(57)【要約】ガラス管の外壁表面に保護膜を形成することによりガラス管の外壁表面に傷が発生しにくい発光放電管、発光放電管の製造方法及び保護膜形成装置を提供する。発光放電管は、複数の外部電極により発光放電領域を規定しうる発光放電管であって、発光放電管（ガラス管）の外壁表面は保護膜（金属膜、導電性金属酸化膜、絶縁性金属酸化膜又は有機物膜）で被覆されているものとする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の外部電極により発光放電領域を規定しうる発光放電管であって、発光放電管の外壁表面は保護膜で被覆されていることを特徴とする発光放電管。
【請求項２】
前記保護膜は、金属膜、導電性金属酸化膜、絶縁性金属酸化膜又は有機物膜であることを特徴とする請求項１記載の発光放電管。
【請求項３】
前記金属膜又は導電性金属酸化膜はパターニングされて前記外部電極とされていることを特徴とする請求項２記載の発光放電管。
【請求項４】
少なくとも２つの外部電極により発光放電領域を規定しうる発光放電管の製造方法であって、
管状母材を引き伸ばして発光放電管用管体を形成する工程と、
該発光放電管用管体の表面に保護膜を被覆する工程と、
発光放電管用管体に放電用ガスを封入する工程とを備えることを特徴とする発光放電管の製造方法。
【請求項５】
前記保護膜は金属膜、導電性金属酸化膜、絶縁性金属酸化膜又は有機物膜であることを特徴とする請求項４記載の発光放電管の製造方法。
【請求項６】
前記保護膜を被覆する工程は前記発光放電管用管体を形成する工程に連続していることを特徴とする請求項４記載の発光放電管の製造方法。
【請求項７】
前記導電性金属酸化膜又は絶縁性金属酸化膜は、焼成することにより導電性金属酸化膜又は絶縁性金属酸化膜となる有機金属化合物溶液を用いて形成されることを特徴とする請求項５記載の発光放電管の製造方法。
【請求項８】
前記金属膜又は導電性金属酸化膜をパターニングして、前記外部電極を形成する工程を備えることを特徴とする請求項５記載の発光放電管の製造方法。
【請求項９】
管状母材を引き伸ばして形成した発光放電管用管体の表面に保護膜を形成する保護膜形成装置であって、
前記発光放電管用管体が通過可能であり、前記保護膜の材料である液体を保持することが可能である貫通部を有する枠体を備えることを特徴とする保護膜形成装置。
【請求項１０】
前記枠体には外部から前記液体を供給する供給路が設けられていることを特徴とする請求項９記載の保護膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、発光放電管、該発光放電管の製造方法及び該発光放電管の表面に保護膜を形成する保護膜形成装置に関する。
【背景技術】  外部電極からの電圧の印加によりガス放電を発生させ、内部に備える蛍光体により発光する発光放電管が表示装置用として提案されている（例えば、日本特開２００３−８６１４１号公報参照）。このような発光放電管は、例えば長さが３００ｍｍ以上、外径が２ｍｍ以下、肉厚が０．１ｍｍ以下のガラス管を用いる。発光放電管の長さが外径に比較して極端に長く、肉厚も薄いことから、製造工程でガラス管が割れやすく、また完成した発光放電管も割れやすいという問題がある。
従来の発光放電管が割れやすい原因を調査したところ、製造工程でガラス管の表面に傷が付き、その傷部位に力が加わることによることが分かってきた。ガラス管の表面への傷は、ガラス管が極めて細長く、肉厚が薄いことから発光放電管の製造工程で簡単に発生する。したがって、細心の注意を払って発光放電管を製造しても、無傷の表面とすることは極めて困難である。
【発明の開示】
本発明は斯かる事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ガラス管の外壁表面に保護膜を形成することによりガラス管の外壁表面に傷が発生しにくい発光放電管及びこのような発光放電管の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、発光放電管の表面に保護膜を形成するための保護膜形成装置を提供することである。
本発明に係る発光放電管は、複数の外部電極により発光放電領域を規定しうる発光放電管であって、発光放電管の外壁表面は保護膜で被覆されていることを特徴とする。また、本発明に係る発光放電管の製造方法は、少なくとも２つの外部電極により発光放電領域を規定しうる発光放電管の製造方法であって、管状母材を引き伸ばして発光放電管用管体を形成する工程と、該発光放電管用管体の表面に保護膜を被覆する工程と、発光放電管用管体に放電用ガスを封入する工程とを備えることを特徴とする。
本発明に係る発光放電管及び発光放電管の製造方法にあっては、発光放電管の外壁表面を保護膜で被覆することにより外壁表面での傷の発生を防止し、発光放電管の割れを防止する。
本発明に係る発光放電管及び発光放電管の製造方法では、前記保護膜は、金属膜、導電性金属酸化膜、絶縁性金属酸化膜又は有機物膜であることを特徴とする。
本発明に係る発光放電管及び発光放電管の製造方法にあっては、保護膜を金属膜、導電性金属酸化膜、絶縁性金属酸化膜又は有機物膜により構成するので、制御性及び膜質の良い保護膜を形成する。
本発明に係る発光放電管及び発光放電管の製造方法では、前記金属膜又は導電性金属酸化膜はパターニングされて前記外部電極とされることを特徴とする。
本発明にあっては、金属膜又は導電性金属酸化膜を外部電極とすることとしたので、外部電極の形成が簡単になり、さらに製造コストを低減できる。
本発明に係る発光放電管の製造方法では、前記保護膜を被覆する工程は前記発光放電管用管体を形成する工程に連続していることを特徴とする。
本発明にあっては、発光放電管用管体を形成する工程に連続して保護膜を被覆形成する工程を設けたので、保護膜の保護作用を十分発揮する。
本発明に係る発光放電管の製造方法では、前記導電性金属酸化膜又は絶縁性金属酸化膜は、焼成することにより導電性金属酸化膜又は絶縁性金属酸化膜となる有機金属化合物溶液を用いて形成されることを特徴とする。
本発明にあっては、焼成することにより金属酸化膜となる有機金属化合物溶液を用いるので、保護膜の形成を精密に制御することができ、また膜質の良い保護膜を形成する。
本発明に係る保護膜形成装置は、管状母材を引き伸ばして形成した発光放電管用管体の表面に保護膜を形成する保護膜形成装置であって、前記発光放電管用管体が通過可能であり、前記保護膜の材料である液体を保持することが可能である貫通部を有する枠体を備えることを特徴とする。また、本発明に係る保護膜形成装置では、前記枠体には外部から前記液体を供給する供給路が設けられていることを特徴とする。
本発明にあっては、保護膜の材料である液体を保持することが可能である貫通部を発光放電管用管体が通過ことにより保護膜を塗布して形成をするので、保護膜の形成を精密に制御できる簡易な構造の保護膜形成装置となる。
本発明によれば、ガラス管の外壁表面に保護膜を形成することから、ガラス管の外壁表面に傷が発生することを防止でき、製造歩留まりの高い、放電特性の優れた信頼性の高い発光放電管及びそのような発光放電管の製造方法を提供できる。特にガラス管の肉厚の薄い細長いガラス管を用いた発光放電管においては大きな効果を奏する。
また、発光放電管の保護膜を精密に制御して形成できる簡易な構造の保護膜形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】  第１図は本発明の第１実施の形態に係る発光放電管の概略断面図である。
第２図は第１図の発光放電管を上部平面側から見た概略平面図である。
第３図は第１図の発光放電管を複数本並列配置した発光放電管アレイの概略斜視図である。
第４図は本発明の第２実施の形態に係る発光放電管製造方法の概略工程流れ図である。
第５図は本発明の第３実施の形態に係る発光放電管製造方法の概略工程流れ図である。
第６図は本発明の第４実施の形態に係る発光放電管製造方法の概略工程流れ図である。
第７図は本発明の第１実施例に係るガラス管の保護膜構成説明図である。
第８図は本発明の第２実施例に係るガラス管の保護膜構成説明図である。
第９図は本発明の第５実施の形態に係る保護膜形成装置の概略斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。
（第１実施の形態）
第１図は本発明の第１実施の形態に係る発光放電管の概略断面図である。第２図は第１図の発光放電管を上部平面側から見た概略平面図である。第１図は第２図の矢符ＡＡ方向での断面図である。
発光放電管１０はガラス管（発光放電管用管体）１の外壁表面の前面側に放電電極２、背面側にアドレス電極３を備える。ガラス管１は、例えば、長さが３００ｍｍ以上、管外径が２ｍｍ以下、管肉厚が０．１ｍｍ以下の形状を有し、ホウケイ酸ガラスなどで形成される。ガラス管１の断面は図示したような円状に限らず、扁平な楕円状であっても良い。ガラス管１の内部には、例えばキセノン（Ｘｅ）、ネオン（Ｎｅ）などの放電ガスが適宜の圧力で封入される。
放電電極２及びアドレス電極３はガラス管１の外壁表面に形成されて外部電極を構成する。放電電極２及びアドレス電極３へ印加する電圧により発光放電管１０の発光放電を制御する。外部電極に適宜の放電電圧を印加することにより、ガラス管１内部に封入された放電ガスに放電電圧を印加することができ、外部電極の位置により規定される所定領域（放電領域）で放電（発光）を生じる。放電電極２はガラス管１の管軸方向に相互に分離して矩形状に複数形成される。アドレス電極３はガラス管１の管軸方向に直線状に形成される。
図示するガラス管１の場合には１対の放電電極２、２間（放電領域）で発光放電（面放電）を生じる構成としている。ガラス管１の管軸方向に多数の放電電極対（２、２）を形成して、多数の放電領域を形成することにより、１本のガラス管１の管内に多数の発光点を有する発光放電管１０を構成する。
図示する放電電極２、２と図示しない隣接する放電電極（２）との間隔は大きくしてあり、放電領域相互間では発光放電が生じないようにして、発光放電を生じる領域（放電領域）を画定し、放電制御をしている。外部電極としては図示するような３電極方式に限らず、１つの放電電極２とアドレス電極３との間で対向放電を発生させるような電極構成（２電極方式）としても良い。
ガラス管１の外壁表面には保護膜４が形成され、内壁表面には電子放出膜５が形成される。また、ガラス管１の内部には放電を所定の色の発光に変換するための蛍光体７、及び蛍光体７を支持する支持体６が形成される。なお、ガラス管１、保護膜４、電子放出膜５、支持体６、蛍光体７については、理解のし易さを考慮して、断面を表すための斜線は省略している。
保護膜４はガラス管１の外壁表面を保護するために形成された膜であり、例えば金属膜、金属酸化膜、有機物膜で形成される。なお、保護膜が導電性を有する場合には外部電極（放電電極２、アドレス電極３）とは分離して形成する。保護膜が導電性を有しない場合には保護膜の上に重畳（積層）して外部電極を形成しても良いし、図示するように保護膜を除外した部分に外部電極を形成しても良い。ガラス管１は外壁表面を保護膜４で保護されることから、外壁表面に傷を生じにくく、割れにくい発光放電管１０を提供する。また、製造工程において、傷を生じにくく歩留まりの高い発光放電管１０となる。
電子放出膜５は、ある値以上のエネルギを有する放電ガスとの衝突により荷電粒子をガラス管１の空間に放出し、放電特性を向上（改善）するための膜であるが、必ずしも必要ではない。
支持体６は蛍光体７を保持するための部材であり、通常はガラス管１と同様の材料で、ガラス管１に連接する形状に形成され、その上部（ガラス管１の空間側）に蛍光体７を積層保持する。蛍光体７は、外部電極間に印加された電圧により励起された放電ガス（励起希ガス原子）が脱励起する過程で発生する真空紫外光を可視光に変換してガラス管１を発光放電管１０として作用させる。支持体６及び蛍光体７は、放電ガスの種類、発光放電管１０の構成によっては必ずしも必要ではない。
第３図は第１図の発光放電管を複数本並列配置した発光放電管アレイの概略斜視図である。発光放電管１０を複数本並列に配置し発光放電管アレイ２０としたものであり、平面型表示装置又は液晶表示装置などに適用できるバックライトとすることができる。放電電極（２）が形成された前面側に、各発光放電管１０の放電電極（２）を相互に接続し、放電のための電圧を外部から放電電極（２）へ印加できるようにする放電電極用リード２Ｌを設けている。アドレス電極（３）が形成された背面側についても放電のための電圧を外部からアドレス電極（３）へ印加できるようにするアドレス電極用リード３Ｌを設けている。なお、放電電極用リード２Ｌ、アドレス電極用リード３Ｌはそれぞれ樹脂フィルム（不図示）に導電体を印刷して一体型に形成することにより、より簡易な構造で、利用しやすい発光放電管アレイとすることができる。
（第２実施の形態）
第４図は本発明の第２実施の形態に係る発光放電管製造方法の概略工程流れ図である。まず、管状母材が成形される。この管状母材を引き伸ばして（リドローして）発光放電管用管体（ガラス管１）を形成する。形成直後のガラス管１の表面（外壁）には傷は存在しない。したがって、ガラス管１を形成した直後（つまり、他の工程に進む前）に連続してガラス管１の外壁表面に保護膜４を被覆形成する。形成直後のガラス管１の外壁表面に保護膜４を連続して被覆形成するので、ガラス管１の外壁表面を以降の工程での外力から保護することになり、確実な表面保護ができる。
本実施の形態では保護膜４として有機酸金属溶液（有機金属化合物溶液）を塗布した。この有機酸金属溶液は焼成により絶縁性金属酸化膜となる材料を用いる。塗布方法としては塗布液の中を通過させる方法、ロールコータなどの塗布装置を用いる方法などがあるが、所定の膜厚の保護膜４をガラス管１０の表面に均一に形成できれば良く、塗布方法は特に限定されない。
次に、保護膜４を乾燥し、さらに焼成を行う。乾燥条件、焼成条件は用いる有機酸金属溶液の種類、溶液状態により適宜設定する。保護膜４は焼成することにより金属酸化膜となるので、緻密で安定した膜質の良い金属酸化膜を形成することができる。その後、焼成により金属酸化膜を形成したガラス管１の内壁表面に電子放出膜５を形成する。
他方、支持体６を形成するために支持体用母材を形成する。この支持体用母材を引き伸ばして（リドローして）支持体６を形成する。支持体６の上部（ガラス管１の空間側）に蛍光体７の材料を塗布して焼成することにより、支持体６が蛍光体７を積層保持する構成とする。
その後、ガラス管１と支持体６とを組み立てる。支持体６の形状とガラス管１の形状とはあらかじめ整合するように調整しておくことにより、より放電特性の優れた発光放電管１０とすることができる。ガラス管１と蛍光体７が形成された支持体６とを組み立てた後、排気及び放電ガス入れを行い、封止する。封止後に外部電極を適宜形成することにより発光放電管１０が得られる。
本実施の形態では保護膜４は絶縁性金属酸化膜であることから、保護膜４の表面に外部電極を形成しても良いし、適宜保護膜４をパターニングしてから外部電極を形成しても良い。絶縁性金属酸化膜で外壁表面を被覆することから、ガラス管１の外壁表面には傷が生じにくく、したがって、ガラス管１は割れにくくなる。つまり、発光放電管１０の製造歩留まりを向上することができる。また、製造工程でのハンドリングの影響を低減でき、ハンドリングが容易になり、ハンドリングの自由度を増大することができる。
（第３実施の形態）
第５図は本発明の第３実施の形態に係る発光放電管製造方法の概略工程流れ図である。基本的には実施の形態２と同様の工程を経て発光放電管１０が形成されるので、詳細な説明は省略する。本実施の形態では、保護膜４として有機酸金属溶液（有機金属化合物溶液）を塗布した。この有機酸金属溶液は焼成により導電性金属酸化膜となる材料を用いる。保護膜４は焼成することにより金属酸化膜となるので、緻密で安定した膜質の良い金属酸化膜を形成することができる。
その後、焼成により金属酸化膜を形成したガラス管１の内壁表面に電子放出膜５を形成する。保護膜４の塗布方法としては塗布液の中を通過させる方法、ロールコータなどの塗布装置を用いる方法などがあるが、所定の膜厚の保護膜４をガラス管１０の表面に均一に形成できれば良く、塗布方法は特に限定されない。
保護膜４は導電性であることから、封止後形成される外部電極とすることができる。つまり、外部電極に対応する部分のみを残してエッチングし、導電性金属酸化膜をそのまま用いて外部電極を形成しても良い。この方法によれば、外部電極を形成する工程を簡略化でき、製造コストをさらに低減できる。また、外部電極に対応する領域とその他の領域とを分離するための適宜の間隔を設けるようにパターニングし、外部電極とする部分と、その他の領域を被覆する部分とに分離したパターンにしても良い。さらに、導電性金属酸化膜のすべてを除去して、別途外部電極を形成しても良い。
導電性金属酸化膜で外壁表面を被覆することから、ガラス管１の外壁表面には傷が生じにくく、したがって、ガラス管１は割れにくくなる。つまり、発光放電管１０の製造歩留まりを向上することができる。
また、本実施の形態の変形例として、導電性金属酸化膜の替わりに金属膜を形成しても良い。保護膜４が金属膜の場合でも、導電性金属酸化膜と同様な構成と効果が得られることはいうまでもない。
（第４実施の形態）
第６図は本発明の第４実施の形態に係る発光放電管製造方法の概略工程流れ図である。基本的には実施の形態２と同様の工程を経て発光放電管１０が形成されるので、詳細な説明は省略する。本実施の形態では保護膜４として有機塗布膜を形成した。この有機塗布膜は乾燥により有機物膜となる。保護膜４は有機物膜であることから、乾燥するのみでよく焼成は不要である。
本実施の形態では封止後、有機塗布膜を剥離して外部電極を形成する。有機物膜は絶縁性を有することから、有機物膜の物性によっては剥離をしないで、その上に外部電極を積層して形成することも可能である。また、パターニングして外部電極以外の部分に残すようにしても良い。
（第１実施例）
第７図は本発明の第１実施例に係るガラス管の保護膜構成説明図である。ガラス管１の概略斜視図と概略断面図を示す。ガラス管１の表面に金属酸化膜４ａが形成されている状態を示す。管状母材を引き伸ばした直後のガラス管１を、カプロン酸チタニウム３０部、エタノール６０部、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート１０部からなる有機酸金属溶液を塗布し、乾燥、焼成を行って、ガラス管１の表面に酸化チタン膜を約３００ｎｍ程度形成した。ガラス管１の寸法は長さが１ｍ、管外径が１ｍｍ、肉厚が０．０５ｍｍであるが、酸化チタン膜を被覆することにより極めて折れにくくなった。なお、エタノールの混合比率を変更することにより塗布時の有機酸金属溶液の粘性を変更でき、金属酸化膜４ａの厚さを適宜調整できる。
（第２実施例）
第８図は本発明の第２実施例に係るガラス管の保護膜構成説明図である。ガラス管１の概略斜視図と概略断面図を示す。図の左側（Ａ）にガラス管１の表面に導電性金属酸化膜４ｂが形成されている状態を示し、図の右側（Ｂ）に導電性金属酸化膜４ｂをホトリソグラフ技術によりパターニングして得られた外部電極としての導電性金属酸化膜４ｃ、４ｄが形成された状態を示す。導電性金属酸化膜４ｃは放電電極（２）に対応し、導電性金属酸化膜４ｄはアドレス電極（３）に対応する。
管状母材を引き伸ばした直後のガラス管１を、カプロン酸錫３０部、１−プロパノール６０部、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート１０部からなる有機酸金属溶液を塗布し、乾燥、焼成を行って、ガラス管１の表面に酸化錫膜を約３００ｎｍ程度形成した。ガラス管１の寸法は長さが１ｍ、管外径が１ｍｍ、肉厚が０．０８ｍｍであるが、酸化チタン膜を被覆することにより極めて折れにくくなった。なお、エタノールの混合比率を変更することにより塗布時の有機酸金属溶液の粘性を変更でき、金属酸化膜４ｂの厚さを適宜調整できる。
封止終了後、金属酸化膜４ｂの表面にポジタイプのフォトレジストを塗布し、外部電極パターンを模したフォトマスクを通して紫外線（ＵＶ）照射を行った。フォトレジストを現像した後、酸化錫膜をエッチングしてガラス管１の表面に酸化錫による外部電極（導電性金属酸化膜４ｃ、導電性金属酸化膜４ｄ）を形成する。
（第５実施の形態）
第９図は本発明の第５実施の形態に係る保護膜形成装置の概略斜視図である。保護膜形成装置はガラス管（発光放電管用管体）１が通過可能な枠体３０を備える。枠体３０は、保護膜（４）を塗布形成するための材料である液体（例えば有機酸金属溶液）４Ｌをその液体が有する表面張力で保持し、液だまりを形成することができる程度の大きさ、形状に形成された貫通部３１を有する。貫通部３１をガラス管１が進行方向Ｂで移動することにより、ガラス管１の外壁表面には保護膜（４）が塗布形成される。形成される保護膜（４）の厚さが薄いことから、塗布された液体は貫通部３１を通過した直後すぐに乾燥し、安定した膜厚を有する保護膜（４）を形成することができる。
ガラス管１の管外径１〜２ｍｍに対して円状に形成された貫通部３１の直径は３ｍｍ程度とした。また、ガラス管１の進行方向Ｂでの長さ（枠体３０の厚さ）は約５ｍｍ程度とした。貫通部３１の形状（直径、長さなど）は、ガラス管１の形状、液体４Ｌの表面張力（粘性度）に応じて適宜設定すれば良い。表面張力を用いることから、極めて制御が簡単で、正確で均一な膜厚の保護膜（４）を形成することができる。
枠体３０の側面には液だまり（貫通部３１）へ液体４Ｌを供給するための供給路（供給管）３２が設けられ、供給方向Ｃの方向で液体４Ｌが補給され貫通部３１での保護膜（４）の塗布形成が連続的に安定して行え、保護膜（４）の形成を精密に制御できる簡易な構造の保護膜形成装置を得る。
【産業上の利用可能性】  ガラス管の外壁表面に保護膜を形成することによりガラス管の外壁表面に傷が発生しにくく、割れにくい発光放電管を提供できるので、歩留まりを向上でき、製造コストを大きく低減できる。また、このような優れた発光放電管を製造するための製造方法を提供する。さらに、発光放電管の外壁表面に保護膜を形成するための保護膜形成装置を提供できる。
【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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【図９】
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【国際調査報告】
2005036586.tif 000012
2005036586.tif 000013
2005036586.tif 000014
2005036586.tif 000015