(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、表面板および電極底板ならびに少なくとも１つの側面板により包囲形成される真空室と、
前記真空室の前記側面板上に接合配置され、かつ前記表面板と前記底板の間に延在し、前記表面板および前記電極底板ならびに前記側面板を支持する複数個のフィンと、
前記表面板および前記電極底板ならびに前記側面板の連接部位を密封するシーリング材料と、を具備することを特徴とする真空素子構造。
【請求項２】
請求項１に記載の真空素子構造において、
前記電極底板が内表面および外表面を有するとともに、前記電極底板の周辺に複数個の切り欠きを設け、
前記電極底板の前記内表面に配置されるとともに、前記電極底板の周辺へ延伸され、前記切り欠きを経由して前記外表面にまで延伸される複数本の電極導線、を備え、
前記シーリング材料は、前記表面板および前記電極底板ならびに前記側面板の連接部位を密封するとともに、複数個の前記切り欠きを充填する、ことを特徴とする真空素子構造。
【請求項３】
表面板および電極底板ならびに少なくとも１つの側面板により包囲形成されるものであって、前記表面板に複数個の表示領域および複数個の非表示領域を設け、前記電極底板が内表面ならびに外表面を有するとともに、前記電極底板の周辺に複数個の切り欠きを設けた真空室と、
前記電極底板の前記内表面に配置されるとともに、前記電極底板の周辺へ延伸され、前記切り欠きを経由して前記外表面にまで延伸される複数本の電極導線と、
前記真空室の前記側面板上に接合配置され、かつ前記表面板と前記底板の間に延在し、前記表面板および前記電極底板ならびに前記側面板を支持するとともに、前記した複数個の非表示領域に位置する複数個のフィンと、
前記表面板および前記電極底板ならびに前記側面板の連接部位を密封するとともに、前記した複数個の前記切り欠きを充填するシーリング材料と、を具備することを特徴とする真空表示素子構造。
【請求項４】
請求項１または請求項３に記載の真空素子構造または真空表示素子構造において、
前記フィンの材質が、ガラスまたはセラミックスのいずれかであることを特徴とする真空素子構造または真空表示素子構造。
【請求項５】
請求項１または請求項３に記載の真空素子構造または真空表示素子構造において、
前記フィンが、前記表面板および前記電極底板の間において、物理的な接合方式で前記側面板に固定されるものであることを特徴とする真空素子構造または真空表示素子構造。
【請求項６】
請求項１または請求項３に記載の真空素子構造または真空表示素子構造において、
前記フィンが、前記表面板および前記電極底板の間において、粘着方式で前記側面板に固定されるものであることを特徴とする真空素子構造または真空表示素子構造。
【請求項７】
請求項１または請求項３に記載の真空素子構造または真空表示素子構造において、
前記フィンが、前記側面板と一体成型されるものであることを特徴とする真空素子構造または真空表示素子構造。
【請求項８】
請求項７に記載の真空素子構造または真空表示素子構造において、
前記フィンの材質が、セラミックス材料を含むものであるとともに、前記セラミックス材料が、ガラスまたは釉薬いずれかの塗布による表面処理を経るものであることを特徴とする真空素子構造または真空表示素子構造。
【請求項９】
請求項６に記載の真空素子構造または真空表示素子構造において、
前記フィンが、ガラスまたはセラミックスのいずれかであって、前記表面板および前記電極底板の間において、前記側面板に粘着されるものであることを特徴とする真空素子構造または真空表示素子構造。
【請求項１０】
請求項２または請求項３に記載の真空素子構造または真空表示素子構造において、
さらに、前記内表面に配置された複数個の電子源と、
それぞれ複数個の前記電子源上に配置された複数個のゲート電極と、
前記表面板に配置された複数個の陽極と
を具備するとともに、
複数個の前記電子源および前記ゲート電極ならびに前記陽極が、複数本の前記電極導線に電気接続されるものであることを特徴とする真空素子構造または真空表示素子構造。
【請求項１１】
請求項１、請求項２または請求項３のいずれかに記載の真空素子構造または真空表示素子構造において、
前記シーリング材料が、高分子絶縁材料または絶縁セラミックス材料のいずれかであることを特徴とする真空素子構造または真空表示素子構造。
【請求項１２】
請求項１、請求項２または請求項３のいずれかに記載の真空素子構造または真空表示素子構造において、
真空素子または前記真空素子が、陰極線管、真空蛍光管、フィールドエミッションディスプレイ、平面フィールドエミッションディスプレイ、真空管よりなるグループから選択される１種類であることを特徴とする真空素子構造または真空表示素子構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、真空表示素子構造に関し、特に、高圧真空蛍光管の強度を補強する構造ならびに高圧真空蛍光管の電極構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空素子は、開発されて久しい製品であり、例えばディスプレイ、オーディオなどの広範な領域において利用されいる。高輝度なディスプレイは、情報伝達を必要とする多くの装置、例えば大型競技場のスコアボード、公共施設の電光掲示板、高速道路の標識および交通情報などに広く使用されている。大型電子掲示板として利用される表示パネルは、多くの小発光素子を組み合わせてなるディスプレイ技術であり、現在、これらの小発光素子を製作する技術としては、白熱光ランプ（incandescent light bulbs）と、小陰極線管（small cathode ray tube = CRT）と、高圧真空蛍光管（high voltage vacuum fluorescent display = HVVFD）と、小蛍光管（small fluorescent lamp）と、発光ダイオード（light emitting diode = LED）との５種類がある。この５種類の技術のうち、現在、カラー動画を表示する大型パネルとして利用されているのは、陰極線管（ＣＲＴ）と高圧真空蛍光管（ＨＶＶＦＤ）と発光ダイオード（ＬＥＤ）との３種類である。
【０００３】
陰極線管は、電子ビームを蛍光体に衝突させて発光させるもので、このような発光方式は発光効率（luminescent efficiency）が非常に優れている。電子ビームは、電子銃から発射される。電子銃は、金属上に塗布された酸化バリウム、ストロンチウム、カルシウム物質が加熱される時に電子を飛び出させるものであるとともに、電子レンズにより加速されて蛍光体に衝突する電子ビームを発生できるものである。電子運動の過程において、その他の分子に衝突すると、蛍光体に有効な衝撃を与えられないこと以外にも、電子衝撃により発生する遊離ガスイオンが電子銃などの部分を破壊してしまうことになる。そこで、陰極線管内部を真空に保持することが、陰極線管にとって最も基本的な要求となる。管内の真空度を保持しようとすれば、陰極線管に使用するガラスが一定の厚さを備えて大気圧からの重圧に耐え得るものでなければならない。同時に、電子銃が点電子源であるため、走査方式によりパネルの蛍光体に衝撃を与えて発光させるので、電子銃とパネルとの間に一定の距離があって初めて走査という目的を達成することができることになり、パネルが大きければ大きいほど、電子銃とパネルとの距離を大きくしなければならなくなる。
【０００４】
図１において、従来技術にかかる高圧真空蛍光管（ＨＶＶＦＤ）１００は、陰極線管の点電子源を線電子源（line electron source）１０２に改良したものである。線電子源１０２は、電子を発射しやすい酸化物をタングステンワイヤー（tungsten wire）上に塗布したものであり、線電子源１０２が多くの熱電子を発射して蛍光体に衝撃を与えて発光させるため、陰極線管の体積が大きなものとなるという欠点を改善することができる。同時に、高圧真空蛍光管１００は、発光ユニット１０４上に赤、青、緑の３原色を塗布することができるから、高圧真空蛍光管１００を組み合わせて表示パネルとするほうが、小陰極線管を採用したものよりも容易であり、解析度においても陰極線管よりも優れている。線電子源１０２から発射された熱電子はゲート電極１０６による加速を経て発光ユニット１０４に衝撃を与える。そして、線電子源１０２と発光ユニット１０４とゲート電極１０６とが全体としてガラスケース１０８により形成される真空空間に覆われるとともに、その真空度を約１０-6〜１０-7torrとしなければならない。線電子源１０２と発光ユニット１０４とゲート電極１０６との配線１１２については、ガラスケース１０８背面のアウトレット管１１０から引き出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現在、動画表示を目的とする商用大型表示パネルは、小陰極線管と高圧真空蛍光管とが主流である。そして、これら２種類の表示素子は、いずれも真空素子であるから、小陰極線管ガラスまたは高圧真空蛍光管ガラスのいずれであっても、大気圧に耐えられるだけの強度を有する必要がある。８０＊８０ｍｍ2の高圧真空蛍光管を例に挙げれば、大気圧に耐えるだけのガラス厚さは２．８ｍｍ以上にも達するので、各素子の周辺にある２．８ｍｍの縁部分には画像を表示することができず、大型の表示パネルを組み立てる時には、少なくとも５．６ｍｍ（２．８ｍｍ＊２）の縁部分が画像を表示することができない部分となり、表示素子の解像度にも影響を与えるものとなっていた。
【０００６】
同時に、表示素子の電極を外部配線に接続することも、真空素子の別な課題となっており、陰極線管においては、電子銃による走査方式であるので、電極が比較的簡単なものとなって、数個の電極を電子銃部分から引き出すだけでよかった。しかしながら、高圧真空蛍光管は、Ｘ，Ｙマトリックス駆動であるから、必要とする電極がＸとＹとの総和という多数になり、これらの電極をもしも素子の周辺から引き出すと、素子周辺の表示できない部分に、さらに電極が占めるスペースプラスされることになっていた。従って、現在、商用の高圧真空蛍光管の引き出し線方式は、素子周辺から引き出すのではなく、底板ガラス開孔から背面へ引き出すものとなっている。ガラス開孔は製造が複雑かつ困難であり、同時に素子を真空に保持するために、引き出し線部分に特殊な材料ならびに技術を必要とする金属・ガラス融合シーリングを採用しなければならないので、製造が困難でコストが高く、素子の信頼性が低下することになっていた。また、解析度を上げるためにＸ，Ｙ駆動数量を多くすると、底板ガラスに多くの開孔を形成しなければならず、そうすると底板ガラスへの配線印刷が困難なものとなってしまっていた。
【０００７】
そこで、この発明の第１の目的は、比較的薄いガラスを利用して構造を補強し、ガラスケースの耐圧度を向上させる真空表示素子構造を提供することにある。この発明の第２の目的は、素子周辺引き出し線電極を利用して、素子周辺の厚さを縮減するとともに、製造が簡単な真空表示素子構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、所望の目的を達成するために、本発明にかかる真空素子構造には、少なくとも、表面板および底板ならびに少なくとも１つの側面板により包囲形成される真空室と、真空室の側面板上に配置され、表面板および底板ならびに側面板を支持する複数個のフィンと、表面板および底板ならびに側面板の連接部位を密封するシーリング材料と、を具備させた。
【０００９】
また、本発明にかかる真空素子構造には、表面板および電極底板ならびに少なくとも１つの側面板により包囲形成されるものであって、電極底板が内表面および外表面を有するとともに、電極底板の周辺に複数個の切り欠きを設けた真空室と、電極底板の内表面に配置されるとともに、切り欠きおよび外表面にまで延伸される複数本の電極導線と、表面板および電極底板ならびに側面板の連接部位を密封するとともに、複数個の切り欠きを充填するシーリング材料と、を具備させた。
【００１０】
さらに、本発明にかかる真空表示素子構造には、表面板および電極底板ならびに少なくとも１つの側面板により包囲形成されるものであって、表面板に複数個の表示領域および複数個の非表示領域を設け、電極底板が内表面ならびに外表面を有するとともに、電極底板の周辺に複数個の切り欠きを設けた真空室と、電極底板の内表面に配置されるとともに、切り欠きおよび前記外表面にまで延伸される複数本の電極導線と、真空室の側面板上に配置されて、表面板および電極底板ならびに側面板を支持するとともに、前記した複数個の非表示領域に位置する複数個のフィンと、表面板および電極底板ならびに側面板の連接部位を密封するとともに、複数個の切り欠きを充填するシーリング材料と、を具備させた。
【００１１】
そして、このフィンについては、その材質がガラスまたはセラミックスとすることができ、表面板および電極底板の間において物理的な溝継ぎ方式で側面板に固定され、表面板および電極底板の間において粘着方式で側面板に固定され、側面板と一体成型され、その材質がセラミックス材料を含むものであるとともにガラスまたは釉薬いずれかの塗布による表面処理を経るものとされ、また、その材質がガラスまたはセラミックスのいずれかであって表面板および電極底板の間において側面板に粘着されることができる。
【００１２】
そのうえ、本発明にかかる真空素子構造または真空表示素子構造においては、さらに、内表面に配置された複数個の電子源と、それぞれ複数個の電子源上に配置された複数個のゲート電極と、表面板に配置された複数個の陽極と、を具備させるとともに、複数個の電子源およびゲート電極ならびに陽極が、複数本の電極導線に電気接続される。そしてまた、シーリング材料が高分子絶縁材料または絶縁セラミックス材料のいずれかにでき、真空素子または前記真空素子は、陰極線管、真空蛍光管、フィールドエミッションディスプレイ、平面フィールドエミッションディスプレイ、真空管よりなるグループから選択することができる。
【００１３】
上記手段に基づく作用を鑑みると、フィンにより真空室の耐圧構造を補強することができるので、側面板の厚さを薄くすることができ、組み立て後の解析度を向上させることができる。また、電極底板の切り欠きを電極導線が延伸するスペースとするため、側面板の厚さを増大させることがないばかりか、加工ならびに組み立てが容易なものとなり、製品の歩留まりを向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる好適な実施例を図面に基づいて説明する。
図２において、この発明にかかる真空表示素子２００は、１つの真空室（vacuum chamber）２０２を含むものであり、真空室２０２が表面板（surface glass）２０４と側面板（spacer glass）２０６と電極底板（bottom glass plate）２０８とにより包囲形成されるものである。表面板２０４と側面板２０６と電極底板２０８との材質は、例えばガラスとし、相互の連接部位をシーリング材料（図示せず）で密封するものであって、シーリング材料としては高分子絶縁材料（例えばエポキシ樹脂）および絶縁セラミックス材料などがある。表面板２０４上には、蛍光体を塗布した表示領域２１０ならびにコントラストを強調するための非表示領域（black matrix）２１２を設けており、表示領域２１０を例えば赤、青、緑という３種類の蛍光体ブロックから構成している。
【００１５】
側面板２０６は、非表示領域２１２に対応する位置に例えば４本のフィン２１４を設けて、真空室２０２の耐圧構造を補強するものとなっている。真空室２０２は、四方八方からの大気圧を受けるが、主要には表面板２０４からの上方圧力と側面板２０６からの側方圧力と電極底板２０８からの下方圧力とを受ける。上下方向圧力については、フィン２１４の幅Ｗにより側面板２０６の耐圧度を補強することができる。３＊３インチの真空蛍光管を例に挙げれば、幅Ｗが１．７ｍｍのフィン２１４で補強することで、側面板２０６の厚さを２．８ｍｍから１．１ｍｍにまで縮減することができる。側方圧力について言えば、フィン２１４の厚さＴで補強することができ、フィン２１４が非表示領域２１２に対応する位置にあるので、素子の発光範囲を妨げることはない。側面板２０６とフィン２１４との接合方式は、溝継ぎという物理的接合あるいは粘着方式を含むことができ、例えばガラスまたはセラミックスを粘着材料を使って接合することもできるし、さらには側面板２０６とフィン２１４とを一体成型することもでき、フィン２１４の材質としてはガラスまたはセラミックスとすることができる。もしもセラミックス材料を採用する場合には、表面処理が必要となるので、例えばガラスによる表面コーティングまたは釉薬（うわぐすり）処理をして微細な隙間をふさぐことにより真空度を確保する。
【００１６】
図３と図４とにおいて、この発明にかかる真空表示素子の要部断面図を示すと、電極底板２０８は、内表面２２２ａと外表面２２２ｂとを有しており、その内表面２２２ａ上に電子源２１６とゲート電極２１８とを配置するとともに、必要な電極導線２２０（電源配線および制御配線を含む）を備えている。図４に示すように、電子源２１６は、例えば電子を発射しやすい酸化物を塗布したタングステンワイヤーとし、発射された熱電子２２６が、ゲート電極２１８により加速ならびに制御されて、表面板２０４の表示領域２１０にある蛍光体（陽極が存在する部分／配線も含めて図示せず）に衝撃を与えることで発光させるものである。なお、電子源２１６は、線形に限定されるものではなく、面電子源とすることもできる。電極底板２０８の材質は、例えばガラスとし、電子源２１６ならびにゲート電極２１８の電源配線または制御配線を電極底板２０８上の電極導線２２０により構成している。電極導線２２０の材質は、例えば銅とし、無電解メッキまたはリソグラフィーにより電極底板２０８上に形成、あるいは圧着により形成することもできる。図３を見ると分かりやすいように、電極底板２０８の周辺に多数個の切り欠き２２４を設けて、電極導線２２０を電極底板２０８の周辺へ延伸し、切り欠き２２４を経由して外表面２２２ｂへと更に延伸させて、外部の電源および信号との接続に供している。
【００１７】
図３において、電極導線２２０は、電極底板２０８周辺の切り欠き２２４から引き出されるが、この切り欠き２２４を形成する方法としては、水ジェット切断またはサンド・ブラスト（砂吹き）あるいはモールドランプによる成型などがある。従って、電極底板２０８に対する孔開け、金属・ガラス融合シーリングなどの複雑な加工ステップを必要としないので、加工について言えば、この発明は簡便な加工方法を提供すると同時に、製造プロセスの歩留まりを向上させることができる。そして、組み立て時には、側面板２０６と電極底板２０８とをシーリング材料２２８で密封するが、シーリング材料２２８の材質としては、フリットまたはシーリングガラス（frit or sealing glass）、絶縁セラミックス材料、高分子絶縁材料などがあり、シーリング材料２２８で側面板２０６と電極底板２０８との隙間を充填する。切り欠き２２４部分については、隙間の発生ならびに電極導線２２０の露出を防止するために、絶縁シーリング材料２３０でシーリングすることが望ましい。そうすれば、同一の切り欠き２２４に複数の電極導線２２０が存在しても、絶縁シーリング材料２３０により電極導線２２０間を絶縁できると同時に、他の素子と組み合わせる時にも良好な絶縁を提供することができる。絶縁シーリング材料２３０は、例えばエポキシ（epoxy）樹脂などとして、電極を保護する。電極導線２２０が、余分に周辺部位を占有することがないので、真空表示素子の周辺幅を増大させることがなく、組み立て後の表示解析度を向上させることができる。同時に、このような配線構造により周辺幅を増大させないことを前提として、電極接続ピンの数量を増やすことができるから、さらに精確な駆動制御を行うことができ、真空表示素子の解析度を向上させることができる。
【００１８】
この実施例においては、高圧真空蛍光管を例に挙げたが、当業者であれば分かるように、この発明で開示したフィン構造は、陰極線管、真空蛍光管、フィールドエミッションディスプレイ、平面フィールドエミッションディスプレイなどの真空表示素子に利用することができ、さらには非表示用の真空管にも利用して、いずれも真空室の構造強度を向上させることができる。また、電極導線２２０構造もこれらの表示素子に利用して、真空素子の空間利用を効率の良いものとすることができるとともに、真空室からの引き出し接続ピンの加工プロセスを簡略化して、歩留まりを向上させることができる。
【００１９】
以上のごとく、この発明を好適な実施例により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【００２０】
【発明の効果】
上記構成により、この発明にかかる真空表示素子構造には、少なくとも以下のような特長がある。
１．比較的薄いガラスを利用して、フィン構造により補強するので、ガラスケースの耐圧性を増大させるとともに、真空表示素子に適用する時には、周辺幅を縮減することができるため、組み立て後の解析度を向上させることができる。
２．素子周辺の連接部位に切り欠きを増やして電極導線を引き出すので、素子の周辺幅を増大させないとともに、簡単で歩留まりの良い製造プロセスを提供することができ、真空表示素子に適用する時には、組み立て後の解析度を向上させることができる。
従って、産業上の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来技術にかかる高圧真空蛍光管を示す斜視図である。
【図２】図２は、この発明にかかる真空表示素子構造を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、この発明にかかる真空表示素子の要部断面図である。
【図４】図４は、この発明にかかる真空表示素子の要部断面図である。
【符号の説明】
２００    真空表示素子
２０２    真空室
２０４    表面板
２０６    側面板
２０８    電極底板
２１０    表示領域
２１２    非表示領域
２１４    フィン
２１６    電子源
２２０    電極導線
２２２ａ  内表面
２２２ｂ  外表面
２２４    切り欠き
２２６    熱電子
【図１】
0003881496.tif 000002
【図２】
0003881496.tif 000003
【図３】
0003881496.tif 000004
【図４】
0003881496.tif 000005