JP3519371B2 - 蛍光表示管 - 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、蛍光表示管に関
し、特に陽極電極層に接続されたアルミニウムからなる
導体配線層を有する蛍光表示管に関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光表示管は、真空に保持した外囲器内
に蛍光体層を被着形成した陽極電極層と、この陽極電極
層上に張架されたフィラメントと、陽極電極層とフィラ
メントとの間に設けられたグリッド電極（制御電極）と
を有する自発光型のディスプレイである。このように構
成される蛍光表示管は、フィラメントから放射される熱
電子を、グリッド電極により制御し、蛍光体層の表面に
衝突させることによって励起発光を行っている。

【０００３】このような蛍光表示管において、陽極電極
層の形成に用いるグラファイトペーストは、焼結性（助
結性）などの点から、グラファイト（カーボン）にフリ
ットガラス又は水ガラスなどを混合して形成されてお
り、陽極電極層上に蛍光体層を塗布形成する場合には、
このグラファイトペーストを印刷塗布し、乾燥してグラ
ファイト塗布層を形成し、このグラファイト塗布層を５
００〜５５０℃の温度範囲で加熱焼結してグラファイト
層を形成した後、このグラファイト層上に蛍光体ペース
トを印刷塗布し、焼結して蛍光体層を形成していた。

【０００４】しかしながら、陽極電極層の形成に用いる
グラファイトペーストに、焼結剤としてフリットガラス
を混合したものでは、フリットガラスにＰｂＯが含まれ
ているため、蛍光体ペーストの印刷塗布後の焼成時に蛍
光体が汚染され、蛍光体層の発光効率を著しく低下させ
るという問題があった。また、グラファイトペースト内
のフリットガラスが焼結する時にガラス化するため、バ
インダーの抜けが難しく、ＣＯ₂やＣＨ₄などの有機性ガ
スを巻き込む傾向にあり、蛍光体層やフィラメントが汚
染され易いという問題があった。

【０００５】また、水ガラスを使用するものでは、水ガ
ラス中にＮａやＫなどのアルカリ金属が含まれているた
め、グラファイト塗布層及び蛍光体塗布層の焼結時に下
地の絶縁層の絶縁劣化や蛍光体塗布層の汚染などの不具
合が生じる恐れがあった。特に、汚染に敏感な蛍光体で
は、蛍光体層の発光効率を著しく低下させるなどの問題
があった。これは、アルカリ金属はイオン化傾向が大で
あり、マイグレーションが発生し易く、かつ反応性が高
いことによる。

【０００６】このような問題を解決するため、ガラス成
分を含まないグラファイト層で陽極層を構成した蛍光表
示管が提案されている（日本国特許第２８５８２０３
号）。図２は、従来提案されている蛍光表示管の構成を
示す要部断面図である。図２において、ガラス基板１上
に所定のパターンを有する導体配線層２と、この導体配
線層２を覆う絶縁層３とが設けられている。絶縁層３の
所定位置にはスルーホール３ａが設けられており、絶縁
層３の表面に設けられた所定パターンの陽極導体層４が
スルーホール３ａを通して導体配線層２に導通接続して
いる。陽極導体層４上には蛍光体層５が設けられてお
り、陽極導体層４と蛍光体層５からなる陽極６がパター
ン表示部７を構成している。

【０００７】なお、ガラス基板１上に形成されたパター
ン表示部７と対向する上方にはメッシュ状の制御電極８
が配置され、制御電極８の上方には離間してフィラメン
ト９が複数配置されている。フィラメント９上方にはフ
ェースガラス１０が配置されており、ガラス基板１とフ
ェースガラス１０とが図示しない低融点ガラスにより封
着されて外囲器１１を構成している。

【０００８】ここで、導体配線層２は、スクリーン印刷
法により塗布された銀ペーストを焼成した導電膜か、又
は真空蒸着法などにより成膜されたアルミニウム（以
後、Ａｌと記す）で構成されている。絶縁層３は、スク
リーン印刷法により塗布された低融点ガラスを主成分と
するガラスペーストを焼成した絶縁膜で構成されてい
る。陽極導体層４は、ガラス成分を含まないグラファイ
ト層で構成されており、蛍光体層５は、例えばＺｎＯ：
Ｚｎ蛍光体で構成されている。

【０００９】このように、前述の蛍光表示管は、ガラス
成分を含まないグラファイト層で陽極電極層を構成した
ことにより、ＰｂＯを含んだフリットガラス又はアルカ
リ金属を含む水ガラスを使用しないので、蛍光体層の表
面への汚染が全くなくなり、蛍光体層の発光輝度が向上
し、蛍光表示管の発光特性を大幅に向上させることがで
きるという極めて優れた効果が得られる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
蛍光表示管は、導体配線層をＡｌで構成した場合におい
て、低陽極電圧で使用すると稀に一部の表示セグメント
の輝度が低くなるという問題があった。本発明者らは、
この問題を解決すべく調査・検討を行った結果、一部の
導体配線層と陽極導体層の境界面で抵抗が高くなり、こ
の抵抗による電圧降下により実質的な陽極電圧が低下
し、この部分の輝度が低くなることを見いだし、本発明
に至った。本発明の目的は、低陽極電圧での使用におい
ても、均一な発光が安定して得られる蛍光表示管を提供
することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、グラファイト層からなる陽極電極層
と、この陽極電極層に接続されたアルミニウムからなる
導体配線層とを有し、陽極電極層上に蛍光体層が設けら
れた蛍光表示管において、陽極電極層と導体配線層の接
続面にフリットガラスを含むグラファイト層若しくはフ
リットガラスを含むアルミニウム層からなるジャンクシ
ョン層を備えたことによって特徴づけられる。この蛍光
表示管における陽極電極層の一構成例は、ガラス成分を
含まないグラファイト層からなることを特徴とする。こ
の蛍光表示管の一構成例は、導体配線層がスルーホール
を有する絶縁層に覆われており、ジャンクション層がス
ルーホール内の導体配線層上に設けられている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に図を用いて発明の実施の形
態を説明する。図１は、本発明の蛍光表示管における実
施の形態を示す要部断面図である。図１において、ガラ
ス基板１上に所定のパターンを有する導体配線層２と、
この導体配線層２を覆う絶縁層３とが設けられている。
絶縁層３の所定位置にはスルーホール３ａが設けられて
おり、スルーホール３ａ内の導体配線層２上にジャンク
ション層１２が設けられている。絶縁層３の表面には、
所定パターンの陽極導体層４が設けられており、陽極導
体層４はスルーホール３ａを通してジャンクション層１
２に接している。陽極導体層４上には蛍光体層５が設け
られており、陽極導体層４と蛍光体層５からなる陽極６
がパターン表示部７を構成している。

【００１３】また、ガラス基板１上に形成されたパター
ン表示部７と対向する上方にメッシュ状の制御電極８が
配置され、制御電極８の上方には離間してフィラメント
９が複数配置されている。フィラメント９上方にはフェ
ースガラス１０が配置されており、ガラス基板１とフェ
ースガラス１０とが図示しない低融点ガラスにより封着
されて外囲器１１を構成している。ここで、導体配線層
２はＡｌで構成されており、絶縁層３は低融点ガラスで
構成されている。ジャンクション層１２はフリットガラ
スを含むグラファイト層若しくはフリットガラスを含む
アルミニウム層で構成されており、陽極導体層４はガラ
ス成分を含まないグラファイト層で構成されている。蛍
光体層５は、例えばＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体で構成されてい
る。

【００１４】この場合、導体配線層２は真空蒸着法など
によりガラス基板１上に１μｍ程度の厚さで成膜し、ス
ルーホール３ａを有する絶縁層３は導体配線層２が形成
されたガラス基板１上に低融点ガラスを主成分とするガ
ラスペーストをスクリーン印刷法により塗布した後、焼
成して形成する。ジャンクション層１２は、スクリーン
印刷法によりスルーホール３ａ内に１０μｍ程度の厚さ
に塗布したフリットガラスを含むグラファイトペースト
若しくはフリットガラスを含むアルミニウムペーストを
焼成して形成する。

【００１５】フリットガラスを含むグラファイトペース
トは、エチルセルロースのようなバインダーとブチルカ
ルビトールのような溶剤との混合物であるビヒクルに導
電材としてのグラファイト粉末と、印刷性を向上させる
ためのフィラー材としてのアルミナ粉末と、フリットガ
ラス粉末とを混合してペースト化したものである。ま
た、フリットガラスを含むアルミニウムペーストは、同
様のビヒクルに導電材としてのアルミニウム粉末と、フ
リットガラス粉末とを混合してペースト化したものであ
る。

【００１６】陽極導体層４と蛍光体層５は、密着性を向
上するため陽極導体層４と蛍光体層５の塗布終了後、同
時に焼成して形成する。この場合、陽極導体層４は、例
えば１重量部のグラファイトに対し、約０．２重量部の
エチルセルロースと約２．０重量部のブチルカルビトー
ルを含むグラファイトペーストをスクリーン印刷法によ
りスルーホール３ａ部分を含む絶縁層３上に所定パター
ンで２０μｍ程度の厚さに塗布する。蛍光体層５は、例
えばＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体をビヒクル（エチルセルロース
とブチルカルビトールアセテートとの混合体）に混合し
てペースト状にした蛍光体ペーストをスクリーン印刷法
により陽極導体層４上に３０μｍ程度の厚さに塗布す
る。

【００１７】次に、この蛍光表示管の試作結果について
表１を参照して説明する。ここでは、ジャンクション層
の形成に用いるフリットガラスを含む導電ペーストの種
類を変えて複数のサンプルを試作し、導電ペーストの種
類による全蛍光体層が均一に発光する陽極電圧のばらつ
きを調べた。また、比較としてジャンクション層を持た
ない従来例についても同様に全蛍光体層が均一に発光す
る陽極電圧のばらつきを調べた。この場合、調査はサン
プルごとに陽極電圧を８Ｖ〜１５Ｖ（直流電圧）の範囲
で変えて全蛍光体層が均一に発光する陽極電圧を求める
方法で行った。

【００１８】さらに、全蛍光体層が均一に発光する陽極
電圧のばらつきの割合から判定した輝度の不均一が発生
する可能性と、ジャンクション層に用いる材料の影響に
よるＡｌの反応とから適否を判定した。ここで、全蛍光
体層が均一に発光する陽極電圧のばらつきを求めた結果
は、陽極電圧が８Ｖの場合でも均一な発光が得られた試
作品の数と、９Ｖ〜１１Ｖの範囲で均一な発光が得られ
た試作品の数と、１２Ｖ〜１５Ｖの範囲で均一な発光が
得られた試作品の数とにまとめて示した。Ａｌの反応
は、ガラス基板１の裏面側から導体配線層２を観察して
判定し、Ａｌとの反応性が高く問題があるものを×、反
応するが実用上問題のないものを△、問題のないものを
○で示した。また、適否の判定は、不適当なものを×、
適用可能なものを○、最も望ましいものを◎で示した。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１において、No.１〜No.４は導体配線層
と陽極導体層の間にジャンクション層を設けた場合を示
し、No.５はジャンクション層を持たない従来の場合を
示す。No.１は、ジャンクション層の形成に銀ペースト
Ａを用いたときの結果を示す。No.１では、試作数１９
本に対して、陽極電圧８Ｖで均一な発光が得られた数は
１３本であり、残りの６本は９Ｖ〜１１Ｖの間で均一な
発光が得られた。また、Ａｌとの反応性は×であり、適
否の判定は×となった。No.２は、ジャンクション層の
形成に銀ペーストＢを用いたときの結果を示す。No.２
では、試作数１８本に対して、陽極電圧８Ｖで均一な発
光が得られた数は１７本であり、残りの１本は９Ｖで均
一な発光が得られた。また、Ａｌとの反応性は×であ
り、適否の判定結果は×となった。

【００２１】No.３は、ジャンクション層の形成にフリ
ットガラスを含むグラファイトペーストを用いたときの
結果を示す。No.３では、試作した１９本すべてで、陽
極電圧８Ｖで均一な発光が得られた。また、Ａｌとの反
応性は○であり、適否の判定は◎となった。No.４は、
ジャンクション層の形成にフリットガラスを含むアルミ
ニウムペーストを用いたときの結果を示す。No.４で
は、試作した１６本すべてで、陽極電圧８Ｖで均一な発
光が得られた。また、Ａｌとの反応性は△であり、適否
の判定は○となった。

【００２２】No.５は、ジャンクション層を持たない従
来例の結果を示す。No.５では、試作数１９本に対し
て、陽極電圧８Ｖで均一な発光が得られた数は３本であ
り、９Ｖ〜１１Ｖの間で均一な発光が得られた数が１２
本、１２Ｖ〜１５Ｖの間で均一な発光が得られた数が４
本であった。また、Ａｌとの反応性は○であり、適否の
判定は×となった。以上の結果から、ジャンクション層
の形成には、フリットガラスを含むグラファイトペース
ト若しくはフリットガラスを含むアルミニウムペースト
が適していることが判明した。

【００２３】ここで、銀ペーストＡの組成は、銀７０
％、フリットガラス２％、ビヒクル２８％であり、銀ペ
ーストＢの組成は、銀７０％、フリットガラス５％、ビ
ヒクル２５％である。また、フリットガラスを含むグラ
ファイトペーストの組成は、カーボン１５％、フリット
ガラス２０％、アルミナ１０％、ビヒクル５５％であ
り、フリットガラスを含むアルミニウムペーストの組成
は、アルミニウム４０％、フリットガラス１０％、ビヒ
クル５０％である。なお、各組成の比率はいずれも質量
比である。

【００２４】次に、フリットガラスを含むグラファイト
層からなるジャンクション層若しくはフリットガラスを
含むアルミニウム層からなるジャンクション層を導体配
線層と陽極導体層の間に設けることにより、導体配線層
と陽極導体層の境界面における抵抗のばらつきを抑止で
きる理由を説明する。フリットガラスを含むグラファイ
トペースト若しくはフリットガラスを含むアルミニウム
ペーストでジャンクション層を形成すると、フリットガ
ラスが導体配線層のＡｌ表面の酸化層と反応し、導体配
線層内部のＡｌ部分にまでグラファイト粉末若しくはＡ
ｌ粉末が入り込めるようになる。これにより安定した導
通状態が得られ、抵抗のばらつきを抑止できる。なお、
フリットガラスを含む銀ペーストは、Ａｌとの反応性が
高く、導体配線層の断線が生じることがあり、ジャンク
ション層の材料として適さない。

【００２５】この実施の形態によれば、ガラス成分を含
まないグラファイト層からなる陽極導体層と、Ａｌから
なる導体配線層の間にフリットガラスを含むグラファイ
ト層若しくはフリットガラスを含むアルミニウム層を設
けたので、一部の導体配線層と陽極導体層の境界面にお
ける抵抗増加を抑止でき、抵抗のばらつきによる陽極ご
との実質的な印加電圧のばらつきを防ぐことができる。
また、フリットガラスを含むジャンクション層は、絶縁
層のスルーホール内に設けられているため蛍光体層と接
触することがなく、フリットガラスに含まれるＰｂＯで
蛍光体が汚染されることがない。よって、良好な発光特
性を維持したまま、均一な発光が安定して得られる。

【００２６】

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の蛍光表示
管は、グラファイト層からなる陽極電極層とアルミニウ
ムからなる導体配線層の接続面にフリットガラスを含む
グラファイト層若しくはフリットガラスを含むアルミニ
ウム層からなるジャンクション層を設けたので、接続面
の局所的な抵抗増加が抑止でき、この抵抗増加による陽
極ごとの実質的な印加電圧のばらつきがなくなるため、
低陽極電圧での使用においても均一な発光が安定して得
られる。

【００２８】また、導体配線層がスルーホールを有する
絶縁層に覆われており、フリットガラスを含むジャンク
ション層がスルーホール内の導体配線層上に設けられて
いるので、フリットガラスに含まれるＰｂＯや有機性ガ
スの漏出が絶縁層や陽極電極層によって阻止され、蛍光
体やフィラメントが汚染されることがないため、陽極電
極層にガラス成分を含まないグラファイト層を用いたこ
とによる良好なカソード特性や発光特性を維持したまま
均一な発光が安定して得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の蛍光表示管における実施の形態を示
す要部断面図である。

【図２】 従来提案されている蛍光表示管の構成を示す
要部断面図である。

【符号の説明】

１…ガラス基板、２…導体配線層、３…絶縁層、３ａ…
スルーホール、４…陽極導体層、５…蛍光体層、６…陽
極、７…パターン表示部、８…制御電極、９…フィラメ
ント、１０…フェースガラス、１１…外囲器、１２…ジ
ャンクション層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 裕 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 (56)参考文献 特開 平１−93035（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−58452（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−71949（ＪＰ，Ｕ) 特許2858203（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 31/15

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス成分を含まないグラファイト層か
   らなる陽極電極層と、この陽極電極層に接続されたアル
   ミニウムからなる導体配線層とを有し、前記陽極電極層
   上に蛍光体層が設けられた蛍光表示管において、 前記陽極電極層と前記導体配線層の接続面にフリットガ
   ラスを含むグラファイト層からなるジャンクション層を
   備えたことを特徴とする蛍光表示管。
2. 【請求項２】 ガラス成分を含まないグラファイト層か
   らなる陽極電極層と、この陽極電極層に接続されたアル
   ミニウムからなる導体配線層とを有し、前記陽極電極層
   上に蛍光体層が設けられた蛍光表示管において、 前記陽極電極層と前記導体配線層の接続面にフリットガ
   ラスを含むアルミニウム層からなるジャンクション層を
   備えた ことを特徴とする蛍光表示管。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の蛍光表示管
   において、 前記導電配線層は、スルーホールを有する絶縁層に覆わ
   れており、 前記ジャンクション層は、前記スルーホール内の前記導
   体配線層上に設けられていることを特徴とする蛍光表示
   管。