JPS628425A - 蛍光表示管における蛍光面形成方法 - 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】 （技術分野） この発明は、蛍光表示管における蛍光面形成方法に関す
る。

（従来の技術） 蛍光表示管は、一方向に一列又は複数列に配列形成され
た多数のセグメント電極に蛍光面を形成して、これを熱
陰極とともに真空容器中に封入し。

熱陰極から熱電子を発生せしめる一方、表示されるべき
情報に応じてセグメント電極に選択的に正電圧を印加し
て、選択されたセグメント電極に熱電子を引き付け、こ
の熱電子が蛍光面に衝突する際に発する蛍光により、情
報の表示を行なうものであって、バーコード表示管や蛍
光体ドットアレイ管として既によく知られている。

先ず、第１４図において、蛍光体ドツトアレイ管を例に
挙げて、蛍光表示管の概略を説明する。

第１４図において、符号９０は、ガラス、セラミック、
樹脂等からなる基板を示している。基板９０には、一連
のセグメント電極９１が基板の長手方向に列設されてい
て、このセグメント電極９１にはその個々に蛍光面９２
が形成されている。なお、個々の一蛍光面のサイズは、
４０Ｘ４０μボ乃至５０　Ｘ　５０μボのように極めて
微細なものであるが、第１４図では蛍光面の寸法を他の
部材に比べて大きくして示しである。

基板９０の蛍光面の配列の両側には、絶縁体層９３゜９
３が基板長手方向に沿って形成され、これらの上には、
グリッド電極９４　、９４がそれぞれ形成されている。

第１４図において、符号９５は、基板長手方向に張り渡
された熱陰極としてのタングステンワイヤを示し１表面
にＢａ５ｒＯ等の電子放射性物質を塗布されている。ま
た、符号９６は、ガラス等からなる透明な材料で形成さ
れたフェイス部材であって、第１５図に示すように、基
板側と一体化される。

かくして、基板９０．絶縁体層９３　、９３、グリッド
電極９４　、９４、フェイス部材９６は、閉空間を形成
し。

この空間内には、セグメント電極９１．蛍光体層による
蛍光面９２、熱陰極９５，９５が閉じ込められている。

上記閉空間は高度に真空化されている。

グリッド電極９４　、９４に適宜の電圧を印加しておい
て、熱陰極９５．９５に数１０ミリアンペアの交流電流
を通ずると、熱陰極９５．９５は、ジュール熱によって
加熱され熱電子を放出する。かかる状態において、セグ
メント電極９１の一つに正電圧を印加してこれを正電位
にすると、上記熱電子は正電位のセグメント電極の電極
部に引き寄せられ、該電極部に吸い込まれるとき蛍光面
９２の蛍光物質のエネルギー状態を励起させる。励起し
た蛍光物質は。

基底状態へ戻る際に蛍光を発する。この蛍光はフェイス
部材９６を介して観察される。

そして、かかる蛍光体ドツトアレイ管は、光プリンタの
光学系の一部として、或いはバーコード表示管として用
いられる。

蛍光面の形成方法の一つに電気泳動法を用いた電着法が
ある。この方法は、電極形成工程で、基板上にフォトエ
ツチングにより短冊状の電極からなるセグメント電極列
を形成し、絶縁層形成工程で、スクリーン印刷法によっ
て、上記電極の一部を露出させて、上記電極を含む基板
表面に厚膜用絶縁ガラスの層を形成しこれを焼成する６
次いで、上記露出している電極の更に一部のみを露出さ
せて、上記電極を含んで基板表面をレジスト層で被覆す
る。そして、蛍光面形成工程で、上記基板を。

蛍光体粒子を分散させた分散液に対向電極と所定間隔を
置いて対峙させて浸漬し、セグメント電極列と対向電極
との間に電圧を印加する。分散液中の蛍光体粒子は１両
極間に形成された電界によってセグメント電極に向けて
移動し、露出している電極部分に付着して蛍光面を形成
する。この蛍光面を乾燥定着したのち、上記レジスト層
を除去する。

ところで、上述した電着法においては、蛍光体粒子がセ
グメント電極に所定量（所定膜厚）付着するのに２分〜
ｌＯ分という長い時間がかかるという問題点があった。

また、基板を分散液に浸漬したり、これを取り上げる工
程が必要であると共にセグメント電極と対向電極との間
の比較的精度の高い位置決めも要求され、コスト高とな
る問題点もある。更に、蛍光面を形成している蛍光体粒
子の層厚がばらつくという問題点もある。

（目　的） 本発明の目的は、蛍光面の膜厚が均一であって、製造コ
ストを低く且つ自動化できる、蛍光表示管における新規
な蛍光面形成方法の提供にある。

（構　成） 本発明の蛍光表示管における蛍光面形成方法は。

蛍光面形成工程で、セグメント電極列の露出部に対して
、空間に浮遊させた蛍光体粒子を供給し。

上記露出しているセグメント電極列に蛍光体粒子を付着
させて蛍光面を形成することを特徴とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図には、本発明の工程を示していて、基板上に導電
性材料からなる電極を少なくとも−列設ける電極形成工
程と、グリッド電極と電極との接触を避けるために、上
記電極を含む基板表面に、電極の配列方向に沿って上記
電極の一部を露出させる絶縁層を形成してセグメント電
極列を形成する絶縁層形成工程と、上記絶縁層及びセグ
メント電極列をフォトレジスト層で被覆したのち、上記
セグメント電極列を構成している個々のセグメント電極
上のフォトレジスト層のみを除去して、上記セグメント
電極列を露出させるレジスト層形成工程と、露出してい
る上記セグメント電極列を形成された基板を移動させな
がら、空間に浮遊させた蛍光体粒子を、上記セグメント
電極列の露出部に対して供給し、上記露出しているセグ
メント電極列に蛍光体粒子を付着させて蛍光面を形成す
る蛍光面形成工程と、上記フォトレジスト層を除去する
レジスト層除去工程とからなっている。

以下、各工程を詳細に説明する。

電極形成工程 第２図（１）に示す例えばガラス板からなる基板１の一
つの面に、同図（２）に符号２で示すように。

アルミニウムからなる電極をフォトエツチング法により
形成する。この電極２は、第６図に示すように、その幅
約５０μｍの短冊状であって、相隣る電極の間隔約３５
μｍで基板長手方向に一列に形成され、各電極のリード
部２ａは一つ置きに基板の左右側縁に引き出されている
。

絶縁層形成工程 第２図（３）に示すように、短冊状の電極２を含んで基
板１を１例えば鉛ガラスとカーボンとからなる厚さ１０
〜２０μｍ程度の絶縁層３で被覆する。

この絶縁層３は、スクリーン印刷法で形成されたのち５
００〜６００℃で焼成され、第６図に示すように。

短冊状の電極２の配列方向に沿って延在していて、基板
１の幅方向における中央部分に位置する電極部分（以下
「露出部２ｂＪと称す）と、リード部２ａの端部を露出
させている。露出部２ｂは、基板の長手方向に列設され
ていることになり、ここにセグメント電極列が形成され
たことになる。

レジスト層形成工程 第２図（４）に示すように、絶縁層３，３と、セグメン
ト電極列２と、基板１をフォトレジスト層４のコーティ
ングで全面被覆する。フォトレジスト層４としては１例
えば、微細加工用ネガ型フォトレジスト○ＭＲ−８５ｒ
東京応化工業社製商品名」又は微細加工用ポジ型フォト
レジスト０ＦＰＲ−８００「同商品名」が用いられる。

フォトレジスト層４は、８５℃〜９５℃で約３０分プリ
ベイクされる。

次に、第２図（５）及び第３図に示すように、各電極の
露出部２ｂ上のフォトレジスト層４を符号４ａで示す如
く、ドツト状に除去して、セグメント電極列（露出部２
ｂ−の中央部分）を再び露出させる。ドツト４ａの幅は
４０〜５０μｍに制御されるのであるが、かかるドツト
の形成方法の一例を第４図に基づいて説明する。

第４図において、レーザ光発生装置５で発生させたレー
ザ光を偏光器６を介して走査光学系７に導き、このレー
ザ光でフォトレジスト層４を、セグメント電極の配列方
向と直交する向きに、電極の配列ピッチでスポット走査
して露光する。しかるのち、これを現像すると共にリン
スして該層をドツト状に除去してドツト４ａを形成する
。この場合、フォトレジスト層４としては、ポジ型フォ
トレジストが用いられ、レーザ光が当った部分が除去さ
れてドツト状のセグメント電極列が露呈させられる。な
お、第４図において、偏光器６を用いることなく、ミラ
ー等をスライドさせる方式が採用されてもよい。更に、
第４図において、レーザ光発生装置５と偏光器６との間
に、ビームパワーを調整する調整手段を設けてもよい。

ドツト４ａの形状としては、図示の正確な正方形に限る
ことなく１円形や楕円形であってもよい。

また、フォトレジスト層４で被覆された基板１に、個々
の電極の配列ピッチと同じピッチのドツトパターンを形
成されたマスク（図示せず）を重合させたのち、紫外線
等の発光波長を有する光源の光を当ててフォトレジスト
層をドツト状に除去してもよい。フォトレジスト層４が
ポジ型フォトレジストの場合には、ポジティブなマスク
を用い。

露光した部分を現像とリンスで除去してドツト４ａを得
る。フォトレジスト層４がネガ型フォトレシストの場合
には、ネガティブなマスクを用い、露光されなかった部
分を現像とリンスで除去してドツト４８を得る。なお、
ドツト状にフォトレジスト層４を除去することなく、セ
グメント電極の配列方向と同方向にスリット状に該層を
除去してセグメント電極列の露出部を露呈させることに
より、露出部２ｂの幅を規制してもよい。この場合、第
４図に示す走査光学系７はライン走査することになる。

蛍光面形成工程 第２図（５）に示すように、フォトレジスト層４で被覆
され、セグメント電極列２の露出部２ｂを露出された基
板１を、第７図に示す蛍光体粒子供給手段１０に送り込
む。

蛍光体粒子供給手段１０は、蛍光体粒子１１を収納貯溜
した容器１２と、この容器の底部に回転自在に配置され
たファーブラシ１３と、このブラシの回転軌跡上に張り
渡されていて、該ブラシを扱くことにより該ブラシに付
着している蛍光体粒子を空間に飛散させ浮遊粒子１１Ａ
として浮遊させるための飛散用部材１４と、容器の側方
に形成されていて、浮遊している浮遊粒子１１Ａを重力
で下方に案内するための案内通路１５と、案内通路の下
端開口部１５ａに配置されていて、浮遊粒子の流れを整
流する仕切部材１６と、仕切部材に対峙して配置されて
いて、ドツト状のセグメント電極列を露出した基板１（
第２図（５）及び第３図参照）を保持して示矢方向へ所
定速度で移動するベルト搬送手段１７とからなっている
。

ベルト搬送手段１７は、図示されない駆動手段により示
矢方向に所定速度で移動する。第７図に示すように、基
板１が、その長手方向と直交する向きに搬送される場合
、案内通路１５の下端開口部１５ａは紙面に鉛直な向き
にセグメント電極列の長さに略等しい長さに延在して設
けられている。なお、第７図において、基板１上の絶縁
層３とフォトレジスト層４等は図示されていない。

そして、ベルト搬送手段１７が示矢方向に移動し、ファ
ーブラシ１３が示矢方向に回転すると、蛍光体粒子１１
がブラシ間に保持されてすくい上げられる。

この蛍光体粒子は、ブラシが飛散用部材１４で扱かれる
ことによりブラシから飛散され、浮遊粒子１１Ａとして
容器１２内に浮遊させられる。浮遊させられた浮遊粒子
１１Ａは、案内通路１５から重力により自然落下し、仕
切部材１６で整流されながら基板１上に供給される。基
板上に供給された蛍光体粒子は、第２図（６）及び第５
図に示すように、露出部２ｂに付着して、蛍光面１８を
形成する。このとき、電極２を覆っている部分のフォト
レジスト層４の表面にも蛍光体粒子が落下付着するので
あるが。

第２図（６）及び第５図には、露出部に付着した蛍光体
のみを示しである。蛍光面１８の厚さは、ファーブラシ
１４の回転速度による浮遊粒子１１Ａの密度と、ベルト
搬送手段１７による基板１の移動速度の適宜の設定によ
り所望厚さに調整される。

第８図には、案内通路１５にファン２８を配置して、浮
遊粒子１１Ａを強制的に基板に対して吹き付けるように
した、蛍光体粒子供給手段の他の例を示している。この
例の場合、基板への蛍光体粒子の供給量が多いから、ベ
ルト搬送手段１７の移動速度を早く出来て効率的な蛍光
面形成が可能となる。第８図において、符号１５ａは、
空気取り入れ口を示している。なお、第８図において、
案内通路１５の下端開口部に、仕切部材１６（第７図参
照）が設けられてもよい。

第９図には、ベルト搬送手段１７を上下方向に走行させ
る蛍光体粒子供給手段の例を示している。

この例の場合、容器１２の上部空間に浮遊させた蛍光体
粒子を、開口部１２ａから、ファン２８により基板１に
向けて強制的に供給する。開口部１２ａに、整流用の仕
切部材が設けられてよいこと勿論である。第８図及び第
９図において、浮遊粒子１１Ａを強制的に供給するため
の手段としては、ファン２８に限らず他の適宜の手段で
あってもよい。

第１０図には、蛍光体粒子を供給する前に、露出部２ｂ
に対して３価のアルミニウムイオンを含む液体を供給塗
布する蛍光体粒子供給手段の他の例を示している。ベル
ト搬送手段１７の移動方向において、蛍光体粒子供給手
段１０の上流位置には、液体塗布手段１９が配置されて
いる。この液体塗布手段１９は、イソプロピルアルコー
ル（（ＣＨ，）２ＣＨＯＨ）に硝酸アルミニウム（Ａｌ
（Ｎｏ、）３・９Ｈ２０）を溶解させた液体２０を貯溜
したタンク２１と、このタンクの下位に配置されていて
、液体２０を含浸して回転する塗布ローラ２２とからな
っている。なお、液体塗布手段としては、塗布ローラを
用いる代りに、タンクから直接基板にシャワーとして供
給してもよく、ポンプとノズルとを用いて噴射し供給し
てもよい。予め液体を塗布したのち、蛍光体粒子を供給
して形成された蛍光面は、３価のアルミニウムイオンの
作用によって、蛍光体の導電性が高まり、蛍光体のイン
ピーダンスが低下することになる。

第１０図は、蛍光体粒子と３価のアルミニウムイオンを
含む液体とを別々に供給したが、これらを同時に基板に
供給することもできる。この例を第１１図及び第１３図
において説明する。これらの図に示した例は、蛍光体粒
子を分散させた分散液をミストとして基板に噴霧して供
給するものであり。

ミスト噴霧の方向やベルト搬送手段１７の移動方向が異
なるだけであって、基本的な構成は略同じであるから、
構成・作用を纏めて説明する。

イソプロピルアルコール（（ＣＨ，）２ＣＨＯＨ）から
なる溶媒に、酸化亜鉛蛍光体（Ｚｎ○：Ｚｎ）を分散さ
せ、制御剤としての硝酸アルミニウム（Ａ１（Ｎ　Ｏ３
）　ｙ・９Ｉ（、Ｏ）を溶解させた蛍光体粒子分散液２
３は、“タンク２４に貯溜されている。タンク２４から
引き出されたノズル２５の先端は、空気通路２６に直交
させられている。空気通路２６は、その開口部を。

ベルト搬送手段１７に保持された基板１に対向させられ
ている。空気通路２５には、図示されない圧縮空気源が
接続されていて、矢印ａ方向に空気流が発生させられて
いる。ノズル２５と空気通路２６で分散液霧化手段２７
が構成されてル）る。

そして、ベルト搬送手段１７で基板１を示矢方向に移動
させながら、分散液霧化手段２７が起動されると、分散
液２３は、霧化され霧化分散液２３ａとして基板１に向
けて噴霧され、露出部２ｂ（第２図（５）、第３図参照
）に付着させられる。こののち。

付着した分散液を乾燥させて液体成分を飛ばすと。

残った蛍光体粒子が、第２図（６）及び第５図に示すよ
うに、蛍光面１８を形成するにの蛍光面１８には、３価
のアルミニウムイオンＡ１３＋を含む制御剤も残留する
ので、該蛍光面を形成している蛍光体粒子はその導電性
を増大させられていることになる。蛍光体粒子の導電性
が高まると、発光特性が向上し輝度の劣化が少なくなる
。

このとき、セグメント電極列２を覆っている部分のフォ
トレジスト層４の表面にも蛍光体粒子が付着しているの
であるが、第２図（６）および第５図には、露出部に付
着した蛍光体のみを示しである。

蛍光面１８の膜厚は、ベルト搬送手段１７の移動速度及
び空気通路と露出部２ｂとの相互間隔等の適宜の設定に
より所望の厚さに調整される。

第７図及び第１３図で説明した方法で蛍光面を形成され
た基板は次の工程へ進む。

レジスト層除去工程 第２図（６）及び第５図に示すように、蛍光面１８を形
成された基板ｌを、例えば酸素プラズマで焼成してフォ
トレジスト層を剥離させて除去する。

フォトレジスト層４を除去すると、第２図（７）及び第
６図に示すように、いままでフォトレジスト層で覆われ
ていた絶縁層３，３．電極２，２．・・・が露呈される
。このとき、フォトレジスト層４上に付着していた蛍光
体粒子も該層の剥離と共に除去される。従って、セグメ
ント電極列２上には。

ドツト４ａのサイズと同じサイズの蛍光面１８が形成さ
れたことになる。そして、これを基板１に関して観察す
ると、上記蛍光面１８が整然とドツト状に列設されたこ
とになる。

（効　果） 以上のように、蛍光体粒子を空間に浮遊させて。

これをセグメント電極列に向けて飛翔させてこれを基板
に形成されたセグメント電極列の露出部に供給し付着さ
せる本発明によれば、蛍光体層の厚さが均一化できると
共に蛍光面の形成が自動化でき、蛍光体ドツトアレイ管
の製造コストを大幅に引き下げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蛍光面形成方法の工程を示す工程図、
第２図は同上の具体例を断面図で示す工程図、第３図は
フォトレジスト層形成工程を説明するための部分平面図
、第４図はフォトレジスト層を除去する手段の一例を示
すブロック図、第５図は蛍光面を形成され、フォトレジ
スト層が未除去の状態を示す部分平面図、第６図はフォ
トレジスト層を除去された状態を示す部分平面図、第７
図は本発明の蛍光面形成方法を実施するための蛍光体粒
子供給手段の一例を示す概略断面図、第８図乃至第１３
図は蛍光体粒子供給手段のそれぞれ異なる例を示す概略
断面図、第１４図は蛍光表示管の一例としての蛍光体ド
ツトアレイ管を示す分解斜視図、第１５図は同上の断面
図である。 １・・・基板、２・・・セグメント電極列、３・・・絶
縁層、４・・・フォトレジスト層、４ａ・・・ドツト。 １１・・・蛍光体粒子、ｌｌａ・・・浮遊粒子、１７・
・・ベルト搬送手段、１８・・・蛍光面、２３・・・蛍
光体粒子分散液。 偽１図　　　党４図 １／　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　ｌ／　　　　　　　　□偽９図　　　勿１０図 Ｌ′ 莞１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 蛍光表示管において、 電極形成工程で、基板上に導電性材料からなる電極を少
   なくとも一列設け、 絶縁層形成工程で、上記電極を含む基板表面に、電極の
   配列方向に沿って上記電極の一部を露出させる絶縁層を
   形成してセグメント電極列を形成し、フォトレジスト層
   形成工程で、上記絶縁層及びセグメント電極列をフォト
   レジスト層で被覆したのち、少なくとも上記セグメント
   電極列を構成している個々のセグメント電極上のフォト
   レジスト層のみを除去して、上記セグメント電極列を露
   出させ、 蛍光面形成工程で、上記セグメント電極列を露出させた
   上記基板を移動させながら、空間に浮遊させた蛍光体粒
   子を、上記セグメント電極列の露出部に対して供給し、
   上記露出しているセグメント電極列に蛍光体粒子を付着
   させて蛍光面を形成し、 フォトレジスト層除去工程で、上記フォトレジスト層を
   除去して、 蛍光体ドットアレイを形成することを特徴とする蛍光面
   形成方法。