(57)【要約】【課題】小型化・薄型化の改善のみならず、耐振動性を向上させることができる真空蛍光管を提供することである。【解決手段】セラミック製の略直方体に形成される箱状の容器２と、この容器２内スペースの底部に設けられる帯状のカソード電極３と、前記容器２の上部で容器を封止するように設けられ内側に電気導体膜１８とその内側に蛍光体６を備えた板状ガラス７から構成されるアノード電極と、前記底部と上部の略中間部に設けられるグリッド電極５と、このグリッド電極５を保持するために形成される棚４とを有するものである。【選択図】図１
2007335269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック製の略直方体に形成される箱状の容器と、この容器内スペースの底部に設けられる帯状のカソード電極と、前記容器の上部で容器を封止するように設けられ内側に電気導体膜とその内側に蛍光体を備えた板状ガラスから構成されるアノード電極と、前記底部と上部の略中間部に設けられるグリッド電極と、このグリッド電極を保持するために形成される棚とを有することを特徴とする真空蛍光管。
【請求項２】
前記カソード電極、アノード電極及びグリッド電極は、前記容器の外部にそれぞれ外部電極を備え、これらの外部電極と前記容器内部に設けられた内層配線を介して接続されることを特徴とする請求項１記載の真空蛍光管。
【請求項３】
前記容器内スペースにゲッターを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の真空蛍光管。
【請求項４】
前記ゲッターは電気導体で形成されるゲッター固定パッドに載置され、前記アノード電極の内層配線は前記アノード電極の外部電極と前記ゲッター固定パッドを接続し、前記ゲッター固定パッドと前記アノード電極は、前記容器内スペースにおいて電気導体片で接続されることを特徴とする請求項３記載の真空蛍光管。
【請求項５】
前記アノード電極の外部電極と内層配線に代えて、前記アノード電極を構成する板状ガラスと電気導体膜を前記容器の側端面からさらに延設し、前記容器外に形成される前記電気導体膜を外部電極とすることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の真空蛍光管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カソード電極から放出された電子をアノード電極上の蛍光体層に衝突させて発光させる電子衝突式の真空蛍光管に係り、特に、耐振動性に優れる真空蛍光管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来液晶表示装置のバックライト等に用いられる真空蛍光管は、例えば、特許文献１に開示されるような「平面型の発光装置」のように、２枚のガラスの基板間に空隙層を形成し、光照射側基板の内面上にアノードとなる透明電極と蛍光体被膜を形成する一方、背面側基板の内面上にカソードとなるフィラメントをライン方向に並べて配線するように構成されていた。
このようにフィラメントをカソードとして採用するものは、これを真空空間内に直線状に張り渡し、その両端に電圧を印加して熱電子を放出して蛍光体被膜に衝突させることで発光させている。
【０００３】
また、特許文献２においては、本願出願人から出願された「液晶表示装置のバックライト及びそのための真空蛍光管」が開示されている。
本発明も特許文献１に開示される発明と同様に、バックライトとして用いられるものであるが、本発明においては、真空蛍光管を透明な円筒状に形成して、その中央部分に陰極フィラメントを配している。
これは、例えば携帯電話などの小型の液晶表示装置に用いられるバックライトの場合には小型化が求められ、特許文献１に開示されるような発明の場合には、真空蛍光管が平面上であるため真空状態を維持するための２枚のガラス基板を厚くする必要があり、あるいは平面であるが故にその平面全体に均一に発光させる困難性があるためでもあった。
特許文献２に開示される発明においては、外径を３ｍｍ以下に抑制することが可能であるため、バックライトの小型化及び薄型化に貢献するところが大きいという効果があった。さらに、コストが安価で製造作業も比較的容易であるという優れた効果を発揮しうるものであった。
【０００４】
さらに、特許文献３に開示される発明として、これも本願出願人から出願されたものであるが、名称を「真空蛍光管及びその製造方法」とするものがある。
この特許文献３に開示される発明では、半円筒状のハーフパイプと平板状のベースプレートを接合して真空蛍光管としている。特許文献２における真空蛍光管の内面に陽極として形成されるインジウム・錫酸化膜（以下、ＩＴＯ膜という。）は、円筒状の内面に塗布することが難しく、製造コストが係ると同時に歩留まりが悪いという課題があった。
そこで、容易にＩＴＯ膜を形成可能なハーフパイプを採用したものである。このようにハーフパイプとベースプレートを接合することで構成される特許文献３に開示される発明では、製造コストと歩留まりが改善され、また、半円筒状であることから特許文献２の円筒状よりもさらに薄型化が可能となるという効果が得られた。
【特許文献１】特開２０００−２０００５０号公報
【特許文献２】特開２００５−４４６４０号公報
【特許文献３】特開２００６−１２０４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このように改良された特許文献３に開示される真空蛍光管においても、携帯電話など常時使用者によって持ち運びされるモバイルツールに用いる場合には、小型化、薄型化が必要であると同時に、耐振動性の課題があった。特許文献１乃至３に開示される発明はいずれも陰極として熱電子を発生するフィラメントを搭載するものであり、このフィラメントワイヤーは、長尺の場合、使用中にアノードと接触する可能性があり、破損や不具合を生じる可能性があった。もちろん、フィラメントワイヤーを張架するためにその両端部に具備されるテンション発生部で振動を吸収することもある程度可能であるが、このフィラメントワイヤーの長尺化に伴って、そのテンション力を発生させるメカニズムが大きくなり、小型化が達成できないという課題があった。
本願発明者が調査したところによれば、長さが５０ｍｍ程度では必要なテンションは６グラム重、このときのテンション力を発生させるメカニズムであるテンショナーは、２ｍｍ程度の金属部品で製作が可能であった。しかし、フィラメントの長さが１００ｍｍとなるとテンションは１２グラム重以上必要で、この場合のテンショナーの大きさは、５ｍｍを超えてしまい、極小空間に実装されるケースが多い、例えば携帯電話のバックライトの用途には、このように発光に寄与しないデッドスペースの増大は甚だ不都合であるという課題があった。
【０００６】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、小型化・薄型化の改善のみならず、耐振動性を向上させることができる真空蛍光管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】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明である真空蛍光管は、セラミック製の略直方体に形成される箱状の容器と、この容器内スペースの底部に設けられる帯状のカソード電極と、前記容器の上部で容器を封止するように設けられ内側に電気導体膜とその内側に蛍光体を備えた板状ガラスから構成されるアノード電極と、前記底部と上部の略中間部に設けられるグリッド電極と、このグリッド電極を保持するために形成される棚とを有するものである。
上記構成の真空蛍光管では、真空蛍光管の中央部に設けられる陰極フィラメントに変えて帯状のカソード電極を容器内スペースの底部に設けるため、使用時に振動を生じてもフィラメントワイヤーがアノード電極などに接触することがなく、また、張架するためのテンショナーを設ける必要もない。グリッドに印加する電圧によって与えられた電界によってカソードから放出された電子は、ほとんどがグリッドを通り抜けてアノードに到達する。また、グリッド電極を保持する棚は、グリッド電極を強固に保持しグリッド電極の対振動性を高めるように作用する。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明である真空蛍光管は、請求項１に記載の発明において、前記カソード電極、アノード電極及びグリッド電極は、前記容器の外部にそれぞれ外部電極を備え、これらの外部電極と前記容器内部に設けられた内層配線を介して接続されるものである。
上記構成の真空蛍光管では、内層配線が各電極と外部電極とを接続するように作用する。また、容器内部に設けることで、外部配線をなくしてより小型のパッケージ化が可能なように作用する。
【０００９】
さらに、請求項３に記載の発明である真空蛍光管は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記容器内スペースにゲッターを備えるものである。
上記構成の真空蛍光管では、真空蛍光管を製造する際に、ゲッターが活性化して容器内スペースのガスを吸着除去する作用を有する。
【００１０】
請求項４に記載の発明である真空蛍光管は、請求項３に記載の発明において、前記ゲッターは電気導体で形成されるゲッター固定パッドに載置され、前記アノード電極の内層配線は前記アノード電極の外部電極と前記ゲッター固定パッドを接続し、前記ゲッター固定パッドと前記アノード電極は、前記容器内スペースにおいて電気導体片で接続されるものである。
上記構成の真空蛍光管においては、ゲッターを載置するゲッター固定パッドと電気導体片がアノード電極接触パッドとして作用する。内側に電気導体膜とその内側に蛍光体を備えた板状ガラスから構成されるアノード電極は容器の上部に設けられており、ここまで内層配線をアノード電極の外部電極から配線することは難しいため、容器内スペースに設けられるゲッター固定パッドを利用して、内層配線を途中のゲッター固定パッドまで用い、その後は電気導体片を容器内スペースに立てるようにしてゲッター固定パッドとアノード電極まで接続するように作用させるものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明である真空蛍光管は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記アノード電極の外部電極と内層配線に代えて、前記アノード電極を構成する板状ガラスと電気導体膜を前記容器の側端面からさらに延設し、前記容器外に形成される前記電気導体膜を外部電極とするものである。
このように構成される真空蛍光管においては、アノード電極を外部に延設してそれを外部電極として作用させるものである。内層配線を設ける必要はない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１記載の真空蛍光管では、陰極フィラメントをテンショナーで張架する必要はなく、よって耐振動性に優れる真空蛍光管を提供することが可能である。また、グリッド電極の保持棚を設けることでグリッド電極の耐振動性をも高めて全体的に小型化・薄型化を十分に達成しつつ、加えて耐振動性を発揮することが可能である。
さらに、保持棚を設けることでカソード電極との距離を安定して一定に維持することが可能である。
【００１３】
また、本発明の請求項２に記載の真空蛍光管では、請求項１に記載の発明の効果に加えて、内層配線が各電極と外部電極とを接続し、外部の配線をなくしてパッケージ化することで、大量生産を容易にし、かつ製造工程を簡素化及び高効率化すると共に、真空蛍光管自体を省スペース化可能である。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の真空蛍光管においては、請求項１又は請求項２に記載の効果に加えて、真空蛍光管を製造する際に、容器内スペースの真空度をより高くして、発光効率がよく耐久性にも優れる真空蛍光管を提供することが可能である。
【００１５】
本発明の請求項４に記載の真空蛍光管では、アノード電極と外部電極を接続する内層配線の一部を排除して、ゲッター固定パッドをアノード電極接触パッドとして兼用することで、電気導体片を介してアノード電極と容器内スペースで接続して、内層配線の複雑さを解消することができる。また、容器内スペースの有効活用と真空蛍光管の構造の簡素化を促進することができる。
【００１６】
本発明の請求項５に記載の真空蛍光管においては、アノード電極を外部に延設してそれを外部電極とするため、アノード電極に対しては、内層配線や電気導体片を容器内スペースに設ける必要がなく請求項４に記載される真空蛍光管よりも更に真空蛍光管の構造を簡素化可能なものである。但し、外部電極がアノード電極の延長上に存在するため、一般的にカソード電極とグリッド電極の位置からは離れることが考えられ、外部電極に接続される電源などとの配線が複雑化する可能性がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の最良の実施の形態に係る真空蛍光管を図１及び図２を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る真空蛍光管の概念図である。また、図２（ａ）は本実施の形態に係る真空蛍光管の断面図であり、（ｂ）はグリッドの変形例を示す断面図であり、（ｃ）はアノードガラスの変形例を示す断面図である。
図１において、真空蛍光管１は、略直方体の箱状に形成されその内側は長手方向に垂直な断面で凹状に形成される容器としてのベースプレート２と、このベースプレート２を蓋のように覆う透明なアノードガラス７を備え、ベースプレート２の内スペースに形成された溝部９の底面には、図示されないカソード固定パッドを介してカソード電極としてカーボンナノチューブ３が設けられている。また、このカーボンナノチューブ３が配されるベースプレート２の溝部９の上方にはグリッド保持棚４が形成されており、このグリッド保持棚４には、図示されないグリッド固定パッドを介してグリッド電極としてグリッド５がカーボンナノチューブ３を覆うように形成されている。
一方、アノード電極として、アノードガラス７の下面には図示されないがＩＴＯ膜が形成されており、その下面、すなわちベースプレート２の内スペース側には、蛍光体６が塗布されて膜を形成している。
また、ベースプレート２の内端部にゲッター８が配置されている。このゲッター８は、ベースプレート２の上部をアノードガラス７によって封止した後に、真空蛍光管１の外部から赤外線ビームなどを照射して、これを活性化し、真空蛍光管１の真空度を低下させる種々のガスを吸着して真空度を向上させる目的で配置するものである。このゲッター８は、例えば、Ｚｒを主成分としてＡｌなどを含有した燒結体を採用することができる。
【００１８】
次に、図２を参照しながら本実施の形態に係る真空蛍光管１について詳細に説明を加える。図２（ａ）において、図１を参照しながら説明したとおり、真空蛍光管１のベースプレート２内スペースの溝底部には、電気導体からなるカソード固定パッド１１が形成されており、このカソード固定パッド１１に接触するようにカーボンナノチューブ３が塗布されている。カーボンナノチューブ３の塗布は、電着法、ディスペンサー塗布、あるいはインクジェット方式などの手法を用いて塗布するとよい。電気導体はこの場合は銀ベースの厚膜印刷が好ましく、この上に例えばニッケルメッキを施して用いるのが良い。
あるいは、別の手段として、金属の薄板を基板として、この上にカーボンナノチューブ３を溝の幅に塗布して、所定の熱処理を行なった後、これを切断してベースプレート２内スペースの溝底部に収納して、溝底部の電極と溶接などの手法を用いて電気的な接合を図ることで、カソード電極とすることも可能である。
カソード固定パッド１１は、ベースプレート２の外部に設けられるカソード外部電極１２にカソード内層配線１３を介して接続されている。
【００１９】
一方、ベースプレート２の内スペースには、前述の溝底部の上方の両側にはベースプレート２の長手方向に沿ってグリッド保持棚４が設けられており、グリッド保持棚４の上には前記したと同様の電気導体からなるグリッド固定パッド１５がベースプレート２の長手方向に添って載置されている。また、両側のグリッド固定パッド１５に跨るようにグリッド５が設けられている。このグリッド５は、金属メッシュからなるもので、グリッド固定パッド１５に溶接されており、ベースプレート２の振動に対して強い耐性を有している。この金属メッシュは、金属の薄板（およそ２０乃至５０μｍ）を例えば開口径１００μｍ、開口率７５％前後にエッチングなどの手法を用いて作成することが望ましい。エッチング以外には、エレクトロフォーミング（電鋳）なども採用することができる。
このグリッド固定パッド１５もベースプレート２の外部に設けられるグリッド外部電極１６にグリッド内層配線１７を介して接続されている。
【００２０】
ここで、ベースプレート２の構造とカソード内層配線１３及びグリッド内層配線１７について説明を追加する。
ベースプレート２は、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramic）でできており、厚さが０．１ｍｍ程度の複数のグリーンシートを重ねて、約８５０℃の温度（通常のセラミックの焼成温度より低温である。）で焼成することで作成される。低温同時焼成セラミックは、焼成時の収縮率が非常に小さく、電子回路基板の形成などに用いられている。各層間に回路形成に必要な配線を形成可能であり、各層を貫通するビアホールを介して、配線間の導通を取ることができる。
なお、ベースプレート２がＬＴＣＣで構成されていることから、グリッド保持棚４の高さは、ＬＴＣＣ製造工程で０．０５ｍｍ刻みで数ミリメートルの高さまで自由に変えることができ、カーボンナノチューブ３の特性に合わせて適当な高さを容易に選択することができる。
本実施の形態に係る真空蛍光管１のグリッド５は、エッチングメッシュなどの極めて工業的に容易で安価にできる手段を用いて製造することが可能である。エッチングメッシュなどで製造されるグリッド５は、非常に薄く作る必要があることから機械的に非常に弱く、蛍光体６が塗布される発光面をカバーする面積を均一な高さに保持しなければならないので、通常はガラスなどの絶縁物を敷いて、その上に固定するが、電気的な導通を取りつつ、外部へ引き出すには構造上、小型化に限界があった。そこで、本実施の形態においては、ＬＴＣＣを採用して、薄いグリーンシートを重ねつつ、グリッド保持棚４を形成して、その上に非常に薄いグリッド５を載置、固定しているので、前述の発光面をカバーする面積を均一な高さに精度良く保持することができ、極めてコンパクトに形成できるのである。
さらに、グリッド５からアノード電極（ＩＴＯ膜１８）までの高さも０．０５ｍｍ刻みで数ミリメートルまで自由に選択することができ、カーボンナノチューブ３から得られる電流密度やＩＴＯ膜１８に塗布される蛍光体６の種類によって最適な高さを容易に形成することができる。
【００２１】
図２では、既に複数のグリーンシートを重ねて低温で焼成されたＬＴＣＣが形成されてベースプレート２となっており、その内部にはカソード内層配線１３やグリッド内層配線１７が図示されないビアホールを介して配線されており、それぞれカソード外部電極１２とカソード固定パッド１１、グリッド外部電極１６とグリッド固定パッド１５を接続している。
この内層配線と複数枚のグリーンシートの関係については、図３及び図４を参照しながら後述する。
ベースプレート２の上部には、ベースプレート２の内スペース側にＩＴＯ膜１８を塗布してアノード電極とするアノードガラス７が設けられている。また、ＩＴＯ膜１８のベースプレート２内スペース側表面には、蛍光体６が塗布されている。蛍光体６の塗布は、印刷法、電着法、インクジェット法、沈澱法などを用いるとよい。
このアノードガラス７はベースプレート２の側面より外側に延設されており、ＩＴＯ膜１８もアノードガラス７に伴って延設されている。この外側に延設された部分をアノード外部電極１４とし、このような状態で真空蛍光管１は封止されている。
このように構成される本実施の形態に係る真空蛍光管１では、底部側からカソード電極としてのカーボンナノチューブ３、グリッド電極としてのグリッド５、そしてＩＴＯ膜１８を塗布してなるアノードガラスからなるアノード電極と構成されるが、外部電源との接続を考えた場合には、ベースプレート２の内部に内層配線を設けて、ベースプレート２の外側底部に設けられる外部電極と内部に設けられる電極を接続することで、真空蛍光管１の周囲に設けられる配線の複雑化を可能な限り低減すると同時に配線の耐久性の向上を図ることが望ましい。
【００２２】
しかしながら、アノード電極の場合、ベースプレート２の上部に設けられるため、内層配線を適切に行なう場合には、ベースプレート２の側面を厚肉に形成しなければならず、しかも、他の外部電極と整合させてベースプレート２の外側底部にアノード外部電極を設けると、上部に設けられるＩＴＯ膜１８とアノードガラス７からなるアノード電極までの距離が長くなり、製造工程が複雑となってしまう。そこで、本実施の形態では、ＩＴＯ膜１８を塗布したアノードガラス７をベースプレート２の側面からさらに延設して、ベースプレート２の側面から露出した部分をアノード外部電極１４とするものである。
このようなアノード外部電極１４とすることで、位置的にはカソード外部電極１２やグリッド外部電極１６と離れた場所に設けられるものの、ベースプレート２内部に内層配線を形成する必要はなく、生産性はかなり高くなり経済的な側面からも有効である。
図２（ａ）に示される本実施の形態に係る真空蛍光管においては、カソード固定パッド１１からカーボンナノチューブ３を介して放出される電子は、カーボンナノチューブ３を覆うように形成されるグリッド５の印加電圧によって放出される。
そもそも、カーボンナノチューブ３からの電子放出は、カーボンナノチューブ３の先端に印加される電界によるが、本実施の形態に係る真空蛍光管１では、グリッド５を有するいわゆる３極管であり、カーボンナノチューブ３の先端に印加される電界を、アノード電極よりも近接するグリッド５による印加電圧で大きくとることができる。一般的にカーボンナノチューブ３の電子放出は実用的な輝度を得るためには１〜５Ｖ／μｍという電圧が必要とされるが、アノード電極とカソード電極の間は、製造の寸法誤差や材料の凹凸を考慮すると１ｍｍ程度とせざるを得ず、これではカーボンナノチューブ３の先端に十分な印加電圧が得られない。そこで、これらの電極間にグリッド５を設け、このグリッド５の印加電圧でカーボンナノチューブ３に大きな電界を生じさせているのである。
カーボンナノチューブ３を介して放出される電子は、真空蛍光管１内スペースで形成される電界に従って、アノード電極に向かって加速され、蛍光体６に衝突する。この電子の衝突によって蛍光体６が励起され光を放出する。
【００２３】
次に、図２（ｂ）に示されるグリッドについて説明する。図２（ｂ）に示されるグリッド５ａにおいては、その断面形状がドーム型を呈するものである。本図では、真空蛍光管１の長手方向に垂直な断面で示されているが、この断面ドーム型は、真空蛍光管１の長手方向に連続して形成されるものである。
このようなグリッド５ａにおいては、グリッド５ａの断面を湾曲させることでグリッド５ａを透過する電子の空間的な拡がりを持たせることができるので、より広範囲に蛍光体６への電子衝突を引き起こすことができ、発光面積を拡げることも可能である。
また、図２（ｃ）に示されるアノードガラスについて説明する。このアノードガラス７ａは、上面が略中央部分に平坦面を設けてその中央部分からベースプレート２の側面側に離れるに従って下り勾配を設けて山形に形成されるもので、その断面形状を図２（ｃ）に示すものである。
このような形状とすることで、略中央部分の平坦面における輝度を向上させることができる。なお、上面の略中央部分の形状は山形のみならず、上に凸の放物線状の形状であってもよい。
【００２４】
次に、図３及び図４を参照しながらベースプレートの構造について説明を加える。図３は、図２（ａ）に示した真空蛍光管１のベースプレートの分解図を示すものであり、アノード外部電極をアノードガラス７とＩＴＯ膜１８の延長部分として設けているため、ベースプレートの底部の下面には設けられていないが、図４に示すベースプレートではカソード外部電極やグリッド外部電極と共に下面に設けられているものを示している。
図３に示されるベースプレート２と図４に示されるベースプレート２ａはいずれも前述のとおりグリーンシートと呼ばれる薄いセラミックシートを複数枚重ねて低温焼成して得られるＬＴＣＣで構成されている。本実施の形態に係るベースプレート２，２ａでは、最上層を第１のグリーンシート２６ａ、最下層を第６のグリーンシート２６ｆとする、いずれも６枚のグリーンシート２６ａ〜２６ｆを重ねたものとして構成されている。
第１のグリーンシート２６ａには、ゲッター固定パッド２７が両端の２箇所に設けられており、開口部２２ａの周囲にグリッド固定パッド１５が設けられている。第２のグリーンシート２６ｂには開口部２２ａと同じ大きさの開口部２２ｂが設けられており、第３及び第４のグリーンシート２６ｃ，２６ｄではその開口部２２ｃ，２２ｄの大きさが小さくなっている。開口部２２ａ〜２２ｄは、グリーンシート２６ａ〜２６ｆが焼成された際に、真空蛍光管１の内スペースとなるものであり、この開口部２２ａ，２２ｂと開口部２２ｃ，２２ｄの大きさの差が、図２（ａ）の断面図で示されるグリッド保持棚４となるのである。
また、図３において、第３から第６のグリーンシート２６ｃ〜２６ｆには、配線膜２８ｃ〜２８ｆ、第５のグリーンシート２６ｅにはカソード固定パッド１１、第６のグリーンシート２６ｆには配線膜２９およびその下面にはカソード外部電極１２及びグリッド外部電極１６が設けられている。
従って、第１のグリーンシート２６ａから第５のグリーンシート２６ｅまでの５枚のグリーンシートの厚みが、グリッド・カソードギャップとなる。
【００２５】
また、図４に示されるベースプレート２ａでは、さらに第３から第６のグリーンシート２６ｃ〜２６ｆに配線膜３１ｃ〜３１ｆが、第６のグリーンシート２６ｆの下面には、アノード外部電極１４ａが設けられている。
これらのカソード外部電極１２、グリッド外部電極１６及びアノード外部電極１４ａは、厚さ数十μｍのニッケル合金、あるいは表面にニッケルメッキまたは金メッキが施されたものであり、ハンダ付けなどによってこれらに金属部品、配線などを接続可能となっている。
これらの外部電極とベースプレート２内スペースに設けられる電極の接続について説明する。
まず、カソード固定パッド１１とカソード外部電極１２の接続について説明する。カソード固定パッド１１は、第５のグリーンシート２６ｅに設けられ、これと第６のグリーンシート２６ｆの下面に設けられたカソード外部電極１２と接続するために、まず、カソード固定パッド１１と第６のグリーンシート２６ｆの上面に形成された配線膜２９を、第５のグリーンシート２６ｅに貫通形成されたビアホールに埋め込まれた電気導体（図示せず）を介して接続する。そして、第６のグリーンシート２６ｆの上面に形成された配線膜２９と第６のグリーンシート２６ｆの下面に設けられたカソード外部電極１２を、第６のグリーンシート２６ｆに貫通形成されたビアホールに埋め込まれた電気導体(図示せず)を介して接続することで、最終的にカソード固定パッド１１とカソード外部電極１２を接続するのである。
この配線膜２９と第５及び第６のグリーンシート２６ｅ，２６ｆに貫通されたビアホールに埋め込まれた電気導体を併せて内層配線とするものである。
【００２６】
次に、グリッド固定パッド１５とグリッド外部電極１６の接続について説明する。カソード固定パッド１１とカソード外部電極１２の場合と同様に、第１のグリーンシート２６ａに形成されるグリッド固定パッド１５と第３のグリーンシート２６ｃに設けられる配線膜２８ｃを第１、第２のグリーンシート２６ａ，２６ｂに貫通形成されるビアホールに埋め込まれた電気導体（図示せず）を介して接続する。また、同様に、配線膜２８ｃ〜２８ｆは、それぞれグリーンシート２６ｃ〜２６ｅに貫通形成されるビアホールに埋め込まれた電気導体（図示せず）を介して接続される。そして、最後に、第６のグリーンシート２６ｆ上に形成される配線膜２８ｆと、第６のグリーンシート２６ｆの下面に設けられるグリッド外部電極１６を、第６のグリーンシート２６ｆに貫通形成されるビアホールに埋めこられた電気導体（図示せず）を介して接続する。
この場合の内層配線は、第１から第６のグリーンシート２６ａ〜２６ｆに貫通形成されるビアホールに埋め込まれた電気導体と第３から第６のグリーンシート２６ｃ〜２６ｆの上面に形成された配線膜２８ｃ〜２８ｆから構成されるものである。
次に、図４を参照しながらアノード外部電極１４ａとゲッター固定パッド２７の接続について説明する。これまで説明した本実施の形態に係る真空蛍光管では、アノード外部電極１４として、ＩＴＯ膜１８を塗布したアノードガラス７をベースプレート２の側面からさらに延設して、真空蛍光管１の外部にはみ出した部分を活用するものであった。
しかしながら、このように構成すると、前述のとおりアノード外部電極１４を、他のカソード外部電極１２やグリッド外部電極１６と異なる位置に設けなくてはならず配線が複雑になったり、あるいはベースプレート２の側面から凸設されることから、真空蛍光管１を並列に配置してバックライトとして用いる場合には、凸設されたアノード外部電極１４の分だけ、真空蛍光管１を離して配列しなければならず、スペース効率が悪化する可能性があった。
【００２７】
そこで、図４に記載されるベースプレート２においては、アノード外部電極１４ａを第６のグリーンシート２６ｆの下面に、カソード外部電極１２やグリッド外部電極１６と共に設けて、内層配線を介してアノードガラス７の下面に形成されるＩＴＯ膜１８に接続しようとするものである。
ところが、図２を参照すれば明確であるが、ベースプレートの鉛直方向の略半分から上部の側面は、下部側の側面とは異なり、真空蛍光管１の内スペースを広くとるために、製造上、強度上問題がない限り薄く形成されるが、その側面の内部にまで内層配線を施すのは、生産性や精度の観点から難しいものがあった。
そこで、図１に示されるゲッター８を載置するためのゲッター固定パッド２７を導電性、例えば金属あるいは合金製のパッドとして、これを第１のグリーンシート２６ａに設け、このゲッター固定パッド２７と第６のグリーンシート２６ｆの下面に設けたアノード外部電極１４ａを接続する内層配線を施し、ゲッター固定パッド２７とアノードガラス７に設けられるＩＴＯ膜１８とは、別個の手段によって接続することとしたものである。
この別個の手段については、図５を参照しながら後述し、ここでは、ゲッター固定パッド２７とアノード外部電極１４ａを接続する内層配線について先に説明する。
【００２８】
図４において、第１のグリーンシート２６ａの上面に形成されるゲッター固定パッド２７は、グリッド外部電極１６の場合と同様に、第３から第６のグリーンシート２６ｃ〜２６ｆの上面に形成される配線膜３１ｃ〜３１ｆと第１から第６までのグリーンシート２６ａ〜２６ｆに貫通形成されるビアホールに埋め込まれる電気導体によって構成される内層配線によって接続されるものである。
このようにグリーンシート２６ａ〜２６ｆを重ねて焼成して形成されるベースプレート２を利用することで、内層配線の利用を可能とし、真空蛍光管１に関連する配線の簡素化と精度や耐久性の向上を図ることが可能となる。
なお、図３，４に示される第１のグリーンシート２６ａの上部に記載されるものが、ベースプレート２，２ａの上部側面部３０である。製法は前述のとおりであり、下方と同様にＬＴＣＣでできており、薄いグリーシートを複数枚重ねて焼成して作製されるものである。
また、図３，４中、ΔＬで示されるギャップがアノード・グリッドギャップとなる。
【００２９】
次に、図５を参照しながら、本実施の形態に係る真空蛍光管のベースプレートとその他の構成要素について説明を追加する。図５は、本実施の形態に係る真空蛍光管の分解図である。
ベースプレート２の下部の溝部に、カソード固定パッドに接続されたカーボンナノチューブ３を設け、その上部のグリッド保持棚４にグリッド固定パッド１５に接続されたグリッド５を載置し、その両端にはゲッター８を配する。さらに、封止フリットガラス２４，２５を介して、下面にＩＴＯ膜１８を形成するアノードガラス７が設けられている。
ここで、ゲッター８の上部には、図示されないゲッター固定パッドに接続される金属あるいは合金などの電気導体で形成されたスプリング２３が設けられており、このスプリング２３の上端部は、アノードガラス７の下面に形成されるＩＴＯ膜１８に接触している。すなわち、図４を参照しながら説明した第６のグリーンシート２６ｆの下面にアノード外部電極１４ａを設ける場合のゲッター固定パッド２７とアノード電極の接続は、ゲッター固定パッドに接続されるスプリング２３を介して行われるのである。すなわち、真空蛍光管１のベースプレート２内スペースに真空度の向上のために設けられるゲッター８のスペースを活用してスプリング２３を設けることによって、ベースプレート２の上側側面内部に内層配線を設けることなく、アノード外部電極１４ａと真空蛍光管１内のアノード電極、すなわちＩＴＯ膜１８との接続を、可能とするものである。
このように構成される真空蛍光管１においては、アノードガラス７にＩＴＯ膜１８及びＩＴＯ膜１８の下面側に図示されない蛍光体６の膜まで形成してから、封止フリットガラス２４をアノードガラス７側の封止面に塗布しておき、また、封止フリットガラス２５をベースプレート２側の封止面に塗布してから、アノードガラス７とベースプレート２を重ねて組み立てたのち、この組立体を４００〜５００℃に加熱して、封止フリットガラス２４，２５を溶融させて封止する。これらの作業は、真空排気が可能な処理容器の中で実施され、フリットガラスによる封止が完了したら、処理容器から真空蛍光管１を取り出して、前述のとおりゲッター８に赤外線ビームなどを照射して加温し活性化させて、真空蛍光管１の内スペースの真空度を向上させるのである。
【００３０】
最後に図６を参照しながら本実施の形態に係る真空蛍光管の電気回路について説明する。図６は真空蛍光管の電気回路図である。図６において、ベースプレート２の下面側にはカソード外部電極１２、アノード外部電極１４ａ及びグリッド外部電極１６が設けられている。すなわち、本図に示す真空蛍光管１は、アノード外部電極１４ａをベースプレート２ａの底部に設けるタイプのものである。アノード外部電極１４ａはアノード電源２０によって印加され、グリッド外部電極１６に対しては可変電源であるグリッド電源２１が設けられている。このグリッド電源２１によるグリッドへの電圧印加によって、カソードの電界を高めて電子を放出させるのである。なお、このグリッドへの電圧印加は、パルス幅変調を行なうことによったり、高速にスイッチングすることなどによっても可能である。
なお、真空蛍光管１の発光輝度は、可変電源であるグリッド電源２１の印加電圧を調整することでも調整することは可能であるが、実際には、グリッド電源２１のパルス幅変調を行なうことで、輝度を調整することが多く、また、発光を完全に停止することも可能である。
なお、本図ではカソード外部電極１２、アノード外部電極１４ａ及びグリッド外部電極１６はそれぞれ１ずつ明示されているが、ベースプレート２ａの底面右側に白角で示されるものをそれぞれカソード外部電極１２、アノード外部電極１４ａ及びグリッド外部電極１６とすることで、それぞれの外部電極を一対として、それぞれの電源から並列に接続して、真空蛍光管１内部の電極への内層配線も２重に設けることで、外部電極から内層配線までの単一故障による不具合を防止できるように冗長性を持たせるようにしてもよい。図３及び図４に示される分解図ではこのような冗長性を持たせた構成となっている。
もちろん、外部電極や内層配線はコストや生産性を考慮しながら、一対以上設けるようにしてもよい。
【００３１】
以上のように構成される本実施の形態に係る真空蛍光管１においては、ベースプレート２，２ａの底部に設けられた溝部９にカソード固定パッド１１を設けてその上面にカーボンナノチューブ３を配し、ベースプレート２，２ａの中段に真空蛍光管１の長手方向に平行に一対のグリッド保持棚４を設けて一対のグリッド固定パッド１５を設け、その上面に一対のグリッド固定パッド１５を跨ぐようにグリッド５を設け、その上方に、平板状のアノードガラス７の下面にＩＴＯ膜１８及び蛍光体６を塗布してアノード電極とする構成としているため、中央にテンションをもって張架される細い線状のフィラメントを設ける必要がなく、簡単な構造で薄型に構成することができる。従って、実装空間が狭小な場合に好適な構造ということができる。また、真空蛍光管１で発生した光を取り出す際は、アノードガラス７が平板状であるため、これに直接導光板を密着させることが可能であり、最も効率のよい導光が可能となる。
また、ベースプレート２，２ａをアノードガラス７によって封止するものであり、内スペースに設けられるカーボンナノチューブ３は面状に塗布焼成され、グリッド５は、面状に溶接などによって強固に接合されるため、強い振動環境下においてもカーボンナノチューブ３とグリッド５、グリッド５とＩＴＯ膜１８とのギャップを一定に保つことが可能で振動に強いため、携帯電話などモバイル機器などに用いられる液晶画面のためのバックライト等に用いられる場合には、耐久性に優れるデバイスとして重宝する。
さらに、カソード電極としてのカーボンナノチューブ３、グリッド電極としてのグリッド５、アノード電極の一部としてのＩＴＯ膜１８は、それぞれ平面状に形成され、電界を平行な平面状に維持することができるので、電子の発生から吸収までの幾何的な効率がよく、よって発光輝度に優れる真空蛍光管１として優れた特性を発揮することができる。細長い棒状の優れた光源とすることが可能である。
また、ＩＴＯ膜１８を塗布した状態でアノードガラス７をベースプレート２の側面から延設することで、アノード外部電極１４として形成することができ、この場合はベースプレート２の底面に別個にアノード外部電極を設ける必要がなく、従って、ベースプレート２内部において内層配線も設ける必要がない。
さらに、ベースプレート２の底面にまとめて外部電極を配する場合には、ゲッター固定パッド２７を利用してアノード外部電極１４ａから内層配線とし、このゲッター固定パッド２７からアノードガラス７のＩＴＯ膜１８までをスプリング２３で接続するように工夫することで、アノード外部電極１４ａをベースプレート２の底面に他の外部電極とまとめて配置しつつ、内層配線が難しいベースプレート２の側面の内部での内層配線を避けて、ベースプレート２の内部のスペースを有効に活用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上説明したように、本発明の請求項１乃至請求項５に記載された発明は、液晶テレビやモニター装置をはじめ、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルオーディオプレーヤー、電話、ファクシミリなど様々な液晶表示装置のバックライトとして利用可能であり、また、バックライトとしてだけでなく、表示装置の発光デバイス自体にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態に係る真空蛍光管の概念図である。
【図２】（ａ）は本実施の形態に係る真空蛍光管の断面図であり、（ｂ）はグリッドの変形例を示す断面図であり、（ｃ）はアノードガラスの変形例を示す断面図である。
【図３】本実施の形態に係る真空蛍光管のベースプレートの分解図である。
【図４】本実施の形態に係る真空蛍光管の他の実施例に係るベースプレートの分解図である。
【図５】本実施の形態に係る真空蛍光管の分解図である。
【図６】本実施の形態に係る真空蛍光管の電気回路図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…真空蛍光管  ２，２ａ…ベースプレート  ３…カーボンナノチューブ  ４…グリッド保持棚  ５，５ａ…グリッド  ６…蛍光体  ７，７ａ…アノードガラス  ８…ゲッター  ９…溝部  １１…カソード固定パッド  １２…カソード外部電極  １３…カソード内層配線  １４，１４ａ…アノード外部電極  １５…グリッド固定パッド  １６…グリッド外部電極  １７…グリッド内層配線  １８…ＩＴＯ膜  ２０…アノード電源  ２１…グリッド電源  ２２ａ〜２２ｄ…開口部  ２３…スプリング  ２４，２５…封止フリットガラス  ２６ａ〜２６ｆ…グリーンシート  ２７…ゲッター固定パッド  ２８ｃ〜２８ｆ…配線膜  ２９…配線膜  ３０…上部側面部  ３１ｃ〜３１ｆ…配線膜
【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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