JPS60218738A - 表示管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コンピュータ一端末や、ＯＡ機器の表示部
等の電子部品や、車載用の各種メータや時計等の表示部
や、画像表示用等の各種表示装置に使われている偏平状
の表示管であり、特に偏平Ｒ（１）、１．８１８（Ｄ＋
ｔＡ　＜　ｋ　Ｌ二部カ＜　ｉｆ　９　Ｘ　Ｔ　’ａ　
ｔｃ　ａ　ｔしており、外囲器内に酸化物陰極を配設し
た表示管表示管の具体例には蛍光表示管、蛍光光源管、
蛍光発光管、平板形ＣＲＴ等があるが、以下蛍光表示管
の例について本発明を説明する。

蛍光表示管の第１世代は、単管と呼ばれ、小型真空ｉ形
状のガラス真空容器内に１つの数字を表示するための電
極構造体を収容したものであった。

第２世代は、丸型多桁曽ｉ呼ばれ、丸形のガラス管を横
にしてその中にセラミック基板を配設し、この基板上に
多桁の数字を発光表示するための電極構造を収容したも
のであった。

これらの単管、丸形多桁管の封着は１通常外部リード、
気密導入部材（ジュメット線、４２６合゛金など）内部
リードを一体に接続したウェルズと呼ばれる導入線又は
気密導入部材を延長して一体化した導入線を配設したボ
タン状のステムに発光電極構造体を接続固定し、その外
側にガラス管球をかぶせ前記ステムとガラス管球の端部
をガスバーナーなどで加熱融着して表示管を構成してい
た。したがって封着部は非常に高温（約１０００℃）に
なっても電極構造体の温度は高々３００℃程度であって
酸化物陰極を使用した表示管であっても陰極を劣化損傷
することはなかった。

しかしながら、表示装置の機能を上げるための表示パタ
ーン面積を大きくしようとすると丸形多桁管では直径が
大きくなり奥行が大きくなってしまい１表示装置に実装
する場合スペースファクターが悪くなる。

そこで考え出されたのが第３世代の偏平な形状をした平
形蛍光表示管である。

一般に平形蛍光表示管は、外囲器の一部となり。

蛍光体を被着した陽極などを厚膜印刷技術によりガラス
板上に積層配設した陽極基板と、陽極基板上に配設した
制御電極や酸化物陰極を収容し、外囲器の一部となるガ
ラスの上蓋部とから構成される。

前記上蓋部は、一枚のガラス板を平形船底状に成形した
成形上蓋部や、ガラスの平面板の周縁に側面板を低融点
フリットガラスセメント（以下ガラスセメントと省略す
る）により接着組立て箱形状に形成した組立て上蓋部が
ある。

いずれの上蓋部においても前記陽極基板との間に気密導
入部材などをはさんでガラスセメントにより封着し、気
密外囲器を構成している。そしてこの気密外囲器の内部
に発光電極構造体を配設したものである。

このような構造の外囲器を封着するときの加熱は、丸形
管のように封着部だけバーナーで加熱して封着しようと
すれば加熱歪のためにガラスの陽極基板や、上蓋部は殆
ど破損してしまうのであるそこで必然的に表示管の外囲
器全体を均熱性のよい加熱炉に入れて、ガラスセメント
を溶融して部材間を封着することになるのである。この
封着工程に必要な封着温度は、ガラスセメントの溶融点
により異なるが一般的には、約４００℃以上の温度グ必
要である。そのためにｒ内の雰囲気が空気など酸素を含
んだ酸化性雲間さの場合には外囲甲申に配設した電極構
造体は、ｗｌ、化されてしまい品質が劣化する原因とな
っていた。

そこで従来の製造方法においては、封着時の雰囲気ガス
としては、チッソガスやアルゴンガスなどの不活性ガス
を用いて加熱封着し陰極などの酸化を防止していた。

しかして平形蛍光表示管のように□陰極に酸化物陰極、
すなわちタングステン線やニッケル線などの基体金属の
表面状にバリウム、ストロンチウムおよびカルシウムの
炭酸塩すなわち（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）ＣＯ３を被覆して
あり封着後の排気工程の段階で前記炭酸塩を分解して酸
化バリウム、酸化ストロンチウムおよび酸化カルシウム
の固溶体（Ｂａ、　Ｓｒ、　Ｃａ）０に変換するという
分解活性化処理工程を島で効率のよい電子放出物質層を
形成させるのが理想的であ゛った。

しかしながら、前記のような酸化物陰極を配設した表示
装置の場合は、不活性ガス中において電極構造体の酸化
は防止できても、酸化物陰極の電子放出物質層の炭酸塩
が化学変化を起こしてしまい分解活性化処理の段階でシ
ンター現象（焼結現象）が現われて電子放出能力すなわ
ちエミッシ目ンが著しく低下して、表示管の機能が低下
するという問題点があった。

そこで本発明者は、その原因を解明するために封着時の
雰囲気ガスとして多くの不活性ガス：例えばチッソガス
、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプト
ンガス、キセノンガス、および弱酸化性ガスとして炭酸
ガス、アルゴンガスの酸素の混合ガス、さらに又弱還元
性ガスとしてアルゴンガスと水素ガスの混合ガス、アル
ゴンガスと一酸化炭素ガスの混合ガス等について、封着
時の温度条件および封着時間等を変えて実験した。

その結果、前記献酸バリウム、ＩＡ酸ストロンチウム、
炭酸カルシウム等の炭酸塩は炭酸ガス濃度の低い雰囲気
中例えば真空中不活性ガス中において温度を上げると分
解することが知見した。

すなわち充分高い温度約８００℃以上で一気に分解させ
ると、炭酸塩の大部分は次のような反応式で分解される
。

（Ｂａ、　Ｓｒ、　Ｃａ）ＣＯ３−＋（Ｂａ、　Ｓｒ、
　Ｃａ）０＋ＣＯｘしかして酸化バリウム、酸化ストロ
ンチウム、および酸化カルシウムの固溶体（Ｂａ、　Ｓ
ｒ、　Ｃａ）０が得られ炭酸ガスＣＯ２は排気されるの
で良好な電子放出物質層が形成される。

ところが分解温度が６００℃より低い温度で徐々に炭酸
塩を分解させると炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、
炭酸カルシウムの各々の分解活性化エネルギーの差によ
り、活性イしエネルギーの一番低い炭酸ストロンチウム
がまず分解して酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）となり１
次番；炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）が分解して酸化バリ
ウム（Ｂａｄ）となり、最後に炭酸カルシウムＣＣａＣ
Ｏ５）が分解して酸化カルシウム（Ｃａｂ）となり、結
果としてＢａＯ＋　ＳｒＯ＋　ＣａＯのような単体酸化
物の混合体になってしまう。この単体酸化物は、高温度
状態になるときわめてシンターしやすい物質であり、目
的とするシンター現象のない良好なバリウム、スト白ン
チウム、カルシウムの固溶体酸化物（Ｂａ、　Ｓｒ、　
Ｃａ）０を得ることは容易でなく分解完了と同時にシン
ターしてしまう。このような現象を低温分解と言い、活
性化以前の段階ではさけなければならないとされている
。

前記封着操作は、通常４５０℃〜５００℃で処理される
ので、真空中および不活性ガス中でこれを行った場合に
は丁度前述の低温分解の状態になり、シンターを生じる
ことになる。

しかしながら、炭酸塩の分解するときには、前述の反応
式のような炭酸ガス（ＣＯｘ）が発生するので、その反
応系にすでに炭酸ガス（ＣＯａ　）が入っており炭酸ガ
ス濃度が高い場合には反応は進まなくなる。すなわち封
着工程において炭酸ガス雰囲気中で加熱封着した場合に
は炭酸ガス濃度が高いので低温分解は起らず、封着工程
、排気工程の後の活性化処理で良好な電子放出物質層で
あるバリウム、ストロンチウム、カルシウムの酸化物固
溶体が得られるものと考えられる。

〔発明の目的〕

そこで前述の事情に鑑みて、酸化物陰極を有する偏平状
の表示管において、炭酸塩を被着した陰極をシンターさ
せずに分解し電子放出特性の良好な酸化物固溶体を形成
させることが可能な表示管の製造方法を提供することを
目的とするものである。

〔発明の構成〕

前記目的を達成させる為の本発明は、表示管の酸化物陰
極、制御電極、陽極等からなる電極構造体を収容する偏
平状外囲器が複数の部材で構成され、複数の部材のうち
少なくともその一部がガラス部材であり、その結合部に
ガラスセメントが被着され、このガラスセメントを加熱
溶融させて封着させる表示管の製造方法にお°いて、少
なくとも前記複数の部材に被着されたガラスセメントを
酸化性雰囲気中で予備焼成をする工程と、予備焼成後炭
酸ガス、又は不活性ガス又は真空雰囲気中で加−昇温し
、炭酸ガス雰囲気中で前記ガラスセメントの溶融温度に
保持した複数の外囲器部材を封着する工程と、少なくと
も前記ガラスセメントが固化する温度まで冷却した後、
排気操作を行い、外囲器内を真空状態にして陰極の分解
活性化処理をして酸化物陰極を形成させる工程と、外囲
器の排気孔を塞いで気密外囲器を形成させる工程とを有
することを特徴とする６ 〔実施例の説明〕 本発明を以下図示の実施例にもとづいて説明する。

第１図は、蛍光表示管の分解斜視図であり、第２図は、
第１図の縦断面図である。第３図は本発明の製造方法を
示す流れ図である。

第１図においてＡは外囲器Ｈを構成する複数の部材の一
つである陽極基板であり、Ｂも同様の部材の一つである
上蓋部、Ｃは、電極構造体であり、この三部品を封着工
程において結合させて蛍光表水管が形成される。

陽極基板Ａは、絶縁性基板であるガラス基板ｌの一面に
、各陽極セグメント２にリード線に相当する配線導体３
を導電材料、例えば銀ペーストにより厚膜印刷法で印刷
した後ペースト中のバインダーや溶剤を蒸発させるため
に焼成し配設させる。

次に配線導体３の表面に絶縁層４を印刷にて被着させる
。絶縁層４は、鉛硼珪酸ガラスなどを主成分とし、ビー
クルや溶剤及び顔料等を混合してペースト状に調合した
ものである。絶縁層４は、全面に塗付するのでなく、第
２図に示すように配線導体３と後述の陽極導体５とを導
通させる為のスルーホール６を除いて厚膜印刷法で被着
させた後焼成して形成する。

また陽極基板ｌの周縁部にガラスセメント７を被着する
。ガラスセメントは、硼珪酸ガラスを主材料とし、ビー
クルや有機溶剤等を混合してペースト状に形成して印刷
法により被着形赦させるかその他の公知の方法で塗付し
てもよい。塗付後酸化性雰囲気中であらかじめ予備焼成
してパイ・ンダ−や各部材の汚染物質などを焼成又は蒸
発させてもよい。次に陽極導体５をやはり印刷法で形成
し前記スルーホールを介して前記配線に接続させる。

次に前記陽極導体５上ら蛍光体８を被着させる。

蛍光体８は、印刷法、電着法、沈殿法、スラリー法等の
公知の方法で被着形成させて陽極基板Ａが形成される。

上蓋部Ｂは、一枚のガラスを型で成形した成形上蓋部と
か平面板と側面板とを接着組立てた組立て上蓋部がある
が、以下、組立て上蓋部について本発明を説明する。

絶縁性及び透光性を有するガラス平面板９に酸化スズ等
の透明導電膜９ａを吹付は法により被着する工程と、次
に透明導電膜の形成したガラス平面板９の周縁に粘着性
を有するガラスセメント１０を厚膜印刷し、そこに側面
板１１を接着立設し、排気管もガラスセメントで側面板
１１に配設する。その次に側面板の端部１３にガラスセ
メント１０を被着させた後予備焼成する工程により上蓋
部Ｂが形成される。

電極構造体Ｃは、４２６合金のエツチングやプレス等に
より電極支持枠体１４”ｌ形成讐る工程と、電極支持枠
体１４を炉に入れ酸化処理をし、表面に酸化物層を形成
させて、ガラスセメントｌＯとのなじみを良辷する工程
と、電極支持枠体１４上にメッシ。

状の制御電極１５を溶接する子程と、次に飽ｉ支持枠体
１４の左右端部付近にアジカーとサポートからなるフィ
ラメント状陰極長持体１６を溶接して取付ける工程と、
このフィシ２メント状陰極支持体に。

Ｂａ、　Ｓｒ、　Ｃａの炭酸塩を被着した線状陰極１７
を張架配設する工程と、さらにゲッター１８を配設して
電極構造体Ｃが形成される。

次に組立て工程は前述の陽極基板Ａ上に電極構造体Ｃを
内蔵させ上蓋部Ｂを封着するために、前記Ａ、Ｂ、Ｃ部
材を組立て主下から押圧する工程である。次に封着工程
は押圧した状態で封着知的に入れて第４図の温度曲線に
示すように加熱封着され□る。また封着炉にはノーレチ
式とイングイレ式があるア１、いずれの場合も紬排気装
置が装備されていて、封着炉内の雰囲気を変えることが
できる構造である。まずバッチ式の場合について説明す
る。

加熱条件は、第４図に示すようにまず約３００〜３５０
℃になるまで酸化性雰囲気中で加熱されて予備焼成する
。この予備焼成の工程でガラスセメント中めバインダー
や各部材に付着した汚染物質などを燃焼又は蒸発させる
。又前述のように各部材をあらかじめ予備焼成しである
ときには、第４回鎖線に示すように温度を□上昇させて
もよい。

次５封着炉内の雰囲気を真空または炭酸ガスに変更して
、加熱し炉内温度を４００℃以上好ましくはガラスセメ
ントが融は始めるまで昇温させる。

昇温速度は蛍光表示管の大きさ、ガラス板の厚さなどに
より異なり２℃１分〜５０℃１分である。　゛次シミ炉
内をほぼ芙気圧の炭酸ガスの雰囲気とし、温度番封着に
適当な温度九とえば４５０〜５５０℃に保妃所定時間（
５〜３０分間一温度条件によりきまる）保持することに
よりガラスセメントが溶融して封着される。　゛ 次に炉内温度をガラスセメントを固化する温度（３００
〜３８０℃）以下になるまで徐冷する。このとき雰囲気
は炭酸ガスである。

徐冷工程の終った蛍光表示管で排気管の有しているもの
は、封着炉から排気マシンにより、排気および陰極の分
解活性化工程を行う。外囲器内の真空度が所定以上に上
ったところで、フィラメント状陰極！通電することによ
り加熱し・″リウム・ストロンチウム、カルシウムの炭
酸塩（Ｂａ、　Ｓｒ。

Ｃａ）ＣＯ３を分解してバリウム、ストロンチウム、カ
ルシウムの酸化物の固溶体（Ｂａ、　Ｓｒ、　Ｃａ）０
と炭酸ガスが発生する。炭酸ガスは、排気系により排気
されて陰極の分解活性化が終了する。

次に排気管を加熱溶融して外囲器を封止して密封外囲器
を形成し、外囲器内を真空に保持する。

封止された外囲器は、外囲器内の真空度を上げるためと
、封止後発生するガスを吸着させるためにあらかじめ配
設してあったゲッターを高周波加熱により加熱蒸発させ
てゲッター膜を形成させる。

次にエージング工程により蛍光表示管をエージ、ングし
良好な電子放射および安定した発光特性を得ることがで
きる。

また前実施例の応用例として次の方法を説明する。

まず封着炉に入れ、大気中雰囲気での予備焼成工程、真
空中又は炭酸ガス雰囲気中で封着温度に達するまでの昇
温工程、さらに炭酸ガス雰囲気中で封着温度で保持する
封着工程と次の徐冷工程までは前実施例と同じであるが
１本実施例は徐冷後、炉に設けられた真空排気系により
炉内を真空排気にすることにより炉内にある外囲器内も
真空状態にし、所定の真空度になったらフィラメント状
陰極を点火して炭酸塩を分解活性化し、排気管を封止す
るようにすれば、封着後陰極や蛍光体が大気にさらされ
ることがなくなるため、大気中の湿気などによる汚染を
受けないのでさらに良好な特性の蛍光表示管を得ること
ができる。

次にインライン式の炉の場合について説明する。

第５図はインライン式封着炉の構成を示す説明図である
。２１は予備焼成炉であり、２２は雰囲気ガス置換室で
あり、２３は封着炉であり、２４は徐冷室であり、２５
は雰囲気ガス置換室であり、２６は搬送装置である。

被封着組立部材は、搬送装置２６上に載置され、所定の
インターバルで順次送られ、予備焼成炉２１を通過中に
、大気中で３００〜３５０℃にて予備焼成された後、雰
囲気ガス置換室２２に送り込まれ、ここで雰囲気を大気
から炭酸ガスにｉ換される。さらに封着炉２３に送られ
て昇温され封着温度に保持し。

て封着が行われる。

封着が終ると、徐冷室２４に送られてガラスセメントの
固化温度以下になるまで冷却される。しかして雰囲気ガ
ス置換室２５で炉内を大気雰囲気に戻されて出口から放
出されて封着は完了する。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように表示管の製造方□”法に
おいて、表示管を構成する複数のガラス部材。

の結合部Ｊこガラスセメントを被着し、それを加熱溶融
させる封着工程が酸化性雰囲気中で予備焼成する工程と
、不活性ガス、炭酸ガス又は真空中で加熱昇温する工程
と、炭酸ガス中で前記ガラスセメントを溶融封着する工
程と、冷却工程と、排気操作をし外囲器内を真空状態に
しながら陰極の分解活性化処理をして酸化物固溶体を形
成させる工程と、外囲器の排気孔を塞ぐ封止工程とを有
するので次番；述べるような効果を有する。

（１）バリウム、ストロンチウム、カルシウムの炭酸塩
をタングステン芯線に被着した線状陰極゛　が封着時に
低温分解して、各元素の酸化物の混合体を作ることなく
、炭酸塩のままで保ち、後述の陰極の分解活性化工程に
おいてシンターすることなく、バリウム、ストロンチウ
ム、カルシウムの酸化物の良好な固溶体を形成させるこ
とができ、エミッション特性（電子放出特性）のの優れ
た酸化物陰極を有する表示管を提供できるという効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

・　第１図は、本発明の一実施例である蛍光表示管の分
解斜視図、第２図は、同実施例の断面図、第３１は、本
発明の製造方法を示す流れ図、第４図は、封着炉の温度
条件を示す温度曲線図、第５図は。 インライン式封着炉の構成を示す説明図である。 Ａ・・・・・陽極基板　Ｂ・・・・・容器部Ｃ・・・・
・電極構造体　Ｈ・・・・・外囲器１０・、・・・低融
点フリットガラスセメント第１図 第　２　図 第　５　図 手続補正書（方式） １、事件の表示 昭和５９年特許願第７５６２６号 ２、発明の名称 表示管の製造方法 ３、補正をする者 ４、補正命令の日付（発送日）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表示管の酸化物陰極を含む電極構造体を収容する偏平状
   外囲器が複数の部材で構成され、少なくともその一部が
   ガラス部材であり、このガラス部材の結合部に低融点フ
   リットガラスセメントが被着され、この低融点フリット
   ガラスセメントを加熱溶融させて封着させる表示管の製
   造方法において、前記複数の部材を酸化性雰囲気中で予
   備焼成する工程と、複数の部材を不活性ガス又は真空雰
   囲気中で加熱昇温する工程と、′複数の部材を炭酸ガス
   雰囲気中で低融点フリットガラスセメントの溶融温度に
   保持して封着するニーと、少なくとも低融点フリットガ
   ラスセメントが固化する温度まで炭酸ガス雰囲気中で冷
   却した後、排気操作を行い、外囲器内を真室状態にして
   陰極の点火を行い、炭酸塩を分解して鹸化物陰極をｉ成
   させる工程と、外囲器の排気孔を塞いで気密外囲器を形
   成させる工程とを有することを特徴とする表示管の製造
   方法。