JP5774570B2 - 駆動用ｉｃ内蔵型蛍光表示管 - Google Patents

Description

本発明は、蛍光表示管の駆動用ＩＣを内蔵した蛍光表示管に関し、特にその蛍光表示管のフィラメント端部支持部材の構造に関する。

従来駆動用ＩＣを内蔵した蛍光表示管（駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管）において、フィラメント（陰極）から放射される電子を遮蔽して駆動用ＩＣを保護するため、フィラメント端部支持部材の押え板やサポートを遮蔽部材に用いた蛍光表示管が提案されている。
図４は、従来の押え板とサポートからなるフィラメント端部支持部を、遮蔽部材に用いた駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管の断面図である。
図４（ａ）は、 図４（ｂ）のＸ１３−Ｘ１３の断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ１２−Ｘ１２の断面図である。
フィラメント端部支持部材は、押え板２１とサポート２２からなる。押え板２１は、立ち上り部２１１、平板状部２１２からなり、その両端部は、外囲器を構成するアノード基板１１と側面板（側面部材）１２の接合部Ｘ１１から外囲器の外へ引出してある。サポート２２は、平板状部２２１、立ち上り部２２２、フィラメント取付け部２２３からなり、その平板状部２２１を、押え板２１の平板状部２１２にスポット溶接してある。フィラメントＦの端部は、サポート２２のフィラメント取付け部２２３とリボン２３の間に挟み、リボン２３をフィラメント取付け部２２３にスポット溶接して固定してある。押え板２１の平板状部２１２及びサポート２２の平板状部２２１は、フィラメントＦと駆動用ＩＣ２４の間に介在して、駆動用ＩＣ２４の遮蔽部材の機能も有している。なお２５は、蛍光体膜を形成したアノード電極である。

図４のフィラメント端部支持部材は、押え板２１とサポート２２からなり、サポート２２は、立ち上り部２２２を備えているから、フィラメントＦとアノード電極２５の距離（フィラメントの高さ）が大きくなる（高くなる）。
そこでフィラメントＦの高さを低くするため、フィラメント支持部のサポート２２を省略して、押え板２１にフィラメントＦを直接取付ける構造のフィラメント端部支持部材が提案されている（例えば特許文献１）。

図５は、サポートを備えないフィラメント端部支持部材を、遮蔽部材に用いた駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管の断面図である。
図５（ａ）は、 図５（ｂ）のＸ２３−Ｘ２３の断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＸ２２−Ｘ２２の断面図である。
フィラメントＦの端部は、サポート機能も有する押え板２６の平板状部２６２とリボン２３の間に挟み、リボン２３を平板状部２６２にスポット溶接して固定してある。フィラメントＦは、平板状部２６２に接触するとフィラメントＦの熱が平板状部２６２に奪われ、いわゆるエンドクールの領域が大きくなるため、平板状部２６２には、フィラメントＦが接触する部分にスリット（開口部）２６２ｓを櫛状に形成してある。
図５のフィラメント端部支持部材は、図４のサポートを備えていないから、その分フィラメントＦの高さは、低くなる。なお２６１は、押え板２６の立ち上り部である。

特開２０１１−２４３３７７号公報

従来のサポートを省略したフィラメント端部支持部材は、フィラメントの高さを低くできるメリットがある反面問題もある。
図５の場合、押え板２６は、Ｘ２１部分において、アノード基板１１と側面板（側面部材）１２の間にガラス製の接着剤を用いて固着してあるが、Ｘ２１部分におけるクラックを防止するため、熱膨張係数が接着剤に近い４２−６合金を用いている。そして４２−６合金は、ガラスとの接合強度を高め、気密性を高くするために水素中で加熱処理してＣｒの酸化皮膜を形成している。そのためフィラメントＦを押え板２６に直接溶接して取付けると、溶接強度が低下し好ましくない。
また図５の場合、フィラメントＦの直下には、スリット２６２ｓを形成してあるから、フィラメントＦから放射された電子は、スリット２６２ｓを通って駆動用ＩＣ２４に到達するおそれがあり、遮蔽効果が損なわれるおそれがある。同様にして、押え板２６にスリット２６２ｓを形成すると、押え板２６は立体構造のため、強度的に問題が発生するおそれがある。
本発明は、従来のサポートを省略したフィラメント支持部の前記問題点に鑑み、サポートを備えたフィラメント端部支持部材を用いて、フィラメントの高さを従来のものよりも低くできる構造のフィラメント端部支持部を備えた駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管を提供することを目的とする。

請求項１に記載の駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管は、気密容器内に取付けた駆動用ＩＣをフィラメント端部支持部材で覆ってフィラメントから遮蔽する蛍光表示管において、フィラメント端部支持部材は、気密容器内に取付けた押え板とその押え板に取付けた平板状のサポートからなり、押え板は、立ち上り部と平板状部を備え、４２−６合金からなり、水素中で加熱処理してＣｒの酸化皮膜を形成してあり、サポートは、水素中で加熱処理せずに押え板の平板状部に取付けてあり、フィラメントに対向しアンカー側を開放した櫛状のスリットを形成してあり、櫛歯相当部分を押え板の平板状部にスポット溶接してあり、フィラメントは、一端部をサポートとリボンとの間に挟みリボンをサポートにスポット溶接して固定してスリットの長手方向へ延在するように配置してあり、サポートのスリットは、フィラメントと反対の側が押え板により塞がれていることを特徴とする。
請求項２に記載の駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管は、請求項１に記載の駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管において、前記フィラメントは、芯線とその芯線の表面に被着した電子放出物質からなり、その電子放出物質は、芯線の端部と前記スリットの非開放側端部の間を除き芯線の表面に被着してあることを特徴とする。
請求項３に記載の駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管は、請求項１又は請求項２に記載の駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管において、フィラメントとアノード基板の距離は、１ｍｍ以下であることを特徴とする。
請求項４に記載の駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管は、請求項１から請求項３のいずれかの請求項に記載の駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管において、前記押え板は、平板状部のアンカー側端部をアノード基板側に折り曲げてあることを特徴とする。

本発明のフィラメント端部支持部材は、押え板と平板状のサポートからなり、フィラメントは、サポートの平板状部に直接固定してあるから、フィラメントＦとアノード電極の距離（フィラメントの高さ）が小さく（低く）なる。
本発明のフィラメント端部支持部材のサポートには、フィラメントと対向するコ字状のスリットを形成してあるから、サポートにフィラメントの端部を直接固定しても、フィラメントがサポートに接触する範囲は狭くなり、エンドクールの領域も狭くなる。
本発明のサポートのスリットは、フィラメントと反対の側を押え板により塞いであるから、フィラメントから放射された電子がスリットを通って駆動用ＩＣに到達することはない。即ちサポートにスリットを形成しても、フィラメント端部支持部材の遮蔽効果が損なわれることはない。
本発明のサポートは、平板状であって構造が簡単であるから、加工も簡単になり、製造コストを低減できる。また押え板は、サポートの補強材の役目もするから、サポートを薄く形成できる。

図１は、本願発明の実施例に係るフィラメント端部支持部材を備えた駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管の断面図である。 図２は、図１の一部分の拡大図である。 図３（ａ）は、フィラメントの電子放出物質の被着範囲、及びサポートとフィラメントの溶接位置を説明する図であり、図３（ｂ１）、（ｂ２）は、押え板の補強部を説明する図である。 図４は、従来のサポートを備えたフィラメント端部支持部材を用いた駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管の断面図である。 図５は、従来のサポートを備えないフィラメント端部支持部材を用いた駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管の断面図である。

図１、図２を用いて本発明の実施例に係るフィラメント端部支持部材を備えた駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管を説明する。

図１は、駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管の一部の断面図であり、図２は、図１の一部分の拡大図である。
図１において、図１（ａ）は、 図１（ｂ）のＹ１３−Ｙ１３の断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＹ１２−Ｙ１２の断面図である。
蛍光表示管の外囲器（真空気密容器）は、アノード基板３１、アノード基板３１に対向する基板（図示せず）、両基板の間に介在する側面板（側面部材）３２を低融点ガラス（フリットガラス）で接着（封着）した構造からなる。外囲器内には、電子を放出するフィラメントＦ（陰極）、フィラメントＦから放出された電子の射突により発光する蛍光体膜を形成したアノード電極３５、フィラメントＦとアノード電極３５の間に配設されてフィラメントＦから放出された電子を制御する制御電極（図示せず）、蛍光表示管の駆動用ＩＣ３４を設けてある。駆動用ＩＣ３４は、ボンディングワイヤー（図示せず）によりアノード基板３１上に形成された配線（図示せず）に接続されている。フィラメントＦの端部は、押え板４１とサポート４２からなるフィラメント端部支持部材に取付け固定してある。
押え板４１は、アノード基板３１の内面に取り付けてあり、押え板４１には、サポート４２を取付け、サポート４２には、フィラメントＦの端部を取付け固定してある。

押え板４１は、アノード基板３１に固定する平板状の両端部（固定部）、その両端部にそれぞれ接続した立ち上り部４１１、２つの立ち上がり部４１１の間に接続した平板状部４１２からなる。押え板４１は、平板状部４１２を上底として、両端部（両端部を結んで形成される仮想線）を下底とする台形状（矩形状等でもよい）に形成している。押え板４１の両端部は、アノード基板３１と側面板（側面部材）３２の接合部Ｙ１１から外囲器の外へ引出してある。サポート４２は、平板状の部材からなり、平板状部４２１にスリット（開口部）４２１ｓを形成してある。スリット４２１ｓは、フィラメントＦ毎に設け、櫛状に形成してある。そしてスリット４２１ｓは、フィラメントＦと対向し、フィラメントＦの端部と反対の側（アンカー（図示せず）側で、図１（ａ）の場合右側）を開放して、コ字状に形成してある。
サポート４２は、押え板４１の平板状部４１２にスポット溶接してある。フィラメントＦは、一端部をサポート４２の平板状部４２１とリボン４３の間に挟み、リボン４３をサポート４２の平板状部４２１にスポット溶接して固定してある。またフィラメントＦの他端部は、弾性を有する金属板からなるアンカ−（図示せず）に固定してある。アンカ−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。
なおサポート４２とフィラメントＦの溶接位置については、後述する。

サポート４２は、平板状であって従来のサポートのように立体構造でないから、本実施例のフィラメント端部支持部材は、フィラメントＦとアノード基板３１の距離（フィラメントの高さ）が小さく（低く）なる。フィラメントＦとアノード基板３１の距離（フィラメントの高さ）は、押え板４１の立ち上り部４１１の高さとサポート４２の平板状部４２１の板厚で決まるから、サポート４２を用いても従来の押え板４１に直接フィラメントを取付けた場合よりも、押え板４１の板厚分だけ大きく（高く）なるだけである。
サポート４２は、平板状であるから構造が簡単であり、またスリット４２１ｓは、プレスにより型抜きするか或いはエッチングにより形成できるから、加工が簡単になり、製造コストを低減できる。またサポート４２は、スリット４２１ｓを形成しても、押え板４１が補強材の役目をするから、強度が低下することはない。したがってサポート４２は、薄く形成できる。
図１の駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管の各部材及び部材間の寸法の一例は、次の通りである。
アノード基板３１とフィラメントＦの距離（アノード基板３１の表面に絶縁層が形成されている場合、アノード基板３１上の絶縁層とフィラメントＦの距離）は１ｍｍ、アノード基板３１と押え板４１の下面の距離は０．６ｍｍ、押え板４１の材厚（板厚）は０．２ｍｍ、サポート４２の材厚（板厚）は０．１ｍｍ、駆動用ＩＣの厚みは０．２ｍｍ（押え板４１が浮き上がるので、余裕をもたせている）である。

図２により、フィラメントＦとサポート４２のスリット４２１ｓの位置関係を詳述する。
図２（ａ）は、押え板４１、サポート４２、リボン４３部分の拡大平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＹ１４方向の一部分の側面図、図２（ｃ）は、サポート４２のスリット４２１ｓ部分の斜視図である。
スリット４２１ｓの平面形状は、コ字状で、フィラメントＦの端部或いはリボン４３から遠い側(アンカー（図示せず）側）は、開放されている。フィラメントＦは、スリット４２１ｓに対向し、スリット４２１ｓの長手方向へ延在するように配置してある。サポート４２には、スリット４２１ｓを形成してあるから、フィラメントＦを平板状のサポート４２に固定しても、フィラメントＦは、リボン４３の近傍を除いてサポート４２に接触することがない。したがってサポート４２にフィラメントＦの端部を直接固定しても、フィラメントＦがサポート４２に接触する範囲は狭くなるから、エンドクールの領域も狭くなる。
フィラメントＦ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ＢａＣＯ３
、ＳｒＣＯ３ 、ＣａＣＯ３ を所定の配合割合で混合した三元炭酸塩が用いられる。
なお電子放出物質の被着範囲については、後述する。

また押え板４１の平板状部４１２とサポート４２は、駆動用ＩＣ３４を覆っているから、駆動用ＩＣ３４をフィラメントＦの放射電子から遮蔽する機能も有している。即ち押え板４１とサポート４２からなるフィラメント端部支持部材は、駆動用ＩＣ３４の遮蔽部材にもなる。なおフィラメントＦは、サポート４２のスリット４２１ｓの長手方向（スリット４２１ｓのフィラメントＦの張架方向に沿った方向であってスリット４２１ｓの開放されている部分を通る方向と定義する）に延在しているが、スリット４２１ｓのフィラメントＦと反対の側は、押え板４１の平板状部４１２により塞がれているから、フィラメントＦから放射された電子がスリット４２１ｓを通って駆動用ＩＣに到達することはない。即ちサポート４２にスリット４２１ｓを形成しても、押え板４１とサポート４２の遮蔽効果が損なわれることはない。

押え板４１とサポート４２の材料は、従来それらに使用されている材料を使用できる。即ち押え板４１には、熱膨張係数がガラス製接着剤（フリットガラス）の熱膨張係数に近い４２−６合金を用い、水素中で加熱処理してＣｒの酸化皮膜を形成して使用する。またサポート４２には、４２−６合金の外、３６合金、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ３０４等を用いる。それらの材料は、水素中で加熱処理せずに用いる。

次に図３（ａ）により、フィラメントＦの電子放出物質の被着範囲、及びサポート４２とフィラメントＦの溶接位置について説明する。図３（ａ）は、図２（ａ）に対応する図である。
フィラメントＦは、タングステン等の芯線Ｆｗの表面に電子放出物質Ｆｅを被着してある。電子放出物質Ｆｅは、サポート４２のスリット４２１ｓの端部（非開放側の端部）と芯線Ｆｗの端部の間を除き、フィラメントＦがスリット４２１ｓに対向する位置まで被着してある。電子放出物質Ｆｅは、最初芯線Ｆｗの全面に被着し、後に不要部分を剥がして芯線Ｆｗが露出するように形成してもよいし、或いは電子放出物質Ｆｅの不要部分には、最初から芯線Ｆｗに電子放出物質Ｆｅを被着しないように形成してもよい。
サポート４２等の溶接は、まずサポート４２の平板状部４２１を押え板４１の平板状部４１２に溶接し、次に各フィラメントＦの芯線Ｆｗの端部を、サポート４２の平板状部４２１とリボン４３の間に挟み、溶接位置４３ｙにおいてリボン４３をサポート４２の平板状部４２１にスポット溶接してフィラメントＦを挟み込んで固定してある。
またサポート４２は、平板状部４２１のスリット４２１ｓとスリット４２１ｓの間の部分（櫛歯相当部分）を、押え板４１の平板状部４１２にスポット溶接してある。このスポット溶接により平板状部４２１の櫛歯相当部分は、強度が増す。

次に図３（ｂ１）、（ｂ２）により、補強部を形成した押え板４１について説明する。
図３（ｂ１）は、図３（ｂ２）のＹ１６―Ｙ１６の断面図であり、図３（ｂ２）は、図３（ｂ１）のＹ１５方向の側面図（アノード基板のみ断面図）である。
押え板４１の平板状部４１２のアンカー側の端部は、アノード基板３１の側に折り曲げて補強部４１２１を形成してある。押え板４１の平板状部４１２は、端部を折り曲げて補強部４１２１を形成してあるから、強度が増し、変形し難くなる。

３１ アノード基板
３２ 側面板（側面部材）
３４ 駆動用ＩＣ
３５ アノード電極
４１ 押え板
４１２１ 補強部
４２ サポート
４２１ｙ 溶接位置
４２１ｓ スリット
４３ｙ 溶接位置
４３ リボン
Ｆ フィラメント（陰極）

Claims (4)

1. 気密容器内に取付けた駆動用ＩＣをフィラメント端部支持部材で覆ってフィラメントから遮蔽する蛍光表示管において、フィラメント端部支持部材は、気密容器内に取付けた押え板とその押え板に取付けた平板状のサポートからなり、押え板は、立ち上り部と平板状部を備え、４２−６合金からなり、水素中で加熱処理してＣｒの酸化皮膜を形成してあり、サポートは、水素中で加熱処理せずに押え板の平板状部に取付けてあり、フィラメントに対向しアンカー側を開放した櫛状のスリットを形成してあり、櫛歯相当部分を押え板の平板状部にスポット溶接してあり、フィラメントは、一端部をサポートとリボンとの間に挟みリボンをサポートにスポット溶接して固定してスリットの長手方向へ延在するように配置してあり、サポートのスリットは、フィラメントと反対の側が押え板により塞がれていることを特徴とする駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管。
2. 請求項１に記載の駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管において、前記フィラメントは、芯線とその芯線の表面に被着した電子放出物質からなり、その電子放出物質は、芯線の端部と前記スリットの非開放側端部の間を除き芯線の表面に被着してあることを特徴とする駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管。
3. 請求項１又は請求項２に記載の駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管において、フィラメントとアノード基板の距離は、１ｍｍ以下であることを特徴とする駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管。
4. 請求項１から請求項３のいずれかの請求項に記載の駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管において、前記押え板は、平板状部のアンカー側端部をアノード基板側に折り曲げてあることを特徴とする駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管。

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