(57)【要約】【課題】フィラメントアンカー基部を安定して支持できる機械的強度を有し、かつ、基板との間で半導体素子を内部蒸発物質などから保護できる蛍光表示管用金属フレームおよびその製造方法を提供する。【解決手段】陽極基板上に設けられるフィラメントアンカーを支持する蛍光表示管用金属フレームであって、この金属フレームは、金属の一枚板を加工してなり、フィラメントアンカーを設置するアンカー設置平面部と、該平面部に形成された凸状絞込み部とを備える。また、陽極基板上に半導体素子が配置され、上記凸状絞込み部は、陽極基板上に配置される半導体素子を覆うことができる凸状部である。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極基板上に設けられるフィラメントアンカーを支持する蛍光表示管用金属フレームであって、
前記金属フレームは、金属の一枚板を加工してなり、前記フィラメントアンカーを設置するアンカー設置平面部と、該平面部に形成された凸状絞込み部とを備えることを特徴とする蛍光表示管用金属フレーム。
【請求項２】
前記陽極基板上に半導体素子が配置され、前記凸状絞込み部は、前記半導体素子を覆うことができる凸状部であることを特徴とする請求項１記載の蛍光表示管用金属フレーム。
【請求項３】
蛍光表示管用金属フレームの製造方法であって、
一枚板状金属フレームを所定条件でアニール処理する工程と、
前記アニール処理後の金属フレームに絞り成形加工により凸状絞り込み部を形成する工程とを備えてなることを特徴とする蛍光表示管用金属フレームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は蛍光表示管用金属フレームおよびその製造方法に関し、特にフィラメントアンカー基部を安定して支持しつつ陽極基板との間で半導体素子を保護できる蛍光表示管用金属フレームおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家電製品、計測器、医療機器、車載用表示器などの表示部に所定のパターンあるいはグラフィックを表示する表示素子や、バックライト、プリンタヘッド、複写機用光源などの各種光源、平面テレビ等に蛍光表示管が多用されている。蛍光表示管は、真空外囲器の一部を構成するガラス基板表面に蛍光体層表面を有する陽極層や配線層が形成され、この陽極基板上方に電子を放射するためのフィラメント、このフィラメントを懸架するフィラメントアンカー、放射電子の動きを制御するグリット等を組み合わせて発光表示を行ない、上記フィラメントアンカーおよび内部真空度を保つためのゲッタなどを支持し陽極基板上に固定される金属フレームや、上記発光表示を制御させるためのＩＣ（半導体素子）などを備えている。
【０００３】
半導体素子を内蔵した蛍光表示管は、外部引出し線が省略でき、全体としての小型化や表示密度を向上できるなどの利点があるが、外部光やフィラメントから放射される電子、蒸発物質の堆積等による誤動作を防ぐため、半導体素子に遮蔽部分を設ける必要があった。この場合遮蔽部分がデッドスペースとなり、該部分だけ蛍光表示管外形寸法が大きくなってしまう。この問題解消のため、従来、上記金属フレームのフィラメントアンカー下部に凸部を形成し該箇所に半導体素子を設置した蛍光表示管などがある（例えば、特許文献１、特許文献２など）。
【０００４】
従来の凸部を有する蛍光表示管用フレームを図５および図６を参照して説明する。図５（ａ）は、半導体素子保護用凸部を有する金属フレームの平面図を、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図を、図６は該金属フレームを備えた蛍光表示管の模式断面図を示す。
金属フレーム１４は、陽極基板にボンディングワイヤーなどにより設置された半導体素子８’を覆うように保護するためのコの字状凸部１５が形成されている（図５（ａ）、図５（ｂ）、図６）。図６に示すように、フィラメントアンカー１６の基部は該コの字状凸部１５の上面１７に固着されるが、フィラメント１８の張設位置が高くなりすぎると、十分な発光輝度を得ることが困難になるなどの問題があるため、該箇所に固着するフィラメントアンカー１６の腕体部分を陽極基板１９側に折り曲げられたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。なお、該構造では機械的強度の向上のため、該コの字状凸部１５の一部に折り曲げ下げ部２０を形成している（図５（ｂ）、図６）。
【０００５】
また、半導体素子を保護する他の例として、フィラメントアンカーを支持するフレームとは別に、補助フレームを半導体素子を覆うように陽極基板に溶接固定した蛍光表示管がある。
【０００６】
【特許文献１】
実公平４−１４８４３号公報　（実用新案登録請求の範囲）
【特許文献２】
特開２００２−２３７２６９号公報　（特許請求の範囲）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記半導体素子保護用のコの字状凸部１５を備えた金属フレームは、機械的強度の向上のために設けた折り曲げ下げ部２０が、該フレーム下部にワイヤーにより設置した半導体素子８’と干渉する場合があるという問題がある。また、該金属フレームではフィラメントアンカー１６が陽極基板１９側に折り曲げられているので、該フィラメントアンカー１６と半導体素子８’とが接触する場合があり誤作動や故障の原因となるなどの問題がある。
一方、半導体素子との干渉を避けるため、上記折り曲げ下げ部２０を形成しない場合では、機械的強度に劣り、コの字状凸部１５の上面１７が撓み変形などを起こし、その内部に設置した半導体素子８’と接触するなどの問題がある。特に蛍光表示管が大型化するほど、フィラメントアンカーを設置する面積も大きくなり上記フレーム変形が起こりやすくなる。また、フィラメントアンカーを支持する該金属フレームが十分な機械的強度を有しないと、フィラメントテンションによりフィラメントアンカーを介して負荷がかかりフレーム変形を起こし、フィラメント同士の接触や共鳴などにより表示不良などを起こす問題がある。
【０００８】
また、上記従来のコの字状凸部では、折り曲げ下げ部の隙間など、その側面に開口部分を有し完全には半導体素子が保護されないという問題があり、ゲッタフラッシュ際などの内部蒸発物質の堆積等による故障が起こる可能性がある。
これに対し、上記補助フレームを設けた場合では、半導体素子をより確実に保護することができるが、この場合ではデッドスペースとなる補助フレーム分だけ表示部に対する表示管外形寸法が大きくなるという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、フィラメントアンカー基部を安定して支持できる機械的強度を有し、かつ、基板との間で半導体素子を内部蒸発物質などから保護できる蛍光表示管用金属フレームおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の蛍光表示管用金属フレームは、陽極基板上に設けられるフィラメントアンカーを支持する蛍光表示管用金属フレームであって、この金属フレームは、金属の一枚板を加工してなり、フィラメントアンカーを設置するアンカー設置平面部と、該平面部に形成された凸状絞込み部とを備えることを特徴とする。
また、陽極基板上に半導体素子が配置され、上記凸状絞込み部は、陽極基板上に配置される半導体素子を覆うことができる凸状部であることを特徴とする。
【００１１】
凸状絞込み部をアンカー設置平面部に形成することにより、該アンカー設置部の機械的強度に優れ、安定してフィラメントアンカーを支持することができる。また、半導体素子を陽極基板と凸状絞込み部との間に該凸状絞込み部で覆うように配置することにより、フィラメントアンカー、金属フレームとの接触、ゲッタやフィラメントなどから発生する内部蒸発物質の付着などから半導体素子を保護できる。また、金属フレーム下部に半導体素子を配置することにより、表示部のデッドスペースを少なくすることができ蛍光表示管外形寸法の小型化が図れる。
【００１２】
本発明の蛍光表示管用金属フレームの製造方法は、一枚板状金属フレームを所定条件でアニール処理する工程と、このアニール処理後の金属フレームに絞り成形加工により凸状絞り込み部を形成する工程とを備えてなることを特徴とする。
蛍光表示管用金属フレームはフィラメントアンカーを支持する強度を必要とするが、所定の条件下でのアニール処理と、絞り成形加工とを組み合わせることにより、絞り込み部成形と金属フレームとを維持できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の蛍光表示管用金属フレームを図１および図２により説明する。図１は本発明に係る蛍光表示管用金属フレームの平面図を、図２（ａ）は図１におけるＡ−Ａ断面図を、図２（ｂ）は図１におけるＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示す。
金属フレーム１は、フィラメントアンカーを設置するアンカー設置平面部２と、図中小矢印で示す４方向からの絞り込みにより形成された凸状絞込み部３とを備えている。
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、凸状絞込み部３は該フレームを設置する陽極基板（図示省略）との間で半導体素子を覆い保護できる形状となっている。また、凸状絞込み部３を金属フレーム幅に対してアンカー設置平面部幅を残して形成することにより、図５に示す従来のコの字状金属フレームと比較して、フレーム該箇所における、曲げ、捻れ、撓みなどに対する機械的強度に優れる。なお、凸部高さＨは少なくとも半導体素子を内部に配置できる高さであればよく、凸部幅Ｗは、機械的強度向上によりフィラメントアンカーを安定して支持するため、フィラメントアンカー固定用の切り込み部２ａを形成したアンカー設置平面部２の幅と略同一とすることが好ましい。
【００１４】
本発明の金属フレーム１の一実施例を図３および図４を参照して説明する。図３は、金属フレーム１を備えた蛍光表示管の組立方法の一例を示す分解斜視図であり、図４は、図３における金属フレームによる半導体保護部分の模式断面図である。
金属フレーム１は、金属棒７ｂおよび連結フレーム７ｃを介して、フィラメントホルダー７ｄを備えた金属フレーム７ａと連結され四角状枠体７を構成し、フィラメント５が、金属フレーム１のフィラメントアンカー４と、上記フィラメントホルダー７ｄとでその両端を溶接固定されている。また、金属フレーム１には、蛍光表示管の内部真空度を保つため、ゲッタ１０が溶接固定されている。
陽極基板６は、絶縁基板６ａ上に絶縁性ペーストを厚膜印刷して形成された絶縁層６ｂと、この絶縁層６ｂ表面に形成された配線層（図示省略）と、この配線層にリード端子やボンディングワイヤ等の外部端子により接続されている半導体素子８と、蛍光体ペーストを厚膜印刷して形成された陽極６ｃとから構成されている。また、蛍光体層を有する陽極６ｃと所定の距離で離間するようにメッシュ状グリッド９が対向配置されている。
陽極基板６の上方に、上記金属フレーム１が陽極基板６上の半導体素子８をその凸状絞り部３で覆うように四角状枠体７を電気溶接により固定する。該基板にカバーガラス１１を低融点封着ガラスを用いて溶融固着し、その後に排気管１２を通じて管内を真空排気して、エージング、検査などの所定の工程を経ることにより半導体素子８を内蔵した蛍光表示管が得られる。
【００１５】
図４に示すように、半導体素子８は、ボンディングワイヤ１３により陽極基板６上に固定され、金属フレーム１の凸状絞り部３と、陽極基板６とで覆われて保護される。陽極基板６に搭載できる半導体素子８は、蛍光表示管の駆動回路や制御回路を組み込むことができ、搭載後の気密封着工程に耐える耐熱性を有する半導体素子であれば使用できる。また、半導体素子のパッケージも耐熱性を考慮すれば使用でき、例えばＤＩＰパッケージ、フラットパッケージ、チップキャリアパッケージ、プラグインパッケージ等が挙げられる。
【００１６】
半導体素子８の主な故障の原因としては、ゲッタフラッシュおよびフィラメント導通時などに発生する導電性浮遊異物、例えば、フィラメントアンカーに用いられているステンレス成分、金属フレームに用いられている４２６合金成分、連結棒に用いられている鉄成分などがリード端子間に付着し、該リード端子間を導通すること、または、図５で示すような金属フレームの場合、フレーム本体やフィラメントアンカーが直接半導体素子に接触することなどが挙げられる。
本発明の金属フレームは、図４に示す状態で半導体素子８を保護し、これらの異物の付着や、直接他の部材の接触を防止できるため、上記例示した半導体素子の中で外部端子間隔が狭いパッケージでも微細異物の心配なく好適に用いることができる。
【００１７】
図４において、アンカー設置平面部２に固着するフィラメントアンカー４は、該平面部に固定されるフィラメントアンカー基部４ａと、その一辺に突出して形成される所定長さの腕体４ｂと、腕体の先端部に形成されるフィラメント固定部４ｃとから構成されフィラメント５に所定の張力を付与している。アンカー設置平面部２は、陽極基板６上に設置されるため、フィラメントアンカー固定用の切り込み部２ａにかかるフィラメントアンカーの腕体根元部分４ｄは陽極基板６反対側に折り曲げられている。また、フィラメントアンカー基部４ａをアンカー設置平面部２と陽極基板６との間で挟み込み固定することにより、フィラメントテンションによる該基部の剥離などを抑制できる。
なお、フィラメント固定部４ｃの高さは、フィラメント５が凸状絞込み部３と干渉することを避けるため、該絞込み部より高くする必要がある。
【００１８】
凸状絞込み部３が金属フレーム幅に対してアンカー設置平面部幅を残して形成されるため、上述のように従来のコの字状金属フレームよりも機械的強度に優れるとともに、金属フレームの陽極基板への溶接面積が増加するため金属フレームを強固に固定でき、フィラメントアンカーおよびそれに張設されるフィラメントを安定して保持できる。この結果、蛍光表示管の表示品質の向上が図れる。
【００１９】
次に本発明の金属フレームの製造方法を説明する。
金属フレームは一枚板状の金属板から形成される。金属板の材質としては、陽極基板等と熱膨張係数が近似した材質で形成することが好ましく、具体的には４２６合金薄板が挙げられる。４２６合金薄板にあっては、精度の優れたフレームが得られるエッチング方法が好ましく、またエッチング方法における製品歩留まりを上げるために、金属フレームは長方形などの方形が好ましい。
一枚板状の金属板をエッチング方法、または型打ち抜き方法などにより、金属フレームを形成する。
この金属フレームを絞り成形加工前にアニールする。アニール条件としては４２６合金の場合、ピーク温度　４８０　℃を　１０　分間維持できるように室温よりなだらかな昇温および降下速度でアニールすることが好ましい。このアニール条件とすることにより、半導体素子を覆うことができる凸部の絞り成形加工による硬化により、フィラメントアンカーを保持できる機械的強度を維持できる。
アニール処理を施した後、絞り成形加工により凸状絞り込み部３を形成する。絞り成形加工は周知の方法を採用できる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の蛍光表示管用金属フレームは、陽極基板上に設けられるフィラメントアンカーを支持する蛍光表示管用金属フレームであって、この金属フレームは、金属の一枚板を加工してなり、フィラメントアンカーを設置するアンカー設置平面部と、該平面部に形成された凸状絞込み部とを備えるので、アンカー設置部の機械的強度に優れ、安定してフィラメントアンカーを支持することができ表示品質に優れる。
【００２１】
また、陽極基板上に半導体素子が配置され、上記凸状絞込み部は、陽極基板上に配置される半導体素子を覆うことができる凸状部であるので、フィラメントアンカー、金属フレームとの接触、ゲッタやフィラメントなどから発生する内部蒸発物質の付着などから該半導体素子を保護できる。また、金属フレーム下部に半導体素子を配置することにより、表示部のデッドスペースを少なくすることができ蛍光表示管外形寸法の小型化が図れる。
【００２２】
本発明の蛍光表示管用金属フレームの製造方法は、一枚板状金属フレームを所定条件でアニール処理した後に絞り成形加工により凸状絞り込み部を形成するので、金属フレームの機械的強度を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蛍光表示管用金属フレームの平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ拡大断面図およびＢ−Ｂ拡大断面図である。
【図３】蛍光表示管の組立方法の一例を示す分解斜視図である。
【図４】金属フレームによる半導体素子保護部分の模式断面図である。
【図５】従来の蛍光表示管用金属フレームの平面図および断面図である。
【図６】従来の金属フレームによる半導体素子保護部分の模式断面図である。
【符号の説明】
１　　金属フレーム
２　　アンカー設置平面部
３　　凸状絞込み部
４　　フィラメントアンカー
５　　フィラメント
６　　陽極基板
７　　四角状枠体
８　　半導体素子
９　　グリッド
１０　ゲッタ
１１　カバーガラス
１２　排気管
１３　ボンディングワイヤ
【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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