 열전자를 방출하므로 열팽창계수가 작은 텅스텐선에 탄산염을 도포한 필라멘트(12)를 소정의 장력을 갖도록 전면기판(4)에 고정된 지지체(13)에 고정하는 것으로 캐소드(10)를 구성해야 하고, 이에 따라서 제조공정 및 구조가 복잡하고 시간이 많이 소요되며 제조원가가 상승한다.

또 지지체(13)를 이용하여 필라멘트(12)를 열팽창이 발생하여도 이를 일정부분 흡수할 수 있도록 소정의 장력으로 지지하여야 하므로, 지지체(13)가 설치되는 부분만큼 표시영역이 감소하여 배면기판(2) 및 전면기판(4)의 크기에 비하여 표시영역이 작게 형성된다.

그리고 지지체(13) 및 그리드(18) 등의 금속부품을 값이 비싼 스테인레스강이나 니켈-크롬계 합금 등을 사용하므로 재료비가 차지하는 비중이 높고 원가절감이 어려우며, 금속부품을 가공하고 용접하기 위한 여러 제조설비가 필요하다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 캐소드 및 그리드를 사용하지 않고 배면기판에 카본층을 형성하여 전자를 방출하는 것에 의하여 구조 및 제조공정을 간단하게 하고 재료비를 절감할 수 있는 전면발광형 형광표시관을 제공하는 것이다.

본 발명이 제안하는 전면발광형 형광표시관은 진공용기를 형성하고 소정의 간격을 두고 위치하는 전면기판 및 배면기판과, 상기한 전면기판에 소정의 패턴으로 형성되고 형광체가 도포되는 애노드와, 상기한 전면기판에 형성되고 애노드에 도포되는 형광체의 테두리를 감싸는 격벽층과, 상기한 배면기판에 상기한 애노드와 대응되는 패턴으로 형성되고 전자를 방출하는 캐소드와, 상기한 배면기판에 형성되고 캐소드의 차폐를 행하는 절연층을 포함하여 이루어진다.

상기한 캐소드는 전원을 인가하면 전자를 방출하는 카본층으로 이루어지고, 상기한 절연층의 높이보다 낮은 높이로 형성한다.

상기한 애노드는 전원이 인가되는 애노드전극과, 상기한 애노드전극의 위에 형광체를 도포하여 형성되는 형광층으로 이루어진다.

상기한 격벽층은 상기한 애노드의 형광층의 높이보다 높은 높이로 형성한다.

도 1은 본 발명에 따른 전면발광형 형광표시관의 일실시예를 나타내는 분해사시도.

도 2는 본 발명에 따른 전면발광형 형광표시관의 일실시예를 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 전면기판에 형성되는 애노드와 격벽층의 일실시예를 나타내는 부분확대 평면도.

도 4는 도 3의 A-A 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 배면기판에 형성되는 절연층과 캐소드의 일실시예를 나타내는 부분확대 평면도.

도 6은 도 5의 B-B 단면도.

도 7은 종래 전면발광형 형광표시관을 나타내는 분해사시도.

도 8은 종래 전면발광형 형광표시관을 나타내는 단면도.

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

먼저 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 전면발광형 형광표시관의 일실시예는 진공용기를 형성하고 소정의 간격을 두고 위치하는 전면기판(20) 및 배면기판(22)과, 상기한 전면기판(20)에 소정의 패턴으로 형성되고 형광체가 도포되는 애노드(30)와, 상기한 전면기판(20)에 형성되고 애노드(30)에 도포되는 형광체의 테두리를 감싸는 격벽층(44)과, 상기한 배면기판(22)에 상기한 애노드(30)와 대응되는 패턴으로 형성되고 전자를 방출하는 캐소드(50)를 포함하여 이루어진다.

상기한 애노드(30)는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 전원이 인가되는 애노드전극(32)과, 상기한 애노드전극(32)의 위에 형광체를 도포하여 형성하는 형광층(34)으로 이루어진다.

상기한 애노드전극(32)에는 상기한 전면기판(20)의 내면에 형성되는 배선층(38)과 전기적으로 연결된다.

상기한 애노드전극(32)은 도 1에 확대하여 나타낸 바와 같이, 굵게 형성되는 테두리와 상기한 테두리를 연결하여 형성되는 가는 스트라이프로 이루어진다.

따라서 형광층(34)이 발광되는 경우에 상기한 스트라이프 사이의 공간을 통하여 발광된 빛이 외부로 조사된다.

상기한 배선층(38)은 애노드전극(32)에 전원을 인가하기 위한 리드선(26)과 전기적으로 연결된다.

상기한 배선층(38)의 위에는 차폐 및 절연을 하기 위한 절연층(40)이 도포된다.

상기한 격벽층(44)은 상기한 애노드(30)의 형광층(34) 높이보다 높은 높이로 형성한다.

상기한 격벽층(44)의 높이는 대략 50∼300㎛ 정도의 범위로 형성하는 것이 바람직하다.

상기한 격벽층(44)의 높이가 너무 낮으면 형광층(34)과 캐소드(50) 사이의 간격이 너무 작아서 단락(short)에 의한 스파크(spark)가 발생하여 전자방출이 원활하게 이루어지지 않을 수가 있으며, 상기한 격벽층(44)의 높이가 너무 높으면 형광층(34)과 캐소드(50) 사이의 간격이 너무 커서 방출된 전자가 형광층(34)에 충돌하는 힘이 작아 발광효율이 저하될 우려가 있다.

상기에서는 격벽층(44)을 형성하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 상기한 애노드전극(32)의 테두리를 높게 형성하여 격벽층(44)의 역할을 행할 수 있게 하는 것도 가능하다.

이 경우에는 상기한 애노드전극(32)의 테두리가 상기한 캐소드(50)와 단락되지 않도록 상기한 배면기판(22)에 절연층(42)을 형성하는 것이 바람직하다.

상기한 배면기판(22)에 형성하는 절연층(42)의 높이는 상기한 캐소드(50)의 높이보다 높게 형성하여 상기한 캐소드(50)와 애노드전극(32) 사이의 차폐를 행하도록 하는 것이 바람직하다.

상기한 캐소드(50)는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 전원을 인가하면 전자를 방출하는 카본층으로 이루어지고, 상기한 절연층(42)의 높이보다 낮은 높이로 형성한다.

즉 상기한 카본층으로 이루어지는 캐소드(50)가 상기한 절연층(42)에 의하여 테두리가 둘러싸이는 형태로 형성한다.

상기한 배면기판(22)의 내면에는 상기한 캐소드(50)에 전원을 인가하기 위한 배선층(38)이 소정의 패턴으로 형성되고, 상기한 배선층(38)과 전기적으로 연결되면 전원을 인가하기 위한 리드선(27)이 설치된다.

그리고 도면에 나타내지 않았지만 상기한 캐소드(50)의 테두리에는 진공도를 높이기 위하여 게터막을 형성시키기 위한 게터를 인쇄에 의하여 형성한다.

다음으로 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전면발광형 형광표시관의 제조방법을 설명한다.

먼저 전면기판(20)의 내면에 배선층(38)을 형성하고, 상기한 배선층(38)과 연결하여 애노드전극(32)을 형성한 다음, 상기한 애노드전극(32)의 위에 애노드전극(32)의 테두리를 따라 소정의 높이로 격벽층(44)을 형성하고, 상기한 격벽층(44)으로 둘러싸인 내부 공간의 상기한 애노드전극(32)의 위에 형광체를 도포하여 형광층(34)을 형성하고, 상기한 배선층(38)의 위에는 절연층(40)을 형성한다.

그리고 배면기판(22)의 내면에 배선층(38)을 형성하고, 상기한 배선층(38)과 전기적으로 연결하여 카본층을 인쇄하여 캐소드(50)를 형성한 다음, 상기한 배선층(38)의 위에는 절연층(42)을 형성한다.

다음으로 상기와 같이 캐소드(50) 및 애노드(30)가 형성된 배면기판(22) 및 전면기판(20)을 진공로에서 프리트(글래스페이스트)를 이용하여 테두리를 진공 봉착하거나, 배면기판(22) 및 전면기판(20)을 프리트를 이용하여 봉착한 다음 진공 배기를 행한다.

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 전면발광형 형광표시관에 의하면, 그리드와 필라멘트 및 지지체 등의 금속부품을 사용하지 않으므로 조립공정이 간단하고, 재료비가 절감된다.

또 격벽층을 형성하고 형광체를 도포하므로 형광체의 번짐불량이 방지되고, 형광체의 발광된 빛이 애노드전극의 스트라이프 사이로 투과된 빛만 외부에서 보이게 되므로 표시패턴이 깨끗하고 정확하게 구현된다.

그리고 표시패턴과 동일한 형태의 전자방출원인 캐소드가 형성되므로 전자의 밀도차에 의한 얼룩이나 휘도차가 발생하지 않으며, 발생된 전자가 대부분 발광에 소모되기 때문에 효율이 높고, 고휘도를 낼 수 있다.

또 필라멘트 및 지지체와 사이드글래스를 사용하지 않으므로 제품의 두께를 획기적으로 줄일 수 있으며, 표시영역을 최대로 형성할 수 있다.

Claims (5)

1. 진공용기를 형성하고 소정의 간격을 두고 위치하는 전면기판 및 배면기판과, 상기한 전면기판에 소정의 패턴으로 형성되고 형광체가 도포되는 애노드와, 상기한 전면기판에 형성되고 애노드에 도포되는 형광체의 테두리를 감싸는 격벽층과, 상기한 배면기판에 상기한 애노드와 대응되는 패턴으로 형성되고 전자를 방출하는 캐소드를 포함하는 전면발광형 형광표시관.
2. 제1항에 있어서, 상기한 격벽층은 상기한 애노드의 형광체 높이보다 높은 높이로 형성하는 전면발광형 형광표시관.
3. 제2항에 있어서, 상기한 격벽층의 높이는 50∼300㎛ 범위로 형성하는 전면발광형 형광표시관.
4. 제1항에 있어서, 상기한 배면기판에는 상기한 캐소드의 테두리를 감싸면서 상기한 캐소드보다 높은 높이로 절연층을 형성하는 전면발광형 형광표시관.
5. 제1항에 있어서, 상기한 캐소드는 전원을 인가하면 전자를 방출하는 카본층으로 이루어지는 전면발광형 형광표시관.