JPS61269832A - 蛍光表示管 - 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〕 本発明は、蛍光表示管の陰極構造に関し、特に傍熱形陰
極の構造に関する。

〔従来の技術〕

従来の一般的蛍光表示管では、第６図のように極細線か
らなる直熱型陰極８は陽極基板７の表面にプリントされ
た表示パターン５の上方にグリッド６を介し、表示パタ
ーン５に対応させて１本又は数本並列に配置し、アンカ
ー３及びスペーサ整形部４に溶接、圧着等の方法で固定
されている。

５１は陽極端子であシ図示されているが表示パターン５
のセグメント電極に接続されている。

陰極８は直径５〜１０数ミクロンのヒータ線、たとえば
タングステン線上にバリウム、カルシウム、ストロンチ
ウムなどの混合酸化物からなる電子放射物質を電着法な
どでコーティングした直熱型であり、その両端に電圧を
印加することＫより約６００℃前後に加熱されて熱電子
を放出する。

この放出された熱電子は、その下に離間したグリッド６
により加速制御され、陽極面に形成されたセグメントの
蛍光体層に選択的に衝突発光し所望の表示パターンを得
ることができる。フィラメント印加電圧は、基本的に直
流、交流、方形波など実効値として規定電圧が印加され
れば、いずれであっても点灯可能である。しかしフィラ
メントにおいては、印加電圧に対する電位勾配を持つた
め、表示の位置によう輝度に傾斜がでる傾向を示す。こ
れをフィラメント直流駆動と交流駆動の２つに大別して
説明する。

フィラメント直流の場合の点灯回路原理図を第７図に示
す。図よシ明らかなようにフィラメントの両端に印加さ
れた電圧は、第８図に示すような電位勾配を示す。すな
わちフィラメント両端においては、印加電圧に等しい電
位差が生じ、これは実質的に蛍光表示管の両端の桁にお
いて、グリッド・アノード電圧の電位にフィラメント印
加電圧と等しい差が出ることＫなる。フィラメントから
の熱電子が蛍光体に衝突発光し得られる輝度は、グリッ
ド・アノード電圧の約５／２乗に比例するため、フィラ
メントのプラス側の輝度はフィラメントマイナス側の輝
度に比べかなシ低くなる。フィラメント電圧のグリッド
・アノード電圧に対する比が大きければ大きいほどこの
輝度のアンバランスは顕著になる。

フィラメント交流駆動の蛍光表示管においても、同様に
輝度傾斜が生ずる。フィラメント交流の場合の点灯回路
原理図及び電位関係をそれぞれ第９図、第１０図に示す
。

交流の場合はフィラメントセンタータップをグリッド・
アノードのＯＦＦ電位として実質的なアノード電圧Ｅａ
、グリッド電圧Ｅｇの変動幅はフィラメント印加電圧Ｅ
ｆの１／２にすることによシ輝度の傾斜を軽減する処置
をとっている。

しかしこの場合でも第１１図の電位関係から明らかなよ
うに、フィラメントセンタータップを基準にグラス側、
マイナス側に振られるため、フィラメントの両端におい
ては、グリッドΦアノード電圧が実質的にｓｌＴ　Ｅ　
ｔＯ幅で変動していることＫなる。

前述のように蛍光表示管の輝度は、グリッド・アノード
電圧のほぼ５／２乗に比例するので、この場合プラスマ
イナスで相殺されるのではなく、マイナス側に振られた
時の電位差が大きく影響し、左右両端が明るくなるとい
う結果をもたらす。

表示パターンの小さい製品すなわちＥｆの低い製品では
、この影響は、はとんど無視できるが、近年増加傾向に
ある大型蛍光表示管の場合は、直流より有利なフィラメ
ント交流点灯においてもこの影響が無視できなくなると
いう欠点があった。

この対策として直熱型陰極の代りに傍熱型陰極を用い、
第１１図の等何回路（示すごとく陰極とヒータとを接地
側で接続することにより陰極とグリッド−アノード間の
電圧がどの部分でも一定となるようにすることが実開昭
５８−１９３５４９号公報で提案されている。この構成
によって各表示パターンの蛍光体に衝突する電子の数は
均一となり、輝度傾斜をなくすことができる。このよう
な傍熱型陰極の具体的構成は絶縁被覆されたヒータ線上
に薄膜形成技術で金属薄膜層をコーティングし、その上
に電子放射物質が被覆されているものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、蛍光表示管に用いるような極めて細い線径の絶
縁被覆ヒータ線の周囲に金属薄膜を均一に形成すること
は極めて困難なことであり、実現不可能とは言えないま
でも犬がかりで高価な製造装置を必要とするだけでなく
、量産性もないので実用化には到っていない。さらに薄
膜形成技術で絶縁層上に直接生成された金属薄膜層は機
械的外力に対してもろい性質を有しているので、接地電
極との接続手段として機械的に接触させることは接続信
頼性に難があり、接続工程自体が困難である。

また薄膜金属層の厚さにバラツキがあると、ヒータ線の
ヒートサイクルによって金属薄膜層にクラックが入るこ
とが考えられ、寿命の点でも問題がおる。

本発明の目的は安価に容易に製作できる傍熱型陰極を提
供することにある。

本発明の他の目的はヒータとの熱膨張差の影響をほとん
ど受けず、信頼性が高く寿命の長い蛍光表示管を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の傍熱型陰極は上記金属薄膜層をヒータ線上の絶
縁層上に直接生成する代シに金属箔からなるスリーブ内
に絶縁被覆ヒータ線を貫通させた構造であり、スリーブ
の電位を固定するためにスリーブの一部をかしめてヒー
タ線との導通をとったことを特徴としている。

これにより、スリーブにクラックが入る恐れはなく、か
つスリーブの電位を固定するための付加的電極端子を必
要としないので、安価で長寿命の蛍光表示管が容易に得
られる。

〔実施例〕

次に１本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明による傍熱型陰極の第１の実施例を示す
断面図であシ、フィラメント１は、ψ０．１簡のタング
ステンなどのヒータ線１１と厚さ約５０μのアルミナな
どの絶縁層１２より成り、長尺になっている。アルミナ
絶縁層１２は、アルミナ粉末を電着法によりタングステ
ンワイヤ上に付着し、その後１６５０℃で加熱し焼結し
たものである。ヒータの両端にはアルミナ絶縁層はなく
、フィラメントに張力を与えるバネ性のアンカー３及び
スペーサ整形部４に溶接されて、支持されている。陰極
２は、内径０．２５１１ｍ、外径０．３５　Ｉｌｌのニ
ッケルなどの金属細管２１とその外周に約１５μの厚さ
で電着されたバリウム、カルシウム、ストロンチウムの
混合酸化物などからなる電子放射物質２２よりなってい
る。フィラメント１は細管２１の中を通り、細管２１の
一方の端のみが、フィラメント１のアルミナ絶縁層がな
い部分、つまシヒータ線１１にかしめ固定されている。

これにより、細管２１はヒータ線の一方の電極と電気的
に導通される。

ここに示した実施例では、細管を形成する金属として加
工性に優れたニッケルを用いたが、この材料に限定され
ないことは言うまでもない。たとえばタングステン又は
レニウム・タングステン又はモリブテン又はジルコニウ
ム、シリコン、マグネシウム、タングステン、アルミニ
ウムのうち１種以上が還元剤として添加されたニッケル
を用いることができる。又ヒータ線１１として上記実施
例ではタングステン線を用いたが、レニウム・タングス
テン線又はモリブデン線を用いてもよい。

更に絶縁層としてはアルミナの他に酸化カルシウム、酸
化ケイ素、酸化イツトリウムのうち１種以上添加された
アルミナを用いてもよい。

第１の実施例では、電子放射部をヒータの両端でのみ支
持している構造を示したが、陰極を１箇所以上で支持す
る構造でもよい。その例を第２の実施例として第２図に
示す。第２図で、陰極及びヒータの電子放射部は第１の
実施例と同じであるが、陰極が両端で陰極支持体９によ
シ支持されている。このような支持方法は、ヒータの強
度不足のため第１の実施例のようにヒータのみで支持で
きない場合に有効である。また、グリッドと陰極のギャ
ップを正確に設定できる利点もある。第２図に示す実施
例では２箇所で支持する方法を示したが、必要に応じて
支持箇所数を変えることもできる。なお、陰極支持体の
電位と陰極の電位が違う場合は、陰極はマイカ等の絶縁
物を介して支持する必要がある。このような陰極を支持
する構造でも、第１の実施例と同じように、輝度傾斜が
なくなる等の効果が得られることは言うまでもない。

上述の二つの実施例では細管の一端のかしめ部分に対応
するヒータ線は絶縁層があらかじめ除かれていたが、第
３図に示すごとく絶縁層１２は特別に除去しなくともそ
の上から直接細管２１をかしめることにより絶縁層１２
を破壊して細管２１とヒータ線１１との導通をとること
ができる。この絶縁層の上から細管をかしめるとき、よ
り導通の信頼性を高める手段として、第４図（ａ）　、
　（ｂ）に示すととくヒータ線を支持体に溶接するとき
く用いられる溶接タブと同様な金属片３０を用いて細管
２１の一端とヒータ線１１とをまたぐようにかしめるこ
とにより両者の導通をとることができる。

第３図、第４図に示す実施例は、第１図、第２図に示す
実施例のように細管の内側の絶縁層を除去する手間かは
ぶけるので裏作が容易となる点で実用性に優れているも
のである。

上述した細管は金属板のプレス加工および引抜加工を多
段階にわたって行なうことによりシームレスの細管を得
ることができるが高価となる。またシームレス細管では
ヒータ線を貫通させる必要があるので作成が面倒となる
。

この対笈としては、第５図に示すように帯状の金属箔２
１２を引抜き治具３２を用いてヒータ線を囲むように丸
めてやれば線方向に平行な継目ができるものの数１００
ｍもの長尺線も安価に容易に作成可能である。

理想的には継目が密接し、かつヒータ線に密着するほぼ
真円となるように加工することが好ましいのだが、密接
させるとなると引き抜き治具での引き抜き作業が困難と
なるので細管２１４の内径をフィラメント１の外装より
わずか大きくなるように選ぶことによシ引き抜き作業が
容易となり、実用的である。このとき継目において端面
どおしを密接させることは実際上は非常に困難であり、
部分的に重なるところが出来たり、断面が真円とならず
に扁平形状になることは好ましくない。そこであらかじ
め帯状金属箔２１２の幅をフィラメント１の外周寸法と
同等かより小さくして継目部分でわずかに隙間ができる
程度にしておくと、重なることがなく、断面形状も真円
に近づくので、隙間がそれほど大きくならなければ実用
上問題にならない。

第６図には細管とヒータ線との接続を第４図に示した金
属片３０で接続した場合の傍熱型陰極を蛍光表示管に張
設した例を示し、ヒータａ１１の両端は取付タブ４０が
かしめられておシ、このタブ４０を支持体４およびアン
カー３に溶接している。このタブ４０を使うことによシ
溶接作業が容易になるが、このタブの取付は工程を利用
して細管とヒータ線との導通手段としてタブと同様の金
属片３０を用いることによシ格別の困難性を新たに生ず
ることなく所望の傍熱型陰極を張設することができる。

傍熱型陰極は従来のフィラメントに比べると外径が犬さ
くなるので裏面発光型の蛍光表示管用のフィラメントと
して用いるのに適当である。すなわちアノード電極とし
て透明電極またはメツシュ電極金用いて発光が透明陽極
基板７を通して観察できるようにした蛍光表示管に用い
れば、フィラメントが太くても表示のさまたげとならな
いからである。

〔発明の効果〕

以上述べたとおり、本発明では従来の傍熱形陰極の絶縁
被覆されたヒータ線の周囲に直接コーティングされた金
属薄膜の代シに金属箔細管を用いること洗よジ電気的接
続の信頼性が高くなシ、熱サイクルに対する信頼性も高
くなる。さらに均一な厚さの細管が容易に得られるため
ヒータ線方向の熱電子分布も均一化されるので輝度のバ
ラツキがなく表示品質の良い蛍光表示管が得られる。

またこの金属箔細管は、帯状金属箔を筒状に丸めること
により容易に作成できるため、陰極の長さはいくらでも
長くできて、量産性が良く、製造コストは非常に低くな
る。さらにヒータ線方向に沿ったスリットができるよう
に帯状金属箔を丸めることによシ熱膨張による断面形状
の変形が防止でき、輝度のバラツキを抑制できる。帯状
金属箔の幅を絶縁外装ヒータの外周寸法よりわずかに小
さくしておくことにより、丸めたときに側端部が重なる
ことがなくなるので厚みにバラツキを生じることがなく
なって輝度特性が改善される。

金属箔細管の一端をか、しめてヒータ線と電気的機械的
に接続することによって、金属箔細管に別途電位供給手
段を用いなくとも均一電位が得られることになり、部品
点数が減る点で生産性が向上する。

細管端を直接ヒータ線にかしめる代りにヒータ線を支持
台に取付けるための溶接タブを用いて、それをかしめる
ことにより細管端とヒータ線との間の導通をとるように
すれば従来のタブ付は工程をそのまま利用して所望のか
しめ接続が達成されるので実用性に富む好ましいものと
言える。

細管端をかしめてヒータ線との導通をとる際、ヒータの
絶縁層をとくに前もって除去してなくともかしめによっ
て同時に絶縁層を破壊しなからヒータ線と接続可能であ
るが、接続の確実性や信頼性の点で上記取付はタブを用
いて接続を図る方が好ましいと言える。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明による第１乃至第３の実施例
の傍熱型陰極の断面図である。第４図（ａ）。 ｔｂ）は本発明による第４の実施例における導通手段を
示す斜視図である。第５図は引き抜き治具を用いて細管
を形成する場合を示す概略図である。第６図は本発明の
傍熱型陰極を採用した蛍光表示管の要部斜視図である。 第７図は従来の蛍光表示管要部斜視図で、第８図は直流
点灯回路原理図、第９図は直流点灯電位関係図、第１０
図は交流点灯回路原理図、第１１図は交流点灯電位関係
図、そして第１２図は傍熱型陰極を用いた直流点灯回路
原理図である。 １・・・・・・フィラメント、１１・・・・−・ヒータ
線、１２・・・・・・絶縁層、２・・・・・・陰極、２
１・・・・・・金属細管、２２・−・・・・電子放射物
質、３・・・・・・アンカー、４・・・・・・スペーサ
整形部、５・・・・・・表示パターン、６・・・・・・
グリッド、７・・・・・・陽極基板、８・・・・・・直
熱型陰極、９・旧・・陰極支持体。 （ａ）　　　　　　　　　　（ｂ） 第４圀 ｚ 培汐図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周に電子放射物質が被覆された導体細管から成
   る陰極と、前記細管内を貫通し表面に絶縁層が被覆され
   た長尺のヒータからなり、前記細管の片端と前記ヒータ
   とが機械的圧着手段により電気的に導通されている構造
   の電子放射部を有する蛍光表示管。
2. （２）前記細管はヒータの延在方向に沿ったスリットを
   有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蛍
   光表示管。
3. （３）前記細管の片端が前記ヒータに直接かしめられて
   電気的導通をとっていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の蛍光表示管。
4. （４）前記機械的圧着手段はメタル片のかしめであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の蛍光表示管
   。