(57)【要約】【課題】アノードとグリッドとの距離を適切に設定することができる蛍光表示管および蛍光表示管の製造方法を提供する。【解決手段】平板状のグリッド電極２０は、所定の高さに形成された少なくとも一対の溶着部材１０により架設される。このため、従来のように、グリッド電極に対してプレス加工等を行うことが不要となり、グリッド電極２０に高さ方向の加工誤差が生じるのを防ぐことができるので、各グリッド電極２０のメッシュ部とフィラメントカソード１２３との距離を一定に適切に設定することができる。このため、輝度の均一化を実現することができる。【選択図】  図１
2008041519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線層、絶縁層および陽極層が順次形成された基板と、
前記基板の陽極層上に蛍光体が塗布されたアノードと、
前記基板上に前記アノードと離間して配設されたグリッドと、
前記グリッド上方に架設されたフィラメントカソードとを少なくとも備え、
前記基板と対向配置され、少なくとも一部が透過性を有するフロントガラスとを有し、少なくとも前記アノード、前記グリッドおよび前記フィラメントカソードを収容する容器が真空封止された蛍光表示管において、
前記基板上の前記アノードを除く領域に配設され、アノードとグリッドとの距離を規定する溶着部材を有し、
前記グリッド電極は、平板メッシュ状の形状を有し、少なくとも一対の前記溶着部材により該溶着部材上で架設されることを特徴とする蛍光表示管。
【請求項２】
前記溶着部材は、前記グリッド側に突出した凸部または基板側に向かって形成された凹部を備え、
前記グリッドは、端部に前記凸部または凹部と嵌合する嵌合部を備える
ことを特徴とする請求項１記載の蛍光表示管。
【請求項３】
前記溶着部材は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｆｅのうち少なくとも何れか一つを含む材料からなる
ことを特徴とする請求項１または２記載の蛍光表示管。
【請求項４】
前記グリッドは、室温から４００℃までの領域にわたって、前記ガラス基板の熱膨張率より小さい
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の蛍光表示管
【請求項５】
ガラス基板内面に少なくとも配線層、絶縁層、陽極層、蛍光体層を順次形成するアノード形成ステップと、
前記基板上に前記アノードと離間してグリッド電極を架設するグリッド架設ステップと、
前記グリッド電極上方にフィラメントカソード電極を架設するカソード架設ステップと、
前記基板と対向配置され、少なくとも一部が透過性を有するフロントガラスとを有し、少なくとも前記アノード、前記グリッドおよび前記フィラメントカソードを収容する外囲器を封着して真空容器を形成する封着ステップと
前記真空容器を真空排気して真空管とする排気ステップと
を有する蛍光表示管の製造方法であって、
前記グリッド架設ステップは、
前記基板上の前記アノードを除く領域に、アノードとグリッドとの距離を規定する溶着部材を配設する溶着材配設ステップと、
平板メッシュ状の前記グリッドを少なくとも一対の前記溶着部材上に固定し、前記グリッドを架設するグリッド固定ステップと
を備えることを特徴とする蛍光表示管の製造方法。
【請求項６】
前記溶着部材は、前記グリッド側に突出した凸部または溝が形成された凹部を備え、
前記グリッド固定ステップは、前記凸部または前記凹部を前記グリッドの端部に形成された嵌合部に嵌合させた状態で、前記グリッドの端部と前記溶着部材とを固定する
ことを特徴とする請求項５記載の蛍光表示管の製造方法。
【請求項７】
前記グリッド固定ステップは、前記凸部を潰すことにより前記グリッドを固定する
ことを特徴とする請求項５または６記載の蛍光表示管の製造方法。
【請求項８】
前記グリッド固定ステップは、レーザ溶接により前記グリッドと前記溶着部材とを固定する
ことを特徴とする請求項５乃至７記載の何れか１項に記載の蛍光表示管の製造方法。
【請求項９】
前記グリッド固定ステップは、
前記グリッドの温度を前記基板より高い状態とするステップ
をさらに備え、
前記グリッド固定ステップは、前記基板より温度が高い状態の前記グリッドを前記溶着部材上に固定する
ことを特徴とする請求項５乃至８の何れか１項に記載の蛍光表示管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光表示管および蛍光表示管の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６、図７に従来の蛍光表示管を示す。同図において、蛍光表示管１００は、ガラスからなる基板１１１と、少なくとも一部が透過性を有するフロントガラス１１２およびスペーサガラス１１３をフリットガラス１１４で接着してなる外囲器１０１から構成され、基板１１１と外囲器１０１とフリットガラス１１５で接着することで蛍光表示管としての真空容器が構成される。外囲器１０１内部の基板１１１上には、所定のパターンに形成されたアルミニウム等からなる配線１１６と、この配線１１６が形成された基板１１１上に形成された絶縁層１１７と、配線１１６の所定の位置に形成され表面に蛍光体１２１ａが付着した陽極１１８とを備えた表示部（アノード電極）１２１と、この表示部１２１上方に表示部１２１を覆うように互いに略平行に垂設された複数のグリッド電極１２２と、このグリッド電極１２２上方にグリッド電極１２２の長手方向と直交する方向に配設された複数のフィラメントカソード１２３とが少なくとも収容される。
【０００３】
ここで、グリッド電極１２２は、略矩形の平面メッシュ形状を有する。また、図７に示すように、両端部１２２ａから垂設された両支持部１２２ｂによりメッシュ部１２２ｃが基板１１１と略並行になるよう吊設された略凸字状の断面形状を有する。このようなグリッド電極１２２は、以下に示すような方法で基板１１１上に配設される。
【０００４】
まず、蛍光体１２１ａが形成された基板１１１上の所定の位置に、印刷法やディスペンサー法により導電ペースト１３０を塗布する。ここで、導電ペースト１３０は、グリッド電極を外部に引き出すために設けられたアルミニウム配線の一部をなすグリッド接続電極パッド部１１６ｂに塗布される。次に、固定枠により所定の箇所を連結支持され、蛍光体１２１ａと一定のギャップを形成できるように金型で成型した複数のグリッド電極１２２を用意し、各グリッド電極１２２の一方の端部１２２ａを導電ペースト１３０に埋設させ、グリッド電極１２２を基板１１１上に仮固定する。次に、グリッド電極１２２の他方の端部１２２ａを含むように基板１１１上にフリットガラスペースト１３１を塗布し、各ペースト中の溶媒を揮発させた後、複数のグリッド電極１２２を固定枠から切断、分離する。次に、グリッド電極１２２が仮固定された基板１１１を、４６０〜５００度で焼成する。これにより、導電ペーストおよびフリットガラスペーストが焼成され、グリッド電極１２２が基板１１１上に固定される。
【０００５】
このような一般的なグリッド電極の固定方法に対して、特許文献１〜３には、ワイヤー状のグリッド電極で構成される蛍光表示管において、ワイヤー状のグリッド電極を超音波溶接法によって固定しようとする方法が提案されている。この方法によれば、製造コストの抑えることができる。また、ガス放出性の高いペースト材料を使用しなくてもよい。
【０００６】
このようなグリッド電極１２２を有する蛍光表示管１００は、次のように動作する。まず、フィラメントカソード１２３を通電加熱することによって熱電子が放射される。この放射された熱電子は、グリッド電極１２２およびアノード電極１２１がフィラメントカソード１２３に対して正電圧が印加されている場合、グリッド電極１２２およびアノード電極１２１に印加された電圧に応じて加速され、グリッド電極１２２のメッシュ部１２２ｃを通過して表示部１２１の陽極１１８上に塗布された蛍光体１２１ａに衝突する。この蛍光体１２１ａへの電子の衝突によって発光が起こる。
【０００７】
このように動作する蛍光表示管１００では、各グリッド電極１２２のメッシュ部１２２ｃの高さ方向の位置にばらつきがあると、輝度のばらつきが発生する。これは、フィラメントカソード１２３から引き出される熱電子の量は、グリッド電極１２２とフィラメントカソード１２３との距離に依存するからである。グリッド電極１２２がフィラメントカソード１２３に近付けば近付くほど、そのグリッド電極１２２がフィラメントカソード１２３から引き出す熱電子の量が増加する。このため、輝度の均一化を実現するためには、各グリッド電極１２２のメッシュ部１２２ｃと表示部１２１との距離、言い換えると、管内の複数のメッシュ部１２２ｃとフィラメントカソード１２３との距離を、一定に保つ必要がある。
【０００８】
従来、グリッドとフィラメントの距離を一定に保つには、基板上に各部品を組み上げていく関係上、アノードとグリッド間、アノードとフィラメントカソード間という風に、基板からの高さを基準として各電極間の高さを設計し、結果としてグリッドとフィラメント間の高さ＝ギャップが決まるようにしている。このことから、グリッド−フィラメントカソード間の高さは、グリッドを凸字状に成型する際の金型の高さによって設定されている。
【０００９】
また、上述したような蛍光表示管１００の駆動時において、フィラメントカソード１２３から放射される熱電子の大部分は、グリッド電極１２２の開口部を通過して蛍光体１２１ａに到達するが、熱電子の一部は、グリッド電極１２２を通過せず、グリッド電極１２２に衝突し、発熱の原因となる。これにより、グリッド電極１２２が熱膨張して変形すると、例えば、図７に示すように、上方または下方に変形し、フィラメントカソード１２３またはアノード電極１２１と接触して電気的短絡による電極破壊が生じたり、グリッド−カソード間のギャップが変動するため、アノードに到達する電流量が変化して輝度変動が生じるなど、不具合が発生する恐れがあった。
【００１０】
このような不具合の解決方法としては、グリッド電極１２２に基板より熱膨張の大きな素材を使い、焼成炉中で基板１１１よりも伸びた状態で固定することや、その応用として、グリッド電極１２２の両端にフリットガラスを塗布することによって、駆動時にグリッド電極１２２が温度上昇する領域でより強いテンションがかかった状態にしておくこと、および基板側にダンパーを備えて蛍光面側への接触を防止する方法などが挙げられる。グリッドにテンションをかける固定方法は特許文献４でも説明されているように、グリッド電極１２２の接着固定に使用するフリットガラス１３１の軟化点以上の温度領域で、基板ガラスよりも熱膨張の大きな金属材料を使用することで実現することができる。グリッド電極１２２はフリットガラス１３１が焼成炉中で固化する温度で基板よりも十分伸びた状態で固定された後、冷却する過程ではグリッド電極１２２が収縮するので、蛍光表示管の駆動時の温度領域(室温〜２５０℃)では適度なテンションが発生した状態になる。これにより、熱電子によってグリッド電極１２２が膨張しても、この膨張がグリッド電極１２２にかけられたテンションによって吸収されるので、グリッド電極１２２が弛むのを防ぐことが可能となる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２４５９２５号公報
【特許文献２】特開２００２−２６０５２１号公報
【特許文献３】特開２００２−３４３２８５号公報
【特許文献４】特開平５−１４４３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の蛍光表示管では、金型によるプレス加工でグリッド電極１２２に略凸字状の断面形状を成型するため、グリッド材のスプリングバック特性や金型の劣化と調整具合によって高さ方向の加工誤差が生じやすい、ペースト材料に埋め込む形態でグリッドを固定するとグリッド１２２ａのペースト部に対する挿入抵抗のばらつき（ペーストの粘度、形成膜厚、形状などに起因）により固定高さが変化しやすい等の問題があった。また、ペースト材料を用いて、略凸字状の断面形状に形成したグリッドにテンションをかけて固定しようとすると、図８のようにグリッドが引っ張られて、変形してしまう。このため、従来の製造方法では、各グリッド電極１２２のメッシュ部１２２ｃとフィラメントカソード１２３との距離を一定に保つことが困難であり、結果として輝度のばらつきが発生していた。
【００１３】
また、プレス加工に使う金型は非常に高価であるため、蛍光表示管の低コスト化を実現することが困難であった。
【００１４】
また、線状材を使ってグリッドおよびスペーサーを直接薄膜電極に固定する場合は、線状材が取り扱いづらい、固定に際して高々１μｍ程度の薄膜電極に直接固定する方法では強度が弱い、グリッドの変形を防止するためテンションをかけて固定する場合では十分な固定強度が得られない等の問題があった。また、線状材を使う場合は、ワイヤーグリッドの蛍光表示管に限定されるので、メッシュ状グリッドを使った複雑なパターン形状の表示に対応せず、溶接固定箇所がスペーサー部以外に必要になるため、デッドスペースが多くなり十分な表示品質やコスト削減効果が得られなかった。
【００１５】
また、スペーサーを溶接固定する際の溶接痕を使って位置決めする方法では、溶接痕の深さが不安定で、深さの設定が困難であった。また、特許文献３のようにワイヤーグリッドを基板上に直接溶接する場合は、アノード−グリッド間の距離をワイヤーの線径で決定するが、線径がワイヤー間に形成される蛍光体の面積や表示ピッチなどを制約するので、表示パターンの高精細化や高輝度化に対して障害となる場合があった。
【００１６】
そこで、本願発明は、上述したような課題を解消するためになされたものであり、アノードとグリッドとの距離を適切に設定することができる蛍光表示管および蛍光表示管の製造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】
【００１７】
上述したような課題を解決するために、本発明にかかる蛍光表示管は、少なくとも配線層、絶縁層および陽極層が順次形成された基板と、基板の陽極層上に蛍光体が塗布されたアノードと、基板上にアノードと離間して配設されたメッシュ状グリッドと、グリッド上方に架設されたフィラメントカソードとを備え、基板と対向配置され、少なくとも一部が透過性を有するフロントガラスとを有し、少なくともアノード、グリッドおよびフィラメントカソードを収容する容器が真空封止された蛍光表示管において、基板上のアノードを除く領域に配設され、アノードとグリッドとの距離を規定する溶着部材を有し、グリッド電極は、平板状の形状を有し、少なくとも一対の溶着部材により該溶着部材上で架設されることを特徴とする。
【００１８】
上記蛍光表示管において、溶着部材は、グリッド側に突出した凸部または基板側に向かって形成された凹部を備え、グリッドは、端部に凸部または凹部と嵌合する嵌合部を備えるようにしてもよい。ここで、溶着部材は、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｆｅのうち少なくとも何れか一つを含む材料からなるようにしてもよい。また、グリッドは、室温から４００℃までの領域にわたって、ガラス基板の熱膨張率より小さいようにしてもよい。
【００１９】
また、本発明にかかる蛍光表示管の製造方法は、ガラス基板内面に配線層、絶縁層、陽極層、蛍光体層を順次形成するアノード形成ステップと、基板上にアノードと離間してグリッド電極を架設するグリッド架設ステップと、グリッド電極上方にフィラメントカソード電極を架設するカソード架設ステップと、基板と対向配置され、少なくとも一部が透過性を有するフロントガラスとを有し、少なくともアノード、グリッドおよびフィラメントカソードを収容する外囲器を封着して真空容器を形成する封着ステップと真空容器を真空排気して真空管とする排気ステップとを有する蛍光表示管の製造方法であって、グリッド架設ステップは、基板上のアノードを除く領域に、アノードとグリッドとの距離を規定する溶着部材を配設する溶着材配設ステップと、平板メッシュ状のグリッドを少なくとも一対の溶着部材上に固定し、グリッドを架設するグリッド固定ステップとを備えることを特徴とする。
【００２０】
上記蛍光表示管の製造方法において、溶着部材は、グリッド側に突出した凸部または溝が形成された凹部を備え、グリッド固定ステップは、凸部または凹部をグリッドの端部に形成された嵌合部に嵌合させた状態で、グリッドの端部と溶着部材とを固定するようにしてもよい。ここで、グリッド固定ステップは、凸部を潰すことによりグリッドを固定するようにしてもよい。また、グリッド固定ステップは、レーザ溶接によりグリッドと溶着部材とを固定するようにしてもよい。また、グリッド固定ステップは、グリッドの温度を基板より高い状態とするステップをさらに備え、グリッド固定ステップは、基板より温度が高い状態のグリッドを溶着部材上に固定するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、平板状のグリッドをアノードとグリッドとの距離を規定する少なくとも一対の溶着部材によって架設することにより、従来のようにグリッドに対してプレス加工等を行うことが不要となり、グリッドに高さ方向の加工誤差が生じるのを防ぐことができるので、各グリッドとアノードとの距離、すなわちフィラメントカソードとの距離を一定に保つことができる。また、フリットガラスペーストを用いずに、メッシュ状グリッドにテンションをかけて固定することができる。結果として、輝度の均一化、低コスト化、複雑な表示パターンへの対応による表示品質の向上等を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態にかかる蛍光表示管は、図６，図７を参照して説明した従来の蛍光表示管とグリッド電極およびこのグリッド電極の固定方法が異なるものの、その他は同一である。したがって、本実施の形態において、従来の蛍光表示管と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付し適宜その説明を省略する。
【００２３】
本実施の形態にかかる蛍光表示管１は、図１，図２に示すように、ガラスからなる基板１１１と、少なくとも一部が透過性を有するフロントガラス１１２およびスペーサガラス１１３をフリットガラス１１４で接着してなる外囲器１０１から構成され、基板１１１と外囲器１０１とをフリットガラス１１５で接着することで蛍光表示管としての真空管容器が構成されている。この外囲器１０１内部には、基板１１１上に形成されたアルミニウム等からなる配線（図示せず）と、この配線の所定の領域にマトリックス状に形成され蛍光体１２１ａが付着したアノードとを少なくとも備えた表示部１２１と、表示部１２１の周囲の対向する２辺に沿って設けられた溶着部材１０と、この溶着部材１０により表示部１２１上方に表示部１２１を覆うように互いに略平行に垂設された複数のグリッド電極２０と、グリッド電極２０上方にグリッド電極２０の長手方向と直交する方向に配設された複数のフィラメントカソード１２３とが少なくとも収容される。
【００２４】
溶着部材１０は、図２，図３に示すように、アノード−グリッド間の高さを規定するように設計された略直方体形状を有し、対向する一対の溶着材のうち片側は外部に導出するための配線１１６ｂと電気的に接続されている。表示部１２１の一方の辺側に形成された溶着部材１０の上面には、略円錐台形状の凸部１０ａが形成されている。一方、表示部１２１の他方の辺側に形成された溶着部材１０の上面には、略円柱状の凸部１０ｂが形成されている。このような溶着部材１０は、ここでは４２６合金等をエッチング加工したものを使用したが、そのほかに金属、合金材料、ロウ付け材等をプレス加工したもの、また各種導電性ペーストの固化物、各種金属粉体の焼結体およびセラミックス、ガラスの表面を導電性物質でコーティングしたもの等から構成されていてもよい。なお、一対の溶着部材のうち、配線と電気的接続しない方の溶着材は絶縁性の素材で構成されていてもよく、セラミックス、ガラスおよび絶縁性粉体の焼結体などを使用することもできる。
【００２５】
グリッド電極２０は、全体として平板の形状を有し、平面視略矩形のメッシュ部２０ａと、このメッシュ部２０ａの長手方向の両端に形成された端部２０ｂとを有する。この端部２０ｂには、凸部１０ａまたは凸部１０ｂと嵌合するための開口２０ｃが形成されている。このようなグリッド電極２０には、例えば、インバー合金(例えば３６Ｎｉ−Ｆｅ)、４２Ｎｉ−Ｆｅ合金、４６Ｎｉ−Ｆｅ合金、スーパーインバー合金(例えば３１Ｎｉ−５Ｃｏ−０．１Ｍｎ−Ｆｅ)、５４Ｃｏ−９．５Ｃｒ−Ｆｅ合金、コバール合金(例えば２９Ｎｉ−１７Ｃｏ−Ｆｅ)など、基板１１１を構成するガラスよりも熱膨張率が低い金属が用いるのが望ましい。また、４２６合金やＳＵＳ４３０などの従来から蛍光表示管に使用されてきた金属材料も使用することができる。なお、本実施の形態では、低熱膨張材のインバー合金をエッチング加工によって図３に示すような平板メッシュ状に加工したグリッドを使用した場合を例に説明する。
【００２６】
次に、本実施の形態にかかる蛍光表示管の製造方法について説明する。まず、所定の形状に加工された基板１１１を用意し、蒸着法等により基板１１１上に所定のパターンを有するアルミニウム配線、配線上の所定の部分に開口部を設けた絶縁層および前記開口部の一部にカーボンなどからなる陽極＝アノードを順次配設し、スクリーン印刷等によりアノード上に蛍光体１２１ａ（図１に図示せず）を形成する。
【００２７】
蛍光体１２１ａが形成された基板１１１が準備されると、所定の形状に加工され、グリッドの固定箇所に応じて用意された複数の溶着部材１０各対を低融点ガラスを含む導電性接着剤基板１１１上に形成された所定の位置に固定する。この際、グリッドを固定する溶着部材１０各対の片側は、配線上に形成された絶縁層の開口部としてのグリッド接続部に固定され、これにより、溶着部材１０と配線とが電気的に接続される。なお、上記グリッド接続部は、基板１１１上のアノードを除く領域に形成されている。
【００２８】
ここで、溶着部材１０の高さは、グリッド電極２０のメッシュ部２０ａと表示部１２１との距離、すなわちグリッド電極２０のメッシュ部２０ａとフィラメントカソード１２３との距離に対応して形成される。例えば、本実施の形態では、溶着部材１０は、表示部１２１から０．５ｍｍの高さに形成される。
【００２９】
また、溶着部材１０は、図３に示すように、連結部３０によって他の溶着部材１０と連結された状態で用意してもよい。このとき、隣り合う溶着部材１０は、基板１１１上に固定される位置に応じて所定間隔だけ離間した状態で連結部３０に固定される。これにより、溶着部材１０を基板１１１上に固定する際、位置合わせを正確、かつ、容易に行うことが可能となる。なお、連結部３０の材料としては、溶着部材１０と同じ材料等を用いて、エッチング加工等の方法で同時に作成しておくことができる。なお、図３には図示していないが、相対する側の一辺に形成されている溶着部材にも連結部があってもよい。さらに、連結部をなくして、一つまたは複数個を半導体用のチップダイボンディング装置のような移載装置を用いて個々に基板上に載置するようにしてもよい。
【００３０】
ここで、基板上に置かれた溶着部材は、蛍光体等の既に印刷形成されている材料と共に４５０〜５００℃程度の温度で焼成し、溶着部材が低融点ガラスを含む接着材で完全に固定するとともに、蛍光体等のペーストに含まれる有機バインダーを燃焼させて取り除く。なお、この焼成工程は、以下で説明するグリッドの固定工程の後で実施するようにしてもよい。
【００３１】
溶着部材１０が基板１１１上に固定されると、グリッド電極２０を一対の溶着部材１０上に固定する。具体的には、まず、所定の形状に加工されたグリッド電極２０を、図３に示すように溶着部材１０上方から溶着部材１０上に載置する。グリッド電極２０を載置する場合、例えば、グリッド電極２０の各端部２０ｂが連結支持された複数のグリッド電極２０を溶着部材１０上に一度に載置することができる。その連結支持部は、グリッド電極２０を溶着部材１０上に固定後、グリッド電極２０から切り離される。なお、グリッドの載置に関しては、マグネット吸着などであらかじめグリッド間隔を保った状態で連結部を切断し、溶着部材上に一度に載置することもできる。
【００３２】
グリッド電極２０を溶着部材１０上に載置する際、グリッド電極２０の２つの開口２０ｃは、それぞれ溶着部材１０の凸部１０ａまたは凸部１０ｂと嵌合させる。したがって、１つのグリッド電極２０は、対向する位置に形成された異なる凸部を有する一組の溶着部材１０に載置されたことになる。溶着部材とグリッドの端部にこのような嵌合構造を持たせることにより、グリッドの位置ずれが起こりにくく、正確にグリッドを配置、固定することができる。
【００３３】
グリッド電極２０を１組の溶着部材１０上に載置後、図４に示すように、溶着部材１０の凸部１０ａおよび凸部１０ｂをレーザビームによって溶融させて潰して、グリッド電極２０の端部２０ｂと溶着部材１０とを溶接し、グリッド電極２０を１組の溶着部材１０上に固定する。これにより、基板１１１上に形成された配線とグリッド電極２０とは、溶着部材１０を介して電気的に接続される。
【００３４】
このように、加工ばらつきの出やすいグリッドメッシュをプレス成型によって加工することやペースト材料に埋め込んで固定することなしに溶着部材上に固定し、溶着部材の高さでアノード−グリッド間の高さ、すなわちグリッド−カソード間の高さが決定されるので、正確かつばらつきが抑えられた状態でグリッドを基板に固定することができる。
【００３５】
なお、ここで、グリッド電極２０は、マグネットや真空吸着などにより基板１１１上に機械的に平坦に保たれた状態で移載されるので、薄いグリッドが変形してしまう危険性が少ない。また、上記溶接としては、レーザ溶接の他に、プラズマ溶接、アーク溶接、ティグ溶接、ミグ溶接等非接触の溶接法が適している。
【００３６】
なお、グリッド電極２０は、基板に対して温度の高い状態で固定する方法をとってもよい。この場合、グリッド電極２０は、電熱ヒーターや赤外線ランプなどが配設されたホルダー内に他のグリッド電極２０と一緒に積層収容された状態で５０〜２５０℃程度に加熱される。一方、基板１１１は、０℃程度に冷却された状態または常温の状態としてもよい。これにより、グリッド電極２０を基板１１１上の溶着部材１０に固定した後、グリッド電極２０および基板１１１が常温の状態となると、基板１１１上に固定されたグリッド電極２０は、加熱された状態から常温まで冷却される際に長手方向に収縮するので、テンションがかかった状態とすることができる。この結果、蛍光表示管１の駆動時に、グリッド電極２０が加熱されて膨張した場合であっても、グリッド電極２０を固定する際に加熱した温度までは、グリッド電極２０にかけられたテンションによってグリッド電極２０の膨張が吸収されるので、グリッド電極２０が弛むのを防ぐことができる。また、グリッド電極２０を固定する際に加熱した温度以上にグリッド電極２０および基板１１１が加熱された場合であっても、グリッド電極２０にインバー合金のような熱膨張率が低い材料を使っている場合は、グリッドが大きく弛んで変形することを防ぐことができる。
【００３７】
このようにグリッド電極２０に張力を持たせた状態で固定しようとする場合、固定部には通常より大きな応力がかかることになるが、本発明によれば、接着面としての安定性が高く、底面が平面の溶着部材を基板に強固に接着するとともに、グリッドが溶接によって溶着部材上に固定されていることから、固定部に強い応力がかかっても十分に耐えることができる。また、凸状にプレス加工されたグリッドメッシュに比べ、テンションがかかったときの変形がなく、アノード−グリッド間、グリッド−カソード間のギャップが一定に保たれる。
【００３８】
グリッド電極２０が１組の溶着部材１０上に固定されると、連結部３０の所定の箇所をレーザ等により溶断し、各溶着部材１０を分離する。例えば、図３に示すように、隣り合う溶着部材１０の間の部分（図中の符号ａで示す箇所）を溶断する。これにより、各溶着部材１０が他の溶着部材１０と分離されるので、グリッド電極２０毎に個別に電力を供給することができる。なお、グリッドが連結部を伴って溶着部材上に固定されている場合、この連結部もレーザビーム等によって溶断してグリッドを分離することもできる。
【００３９】
グリッド電極１１が基板１１１上に溶接固定されると、基板部分の組立工程としては完了する。従来ペースト材料を用いてグリッドを固定する場合、この基板１１１を焼成炉により４５０〜５００℃程度で焼成する必要があったが、本実施の形態によれば、この工程をなくして外囲器の封着工程に進めることができる。
【００４０】
グリッド電極２０が固定されると、グリッド電極２０の上方にフィラメントカソード１２３を架設する。フィラメントカソード１２３が架設されると、基板１１１とフロントガラス１１２とをスペーサガラス１１３を介して対面させ、これらをフリットガラス１１４，１１５によって接着して、外囲器１０１とを基板１１１が封着された真空容器が完成する。
【００４１】
外囲器の接着工程は、本来のグリッド固定炉とは雰囲気が異なるものの焼成する温度はグリッド固定用材料や蛍光体などの焼成時とほぼ同じである。ここで、グリッド材料はガラス基板より熱膨張の小さなインバー合金を用いて固定されているが、あらかじめグリッド材料の方が収縮してテンションの発生した状態で固定されている上に、グリッドが基板より熱膨張率が小さいため、焼成炉の中ではグリッドより基板の方が伸びてテンションのかかった状態が維持されるためグリッドが変形することはない。このことによりグリッドが蛍光体に接触することはない。
【００４２】
最後に、蛍光表示管内の真空排気を行い、蛍光表示管１内部を１０-5Ｐａ程度の真空度に保持すると、図１に示すような蛍光表示管１が完成する。
【００４３】
次に、本実施の形態にかかる蛍光表示管１の動作について説明する。まず、フィラメントカソード１２３に外部回路から電圧を印加し、フィラメントカソード１２３が６００〜７００度程度に加熱されると、フィラメントカソード１２３から熱電子が放射される。この放射された熱電子は、基板１１１上に形成された配線を介して外部回路からグリッド電極２０およびアノードに正電圧が印加されている場合、グリッド電極２０により加速され、グリッド電極２０のメッシュを通過して蛍光体１２１ａに衝突する。この蛍光体１２１ａへの電子の衝突によって発光が起こる。一方、グリッド電極２０およびアノードに負電圧が印加されている場合、フィラメントカソード１２３から放射された熱電子は、負電位によって遮断されるので、アノードまで電子が到達せず発光が起こらない。
【００４４】
このように動作する蛍光表示管１において、グリッド電極２０は、平板状の形状を有し、かつ、所定の高さを有するように形成された溶着部材１０上に固定される。このため、従来のように、グリッド電極に対してプレス加工等を行うことが不要となり、グリッド電極２０に高さ方向の加工誤差が生じるのを防ぐことができるので、各グリッド電極２０のメッシュ部２０ａとフィラメントカソード１２３との距離が一定な状態に保ち適切に設定することができる。結果として、輝度の均一化を実現することができる。また、高価なプレス金型を必要としないため、蛍光表示管の価格を軽減することができる。さらに平板メッシュ状のグリッドを省スペースで簡便に固定できるので、多様で高品位な表示パターンにも対応できる。溶着部材を使ってグリッドを溶接によって固定すること、および溶着部材とグリッドが勘合する構造とすることによって、グリッドが安定かつ高精度、強固に固定することができる。また、グリッド固定後の焼成工程を外囲器の封着工程のみにすることができるので、半導体チップを搭載するケースのように耐熱性に問題のある部品の熱履歴を減らすことができ、蛍光表示管の歩留まり、信頼性を向上することができる。低熱膨張材を使って、グリッドの温度が高い状態で固定することでは、駆動時のグリッドの耐変形性や焼成炉中での変形を抑えられることによって表示品位の向上や歩留まりを改善することができる。さらに、グリッドにテンションをかけて固定することができるので、高輝度を出すために高い電圧をかけても発熱によるグリッドの変形を抑えることができ、高輝度で高い表示品位の蛍光表示管を製造することができる。
【００４５】
なお、溶着部材１０の凸部１０ａ，１０ｂの形状は、上述した円錐台や円柱に限定されず、例えば、四角錐台や六角錐台などの各種錐台、四角錐や六角錐などの各種角錐、四角柱や六角柱などの各種角柱、円錐、円柱など適宜自由に設定することができる。また、溶着部材１０の基体部も直方体で説明したが、底面が平面であれば他の形状であってもよい。溶着部材１０に形成された凸部の形状が変化した場合、グリッド電極２０の端部２０ｂに形成される開口２０ｃの形状は、凸部１０ａ，１０ｂと嵌合するよう凸部１０ａ，１０ｂと対応する形状に形成される。また、凸部１０ａ，１０ｂの数量も１つに限定されず、適宜自由に設定することができる。これらの場合、グリッド電極２０の端部２０ｂに形成される開口２０ｃの数量は、凸部１０ａ，１０ｂの数量にかならずしも対応していなくてもよい。さらに、溶着部材とグリッドの溶接は、溶着部の凸部をレーザビーム等で潰して固定する方法を示したが、凸部以外の部分にレーザビームをあてて、グリッドと溶着部材を直接重ね合わせ溶接してもよい。
【００４６】
また、本実施の形態では、溶着部材１０は、連結部３０により他の溶着部材と連結された状態で用意するようにしたが、連結部３０で連結されていない状態で用意するようにしてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態では、溶着部材１０に凸部１０ａ，１０ｂを設けるようにしたが、１０ａ，１０ｂが共通のものでもよいし、この凸部１０ａ，１０ｂを設けないようにしてもよい。この場合、図５に示すように、グリッド電極２０の端部２０ｂと溶着部材１０の上面とを重ね合わせ溶接することにより、グリッド電極２０を溶着部材１０に固定する。このとき、グリッド電極２０の端部２０ｂと溶着部材１０の上面とは、多点溶接を行うことが望ましい。さらに、溶着部材側にグリッドと嵌合するような溝を造って、グリッドを嵌合固定するようにしてもよい。この場合、アノードとグリッド間の高さを規定するのは、溶着部材に掘った溝の深さで決定される。また、これとは別にグリッド側に突起を設け、溶着材側に開けた穴または溝と嵌合させて固定する方法でもよい。この場合、アノードとグリッド間の高さを規定するのは、溶着部材の高さとなる。
【００４８】
また、本実施の形態ではグリッドの形状がすべて同じものを使った例を示したが、多角形、異形状のグリッドを持つ蛍光表示管にも対応することができる。また、グリッドの固定部に関しても、本実施の形態では、各グリッドに対して１対の固定部を持つ場合について示したが、グリッド１枚に対して複数の固定部を持つ例に対しても対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明にかかる蛍光表示管を模式的に示す構成図である。
【図２】本発明にかかる蛍光表示管を模式的に示す側面図である。
【図３】溶着部材にグリッド電極を固定する前の状態を模式的に示す構成図である。
【図４】溶着部材にグリッド電極を固定した後の状態を模式的に示す構成図である。
【図５】溶着部材とグリッド電極の他の構成例の模式図である。
【図６】従来の蛍光表示管の構成を模式的に示す図である。
【図７】従来の蛍光表示管におけるグリッド電極の構成を示す図である。
【図８】グリッド電極の変形の様子を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…蛍光表示管、１０…溶着部材、１０ａ，１０ｂ…凸部、２０…グリッド電極、２０ａ…メッシュ部、２０ｂ…端部、２０ｃ…開口、３０…連結部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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