(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性を有するアノード基板上にアノード電極とグリッド電極をマトリックス状に配置し、グリッド電極は絶縁性を有するセパレーター上に形成してあり、蛍光体励起用電子源を備えた蛍光発光管において、アノード電極はアノード基板上に直接形成し、そのアノード電極上にストライプ状の蛍光体層を形成し、前記セパレーターは蛍光体層及びアノード基板上に形成されていることを特徴とする蛍光発光管。
【請求項２】
請求項１に記載の蛍光発光管において、前記セパレーターは、複数の層からなり、少なくとも１層目のアノード基板上に形成された部分にはだれ部が形成されていることを特徴とする蛍光発光管。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の蛍光発光管において、前記電子源はフィラメントで、そのフィラメントは、カソード電極に超音波溶接されていることを特徴とする蛍光発光管。
【請求項４】
絶縁性を有するアノード基板上にアノード電極を直接形成する工程と、そのアノード電極上にストライプ状蛍光体層を形成し乾燥する工程と、その蛍光体層及びアノード基板上に、アノード電極と交差するように絶縁性を有するセパレーターを形成する工程と、そのセパレーター上にグリッド電極を形成する工程と、アノード基板を焼成する工程とを有することを特徴とする蛍光発光管のアノード基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、アノード電極とグリッド電極をマトリックス状に配置し、絶縁性を有するセパレーター上にグリッド電極を形成する蛍光発光管とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６により従来の蛍光発光管の一種であるグラフィック蛍光表示管について説明する。
図６（ａ）は、グラフィック蛍光表示管のアノード基板の平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＹ１−Ｙ１部分の断面図、図６（ｃ）は、図６（ｂ）の一部分の拡大図である。
【０００３】
図６において、５１はガラスのアノード基板、６１はカソード用フィラメント、６２はフィラメントにテンションを付与して保持するアンカー、６３はフィラメントを保持するサポート、６４は絶縁層、７１はアノード電極、７２は蛍光体層、７３は絶縁材のセパレーター、７４は金属層、７５はワイヤーグリッド電極である。アノード電極７１とワイヤーグリッド電極７５は、マトリクス状に配置してある。
【０００４】
従来のグラフィック蛍光表示管は、アノード電極７１上に所定サイズのドット状の蛍光体層７２を形成し、ワイヤーグリッド電極７５は、セパレーター７３上に形成した金属層７４に密着固定してある。セパレーター７３は、アノ−ド電極７１及びアノード基板５１（アノード電極７１とアノ−ド電極７１との間）上に絶縁材ペーストを多数回印刷して、所定の高さに形成してある（例えば、特開平２−１２３６４９号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７は、図６のセパレーター７３の位置ずれを説明するための図で、アノード基板の平面図である。なおフィラメント７１、フィラメントのアンカー６２とサポート６３、セパレーター７３上の金属層７４やワイヤーグリッド電極７５は、省略してある。
図６の場合、蛍光体ドット７２は、アノ−ド電極７１上に所定サイズ、所定間隔で正確に配置し、またセパレーター７３は、蛍光体ドット７２と蛍光体ドット７２との間に正確に配置してある。
【０００６】
セパレーター７３を形成する際、その位置が、例えば、図７のように７３´にずれた場合には、蛍光体ドット７２の一部はセパレーター７３´によって覆われてしまうから、蛍光体ドット７２の発光面積は、当初設計した面積よりも小さくなり、表示品質が低下する。そのためセパレーター７３の形成には、印刷用マスクの高精度の位置合わせが必要になる。
【０００７】
一方セパレーター７３は、アノード電極７１及びアノード基板５１（アノード電極７１とアノ−ド電極７１との間）上に絶縁材ペーストを印刷して積層形成するが、ペーストは、流動性があるため、セパレーター７３の１層目は、アノ−ド電極７１やアノード基板５１上に広がり、図６（ｃ）のように、いわゆるだれ部７３１が生じる。だれ部７３１の広がりは、ペーストの種類により異なるが、セパレーター７３の幅よりも５０％程度広くなる。
したがってセパレーター７３の形成には、印刷後のだれ部７３１の大きさを予測し、かつ高い精度で印刷用マスクの位置合わせを行わなければならない。そのためセパレーター７３の形成は、難しく、蛍光表示管の歩留まり低下の原因になっている。さらに高精度の位置合わせ機能を備えた印刷装置が必要になるため、印刷装置が高価になる。
【０００８】
また表示の高精細化には、セパレーター７３の間隔を狭くしなければならないが、セパレーター７３の間隔は、だれ部７３１のスペースが障害になり、かつだれ部７３１が蛍光体ドット７２を覆うことのないように余裕を見て設計しなければならないため、あまり狭くできない。そのため、表示の高精細化が困難であった。
本願発明は、これらの問題点に鑑み、蛍光体層上にだれ部を生じることなくセパレーターを形成でき、セパレーターの位置ずれの影響がなく、表示の高精細化が可能な蛍光表示管等の蛍光発光管及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の蛍光発光管は、絶縁性を有するアノード基板上にアノード電極とグリッド電極をマトリックス状に配置し、グリッド電極は絶縁性を有するセパレーター上に形成してあり、蛍光体励起用電子源を備えた蛍光発光管において、アノード電極はアノード基板上に直接形成し、そのアノード電極上にストライプ状の蛍光体層を形成し、前記セパレーターは蛍光体層及びアノード基板上に形成されていることを特徴とする。
請求項２に記載の蛍光発光管は、請求項１に記載の蛍光発光管において、前記セパレーターは、複数の層からなり、少なくとも１層目のアノード基板上に形成された部分にはだれ部が形成されていることを特徴とする。
請求項３に記載の蛍光発光管は、請求項１又は請求項２に記載の蛍光発光管において、前記電子源はフィラメントで、そのフィラメントは、カソード電極に超音波溶接されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の蛍光発光管のアノード基板の製造方法は、絶縁性を有するアノード基板上にアノード電極を直接形成する工程と、そのアノード電極上にストライプ状蛍光体層を形成し乾燥する工程と、その蛍光体層及びアノード基板上に、アノード電極と交差するように絶縁性を有するセパレーターを形成する工程と、そのセパレーター上にグリッド電極を形成する工程と、アノード基板を焼成する工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜図４により本願発明の実施形態に係るグラフィック蛍光表示管を、図５により本願発明の実施形態に係るグラフィック蛍光表示管の製造方法を説明する。なお各図に共通の部分は、同じ符号を使用している。
【００１２】
図１、図２は、本願発明の第１実施形態に係るグラフィック蛍光表示管の平面図と断面図である。
図１（a）は、図１（ｃ）のＸ２−Ｘ２部分の矢印a方向の平面図、図1（ｂ）は、図１（ｃ）のＸ２−Ｘ２部分の矢印ｂ方向の平面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）及び図１（ｂ）のＸ１−Ｘ１部分の断面図、図２（ａ）は、図１（ｂ）の一部の拡大図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ３−Ｘ３部分の断面図である。
【００１３】
図1、図２において、１１は、ガラス、セラミック等の絶縁材からなるアノード基板、１２は、ガラス、セラミック等の絶縁材からなるフロント基板、１３〜１６は、ガラス、セラミック等の絶縁材からなるサイド板、２１は、ストライプ状のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）やＡｌ等の導電材層からなるアノード電極、２１１は、アノード電極２１のＩＴＯやＡｌ等の導電材層からなる配線部、２２は、アノード電極２１上に形成したストライプ状のＺｎＯ：Ｚｎ等からなる蛍光体層、２３は、ストライプ状の絶縁材からなるセパレーター、２４は、セパレーター２３上に形成したストライプ状のＡｌ等の導電材層からなるグリッド電極、２４１は、グリッド電極２４のＡｌ等の導電材層からなる配線部、３１は、ＷやＷ合金等の芯線に三元炭酸塩等の電子放出物質を被着したカソード用フィラメント（蛍光体励起用電子源）、３２は、Ａｌ等の導電材層からなるカソ−ド電極、３２１は、カソ−ド電極３２のＡｌ等の導電材層からなる配線部、３３は、フィラメント３１の端部を超音波溶接によりカソード電極３２に固着するＡｌ等からなる金属片、３４は、ガラスファイバー、線状導体等からなるフィラメント２１のスペーサーである。
アノード電極２１とグリッド電極２４は、マトリックス状に配置（交差配置又は直交配置を含む）してある。
またアノード基板１１、フロント基板１２、サイド板１３〜１６を、フリットガラス等の封着材を使用して気密に封着、排気して外囲器を構成する。
【００１４】
なお蛍光表示管が、アノード基板１１の外側から蛍光体層２２の発光を観察するタイプの場合には、アノード基板１１は、透明（透光性を有する）のガラスで形成し、アノード電極２１は、ＩＴＯ等の透明導電材で形成するか又はＡｌ等の不透光性材をメッシュ状等の透光構造に形成する。また蛍光表示管が、フロント基板１２の外側から蛍光体層２２の発光を観察するタイプの場合には、フロント基板１２は、透明のガラスで形成する。
【００１５】
アノード電極２１は、アノード基板１１上に直接形成し（即ちアノード基板１１との間に何も介在させずに形成し）、厚さ１０〜３０μｍの蛍光体層２２を形成してある。蛍光体層２２は、フォトリソ法等により形成して乾燥させた状態にあるため、後述するようにセパレーター２３の溶剤をよく吸収する。セパレーター２３は、蛍光体層２２及びアノード基板１１（アノード電極２１とアノード電極２１との間）上に形成してある。
セパレーター２３は、セパレーター形成用の開口部を有するマスクを用い、スクリーン印刷によりフリットガラス（絶縁材料）、ビークル（溶剤）からなる印刷ペーストを１０回印刷して積層形成した。なおビークルには、エチルセルロースをテルピネオールに溶かしたものを用いた。
【００１６】
グリッド電極２４は、セパレーター２３の上に、グリッド電極形成用の開口部を有するマスクを用い、スクリーン印刷により導電材ペーストを２回印刷して形成した。
セパレーター２３とグリッド２４とを合わせた高さは、１００μｍである。
セパレーター２３の１層目は、蛍光体層２２及びアノード基板１１上に直接印刷する。アノード基板１１は、印刷されたセパレーター２３の溶剤をほとんど吸収しないから、セパレーター２３のペーストは、アノード基板１１上を拡がり、いわゆるだれ部２３１を生じる。しかし蛍光体層２２は、印刷ペーストの溶剤を吸収するから（溶剤の吸収層としての機能を有している）、蛍光体層２２上に印刷されたペーストは、だれ部を生じる前に固まってしまう。
ここでだれ部（幅広部）２３１は、セパレーター２３とアノード基板１１の密着力（接着力）を向上させる効果を有している。即ち、蛍光体層２２は、粉体状であるから、蛍光体層２２上に形成されたセパレーター２３の密着力は、それほど高くないが、アノード基板１１上に形成されたセパレーター２３の密着力は高くなる。そのためだれ部２３１は、セパレーター２３とアノード基板１１との密着力を高める効果がある。
【００１７】
本実施形態は、セパレーター形成用開口部幅１００μｍのマスクを用いて、セパレーター２３を形成した。アノード基板１１上のセパレーター２３の１層目のだれ部２３１部分の幅Ｗ１は、１５０μｍであるのに対して、蛍光体層２２上のセパレーター２３の幅Ｗ２は、１００μｍであった。即ち、蛍光体層２２上のセパレーター２３は、だれ部をほとんど生じることなく、マスクの開口部とほぼ同じ幅に形成できた。なおだれ部２３１の印刷ペーストは、アノード基板１１上を蛍光体層２２の縁に沿って拡がるため、蛍光体層２２を覆うことはほとんどない。
【００１８】
セパレーター２３の２層目以降の層は、１層目の印刷と同じマスクを用い、印刷を繰返して形成する。２層目以降は、先に印刷されたセパレーター２３の上に印刷するため、先に印刷された層が印刷ペーストの溶剤を吸収する。したがって２層目以降の層は、マスクの開口部とほぼ同じ幅に形成される。
なおアノード電極２１（蛍光体層２２）の幅Ｗ３は、２６０μｍ、アノ−ド電極２１のピッチ（間隔）Ｗ４は、３０μｍに設定した。
【００１９】
図１は、フィラメント３１をフロント基板１２に取り付ける例について説明したが、アノード電極２１の配線部２１１又はグリッド電極２４の配線部２４１上に絶縁層（図示せず）を形成し、その絶縁層上にカソ−ド電極３２を形成することにより、フィラメントをアノード基板１１に取り付けることもできる。
【００２０】
次に図３により本実施形態のセパレーターの位置ずれについて説明する。
蛍光体層２２の発光部は、ストライプ状蛍光体層２２の内、セパレーター２３とセパレーター２３の間に露出している部分である。したって蛍光体層２２の発光部のサイズは、セパレーター２３の間隔とストライプ状蛍光体層２２の幅Ｗ３により決まる（セルフアライメントとなる）。
【００２１】
セパレーター２３を形成する際、スリーン印刷用マスクの位置がずれ、セパレーター２３が２３´の位置にずれた場合には、蛍光体層２２の発光部は、セパレーター２３´とセパレーター２３´の間に露出している部分になるが、蛍光体層２２は、ストライプ状であるから、セパレーター２３´とセパレーター２３´の間に必ず存在する。即ち、セパレーターの位置が２３の場合（当初予定した基準位置の場合）も、２３´の場合（基準位置よりもずれた場合）も、蛍光体層２２の発光部の面積は同じになり、印刷時のセパレーターの位置ずれは、蛍光表示管の表示品質に影響しない。したがって印刷時のマスクの位置決め精度は、従来の場合よりも緩和され、セパレーターの形成が容易になる。
【００２２】
また本実施形態の場合、蛍光体層２２上のセパレーターには、だれ部が生じないから、従来のようにだれ部により蛍光体層の露出面積、即ち発光面積が縮小することもない。さらに本実施形態の場合、だれ部が生じないから、その分セパレーターの間隔を狭くすることができ、したがってより高精細の表示が可能になる。
【００２３】
図４は、本願発明の第２実施形態に係るグラフィック蛍光表示管のアノード基板の一部の平面図と断面図で、図４（ａ）は、平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ４−Ｘ４部分の断面図である。
【００２４】
図４の例は、アノード電極２１上にドット状蛍光体層２２´を形成し、そのドット状蛍光体層２２´及びアノード基板１１上にセパレーター２３を形成してある。セパレーター２３は、その幅方向の底部の両側の縁部（底部のアノード電極２１と交差する方向の両側の縁部）２３２ａ、２３２ｂが隣接するドット状蛍光体層２２´上に載るように形成してある。このドット状蛍光体層２２´は、アノード電極２１の長手方向において本来必要な長さよりも大きく形成してある。即ち本来の発光ドットとして必要な面積よりも大きく形成してある。
ここで蛍光体層をドット状等ストライプ状以外の形状にして、アノード電極２１の一部が露出するように形成すると（蛍光体に覆われない部分を形成すると）、その露出したアノ−電極２１上のセパレーター２３は密着力が高いから、だれ部２３１と相俟って、セパレーター２３とアノード基板１１との密着力をさらに高めることができる。
【００２５】
この場合、セパレーター２３の間隔Ｗ６とドット状蛍光体層２２´のアノード電極２１の長手方向の長さＷ５は、Ｗ６＜Ｗ５となり、セパレーター２３の幅Ｗ２とドット状蛍光体層２２´の間隔Ｗ７は、Ｗ７＜Ｗ２となるように設定する。このように設定すれば、セパレーター２３の位置が図４（ｂ）の２３´の位置（グリッド電極２４は２４´の位置）にずれた場合にも、隣接する各セパレーター２３´の少なくとも１部は、同一のドット状蛍光体層２２´上に形成される。したがってこの場合には、隣接する各セパレーター２３´の間の全面に蛍光体層２２´が必ず存在するから、従来のように蛍光体層２２´の発光面積が減少することはない。
【００２６】
なおこの場合、セパレーター２３の位置ずれの許容範囲は、多角形や矩形等のドット状蛍光体層２２´の間隔Ｗ７により決まるから、蛍光体層がストライプ状の場合よりも小さくなるが、従来のドット状蛍光体層の場合よりも大きくなる。また蛍光体層がドット状の場合、蛍光体の使用量は、蛍光体層がストライプ状の場合よりも少なくて済むから経済的である。
なお前記第１実施形態のストライプ状の蛍光体層は、開口を有するストライプ状（梯子状）、即ち第２実施形態のドット状蛍光体を梯子状につなげた構造のものであってもよい。
またアノード基板は、ガラス等のようにセパレーターの溶剤を吸収しない絶縁材料からなるものの外、表面に溶剤を吸収しない絶縁材料を被着形成した金属基板、或いは溶剤の吸収性のある絶縁材料からなる基板の表面に溶剤を吸収しない絶縁材料を被着形成したものであってもよい。
【００２７】
図５は、本願発明の実施形態に係るアノード基板の製造工程を示す図である。ガラス、セラミック等からなるアノード基板に、スクリーン印刷法、スパッタリング法等によりアルミニウム、ＩＴＯ等の導電材からなるストライプ状のアノ−ド電極を形成し（工程ａ）、乾燥する（工程ｂ）。なおスパッタリング法により、アノード電極を形成する場合には、工程ｂは不要である。アノード電極上に厚膜フォトリソ法等によりストライプ状の蛍光体層を形成し（工程ｃ）、乾燥する（工程ｄ）。蛍光体層及びアノード基板上に、スクリーン印刷法、ディスペンサー法、インクジェット法等により、セパレーターを積層形成し（工程ｅ）、乾燥する（工程f）。なおセパレーターの形成は、１層毎に工程ｆの乾燥を繰返す。セパレーター上に、スクリーン印刷法、ディスペンサー法、インクジェット法等により、アルミニウム等の導電材からなるグリッドを形成し（工程ｇ）、乾燥する（工程ｈ）。そして、大気中で焼成する（工程ｉ）。
【００２８】
前記各実施形態の電子源は、熱電子源用フィラメントを用いた例について説明したが、電界電子放出型カソード（ＦＥＣ）を用いることもできる。
前記各実施形態は、グラフィック蛍光表示管について説明したが、蛍光表示管の原理を応用したプリンター用蛍光発光管、平面ＣＲＴ等の蛍光発光管であってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本願発明のセパレーターは、仮にセパレーターの位置がずれても、セパレーターとセパレーターの間には、必ず蛍光体層が存在する。したがって本願発明の蛍光体層の発光部の面積は、セパレーターの位置がずれても常に一定に形成できる。即ちセパレーターの位置ずれにより、従来のように表示品質が低下することはなく、かつセパレーターの形成が簡単になる。またセパレーターの形成には、従来のように高精度の位置合わせ性能を備えた装置が必要でない。
【００３０】
本願発明の蛍光体層の発光部は、セパレーターの間隔により規定されるから、蛍光体層は、従来のドット状蛍光体層のように、個々の蛍光体層の位置やサイズを正確に、かつセパレーターがドット状蛍光体層を覆うことのないように細心の注意はらって形成する必要がない。したがってセパレーターや蛍光体層の形成が簡単になる。
本願発明のセパレーターは、蛍光体層の部分においてだれ部を生じないから、間隔を狭くすることができ、表示をより高精細化できる。
【００３１】
本願発明のフィラメントは、従来の複雑な形状の立体的構造のアンカーやサポーター等を使用することなく、カソード電極に超音波溶接により固着するから、フィラメントの保持手段は薄くなり、蛍光発光管を薄くすることができる。またフィラメントの保持手段は、安価になり、かつフィラメントの固着作業は、簡単になる。したがって本願発明は、前記のようにセパレーターの形成が簡単になることと相俟って蛍光発光管を簡単に、安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１実施形態に係るグラフィック蛍光表示管の平面図と断面図である。
【図２】図１の一部の拡大図である。
【図３】図１のセパレーターの位置ずれの影響を説明するための図である。
【図４】本願発明の第２実施形態に係るグラフィック蛍光表示管のアノード基板の一部の平面図と断面図である。
【図５】本願発明の実施形態に係るグラフィック蛍光表示管のアノード基板の製造工程を示す図である。
【図６】従来のグラフィック型蛍光表示管の平面図と断面図である。
【図７】図６のセパレーターの位置ずれの影響を説明するための図である。
【符号の説明】
１１    アノード基板
１２    フロント基板
１３〜１６    サイド板
２１    アノード電極
２２，２２´    蛍光体層
２３，２３´    セパレーター
２４，２４´    グリッド電極
３１    フィラメント
３２    カソード電極
３３    金属片
３４    スペーサー
【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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