JP3819788B2 - 蛍光発光管とその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本願発明は、アノード電極とグリッド電極をマトリックス状に配置し、絶縁性を有するセパレーター上にグリッド電極を形成する蛍光発光管とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図6により従来の蛍光発光管の一種であるグラフィック蛍光表示管について説明する。
図6(a)は、グラフィック蛍光表示管のアノード基板の平面図、図6(b)は、図6(a)のY1−Y1部分の断面図、図6(c)は、図6(b)の一部分の拡大図である。
【0003】
図6において、51はガラスのアノード基板、61はカソード用フィラメント、62はフィラメントにテンションを付与して保持するアンカー、63はフィラメントを保持するサポート、64は絶縁層、71はアノード電極、72は蛍光体層、73は絶縁材のセパレーター、74は金属層、75はワイヤーグリッド電極である。アノード電極71とワイヤーグリッド電極75は、マトリクス状に配置してある。
【0004】
従来のグラフィック蛍光表示管は、アノード電極71上に所定サイズのドット状の蛍光体層72を形成し、ワイヤーグリッド電極75は、セパレーター73上に形成した金属層74に密着固定してある。セパレーター73は、アノ−ド電極71及びアノード基板51(アノード電極71とアノ−ド電極71との間)上に絶縁材ペーストを多数回印刷して、所定の高さに形成してある(例えば、特開平2−123649号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図7は、図6のセパレーター73の位置ずれを説明するための図で、アノード基板の平面図である。なおフィラメント71、フィラメントのアンカー62とサポート63、セパレーター73上の金属層74やワイヤーグリッド電極75は、省略してある。
図6の場合、蛍光体ドット72は、アノ−ド電極71上に所定サイズ、所定間隔で正確に配置し、またセパレーター73は、蛍光体ドット72と蛍光体ドット72との間に正確に配置してある。
【0006】
セパレーター73を形成する際、その位置が、例えば、図7のように73´にずれた場合には、蛍光体ドット72の一部はセパレーター73´によって覆われてしまうから、蛍光体ドット72の発光面積は、当初設計した面積よりも小さくなり、表示品質が低下する。そのためセパレーター73の形成には、印刷用マスクの高精度の位置合わせが必要になる。
【0007】
一方セパレーター73は、アノード電極71及びアノード基板51(アノード電極71とアノ−ド電極71との間)上に絶縁材ペーストを印刷して積層形成するが、ペーストは、流動性があるため、セパレーター73の1層目は、アノ−ド電極71やアノード基板51上に広がり、図6(c)のように、いわゆるだれ部731が生じる。だれ部731の広がりは、ペーストの種類により異なるが、セパレーター73の幅よりも50%程度広くなる。
したがってセパレーター73の形成には、印刷後のだれ部731の大きさを予測し、かつ高い精度で印刷用マスクの位置合わせを行わなければならない。そのためセパレーター73の形成は、難しく、蛍光表示管の歩留まり低下の原因になっている。さらに高精度の位置合わせ機能を備えた印刷装置が必要になるため、印刷装置が高価になる。
【0008】
また表示の高精細化には、セパレーター73の間隔を狭くしなければならないが、セパレーター73の間隔は、だれ部731のスペースが障害になり、かつだれ部731が蛍光体ドット72を覆うことのないように余裕を見て設計しなければならないため、あまり狭くできない。そのため、表示の高精細化が困難であった。
本願発明は、これらの問題点に鑑み、蛍光体層上にだれ部を生じることなくセパレーターを形成でき、セパレーターの位置ずれの影響がなく、表示の高精細化が可能な蛍光表示管等の蛍光発光管及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【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、絶縁性を有するアノード基板上にアノード電極とグリッド電極をマトリックス状に配置し、グリッド電極は絶縁性を有するセパレーター上に形成してあり、蛍光体励起用電子源を備えた蛍光発光管において、アノード電極はアノード基板上に直接形成し、そのアノード電極上にストライプ状の蛍光体層を形成し、前記セパレーターは蛍光体層及びアノード基板上に形成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、請求項1に記載の蛍光発光管において、前記セパレーターは、複数の層からなり、少なくとも1層目のアノード基板上に形成された部分にはだれ部が形成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、前記電子源はフィラメントで、そのフィラメントは、カソード電極に超音波溶接されていることを特徴とする。
【0010】
請求項4に記載の蛍光発光管のアノード基板の製造方法は、絶縁性を有するアノード基板上にアノード電極を直接形成する工程と、そのアノード電極上にストライプ状蛍光体層を形成し乾燥する工程と、その蛍光体層及びアノード基板上に、アノード電極と交差するように絶縁性を有するセパレーターを形成する工程と、そのセパレーター上にグリッド電極を形成する工程と、アノード基板を焼成する工程とを有することを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1〜図4により本願発明の実施形態に係るグラフィック蛍光表示管を、図5により本願発明の実施形態に係るグラフィック蛍光表示管の製造方法を説明する。なお各図に共通の部分は、同じ符号を使用している。
【0012】
図1、図2は、本願発明の第1実施形態に係るグラフィック蛍光表示管の平面図と断面図である。
図1(a)は、図1(c)のX2−X2部分の矢印a方向の平面図、図1(b)は、図1(c)のX2−X2部分の矢印b方向の平面図、図1(c)は、図1(a)及び図1(b)のX1−X1部分の断面図、図2(a)は、図1(b)の一部の拡大図、図2(b)は、図2(a)のX3−X3部分の断面図である。
【0013】
図1、図2において、11は、ガラス、セラミック等の絶縁材からなるアノード基板、12は、ガラス、セラミック等の絶縁材からなるフロント基板、13〜16は、ガラス、セラミック等の絶縁材からなるサイド板、21は、ストライプ状のITO(Indium Tin Oxide)やAl等の導電材層からなるアノード電極、211は、アノード電極21のITOやAl等の導電材層からなる配線部、22は、アノード電極21上に形成したストライプ状のZnO:Zn等からなる蛍光体層、23は、ストライプ状の絶縁材からなるセパレーター、24は、セパレーター23上に形成したストライプ状のAl等の導電材層からなるグリッド電極、241は、グリッド電極24のAl等の導電材層からなる配線部、31は、WやW合金等の芯線に三元炭酸塩等の電子放出物質を被着したカソード用フィラメント(蛍光体励起用電子源)、32は、Al等の導電材層からなるカソ−ド電極、321は、カソ−ド電極32のAl等の導電材層からなる配線部、33は、フィラメント31の端部を超音波溶接によりカソード電極32に固着するAl等からなる金属片、34は、ガラスファイバー、線状導体等からなるフィラメント21のスペーサーである。
アノード電極21とグリッド電極24は、マトリックス状に配置(交差配置又は直交配置を含む)してある。
またアノード基板11、フロント基板12、サイド板13〜16を、フリットガラス等の封着材を使用して気密に封着、排気して外囲器を構成する。
【0014】
なお蛍光表示管が、アノード基板11の外側から蛍光体層22の発光を観察するタイプの場合には、アノード基板11は、透明(透光性を有する)のガラスで形成し、アノード電極21は、ITO等の透明導電材で形成するか又はAl等の不透光性材をメッシュ状等の透光構造に形成する。また蛍光表示管が、フロント基板12の外側から蛍光体層22の発光を観察するタイプの場合には、フロント基板12は、透明のガラスで形成する。
【0015】
アノード電極21は、アノード基板11上に直接形成し(即ちアノード基板11との間に何も介在させずに形成し)、厚さ10〜30μmの蛍光体層22を形成してある。蛍光体層22は、フォトリソ法等により形成して乾燥させた状態にあるため、後述するようにセパレーター23の溶剤をよく吸収する。セパレーター23は、蛍光体層22及びアノード基板11(アノード電極21とアノード電極21との間)上に形成してある。
セパレーター23は、セパレーター形成用の開口部を有するマスクを用い、スクリーン印刷によりフリットガラス(絶縁材料)、ビークル(溶剤)からなる印刷ペーストを10回印刷して積層形成した。なおビークルには、エチルセルロースをテルピネオールに溶かしたものを用いた。
【0016】
グリッド電極24は、セパレーター23の上に、グリッド電極形成用の開口部を有するマスクを用い、スクリーン印刷により導電材ペーストを2回印刷して形成した。
セパレーター23とグリッド24とを合わせた高さは、100μmである。
セパレーター23の1層目は、蛍光体層22及びアノード基板11上に直接印刷する。アノード基板11は、印刷されたセパレーター23の溶剤をほとんど吸収しないから、セパレーター23のペーストは、アノード基板11上を拡がり、いわゆるだれ部231を生じる。しかし蛍光体層22は、印刷ペーストの溶剤を吸収するから(溶剤の吸収層としての機能を有している)、蛍光体層22上に印刷されたペーストは、だれ部を生じる前に固まってしまう。
ここでだれ部(幅広部)231は、セパレーター23とアノード基板11の密着力(接着力)を向上させる効果を有している。即ち、蛍光体層22は、粉体状であるから、蛍光体層22上に形成されたセパレーター23の密着力は、それほど高くないが、アノード基板11上に形成されたセパレーター23の密着力は高くなる。そのためだれ部231は、セパレーター23とアノード基板11との密着力を高める効果がある。
【0017】
本実施形態は、セパレーター形成用開口部幅100μmのマスクを用いて、セパレーター23を形成した。アノード基板11上のセパレーター23の1層目のだれ部231部分の幅W1は、150μmであるのに対して、蛍光体層22上のセパレーター23の幅W2は、100μmであった。即ち、蛍光体層22上のセパレーター23は、だれ部をほとんど生じることなく、マスクの開口部とほぼ同じ幅に形成できた。なおだれ部231の印刷ペーストは、アノード基板11上を蛍光体層22の縁に沿って拡がるため、蛍光体層22を覆うことはほとんどない。
【0018】
セパレーター23の2層目以降の層は、1層目の印刷と同じマスクを用い、印刷を繰返して形成する。2層目以降は、先に印刷されたセパレーター23の上に印刷するため、先に印刷された層が印刷ペーストの溶剤を吸収する。したがって2層目以降の層は、マスクの開口部とほぼ同じ幅に形成される。
なおアノード電極21(蛍光体層22)の幅W3は、260μm、アノ−ド電極21のピッチ(間隔)W4は、30μmに設定した。
【0019】
図1は、フィラメント31をフロント基板12に取り付ける例について説明したが、アノード電極21の配線部211又はグリッド電極24の配線部241上に絶縁層(図示せず)を形成し、その絶縁層上にカソ−ド電極32を形成することにより、フィラメントをアノード基板11に取り付けることもできる。
【0020】
次に図3により本実施形態のセパレーターの位置ずれについて説明する。
蛍光体層22の発光部は、ストライプ状蛍光体層22の内、セパレーター23とセパレーター23の間に露出している部分である。したって蛍光体層22の発光部のサイズは、セパレーター23の間隔とストライプ状蛍光体層22の幅W3により決まる(セルフアライメントとなる)。
【0021】
セパレーター23を形成する際、スリーン印刷用マスクの位置がずれ、セパレーター23が23´の位置にずれた場合には、蛍光体層22の発光部は、セパレーター23´とセパレーター23´の間に露出している部分になるが、蛍光体層22は、ストライプ状であるから、セパレーター23´とセパレーター23´の間に必ず存在する。即ち、セパレーターの位置が23の場合(当初予定した基準位置の場合)も、23´の場合(基準位置よりもずれた場合)も、蛍光体層22の発光部の面積は同じになり、印刷時のセパレーターの位置ずれは、蛍光表示管の表示品質に影響しない。したがって印刷時のマスクの位置決め精度は、従来の場合よりも緩和され、セパレーターの形成が容易になる。
【0022】
また本実施形態の場合、蛍光体層22上のセパレーターには、だれ部が生じないから、従来のようにだれ部により蛍光体層の露出面積、即ち発光面積が縮小することもない。さらに本実施形態の場合、だれ部が生じないから、その分セパレーターの間隔を狭くすることができ、したがってより高精細の表示が可能になる。
【0023】
図4は、本願発明の第2実施形態に係るグラフィック蛍光表示管のアノード基板の一部の平面図と断面図で、図4(a)は、平面図、図4(b)は、図4(a)のX4−X4部分の断面図である。
【0024】
図4の例は、アノード電極21上にドット状蛍光体層22´を形成し、そのドット状蛍光体層22´及びアノード基板11上にセパレーター23を形成してある。セパレーター23は、その幅方向の底部の両側の縁部(底部のアノード電極21と交差する方向の両側の縁部)232a、232bが隣接するドット状蛍光体層22´上に載るように形成してある。このドット状蛍光体層22´は、アノード電極21の長手方向において本来必要な長さよりも大きく形成してある。即ち本来の発光ドットとして必要な面積よりも大きく形成してある。
ここで蛍光体層をドット状等ストライプ状以外の形状にして、アノード電極21の一部が露出するように形成すると(蛍光体に覆われない部分を形成すると)、その露出したアノ−電極21上のセパレーター23は密着力が高いから、だれ部231と相俟って、セパレーター23とアノード基板11との密着力をさらに高めることができる。
【0025】
この場合、セパレーター23の間隔W6とドット状蛍光体層22´のアノード電極21の長手方向の長さW5は、W6<W5となり、セパレーター23の幅W2とドット状蛍光体層22´の間隔W7は、W7<W2となるように設定する。このように設定すれば、セパレーター23の位置が図4(b)の23´の位置(グリッド電極24は24´の位置)にずれた場合にも、隣接する各セパレーター23´の少なくとも1部は、同一のドット状蛍光体層22´上に形成される。したがってこの場合には、隣接する各セパレーター23´の間の全面に蛍光体層22´が必ず存在するから、従来のように蛍光体層22´の発光面積が減少することはない。
【0026】
なおこの場合、セパレーター23の位置ずれの許容範囲は、多角形や矩形等のドット状蛍光体層22´の間隔W7により決まるから、蛍光体層がストライプ状の場合よりも小さくなるが、従来のドット状蛍光体層の場合よりも大きくなる。また蛍光体層がドット状の場合、蛍光体の使用量は、蛍光体層がストライプ状の場合よりも少なくて済むから経済的である。
なお前記第1実施形態のストライプ状の蛍光体層は、開口を有するストライプ状(梯子状)、即ち第2実施形態のドット状蛍光体を梯子状につなげた構造のものであってもよい。
またアノード基板は、ガラス等のようにセパレーターの溶剤を吸収しない絶縁材料からなるものの外、表面に溶剤を吸収しない絶縁材料を被着形成した金属基板、或いは溶剤の吸収性のある絶縁材料からなる基板の表面に溶剤を吸収しない絶縁材料を被着形成したものであってもよい。
【0027】
図5は、本願発明の実施形態に係るアノード基板の製造工程を示す図である。ガラス、セラミック等からなるアノード基板に、スクリーン印刷法、スパッタリング法等によりアルミニウム、ITO等の導電材からなるストライプ状のアノ−ド電極を形成し(工程a)、乾燥する(工程b)。なおスパッタリング法により、アノード電極を形成する場合には、工程bは不要である。アノード電極上に厚膜フォトリソ法等によりストライプ状の蛍光体層を形成し(工程c)、乾燥する(工程d)。蛍光体層及びアノード基板上に、スクリーン印刷法、ディスペンサー法、インクジェット法等により、セパレーターを積層形成し(工程e)、乾燥する(工程f)。なおセパレーターの形成は、1層毎に工程fの乾燥を繰返す。セパレーター上に、スクリーン印刷法、ディスペンサー法、インクジェット法等により、アルミニウム等の導電材からなるグリッドを形成し(工程g)、乾燥する(工程h)。そして、大気中で焼成する(工程i)。
【0028】
前記各実施形態の電子源は、熱電子源用フィラメントを用いた例について説明したが、電界電子放出型カソード(FEC)を用いることもできる。
前記各実施形態は、グラフィック蛍光表示管について説明したが、蛍光表示管の原理を応用したプリンター用蛍光発光管、平面CRT等の蛍光発光管であってもよい。
【0029】
【発明の効果】
本願発明のセパレーターは、仮にセパレーターの位置がずれても、セパレーターとセパレーターの間には、必ず蛍光体層が存在する。したがって本願発明の蛍光体層の発光部の面積は、セパレーターの位置がずれても常に一定に形成できる。即ちセパレーターの位置ずれにより、従来のように表示品質が低下することはなく、かつセパレーターの形成が簡単になる。またセパレーターの形成には、従来のように高精度の位置合わせ性能を備えた装置が必要でない。
【0030】
本願発明の蛍光体層の発光部は、セパレーターの間隔により規定されるから、蛍光体層は、従来のドット状蛍光体層のように、個々の蛍光体層の位置やサイズを正確に、かつセパレーターがドット状蛍光体層を覆うことのないように細心の注意はらって形成する必要がない。したがってセパレーターや蛍光体層の形成が簡単になる。
本願発明のセパレーターは、蛍光体層の部分においてだれ部を生じないから、間隔を狭くすることができ、表示をより高精細化できる。
【0031】
本願発明のフィラメントは、従来の複雑な形状の立体的構造のアンカーやサポーター等を使用することなく、カソード電極に超音波溶接により固着するから、フィラメントの保持手段は薄くなり、蛍光発光管を薄くすることができる。またフィラメントの保持手段は、安価になり、かつフィラメントの固着作業は、簡単になる。したがって本願発明は、前記のようにセパレーターの形成が簡単になることと相俟って蛍光発光管を簡単に、安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の第1実施形態に係るグラフィック蛍光表示管の平面図と断面図である。
【図2】図1の一部の拡大図である。
【図3】図1のセパレーターの位置ずれの影響を説明するための図である。
【図4】本願発明の第2実施形態に係るグラフィック蛍光表示管のアノード基板の一部の平面図と断面図である。
【図5】本願発明の実施形態に係るグラフィック蛍光表示管のアノード基板の製造工程を示す図である。
【図6】従来のグラフィック型蛍光表示管の平面図と断面図である。
【図7】図6のセパレーターの位置ずれの影響を説明するための図である。
【符号の説明】
11 アノード基板
12 フロント基板
13〜16 サイド板
21 アノード電極
22,22´ 蛍光体層
23,23´ セパレーター
24,24´ グリッド電極
31 フィラメント
32 カソード電極
33 金属片
34 スペーサー
Claims (4)
- 絶縁性を有するアノード基板上にアノード電極とグリッド電極をマトリックス状に配置し、グリッド電極は絶縁性を有するセパレーター上に形成してあり、蛍光体励起用電子源を備えた蛍光発光管において、アノード電極はアノード基板上に直接形成し、そのアノード電極上にストライプ状の蛍光体層を形成し、前記セパレーターは蛍光体層及びアノード基板上に形成されていることを特徴とする蛍光発光管。
- 請求項1に記載の蛍光発光管において、前記セパレーターは、複数の層からなり、少なくとも1層目のアノード基板上に形成された部分にはだれ部が形成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、前記電子源はフィラメントで、そのフィラメントは、カソード電極に超音波溶接されていることを特徴とする蛍光発光管。
- 絶縁性を有するアノード基板上にアノード電極を直接形成する工程と、そのアノード電極上にストライプ状蛍光体層を形成し乾燥する工程と、その蛍光体層及びアノード基板上に、アノード電極と交差するように絶縁性を有するセパレーターを形成する工程と、そのセパレーター上にグリッド電極を形成する工程と、アノード基板を焼成する工程とを有することを特徴とする蛍光発光管のアノード基板の製造方法。
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