JP3333868B2 - 発光素子の電極構造の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は競技場等において使
用される大画面表示装置を構成するための発光素子の製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の発光素子の概略構成を図６〜図８
に示す。ここで図６は従来の発光素子を示す正面図、図
７は図６におけるＡ−Ａ線断面図、図８は発光素子内の
要部を示す分解斜視図である。図において、２１は発光
素子であり、発光素子２１にはＲＧＢ３種類の蛍光体２
２が規則的に塗布されており、カラー表示が可能になっ
ている。この種の発光素子２１は、多数配列されること
によって大画面ディスプレイが構成される。

【０００３】２１ａは内面に蛍光体２２が塗布された表
示部（前面パネル）、２１ｂはスペーサ、２１ｃは後述
する各種制御電極が配設された基板（背面パネル）であ
る。そしてこれら２１ａ〜２１ｃにより表示管の真空容
器を構成し、各蛍光体２２には高電圧（約１０kV）が印
加されており、各種制御電極には、リード線２３を介し
て信号が印加される。２４は行、あるいは列方向に平行
して架線されている線状カソード、２５は第１の制御電
極（以下、走査電極という）、２６は第２の制御電極
（以下、データ電極という）、２７はデータ電極２６に
設けられ電子が通過する開口部、２８はカソード２４を
架線するための支持電極である。

【０００４】次に動作について説明する。この種の発光
素子２１の基本原理は、カソード２４から放出された熱
電子を加速し、陽極に衝突させることにより、陽極面に
塗布された蛍光体２２を励起し、発光せしめるものであ
る。カソード２４から放出された熱電子は走査電極２５
とデータ電極２６の電位の組合わせにより、次の様に制
御される。

【０００５】(1) 走査電極２５及びデータ電極２６がと
もにカソード２４に対して正の場合、カソード２４近傍
は正電位となり、カソード２４から電子が放出される。
放出された電子は、開口部２７を通過し、陽極に達し蛍
光体２２を発光せしめる。 (2) 走査電極２５が正で、データ電極２６が負の場合、
データ電極２６の負電位によりカソード２４近傍から放
出された電子が陽極に達することはできず、蛍光体２２
は発光しない。 (3) 走査電極２５が負、データ電極２６が正の場合、走
査電極２５の負電位によりカソード２４近傍の電位が負
になり、熱電子の放出が抑制される。カソード２４は、
走査電極２５近くに架線されており、カソード２４から
の電子放出は、走査電極２５の電界の影響を強く受け
る。 (4) 走査電極２５、データ電極２６ともに負の場合、カ
ソード２４近傍の電位が負になり、熱電子の放出が抑制
される。

【０００６】以上により、正の電位が印加される走査電
極２５及びデータ電極２６の交点に位置するカソード２
４から放出された電子のみが開口部２７を通過すること
ができ、蛍光体２２が発光することになる。こうして走
査電極２５に逐次走査信号を印加するとともに、これと
同期してデータ電極２６に任意のデータ信号を印加する
ことによって、任意の表示を得ることができる。

【０００７】カソード２４は直熱型の線状カソードが使
用される。これは所定の電流が流れることによって加熱
され、熱電子の放出がなされるもので、消費電力が小さ
いことが特徴である。またカソード２４から放出される
電子が各蛍光面に均一に照射されるように、カソード２
４は各蛍光面に対応して１本ずつ架線されている。

【０００８】図９(a)は特開平６−３６７１２号公報に
示された、従来の電極においてカソード２４が架線され
たフレーム２９の状態を示したものであり、図９(a)に
おいては、フレーム２９上にカソード２４を配置し、カ
ソード２４を該フレームを構成する支持電極３０ａ〜３
０ｅと金属チップ３１で押さえるようにして溶接されて
いるものが示されている。図９(b)においては、金属チ
ップ３１のかわりに帯状電極３２が使用されている例を
示す。カソード２４を架線するための装置には、例え
ば、特開平３−１４５０３１号公報に示されるような装
置があり、金属チップ３１あるいは帯状電極３２は所定
の長さにカッターで切断され、カソード２４の上に重
ね、溶接される。カソード２４が架線された電極は、図
９(c)に示すように、背面パネル２１ｃ上に固定され、
フレームで一体化された梯子状支持電極図９(a)の３０
ａ〜３０ｅの両端が切断部Ｃでカットされる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の発光素子は以上
のように構成されているが、この種の発光素子は、１素
子内に多数の画素を含み、各画素に対応してカソードを
架線すると、溶接点が多く、支持電極上にカットした金
属チップをカソードの数に応じて供給する必要がある。
従って、工程が複雑で作業時間が長くなる。カソードを
架線する装置においては、カッターの研磨などのメンテ
ナンスが必要であり、メンテナンスが不充分な場合、金
属チップのずれ、変形により、カソードの架線の歩留り
が低下し、装置のトラブルの原因となる。さらに発光素
子として完成後に、カソードが断線するなどの問題を発
生させる可能性もある。

【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、カソードの架線の工程の短縮化
及び歩留りの改善を図ることができる電極構造の製造方
法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る発光素子の電極構造の製造方法は、両端が接続バーで
一体化された梯子状支持電極上にカソードを配置し、両
端が接続バーで一体化された梯子状押さえ電極をカソー
ドを挟んで支持電極上に重ね、押さえ電極の上からカソ
ード部を溶接し、支持電極と押さえ電極が一体化された
電極を背面パネル上に固定し、上記電極の両端の接続バ
ーをカットするようにしたものである。

【００１２】この発明の請求項２に係る発光素子の電極
構造の製造方法は、両端が接続バーで一体化された梯子
状支持電極上にカソードを配置し、片側が接続バーで一
体化された櫛形押さえ電極を上記カソードを挟んで上記
支持電極上に重ね、上記押さえ電極の上から上記カソー
ド部を溶接し、上記支持電極と上記押さえ電極が一体化
された電極を上記背面パネル上に固定し、上記電極の両
端の接続バーをカットするようにしたものである。

【００１３】この発明の請求項３に係る発光素子の電極
構造の製造方法は、背面パネル上にあらかじめフレーム
を固定し、このフレーム上に、梯子状の支持電極と、溶
接用開口部を有する押さえ電極とがカソードを挟んで一
体化された電極を載せ、上記押さえ電極の開口部を通じ
て上記支持電極と上記フレームを溶接し、上記電極の両
端の接続バーをカットするようにしたものである。

【００１４】この発明の請求項４に係る発光素子の電極
構造の製造方法は、支持電極と押さえ電極に同種材料を
用いたものである。

【００１５】この発明の請求項５に係る発光素子の電極
構造の製造方法は、支持電極と押さえ電極のいずれか一
方又は両方の電極に、カソードを架線する溶接点の間に
スリットを設けたものを用いたものである。

【００１６】この発明の請求項６に係る発光素子の電極
構造の製造方法は、カソード配置部の両側に溝を設けた
支持電極を用いたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１(a)(b)(c)に実施の形態１による電
極構造の製造方法を示す。図１(a)において、１は両端
が接続バー１０１，１０１で一体化された厚さ約０.２
５mmの梯子状の支持電極、２は両端が接続バー１０２，
１０２で一体化された厚さ約０.１mmの梯子状の押さえ
電極である。従って、これら支持電極１及び押さえ電極
２は、平行に複数本配列された電極支持部１０３及び１
０４の両端が各々接続バー１０１，１０２で連結された
梯子状の一枚板で構成されることになる。そして、上記
支持電極１と押さえ電極２をカソード３を挟むように重
ね、押さえ電極２の上からカソード部分を溶接する。図
１(b)は溶接後の状態を示しており、４は溶接部を示
す。カソード３が架線され、支持電極１と押さえ電極２
が一体化された電極は、制御電極が形成された背面パネ
ル５に固定される。図１(c)は支持電極１と押さえ電極
２が一体化された電極が、背面パネル５上に固定されて
のち両端の接続バー１０１，１０２部分がカットされた
状態を示しており、６は走査電極である。その固定方法
は、フリットガラス等で固定され、固定後電極の両端の
接続バーがカットされる。カットする位置は、図１(a)
の矢印Ｃの位置に対応して、カットしやすいように板厚
の半分ほどの溝１０５，１０６があらかじめ形成されて
いる。

【００１８】従って、この電極構造は、２種類の梯子状
一枚板同士の電極の重ね合わせとなり、位置合わせも容
易で、電極のずれ、変形によるカソードへのダメージが
解消され、発光素子の歩留り、信頼性が向上する。しか
も金属チップをカットするカッタの研磨、所定箇所に移
載するための動作が不要になり、工程が短縮され、装置
の稼働率が向上する。

【００１９】実施の形態２．図２は実施の形態２の要部
を示しており、上記押さえ電極２に代えて押さえ電極７
を用いたものであり、即ち片側が接続バー１０７で一体
化された櫛形の形状としたものである。このように片側
が固定されておれば、実施の形態１と同等の役割を果た
すことができる上に、櫛形の形状であれば、図２に示す
ように、平板をエッチングする際に歩留りを２倍化し、
コストを削減することができる。

【００２０】実施の形態３．この種の発光素子を製造す
る工程において、封止工程では、前面パネル２１ａ、背
面パネル２１ｃ、スペーサ２１ｂをフリットガラスで封
止する必要があり、フリットガラスを溶かすために加熱
される。支持電極１は一般に背面パネルと熱膨張率が同
等の金属であり、例えば背面パネルがガラスの場合、４
２６合金（Ｎｉ４２％，Ｃｒ６％，その他Ｆｅ）が使用
される。従来技術で使用されていた金属チップは、長さ
が短く、膨張率の違いの影響は軽微であり、膨張率が違
っていても実害はなかった。このため、Ｎｉ、ステンレ
スなどの入手しやすい材料が使用されていた。そこで、
上記実施の形態において、押さえ電極２が異種金属の場
合、膨張率の違いによりバイメタルのように変形し、不
良が生じることがある。ここで支持電極１と押さえ電極
２を同種金属とすることにより、膨張率の違いによる変
形が解消され、電極の不良に起因する不良がなくなる。

【００２１】実施の形態４．実施の形態３と同様の課題
を解消するために、支持電極１と押さえ電極２の両者あ
るいは何れか一方に、膨張率を吸収するためのスリット
を設ける。図３に実施の形態４による電極構造を示す。
図において、８はスリットで、支持電極１と押さえ電極
２のカソード３を架線する溶接点４と溶接点４との間に
配置される。カソード３を架線する溶接点４と溶接点４
との間はカソード３近傍の電界に影響を与えず、スリッ
ト８の部分が、加熱時に発生する膨張率の差に基づく変
形を吸収する。この結果、支持電極１と押さえ電極２
は、膨張率にこだわらず、異種金属の使用が可能で、入
手しやすく、安価な材料を使用できるようになる。ここ
でのスリット８の機能は、膨張率の差に基づく変形を吸
収することであり、機能が良好であればその形状はどん
な形状でも良い。

【００２２】実施の形態５．支持電極１と押さえ電極２
のカソード溶接部は、わずかなずれ、形状のばらつきに
より、溶接状態にばらつきが生じることがある。そして
この溶接状態にばらつきがあると、カソード３の温度が
ばらつき、発光素子の輝度が各画素毎にばらつくことが
ある。図４(a)に実施の形態５による電極構造を示す。
支持電極１のカソード３の配置部の両側に、カソード３
を挟むように溝９を設ける。図４(b)は図４(a)における
カソード近傍Ａ部の拡大図である。溝９を設けることに
よって、溶接時の熱がカソード３近傍に集中し、溶接温
度のばらつきが低減され、溶接の信頼性が高くなる。溝
９の深さは例えば支持電極１の厚みの約半分以上あれば
よい。またこの溝の形状は図４(c)に示すように、コの
字型の溝１０で挟むように形成すると、熱の集中がさら
に効果的になる。

【００２３】実施の形態６．上記実施の形態において、
カソード３が架線された梯子状電極（支持電極と押さえ
電極が一体化された電極）は、背面パネル５上に固定さ
れるが、この固定方法としては、背面パネル５上にフリ
ットガラスで固定する方法と、背面パネル５上にあらか
じめ固定されたフレームに溶接する方法とが考えられ
る。フレームへの溶接方式を採用するときは、背面パネ
ル５上には、あらかじめフリットガラス等でフレームが
固定されており、カソード３が架線された梯子状電極を
背面パネル５に垂直な向きに溶接する。このとき溶接部
において、支持電極１と押さえ電極２の間に隙間がある
と、その隙間によって溶接時の熱が分散され、溶接強度
が低下する。そこで、図５(a)に示すように、押さえ電
極２の溶接部に開口部１１を配設し、この開口部１１を
通じて支持電極１とフレーム１２を溶接することによっ
て、梯子状電極を強固に溶接することができる。図５
(b)は背面パネル５上に固定されてのち両端の接続バー
がカットされた状態を示す。なお開口部１１は、支持電
極１とフレーム１２を直接溶接するためのものであり、
形状に特別な意味はなく、スリットなどでもよい。

【００２４】実施の形態７．上記実施形態においては、
背面パネル上にカソードを架線する例について説明した
が、発光素子内の背面パネルに平行に配置された平板上
に、背面電極を印刷し、このような平板上にカソードを
架線する例でも良い。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、それぞれ両端が接続バーで一体化された梯子状支
持電極と梯子状押さえ電極を用い、これらの間にカソー
ドを挟んで重ね合せ、この一体化された電極を背面パネ
ル上に固定し、その後、両端の接続バーをカットするよ
うにしたので、従来のような金属チップのカット、移載
などが不要になり、この結果、工程が大幅に短縮され、
金属チップを切断するためのカッタの研磨など、メンテ
ナンス頻度も低減され、装置の稼働率を上げることがで
きる。しかも両者共にエッチングなどで精度良く成形で
きるので、位置合わせが容易で、金属チップのずれ、変
形に起因する発光素子の不良が低減される。更に、カソ
ードの架線の歩留りが改善され、自動化が容易となり、
生産性を高めることができ、しかも発光素子の信頼性を
大幅に改善することができる。

【００２６】この発明の請求項２によれば、押さえ電極
として、片側が接続バーで一体化された櫛形のものを用
いたので、平板をエッチング加工する際に歩留りを２倍
化し、コストを削減することができる。

【００２７】この発明の請求項３によれば、押さえ電極
に開口部を設け、この開口部を通じて支持電極とフレー
ムを溶接することにより、電極を強固に溶接固定するこ
とができる。

【００２８】この発明の請求項４によれば、支持電極と
押さえ電極に同種材料を用いるようにしたので、膨張率
の違いによる変形が解消され、電極の不良がなくなる。

【００２９】この発明の請求項５によれば、カソードを
架線する溶接点の間であって、支持電極と押さえ電極の
いずれか一方又は両者にスリットを設けたものを用いた
ので、加熱時に発生する膨張率の差に基づく変形を吸収
することができる。

【００３０】この発明の請求項６によれば、カソード配
置部の両側に溝を有する支持電極を用いたので、溶接時
の熱がカソード近傍に集中し、溶接温度のばらつきが低
減され、溶接の信頼性が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 (a),(b),(c)はこの発明の実施の形態１によ
る電極構造を示す斜視図である。

【図２】 この発明の実施の形態２による押さえ電極を
示す斜視図である。

【図３】 この発明の実施の形態４による電極構造を示
す斜視図である。

【図４】 (a)はこの発明の実施の形態５による電極構
造を示す斜視図、(b),(c)は(a)におけるＡ部分拡大図で
ある。

【図５】 (a),(b)はこの発明の実施の形態６による電
極構造を示す斜視図である。

【図６】 従来の発光素子を示す正面図である。

【図７】 図６におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図８】 従来の発光素子内の要部を示す分解斜視図で
ある。

【図９】 (a),(b),(c)は従来の発光素子の電極構造を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 支持電極、２ 押さえ電極、１０１，１０２ 接続
バー、３ カソード、４ 溶接部、５ 背面パネル、７
櫛形押さえ電極、 ８ スリット、９，１０溝、１１
開口部、１２ フレーム。

フロントページの続き (72)発明者 柴山 耕三郎 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 龍田 和典 三重県伊勢市上野町字和田700番地 伊 勢電子工業株式会社内 (72)発明者 長谷川 典久 三重県伊勢市上野町字和田700番地 伊 勢電子工業株式会社内 審査官 向後 晋一 (56)参考文献 特開 昭57−7055（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−226636（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−342931（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−36712（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/02 H01J 9/18 H01J 29/04 H01J 31/15

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面パネルと、この前面パネルに対応し
   て設けられた背面パネルと、上記前面パネルと上記背面
   パネルの間を隔てるスペーサとによって囲まれ、上記前
   面パネルの内面に形成された複数の蛍光体と、この複数
   の蛍光体に対応して上記背面パネル上に架線された複数
   のカソードとを備え、上記カソードが上記背面パネル上
   に設けた支持電極と、当該支持電極上に設けた押さえ電
   極との間に挟まれて溶接、固定される発光素子の電極構
   造の製造方法において、両端が接続バーで一体化された
   梯子状支持電極上にカソードを配置し、両端が接続バー
   で一体化された梯子状押さえ電極を上記カソードを挟ん
   で上記支持電極上に重ね、上記押さえ電極の上から上記
   カソード部を溶接し、上記支持電極と上記押さえ電極が
   一体化された電極を背面パネル上に固定し、上記一体化
   された電極の両端の接続バーをカットすることを特徴と
   する発光素子の電極構造の製造方法。
2. 【請求項２】 前面パネルと、この前面パネルに対応し
   て設けられた背面パネルと、上記前面パネルと上記背面
   パネルの間を隔てるスペーサとによって囲まれ、上記前
   面パネルの内面に形成された複数の蛍光体と、この複数
   の蛍光体に対応して上記背面パネル上に架線された複数
   のカソードとを備え、上記カソードが上記背面パネル上
   に設けた支持電極と、当該支持電極上に設けた押さえ電
   極との間に挟まれて溶接、固定される発光素子の電極構
   造の製造方法において、両端が接続バーで一体化された
   梯子状支持電極上にカソードを配置し、片側が接続バー
   で一体化された櫛形押さえ電極を上記カソードを挟んで
   上記支持電極上に重ね、上記押さえ電極の上から上記カ
   ソード部を溶接し、上記支持電極と上記押さえ電極が一
   体化された電極を上記背面パネル上に固定し、上記一体
   化された電極の両端の接続バーをカットすることを特徴
   とする発光素子の電極構造の製造方法。
3. 【請求項３】 前面パネルと、この前面パネルに対応し
   て設けられた背面パネルと、上記前面パネルと上記背面
   パネルの間を隔てるスペーサとによって囲まれ、上記前
   面パネルの内面に形成された複数の蛍光体と、この複数
   の蛍光体に対応して上記背面パネル上に架線された複数
   のカソードを備えた発光素子の電極構造の製造方法にお
   いて、上記背面パネル上にあらかじめフレームを固定
   し、このフレーム上に、梯子状の支持電極と、溶接用開
   口部を有する押さえ電極とがカソードを挟んで一体化さ
   れた電極を載せ、上記押さえ電極の開口部を通じて上記
   支持電極と上記フレームを溶接し、上記一体化された電
   極の両端の接続バーをカットすることを特徴とする発光
   素子の電極構造の製造方法。
4. 【請求項４】 支持電極と押さえ電極とに同種材料を用
   いたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記
   載の発光素子の電極構造の製造方法。
5. 【請求項５】 支持電極と押さえ電極の少なくともいず
   れか一方に、カソードを架線する溶接点の間にスリット
   を設けたものを用いたことを特徴とする請求項１〜４の
   いずれか１項に記載の発光素子の電極構造の製造方法。
6. 【請求項６】 カソード配置部の両側に溝を有する支持
   電極を用いたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   １項に記載の発光素子の電極構造の製造方法。