JP2001110302A - 真空素子構造および真空表示素子構造 - Google Patents

真空素子構造および真空表示素子構造

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィンにより耐圧構造を補強して側面板の厚
さを縮減することで表示解析度を向上させ、電極導線を
切り欠きから引き出すことで加工を容易なものとする真
空表示素子構造を得る。 【解決手段】 表面板および電極底板ならびに少なくと
も１つの側面板により包囲形成されるものであって、表
面板に複数個の表示領域および複数個の非表示領域を設
け、電極底板が内表面ならびに外表面を有するととも
に、電極底板の周辺に複数個の切り欠きを設けた真空室
と、電極底板の内表面に配置されるとともに、切り欠き
および外表面にまで延伸される複数本の電極導線と、真
空室の側面板上に配置されて、表面板および電極底板な
らびに側面板を支持するとともに、複数個の非表示領域
に位置する複数個のフィンと、表面板および電極底板な
らびに側面板の連接部位を密封するとともに、複数個の
切り欠きを充填するシーリング材料とから構成される真
空表示素子構造。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、真空表示素子構
造に関し、特に、高圧真空蛍光管の強度を補強する構造
ならびに高圧真空蛍光管の電極構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】真空素子は、開発されて久しい製品であ
り、例えばディスプレイ、オーディオなどの広範な領域
において利用されいる。高輝度なディスプレイは、情報
伝達を必要とする多くの装置、例えば大型競技場のスコ
アボード、公共施設の電光掲示板、高速道路の標識およ
び交通情報などに広く使用されている。大型電子掲示板
として利用される表示パネルは、多くの小発光素子を組
み合わせてなるディスプレイ技術であり、現在、これら
の小発光素子を製作する技術としては、白熱光ランプ
（incandescent light bulbs）と、小陰極線管（small
cathode ray tube =CRT）と、高圧真空蛍光管（high vo
ltage vacuum fluorescent display = HVVFD）と、小蛍
光管（small fluorescent lamp）と、発光ダイオード
（light emitting diode = LED）との５種類がある。こ
の５種類の技術のうち、現在、カラー動画を表示する大
型パネルとして利用されているのは、陰極線管（ＣＲ
Ｔ）と高圧真空蛍光管（ＨＶＶＦＤ）と発光ダイオード
（ＬＥＤ）との３種類である。
【０００３】陰極線管は、電子ビームを蛍光体に衝突さ
せて発光させるもので、このような発光方式は発光効率
（luminescent efficiency）が非常に優れている。電子
ビームは、電子銃から発射される。電子銃は、金属上に
塗布された酸化バリウム、ストロンチウム、カルシウム
物質が加熱される時に電子を飛び出させるものであると
ともに、電子レンズにより加速されて蛍光体に衝突する
電子ビームを発生できるものである。電子運動の過程に
おいて、その他の分子に衝突すると、蛍光体に有効な衝
撃を与えられないこと以外にも、電子衝撃により発生す
る遊離ガスイオンが電子銃などの部分を破壊してしまう
ことになる。そこで、陰極線管内部を真空に保持するこ
とが、陰極線管にとって最も基本的な要求となる。管内
の真空度を保持しようとすれば、陰極線管に使用するガ
ラスが一定の厚さを備えて大気圧からの重圧に耐え得る
ものでなければならない。同時に、電子銃が点電子源で
あるため、走査方式によりパネルの蛍光体に衝撃を与え
て発光させるので、電子銃とパネルとの間に一定の距離
があって初めて走査という目的を達成することができる
ことになり、パネルが大きければ大きいほど、電子銃と
パネルとの距離を大きくしなければならなくなる。
【０００４】図１において、従来技術にかかる高圧真空
蛍光管（ＨＶＶＦＤ）１００は、陰極線管の点電子源を
線電子源（line electron source）１０２に改良したも
のである。線電子源１０２は、電子を発射しやすい酸化
物をタングステンワイヤー（tungsten wire）上に塗布
したものであり、線電子源１０２が多くの熱電子を発射
して蛍光体に衝撃を与えて発光させるため、陰極線管の
体積が大きなものとなるという欠点を改善することがで
きる。同時に、高圧真空蛍光管１００は、発光ユニット
１０４上に赤、青、緑の３原色を塗布することができる
から、高圧真空蛍光管１００を組み合わせて表示パネル
とするほうが、小陰極線管を採用したものよりも容易で
あり、解析度においても陰極線管よりも優れている。線
電子源１０２から発射された熱電子はゲート電極１０６
による加速を経て発光ユニット１０４に衝撃を与える。
そして、線電子源１０２と発光ユニット１０４とゲート
電極１０６とが全体としてガラスケース１０８により形
成される真空空間に覆われるとともに、その真空度を約
１０-6〜１０-7torrとしなければならない。線電子源１
０２と発光ユニット１０４とゲート電極１０６との配線
１１２については、ガラスケース１０８背面のアウトレ
ット管１１０から引き出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】現在、動画表示を目的
とする商用大型表示パネルは、小陰極線管と高圧真空蛍
光管とが主流である。そして、これら２種類の表示素子
は、いずれも真空素子であるから、小陰極線管ガラスま
たは高圧真空蛍光管ガラスのいずれであっても、大気圧
に耐えられるだけの強度を有する必要がある。８０＊８
０ｍｍ2の高圧真空蛍光管を例に挙げれば、大気圧に耐
えるだけのガラス厚さは２．８ｍｍ以上にも達するの
で、各素子の周辺にある２．８ｍｍの縁部分には画像を
表示することができず、大型の表示パネルを組み立てる
時には、少なくとも５．６ｍｍ（２．８ｍｍ＊２）の縁
部分が画像を表示することができない部分となり、表示
素子の解像度にも影響を与えるものとなっていた。
【０００６】同時に、表示素子の電極を外部配線に接続
することも、真空素子の別な課題となっており、陰極線
管においては、電子銃による走査方式であるので、電極
が比較的簡単なものとなって、数個の電極を電子銃部分
から引き出すだけでよかった。しかしながら、高圧真空
蛍光管は、Ｘ，Ｙマトリックス駆動であるから、必要と
する電極がＸとＹとの総和という多数になり、これらの
電極をもしも素子の周辺から引き出すと、素子周辺の表
示できない部分に、さらに電極が占めるスペースプラス
されることになっていた。従って、現在、商用の高圧真
空蛍光管の引き出し線方式は、素子周辺から引き出すの
ではなく、底板ガラス開孔から背面へ引き出すものとな
っている。ガラス開孔は製造が複雑かつ困難であり、同
時に素子を真空に保持するために、引き出し線部分に特
殊な材料ならびに技術を必要とする金属・ガラス融合シ
ーリングを採用しなければならないので、製造が困難で
コストが高く、素子の信頼性が低下することになってい
た。また、解析度を上げるためにＸ，Ｙ駆動数量を多く
すると、底板ガラスに多くの開孔を形成しなければなら
ず、そうすると底板ガラスへの配線印刷が困難なものと
なってしまっていた。
【０００７】そこで、この発明の第１の目的は、比較的
薄いガラスを利用して構造を補強し、ガラスケースの耐
圧度を向上させる真空表示素子構造を提供することにあ
る。この発明の第２の目的は、素子周辺引き出し線電極
を利用して、素子周辺の厚さを縮減するとともに、製造
が簡単な真空表示素子構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、所望
の目的を達成するために、本発明にかかる真空素子構造
には、少なくとも、表面板および底板ならびに少なくと
も１つの側面板により包囲形成される真空室と、真空室
の側面板上に配置され、表面板および底板ならびに側面
板を支持する複数個のフィンと、表面板および底板なら
びに側面板の連接部位を密封するシーリング材料と、を
具備させた。
【０００９】また、本発明にかかる真空素子構造には、
表面板および電極底板ならびに少なくとも１つの側面板
により包囲形成されるものであって、電極底板が内表面
および外表面を有するとともに、電極底板の周辺に複数
個の切り欠きを設けた真空室と、電極底板の内表面に配
置されるとともに、切り欠きおよび外表面にまで延伸さ
れる複数本の電極導線と、表面板および電極底板ならび
に側面板の連接部位を密封するとともに、複数個の切り
欠きを充填するシーリング材料と、を具備させた。
【００１０】さらに、本発明にかかる真空表示素子構造
には、表面板および電極底板ならびに少なくとも１つの
側面板により包囲形成されるものであって、表面板に複
数個の表示領域および複数個の非表示領域を設け、電極
底板が内表面ならびに外表面を有するとともに、電極底
板の周辺に複数個の切り欠きを設けた真空室と、電極底
板の内表面に配置されるとともに、切り欠きおよび前記
外表面にまで延伸される複数本の電極導線と、真空室の
側面板上に配置されて、表面板および電極底板ならびに
側面板を支持するとともに、前記した複数個の非表示領
域に位置する複数個のフィンと、表面板および電極底板
ならびに側面板の連接部位を密封するとともに、複数個
の切り欠きを充填するシーリング材料と、を具備させ
た。
【００１１】そして、このフィンについては、その材質
がガラスまたはセラミックスとすることができ、表面板
および電極底板の間において物理的な溝継ぎ方式で側面
板に固定され、表面板および電極底板の間において粘着
方式で側面板に固定され、側面板と一体成型され、その
材質がセラミックス材料を含むものであるとともにガラ
スまたは釉薬いずれかの塗布による表面処理を経るもの
とされ、また、その材質がガラスまたはセラミックスの
いずれかであって表面板および電極底板の間において側
面板に粘着されることができる。
【００１２】そのうえ、本発明にかかる真空素子構造ま
たは真空表示素子構造においては、さらに、内表面に配
置された複数個の電子源と、それぞれ複数個の電子源上
に配置された複数個のゲート電極と、表面板に配置され
た複数個の陽極と、を具備させるとともに、複数個の電
子源およびゲート電極ならびに陽極が、複数本の電極導
線に電気接続される。そしてまた、シーリング材料が高
分子絶縁材料または絶縁セラミックス材料のいずれかに
でき、真空素子または前記真空素子は、陰極線管、真空
蛍光管、フィールドエミッションディスプレイ、平面フ
ィールドエミッションディスプレイ、真空管よりなるグ
ループから選択することができる。
【００１３】上記手段に基づく作用を鑑みると、フィン
により真空室の耐圧構造を補強することができるので、
側面板の厚さを薄くすることができ、組み立て後の解析
度を向上させることができる。また、電極底板の切り欠
きを電極導線が延伸するスペースとするため、側面板の
厚さを増大させることがないばかりか、加工ならびに組
み立てが容易なものとなり、製品の歩留まりを向上させ
ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる好適な実
施例を図面に基づいて説明する。図２において、この発
明にかかる真空表示素子２００は、１つの真空室（vacu
um chamber）２０２を含むものであり、真空室２０２が
表面板（surface glass）２０４と側面板（spacer glas
s）２０６と電極底板（bottom glass plate）２０８と
により包囲形成されるものである。表面板２０４と側面
板２０６と電極底板２０８との材質は、例えばガラスと
し、相互の連接部位をシーリング材料（図示せず）で密
封するものであって、シーリング材料としては高分子絶
縁材料（例えばエポキシ樹脂）および絶縁セラミックス
材料などがある。表面板２０４上には、蛍光体を塗布し
た表示領域２１０ならびにコントラストを強調するため
の非表示領域（black matrix）２１２を設けており、表
示領域２１０を例えば赤、青、緑という３種類の蛍光体
ブロックから構成している。
【００１５】側面板２０６は、非表示領域２１２に対応
する位置に例えば４本のフィン２１４を設けて、真空室
２０２の耐圧構造を補強するものとなっている。真空室
２０２は、四方八方からの大気圧を受けるが、主要には
表面板２０４からの上方圧力と側面板２０６からの側方
圧力と電極底板２０８からの下方圧力とを受ける。上下
方向圧力については、フィン２１４の幅Ｗにより側面板
２０６の耐圧度を補強することができる。３＊３インチ
の真空蛍光管を例に挙げれば、幅Ｗが１．７ｍｍのフィ
ン２１４で補強することで、側面板２０６の厚さを２．
８ｍｍから１．１ｍｍにまで縮減することができる。側
方圧力について言えば、フィン２１４の厚さＴで補強す
ることができ、フィン２１４が非表示領域２１２に対応
する位置にあるので、素子の発光範囲を妨げることはな
い。側面板２０６とフィン２１４との接合方式は、溝継
ぎという物理的接合あるいは粘着方式を含むことがで
き、例えばガラスまたはセラミックスを粘着材料を使っ
て接合することもできるし、さらには側面板２０６とフ
ィン２１４とを一体成型することもでき、フィン２１４
の材質としてはガラスまたはセラミックスとすることが
できる。もしもセラミックス材料を採用する場合には、
表面処理が必要となるので、例えばガラスによる表面コ
ーティングまたは釉薬（うわぐすり）処理をして微細な
隙間をふさぐことにより真空度を確保する。
【００１６】図３と図４とにおいて、この発明にかかる
真空表示素子の要部断面図を示すと、電極底板２０８
は、内表面２２２ａと外表面２２２ｂとを有しており、
その内表面２２２ａ上に電子源２１６とゲート電極２１
８とを配置するとともに、必要な電極導線２２０（電源
配線および制御配線を含む）を備えている。図４に示す
ように、電子源２１６は、例えば電子を発射しやすい酸
化物を塗布したタングステンワイヤーとし、発射された
熱電子２２６が、ゲート電極２１８により加速ならびに
制御されて、表面板２０４の表示領域２１０にある蛍光
体（陽極が存在する部分／配線も含めて図示せず）に衝
撃を与えることで発光させるものである。なお、電子源
２１６は、線形に限定されるものではなく、面電子源と
することもできる。電極底板２０８の材質は、例えばガ
ラスとし、電子源２１６ならびにゲート電極２１８の電
源配線または制御配線を電極底板２０８上の電極導線２
２０により構成している。電極導線２２０の材質は、例
えば銅とし、無電解メッキまたはリソグラフィーにより
電極底板２０８上に形成、あるいは圧着により形成する
こともできる。図３を見ると分かりやすいように、電極
底板２０８の周辺に多数個の切り欠き２２４を設けて、
電極導線２２０を電極底板２０８の周辺へ延伸し、切り
欠き２２４を経由して外表面２２２ｂへと更に延伸させ
て、外部の電源および信号との接続に供している。
【００１７】図３において、電極導線２２０は、電極底
板２０８周辺の切り欠き２２４から引き出されるが、こ
の切り欠き２２４を形成する方法としては、水ジェット
切断またはサンド・ブラスト（砂吹き）あるいはモール
ドランプによる成型などがある。従って、電極底板２０
８に対する孔開け、金属・ガラス融合シーリングなどの
複雑な加工ステップを必要としないので、加工について
言えば、この発明は簡便な加工方法を提供すると同時
に、製造プロセスの歩留まりを向上させることができ
る。そして、組み立て時には、側面板２０６と電極底板
２０８とをシーリング材料２２８で密封するが、シーリ
ング材料２２８の材質としては、フリットまたはシーリ
ングガラス（frit or sealing glass）、絶縁セラミッ
クス材料、高分子絶縁材料などがあり、シーリング材料
２２８で側面板２０６と電極底板２０８との隙間を充填
する。切り欠き２２４部分については、隙間の発生なら
びに電極導線２２０の露出を防止するために、絶縁シー
リング材料２３０でシーリングすることが望ましい。そ
うすれば、同一の切り欠き２２４に複数の電極導線２２
０が存在しても、絶縁シーリング材料２３０により電極
導線２２０間を絶縁できると同時に、他の素子と組み合
わせる時にも良好な絶縁を提供することができる。絶縁
シーリング材料２３０は、例えばエポキシ（epoxy）樹
脂などとして、電極を保護する。電極導線２２０が、余
分に周辺部位を占有することがないので、真空表示素子
の周辺幅を増大させることがなく、組み立て後の表示解
析度を向上させることができる。同時に、このような配
線構造により周辺幅を増大させないことを前提として、
電極接続ピンの数量を増やすことができるから、さらに
精確な駆動制御を行うことができ、真空表示素子の解析
度を向上させることができる。
【００１８】この実施例においては、高圧真空蛍光管を
例に挙げたが、当業者であれば分かるように、この発明
で開示したフィン構造は、陰極線管、真空蛍光管、フィ
ールドエミッションディスプレイ、平面フィールドエミ
ッションディスプレイなどの真空表示素子に利用するこ
とができ、さらには非表示用の真空管にも利用して、い
ずれも真空室の構造強度を向上させることができる。ま
た、電極導線２２０構造もこれらの表示素子に利用し
て、真空素子の空間利用を効率の良いものとすることが
できるとともに、真空室からの引き出し接続ピンの加工
プロセスを簡略化して、歩留まりを向上させることがで
きる。
【００１９】以上のごとく、この発明を好適な実施例に
より開示したが、もとより、この発明を限定するための
ものではなく、当業者であれば容易に理解できるよう
に、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更
ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特
許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等
な領域を基準として定めなければならない。
【００２０】
【発明の効果】上記構成により、この発明にかかる真空
表示素子構造には、少なくとも以下のような特長があ
る。１．比較的薄いガラスを利用して、フィン構造によ
り補強するので、ガラスケースの耐圧性を増大させると
ともに、真空表示素子に適用する時には、周辺幅を縮減
することができるため、組み立て後の解析度を向上させ
ることができる。２．素子周辺の連接部位に切り欠きを
増やして電極導線を引き出すので、素子の周辺幅を増大
させないとともに、簡単で歩留まりの良い製造プロセス
を提供することができ、真空表示素子に適用する時に
は、組み立て後の解析度を向上させることができる。従
って、産業上の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来技術にかかる高圧真空蛍光管を示
す斜視図である。
【図２】図２は、この発明にかかる真空表示素子構造を
示す分解斜視図である。
【図３】図３は、この発明にかかる真空表示素子の要部
断面図である。
【図４】図４は、この発明にかかる真空表示素子の要部
断面図である。
【符号の説明】
２００ 真空表示素子 ２０２ 真空室 ２０４ 表面板 ２０６ 側面板 ２０８ 電極底板 ２１０ 表示領域 ２１２ 非表示領域 ２１４ フィン ２１６ 電子源 ２２０ 電極導線 ２２２ａ 内表面 ２２２ｂ 外表面 ２２４ 切り欠き ２２６ 熱電子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 簡 瑞峰 台湾台南市正覚街77巷３号 Ｆターム(参考） 5C032 AA06 BB16 BB18 5C035 AA05 EE01 EE04 EE10 FF04 FF10 5C036 EE19 EF01 EF14 EG01 EG33 EG34 EH01 EH04

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも、表面板および底板ならびに
    少なくとも１つの側面板により包囲形成される真空室
    と、 前記真空室の前記側面板上に配置され、前記表面板およ
    び前記底板ならびに前記側面板を支持する複数個のフィ
    ンと、 前記表面板および前記底板ならびに前記側面板の連接部
    位を密封するシーリング材料とを具備する真空素子構
    造。
  2. 【請求項２】 表面板および電極底板ならびに少なくと
    も１つの側面板により包囲形成されるものであって、前
    記電極底板が内表面および外表面を有するとともに、前
    記電極底板の周辺に複数個の切り欠きを設けた真空室
    と、 前記電極底板の前記内表面に配置されるとともに、前記
    切り欠きおよび前記外表面にまで延伸される複数本の電
    極導線と、 前記表面板および前記電極底板ならびに前記側面板の連
    接部位を密封するとともに、複数個の前記切り欠きを充
    填するシーリング材料とを具備する真空素子構造。
  3. 【請求項３】 表面板および電極底板ならびに少なくと
    も１つの側面板により包囲形成されるものであって、前
    記表面板に複数個の表示領域および複数個の非表示領域
    を設け、前記電極底板が内表面ならびに外表面を有する
    とともに、前記電極底板の周辺に複数個の切り欠きを設
    けた真空室と、 前記電極底板の前記内表面に配置されるとともに、前記
    切り欠きおよび前記外表面にまで延伸される複数本の電
    極導線と、 前記真空室の前記側面板上に配置されて、前記表面板お
    よび前記電極底板ならびに前記側面板を支持するととも
    に、前記した複数個の非表示領域に位置する複数個のフ
    ィンと、 前記表面板および前記電極底板ならびに前記側面板の連
    接部位を密封するとともに、前記した複数個の前記切り
    欠きを充填するシーリング材料とを具備する真空表示素
    子構造。
  4. 【請求項４】 請求項１または請求項３のいずれかに記
    載の真空素子構造または真空表示素子構造において、前
    記フィンの材質が、ガラスまたはセラミックスのいずれ
    かであることを特徴とする真空素子構造または真空表示
    素子構造。
  5. 【請求項５】 請求項１または請求項３のいずれかに記
    載の真空素子構造または真空表示素子構造において、前
    記フィンが、前記表面板および前記電極底板の間におい
    て、物理的な溝継ぎ方式で前記側面板に固定されるもの
    であることを特徴とする真空素子構造または真空表示素
    子構造。
  6. 【請求項６】 請求項１または請求項３のいずれかに記
    載の真空素子構造または真空表示素子構造において、前
    記フィンが、前記表面板および前記電極底板の間におい
    て、粘着方式で前記側面板に固定されるものであること
    を特徴とする真空素子構造または真空表示素子構造。
  7. 【請求項７】 請求項１または請求項３のいずれかに記
    載の真空素子構造または真空表示素子構造において、前
    記フィンが、前記側面板と一体成型されるものであるこ
    とを特徴とする真空素子構造または真空表示素子構造。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の真空素子構造または真
    空表示素子構造において、前記フィンの材質が、セラミ
    ックス材料を含むものであるとともに、前記セラミック
    ス材料が、ガラスまたは釉薬いずれかの塗布による表面
    処理を経るものであることを特徴とする真空素子構造ま
    たは真空表示素子構造。
  9. 【請求項９】 請求項６に記載の真空素子構造または真
    空表示素子構造において、前記フィンが、ガラスまたは
    セラミックスのいずれかであって、前記表面板および前
    記電極底板の間において、前記側面板に粘着されるもの
    であることを特徴とする真空素子構造または真空表示素
    子構造。
  10. 【請求項１０】 請求項２または請求項３のいずれかに
    記載の真空素子構造または真空表示素子構造において、 さらに、前記内表面に配置された複数個の電子源と、 それぞれ複数個の前記電子源上に配置された複数個のゲ
    ート電極と、 前記表面板に配置された複数個の陽極とを具備するとと
    もに、 複数個の前記電子源および前記ゲート電極ならびに前記
    陽極が、複数本の前記電極導線に電気接続されるもので
    あることを特徴とする真空素子構造または真空表示素子
    構造。
  11. 【請求項１１】 請求項１、請求項２または請求項３の
    いずれかに記載の真空素子構造または真空表示素子構造
    において、前記シーリング材料が、高分子絶縁材料また
    は絶縁セラミックス材料のいずれかであることを特徴と
    する真空素子構造または真空表示素子構造。
  12. 【請求項１２】 請求項１、請求項２または請求項３の
    いずれかに記載の真空素子構造または真空表示素子構造
    において、真空素子または前記真空素子が、陰極線管、
    真空蛍光管、フィールドエミッションディスプレイ、平
    面フィールドエミッションディスプレイ、真空管よりな
    るグループから選択される１種類であることを特徴とす
    る真空素子構造または真空表示素子構造。
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