JP2812523B2

JP2812523B2 - ドツトアレイ蛍光管

Info

Publication number: JP2812523B2
Application number: JP1336690A
Authority: JP
Inventors: 悟冨田; 修一対馬
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: JPH03216928A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ドットアレイ蛍光管に関する。

従来の技術従来、記録すべき画像に対応する情報信号を、光情報
に変換し、感光体に書込む方式の光プリンタとして、蛍
光体ドットアレイ管プリンタ、LEDプリンタ、液晶プリ
ンタ等が知られている。また、この種の装置に使用され
る電子デバイスの一つに、ドットアレイ蛍光管、LEDア
レイ、液晶アレイ等がある。この内、ドットアレイ蛍光
管は、構造及び操作が簡易であり、かつ、製造コストが
安価な点で優れており、多用されている。

このようなドットアレイ蛍光管の一例を第６図及び第
７図に示す。まず、長板形状のガラス又はセラミック等
による基板１上には、その側端から中心線に向けて千鳥
状に交互に配設されるAl等によるアノード電極（セグメ
ント電極）２が形成されている。これらのアノード電極
２の先端（中央線）表面には、蛍光体３が塗布され、こ
れらの蛍光体３が一直線上にドット状に並ぶ発光セグメ
ント列４が形成されている。また、前記アノード電極２
の基端側表面には、絶縁層５を介して一定厚さのハニカ
ム構造を有するメッシュ状のグリッド電極６が設けられ
ている。このグリッド電極６は基板１の長手方向の両側
に沿って延び、一定間隔の開口幅をもって蛍光体３を挾
むように配設されている。

一方、このようなグリッド電極６を含む基板１上は、
横断面コ字状のフェイスガラス（真空容器）７により覆
われており、その内部に真空空間８が形成されている。
この真空空間８には、一対のカソード電極９が基板１の
長手方向に沿って掛け渡されているとともに、このカソ
ード電極９から発せられる熱電子が前記蛍光体３を刺激
発光させるように構成されている。即ち、グリッド電極
６に一定電圧を印加する一方でカソード電極９に一定の
交流電流を流しておけば、カソード電極９はジュール熱
により加熱され、熱電子が発生する。熱電子は、アノー
ド電極２がカソード電極中心電位に対して正電位状態に
なっていると、グリッド電極６を通過する際に加速制御
され、しかる後、アノード電極２に引き寄せられ、蛍光
物質のエネルギーを励起させる。励起後の電子は、蛍光
物質の基底部に流れる際、蛍光体３は所定の輝度で発光
し、その発光エネルギーが書込み光として感光体等に集
光照射されることになる。

このようなドットアレイ蛍光管において、蛍光管を駆
動させるための駆動回路を集積IC化して、書込みユニッ
ト全体を一体化させたものがあり、例えば特開昭59−46
740号公報に示されている。このようなコンパクト一体
化構成によれば、構成が簡素化され、低コスト化も可能
となる。

発明が解決しようとする課題ところが、近年の光書込みデバイスを搭載したプリン
タ等においては、小型化、低コスト化、高信頼性化等の
要求がますます強くなり、駆動回路をIC化して蛍光管に
実装した程度ではその要求を満たすことが極めて困難と
なっている。

課題を解決するための手段請求項１記載の発明のドットアレイ蛍光管は、表面に
蛍光体を設けた多数のセグメント電極を真空容器内に配
設するとともに前記セグメント電極に対して選択的に電
圧を印加させる駆動回路を実装したドットアレイ蛍光管
において、薄膜形成されたアレイ状の駆動回路とこの駆
動回路に電気的に接続されたセグメント電極と絶縁層表
面に形成されたグリッド電極をマスクとして前記セグメ
ント電極上に位置して形成された蛍光体ドットとが順次
形成された第１基板と、駆動回路に電力及び信号を供給
するための配線が形成されるとともに前記第１基板を固
定させる第２基板とを設け、この第２基板上に固定され
た前記第１基板上の駆動回路と前記第２基板上の配線と
を電気的に接続した。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のドットアレイ
蛍光管であって、第２基板が、複数の配線が設けられた
基板材の配線単位毎に第１基板及び真空容器が実装され
た後で真空容器単位で分離されて形成されている。

作用請求項１記載の発明においては、蛍光体ドットを有す
るセグメント電極及び駆動回路のアレイが形成された第
１基板を、駆動回路に電力及び信号を供給する配線を形
成し短第２基板上に実装し配線接続してなるので、駆動
回路・蛍光体ドット間の配線長が極めて短いものとな
り、小型化・高信頼性化が可能となる。

請求項２記載の発明においては、第２基板が配線単位
毎の真空容器も実装された後で分離されて形成されるの
で、できるだけ最終工程まで複数個分のドットアレイ蛍
光管を一体的に作製可能となり、各ドットアレイ蛍光管
の発光品質のバラツキを低減させつつ、一層の低コスト
化が可能となる。

実施例本発明の第一の実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。

第２図に本実施例の蛍光管作製工程をフローチャート
的に示し、その一部の工程内容を第１図中に示す。ま
ず、概略工程から説明する。第１図（ａ）及び第２図
（ａ）に示すように、基板10B上に複数列の駆動回路ア
レイ11を薄膜形成し、第１図（ｂ）及び第２図（ｂ）に
示すように、基板10B上において駆動回路アレイ11列に
直交する方向に複数列のアノード電極（セグメント電
極）12を形成する。ついで、第１図（ｃ）及び第２図
（ｃ）に示すように、アノード電極12列に直交する方向
に複数列の絶縁層13を形成し、第１図（ｄ）及び第２図
（ｄ）に示すように、アノード電極12上には蛍光体ドッ
ト14を形成する。この後、第１図（ｅ）及び第２図
（ｅ）に示すように、基板10Bを駆動回路アレイ11に平
行なカッティングライン15に沿って複数個に分離切断し
て、アレイ単位の第１基板10を形成する。

一方、このような第１基板10の形成に並行して、別途
用意した基板16B上に第２図（ｆ）のように駆動回路ア
レイ11のための電源／信号ライン（図示せず）を形成し
た後、第１図（ｆ）及び第２図（ｇ）に示すように所定
幅間隔のカッティングライン17で切断し、第２基板16を
形成する。ついで、第１図（ｇ）及び第２図（ｈ）に示
すように、この第２基板16上の所定位置に前記第１基板
10を固定した後、第１図（ｈ）及び第２図（ｉ）に示す
ように、第１基板10側と第２基板16側との電気的な接続
を導線18等により行なう。さらに、第１図（ｉ）及び第
２図（ｊ）に示すように、グリッド電極19及びカソード
電極20を組立てた後、第１図（ｊ）及び第２図（ｋ）に
示すように、フェイスガラス（真空容器）21により覆
い、内部に真空空間を形成し、最後に、容器内を第２図
（ｌ）に示すようにエージングすることにより、ドット
アレイ蛍光管が形成される。

ついで、各工程を具体的に説明する。まず、第１図
（ａ）はガラス基板10B上に形成された駆動回路アレイ1
1パターンの平面図を示し、本実施例では薄膜トランジ
スタ（TFT）により薄膜形成されて高集積化が図られて
いる。即ち、TFTはガラス基板等の絶縁基板上に形成で
きるため、例えば、アノード電極12が形成される基板10
と同一基板上に形成すれば、IC駆動回路を実装する場合
に比してワイヤボンド等の接続が不必要となり、駆動回
路の集積度を３次元的（空間的）にアップさせ、全体を
小型化・高信頼化させることができる。ここに、TFTと
しては非晶質シリコン、多結晶シリコン、薄膜単結晶シ
リコン等のシリコン系材料、CdS,GaAs等の化合物半導体
等の材料を用いることができる。また、TFT構造として
は、MOS型トランジスタが広く知られ、駆動回路を構成
するために、Ｃ−MOS型で構成する方式、ED方式、DD方
式等がある。本実施例では、第３図に示すようなＣ−MO
Sトランジスタ構造で駆動回路アレイ11が形成されてい
る。これは、多結晶シリコンを用いたもので、基板10B
上に多結晶シリコン活性層22を形成し、その上にゲート
絶縁膜23を介してゲート電極24を形成し、さらに、全面
的に層間絶縁膜25で覆った後、必要個所にソース、ドレ
イン用のAl電極26を形成し、表面をパッシベーション膜
27で覆ってなる。このような構造のＰチャネルトランジ
スタ28とＮチャネルトランジスタ29との組合せにより駆
動回路アレイ11が形成されている。

ついで、第１図（ｂ）は前記駆動回路アレイ11と電気
的に接続されるアノード電極12のパターンを示す平面図
であり、両端部には、これらのアノード電極12を共通に
接続する共通電極30が形成されている。この共通電極30
は、後の蛍光面形成工程で、電着法（＝蛍光体粒子を分
散させた電着液を用い、電気泳動方法により蛍光体を付
着させる方法）により、アノード電極12上に蛍光面を形
成する時に閉回路を作るためのものである。アノード電
極12は微細パターンであればAl膜を用いてフォトリソグ
ラフィ法により形成するのが一般的であり、粗いパター
ンであればAg,Cu,C等のペーストを用いて印刷法で形成
すればよい。このようなアノード電極12付近の一部を拡
大した形状が第１図（ｂ）中の右側に示され、この部分
のＡ−Ａ線断面構造を第１図（ｃ）に示す。このような
アノード電極12上に第１図（ｄ）に示すように絶縁層13
を形成する。この絶縁層13の材料としては一般的に鉛ガ
ラス等の低融点ガラスが用いられ、周知の印刷法により
形成される。ついで、第１図（ｅ）に示すようにアノー
ド電極12上の駆動回路アレイ11対応位置に蛍光体ドット
14を形成する。この蛍光面形成工程は、粗いパターンで
あれば周知の印刷法でよいが、通常は前述した電着法が
適用される。また、蛍光面をドット形状とするために
は、フォトリソ法、リフトオフ法、陽極酸化法等が用い
られる。フォトリソ法は電着後の蛍光面にレジストを塗
布し、通常のフォトリソ工程で整形する方法である。リ
フトオフ法は予めレジスタパターンでドット形状に電極
面を露出させておき、その露出面に電着し、後工程でレ
ジストのみを除去する方法である。陽極酸化法は予め陽
極酸化膜パターンでドット形状に電極面を露出させてお
き、その後、その露出面に電着するだけで後工程を不要
とするものである。何れの方法でもよい。この後、第１
図（ｅ）に示すようにカッティングライン15に沿ってカ
ットすることにより、１デバイス分ずつの第１基板10に
分離され、後述の第２基板16に組込まれることになる。

一方、第１図（ｆ）は別個に用意された基板16Bの平
面図を示し、この基板16B上には駆動回路アレイ11に対
して電力及び信号を供給するための電源ラインや信号ラ
イン等の配線パターンが形成され、その後、カッティン
グ工程でカッティングライン17に沿って所定寸法にカッ
ティングされ第２基板16が形成される。

このような第２基板16に対し第１図（ｇ）に示すよう
に第１基板10を組込み、低融点ガラス等により固定す
る。その後、同図（ｈ）に示すように第１基板10と第２
基板16との電気的な接続が導線18等により行なわれる。
ついで、同図（ｉ）に示すように、第１基板10の絶縁層
13上にグリッド電極19が組付けられて第２基板16上の電
源ライン（図示せず）と接続され、さらに、カソード電
極20が蛍光体ドットアレイ方向に２本張設され、同様
に、第２基板16上の所定の電源ラインと接続される。こ
のようにして、全ての機能部品が第1,2基板10,16に設置
された後で、第１図（ｊ）に示すようにフェイスガラス
21を取付け、内部を真空に保って真空容器を形成し、そ
の容器内をエージングし蛍光管が形成される。

つづいて、本発明の第二の実施例を第４図及び第５図
により説明する。前記実施例で示した部分と同一部分は
同一符号を用いて示す。本実施例は、絶縁層形成工程と
蛍光面形成工程との間にグリッド形成工程を挿入したも
のである。即ち、基板10B上に駆動回路アレイ11、アノ
ード電極12及び絶縁層13を形成した後、第５図（ｅ）に
示すように絶縁層13上にグリッド電極31を形成するよう
にしたものである。このグリッド電極31は絶縁層13上に
前述した導体の薄膜法（フォトリソグラフィ法）又は厚
膜法（印刷法）等により形成されるため、絶縁層13とし
ては、前述した低融点ガラス等による厚膜の他に、SiO₂
等による薄膜でも形成可能である。従って、この時点で
グリッド電極31が形成されてしまうため、第４図（ｊ）
に示す第1,2基板の接続工程の際にグリッド電極31も導
線18等により接続されることが必要となる。その他の構
成、工程は前記実施例と基本的に同じでよいため、説明
を省略する。

ところで、本実施例のように、絶縁層13表面に設けた
グリッド電極31＝導電層をマスクとして蛍光体ドット14
形成の電着を行なうようにしてもよい。即ち、グリッド
電極31に所定の電位を与えることにより、このグリッド
電極31に蛍光体を付着させないような電界を形成するこ
とが可能となり、かつ、アノード電極12上に効率よく、
高精度に、蛍光体を付着させることもできる。

また、これらの実施例において、複数列分の配線が設
けられた基板16Bの、配線単位毎に第１基板10と真空容
器を組込み形成した後、真空容器単位毎に切断分離して
第２基板16が形成されるようにしてもよい。即ち、でき
るだけ最終工程まで複数子の蛍光管を一体的に製造する
ものであり、第２基板16のためのカッティング工程を、
真空容器形成工程（あるいは、エージング工程）後とす
ることにより、製造工程自動化の容易化、或いは、生産
能力の向上が可能となり、蛍光管品質のバラツキを軽減
できる。第２図であれば、同図（ｇ）のカッティング工
程をなくしてこれを同図（ｋ）又は（ｌ）の工程の後と
し、第４図であれば、同図（ｈ）のカッティング工程を
なくしてこれを同図（ｌ）又は（ｍ）の工程の後とすれ
ばよい。

発明の効果請求項１記載の発明によれば、グリッド電極を備えた
ドットアレイ蛍光管につき、第１基板用の基板において
蛍光体ドットが絶縁層表面に形成されたグリッド電極を
マスクとして形成されているので、蛍光体ドットをセグ
メント電極の所定の位置に高精度に形成することができ
る。また、請求項２記載の発明によれば、第２基板が配
線単位毎の真空容器も実装された後で分離されて形成さ
れるので、できるだけ最終工程まで複数個分のドットア
レイ蛍光管を一体的に作製可能となり、各ドットアレイ
蛍光管を発光品質のバラツキを低減させつつ、一層の低
コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を工程順に示す説明図、
第２図はその工程順をフローチャート的に示す工程図、
第３図はTFT構造を示す断面図、第４図は本発明の第二
の実施例の工程順をフローチャート的に示す工程図、第
５図は工程順に示す説明図、第６図はドットアレイ蛍光
管の構成例を示す分解斜視図、第７図はその縦断正面図
である。 10B……基板、10……第１基板、11……駆動回路アレ
イ、12……セグメント電極、13……絶縁層、14……蛍光
体ドット、16……第２基板、17……電気的接続、20……
真空容器、31……グリッド電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 31/15,9/227

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に蛍光体を設けた多数のセグメント電
極を真空容器内に配設するとともに前記セグメント電極
に対して選択的に電圧を印加させる駆動回路を実装した
ドットアレイ蛍光管において、薄膜形成されたアレイ状の駆動回路とこの駆動回路に電
気的に接続されたセグメント電極と絶縁層表面に形成さ
れたグリッド電極をマスクとして前記セグメント電極上
に位置して形成された蛍光体ドットとが順次形成された
第１基板と、駆動回路に電力及び信号を供給するための配線が形成さ
れるとともに前記第１基板を固定させる第２基板とを設
け、この第２基板上に固定された前記第１基板上の駆動回路
と前記第２基板上の配線とを電気的に接続したことを特徴とするドットアレイ蛍光管。
【請求項２】第２基板が、複数の配線が設けられた基板
材の配線単位毎に第１基板及び真空容器が実装された後
で真空容器単位で分離されて形成されていることを特徴
とする請求項１記載のドットアレイ蛍光管。