JP2004241159A - 蛍光発光管 - Google Patents
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Abstract
【課題】フィラメント、線状グリッド等の線状部材を所定の高さに保持した状態で、超音波ボンディングによりその線状部材の端部をＡｌ薄膜等の金属層に固定する蛍光表示管等において、線状部材の高さ保持部材と固定部材を一個の金属スペーサーで行うこと。
【解決手段】ガラス基板１１１のカソード電極用のＡｌ薄膜２１１，２１２に、フィラメント２３の両端とＡｌワイヤー２２１，２２２を超音波ボンディングしてある。その際、フィラメント２３の端部をＡｌワイヤー２２１，２２２の一部分に埋め込み、固定部２２３を形成する。フィラメント２３は、固定部２２３においてＺ字状或いは逆Ｚ字状に屈曲するから、フィラメント２３の屈曲部分が固定部２２３に引掛かりフィラメント２３の張架方向の固定強度が高くなる。
【選択図】 図１
【解決手段】ガラス基板１１１のカソード電極用のＡｌ薄膜２１１，２１２に、フィラメント２３の両端とＡｌワイヤー２２１，２２２を超音波ボンディングしてある。その際、フィラメント２３の端部をＡｌワイヤー２２１，２２２の一部分に埋め込み、固定部２２３を形成する。フィラメント２３は、固定部２２３においてＺ字状或いは逆Ｚ字状に屈曲するから、フィラメント２３の屈曲部分が固定部２２３に引掛かりフィラメント２３の張架方向の固定強度が高くなる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、陰極フィラメント、線状グリッド、フィラメント又は線状グリッドの線状ダンパー、フィラメント又は線状グリッドの線状スペーサー等の線状部材を備えた蛍光表示管等の蛍光発光管に関し、特にその線状部材の固定構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７により従来の蛍光表示管について説明する（特許文献１参照）。
図７（ａ）は、図７（ｂ）のＸ２−Ｘ２部分の矢印方向の断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＸ１−Ｘ１部分の矢印方向の断面図である。
蛍光表示管は、対向する複数基板（第１基板、第２基板）１１１，１１２と、側面板１２１〜１２４とからなる気密容器を備え、その気密容器内に、熱陰極用のフィラメント２３、金属メッシュや金属線等からなるグリッド３３、金属からなり表面に蛍光体を塗布したアノード電極３１等を備えている。フィラメント２３から放出された電子は、グリッド３３により制御されてアノード電極３１に到達し、アノード電極３１の蛍光体を励起して発光させる。
【０００３】
基板１１１には、１対のカソード電極用のＡｌ薄膜２１１，２１２を形成してある。フィラメント２３の両端は、Ａｌ薄膜２１１とＡｌワイヤー２５１の間、及びＡｌ薄膜２１２とＡｌワイヤー２５２の間に挟持した状態で、Ａｌワイヤー２５１，２５２をＡｌ薄膜２１１，２１２に超音波ボンディングにより固定してある。フィラメント２３は、Ａｌワイヤーのスペーサー２６１，２６２によって所定の高さに保持されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２４５９２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７の従来の蛍光表示管は、フィラメント２３を固定する場合、フィラメント２３の両端をＡｌワイヤー２５１，２５２によってＡｌ薄膜２１１，２１２に固定するとともに、フィラメント２３を所定の高さに保持するためにスペーサー２６１，２６２を設置する必要がある。そのため蛍光表示管のデッドスペースが大きくなり、蛍光表示管の小型化の障害になっている。
またフィラメント２３は、スペーサー２６１，２６２に接触しているのみでそれらに固定してないため、蛍光表示管の組立中や使用中にスペーサー２６１，２６２の長手方向に横滑りすることがある。その横滑りにより、陽極３１の蛍光体の発光が変化して蛍光表示管の表示品質が低下する。
【０００６】
図７の従来の蛍光表示管は、フィラメント２３を固定するＡｌワイヤー２５１，２５２と、フィラメント２３を所定の高さに保持するスペーサー２６１，２６２とを別々に設けるため、フィラメント２３の固定用Ａｌワイヤーとスペーサー用Ａｌワイヤーが必要になる。
【０００７】
本願発明は、これらの問題点に鑑み、蛍光表示管等の蛍光発光管において、フィラメント等の線状部材の両端を固定する部材とスペーサー用部材とを一体化してデッドスペースを小さくすること、その一体化によりフィラメント等の線状部材の固定用とスペーサー用のＡｌワイヤー等の線材を少なくすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の蛍光発光管は、少なくとも第１基板と第２基板を備えた気密容器、その気密容器の内部に配設した陰極、アノード電極を備えた蛍光発光管において、気密容器内に線状部材を所定の高さに保持しその線状部材の少なくとも１端部を固定する導電材スペーサー及びその導電材スペーサーを固定する導電材層を備え、前記線状部材の端部は超音波ボンディングにより前記導電材スペーサーの固定部の段状面に沿って固定されていることを特徴とする。
請求項２に記載の蛍光発光管は、少なくとも第１基板と第２基板を備えた気密容器、その気密容器の内部に配設した陰極、アノード電極を備えた蛍光発光管において、気密容器内に線状部材を所定の高さに保持しその線状部材の少なくとも１端部を固定する導電材スペーサー及びその導電材スペーサーを固定する導電材層を備え、前記導電材スペーサーは前記線状部材のスペーサー部を除いて段状の固定部が形成され、前記線状部材は超音波ボンディングによりその固定部の段状面に沿って固定されていることを特徴とする。
請求項３に記載の蛍光発光管は、請求項１又は請求項２に記載の蛍光発光管において、前記導電材スペーサーと前記線状部材はそれらの長手方向が同じになるように配置してあることを特徴とする。
請求項４に記載の蛍光発光管は、請求項１又は請求項２に記載の蛍光発光管において、前記線状部材は、陰極用のフィラメント、線状ダンパー、線状スペーサー、線状グリッド、又は線状ゲッターであることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１〜図６により本願発明の実施の形態に係る、蛍光発光管の一種である蛍光表示管を説明する。なお各図に共通の部分は、同じ符号を使用している。また同じ構成要素が複数存在する場合には、その中の１つにのみ符号を付してある。
【００１０】
図１は、本願発明の実施の形態に係る蛍光表示管の断面図で、図１（ａ）は、図１（ｂ）のＹ２−Ｙ２部分の矢印方向の断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＹ１−Ｙ１部分の矢印方向の断面図である。
【００１１】
蛍光表示管は、気密容器を備え、その気密容器は、少なくとも対向するガラス等の絶縁材からなる複数基板（第１基板、第２基板）１１１，１１２を備えている。各基板１１１，１１２は、ガラス等の絶縁材からなる側面板１２１〜１２４とフリットガラス（図示せず）により封止して気密容器を形成している。なお側面板１２１〜１２４を用いずに、フリットガラスのみで両基板１１１，１１２を封止して気密容器を形成することもできる。そこでこれらの側面板１２１〜１２４、フリットガラスを側面部材と呼ぶ。
【００１２】
気密容器内には、熱陰極用のフィラメント２３、金属メッシュや金属線等からなるグリッド３３、金属からなり表面に蛍光体を塗布したアノード電極３１等を備えている。フィラメント２３から放出された電子は、グリッド３３により制御されてアノード電極３１に到達し、アノード電極３１の蛍光体を励起して発光させる。
なお基板１１１，１１２の内、少なくともアノード電極３１の蛍光体の発光を観察する側の基板は、透明のガラスを使用している。
【００１３】
基板１１１には、４本のフィラメント２３に対して１対のカソード電極用のＡｌ薄膜２１１，２１２を形成してある。１対のカソード電極用のＡｌ薄膜２１１，２１２は、１本のフィラメント毎に独立して形成してもよい。またＡｌ薄膜２１１，２１２の間には、ネサ電極（図示せず）を形成してある。
Ａｌワイヤー２２１，２２２は、超音波ボンディングによりＡｌ薄膜２１１，２１２に固定し、フィラメント２３の両端部は、そのＡｌワイヤー２２１，２２２に超音波ボンディングにより固定してある。その固定の際Ａｌワイヤー２２１，２２２は、フィラメント２３の長手方向と交差するように配置してある。
【００１４】
フィラメント２３の固定には、まず超音波ボンディングによりＡｌワイヤー２２１，２２２をＡｌ薄膜２１１，２１２に固定する。次にその固定されたＡｌワイヤー２２１，２２２に、冶具の枠（図示せず）に張架したフィラメント２３を載置し、フィラメント２３とＡｌワイヤー２２１，２２２の一部分に、後述するように超音波ボンディングツールを押し付けて段状の固定部２２３を、例えばオフセットした位置に形成してフィラメント２３を固定する。フィラメント２３の端部は、固定部２２３の段状面の底部と立上り部に沿って埋め込まれ、その段状面でＬ字状或いは逆Ｌ字状に屈曲している。フィラメント２３は、Ａｌワイヤー２２１，２２２の固定部２２３が形成されていない部分の周面で所定の高さに保持される。即ちＡｌワイヤー２２１，２２２は、フィラメント２３を固定する部分と、フィラメント２３を所定の高さに保持する部分（スペーサー部）とからなる。したがってＡｌワイヤー２２１，２２２は、フィラメント２３のスペーサー用部材であるとともに、固定用部材でもある。
【００１５】
フィラメント２３の端部は、固定部２２３でＬ字状或いは逆Ｌ字状に屈曲し、さらにＡｌワイヤー２２１，２２２のスペーサー部の周面でフィラメント２３の張架方向へ屈曲している。したがってフィラメント２３の端部は、固定部２２３の部分においてＺ字状或いは逆Ｚ字状に屈曲してフィラメント２３の張架方向へ伸びている。その結果後述するように、フィラメント２３は、その屈曲部分が固定部２２３に引掛かってすっぽ抜け難くなり、かつ屈曲部分により接合面積が増大するため、フィラメント２３の張架方向の固定強度が高められる。
【００１６】
なおフィラメント２３は、図示しない中間基板を気密容器内に設けて、その中間基板に固定することもできる。またフィラメント２３に代えて、金属線にカーボンナノチューブをコーティングした電界電子放出型の線状陰極を用いることもできる。
【００１７】
ここで、Ａｌ薄膜２１１，２１２は、スパッタリング等によって膜厚０．１μｍ以上に形成した。Ａｌワイヤー２２１，２２２は、直径が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度のものを使用できるが、本実施の形態は、０．４ｍｍのものを使用した。Ａｌワイヤー２２１，２２２の固定部２２３の底部の幅（フィラメント２３の張架方向の長さ）は、約０．２ｍｍ、Ａｌワイヤー２２１，２２２の固定部２２３が形成されていない部分の幅は、約０．３ｍｍである。直径０．４ｍｍのＡｌワイヤー２２１，２２２は、固定部２２３を形成する際押し潰されて幅約０．５〜０．６ｍｍになる。またＡｌワイヤー２２１，２２２の固定部２２３の底部と固定部２２３が形成されていない部分の高さの差は、約０．２ｍｍである。
【００１８】
フィラメント２３は、Ｗ線の芯線に三元炭酸塩（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）の電子放出材料をコーティングしたものを用いた。Ｗ線の芯線は、太さ０．３ＭＧ（直径約１０μｍ）〜７．５３ＭＧ（直径約５０μｍ）程度のものを使用するが、本実施の形態は、太さ０．６４ＭＧ（直径約１５μｍ）のものを使用し、電子放出材料のコーティング後の直径が約３０μｍのものを使用した。
【００１９】
フィラメント２３と基板１１１との間隔は、０．３ｍｍ程度に設定し、また各フィラメント２３の間隔は、０．８〜３ｍｍ程度に設定した。フィラメント２３と基板１１１との間隔は、固定後のＡｌワイヤー２２１，２２２の高さによって決まるから、Ａｌワイヤー２２１，２２２の超音波ボンディング前の太さが同じ場合には、超音波ボンディング装置の超音波出力、接合時間、超音波ボンディングツールの加重を変えることにより、所定の大きさにすることができる。
なおＡｌ薄膜２１１，２１２は、薄膜に代えて、膜厚１０μｍ以上の厚膜を印刷等によって形成してもよい。
【００２０】
Ａｌワイヤー２２１，２２２は、フィラメント２３を所定の高さに保持するスペーサーであるとともに、フィラメント２３の固定部材でもあるから、従来の蛍光表示管のように、フィラメントの固定用部材とスペーサー用部材を別々に設ける必要がない。即ち本願発明は、フィラメントの固定用部材とスペーサー用部材を一体化したから、従来のスペーサーの設置スペースが不要になり、その分蛍光表示管のデッドスペースを小さくすることができ、蛍光表示管を小型にすることができる。因みにＡｌワイヤー２２１と側面板１２２の間隔、及びＡｌワイヤー２２２と側面板１２４の間隔は、１ｍｍ程度にすることができる。
またフィラメントの固定用部材とスペーサー用部材を一体化したから、部品点数が少なくなり、蛍光表示管の製造コストを低減することができる。
【００２１】
従来の蛍光表示管は、フィラメントの固定用とスペーサー用の２本のＡｌワイヤーを設けるから、フィラメントの端部は、その２本のＡｌワイヤーによって放熱する。これに対して本願発明の蛍光表示管は、１本のＡｌワイヤーを設けるのみであるから、フィラメント端部の放熱量は、半分になる。その結果本願発明の蛍光表示管は、いわゆるエンドクールの範囲が小さくなり、表示に有効な領域を大きくすることができ、かつ消費電力を小さくできる。
【００２２】
図２は、フィラメントの超音波ボンディングを説明する図で、図１のＹ１−Ｙ１部分のＡｌ薄膜２１１とＡｌワイヤー２２１側に相当する部分のみ図示してある。図示してないＡｌ薄膜２１２とＡｌワイヤー２２２側についても同様である。図２（ｂ）、図２（ｄ）及び図２（ｆ）は、図２（ａ）、図２（ｃ）及び図２（ｅ）のＹ３−Ｙ３部分の矢印方向の断面図である。
【００２３】
基板１１１のＡｌ薄膜２１１にＡｌワイヤー２２１を載置し（図２（ａ）、図２（ｂ））、Ａｌワイヤー２２１に超音波ボンディングツール（ウエッジツール）５１の凹部５１１を押し付け、超音波ボンディングツール５１に超音波を印加して、Ａｌワイヤー２２１をＡｌ薄膜２１１に固定する。次にＡｌ薄膜２１１に固定したＡｌワイヤー２２１にフィラメント２３を載置し（図２（ｃ）、図２（ｄ））、フィラメント２３とＡｌワイヤー２２１の一部に超音波ボンディングツール５２の平らな端面を押し付け、超音波ボンディングツール５２に超音波を印加して、フィラメント２３をＡｌワイヤー２２１に固定する。
【００２４】
固定したフィラメント２３とＡｌワイヤー２２１の断面は、図２（ｅ）、図２（ｆ）のようになる。フィラメント２３は、Ａｌワイヤー２２１の固定部２２３の段状面の底部２２３１と立上り部２２３２に沿って埋め込まれ、Ｚ字状或いは逆Ｚ字状に屈曲して、フィラメント２３の張架方向へ伸びている。フィラメント２３は、底部２２３１、立上り部２２３２に完全に埋め込まれるが、仮に表面の一部が露出してもフィラメント２３の断線強度以上の固定強度が得られる。
またフィラメント２３は、立上り部２２３２の上端においてフィラメント２３の張架方向へほぼ直角に屈曲しているから、屈曲部分が立上り部２２３２に引掛かってすっぽ抜け難くなる。したがってフィラメント２３の張架方向の引っ張り力に対する固定強度が高くなる。
【００２５】
図２の場合、Ａｌ薄膜２１１にＡｌワイヤー２２１を固定するときと、Ａｌワイヤー２２１にフィラメント２３を固定するときとで、異なる２種類の超音波ボンディングツール５１，５２を使用しているが、Ａｌワイヤー２２１にフィラメント２３を固定するとき、超音波ボンディングツール５１の凹部５１１が形成されていない平らな部分を使用することにより、Ａｌワイヤー２２１の固定とフィラメント２３の固定を同じ超音波ボンディングツール５１のみで行うこともできる。また超音波ボンディングツール５１，５２は、フィラメント２３毎に順次移動して駆動するが、複数のフィラメントを同時にボンディングする構造のものを用いることもできる。
【００２６】
なおフィラメント２３は、芯線に三元炭酸塩をコーティングしてあるが、三元炭酸塩は、ボンディングの際簡単にはがれるから、事前に除去しておいてもよいし除去しなくてもよい。
【００２７】
ここで超音波ボンディング装置の超音波出力は１５Ｗ、超音波ボンディングツールの荷重は１，１００ｇ、接合時間は２５０ｍ秒に設定した。なお超音波ボンディングの設定条件は、図２（ａ）と図２（ｃ）とで同じでよいが、同じでなくてもよい。Ａｌ薄膜２１１とＡｌワイヤー２２１との固定強度（接合強度）は、約２０Ｎ、フィラメント２３とＡｌワイヤー２２１との固定強度は、フィラメント２３の断線強度である約０．５Ｎ以上であった。フィラメント２３とＡｌワイヤー２２１との固定強度は、フィラメント２３の断線強度よりも大きくなり、フィラメント２３の固定には、十分な大きさである。
【００２８】
図３は、Ａｌワイヤー２２１の固定とフィラメント２３の固定とを同時に行う例である。図３（ｂ）、図３（ｄ）は、図３（ａ）、図３（ｃ）のＹ３−Ｙ３部分の矢印方向の断面図である。
【００２９】
基板１１１のＡｌ薄膜２１１にＡｌワイヤー２２１を載置し、そのＡｌワイヤー２２１にフィラメント２３を載置し（図３（ａ），図３（ｂ））、フィラメント２３とＡｌワイヤー２２１の一部に超音波ボンディングツール５２の平らな端面を押し付け、超音波ボンディングツール５２に超音波を印加して、Ａｌワイヤー２２１をＡｌ薄膜２１１に、またフィラメント２３をＡｌワイヤー２２１に固定する。
【００３０】
固定したフィラメント２３とＡｌワイヤー２２１の断面は、図３（ｃ）、図３（ｄ）のようになる。フィラメント２３は、Ａｌワイヤー２２１の固定部２２３に埋め込まれ、Ｚ字状或いは逆Ｚ字状に屈曲している。
この場合Ａｌワイヤー２２１は、超音波ボンディングツール５２に押圧されない部分はＡｌ薄膜２１１に固定されないから、Ａｌワイヤー２２１の固定面積（接合面積）は、Ａｌワイヤー２２１全体に超音波ボンディングツール５２を押し付けたときよりも小さくなり、固定強度も小さくなると考えられる。しかしその固定強度は、フィラメント２３の断線強度よりはるかに大きいから、フィラメント２３の固定に支障はない。
【００３１】
図３の場合には、Ａｌワイヤー２２１の固定とフィラメント２３の固定とを同時に行うから、それらの固定工程が簡単になる。またそれらの固定の際、Ａｌワイヤー２２１の非固定部分は、超音波ボンディングツール５２によって押しつぶされないから、Ａｌワイヤー２２１のボンディング前の直径がフィラメント２３のスペーサーの高さになる。即ちフィラメント２３のスペーサーの高さは、Ａｌワイヤー２２１のボンディング前の直径で決まるから、スペーサーの高さの設定が容易になる。
【００３２】
図４は、Ａｌワイヤー２２１の固定とフィラメント２３の固定とを同時に行う例で、図３の場合よりもフィラメント２３の固定面積を大きくする例である。図４（ｂ）、図４（ｄ）は、図４（ａ）、図４（ｃ）のＹ３−Ｙ３部分の矢印方向の断面図である。
【００３３】
図３と同様に基板１１１のＡｌ薄膜２１１にＡｌワイヤー２２１を載置し、そのＡｌワイヤー２２１にフィラメント２３を載置して（図４（ａ）、図４（ｂ））、超音波ボンディングツール５３によりフィラメント２３とＡｌワイヤー２２１を同時に固定する。その際、超音波ボンディングツール５３は、Ａｌワイヤー２２１にフィラメント２３のスペーサー部となる凸部２２４を形成する凹部５３１を有するものを用い、Ａｌワイヤー２２１全体に超音波ボンディングツール５３を押し付け、超音波ボンディングツール５３に超音波を印加して、Ａｌワイヤー２２１をＡｌ薄膜２１１に、またフィラメント２３をＡｌワイヤー２２１に固定する。超音波ボンディングツール５３の凹部５３１の深さは、Ａｌワイヤー２２１に凸部２２４を形成したとき、Ａｌワイヤー２２１が凹部５３１の頂部（或いは底部）に接触しなくてもよいし、接触してもよい。凸部２２４の高さは、前者の場合には、Ａｌワイヤー２２１の直径にほぼ等しくなり、後者の場合には、凹部５３１の深さによって規定される。
【００３４】
固定したフィラメント２３とＡｌワイヤー２２１の断面は、図４（ｃ）、図４（ｄ）のようになる。フィラメント２３は、Ａｌワイヤー２２１の固定部２２３に埋め込まれ、Ｚ字状或いは逆Ｚ字状に屈曲している。フィラメント２３は、凸部２２４により所定の高さに保持される。
図４の場合には、Ａｌワイヤー２２１の固定とフィラメント２３の固定とを同時に行うことができ、かつＡｌワイヤー２２１の固定面積を大きくすることができる。
【００３５】
図５は、Ａｌワイヤー２２１をフィラメント２３の長手方向に配置して、フィラメント２３をＡｌワイヤー２２１に固定する例である。図５（ｂ）、図５（ｄ）及び図５（ｆ）は、図５（ａ）、図５（ｃ）及び図５（ｅ）のＹ３−Ｙ３部分の矢印方向の断面図である。
【００３６】
Ａｌ薄膜２１１にＡｌワイヤー２２１をその長手方向がフィラメント２３の張架方向とほぼ平行になるように載置し（図５（ａ）、図５（ｂ））、Ａｌワイヤー２２１に超音波ボンディングツール５１の凹部５１１を押し付け、超音波ボンディングツール５１に超音波を印加して、Ａｌ薄膜２１１にＡｌワイヤー２２１を固定する。次にＡｌ薄膜２１１に固定したＡｌワイヤー２２１に、フィラメント２３をＡｌワイヤー２２１の長手方向とほぼ平行するように載置し（図５（ｃ）、図５（ｄ））、フィラメント２３とＡｌワイヤー２２１の一部に超音波ボンディングツール５２の平らな端面を押し付け、超音波ボンディングツール５２に超音波を印加して、フィラメント２３をＡｌワイヤー２２１に固定する。
固定したＡｌワイヤー２２１とフィラメント２３の断面は、図５（ｅ）、図５（ｆ）のようになる。フィラメント２３は、Ａｌワイヤー２２１の固定部２２３に埋め込まれ、Ｚ字状或いは逆Ｚ字状に屈曲している。
【００３７】
図５の場合、Ａｌワイヤー２２１とフィラメント２３は、それらの長手方向が同じになるように（平行になるように）配置するから、Ａｌワイヤー２２１の間隔を狭くすることができる。したがってフィラメント２３を微細ピッチで配置することができる。
【００３８】
図６は、図１の蛍光表示管のフィラメント２３の詳細な構造例を示す。
図６（ａ）のフィラメント２３は、フィラメント全体がコイル状で、全体が同一ピッチで構成されている。図６（ｂ）のフィラメント２３は、フィラメント全体がコイル状で、部分的に異なるピッチで構成されている。図６（ｃ）のフィラメント２３は、コイル状部分と直線状部分とによって構成されている。図６（ｄ）のフィラメント２３は、全体が直線状に構成されている。
なおフィラメント２３は、Ｗ線、Ｗ合金線（Ｗ，Ｒｅ）等の芯線に三元炭酸塩（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）等の電子放出材料をコーティングしたものを用いることができる。
【００３９】
図６（ａ）〜図６（ｃ）のようにフィラメント等の線状部材にコイル状部を形成することにより、線状部材にテンションを付与する。線状部材が、例えば陰極用フィラメント場合、そのフィラメントを通電加熱したときにフィラメントが熱膨張して伸びても、その伸びをコイル状部によって吸収するため、フィラメントが弛んでグリッド等の部品に接触することがない。このことは、線状部材がグリッド（線状グリッド）の場合も同様である。また線状部材をフィラメントダンパー等として用いる場合には、通電加熱する必要がないため、図６（ａ）〜図６（ｃ）のように必ずしもコイル状部を形成する必要はない。
なおフィラメント２３が直線状の場合には、フィラメントを固定する際、フィラメントを冶具の枠にタイトに張架して作業することにより、フィラメントにコイル部を設けなくても支障がない。またフィラメントの線状ダンパーを設けてもよい。
【００４０】
前記各実施の形態は、スペーサー用Ａｌワイヤーに形成するフィラメントの固定部について、底部と立上り部からなる段状面を有する構造のものを例に説明したが、鋸歯状、凹凸状、階段状、曲面状等の段状面であってもよい。
前記各実施の形態は、Ａｌ薄膜に固定したＡｌワイヤーにフィラメントの端部を固定する例について説明したが、Ａｌワイヤー及びＡｌ薄膜は、Ａｌに限らず、Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ等の金属であればよい。
またＡｌワイヤー（ボンディングワイヤー）は、ワイヤーに限らず、フィラメント等の線状部材を所定の高さに保持できる金属ブロック等の導電材ブロックであればよいから、本願発明は、Ａｌワイヤー等の金属スペーサーを含めて導電材スペーサーと呼ぶ。またＡｌ薄膜は、薄膜に限らず、薄膜、厚膜等の金属層であればよいから、本願発明は、Ａｌ薄膜等の金属層を含めて導電材層と呼ぶ。
【００４１】
前記実施の形態は、フィラメントの固定について説明したが、フィラメントに限らず、線状グリッド、フィラメント又は線状グリッドの振動防止用の線状ダンパーや線状スペーサー、線状ゲッター等の線状部材を所定の高さに保持して固定する場合にも適用できる。
【００４２】
前記各実施の形態の蛍光表示管は、グリッドを備えている、いわゆる３極管型のものについて説明したが、グリッドを備えていない、いわゆる２極管型のものであってもよい。
前記各実施の形態は、蛍光表示管を例に説明したが、フィラメント、線状グリッド、線状スペーサー、線状ダンパー、線状ゲッター等の線状部材を所定の高さに保持して固定する蛍光発光管、例えば、陰極線管等の表示管、熱陰極放電管等の表示管であってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本願発明は、フィラメント、線状グリッド、線状スペーサー、線状ダンパー、線状ゲッター等の線状部材を金属スペーサーに超音波ボンディングにより固定する際、金属スペーサーの固定部に線状部材を屈曲させて埋め込むから、線状部材は、屈曲部が固定部に引掛かってすっぽ抜け難くなり、かつ屈曲により固定部の接触面積が増大する。したがって線状部材の張架方向の引っ張り力に対する固定強度が高くなる。
【００４４】
本願発明は、蛍光発光管において、Ａｌ薄膜等の金属層に固定した金属スペーサーに、線状部材を所定の高さに保持した状態で固定できるから、従来のように線状部材を所定の高さに保持する高さ保持部材（スペーサー部材）と固定部材を別々に設置する必要がない。即ち一個の金属スペーサーがその両部材を兼ねているから、高さ保持部材と固定部材の設置スペースを小さくすることができ、蛍光発光管を小型にすることができる。
【００４５】
本願発明は、高さ保持部材と固定部材を一個の金属スペーサーで実現できるから、固定工程数を少なくすることができ、かつ部品点数を少なくすることができるから、蛍光発光管の製造コストを低減することができる。
また本願発明は、線状部材と金属スペーサーを同一工程で同時に同一の超音波ボンディング装置により固定することもできるから、線状部材の固定作業が効率的で容易になり、固定作業時間を短縮できる。
【００４６】
本願発明は、金属スペーサーと線状部材をそれらの長手方向が同じになるように（平行になるように）配置することにより、隣接する線状部材の間隔を狭くすることができるから、線状部材を微細ピッチで配置することができる。
本願発明は、金属スペーサーを超音波ボンディングによって固定するから、その固定の際熱を従来のように発生しない。したがって固定時の発熱によって他の部品等に損傷を与えることがない。
本願発明は、フィラメントの１端に１個の金属スペーサーを設けるのみでよいから、フィラメント端部の放熱量が小さくなる。したがってエンドクールの範囲が小さくなり、表示に有効な領域を大きくすることができ、かつ消費電力を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態に係る蛍光表示管の断面図である。
【図２】フィラメント（線状部材）とＡｌワイヤー（導電材スペーサー）を別々に固定する例を示す図である。
【図３】フィラメントとＡｌワイヤーを同時に固定する例を示す図である。
【図４】Ａｌワイヤーにフィラメントのスペーサー用凸部を形成する例を示す図である。
【図５】フィラメントとＡｌワイヤーの長手方向が同じになるようにそれらを配置して固定する例を示す図である。
【図６】図１の蛍光表示管のフィラメントの詳細な構造例を示す図である。
【図７】従来の蛍光表示管の断面図である。
【符号の説明】
１１１，１１２ ガラス等の基板
１２１〜１２４ ガラス等の側面板（側面部材）
２１１，２１２ カソード電極用のＡｌ薄膜（導電材層）
２２１，２２２ Ａｌワイヤー（導電材スペーサー）
２２３ フィラメントの固定部
２２４ フィラメントのスペーサー用の凸部
２３ フィラメント（（線状部材）
３１ 蛍光体を塗布したアノード電極
３３ グリッド
５１，５２，５３ 超音波ボンディングツール
５１１，５３１ 超音波ボンディングツールの凹部
【発明の属する技術分野】
本願発明は、陰極フィラメント、線状グリッド、フィラメント又は線状グリッドの線状ダンパー、フィラメント又は線状グリッドの線状スペーサー等の線状部材を備えた蛍光表示管等の蛍光発光管に関し、特にその線状部材の固定構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７により従来の蛍光表示管について説明する（特許文献１参照）。
図７（ａ）は、図７（ｂ）のＸ２−Ｘ２部分の矢印方向の断面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＸ１−Ｘ１部分の矢印方向の断面図である。
蛍光表示管は、対向する複数基板（第１基板、第２基板）１１１，１１２と、側面板１２１〜１２４とからなる気密容器を備え、その気密容器内に、熱陰極用のフィラメント２３、金属メッシュや金属線等からなるグリッド３３、金属からなり表面に蛍光体を塗布したアノード電極３１等を備えている。フィラメント２３から放出された電子は、グリッド３３により制御されてアノード電極３１に到達し、アノード電極３１の蛍光体を励起して発光させる。
【０００３】
基板１１１には、１対のカソード電極用のＡｌ薄膜２１１，２１２を形成してある。フィラメント２３の両端は、Ａｌ薄膜２１１とＡｌワイヤー２５１の間、及びＡｌ薄膜２１２とＡｌワイヤー２５２の間に挟持した状態で、Ａｌワイヤー２５１，２５２をＡｌ薄膜２１１，２１２に超音波ボンディングにより固定してある。フィラメント２３は、Ａｌワイヤーのスペーサー２６１，２６２によって所定の高さに保持されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２４５９２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７の従来の蛍光表示管は、フィラメント２３を固定する場合、フィラメント２３の両端をＡｌワイヤー２５１，２５２によってＡｌ薄膜２１１，２１２に固定するとともに、フィラメント２３を所定の高さに保持するためにスペーサー２６１，２６２を設置する必要がある。そのため蛍光表示管のデッドスペースが大きくなり、蛍光表示管の小型化の障害になっている。
またフィラメント２３は、スペーサー２６１，２６２に接触しているのみでそれらに固定してないため、蛍光表示管の組立中や使用中にスペーサー２６１，２６２の長手方向に横滑りすることがある。その横滑りにより、陽極３１の蛍光体の発光が変化して蛍光表示管の表示品質が低下する。
【０００６】
図７の従来の蛍光表示管は、フィラメント２３を固定するＡｌワイヤー２５１，２５２と、フィラメント２３を所定の高さに保持するスペーサー２６１，２６２とを別々に設けるため、フィラメント２３の固定用Ａｌワイヤーとスペーサー用Ａｌワイヤーが必要になる。
【０００７】
本願発明は、これらの問題点に鑑み、蛍光表示管等の蛍光発光管において、フィラメント等の線状部材の両端を固定する部材とスペーサー用部材とを一体化してデッドスペースを小さくすること、その一体化によりフィラメント等の線状部材の固定用とスペーサー用のＡｌワイヤー等の線材を少なくすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の蛍光発光管は、少なくとも第１基板と第２基板を備えた気密容器、その気密容器の内部に配設した陰極、アノード電極を備えた蛍光発光管において、気密容器内に線状部材を所定の高さに保持しその線状部材の少なくとも１端部を固定する導電材スペーサー及びその導電材スペーサーを固定する導電材層を備え、前記線状部材の端部は超音波ボンディングにより前記導電材スペーサーの固定部の段状面に沿って固定されていることを特徴とする。
請求項２に記載の蛍光発光管は、少なくとも第１基板と第２基板を備えた気密容器、その気密容器の内部に配設した陰極、アノード電極を備えた蛍光発光管において、気密容器内に線状部材を所定の高さに保持しその線状部材の少なくとも１端部を固定する導電材スペーサー及びその導電材スペーサーを固定する導電材層を備え、前記導電材スペーサーは前記線状部材のスペーサー部を除いて段状の固定部が形成され、前記線状部材は超音波ボンディングによりその固定部の段状面に沿って固定されていることを特徴とする。
請求項３に記載の蛍光発光管は、請求項１又は請求項２に記載の蛍光発光管において、前記導電材スペーサーと前記線状部材はそれらの長手方向が同じになるように配置してあることを特徴とする。
請求項４に記載の蛍光発光管は、請求項１又は請求項２に記載の蛍光発光管において、前記線状部材は、陰極用のフィラメント、線状ダンパー、線状スペーサー、線状グリッド、又は線状ゲッターであることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１〜図６により本願発明の実施の形態に係る、蛍光発光管の一種である蛍光表示管を説明する。なお各図に共通の部分は、同じ符号を使用している。また同じ構成要素が複数存在する場合には、その中の１つにのみ符号を付してある。
【００１０】
図１は、本願発明の実施の形態に係る蛍光表示管の断面図で、図１（ａ）は、図１（ｂ）のＹ２−Ｙ２部分の矢印方向の断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＹ１−Ｙ１部分の矢印方向の断面図である。
【００１１】
蛍光表示管は、気密容器を備え、その気密容器は、少なくとも対向するガラス等の絶縁材からなる複数基板（第１基板、第２基板）１１１，１１２を備えている。各基板１１１，１１２は、ガラス等の絶縁材からなる側面板１２１〜１２４とフリットガラス（図示せず）により封止して気密容器を形成している。なお側面板１２１〜１２４を用いずに、フリットガラスのみで両基板１１１，１１２を封止して気密容器を形成することもできる。そこでこれらの側面板１２１〜１２４、フリットガラスを側面部材と呼ぶ。
【００１２】
気密容器内には、熱陰極用のフィラメント２３、金属メッシュや金属線等からなるグリッド３３、金属からなり表面に蛍光体を塗布したアノード電極３１等を備えている。フィラメント２３から放出された電子は、グリッド３３により制御されてアノード電極３１に到達し、アノード電極３１の蛍光体を励起して発光させる。
なお基板１１１，１１２の内、少なくともアノード電極３１の蛍光体の発光を観察する側の基板は、透明のガラスを使用している。
【００１３】
基板１１１には、４本のフィラメント２３に対して１対のカソード電極用のＡｌ薄膜２１１，２１２を形成してある。１対のカソード電極用のＡｌ薄膜２１１，２１２は、１本のフィラメント毎に独立して形成してもよい。またＡｌ薄膜２１１，２１２の間には、ネサ電極（図示せず）を形成してある。
Ａｌワイヤー２２１，２２２は、超音波ボンディングによりＡｌ薄膜２１１，２１２に固定し、フィラメント２３の両端部は、そのＡｌワイヤー２２１，２２２に超音波ボンディングにより固定してある。その固定の際Ａｌワイヤー２２１，２２２は、フィラメント２３の長手方向と交差するように配置してある。
【００１４】
フィラメント２３の固定には、まず超音波ボンディングによりＡｌワイヤー２２１，２２２をＡｌ薄膜２１１，２１２に固定する。次にその固定されたＡｌワイヤー２２１，２２２に、冶具の枠（図示せず）に張架したフィラメント２３を載置し、フィラメント２３とＡｌワイヤー２２１，２２２の一部分に、後述するように超音波ボンディングツールを押し付けて段状の固定部２２３を、例えばオフセットした位置に形成してフィラメント２３を固定する。フィラメント２３の端部は、固定部２２３の段状面の底部と立上り部に沿って埋め込まれ、その段状面でＬ字状或いは逆Ｌ字状に屈曲している。フィラメント２３は、Ａｌワイヤー２２１，２２２の固定部２２３が形成されていない部分の周面で所定の高さに保持される。即ちＡｌワイヤー２２１，２２２は、フィラメント２３を固定する部分と、フィラメント２３を所定の高さに保持する部分（スペーサー部）とからなる。したがってＡｌワイヤー２２１，２２２は、フィラメント２３のスペーサー用部材であるとともに、固定用部材でもある。
【００１５】
フィラメント２３の端部は、固定部２２３でＬ字状或いは逆Ｌ字状に屈曲し、さらにＡｌワイヤー２２１，２２２のスペーサー部の周面でフィラメント２３の張架方向へ屈曲している。したがってフィラメント２３の端部は、固定部２２３の部分においてＺ字状或いは逆Ｚ字状に屈曲してフィラメント２３の張架方向へ伸びている。その結果後述するように、フィラメント２３は、その屈曲部分が固定部２２３に引掛かってすっぽ抜け難くなり、かつ屈曲部分により接合面積が増大するため、フィラメント２３の張架方向の固定強度が高められる。
【００１６】
なおフィラメント２３は、図示しない中間基板を気密容器内に設けて、その中間基板に固定することもできる。またフィラメント２３に代えて、金属線にカーボンナノチューブをコーティングした電界電子放出型の線状陰極を用いることもできる。
【００１７】
ここで、Ａｌ薄膜２１１，２１２は、スパッタリング等によって膜厚０．１μｍ以上に形成した。Ａｌワイヤー２２１，２２２は、直径が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度のものを使用できるが、本実施の形態は、０．４ｍｍのものを使用した。Ａｌワイヤー２２１，２２２の固定部２２３の底部の幅（フィラメント２３の張架方向の長さ）は、約０．２ｍｍ、Ａｌワイヤー２２１，２２２の固定部２２３が形成されていない部分の幅は、約０．３ｍｍである。直径０．４ｍｍのＡｌワイヤー２２１，２２２は、固定部２２３を形成する際押し潰されて幅約０．５〜０．６ｍｍになる。またＡｌワイヤー２２１，２２２の固定部２２３の底部と固定部２２３が形成されていない部分の高さの差は、約０．２ｍｍである。
【００１８】
フィラメント２３は、Ｗ線の芯線に三元炭酸塩（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）の電子放出材料をコーティングしたものを用いた。Ｗ線の芯線は、太さ０．３ＭＧ（直径約１０μｍ）〜７．５３ＭＧ（直径約５０μｍ）程度のものを使用するが、本実施の形態は、太さ０．６４ＭＧ（直径約１５μｍ）のものを使用し、電子放出材料のコーティング後の直径が約３０μｍのものを使用した。
【００１９】
フィラメント２３と基板１１１との間隔は、０．３ｍｍ程度に設定し、また各フィラメント２３の間隔は、０．８〜３ｍｍ程度に設定した。フィラメント２３と基板１１１との間隔は、固定後のＡｌワイヤー２２１，２２２の高さによって決まるから、Ａｌワイヤー２２１，２２２の超音波ボンディング前の太さが同じ場合には、超音波ボンディング装置の超音波出力、接合時間、超音波ボンディングツールの加重を変えることにより、所定の大きさにすることができる。
なおＡｌ薄膜２１１，２１２は、薄膜に代えて、膜厚１０μｍ以上の厚膜を印刷等によって形成してもよい。
【００２０】
Ａｌワイヤー２２１，２２２は、フィラメント２３を所定の高さに保持するスペーサーであるとともに、フィラメント２３の固定部材でもあるから、従来の蛍光表示管のように、フィラメントの固定用部材とスペーサー用部材を別々に設ける必要がない。即ち本願発明は、フィラメントの固定用部材とスペーサー用部材を一体化したから、従来のスペーサーの設置スペースが不要になり、その分蛍光表示管のデッドスペースを小さくすることができ、蛍光表示管を小型にすることができる。因みにＡｌワイヤー２２１と側面板１２２の間隔、及びＡｌワイヤー２２２と側面板１２４の間隔は、１ｍｍ程度にすることができる。
またフィラメントの固定用部材とスペーサー用部材を一体化したから、部品点数が少なくなり、蛍光表示管の製造コストを低減することができる。
【００２１】
従来の蛍光表示管は、フィラメントの固定用とスペーサー用の２本のＡｌワイヤーを設けるから、フィラメントの端部は、その２本のＡｌワイヤーによって放熱する。これに対して本願発明の蛍光表示管は、１本のＡｌワイヤーを設けるのみであるから、フィラメント端部の放熱量は、半分になる。その結果本願発明の蛍光表示管は、いわゆるエンドクールの範囲が小さくなり、表示に有効な領域を大きくすることができ、かつ消費電力を小さくできる。
【００２２】
図２は、フィラメントの超音波ボンディングを説明する図で、図１のＹ１−Ｙ１部分のＡｌ薄膜２１１とＡｌワイヤー２２１側に相当する部分のみ図示してある。図示してないＡｌ薄膜２１２とＡｌワイヤー２２２側についても同様である。図２（ｂ）、図２（ｄ）及び図２（ｆ）は、図２（ａ）、図２（ｃ）及び図２（ｅ）のＹ３−Ｙ３部分の矢印方向の断面図である。
【００２３】
基板１１１のＡｌ薄膜２１１にＡｌワイヤー２２１を載置し（図２（ａ）、図２（ｂ））、Ａｌワイヤー２２１に超音波ボンディングツール（ウエッジツール）５１の凹部５１１を押し付け、超音波ボンディングツール５１に超音波を印加して、Ａｌワイヤー２２１をＡｌ薄膜２１１に固定する。次にＡｌ薄膜２１１に固定したＡｌワイヤー２２１にフィラメント２３を載置し（図２（ｃ）、図２（ｄ））、フィラメント２３とＡｌワイヤー２２１の一部に超音波ボンディングツール５２の平らな端面を押し付け、超音波ボンディングツール５２に超音波を印加して、フィラメント２３をＡｌワイヤー２２１に固定する。
【００２４】
固定したフィラメント２３とＡｌワイヤー２２１の断面は、図２（ｅ）、図２（ｆ）のようになる。フィラメント２３は、Ａｌワイヤー２２１の固定部２２３の段状面の底部２２３１と立上り部２２３２に沿って埋め込まれ、Ｚ字状或いは逆Ｚ字状に屈曲して、フィラメント２３の張架方向へ伸びている。フィラメント２３は、底部２２３１、立上り部２２３２に完全に埋め込まれるが、仮に表面の一部が露出してもフィラメント２３の断線強度以上の固定強度が得られる。
またフィラメント２３は、立上り部２２３２の上端においてフィラメント２３の張架方向へほぼ直角に屈曲しているから、屈曲部分が立上り部２２３２に引掛かってすっぽ抜け難くなる。したがってフィラメント２３の張架方向の引っ張り力に対する固定強度が高くなる。
【００２５】
図２の場合、Ａｌ薄膜２１１にＡｌワイヤー２２１を固定するときと、Ａｌワイヤー２２１にフィラメント２３を固定するときとで、異なる２種類の超音波ボンディングツール５１，５２を使用しているが、Ａｌワイヤー２２１にフィラメント２３を固定するとき、超音波ボンディングツール５１の凹部５１１が形成されていない平らな部分を使用することにより、Ａｌワイヤー２２１の固定とフィラメント２３の固定を同じ超音波ボンディングツール５１のみで行うこともできる。また超音波ボンディングツール５１，５２は、フィラメント２３毎に順次移動して駆動するが、複数のフィラメントを同時にボンディングする構造のものを用いることもできる。
【００２６】
なおフィラメント２３は、芯線に三元炭酸塩をコーティングしてあるが、三元炭酸塩は、ボンディングの際簡単にはがれるから、事前に除去しておいてもよいし除去しなくてもよい。
【００２７】
ここで超音波ボンディング装置の超音波出力は１５Ｗ、超音波ボンディングツールの荷重は１，１００ｇ、接合時間は２５０ｍ秒に設定した。なお超音波ボンディングの設定条件は、図２（ａ）と図２（ｃ）とで同じでよいが、同じでなくてもよい。Ａｌ薄膜２１１とＡｌワイヤー２２１との固定強度（接合強度）は、約２０Ｎ、フィラメント２３とＡｌワイヤー２２１との固定強度は、フィラメント２３の断線強度である約０．５Ｎ以上であった。フィラメント２３とＡｌワイヤー２２１との固定強度は、フィラメント２３の断線強度よりも大きくなり、フィラメント２３の固定には、十分な大きさである。
【００２８】
図３は、Ａｌワイヤー２２１の固定とフィラメント２３の固定とを同時に行う例である。図３（ｂ）、図３（ｄ）は、図３（ａ）、図３（ｃ）のＹ３−Ｙ３部分の矢印方向の断面図である。
【００２９】
基板１１１のＡｌ薄膜２１１にＡｌワイヤー２２１を載置し、そのＡｌワイヤー２２１にフィラメント２３を載置し（図３（ａ），図３（ｂ））、フィラメント２３とＡｌワイヤー２２１の一部に超音波ボンディングツール５２の平らな端面を押し付け、超音波ボンディングツール５２に超音波を印加して、Ａｌワイヤー２２１をＡｌ薄膜２１１に、またフィラメント２３をＡｌワイヤー２２１に固定する。
【００３０】
固定したフィラメント２３とＡｌワイヤー２２１の断面は、図３（ｃ）、図３（ｄ）のようになる。フィラメント２３は、Ａｌワイヤー２２１の固定部２２３に埋め込まれ、Ｚ字状或いは逆Ｚ字状に屈曲している。
この場合Ａｌワイヤー２２１は、超音波ボンディングツール５２に押圧されない部分はＡｌ薄膜２１１に固定されないから、Ａｌワイヤー２２１の固定面積（接合面積）は、Ａｌワイヤー２２１全体に超音波ボンディングツール５２を押し付けたときよりも小さくなり、固定強度も小さくなると考えられる。しかしその固定強度は、フィラメント２３の断線強度よりはるかに大きいから、フィラメント２３の固定に支障はない。
【００３１】
図３の場合には、Ａｌワイヤー２２１の固定とフィラメント２３の固定とを同時に行うから、それらの固定工程が簡単になる。またそれらの固定の際、Ａｌワイヤー２２１の非固定部分は、超音波ボンディングツール５２によって押しつぶされないから、Ａｌワイヤー２２１のボンディング前の直径がフィラメント２３のスペーサーの高さになる。即ちフィラメント２３のスペーサーの高さは、Ａｌワイヤー２２１のボンディング前の直径で決まるから、スペーサーの高さの設定が容易になる。
【００３２】
図４は、Ａｌワイヤー２２１の固定とフィラメント２３の固定とを同時に行う例で、図３の場合よりもフィラメント２３の固定面積を大きくする例である。図４（ｂ）、図４（ｄ）は、図４（ａ）、図４（ｃ）のＹ３−Ｙ３部分の矢印方向の断面図である。
【００３３】
図３と同様に基板１１１のＡｌ薄膜２１１にＡｌワイヤー２２１を載置し、そのＡｌワイヤー２２１にフィラメント２３を載置して（図４（ａ）、図４（ｂ））、超音波ボンディングツール５３によりフィラメント２３とＡｌワイヤー２２１を同時に固定する。その際、超音波ボンディングツール５３は、Ａｌワイヤー２２１にフィラメント２３のスペーサー部となる凸部２２４を形成する凹部５３１を有するものを用い、Ａｌワイヤー２２１全体に超音波ボンディングツール５３を押し付け、超音波ボンディングツール５３に超音波を印加して、Ａｌワイヤー２２１をＡｌ薄膜２１１に、またフィラメント２３をＡｌワイヤー２２１に固定する。超音波ボンディングツール５３の凹部５３１の深さは、Ａｌワイヤー２２１に凸部２２４を形成したとき、Ａｌワイヤー２２１が凹部５３１の頂部（或いは底部）に接触しなくてもよいし、接触してもよい。凸部２２４の高さは、前者の場合には、Ａｌワイヤー２２１の直径にほぼ等しくなり、後者の場合には、凹部５３１の深さによって規定される。
【００３４】
固定したフィラメント２３とＡｌワイヤー２２１の断面は、図４（ｃ）、図４（ｄ）のようになる。フィラメント２３は、Ａｌワイヤー２２１の固定部２２３に埋め込まれ、Ｚ字状或いは逆Ｚ字状に屈曲している。フィラメント２３は、凸部２２４により所定の高さに保持される。
図４の場合には、Ａｌワイヤー２２１の固定とフィラメント２３の固定とを同時に行うことができ、かつＡｌワイヤー２２１の固定面積を大きくすることができる。
【００３５】
図５は、Ａｌワイヤー２２１をフィラメント２３の長手方向に配置して、フィラメント２３をＡｌワイヤー２２１に固定する例である。図５（ｂ）、図５（ｄ）及び図５（ｆ）は、図５（ａ）、図５（ｃ）及び図５（ｅ）のＹ３−Ｙ３部分の矢印方向の断面図である。
【００３６】
Ａｌ薄膜２１１にＡｌワイヤー２２１をその長手方向がフィラメント２３の張架方向とほぼ平行になるように載置し（図５（ａ）、図５（ｂ））、Ａｌワイヤー２２１に超音波ボンディングツール５１の凹部５１１を押し付け、超音波ボンディングツール５１に超音波を印加して、Ａｌ薄膜２１１にＡｌワイヤー２２１を固定する。次にＡｌ薄膜２１１に固定したＡｌワイヤー２２１に、フィラメント２３をＡｌワイヤー２２１の長手方向とほぼ平行するように載置し（図５（ｃ）、図５（ｄ））、フィラメント２３とＡｌワイヤー２２１の一部に超音波ボンディングツール５２の平らな端面を押し付け、超音波ボンディングツール５２に超音波を印加して、フィラメント２３をＡｌワイヤー２２１に固定する。
固定したＡｌワイヤー２２１とフィラメント２３の断面は、図５（ｅ）、図５（ｆ）のようになる。フィラメント２３は、Ａｌワイヤー２２１の固定部２２３に埋め込まれ、Ｚ字状或いは逆Ｚ字状に屈曲している。
【００３７】
図５の場合、Ａｌワイヤー２２１とフィラメント２３は、それらの長手方向が同じになるように（平行になるように）配置するから、Ａｌワイヤー２２１の間隔を狭くすることができる。したがってフィラメント２３を微細ピッチで配置することができる。
【００３８】
図６は、図１の蛍光表示管のフィラメント２３の詳細な構造例を示す。
図６（ａ）のフィラメント２３は、フィラメント全体がコイル状で、全体が同一ピッチで構成されている。図６（ｂ）のフィラメント２３は、フィラメント全体がコイル状で、部分的に異なるピッチで構成されている。図６（ｃ）のフィラメント２３は、コイル状部分と直線状部分とによって構成されている。図６（ｄ）のフィラメント２３は、全体が直線状に構成されている。
なおフィラメント２３は、Ｗ線、Ｗ合金線（Ｗ，Ｒｅ）等の芯線に三元炭酸塩（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）等の電子放出材料をコーティングしたものを用いることができる。
【００３９】
図６（ａ）〜図６（ｃ）のようにフィラメント等の線状部材にコイル状部を形成することにより、線状部材にテンションを付与する。線状部材が、例えば陰極用フィラメント場合、そのフィラメントを通電加熱したときにフィラメントが熱膨張して伸びても、その伸びをコイル状部によって吸収するため、フィラメントが弛んでグリッド等の部品に接触することがない。このことは、線状部材がグリッド（線状グリッド）の場合も同様である。また線状部材をフィラメントダンパー等として用いる場合には、通電加熱する必要がないため、図６（ａ）〜図６（ｃ）のように必ずしもコイル状部を形成する必要はない。
なおフィラメント２３が直線状の場合には、フィラメントを固定する際、フィラメントを冶具の枠にタイトに張架して作業することにより、フィラメントにコイル部を設けなくても支障がない。またフィラメントの線状ダンパーを設けてもよい。
【００４０】
前記各実施の形態は、スペーサー用Ａｌワイヤーに形成するフィラメントの固定部について、底部と立上り部からなる段状面を有する構造のものを例に説明したが、鋸歯状、凹凸状、階段状、曲面状等の段状面であってもよい。
前記各実施の形態は、Ａｌ薄膜に固定したＡｌワイヤーにフィラメントの端部を固定する例について説明したが、Ａｌワイヤー及びＡｌ薄膜は、Ａｌに限らず、Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ等の金属であればよい。
またＡｌワイヤー（ボンディングワイヤー）は、ワイヤーに限らず、フィラメント等の線状部材を所定の高さに保持できる金属ブロック等の導電材ブロックであればよいから、本願発明は、Ａｌワイヤー等の金属スペーサーを含めて導電材スペーサーと呼ぶ。またＡｌ薄膜は、薄膜に限らず、薄膜、厚膜等の金属層であればよいから、本願発明は、Ａｌ薄膜等の金属層を含めて導電材層と呼ぶ。
【００４１】
前記実施の形態は、フィラメントの固定について説明したが、フィラメントに限らず、線状グリッド、フィラメント又は線状グリッドの振動防止用の線状ダンパーや線状スペーサー、線状ゲッター等の線状部材を所定の高さに保持して固定する場合にも適用できる。
【００４２】
前記各実施の形態の蛍光表示管は、グリッドを備えている、いわゆる３極管型のものについて説明したが、グリッドを備えていない、いわゆる２極管型のものであってもよい。
前記各実施の形態は、蛍光表示管を例に説明したが、フィラメント、線状グリッド、線状スペーサー、線状ダンパー、線状ゲッター等の線状部材を所定の高さに保持して固定する蛍光発光管、例えば、陰極線管等の表示管、熱陰極放電管等の表示管であってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本願発明は、フィラメント、線状グリッド、線状スペーサー、線状ダンパー、線状ゲッター等の線状部材を金属スペーサーに超音波ボンディングにより固定する際、金属スペーサーの固定部に線状部材を屈曲させて埋め込むから、線状部材は、屈曲部が固定部に引掛かってすっぽ抜け難くなり、かつ屈曲により固定部の接触面積が増大する。したがって線状部材の張架方向の引っ張り力に対する固定強度が高くなる。
【００４４】
本願発明は、蛍光発光管において、Ａｌ薄膜等の金属層に固定した金属スペーサーに、線状部材を所定の高さに保持した状態で固定できるから、従来のように線状部材を所定の高さに保持する高さ保持部材（スペーサー部材）と固定部材を別々に設置する必要がない。即ち一個の金属スペーサーがその両部材を兼ねているから、高さ保持部材と固定部材の設置スペースを小さくすることができ、蛍光発光管を小型にすることができる。
【００４５】
本願発明は、高さ保持部材と固定部材を一個の金属スペーサーで実現できるから、固定工程数を少なくすることができ、かつ部品点数を少なくすることができるから、蛍光発光管の製造コストを低減することができる。
また本願発明は、線状部材と金属スペーサーを同一工程で同時に同一の超音波ボンディング装置により固定することもできるから、線状部材の固定作業が効率的で容易になり、固定作業時間を短縮できる。
【００４６】
本願発明は、金属スペーサーと線状部材をそれらの長手方向が同じになるように（平行になるように）配置することにより、隣接する線状部材の間隔を狭くすることができるから、線状部材を微細ピッチで配置することができる。
本願発明は、金属スペーサーを超音波ボンディングによって固定するから、その固定の際熱を従来のように発生しない。したがって固定時の発熱によって他の部品等に損傷を与えることがない。
本願発明は、フィラメントの１端に１個の金属スペーサーを設けるのみでよいから、フィラメント端部の放熱量が小さくなる。したがってエンドクールの範囲が小さくなり、表示に有効な領域を大きくすることができ、かつ消費電力を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態に係る蛍光表示管の断面図である。
【図２】フィラメント（線状部材）とＡｌワイヤー（導電材スペーサー）を別々に固定する例を示す図である。
【図３】フィラメントとＡｌワイヤーを同時に固定する例を示す図である。
【図４】Ａｌワイヤーにフィラメントのスペーサー用凸部を形成する例を示す図である。
【図５】フィラメントとＡｌワイヤーの長手方向が同じになるようにそれらを配置して固定する例を示す図である。
【図６】図１の蛍光表示管のフィラメントの詳細な構造例を示す図である。
【図７】従来の蛍光表示管の断面図である。
【符号の説明】
１１１，１１２ ガラス等の基板
１２１〜１２４ ガラス等の側面板（側面部材）
２１１，２１２ カソード電極用のＡｌ薄膜（導電材層）
２２１，２２２ Ａｌワイヤー（導電材スペーサー）
２２３ フィラメントの固定部
２２４ フィラメントのスペーサー用の凸部
２３ フィラメント（（線状部材）
３１ 蛍光体を塗布したアノード電極
３３ グリッド
５１，５２，５３ 超音波ボンディングツール
５１１，５３１ 超音波ボンディングツールの凹部
Claims (4)
- 少なくとも第１基板と第２基板を備えた気密容器、その気密容器の内部に配設した陰極、アノード電極を備えた蛍光発光管において、気密容器内に線状部材を所定の高さに保持しその線状部材の少なくとも１端部を固定する導電材スペーサー及びその導電材スペーサーを固定する導電材層を備え、前記線状部材の端部は超音波ボンディングにより前記導電材スペーサーの固定部の段状面に沿って固定されていることを特徴とする蛍光発光管。
- 少なくとも第１基板と第２基板を備えた気密容器、その気密容器の内部に配設した陰極、アノード電極を備えた蛍光発光管において、気密容器内に線状部材を所定の高さに保持しその線状部材の少なくとも１端部を固定する導電材スペーサー及びその導電材スペーサーを固定する導電材層を備え、前記導電材スペーサーは前記線状部材のスペーサー部を除いて段状の固定部が形成され、前記線状部材は超音波ボンディングによりその固定部の段状面に沿って固定されていることを特徴とする蛍光発光管。
- 請求項１又は請求項２に記載の蛍光発光管において、前記導電材スペーサーと前記線状部材はそれらの長手方向が同じになるように配置してあることを特徴とする蛍光発光管。
- 請求項１又は請求項２に記載の蛍光発光管において、前記線状部材は、陰極用のフィラメント、線状ダンパー、線状スペーサー、線状グリッド、又は線状ゲッターであることを特徴とする蛍光発光管。
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