JP2009117254A - 蛍光表示管 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光表示管のフィラメントを低く且つ多く張架してパターンエリアの広い蛍光表示管を提供する。
【解決手段】蛍光表示管の気密容器内に配設するフィラメント状カソードを低く張架するためにフィラメントアンカーを台形状に成形したフレームに吊り下げ、且つ前記フレームを側面板方向に延長した支持体保持部を設けることによりフィラメント張架本数を多く出来た。併せて、前記支持体保持部に支持されたフィラメントと前記陽極基板の間に駆動用半導体素子を取り付けて、新たな構成のチップイングラス蛍光表示管を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、真空気密容器内に蛍光体層を形成した陽極並びに陰極としてのフィラメントを有するフィラメント支持構造に特徴を有する蛍光表示管に関するものである。

蛍光表示管は、絶縁性基板上面に蛍光体層が形成された陽極層を有する陽極基板と、側面板と前面板を低融点ガラスで接着して気密容器を構成し、前記気密容器内に熱電子を放出するフィラメントを有し、前記フィラメントから放出される熱電子を受けた蛍光体が発光する自発光素子である。

前記蛍光体の発光による蛍光表示管の発光輝度は、前記蛍光体層と前記フィラメントの距離、又は、前記蛍光体層の周囲にグリッド電極を有する蛍光表示管の場合は前記グリッドと前記フィラメントの距離で決まる。
そこで、蛍光表示管の輝度を向上させるために、前記蛍光体層と前記フィラメントの距離を短縮することが望まれる。
台形状に形成したフレーム部に、前記フィラメントを張架する部材としてのアンカー及びサポートを陽極基板側に向けて取り付けて、前記フィラメントを前記フレーム部と陽極基板の間に張架して、前述の前記蛍光体層と前記フィラメントの距離を短縮する技術が開示されている。（例えば特許文献１）

例えば、図６、７に示すように、蛍光表示管の気密容器内にＩＣチップ７５０を搭載しボンディングワイヤ７５１により不図示の陽極基板に形成された配線に接続されたチップイングラス蛍光表示管において、前記ＩＣチップ７５０の搭載によるデッドスペースを少なくするために、台形状に形成したフレーム部に、前記フィラメントを張架する部材としてのアンカー及びサポートを陽極基板側に向けて取り付けて、前記フィラメント４５０を前記フレーム５５０と陽極基板の間に張架し、併せて前記フレームとＩＣチップ７５０の間にフィラメントを張架したチップイングラス蛍光表示管が開示されている。
更に、前記フィラメントの張架本数を増すために別部材５５１を前記台形状フレームの上部に取り付ける技術も開示されている。（例えば特許文献２）

特開平６−３１３５１号公報 特開２００２−３６５５４７号公報

特許文献１に開示されている技術においては、同一気密容器内に表示面積を大きくとることを課題としその解決手段として、フィラメントを多く張架するためには成形部がアンカーに接触してしまいデッドスペースが出来てしまうという問題がある。
特許文献２に開示されている技術においては、台形状のフレーム５５０に別部材５５１を取り付けてフィラメントを多く張架していることから、部品点数も多くなり工程数も多くなる。
従って、工数が多くなること、並びに、部品の取り付け精度のばらつきが発生するという問題がある。

本願発明は、前記蛍光体層と前記フィラメントの距離を短縮し、且つ、フィラメント張架本数を多くした表示領域の広い蛍光表示管を提供することにある。
併せて、前記蛍光体層と前記フィラメントの距離を短縮し、且つ、フィラメント張架本数を多くした表示領域の広いチップイングラス蛍光表示管を提供することを目的とする。

本願発明者は鋭意検討した結果、上板部と同一平面状に一体に支持体保持部を設けることにより支持体を安定に保持する本願発明に至った。

請求項１の蛍光表示管は、蛍光体層が形成された陽極１１０を有する陽極基板１００と側面板２００と前面板３００を有する気密容器を有し、前記気密容器内に前記陽極基板１００上面に前記フィラメント４００を固定する為のフレーム５００を有し、前記フレーム５００にフィラメント支持体としてのアンカー６００を介して、支持されたフィラメント４００が前記気密容器内に張架された蛍光表示管に於いて、
前記フレーム５００は上板部５０５と、側板部５０３及び５０７と、固定部５０１及び５０９を有し、前記陽極基板１００に対して平行平面を形成する前記上板部５０５が固定部５０１及び５０９を介して前記陽極基板１００に固定され、上板部５０５を短辺とし前記陽極基板１１０を長辺とする台形状を成し、前記上板部５０５と同一平面に前記上板部５０５に対して前記側面板２０１方向に延在した支持体保持部５１０を有し、
前記アンカー６００は前記支持体保持部５１０に固定されるアンカー基体６０４を有し、前記基体６０４の突出部でＬ字に稜折り成形されたアンカー垂下部６０３を有し、前記アンカー垂下部６０３と一体に形成されたアーム部６０２を有し、前記アーム６０２部の前記アンカー垂下部６０３の他端にフィラメント固定部６０１を有し、
前記アンカー６００は前記アーム部６０２の幅方向を前記陽極基板１００に対して垂直方向に前記支持体保持部５１０に固定され、
前記アーム６０２を板ばねとして前記フィラメント４００の一端が前記アーム部６０２の先端に設けたフィラメント固定部６０１に固定されて前記フィラメント４００に張力が加えられた状態で前記陽極基板１００と前記上板部５０５の間に前記フィラメント４００が張架されたことを特徴とする

請求項２の蛍光表示管は、請求項１に記載の蛍光表示管の前記支持体保持部５１０は、前記アンカー６００のアーム垂下部６０３並びにアーム部６０２を避ける切欠き部５１３を有し、
前記アーム垂下部６０３を前記切欠き部５１３に合わせて、前記アンカー６００のアンカー基体６０５が前記支持体保持部５１０の上面に載置され、
前記フィラメント４００がフィラメント固定部６０１に固定されて前記上板部５０５と陽極基板１０１の間に張架されたことを特徴とする。

請求項３の蛍光表示管は、前記支持体保持部５１０は、前記上板部５０５に離間部５１４を介して設けられたことを特徴とする。
前記離間部５１４は、前記上板部の側板部に沿ってフィラメント張架方向と直角方向にスリットであっても良い。

請求項４の蛍光表示管は、請求項１〜３に記載の蛍光表示管において、前記外囲器の内部における表面に陽極を有する陽極基板上に半導体素子７００が配設され、前記半導体素子７００は前記上板部５０５に固定されたアンカー６００と、前記支持体の上板部５０５に固定され、前記半導体素子７００と前記上板部５０５との間に複数のフィラメント４００が張架されたことを特徴とする。

前記蛍光体層と前記フィラメントの距離を短縮し、且つ、フィラメント張架本数を多くした表示領域の広い蛍光表示管を提供出来る。併せて、前記蛍光体層と前記フィラメントの距離を短縮し、且つ、フィラメント張架本数を多くした表示領域の広いチップイングラス蛍光表示管を提供することが出来る。という効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。図１、図２は本発明による蛍光表示管の実施の形態を示す断面図、図３は図２の部分拡大図、図４、図５は同斜視図である。

（実施例１）
図１の本発明の蛍光表示管は、内部が高真空状態に保持された箱状の外囲器を有している。外囲器は、陽極基板１００と、側面板２００（２０１、２０３）と、前面板３００が封止部材８００によって封止されている。

前記気密容器の内部には、前記陽極基板１００上面に前記フィラメント４００を固定する為のフレーム５００を有し、前記フレーム５００にフィラメント支持体としてのアンカー６００に支持されたフィラメント４００が前記気密容器内に張架されている。

外囲器の内部における陽極基板１００は絶縁性基板であるガラス板上面に蛍光体層が形成された陽極１１０が形成されており、さらに前記陽極の上方を覆うように制御電極（不図示）が設けられている。制御電極の上方には、電子を放出する複数のフィラメント４００が所定のピッチおよび所定の高さＦＨ（図５）で陽極と対面して架設されている。

フィラメント４００は、直径数μｍから数十μｍのタングステン等の芯線の表面に、例えばアルカリ土類金属の炭酸塩からなる電子放出物質を被着させたものである。アルカリ土類金属の炭酸塩としては、例えばＢａＣＯ_３ 、ＳｒＣＯ_３ 、ＣａＣＯ_３ を所定の配合割合で混合した三元炭酸塩が用いられる。

前記フレーム５００は上板部５０５と、側板部５０３及び５０７と、固定部５０１及び５０９を有し、前記陽極基板に対して平行平面を形成する前記上板部５０５が固定部５０１及び５０９を介して前記陽極基板に固定され、上板部５０５を短辺とし前記陽極基板１１０を底辺とする台形状を成し、前記上板部５０５と同一平面に前記上板部５０５に対して前記側面板２０１方向に延在した支持体保持部５１０が形成されている。

前記フレーム５００の形状は、固定部５０１を有し、固定部５０１を介して前記陽極基板１０１上面に固定され、前記固定部５０１と連続して谷折り部５０２で谷折り成形された側板部５０３を有し、前記側板部５０３を稜折り部５０４で稜折り成形された前記陽極基板１０１と平行な平面を構成する上板部５０５を有し、前記上板部５０５と連続して前記稜折り部５０４の他端の稜折り部５０６で稜折り成形された側板部５０７を有し、側板部５０７を谷折り部５０８で谷折り成形された固定部５０９を有し、前記固定部５０１及び５０９を介して前記陽極基板１０１に固定されて、陽極基板と側板部５０３と上板部５０５と側板部５０７から、上板部５０５を短辺とし陽極基板を長辺とする台形を成している。

前記アンカー６００は前記支持体保持部５１０に固定されるアンカー基体６０４を有し、前記基体６０４の突出部でＬ字に稜折り成形されたアンカー垂下部６０３を有し、前記アンカー垂下部６０３と一体に形成されたアーム部６０２を有し、前記アーム６０２部の前記アンカー垂下部６０３の他端にフィラメント固定部６０１を有している。
前記アンカー６００は、前記アンカー基体６０５を前記支持体保持部５１０の陽極基板側にスポット溶接されて取り付けられている。
前記アンカー６００は、前記アンカー基体６０４を前記支持体保持部５１０の上面にスポット溶接されて取り付けても良い。

前記フィラメント４００の一端は、前記アーム６０２の先端に設けた前記アーム部をＬ字に谷折り成形したフィラメント固定部６０１に固定され、前記アーム６０２部を板ばねとして前記フィラメント４００に張力が加えられた状態で前記陽極基板１００と前記上板部５０５の間に張架されている。

また、図示しないが、フィラメント固定部６０１に固定されたフィラメント４００の他端は、前記フレーム５００と同様に支持体保持部５１０に固定された張架部材としてのサポートにて固定される。サポートは、アンカー６００と対をなしてフィラメント４００を所定の張力をもって支持するものであり、アンカー基部６０４と同様の板状のサポート基部と、サポート基部から折曲されて各フィラメント４００の他端を固定する板片状の固定部とを有している。この固定部は、アーム部６０２のように弾性を有しておらず、フィラメント４００の端部が固定される。

このように、本例の蛍光表示管では、フィラメント４００が張架される高さを、陽極から上板部５０５との間の高さＦＨ（図５）にした。これにより、従来では陽極−スペース−支持体−スペース−フィラメントの順に配設された構成の高さであったのに対し、陽極−スペース−フィラメントの順に配設された構成の高さとなり、陽極基板１００からフィラメント４００までの距離を短くし、フィラメント４００を陽極基板に近づけることができる。

このように、アンカー６００がフレーム５００の上板部５０５と一体にした前記上板部５０５よりも外側の支持体保持部５１０に固定されるので、前記フィラメントの張架本数を増すために別部材５５１（図６、７）を前記アーチ状フレームの上部に取り付ける技術と比較して安定した構成で部品点数を削減した。アンカー基部６０４（サポート基部）を上板部５０５よりもピッチ方向に長く形成し、従来のアーム６０１の数を増して架設するフィラメント４００の数を増加することができる。これにより、フィラメント４００の幅ＦＷ（図５）が広くなり、外囲器内部のスペースを効率的に活用して表示面積（陽極の面積）を広く取ることが可能となる。

張架部材によって一端および他端が固定された各フィラメント４００は、互いに平行を保ち、且つ高さＦＨ(図５)に保持された状態で陽極と上板部５０５との間を通過し、所定ピッチで陽極基板１００の上に所定の張力が付与されて架設される。

図１〜図５の例では、フィラメント４００が幅ＦＷ（図５）間で上板部５０５との間を通過しているが、フィラメント４００が側板部５０３及び５０７の外側を通過していてもよい。すなわち、フィラメント４００が陽極と上板部５０５との間の空間部分であればよい。

ところで、一般的な蛍光表示管では、張架部材（アンカー６００およびサポート）を支持する板状の支持体が外囲器の外まで引き出され、その一部が封着剤を介して陽極基板と側面板との間に挟み込まれた状態で封止部材８００により固定される。その際、支持体の材料としては、封着部分での熱膨張係数の差によってクラックが生じるのを防止するため、封着剤に近い熱膨張係数の４２６合金が用いられる。これに対し、支持体の上に載置される張架部材の材料の一例としては、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ６３１等のステンレス製のバネ材が用いられるのが一般的であるため、張架部材を封着剤から極力離間させて配設している。その結果、張架部材と外囲器の側面部との間にデットスペースが生じ、表示面積（陽極の面積）を広くすることができなかった。

これに対し、上述した本例の支持体保持部５１０を備えたフレーム５００を有する蛍光表示管であれば、張架部材を支持体保持部５１０によって封着剤から遠ざけ且つ側面板２０１に近接した位置に配置することができる。これにより、フィラメント４００のピッチ方向の幅ＦＷが増し、フィラメント４００の張架本数を増やすことができる。その結果、上記一般的な蛍光表示管と比較しても表示面積（陽極の面積）を広く取ることが可能となる。

（実施例２）
本発明の実施例２の蛍光表示管を図２、３に示す。図１に示す実施例１の蛍光表示管とアンカーの取り付け部である支持体保持部５１０の形状が異なっているので、実施例１との相違について以下に説明する。その他は実施例１と同様である。

本発明の、実施例２の蛍光表示管の支持体保持部５１０は、前記アンカー６００のアーム垂下部６０３に沿う様な形状としたアーム垂下回避部５１１を設け、隣接するアーム垂下部６０３と離間した形状とした回避部５１２によりなる切欠き部５１３が形成されている。
支持体保持部５１０に切欠き部５１３を設けることにより、上板部５０５の上面にアンカー基体６０４を固定し、前記アンカー基体６０４の突起部をＬ字状に稜折り成形して前記アーム垂下部６０３及びアーム６０２を陽極基板１００方向に垂下して前記支持体保持部にアンカーを取り付けることを可能とする。
前記フィラメント４００は、前記アームをＬ字に谷折り成形されたフィラメント固定部６０１に固定されて前記上板部５０５と陽極基板１００の間に張架されている。

実施例２の蛍光表示管のフィラメントアンカー６００は、アーム６０２部と一体にＬ字状に稜折り成形されたアーム垂下部６０３の根元で、支持体保持部５１０に配置してスポット溶接は可能となるので、前記アーム部６０２より強く支持体保持部５１０に固定することができる。

本願発明の蛍光表示管に使用するアンカーの板ばねを構成するアーム部６０２による張力は、前記アームの幅と材厚により決まり、フィラメントの熱膨張の吸収はアーム部６０２の長さにより決定される。
即ち、本願発明のフィラメント支持構造によりアンカーが支持体保持部に強く支持できるのでフィラメントに強い張力を維持できる蛍光表示管を提供できる。

本願発明のアンカーのフィラメントに対する張力はアーム部６０２が板ばねとして作用する。従って、フィラメント支持構造のフィラメントの両端がアーム部６０２に支持されたフィラメント固定部６０１としたとき、一個のアンカーを使用したときの２倍の長さのフィラメントを張架することが出来る。更に、一個のアンカーを使用したときと比べて、フィラメントを加熱して状態で２倍の強さでフィラメントを張架することが出来る。
例えば、実施例２の開口表示管のアンカー６００を２個の取り付ける方法は、フレーム５００を図２の紙面上下方向をＹ軸として、Ｙ軸に対して軸対象の形状とし、アンカー６００のアーム６０２をアンカー垂下部６０３で本実施例の逆方向にＬ字に稜折り成形したアンカー基体６０４を使用してフィラメントを張架することが出来る。

実施例１、２に示した蛍光表示管のフィラメント支持構造において、支持体保持部５１０と上板部５０５の間に離間部５１４を設けたとき、本願発明のフィラメント支持構造を構成するための成形時、変形量の少ないフィラメント支持構造をとることができる。
前記離間部５１４はフレーム５００の側板部５０３に沿ってフレームの材厚の幅のスリット形状で稜折り部５０４よりもフィラメント張架方向に切欠きを構成している。
前記離間部５１４は、側板部５０３に入り込んでも良く形状は成形が容易なものであれば何れの形状でも良い。
更に、前記上板部５０５と同一平面に前記上板部５０５に対して前記側面板２０１方向に延在した支持体保持部５１０は、前記フィラメント４００の張架方向に対して直角方向で前記上板部５０５に対して前記側面板２０２方向に延在してもよい。

（実施例３）
本発明の実施例３の蛍光表示管を図４、５に示す。前述の（実施例１）（実施例２）の蛍光表示管のフィラメント支持構造のフレームに取り付けたフィラメントと陽極基板の間にあたる、陽極基板上面に半導体素子７００が取り付けられた蛍光表示管である。

前記外囲器の内部における表面に陽極を有する陽極基板上に半導体素子７００が配設され、前記半導体素子７００は前記上板部５０５に固定されたアンカー６００と、前記支持体の上板部５０５に固定され、前記半導体素子７００と前記上板部５０５との間に複数のフィラメント４００が張架され、前記半導体素子７００はボンディングワイヤ７０１で陽極基板と電気的に接続された構成の蛍光表示管である。

また、外囲器の内部における陽極基板１００の表面には、ＩＣからなる半導体素子７００が配設されている。半導体素子７００は、陽極・制御電極等の各電極を駆動するものである。半導体素子７００は、ボンディングワイヤ７０１によって陽極基板２の不図示の端子に電気的に接続されている。半導体素子７００の高さは０．３〜０．３５ｍｍ程度であり、ボンディングワイヤ７０１を加えて約０．５５ｍｍ程度である。

半導体素子７００は、アンカー６００の下側の隙間に配設されている。アンカー６００は、金属板からなり、半導体素子７００の上部を覆う上板部５００と、上板部５００の側部に折り曲げ形成されて５０５に半導体素子７００を覆う高さを付与する側板部５０３、５０７と、側板部５０３、５０７の下端が上板部５０５とは反対方向に折り曲げられた側板部５０３、５０７を有するアーチ状をなしている。アンカー６００は、陽極基板１００の上に配設され、側板部５０３、５０７が陽極基板１００と側面板２００との間で封着剤８００によって固定されている。

本願発明の、スルーホールに充填形成するＡｇを使用しない、金属アルミニウムと黒鉛を主成分とする導体層により、金属アルミニウム配線と陽極導体並びにグリッド電極との電気的・機械的接続が安定な蛍光表示管を提供できることから、信頼性の高い、ローコストの蛍光表示管を提供できるという産業上の利用可能性がある。

本願発明の第一の実施例の蛍光表示管の部分拡大断面図 本願発明の第二の実施例の蛍光表示管の部分拡大断面図 本願発明の第二の実施例の蛍光表示管の部分拡大断面図 本願発明の第三の実施例の蛍光表示管の部分拡大断面図 本願発明の第三の実施例の蛍光表示管の部分拡大断面図 本願発明の第三の実施例の蛍光表示管の部分拡大断面図 従来の蛍光表示管の部分拡大断面図

符号の説明

１００…陽極基板、２００…側面板、３００…前面板、４００…フィラメント、５００…フレーム、６００…アンカー、７００…半導体素子、８００…封止材、１５０…従来の陽極基板、２５０…従来の側面板、３５０…従来の前面板、４５０…従来のフィラメント、５５０…従来のフレーム、６５０…従来のアンカー、７５０…従来の半導体素子、８００…封止材。

Claims (4)

1. 蛍光体層が形成された陽極１１０を有する陽極基板１００と側面板２００と前面板３００を有する気密容器を有し、前記気密容器内に前記陽極基板１００上面に前記フィラメント４００を固定する為のフレーム５００を有し、前記フレーム５００にフィラメント支持体としてのアンカー６００を介して、支持されたフィラメント４００が前記気密容器内に張架された蛍光表示管に於いて、
   前記フレーム５００は上板部５０５と、側板部５０３及び５０７と、固定部５０１及び５０９を有し、前記陽極基板１００に対して平行平面を形成する前記上板部５０５が固定部５０１及び５０９を介して前記陽極基板１００に固定され、上板部５０５を短辺とし前記陽極基板１１０を長辺とする台形状を成し、前記上板部５０５と同一平面に前記上板部５０５に対して前記側面板２０１方向に延在した支持体保持部５１０を有し、
   前記アンカー６００は前記支持体保持部５１０に固定されるアンカー基体６０４を有し、前記基体６０４の突出部でＬ字に稜折り成形されたアンカー垂下部６０３を有し、前記アンカー垂下部６０３と一体に形成されたアーム部６０２を有し、前記アーム６０２部の前記アンカー垂下部６０３の他端にフィラメント固定部６０１を有し、
   前記アンカー６００は前記アーム部６０２の幅方向を前記陽極基板１００に対して垂直方向に前記支持体保持部５１０に固定され、
   前記アーム６０２を板ばねとして前記フィラメント４００の一端が前記アーム部６０２の先端に設けたフィラメント固定部６０１に固定されて前記フィラメント４００に張力が加えられた状態で前記陽極基板１００と前記上板部５０５の間に前記フィラメント４００が張架されたことを特徴とする蛍光表示管。
2. 請求項１に記載の蛍光表示管の前記支持体保持部５１０は、前記アンカー６００のアーム垂下部６０３並びにアーム部６０２を避ける切欠き部５１３を有し、
   前記アーム垂下部６０３を前記切欠き部５１３に合わせて、前記アンカー６００のアンカー基体６０５が前記支持体保持部５１０の上面に載置され、
   前記フィラメント４００がフィラメント固定部６０１に固定されて前記上板部５０５と陽極基板１０１の間に張架されたことを特徴とする請求項１に記載の蛍光表示管。
3. 前記支持体保持部５１０は、前記上板部５０５に離間部５１５を介して設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光表示管。
4. 前記外囲器の内部における表面に陽極を有する陽極基板上に半導体素子７００が配設され、前記半導体素子７００は前記上板部５０５に固定されたアンカー６００と、前記支持体の上板部５０５に固定され、前記半導体素子７００と前記上板部５０５との間に複数のフィラメント４００が張架されたことを特徴とする請求項１〜３に記載の蛍光表示管。

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