专利名称：真空荧光显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种真空荧光显示器，更具体地说，涉及一种如下的真空荧光显示器，其中，不同颜色的荧光粉以多层结构堆叠，从而可以通过不同颜色荧光粉的组合而现实彩色图像。
背景技术：
在真空荧光显示器中(VFD)中，通过由栅极电极和阳极电极的控制，从阴极电极发射的电子选择性地与荧光粉层撞击，并照亮荧光粉层，从而实现特定图形的现实。VFD提供极佳的清晰度和较宽的视角，其可以利用低电压驱动，从而容易采用半导体器件，并且其高度可靠。结果，VFD用于许多用途中。
具有二极管、三极管和四极管型VFD，而根据显示区域的结构，存在普通、前照明、和双层型VFD。然而，三极管、普通型VFD最常用。这种VFD包括大致平行设置并且其间具有预定间隙的前衬底和后衬底，以及密封该对衬底以形成一体形成的真空组件的侧面玻璃；以预定图案形成在后衬底上的阳极电极和形成在阳极电极上的荧光粉层；安装在荧光粉层和前衬底之间的多个灯丝，该灯丝在施加电压情况下发射热电子；以及安装在阳极电极和灯丝之间的筛网型栅极，栅极作用为加速或阻止从灯丝发射的热电子。
在如上所述的VFD结构中，有可能向阳极电极的外圆周上提供控制电极来取代栅极电极。控制电极通过预定高度的绝缘格栅和导电层形成。
阳极电极通过将导电薄膜印刷成线段结构或多个点形而形成，导电薄膜由诸如石墨的导电材料制成。只有在正电压施加到栅极电极和阳极电极二者上时，从灯丝发射的热电子才撞击到荧光粉上以实现预定的图像。
此外，使用各种不同类型的荧光粉以实现从较短的蓝光波长到较长的红光波长的宽阔的可见光光谱的显示。然而，VFD一般被构造成大多数包括绿色ZnO∶Zn荧光粉，该荧光粉以低电压实现高分辨率，并且在特定领域中，绿色荧光粉与发出不同颜色的荧光粉一同使用。
在如上所述构造的VFD中，由于荧光粉能够只发射单独一种特定颜色，每个印刷的线段或点也可以仅发射单独一种颜色。于是，如果要实现两种或多种颜色的显示，就要提供相应数量的不同荧光粉。也就是说，为了实现三种颜色，必须提供发射所需颜色的三种不同的荧光粉，而为了实现五种颜色，在VFD中必须包括相同数量的不同荧光粉。
然而，目前，只存在发射不同颜色的有限数量的荧光粉，从而VFD仅能够实现少量的颜色。如果要显示不同的颜色，必须研制发出这种颜色的荧光粉。为此目的所利用的时间和投资导致VFD总体成分上升。
发明内容
本发明已经付出努力以解决上述问题。
本发明的目的是提供一种真空荧光显示器，其能够利用较少数量的不同荧光粉而显示各种不同的颜色，从而可以避免研制不同颜色荧光粉的高成本的过程。
为了实现上述目的，本发明提供了一种真空荧光显示器，包括由一对大致平行设置且其间具有预定间隙的衬底和置于各衬底之间的侧面玻璃形成的真空组件；设置在真空组件内两个衬底中至少一个上的多个阳极电极，阳极电极接收外部驱动电压；形成在真空组件之内的多个阴极电极，阴极电极发射热电子；用于加速和阻断从阴极电极发射的热电子的控制电极；以及形成在阳极电极上的发光部分，发光部分通过与从阴极电极发射的热电子相互作用而发光，其中，至少一个发光部分由发出不同颜色的至少两层荧光粉层形成，所述至少两层荧光粉层一个直接在另一个之上地堆叠。
根据本发明的特征，堆叠的荧光粉层尺寸相同。
根据本发明的另一特征，堆叠的荧光粉层尺寸不同。
根据本发明的再一特征，堆叠的荧光粉层包括与阳极电极相接触地设置的下荧光粉层和堆叠在下荧光粉层上的上荧光粉层，下荧光粉层比上荧光粉层大。
根据本发明再一特征，至少一个发光部分通过堆叠发出不同颜色的三层荧光粉层形成，而剩余的发光部分由发出一种颜色的荧光粉层的单层结构和发出不同颜色的荧光粉层的双层结构的两种可选择方案之一构成。
根据本发明再一特征，控制电极为阴极电极和阳极电极之间的网格栅极。
根据本发明再一特征，控制电极包括衬底上围绕阳极形成的绝缘格栅壁和形成在绝缘格栅壁远端上的导电层，其中阳极电极形成在衬底上。
根据本发明再一特征，控制电极包括在阳极所形成的衬底上围绕阳极形成的单层金属格栅壁。
合并于此并构成说明书的一部分的附示了本发明的实施例，并于说明书一起作用为解释本发明的原理图1是根据本发明第一优选实施例的真空荧光显示器的剖面图；图2是根据本发明第二优选实施例的真空荧光显示器的剖面图；图3是根据本发明第三优选实施例的真空荧光显示器的剖面图；图4是根据本发明第四优选实施例的真空荧光显示器的剖面图；以及图5是根据本发明第五优选实施例的真空荧光显示器的剖面图。
具体实施例方式
将参照附图详细描述本发明优选实施例。
图1示出根据本发明第一优选实施例的真空荧光显示器的剖面图。本发明第一优选实施例的真空荧光显示器(VFD)为三极管、普通型VFD。
VFD的外部由整体形成的真空组件17限定，该真空组件是通过大致平行设置且其间具有预定间隙的前衬底14和后衬底16，以及定位在前衬底14和后衬底16之间并在其相对表面的外圆周边缘部分的侧面玻璃12。
多个作用为阴极电极的灯丝18设置在真空组件17之内。灯丝18由一支撑件(未示出)以平行于前和后衬底14、16的方式悬挂。灯丝18由已经沉积有氧化物质，如钡(Ba)、锶(Sr)、和钙(Ca)的细钨丝制成。
此外，阳极单元形成在真空组件17之内的后衬底16的内表面上，该阳极单元能够使特定图形通过从灯丝18发射的热电子加以实现。控制电极20安装在阳极单元和灯丝18之间，并作用为加速或阻断热电子。控制电极20通过网格栅极实现，其被设置成围绕阳极单元(下面将详细描述)的发光图案。网格栅极由以下方法形成，即，通过蚀刻SUS材料品质的极薄的薄钢板而形成网格，然后围绕网格圆周设置一支撑件。
阳极单元包括在后衬底16上形成为特定图案的导线层22，形成在导线层22上并包括多个孔24a的绝缘层24，形成在绝缘层24的孔24a中的点层26，以接触点层26的状态形成在绝缘层24上的阳极电极28，以及形成在阳极电极上的发光部分30和32。发光部分30具有单层结构，而发光部分32具有多层结构。
更详细地说，点或线段型第一荧光粉层30a形成在每个阳极电极28上，而发出与第一荧光粉层30a不同颜色的第二荧光粉层30b形成在所选择的第一荧光粉层30a上。第二荧光粉层30b形成为与第一荧光粉层30a尺寸相同。在图1中，示出了由第一荧光粉层30a单层结构实现的发光部分30，并示出了由第一荧光粉层30a和第二荧光粉层30b双层结构实现的发光部分32。
第一和第二荧光粉层30a和30b可以分别利用绿色ZnO∶Zn荧光粉和蓝色ZnS∶Zn荧光粉形成，或分别利用绿色ZnO∶Zn荧光粉和红色Y2O2S∶Eu荧光粉形成。另外，第一和第二荧光粉层30a和30b可以分别通过使用白色荧光粉和橙色荧光粉形成。在图1中，虽然发光部分30被示作单层结构，而发光部分32位双层结构，有可能将发光部分30和32都形成为双层结构。
在本发明第一优选实施例的VFD中，通过引线34施加到导线层22上的电压通过点层26传输到每个阳极电极28。通过栅极电极20的控制，从灯丝18(即，阳极电极)发射的热电子撞击到发光部分30和32上，并照亮后者，从而显示特定图像。
在第一和第二荧光粉层30a和30b分别通过绿色ZnO∶Zn荧光粉和蓝色ZnS∶Zn荧光粉形成的情况下，发光部分30发出绿色，而发光部分32通过混合绿色和蓝色而发出青色。另一方面，如果第一荧光粉层30a为绿色ZnO∶Zn荧光粉，而第二荧光粉层30b为红色Y2O2X∶Eu荧光粉，那么从发光部分32发出黄色。作为另一实例，如果第一荧光粉层30a为白色荧光粉而第二荧光粉层30b为橙色荧光粉，会从发光部分32发出杏黄色。
下面的表1为本发明第一优选实施例的VFD和现有技术VFD之间的对比。即，表1比较利用单层结构荧光粉以用于发光部分的现有技术VFD中实现一到六种不同颜色所需的荧光粉数量与本发明第一优选实施例中的VFD中实现相同数量的颜色所需的荧光粉的数量，在本发明优选实施例的VFD中利用双层结构以用于至少一些发光部分中。
表1本发明和现有技术中所需的荧光粉数量的比较
从表1中可明显看出，在传统的VFD中，每种显示颜色需要该颜色的荧光粉。因此，若要显示六种颜色，就需要六种不同的荧光粉。然而，在本发明第一优选实施例中，如参照图1所描述的，由于荧光粉结合使用，而只需要较少数量的荧光粉。
图2示出根据本发明第二优选实施例的真空荧光显示器的剖面图。相似的附图标记将用于与本发明第一优选实施例中的VFD相同的元件。同样，假设未描述的元件是与本发明第一优选实施例中的结构和工作原理相同。
参照图2，在本发明第二优选实施例的VFD中，发光部分32′通过第一、第二和第三荧光粉层30a、30b和30c的三层结构实现。另一方面，发光部分30通过第一、第二或第三荧光粉层30a、30b、或30c中的一种的单层结构实现。对于发光部分30，也有可能通过从构成发光部分32′的三种荧光粉层30a、30b和30c中选出两种的双层结构而实现。
下面表2为本发明第二优选实施例的VFD和现有技术VFD的对比。即，表2比较利用荧光粉单层结构以用于发光部分的现有技术VFD中实现一到六种不同颜色所需的荧光粉数量与本发明第二优选实施例中的VFD中实现相同数量的颜色所需的荧光粉的数量。
表2在本发明和现有技术中所需的荧光粉的数量的对比
在本发明第一和第二优选实施例中，描述了构成发光部分的荧光粉层尺寸相同的结构。然而，在本发明第三优选实施例中，如图3所示，第一和第二荧光粉层30a和30b具有不同的宽度。同样，相类似的附图标记用于与本发明第一优选实施例的VFD相同的元件，并假设未描述的元件是与本发明第一优选实施例中的结构和工作原理相同。
在根据本发明第三优选实施例的VFD中，发光部分32通过双层结构实现，其中第一荧光粉层30a大于设置在第一荧光粉层30a之上的第二荧光粉层30b。通过这种结构，当利用印刷工艺或其他这类工艺形成第一和第二荧光粉层30a和30b时，由于第一荧光粉层30a尺寸大于第二荧光粉层30b，第二荧光粉层30b就有可能在第一荧光粉层30a上稍微偏心。于是，对于要实现的第一和第二荧光粉层30a和30b的颜色组合，可以不太精确地进行印刷工艺。
图4和5分别示出根据本发明第四和第五优选实施例的真空荧光显示器的剖面图。同样，相类似的附图标记用于与本发明第一优选实施例相同的元件，也假设未描述的元件是与本发明第一优选实施例中的结构和工作原理相同。
参照附图，在根据本发明第四和第五优选实施例的VFD中，使用了不同于第一、第二和第三优选实施例所用的网格栅极结构的控制电极20。
首先，在如图4所示的本发明第四优选实施例中，绝缘格栅壁36印刷到围绕阳极电极28四周的预定高度上，而绝缘层38印刷到绝缘格栅壁36的上表面上。
在图5所示的本发明第五优选实施例中，控制电极20通过金属格栅壁40实现，而金属格栅壁40是通过蚀刻高度导电的单层金属材料(成预定图案)形成。金属格栅壁40通过制备具有与阳极电极28区域相同宽度并具有能够实现电子控制的预定厚度(t)的金属材料，然后利用传统的光刻法蚀刻该金属以去除选定部分而得以形成。
当与网格栅极相比较时，上述控制电极几乎没有设计约束。于是，在VFD的总体设计中更自由，从而可以实现各种显示器结构。
在上述本发明的VFD中，两或三层不同颜色的荧光粉层的多层结构被用于所选定的发光部分，从而，可以由各荧光粉层的组合而实现各种颜色。于是，可以在没有研制对应于所需显示颜色的新型荧光粉的前提下显示该颜色，并且对于实现相同数量的颜色所需的不同颜色荧光粉的数量少于传统VFD的，结果制造成本降低。
虽然上面已经详细描述了本发明优选实施例，应理解的是由本领域技术人员可以实现的对在此教导的基本发明概念的多种变动和/或修改仍将落入所附权利要求书限定的本发明的精髓和范围之中。
权利要求
1.一种真空荧光显示器，包括由一对大致平行设置且其间具有预定间隙的衬底和置于各衬底之间的侧面玻璃形成的真空组件；设置在真空组件内两个衬底中至少一个上的多个阳极电极，阳极电极接收外部驱动电压；形成在真空组件之内的多个阴极电极，阴极电极发射热电子；用于加速和阻断从阴极电极发射的热电子的控制电极；以及形成在阳极电极上的发光部分，发光部分通过与从阴极电极发射的热电子相互作用而发光，其中，至少一个发光部分由发出不同颜色的至少两层荧光粉层形成，所述至少两层荧光粉层一个直接在另一个之上地堆叠。
2.如权利要求1所述的真空荧光显示器，其特征在于，堆叠的荧光粉层尺寸相同。
3.如权利要求1所述的真空荧光显示器，其特征在于，堆叠的荧光粉层尺寸不同。
4.如权利要求3所述的真空荧光显示器，其特征在于，堆叠的荧光粉层包括与阳极电极相接触地设置的下荧光粉层和堆叠在下荧光粉层上的上荧光粉层，下荧光粉层比上荧光粉层大。
5.如权利要求1所述的真空荧光显示器，其特征在于，至少一个发光部分通过堆叠发出不同颜色的三层荧光粉层形成，而剩余的发光部分由发出一种颜色的荧光粉层的单层结构和发出不同颜色的荧光粉层的双层结构的两种可选择方案之一构成。
6.如权利要求1所述的真空荧光显示器，其特征在于，控制电极为阴极电极和阳极电极之间的网格栅极。
7.如权利要求1所述的真空荧光显示器，其特征在于，控制电极包括衬底上围绕阳极形成的绝缘格栅壁和形成在绝缘格栅壁远端上的导电层，其中阳极电极形成在衬底上。
8.如权利要求1所述的真空荧光显示器，其特征在于，控制电极包括在阳极所形成的衬底上围绕阳极形成的单层金属格栅壁。
全文摘要
本发明公开了一种真空荧光显示器，包括由一对大致平行设置且其间具有预定间隙的衬底和置于各衬底之间的侧面玻璃形成的真空组件；设置在真空组件内两个衬底中至少一个上的多个阳极电极，阳极电极接收外部驱动电压；形成在真空组件之内的多个阴极电极，阴极电极发射热电子；用于加速和阻断从阴极电极发射的热电子的控制电极；以及形成在阳极电极上的发光部分，发光部分通过与从阴极电极发射的热电子相互作用而发光，其中，至少一个发光部分由发出不同颜色的至少两层荧光粉层形成，所述至少两层荧光粉层一个直接在另一个之上地堆叠。
文档编号H01J31/12GK1409357SQ02105518
公开日2003年4月9日 申请日期2002年4月12日 优先权日2001年9月27日
发明者李乙泳 申请人:三星Sdi株式会社