JPH063715B2 - 蛍光表示管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、オーディオ機器やＶＴＲや電子レンジ等の家
電製品のディスプレイにすでに多く使用されている蛍光
表示管に係わるものである。

近年になって蛍光表示管は、前記家電製品以外にも使用
されるようになってきている。その一つに車載用とし
て、車のインストルメントパネルのスピードメータやタ
コメータ、オイルゲージ等の表示に使用されている。

車載用の前記各種メータ類の表示装置としては、従来か
ら行なわれている、ダッシュボードに設けられたインス
トルメントパネルに蛍光表示管を配設して直接に表示管
の表示を観察する直視式ディスプレイ装置と、最近ドラ
イバーがメーター類の情報を見るのにフロントガラスか
ら目をそらさなくても運転情報が見えるように、ダッシ
ュボード内に設けた蛍光表示管の発光表示をフロントガ
ラスによって反射させ、フロントガラスの前方視野内に
結像させるようにした表示装置が研究されており、（特
開昭57-182541号等で公知である）これをヘッドアップ
ディスプレイ装置と呼ばれている。

本発明は、前記直視式ディスプレイ装置にも使用できる
が、特に前記ヘッドアップディスプレイ装置にも使用で
きる高輝度の発光が可能な蛍光表示管に関するものであ
る。

〔従来技術〕

ヘッドアップディスプレイ装置は、前述のようにダッシ
ュボード内に取付けた蛍光表示管のの発光表示をフロン
トガラスで反射させ、フロントガラスの前方視野内に結
像させるので、従来の直視式ディスプレイ装置より輝度
が高くないと車外光が明るい昼間の時間では視認性が低
下することが知られている。

そのためにヘッドアップディスプレイ装置に使用する蛍
光表示管は、従来の発光輝度より高輝度化が要求されて
いる。

従来の蛍光表示管の多くは、ガラス基板上に導電物資に
より配線パターン及び陽極導体を形成し、この陽極導体
上に蛍光体層を被着させて陽極を形成していた。この陽
極の上方にメッシュ状のグリッドとさらに上方にフィラ
メント状陰極を張設した構造であり、フィラメント状陰
極から放出された電子がメッシュ状グリッドにより加速
・制御されて蛍光体層に射突して蛍光体層を発光させる
構造であった。したがって、陽極における発光はメッシ
ユグリッドを通し、透明な前面板を通して観察していた
ために、メッシュグリッドが発光輝度を低下させる要因
の一つとなっていた。

そこで従来では第４図に示すようなメッシュグリッドの
ない平行グリッド構造の蛍光表示管が考案されていた。
この構造は、ガラス基板１上にAgペーストを厚膜印刷法
で被着させて、配線導体２を配設する。さらに配線導体
２上に（スルホール３を有する絶縁層４を厚膜印刷法で
形成する。そして前記スルーホール３を介して電気的に
接続する陽極導体５、および平面グリッド６を導電性を
有する黒鉛ペーストを使用して厚膜印刷法で同一高さに
配設していた。前記陽極導体５上には蛍光体層７が被着
形成される。前記陽極導体５と蛍光体層７が陽極８を構
成し、この陽極８の上方にフィラメント状陰極１０が張
設される。このように従来の平面グリッドタイプの蛍光
表示管は、厚膜印刷法による積層構造であったので陽極
導体５と平面グリッドの間に0.2mm以上のギャップを設
けないと陽極導体及び平面グリッドを形成するペースト
のダレや厚膜印刷精度等で陽極導体５と平面グリッド６
が短絡する可能性があった。また、グリッド６の幅を印
刷法の精度及びグリッドの作用させるのに最低限必要な
幅として0.5mm、陽極導体５の端から蛍光体層７までの
ギャップを0.2mm取ると、隣接セグメントとの蛍光体パ
ターン間には1.0mm以上のギャップＳを必要とした。し
たがってセグメント間のギャップＳが広くなり表示する
数字が切れて見え美感に欠けていた。

さらにまたグリッドが蛍光体層７の表面より低い位置に
あるためにグリッドの作用が充分に発揮しなく発光させ
ない隣接セグメントに対応するグリッドのマイナス電界
の影響で発光セグメントの一部が発光しなくなるという
字欠け現象が起きる可能性もあった。

そこで、厚膜印刷法の問題点を解説するために第３図に
示すようなガラス基板１上に配線導体12および陽極導体
15および平面グリッド16を金属薄膜で形成し、前記陽極
導体15上に蛍光体層７を被着した金属薄膜パターンの蛍
光表示管が特開昭60-59639号で公知である。

この蛍光表示管は、金属薄膜をエッチング加工でパター
ン化するので、セグメント間のギヤップも小さくするこ
とが可能であるが、グリッドの位置は改善されず蛍光体
層７より低い位置にある為に隣接の非発光セグメントに
対応するマイナス電界の影響により字欠け現象起きてし
まう問題点と、セグメント発光が金属薄膜の平面グリッ
ドの表面で反射して表示が二重に出来てしまい、美感に
欠ける等の問題点があった。さらに外光を金属薄膜面で
反射させてしまうので、表面セグメントとバックとのコ
ントラストが悪く視認性に劣るという問題点もあった。

〔発明の目的〕

本発明は、前述した問題点を除去し、セグメント間のギ
ャップが小さくても、字欠け現象が生じなく、高輝度が
表記品位に優れ、視認性のよい平面グリッドタイプの蛍
光表示管を提供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

前述の目的を達成するために本発明は、絶縁性を有する
ガラス基板上に蛍光体を被着した陽極と、陽極の周縁の
同一基板上に配設されたグリッドと、陽極の上方に張設
されたフィラメント状陰極を有する蛍光表示管におい
て、前記グリッドは、基板上に配設された金属薄膜部と
その上の陽極の周囲に近接して配設された絶縁層部と、
さらにその上に配設された導電層部から構成され、前記
陽極周縁の金属薄膜部は露出され、前記金属薄膜部と導
電層部は、絶縁層部に設けられたスルーホール等の手段
で電気的に接続していることを特徴とする。

〔発明の作用〕

本発明のグリット構造はベースとなる金属薄膜部をエッ
チング加工手段で形成するためにセグメント間にギャッ
プを小さく形成できるので表示する数字や文字等が連続
して見える作用を有する。また絶縁層部の上面に導電層
部を設けたので該導電層部は蛍光体層の表面より高く、
すなわち蛍光体層より陰極側に平面グリッドが位置する
ためにグリッドの作用も充分に働く。さら金属薄膜部は
陽極の周絶部のみを残して絶縁層及び黒色の導電層部で
覆ったので陽極での発光を反射する作用はなくなった。

〔実施例〕 以下本発明の蛍光表示管の一実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図は、本発明の要部の平面図であり、第２図は、第
１図のＡ−Ａ線における断面図である。

１は、絶縁性基板であり、具体的にはガラス基板が多く
使用されている。この絶縁性基板１上にスパッタリング
法や蒸着法により金属薄膜を全面に被着させる。金属は
薄膜で良導電性を有する金属であれば使用できるが本実
施例ではアルミニウムを使用した。このアルミニウム薄
膜をエッチング加工手段で陽極導体15、配線導体12、グ
リッド９を構成する金属薄膜16を前記陽極導体15の周囲
に近接させて設け、さらに配線導体12に連続した外部リ
ード用端子12aとを基板１上にパターン化して配設す
る。

次にフリットガラス等の絶縁材料の感光材を加えたペー
ストを前記パターン化した基板１上に厚膜印刷法で基板
全面に被着した後、マスクを通して光（紫外線）を照射
し、光硬化させる。

次に現像を行い硬化していない絶縁層部分を除去する。
このような厚膜フォトリソグラフィ法の手段で陽極導体
15および陽極導体15周縁の金属薄膜部16a及びスルーホ
ール部13、外部リード用端子12a上の絶縁材料を除去し
てアルミニウム薄膜パターンを露出させる。それ以外の
部分は絶縁層部14が形成される。この厚膜フォトリソグ
ラフィ法は精度よく厚膜をパターン形成することができ
るので露出した陽極導体15周縁の金属薄膜部16aを0.1〜
0.2mmと狭く形成することが可能となる。

絶縁層14を形成した基板は、酸化雰囲気中で450〜550℃
で焼成して絶縁層を固着する。

また、前記絶縁層部14は、絶縁性を向上させる為と後述
の導電層部17の位置を高くする為に焼成後２層目の絶縁
層を同様の厚膜フォトリソグラフィの手法で形成させる
場合もある。

次に、前記スルーホール部13にAgを主成分とした導電ペ
ースト材を厚膜印刷法で埋めこみ金属薄膜部16aと電気
的に接続させる。

次に前記陽極導体15上に蛍光体層７をフォトリソグラフ
ィ法、厚膜印刷法、電着法等の周知の被着手段で形成さ
せ、前述の陽極導体15と蛍光体層７で陽極８を構成す
る。

次に前記絶縁層14上に導電ペースト例えば黒鉛ペースト
を厚膜印刷法で被着させグリッド９の導電層部17を形成
する。この導電層部17は、絶縁層部14の全面に配設して
もよいし、第１図に示すように陽極８の周囲すなわち日
文字セグメントの外周及び内側に形成するだけでもよ
い。このようにグリッドの導電層部17を部分的に配設す
ることによりグリッドの無効電流を少なくすることが可
能となる。

最後に基板の外周に、全面容器部を封着するためのフリ
ットガラスを主成分とする封着材を厚膜印刷法で被着し
た後450〜550℃の酸化雰囲気中で焼成して、陽極基板が
完成する。この陽極基板上方にフィラメント状陰極10を
張設し、図示しない箱形の容器部を封着した後、容器内
を排気して蛍光表示管が完成する。

以上のような製造方法で本発明の蛍光表示管の陽極基板
が形成されるので、基板１上に金属薄膜による陽極導体
15とその表面の周縁から0.1〜0.2mm内側に蛍光体層７が
配設されて陽極８を構成している。そして第１図に示す
ように陽極８が日文字状に配設されているので日文字セ
グメントと称する。

前記陽極８の周囲には、金属薄膜部16と絶縁層部14と導
電層部17からなる積層構造のグリッド９が配設され、金
属薄膜部16は、前記陽極８の周囲に位置する部分16aを
露出させグリッドとして作用させる。したがって、隣接
するセグメント間も金属薄膜部16aが露出されグリッド
作用をする。すなわち陽極周囲に露出した基板の上面に
電子がチャージアップして陽極へ入射する電子線を阻害
して字欠け現象が生じるのを防止している。さらに金属
薄膜部16上の絶縁層部14を介して導電層部17が金属薄膜
部16とスルーホール接続して配設されている。また導電
層部17は厚膜印刷法で導電ペーストを被着させるので印
刷精度や、ペーストのダレ等から多少のギャップ、（例
えば0.2mm）を設けて配設される。したがって前記絶縁
層14が一部露出してしまうが、この露出した絶縁層14の
上下にはグリッド９の導電層部17と金属薄膜部16が露出
しているので両グリッドの電界により絶縁層14の露出部
や基板１の露出部に電子がチャージしても悪影響がなく
なる。しかして、絶縁層14が露出していても、チャージ
した電子の電界による字欠け現象を防ぐ作用がある。

さらに導電層部17は、蛍光体層７より高い位置、すなわ
ち陰極側に位置しているので従来に比較してグリッド作
用が有効に作用し、字欠け現象を完全に防ぐ作用があ
る。

本発明は日文字セグメントの実施例について説明した
が、その他の形状のセグメントについても同様に実施で
きるものである。

〔発明の効果〕

本発明の蛍光表示管は、以上説明したようにメッシュ状
グリッドの代わりに基板上に金属薄膜部16、絶縁層部1
4、導電層部17の３層構造の平面グリッドを配設したの
で次のような効果がある。

(1) 第５図は、従来のグリッドメッシュを有する蛍光
表示管と本発明の平面グリッドタイプの蛍光表示管を同
じ駆動条件、すなわち陰極電圧1.9V AC、陽極電圧36V、
グリッド電圧を20Vを印加して、85℃の高温中で、500時
間発光させたときの輝度と連続点灯時間との関係を示し
たものである。

尚、本テストを85℃の高温中で点灯させた理由は、車の
ダッシュボードは、エンジンにも近く夏などは高い温度
になることも考えられるので85℃の高温で行なったが、
常温で同様のテストを行うとさらに寿命は延びることが
すでに知られている。

蛍光表示管の初期輝度は、従来品が2500fLに対し本発明
品は3600fLであり、44％も輝度が上った。そして連続点
灯したライフテストの結果、従来品は、170時間位で200
0fLに下り、その後は次第に輝度が下り、500時間では16
00fL、となり、1000時間では1300fL、と下ってくる。本
発明品の輝度は、平面グリッドとしたことにより、300
時間で2900fL、500時間で2800fL、1000時間でも2600fL
であり、1000時間高温寿命試験後でも2000fL以上の値で
あった。このことはヘッドアップディスプレイでは2000
fL以上の輝度が必要であるという要求を充分に満足でき
る値であり、ヘッドアップディスプレイ用表示素子とし
て本発明の蛍光表示管は、充分使用でき、視認性に優れ
た表示素子となるものである。

(2) 陽極導体のパターン及びグリッドのベースとなる
金属膜部のパターンを金属薄膜をエッチング処理でパタ
ーンとしたので、隣接セグメント間のギャップ（ブリッ
ジと称する）にグリップを設けてもその幅を0.5mm以下
にすることが可能となった。したがって表示する文字や
数字が連続しているように観察でき表示品位を向上させ
る効果を有する。

(3) グリッドの構成を三層構造とし、陽極周縁の金属
薄膜部と蛍光対層の位置より高い導電層部の両方によっ
てグリッド作用を行うので、字欠け現象を完全に防止す
るという効果を有する。

(4) 金属薄膜部を絶縁層及び黒色導電層部で覆ったの
で、発光表示が金属薄膜部で反射して二重像が出来るこ
とが防止され、視認性が向上するという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の蛍光表示管の要部の平面図、第２図
は、第１図Ａ−Ａ線における断面図、第３図、第４図
は、従来の平面グリッドタイプの蛍光表示管の断面図、
第５図は、本発明と従来の蛍光表示管の輝度と連続点灯
時間との関係を示すグラフである。 １……基板 ７……蛍光体 ８……陽極 ９……グリッド 10……フィラメント状陰極 13……スルーホール 14……絶縁層部 15……陽極導体 16……金属薄膜部 17……導電層部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−94877（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−67564（ＪＰ，Ａ) 実公 昭54−21973（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性基板上に蛍光体を被着した陽極と、
   前記陽極の近傍の基板上に配設されたグリッドと、前記
   陽極の上方に張設されたフイラメント状陰極を有する蛍
   光表示管において、前記グリッドは、基板上の陽極の周
   囲に近接して配設された金属薄膜部と、前記金属薄膜部
   の陽極側周縁部を露出させるように積層させた絶縁層部
   と、前記絶縁層部上で前記金属薄膜部と電気的接続する
   ように積層配設した導電層部から構成されることを特徴
   とする蛍光表示管。
2. 【請求項２】前記金属薄膜部と導電層部の電気的接続が
   絶縁層部に設けられたスルーホールにより接続している
   特許請求の範囲第１項記載の蛍光表示管。
3. 【請求項３】前記導電層部は陽極より突設されている特
   許請求の範囲第１項記載の蛍光表示管。