(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する前面基板と背面基板、側面部材からなる外囲器を備え、前面基板の内面の同一面には同じ導電材料の導電膜からなるアノード電極、アノード配線、アノード電極と対のタッチ電極、並びにタッチ電極とアノード電極及びアノード配線とを電気的に遮蔽する遮蔽電極を形成してあることを特徴とするタッチスイッチ付蛍光表示管。
【請求項２】
請求項１に記載のタッチスイッチ付蛍光表示管において、遮蔽電極は、アノード電極とタッチ電極の間及びアノード配線とタッチ電極の間に配置し、接地用端子に接続してあることを特徴とするタッチスイッチ付蛍光表示管。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のタッチスイッチ付蛍光表示管において、遮蔽電極は、連続した一個の導電膜により形成されていることを特徴とするタッチスイッチ付蛍光表示管。
【請求項４】
請求項１、請求項２又は請求項３に記載のタッチスイッチ付蛍光表示管において、タッチ電極は、アノード電極を囲むように形成してあることを特徴とするタッチスイッチ付蛍光表示管。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のタッチスイッチ付蛍光表示管において、アノード電極、アノード配線、タッチ電極及び遮蔽電極は、不透光性金属からなり、且つ、アノード電極及びタッチ電極は、透光用開口を形成してあることを特徴とするタッチスイッチ付蛍光表示管。
【請求項６】
対向する前面基板と背面基板、側面部材からなる外囲器の前面基板の内面に導電膜を形成し、その導電膜をエッチングしてアノード電極、アノード配線、アノード電極と対のタッチ電極、並びにタッチ電極とアノード電極及びアノード配線とを電気的に遮蔽する遮蔽電極を同時に形成することを特徴とするタッチスイッチ付蛍光表示管の電極と配線の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス等の透光性基板からなる外囲器の内面にタッチスイッチのタッチ電極を形成してあるタッチスイッチ付蛍光表示管とその蛍光表示管の電極、配線の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来ガラスの基板からなる外囲器の一方の基板にアノード電極を形成し、その基板に対向する他方の基板にタッチ電極を形成したタッチスイッチ付蛍光表示管が提案されている（例えば特許文献１）。
図５により従来のタッチスイッチ付蛍光表示管を説明する。
図５（ａ）は、図５（ｂ）のＹ０方向の平面図で各電極の位置関係を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＹ１−Ｙ１部分の矢印方向の断面図である。
外囲器は、対向する前面基板１１と背面基板１２、両基板の間に介在する側面板（側面部材）１３からなり、背面基板１２の内面には、アノード電極２１を形成し、前面基板１１の内面には、タッチ電極（タッチ検出電極）２２、ダミー電極２４を形成してある。なおアノード電極２１には、蛍光体膜を形成してあるが、図は、蛍光体膜を省略してある。外囲器内には、電子を放出する電子源用のフィラメント（陰極）Ｆ，制御電極Ｇ，遮蔽電極２３、前面基板用のリード線２５等を取付けてある。遮蔽電極２３は、フィラメントＦとタッチ電極２２の間に配置してある。
【０００３】
アノード電極２１、タッチ電極２２、ダミー電極２４は、アルミニウム等の金属膜からなり、タッチ電極２２、ダミー電極２４には、スリット状開口部を形成する或いはメッシュ状に形成してあり、透光性を有している。遮蔽電極２３、制御電極Ｇは、ステンレススチールからなり、メッシュ状に加工してあり、透光性を有している。
アノード電極２１は、３種類の文字パターンＨＤＤ，ＵＳＢ，ＦＤを表示できるように配置してある。タッチ電極２２は、図５（ｂ）においてＹ０方向から見たとき、各文字パターンを形成するアノード電極２１と上下に重なるように配置してある。
【０００４】
次に図６により、図５のタッチスイッチ付蛍光表示管のタッチスイッチの動作原理と制御装置について説明する。
図６（ａ）において、パルス発生回路２６１からパルスがコンデンサＣに供給されると、比較器２６２は、コンデンサＣの静電容量を検出する。その状態で、操作者の指２６３がタッチ電極２２にタッチする（近づく）と、タッチ電極２２と指２６３の間に静電容量が発生し、比較器２６２は、その静電容量を検出する。比較器２６２は、両静電容量のバランスの崩れに対応する出力を発生する。即ち比較器２６２は、指２６３のタッチを検出して出力を発生する。
図６（ｂ）において、比較器２６２が指２６３のタッチを検出すると、タッチ検出スイッチ制御部２７１は、そのタッチ電極２２に対応する制御信号を制御機器２７４へ送るとともに、表示制御部２７２へも送る。表示制御部２７２は、その制御信号に応じて表示部２７３のアノード電極の点灯又は非点灯を制御する。即ち指２６３がタッチしたタッチ電極２２と対向する文字パターンのアノード電極２１は、点灯又は非点灯に変わる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１１４０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来のタッチスイッチ付蛍光表示管は、前面基板１１にタッチ電極２２、ダミー電極２４を、背面基板１２にアノード電極２１を夫々形成してあるから、各電極は、基板毎に形成しなければならない。そのため各電極の形成工程数が多くなり、各電極の形成時間が長くなって製造コストが高くなる。また従来のタッチスイッチ付蛍光表示管は、構造が複雑であるため組み立てが難しく、かつ前面基板１１と背面基板１２の間隔が大きくなって外囲器が厚なってしまう。
またタッチスイッチの操作者が図５（ｂ）においてＹ０方向から前面基板１１を見るとき、タッチ電極２２を真上から見ないとタッチ電極２２とアノード電極２１の位置関係がずれてしまい文字パターンの視認性が悪くなる。即ち従来のタッチスイッチ付蛍光表示管は、視野角が狭い。
例えば、斜め上から前面基板１１を見た場合、タッチ電極２２と上下に重なるように配置してあるアノード電極２１の位置関係がずれるため、アノード電極２１（対応したタッチ電極２２）にタッチするつもりが、タッチ電極２２が形成されていない部分にタッチしてしまい、タッチ制御ができなくなる（タッチ電極を複数個隣接して形成する場合、他のタッチ電極をタッチしてしまう場合も生ずる）。
本発明は、従来のタッチスイッチ付蛍光表示管の前記問題点に鑑み、タッチ電極、アノード電極等の電極やそれらの配線を同一基板に同時に形成でき、かつ構造が簡単なタッチスイッチ付蛍光表示管及びその蛍光表示管の電極、配線の形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、その目的を達成するため、請求項１に記載のタッチスイッチ付蛍光表示管は、対向する前面基板と背面基板、側面部材からなる外囲器を備え、前面基板の内面の同一面には同じ導電材料の導電膜からなるアノード電極、アノード配線、アノード電極と対のタッチ電極、並びにタッチ電極とアノード電極及びアノード配線とを電気的に遮蔽する遮蔽電極を形成してあることを特徴とする。
請求項２に記載のタッチスイッチ付蛍光表示管は、請求項１に記載のタッチスイッチ付蛍光表示管において、遮蔽電極は、アノード電極とタッチ電極の間及びアノード配線とタッチ電極の間に配置し、接地用端子に接続してあることを特徴とする。
請求項３に記載のタッチスイッチ付蛍光表示管は  請求項１又は請求項２に記載のタッチスイッチ付蛍光表示管において、遮蔽電極は、連続した一個の導電膜により形成されていることを特徴とする。
請求項４に記載のタッチスイッチ付蛍光表示管は、請求項１、請求項２又は請求項３に記載のタッチスイッチ付蛍光表示管において、タッチ電極は、アノード電極を囲むように形成してあることを特徴とする。
請求項５に記載のタッチスイッチ付蛍光表示管は、請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のタッチスイッチ付蛍光表示管において、アノード電極、アノード配線、タッチ電極及び遮蔽電極は、不透光性金属からなり、且つ、アノード電極及びタッチ電極は、透光用開口を形成してあることを特徴とする。
請求項６に記載のタッチスイッチ付蛍光表示管の電極と配線の形成方法は、対向する前面基板と背面基板、側面部材からなる外囲器の前面基板の内面に導電膜を形成し、その導電膜をエッチングしてアノード電極、アノード配線、アノード電極と対のタッチ電極、並びにタッチ電極とアノード電極及びアノード配線とを電気的に遮蔽する遮蔽電極を同時に形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のタッチスイッチ付蛍光表示管は、前面基板の内面の同一面に、アノード電極、アノード配線、タッチ電極、遮蔽電極を同じ金属材料を用いて同一工程で同時に形成できるから、各電極やアノード配線の形成が簡単になり、それらの形成時間を短縮できる。
本発明の各電極は、同じ基板に形成してあるから、外囲器を組み立てるとき、従来のように前面基板のタッチ電極と背面基板のアノード電極との位置合わせが必要でないから、外囲器の組み立てが容易になる。
本発明は、アノード電極、アノード配線、タッチ電極、遮蔽電極、端子等の金属膜を、スパッタリング等により同時に形成するから、従来のようにそれらを別々の基板に形成する場合よりも、それらの金属膜の形成に寄与しない無駄な金属材料を低減することができる。
本発明のタッチスイッチ付蛍光表示管は、アノード電極とタッチ電極が同じ前面基板の同一面に形成してあるから、視野角が広くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施例に係るタッチスイッチ付蛍光表示管の断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施例に係るタッチスイッチ付蛍光表示管の平面図である。
【図３】図３は、図１、図２の一部の拡大図である。
【図４】図４は、図１、図２のタッチスイッチ付蛍光表示管のタッチ電極等の形状例である。
【図５】図５は、従来のタッチスイッチ付蛍光表示管の平面図と断面図である。
【図６】図６は、図５のタッチスイッチ付蛍光表示管の動作原理図と制御装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１、図２、図３により本発明の実施例に係るタッチスイッチ付蛍光表示管を説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は、図２のＹ３−Ｙ３部分の矢印方向の断面図、図２は、図１のＹ２方向の平面図、図３は、図１、図２の一部の拡大図である。
まず図１，２について説明する。
外囲器（真空気密容器）は、ガラスの前面基板３１、ガラスの背面基板３２、両基板の間に介在するガラスの側面板（側面部材）３３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。
前面基板３１の内面の同一面（基板面或いは基板面に形成したＳｉＯｘのパッシベーション膜（下地））に、金属膜（導電膜）からなるアノード電極４１１，４１２，４１３，４１４、タッチ電極４２１，４２２．４２３，４２４、遮蔽電極４４、アノード配線４５１，４５２，４５３，４５４を形成してある。外囲器内には、電子源用のフィラメント（陰極）Ｆ、フィラメントＦとアノード電極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Ｇを配置してある。なおアノード電極４１１〜４１４には、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てあるが、図は蛍光体膜を省略してある。またフィラメントＦ、制御電極Ｇは、夫々前面基板３１に固着してある支持部材（図示省略）に取付けてある。
蛍光体膜（その周辺のアノード電極を含む）を除いた前面基板３１上（タッチ電極４２１〜４２４、遮蔽電極４４、アノード配線４５１〜４５４等の上、それらの電極の間、それらの電極とアノード配線の間）には、非透光性の絶縁層４６が形成されており、外囲器内のフィラメントＦや制御電極Ｇが見えないようになっている。
絶縁層４６は、タッチ電極４２１〜４２４および遮蔽電極４４、アノード配線４５１〜４５４の上にも形成されているから、フィラメントＦから放出されるＢａ（バリウム）がタッチ電極又はタッチ電極間に降り積もることに起因する配線の抵抗値や電極間容量の変化を低減させる保護膜としても機能する。
アノード電極４１１〜４１４には、アノード配線４５１，４５２，４５３，４５４に接続してある。なおアノード配線４５３は、７セグメント分の７個の配線を形成してあるが、図では３個のみ代表的に図示してある。
【００１２】
図２において、アノード電極４１１，４１２，４１４により表示される表示パターンは、夫々１個の図形からなり、アノード電極４１３より表示される表示パターンは、７セグメントからなる。表示パターンは、これらに限らず、一個或いは複数個のアノード電極により図形、文字、数字等の表示パターンを形成することができる。
なお図２は、図１に記載されている絶縁層４６の図示を省略してある。
【００１３】
タッチ電極４２１〜４２４は、夫々独立しており、各表示パターンを形成するアノード電極に対応している。例えばタッチ電極４２１は、アノード電極４１１に対応し、タッチ電極４２１とアノード電極４１１は、対になっている。以下同様にタッチ電極４２２とアノード電極４１２、タッチ電極４２３とアノード電極４１３、タッチ電極４２４とアノード電極４１４は、夫々対になっている。
タッチ電極４２１〜４２４は、夫々対応するアノード電極４１１〜４１４を囲むように、各アノード電極の周囲に形成してある。即ちタッチ電極４２１〜４２４は、表示パターン毎に、表示パターンを形成するアノード電極を囲むように形成してある。したがって例えば、アノード電極４１３の場合、７個のアノード電極を囲むようにタッチ電極４２３を形成してある。
【００１４】
タッチ電極４２１〜４２４は、夫々端子４３１，４３２，４３３，４３４に接続してある。なおアノード電極４１３の２個のロ字状開口部内のタッチ電極４２３１は、アノード電極４１３又は遮蔽電極４４に接続してタッチ電極としては使用しない（タッチ電極の機能を有しない）。すなわち、複数のアノード電極に挟まれた間の部分に、タッチ電極の機能を有しないタッチ電極（例えば、７セグメントの間のタッチ電極４２３１）を設けた場合、そのタッチ電極はアノード電極又は遮蔽電極に接続する。
タッチ電極４２３１は、タッチ電極４２３に接続してタッチ電極４２３の一部として使用することもできるが、その場合には、７セグメントの７個のアノード電極とタッチ電極４２３１の間に遮蔽電極を配置する必要がある。
タッチ電極４２１〜４２４は、アノード電極４１１〜４１４を囲むように配置せずに、例えば、図２において、アノード電極４１１〜４１４とタッチ電極４２１〜４２４を上下に並べる等、並置するように配置することもできる。また、図２では、すべてのアノード電極（表示パターン）に対応してタッチ電極を形成しているが、必要なアノード電極だけに対応してタッチ電極を形成してもよい。
【００１５】
遮蔽電極４４は、タッチ電極４２１〜４２４とアノード電極４１１〜４１４及びアノード配線４５１〜４５４との間に連続して形成してある。即ち遮蔽電極４４は、端子４４１から端子４４２まで連続する１個の金属膜からなる。遮蔽電極４４の両端は、端子（接地用端子）４４１，４４２に接続し、両端子は、接地してある。なお端子４４１，４４２は、いずれか１個でもよいし、２個以上であってもよい。また遮蔽電極４４は、２個以上に分割して形成することもできるが、その場合には遮蔽電極毎に接地用の端子を設ける。
【００１６】
図３により遮蔽電極４４、タッチ電極４２１〜４２４、アノード電極４１１〜４１４、アノード配線４５１〜４５４の位置関係の詳細を説明する。図３において、図３（ａ）は、図２（ａ）のアノード電極４１３，４１４の部分の拡大図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＹ４部分の断面図である。なお図３は、図１に記載されている絶縁層４６の図示を省略してある。
遮蔽電極４４は、アノード配線４５４の近傍の場合、タッチ電極４２４とアノード配線４５４の間、アノード配線４５４とタッチ電極４２４の間に形成してある。またアノード電極４１４の近傍の場合、遮蔽電極４４は、タッチ電極４２４とアノード電極４１４の間、アノード電極４１４とタッチ電極４２４の間に形成してある。
遮蔽電極４４は、各タッチ電極と各アノード電極の間及び各タッチ電極と各アノード配線の間に配置することにより、タッチ電極とアノード電極及びアノード配線とを電気的に遮蔽できる。したがってタッチ電極は、アノード電極のＯＮ、ＯＦＦ動作の影響を受けて生じる誤動作（誤タッチ検出）を防止できる。
因みに、遮蔽電極４４の幅は、０．３ｍｍ、遮蔽電極４４とアノード電極４１１〜４１４及びアノード電極４５１〜４５４の距離は、０．１ｍｍ、遮蔽電極４４とタッチ電極４２１〜４２４の距離は、０．１ｍｍである。
【００１７】
タッチスイッチ付蛍光表示管のタッチスイッチの動作原理と制御装置による制御は、従来のタッチスイッチ付蛍光表示管と同じである。
例えば、操作者が前面基板３１を介してアノード電極４１１に指をタッチ（指を接近させる場合を含む）すると、タッチ電極４２１の静電容量が変化し、その変化は、図６（ａ）の比較回路２６２によって検出され、図６（ｂ）と同様に、タッチ検出スイッチ制御部２７１は、そのタッチ電極に対応する制御信号を制御機器２７４、表示制御部２７２へ送る。表示制御部２７２は、アノード電極４１１の点灯、非点灯を制御する。他のアノード電極についても同様である。
なお図のアノード電極４１１〜４１４等の電極は、拡大して図示してあるが、例えば７セグメントのアノード電極４１３の大きさは、８×４ｍｍ程度であるから、操作者の指がアノード電極４１１〜４１４にタッチすると、指は、同時にタッチ電極４２１〜４２４にもタッチする。
なお、操作者の指のタッチ面積は、通常、直径10ｍｍ程度の円形状となる。このため、アノード電極の中心（重心）からタッチ電極までの距離を、指のタッチ面積以下、すなわち、10ｍｍ程度以下にすると良い（子供がタッチする場合、5ｍｍ程度以下が好ましい）。
【００１８】
前面基板３１にアノード電極４１１〜４１４、アノード配線４５１〜４５４、タッチ電極４２１〜４２４、遮蔽電極４４を形成するときは、まず前面基板３１の内面に直接又は基板３１の内面に形成したパッシベーション膜の上に、スパッタリング等により金属膜（導電膜）を形成する。次にその金属膜をエッチングして各電極及びアノード配線を形成する。したがってアノード電極４１１〜４１４、アノード配線４５１〜４５４、タッチ電極４２１〜４２４、遮蔽電極４４は、前面基板３１の内面の同一面に同じ金属材料を用いて同時に形成することができる。なお端子４３１〜４３４、４４１，４４２も各電極やアノード配線と同時に形成する。
金属材料（導電材料）は、アルミニウム、ニオビウム、インジュウムテインオキサイド（ＩＴＯ）等を用いる。
金属材料がアルミニウム、ニオビウム等のように非透光性金属の場合には、各電極を構成する金属膜は、例えば図４（ａ）ようにメッシュ状に形成する、或いは図４（ｂ）のようにスリット状の開口を形成する等して透光性を有する電極に形成する。透光性を有する電極の形状は、これらの例に限らない。
【００１９】
次に、アノード電極４１１〜４１４を除いた前面基板３１の上に、例えば黒色の絶縁層を形成する。さらに、アノード電極４１１〜４１４上に、ＺｎＯ：Ｚｎ等からなる蛍光体層を被着する。この前面基板３１のアノード電極４１１〜４１４に対面して、制御電極ＧやフィラメントＦが配設される。基本的には、一般の透過型（面発光型）蛍光表示管の製造・組み立て方法と同じである。
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Ｂａ、ＳｒおよびＣａの酸化物（ＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３を所定の配合割合で混合したアルカリ土類金属の三元炭酸塩）からなる電子放出物質を被着させたものである。制御電極Ｇは、ステンレス等の薄板を亀甲状にフォトエッチング成形した金属メッシュからなる。各電極は、図示しない配線により、外囲器より外方に突出されているリード端子のそれぞれと電気的に接続されている。
タッチ電極に接続するタッチ電極用リード端子は、静電容量を小さくするため（配線長が長くなると静電容量が大きくなる）、できるだけタッチ電極に近くすることが望ましい。言い換えると、タッチ電極は、最も距離が近いリード端子に接続するのが望ましい。
【００２０】
本実施例のタッチスイッチ付蛍光表示管は、前面基板３１の内面の同一面に、アノード電極４１１〜４１４、アノード配線４５１〜４５４、タッチ電極４２１〜４２４、遮蔽電極４４を同じ材料で同時に形成できるから、各電極やアノード配線は、同一工程で形成できる。したがって各電極やアノード配線の形成が簡単になり、それらの形成時間を短縮できる。
また本実施例の各電極は、同じ基板の同一面に形成してあるから、外囲器を組み立てるとき、従来のように例えば、前面基板のタッチ電極と背面基板のアノード電極との位置合せの必要がないから、外囲器の組み立てが容易になる。
また本実施例は、アノード電極、アノード配線、タッチ電極、遮蔽電極、端子等の金属膜を、スパッタリング等により同時に形成するから、従来のようにそれらを別々の基板に形成する場合よりも、それらの金属膜の形成に寄与しない無駄な金属材料を低減できる。
また本実施例のタッチスイッチ付蛍光表示管は、アノード電極とタッチ電極が同じ前面基板の同一面に形成してあるから、視野角が広くなる。
【符号の説明】
【００２１】
３１  前面基板
３２  背面基板
３３  側面板（側面部材）
４１１〜４１４  アノード電極
４２１〜４２４  タッチ電極
４３１〜４３４  端子
４４  遮蔽電極
４４１，４４２  端子
４５１〜４５４  アノード配線
４６  絶縁層
Ｆ  フィラメント
Ｇ  制御電極
【図２】
0005540053.tif 000002
【図３】
0005540053.tif 000003
【図４】
0005540053.tif 000004
【図５】
0005540053.tif 000005
【図６】
0005540053.tif 000006
【図１】
0005540053.tif 000007