JPH10116575A - 平面型表示装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 線状陰極を狭ピッチ化して平面型表示装置を
薄型化すると共に、線状陰極の取り付けが容易で生産タ
クトを短縮できる平面型表示装置の提供。 【解決手段】 電子を放出する線状陰極部Ａと、多数の
小領域に分割されて前記線状陰極部Ａに対向して配置さ
れ、前記放出された電子を前記各小領域毎に電子ビーム
に絞る絞り電極と、各電子ビームに画像信号に基づく強
弱を付ける信号電極と、各電子ビームをＸ−Ｙ方向に走
査し全体として一つの画像を構成する走査電極とを有す
る電極群と、前記走査電子ビームを受けて一つの画像を
形成する蛍光板とを真空容器内に備えた平面型表示装置
において、線状陰極部Ａが、張力を加えた状態の複数本
の線状陰極１の両端をワイヤボンディング６ｂにより電
極４、５に固定して構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＶ受像機やコン
ピュータの端末ディスプレイ等に用いられる平面型表示
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、蛍光面を多数の小領域に分割し、
分割された小領域毎に電子ビーム走査を行い、全体とし
て一つの画像を映出させる平面型表示装置が提唱されて
いる。

【０００３】この種の平面型表示装置は、例えば、特開
平４−１６０７４１号公報、特開平４−１７４９４８号
公報、特開平４−２４９０２９号公報等に開示されてい
る。

【０００４】この種の平面型表示装置の従来例を図６、
図７に基づいて説明する。

【０００５】図６、図７において、平面型表示装置の構
成を背面側から説明すると、基本的には、ガラス平板か
らなり真空容器を構成する背面容器２１と、電子ビーム
を放出する線状陰極２５を保持する電極支持枠２３と、
多数の小領域２９に分割されて前記電極支持枠２３に対
向して配置され、前記放出された電子を前記各小領域毎
に電子ビームに絞る絞り電極２２ａと、前記絞られた各
電子ビームに画像信号に基づく強弱を付ける信号電極２
２ｂと、前記強弱を付けられた各電子ビームをＸ−Ｙ方
向に走査し全体として一つの画像を構成する走査電極２
２ｃとを有する電極群２２と、前記電極群２２からの走
査電子ビームを受けて画像を形成するスクリーン板２６
と、前記電極支持枠２３と、電極群２２と、スクリーン
板２６とを覆うと共に、開口端縁２７ａを、前記背面容
器２１の周縁部に設けられたフリットガラス層２８に気
密に封着されて真空容器を構成する前面ガラス容器２７
とからなる。

【０００６】そして、電極支持枠２３は、背面容器２１
に設けられた固定台２４上に位置して電子を放出する線
状陰極２５を所定間隔で所定位置に架設して絶縁支持す
る。

【０００７】線状陰極２５は、タングステン線上に酸化
物を付着したものであり熱電子を出すために通電加熱さ
れた状態で負電圧を印加される。そして、張力を加えた
状態で分離架設する必要があるので、図７に示すよう
に、電極支持枠２３の両端位置に設けた板バネ３０に各
線状陰極２５を張力を加えた状態で１本ずつスポット溶
接する。又、図示していないが、電極支持枠２３の背面
には前記熱電子のビームを前記電極群２２を通して前記
スクリーン板２６に到達させるための電界を加える背面
電極がある。この背面電極は、電子ビームを走査線毎に
順番に発生させるために、走査線に沿って並んだ線電極
からなり、並んだ順に電圧を印加される。

【０００８】尚、電極群２２の絞り電極２２ａと信号電
極２２ｂと走査電極２２ｃ等の構造は、目的に合わせて
種々の構造が採用できるが、原理的には、電子ビームを
絞る絞り電極２２ａには所定位置に電子ビームを通過さ
せる孔があり、これらの孔の周囲に電子ビームを絞る負
電位を加える構成である。電子ビームに画像信号に基づ
く強弱を付ける信号電極２２ｂには所定位置に電子ビー
ムを通過させる孔を設けこれらの孔の周囲の電位を画像
信号に基づいて電子ビームに強弱を付ける電位にする構
成である。電子ビームをＸ−Ｙ方向に走査する走査電極
２２ｃはＸ方向、Ｙ方向に走査する電極板がそれぞれ櫛
の歯状の２枚で構成され、２枚の櫛の歯を走査方向にず
らせて電子ビームを挟むようにし、正負の電位を交互に
加えて電子ビームをＸ−Ｙ方向に走査する。通常、電極
群２２の材質にはガラスに熱膨張係数を合わせた合金で
あるインバーが使用され、ガラスからなる絶縁層を挟ん
だ状態でのヒートプロセス加工により積層配置される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
の構成では、隣接する線状陰極２５間のピッチを小さく
しようとしても、そのピッチは、線状陰極２５を張力を
加えた状態で保持する板バネ３０の物理的な大きさによ
って制限される。そのために、線状陰極２５の本数を増
やして、夫々の電子ビームが走査すべき小領域を狭くす
ることが制限され、結果的に、小領域を狭くすることに
より走査角度を一定に維持して薄型化できる限界が制限
されるという問題がある。

【００１０】又、張力を加えた状態で、線状陰極２５を
板バネ３０にスポット溶接する工程において、線状陰極
２５を小さな板バネ３０の更に小さな先端部３０ａにピ
ンポイント位置決めする制御が困難で時間がかかり、タ
クトを短縮できないという問題がある。

【００１１】本発明は、線状陰極を狭ピッチ化し小領域
を狭くし平面型表示装置を薄型化することを可能にし、
且つ、線状陰極の取り付けが容易で生産工程のタクトを
短縮できる平面型表示装置の提供を課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願第１発明の平面型表
示装置は、上記の課題を解決するために、電子を放出す
る線状陰極部と、多数の小領域に分割されて前記線状陰
極部に対向して配置され、前記放出された電子を前記各
小領域毎に電子ビームに絞る絞り電極と、前記絞られた
各電子ビームに画像信号に基づく強弱を付ける信号電極
と、前記強弱を付けられた各電子ビームをＸ−Ｙ方向に
走査し全体として一つの画像を構成する走査電極とを有
する電極群と、前記電極群から出る走査電子ビームを受
けて一つの画像を形成する蛍光板とを真空容器内に備え
た平面型表示装置において、前記線状陰極部が、張力を
加えた状態の複数本の線状陰極の両端をワイヤボンディ
ングにより電極に固定して構成されていることを特徴と
する。

【００１３】上記により、本願第１発明は、線状陰極部
を、張力を加えた状態の複数の線状陰極の両端をワイヤ
ボンディングにより電極に固定して構成するので、線状
陰極を平坦な電極上に位置決めしてワイヤボンディング
することになり、従来例における、線状陰極を小さな板
バネの更に小さな先端部にピンポイント位置決めすると
いう困難な制御が不要になり、生産性が向上する。

【００１４】本願第２発明の平面型表示装置は、上記の
課題を解決するために、電子を放出する線状陰極部と、
多数の小領域に分割されて前記線状陰極部に対向して配
置され、前記放出された電子を前記各小領域毎に電子ビ
ームに絞る絞り電極と、前記絞られた各電子ビームに画
像信号に基づく強弱を付ける信号電極と、前記強弱を付
けられた各電子ビームをＸ−Ｙ方向に走査し全体として
一つの画像を構成する走査電極とを有する電極群と、前
記電極群から出る走査電子ビームを受けて一つの画像を
形成する蛍光板とを真空容器内に備えた平面型表示装置
において、前記線状陰極部が、張力を加えた状態の線状
陰極の両端を絶縁物又は／及び導電物の溶射により固定
して構成されていることを特徴とする。

【００１５】上記により、本願第２発明は、線状陰極部
を、張力を加えた状態の複数の線状陰極の両端を絶縁物
又は／及び導電物の溶射により固定して構成するので、
線状陰極を平坦な電極上に位置決めして絶縁物又は／及
び導電物の溶射することになり、従来例における、線状
陰極を小さな板バネの更に小さな先端部にピンポイント
位置決めするという困難な制御が不要になり、生産性が
向上する。

【００１６】又、本願第２発明の平面型表示装置は、上
記の課題を解決するために、線状陰極部は、複数の線状
陰極の両端を絶縁物の溶射により絶縁物上に固定し、固
定された複数の線状陰極を導電物の溶射によりグループ
分けして共通電位化することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の平面型表示装置の特徴
は、平面型表示装置の線状陰極部を構成する線状陰極の
両端を固定する手段にあり、この特徴を示す第１の実施
の形態を図１〜図４に基づいて説明する。

【００１８】図１において、線状陰極１はタングステン
線上に酸化物を付着したものである。２、２、２ａ、２
ａは矩形型に溶接された金属フレームで、対向する金属
フレーム２、２の上には絶縁物層３、３を形成する。対
向する絶縁物層３、３の上には線状陰極１を取り付ける
金属パターン４、４、５、５を印刷焼成によって形成す
る。

【００１９】図１〜図４において、線状陰極１を金属パ
ターン４、５に取り付ける場合には、先ず、図４に示す
整列治具１１を使用して、線状陰極１を金属フレーム２
の金属パターン４、４、５、５上に張力を加えながら位
置決めする。整列治具１１は、回転軸１３を有する角柱
形状をしており、角柱形状の各面に複数の金属フレーム
保持穴１２が設けられている。角柱形状の各稜線部分に
は、タングステン線からなる線状陰極１を所定ピッチで
位置決めするガイド溝１４が設けられている。

【００２０】金属フレーム２を各金属フレーム保持穴１
２に取り付け、回転軸１３をｗ方向に回転させながら線
状陰極１のピッチに合わせて整列治具１１を回転軸１３
方向に移動させて、ワイヤボビン１ａに巻かれた線状陰
極１をダンサーロール１ｂを介して所定張力を加えなが
らガイド溝１４に合わせて整列治具１１に巻き取る。

【００２１】この状態で、各金属フレーム２の上では、
図２に示すように、各金属パターン４、５の上に線状陰
極１が位置決めされている。

【００２２】図２において、線状陰極１を所定張力を加
えながらガイド溝１４に合わせて巻き取った整列治具１
１を、ワイヤボンディング装置に取り付け、線状陰極１
が位置決めされた金属フレーム２の金属パターン４、５
の上に、ワイヤボンディングヘッド７を位置決めし、金
属ワイヤ６の先端に作った金属ボール６ａを、図３に示
すように、ワイヤボンディングする。図３において、ワ
イヤボンディングされたバンプ６ｂが金属パターン４、
５に接合し、金属パターン４、５に接合したバンプ６ｂ
と線状陰極１間の接触摩擦力によって線状陰極１が保持
される。この場合、ボンド加圧力×超音波発振パワー×
超音波発振時間で決まるボンディングパワーを大きくす
ると、金属パターン４、５の加熱は不要になる。

【００２３】本実施の形態では、線状陰極１は直径５０
μｍのタングステン線を使用し、酸化物層３はＡｌ₂ ０
₃ 等で形成し、金属パターン４、５はＡｕ等を印刷焼成
によって形成した。図４に示す整列治具を使用し、２０
ｇｆの張力を加えながら、０．５ｍｍの所定ピッチで３
００本を整列させ、線状陰極１の両端を金属フレーム２
の対向する絶縁物層３、３上に設けられて対向する金属
パターン４、５の上に図２に示すように重ねて位置決め
し、図３に示すように、線状陰極１を含んだ状態で金属
ワイヤ６の金属ボール６ａを金属パターン４、５の上に
ワイヤボンィングする。ワイヤボンディングには直径３
５μｍの金線を用い、ボンディング条件は、ボンド加圧
力＝２２０ｇｆ、超音波発振パワー＝８００ｍＷ、超音
波発振時間＝３００ｍｓｅｃで行った。この場合、ボン
ド加圧力×超音波発振パワー×超音波発振時間で決まる
ボンディングパワーが大きく、金属パターン４、５の加
熱は不要であった。金属パターン４、５やバンプ６ｂと
線状陰極１との間の接触摩擦力は、金属パターン４、５
やバンプ６ｂと線状陰極１との間の接触面積にほぼ比例
するので、ワイヤボンディングの回数を増やせば保持力
が増大する。引張試験を行うと、バンプ数１の場合の保
持力＝約６０ｇｆ、バンプ数２の場合の保持力＝約１１
０ｇｆである。図３の８は、ワイヤボンディングの際
に、キャピラリーが線状陰極１に付けた打痕で、この打
痕があると、この部分へのバンプ６ｂの食い込みがあ
り、金属パターン４、５やバンプ６ｂと線状陰極１との
間の接触摩擦力以上の保持力が発生する。

【００２４】本発明の第２の実施の形態を図５に基づい
て説明する。

【００２５】図５において、線状陰極１はタングステン
線上に酸化物を付着したものである。２、２、２ａ、２
ａは矩形型に溶接された金属フレームで、対向する金属
フレーム２、２の上には絶縁物層３、３を形成する。

【００２６】図５において、第１の実施の形態の場合と
同様にして整列治具１１を使用し、必要本数の線状陰極
１を張力を加えながら所定ピッチで整列させ、各線状陰
極１の両端を対向する絶縁物層３、３上に位置決めし、
位置決めした上に、プラズマ溶射ガンとマスクを用いて
Ａｌ₂ Ｏ₃ を溶射して、絶縁物層３上に線状陰極１を固
定する保持用Ａｌ₂ Ｏ₃ 条９を形成する。保持用Ａｌ₂
Ｏ₃ 条９の線状陰極１の保持力は、絶縁物層３や保持用
Ａｌ₂ Ｏ₃ 条９と線状陰極１との接触面積にほぼ比例す
るので、保持用Ａｌ₂ Ｏ₃ 条９の幅が広いほど保持力は
大きくなる。

【００２７】保持用Ａｌ₂ Ｏ₃ 条９の幅が３ｍｍ、厚み
が０．１ｍｍの場合に約１５０ｇｆの引張試験結果が得
られた。

【００２８】次いで、複数の線状陰極１を１本おきに共
通電位化するために、保持用Ａｌ₂Ｏ₃ 条９の両外側の
絶縁物層３、３上に、導電物、例えば、Ｎｉをアーク溶
射してＮｉ条電極１０を形成する。そして、片側の絶縁
物層３上で、保持用Ａｌ₂ Ｏ₃ 条９とＮｉ条電極１０と
の間で、共通電位化しない線状陰極１を切断し、切断し
た線状陰極１は、反対側の絶縁物層３上で前記と同様に
して共通電位化する。

【００２９】

【発明の効果】本願第１発明の平面型表示装置は、線状
陰極部を、張力を加えた状態の複数本の線状陰極の両端
をワイヤボンディングにより電極に固定して構成するの
で、線状陰極を平坦な電極上に位置決めしてワイヤボン
ディングすることになり、従来例における、線状陰極を
小さな板バネの更に小さな先端部にピンポイント位置決
めするという困難な制御が不要になり、生産性が向上す
るという効果が得られる。 本願第２発明の平面型表示
装置は、線状陰極部を、張力を加えた状態の線状陰極の
両端を絶縁物又は／及び導電物の溶射により固定して構
成するので、線状陰極を平坦な電極上に位置決めして絶
縁物又は／及び導電物の溶射することになり、従来例に
おける、線状陰極を小さな板バネの更に小さな先端部に
ピンポイント位置決めするという困難な制御が不要にな
り、生産性が向上するという効果が得られる。

【００３０】又、本願第２発明の平面型表示装置は、線
状陰極部は、複数の線状陰極の両端を絶縁物の溶射によ
り絶縁物上に固定し、固定された複数の線状陰極を導電
物の溶射によりグループ分けして共通電位化することが
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態でワイヤボンディン
グにより電極に取り付けられた線状陰極の構成を示す斜
視図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態におけるワイヤボン
ディングヘッドの位置決めを示す側面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態におけるワイヤボン
ディンによる線状陰極の取り付け状態を示し、（ａ）は
正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態における線状陰極の
整列治具の斜視図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態で溶射により電極に
取り付けられた線状陰極の構成を示す斜視図である。

【図６】従来例の平面方表示装置の構成を示す分解斜視
図である。

【図７】従来例の線状陰極の取り付け部分の構成を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１ 線状陰極 ２ 金属フレーム ２ａ 金属フレーム ３ 絶縁物層 ４ 金属パターン ５ 金属パターン ６ 金属ワイヤ ６ａ 金属ボール ７ ワイヤボンディングヘッド ９ 保持用Ａｌ₂ Ｏ₃ 条 １０ Ｎｉ条電極 １１ 整列治具 １２ 金属フレーム保持穴 １３ 回転軸 １４ ガイド溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤代 憲二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子を放出する線状陰極部と、多数の小
   領域に分割されて前記線状陰極部に対向して配置され、
   前記放出された電子を前記各小領域毎に電子ビームに絞
   る絞り電極と、前記絞られた各電子ビームに画像信号に
   基づく強弱を付ける信号電極と、前記強弱を付けられた
   各電子ビームをＸ−Ｙ方向に走査し全体として一つの画
   像を構成する走査電極とを有する電極群と、前記電極群
   から出る走査電子ビームを受けて一つの画像を形成する
   蛍光板とを真空容器内に備えた平面型表示装置におい
   て、前記線状陰極部が、張力を加えた状態の複数本の線
   状陰極の両端をワイヤボンディングにより電極に固定し
   て構成されていることを特徴とする平面型表示装置。
2. 【請求項２】 電子を放出する線状陰極部と、多数の小
   領域に分割されて前記線状陰極部に対向して配置され、
   前記放出された電子を前記各小領域毎に電子ビームに絞
   る絞り電極と、前記絞られた各電子ビームに画像信号に
   基づく強弱を付ける信号電極と、前記強弱を付けられた
   各電子ビームをＸ−Ｙ方向に走査し全体として一つの画
   像を構成する走査電極とを有する電極群と、前記電極群
   から出る走査電子ビームを受けて一つの画像を形成する
   蛍光板とを真空容器内に備えた平面型表示装置におい
   て、前記線状陰極部が、張力を加えた状態の線状陰極の
   両端を絶縁物又は／及び導電物の溶射により固定して構
   成されていることを特徴とする平面型表示装置。
3. 【請求項３】 線状陰極部は、複数の線状陰極の両端を
   絶縁物の溶射により絶縁物上に固定し、固定された複数
   の線状陰極を導電物の溶射によりグループ分けして共通
   電位化する請求項２記載の平面型表示装置。