JPH08241683A - 駆動回路一体型蛍光表示管光ヘッド - Google Patents

駆動回路一体型蛍光表示管光ヘッド

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JPH08241683A
JPH08241683A JP6869695A JP6869695A JPH08241683A JP H08241683 A JPH08241683 A JP H08241683A JP 6869695 A JP6869695 A JP 6869695A JP 6869695 A JP6869695 A JP 6869695A JP H08241683 A JPH08241683 A JP H08241683A
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賢二 世良
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 蛍光表示管を用いた光ヘッド、ディスプレイ
等において高精細な画素電極を有する蛍光表示管を提供
する。 【構成】 真空外囲器(1)内にフィラメント状のカソ
ード(2)、駆動回路基板(3)、グリッド(4)が設
置されており、駆動回路基板(3)は真空外囲器基板上
に設置されて、その上には薄膜トランジスタからなる駆
動回路(6)が形成されており、駆動回路(6)と画素
電極(5)により電気的に接続され蛍光体(7)が形成
されている。駆動回路全面には絶縁膜(10)で皮膜さ
れて、蛍光体の上層部には絶縁性電子侵入阻止膜(9)
が形成されており、蛍光体の画素電極部のみ開口されて
いる。これにより蛍光体の解像度以上の高精細化を実現
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、駆動回路一体型蛍光表
示管光ヘッドに関し、特に、蛍光表示管を用いた光ヘッ
ド、ディスプレイ等において高精細な画素電極を有する
蛍光表示管に関する。
【0002】
【従来の技術】蛍光表示管は、家庭電器製品等のディス
プレイとして広く普及しており、またプリンタの光ヘッ
ド等、他製品への応用も期待されている。特に安価で可
視光全域にわたって高輝度を得ることができるためカラ
ー光ヘッドをはじめとするカラー光源としての応用が期
待されている。従来の蛍光表示管では高精細化のために
は、接続リ−ド線の数が膨大になるか、もしくはデユー
ティ駆動による輝度の低下を電圧で補うため高電圧を必
要とする等の問題点があった。この問題を解決するため
に駆動回路を真空外囲器内に形成した駆動回路一体型蛍
光表示管が提案されている(例えば、特開平3−403
47)。
【0003】駆動回路一体型蛍光表示管の構造は、基本
的にカソード、グリッド、蛍光体(アノード)、駆動回
路から構成される。従来技術について、図3(a)
(b)(c)に示す。図3(a)は駆動回路一体型蛍光
表示管を用いた光ヘッドの構造断面図、(b)は蛍光体
電極部分の拡大断面図、(c)は蛍光体電極部分のデバ
イス上面からみた平面図で、従来の駆動回路一体型蛍光
表示管を用いた光ヘッドは、真空外囲器(1)内に、カ
ソード電極(2)、駆動回路基板(3)、グリッド
(4)が形成されている。
【0004】駆動回路基板(3)は、シリコンチップを
用いたものとガラス基板を用いた薄膜駆動回路の方式が
報告されているが、コスト、長尺化の点からガラス基板
を用いた方が有利である。駆動回路基板(3)上に駆動
回路(6)が形成されており、駆動回路(6)と画素電
極(5)によって電気的に接続されて蛍光体(7)が形
成されている。さらに、真空外囲器(1)に固定され
て、駆動回路基板(3)と接するように固定治具(8)
が設置されている。このように、駆動回路一体型にする
ことにより接続数の減少が可能となり、また蛍光体画素
電極自体の高精細化も半導体でのリソグラフィー技術に
より可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術では
蛍光体画素電極は高精細にできても、その上に形成する
蛍光体自体を高精度にパターン化することが困難である
ため、高精細な蛍光表示管を得られないという問題点を
有する。これは蛍光体が数10μmの粒子で構成されて
いるため、この大きさと同程度のパターン化が困難なと
ころにある。現在では、実用的にはせいぜい100μm
弱のハ゜ターン精度しか得られず、しかもパターンエッ
ジは良好とはいえない。単純にプリンタヘッドへの応用
を考えた場合、8ドット/mm程度の解像度になる。現
状ではこの倍以上の解像度が要求されており、現状の技
術ではこの要求に応えるのが困難であるという問題を有
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス等で構
成された真空外囲器と、前記真空外囲器内に設置された
画素電極アレイ、その上部に形成された蛍光体、前記画
素電極に接続された駆動回路、グリッド電極、カソード
電極と、前記真空外囲器に固定されかつ前記駆動回路の
一部と接して設置された接続端子とから構成される蛍光
表示管において、前記蛍光体を覆い、かつ所望の画素電
極部の蛍光体上に開口部を持つ絶縁性電子侵入阻止膜を
有することを特徴とする蛍光表示管である。また、本発
明は、絶縁性電子侵入阻止膜として、有機レジスト、感
光性ポリイミド等の感光性の塗布形成膜を用いることを
特徴とする上記に記載の蛍光表示管である。
【0007】
【作用】本発明においては、蛍光体を覆い、画素電極部
の蛍光体上に開口部を持つ絶縁性電子侵入阻止膜(電子
防止膜となる絶縁膜層)を有することにより、高解像度
の蛍光表示管光ヘッドが形成でき、蛍光体のパターン精
度以上の解像度が得られ、特に光ヘッドでは400DP
Iの解像度が達成できるものである。また絶縁性電子侵
入阻止膜として有機レジスト等の感光性の塗布形成膜を
用いることにより、簡易に蛍光体上に電子侵入阻止膜を
形成でき、この形成された絶縁性電子侵入阻止膜は炭化
された有機膜となるため十分な絶縁性を持ちながらもガ
ラスより導電性、熱伝導性に優れ、チャージアップ防
止、放熱効果も持つものである。
【0008】
【実施例】本発明の実施例について、図面を参照して説
明する。 [実施例1]本発明の第1の実施例について図1(a)
(b)及び(c)に示す。図1(a)は第1の実施例の
デバイスの構造断面図、(b)は(a)の蛍光体電極部
分の拡大断面図、(c)は(b)のデバイス上面からみ
た平面図である。
【0009】図1(a)(b)(c)に示すように、ソ
ーダガラスからなる真空外囲器(1)内にフィラメント
状のカソード(2)、無アルカリガラスからなる駆動回
路基板(3)、グリッド(4)が設置されており、駆動
回路基板(3)は真空外囲器基板上に設置されている。
駆動回路基板(3)上には薄膜トランジスタからなる駆
動回路(6)が形成されており、駆動回路(6)と画素
電極(5)により電気的に接続されて、蛍光体(7)が
形成されている。駆動回路全面には絶縁膜(10)で皮
膜されており、画素電極の部分のみ開口部を設けて有
る。蛍光体の上層部には絶縁性電子侵入阻止膜(9)が
形成されており、蛍光体の画素電極部のみ開口されてい
る。また、外部接続パッド、あるいは駆動回路基板上に
グリッドを形成してある場合はそのパッド及び、グリッ
ド部もレジスト開口部となっている。
【0010】次に、図1に示した駆動回路一体型蛍光表
示管の動作機構について説明する。カソード(2)で発
生した熱電子は、カソード(2)に対して正電位のグリ
ッド(4)によって加速され、駆動回路基板(3)側に
放出される。蛍光体(7)の電位がカソード(2)に対
して正の場合、放出された熱電子が蛍光体(7)に衝突
して発光が生じる。駆動回路6によって個々の蛍光体の
電位を制御することにより、所望の位置の蛍光体のみを
発光させることができる。ここで、電極部のみ絶縁性電
子侵入阻止膜(9)で覆われてなく開口している。この
開口部分のみ電子が蛍光体に照射されて発光する。電極
外にはみだした蛍光体には絶縁性電子侵入阻止膜で電子
の進入を阻止されるため、発光しない。このため蛍光体
が高解像にパターン形成されていなくても、解像度の高
い光源を実現できる。
【0011】本実施例1では、絶縁性電子侵入阻止膜
(9)として有機レジストを用いた。本発明の機能を達
成するにはいかなる絶縁膜でも可能であるが、作製方法
として蛍光体上にCVD(化学気相成長)法、スパッタ
法等で絶縁膜を形成することは極めて困難である。さら
に、蛍光体は水分等で劣化するため蛍光体形成後のプロ
セスは可能な限り少なくしなくてはならない。レジスト
は塗布形成後、現像処理のみで形成できるため蛍光体形
成後のプロセスに最も合致する。通常の半導体プロセス
に用いる感光性有機レジストを用いるため、リソグラフ
ィープロセスで高解像度のパターニングが可能である。
【0012】また、これ以外にも蛍光体との相性の優れ
たレジスト材料、あるいは感光性絶縁材料が有ればよ
い。蛍光体は有機溶剤に弱いため十分焼成を行ってから
レジストの形成、現像を行う。またこのレジストは最終
的には焼成して炭化させ、真空中において出ガスなどの
問題を起こさない用にする。この炭化された状態ではレ
ジストは黒褐色上になるためガラス面の多重反射を押さ
え、コントラストの劣化を防いでいる。
【0013】[実施例2]本発明の第2の実施例につい
て図2(a)(b)及び(c)に示す。実施例2では、
さらに電極外周部に補助電極を設置して例について説明
する。図2(a)は第2の実施例のデバイスの構造断面
図、(b)は(a)の蛍光体電極部分の拡大断面図、
(c)は(b)のデバイス上面からみた平面図である。
図2(a)(b)(c)に示すように、ソーダガラスか
らなる真空外囲器(1)内にフィラメント状のカソード
(2)、無アルカリガラスからなる駆動回路基板
(3)、グリッド(4)が設置されており、駆動回路基
板(3)は真空外囲器基板上に設置されている。
【0014】駆動回路基板(3)上には薄膜トランジス
タからなる駆動回路(6)が形成されており、駆動回路
(6)と画素電極(5)により電気的に接続されて、蛍
光体(7)が形成されている。駆動回路全面には絶縁膜
(10)で皮膜されており、画素電極の部分のみ開口部
を設けて有る。蛍光体の上層部には絶縁性電子侵入阻止
膜(9)が形成されており、蛍光体(7)の画素電極中
央部のみ開口されている。また外部接続パッド、あるい
は駆動回路基板上にグリッドを形成してある場合はその
パッド及び、グリッド部もレジスト開口部となってい
る。
【0015】画素電極(5)のまわりを囲むようにガー
ドリング(11)を形成する。このガードリングには、
蛍光体電極に対して負のバイアス電圧を印加する。この
とき進入電子はこのガードリングによって反発して、図
2(b)のように蛍光体電極中央部のみに集束し電極中
央部が特に高輝度に発光する。電極外にはみだした蛍光
体には絶縁性電子侵入阻止膜(9)で電子の進入を阻止
されるだけでなく、このガードリング(11)で電子を
反発させ電子の進入を阻止されるため、発光しない。
【0016】このため蛍光体が高解像にパターン形成さ
れていなくても、解像度の高い光源を実現できる。また
ガードリング(11)は電子を集束する役目も果たす。
この結果発光効率の向上も得られる。さらに絶縁性電子
侵入阻止膜への電子の進入も低減できるため、チャージ
アップの低減、絶縁性電子侵入阻止膜へのダメージ低減
という効果も合わせ持つものである。
【0017】以上詳述してきた上記実施例1、2は、い
ずれも駆動回路基板上に薄膜半導体で作製した薄膜駆動
回路と蛍光体を作製した蛍光表示管についてであるが、
本発明は駆動回路を薄膜半導体で一体形成するデバイス
だけでなく、ICチップを真空外囲器内に実装するデバ
イスでも有用である。いずれにおいても高精細な蛍光体
電極を必要とする蛍光表示管すべてに適用可能である。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、駆動回路一体型蛍光表
示管を用いた光ヘッドにおいて、高解像度の蛍光表示管
光ヘッドが形成できた。そして、蛍光体のパターン精度
以上の解像度を簡単にえることができ、これを用いた光
ヘッドでは400DPIの解像度が達成去れるものであ
る。また、絶縁性電子侵入阻止膜として有機レジスト等
の感光性の塗布形成膜を用いることにより、簡易に蛍光
体上に電子侵入阻止膜を形成できた。蛍光体とのプロセ
ス適合も優れていることが確かめられた。この形成され
た絶縁性電子侵入阻止膜は炭化された有機膜となるため
十分な絶縁性を持ちながらもガラスより導電性、熱伝導
性に優れ、チャージアップ防止、放熱効果の向上という
効果も合わせ持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1を示す図
【図2】 本発明の実施例2を示す図
【図3】 従来例を示す図
【符号の説明】
1…真空外囲器 2…カソード 3…駆動回路基板 4…グリッド 5…画素電極 6…駆動回路 7…蛍光体 8…固定治具 9…絶縁性電子侵入阻止膜層 10…絶縁層 11…ガードリング

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス等で構成された真空外囲器と、前
    記真空外囲器内に設置された画素電極アレイ、その上部
    に形成された蛍光体、前記画素電極に接続された駆動回
    路、グリッド電極、カソード電極と、前記真空外囲器に
    固定されかつ前記駆動回路の一部と接して設置された接
    続端子とから構成される蛍光表示管において、前記蛍光
    体を覆い、かつ所望の画素電極部の蛍光体上に開口部を
    持つ絶縁性電子侵入阻止膜を有することを特徴とする蛍
    光表示管。
  2. 【請求項2】 絶縁性電子侵入阻止膜として、有機レジ
    スト、感光性ポリイミド等の感光性の塗布形成膜を用い
    ることを特徴とする請求項1記載の蛍光表示管。
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