JPS61104546A - 真空螢光表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、低速電子線真空蛍光表示装置およびその駆動
方法に関するものである。

（従来の技術およびその問題点） 従来、この種の低速電子線による真空蛍光表示装置は、
例えば第９図に破断斜視図を示すごとくガラス板より成
る透明絶縁基板１２の上に複数ストライブ状に伸びる透
明導電膜１３と透明導電膜上の蛍光体層１６と透明導電
膜１３に接続された配線１４及び外部接続パッド１５と
を形成し、蛍光体層１６の上方に対向して架設配置した
メツシュ状もしくは細線上の加速制御電極２２と、この
加速制御電極２２の上方に架張設置した線状の熱電子放
射フィラメント２１から成り、これらの内部電極はガラ
ス板より成る平板２３および側面板２４から形成される
気密容器内に収納されかつ内部が高真空に維持されてい
る。更に従来のこの種の真空蛍光表示装置においては、
一般に熱電子放射フィラメントは両端を支持されて表示
領域全体にわたシ適当な間隔で架張設置され、動作時は
常時熱電子放射フィラメントに適当な一定の電圧全印加
して加熱して熱電子放射フィラメントヲ適正な一定の動
作温度に保持し、熱電子放射フィラメントから放出され
る電子は加速制御電極及び蛍光セグメント電極へ適当な
電圧を選択的に印加して加速制御し蛍光体を発光表示す
る方法がとられている。このため一般に立体的に三極管
構造がとられている。特にドツトマトリックス表示１画
像表示においては、蛍光セグメントを細かく分離独立さ
せかつ加速制御電極も細かく分Ｍ独立させることが必須
であり、このため製造面で多くの工数を要したシ特殊な
作業が必要となっている。

本発明の目的は、上述したような三極管構造を有する従
来の真空蛍光表示装置に対し、薄膜金属を基体金属とし
て成る熱電子放射源をマ）　ＩＪソックス状配置し、熱
電子放射源からの熱電子放出を直接コントロールするこ
とにより、従来の加速制御電極は不要とした新規なドッ
ト表示２画像表示可能な二極管構造の真空蛍光表示管お
よびその駆動方法を提供することにある。

（問題点全解決するための手段） 本発明は、透明絶縁基板上に少なくとも透光性導体層と
その上に蛍光体層を有し、この透明絶縁基板に対向する
絶縁基板上に薄膜金属層を基体金属とした熱電子放射源
を有し電子線で蛍光体を刺激して発光表示させる真空蛍
光表示装置において、絶縁基板上にＸ軸方向コントロー
ル用給電線群とＸ軸方向コントロール用給電線群を形成
し、これらＸＹ給電線の各交点には薄膜金属層の一端は
Ｘ方向給電線に接続し、他端はＹ方向給電線に接続して
形成した熱電子放射源を備えたことを特徴とする。透明
絶縁基板上の透光性導体層は表示領域全体にわたシ同一
の電極でもよいし、また複数に分割してもよい。

また本発明によれば、熱電子放射源の定格動作温度を与
える薄膜基体金属層への印加電圧ｅＶ。

とし、定格動作温度時よυ十分小さい熱電子放射量しか
得られない動作温度を与える薄膜基体金属ヘノ印加’を
圧ｔ”Ｖｔ　、　Ｖ２　（！：　ＬカッＶｌ＋Ｖ２　＝
Ｖ。

として選び、Ｘ軸方向コントロール用給電線群、Ｘ軸方
向コントロール用給電線群のいずれか一方の給ｔ！ｒ、
線群には時分割的に順次正の電圧Ｖ１を印加し、他方の
給電線群には時分割的に順次負の電圧−ｖ２を印加して
選択された位置の薄膜基体金属層にのみＶ、＝Ｖ、十Ｖ
２の電圧を印加し、これに対向する蛍光体層部位のみ発
光表示される真空蛍光表示装置の駆動方法が得られる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す分解破断斜視図であり
、第２図は第１図の組立封着抜の断面模式図である。第
１図、第２図において、１はフォルステライトより成る
セラミック基板でこの上にまずＡｇペーストを印刷、焼
成してＸ軸方向コントロール用給電線２．２′及び外部
接続用パッド３，３′を形成する。次に外部接続用パッ
ド３，３′と、後工程で形成するＹ軸方向コントロール
用給電線の外部接続用パッド６．６′と、排気管穴部１
８とを除き、かつ、Ｙ軸方向コントロール用給電線上に
マ）　ＩＪソックス状配置した１層目内部接続用スルー
ホールを形成するようにして、絶縁ペーストをセラミッ
ク基板１の上に全面に印刷、焼成し、絶縁層４を形成す
る。次に絶縁層４の上にＡｇペーストを再度印刷、焼成
してＸ軸方向コントロール用給電線２．２′にスルーホ
ール部を通して接続する内部配線７．７′と、Ｙ軸方向
コントロール用給電線５．５′及び外部接続用パッド６
、６’　ｅ形成する。更に内部配線７，７′上及びＹ軸
方向コントロール用給電線５．５′上にマトリックス状
に配置した二層目内部接続用スルーホールを形成するよ
うにして、また外部接続用パッド３，３′、６，６′と
排気管部１８は避けて絶縁層８を絶縁層４と同様の方法
で形成し、そのあと二層目スルーホール部を埋める様に
してＡｇペーストを印刷、焼成することによシＸ軸方向
コントロール用給電線群及びＹ軸方向給電線群に接続さ
れ、マトリックス状に配置した導体露出部を形成する。

このあと導体露出部の上にＣｕペーストを印刷し導体支
柱９．９’　を形成し、導体支柱部を除く基板１の上全
面にフリットガラス層全形成しこの作業を再度くり返し
、Ｃｕ導体支柱９，９′と導体支柱部を除く全面にフリ
ットガラス層を厚さ約０．２ｍｍに形成する。更に導体
支柱９．９′及びフリットガラス層の上にスパッター法
によシタングステン薄膜層を形成する。次にフォトレジ
スト法を用いてタングステン薄膜層をエツチングして、
Ｘ軸方向コントロール用給電線に接続した導体支柱とＹ
軸方向コントロール用給電線に接続した導体支柱を対に
連結する形で直線状または適当なジグザ（パターン状を
したマトリックス状に配置されたタングステン薄膜フィ
ラメント層１０．１０’を形成する。このちと更に混酸
を用いてフリットガラスを選択して全てエツチング除去
し、導体支柱の頂上間に架張された形でマ）　ＩＪソッ
クス状配置されたタングステン薄膜フィラメント層１０
．１０’が形成される。このあと十分に水洗い、還元雰
囲気での処理を行い、混酸等の不純残査をタングステン
表面より除去したのち、タングステン薄膜フィラメント
表面に電着法によ、９Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａの三元炭酸塩を
塗布する。キャビティシート１１は厚さ約０．４ｍｍの
ガラス薄板でありエツチングにより導体支柱９．９′及
び三元炭酸塩を塗布したタングステン薄膜フィラメン）
１０．１０’の部分ヲ＜シ抜き、Ｙ方向のキャビティを
構成する様にして基板１の上に設置する。透明絶縁基板
１２はガラス板よシ成シ、その上にはまずスパッター法
によりＩｎ　２０　Ｂ膜よ構成る透明導電膜層１３ｔ−
表示領域よシ約１〜２ｍｍ広く、表示領域全斌に形成し
、次にＡｇペース）１印刷、焼成してＩ　ｎ　２０　Ｂ
膜層１３に接続する配線層１４及びアノード外部接続用
バッド１５を形成する。次にＩｎ２０１膜層１３の上全
面に蛍光体層１６全印刷して塗布形成したあと。

アノード外部接続用パッド部を避け、また蛍光体層１ｆ
ｌＸ方向に仕切るアノードキャビティ層１７を蛍光体層
１６の上及び透明絶縁基板１２の外周部の上に絶縁ペー
ストラ印刷、焼成して形成する。

上述した工程を経たセラミック基板１と透明絶縁基板１
２は電極形成面金対向させて組み立てを行い、外周部を
フリットガラスで封着して気密シールを行うと同時に、
あらかじめセラミック基板１に設けられた排気穴部１８
に排気管１９を外側よシ取り付は更に排気台に付けて排
気全行って内部を高真空にする。更に外部接続用パッド
３，３′及び６．６’　ｅ通して、各タングステン薄膜
フィラメントに電圧を印加して加熱し、タングステン薄
膜フィラメント表面に塗布した三元炭酸塩を分解し、熱
電子放射酸化物に変えて熱電子放射陰極を形成したのち
封止する。更に封止後も内部を高真空に維持するため、
あらかじめ排気管内部に装着したｆｌｅａゲッターを高
周波加熱し、排気管内壁に１３ｍを飛散させゲッター作
用を持たせる。また外部接続パッドにはリードフレーム
を半田付けし、かつ半田付は部金光硬化樹脂で補強して
外部電源との接続が可能な様にして真空蛍光表示装置が
完成する。

以上の様な工程を経て形成した真空蛍光表示装置におい
ては、上述した説明でわかるように熱電子放射物質全塗
布したタングステン薄膜フィラメントつまり熱電子放射
陰極は第３図に模式図に示す如く、マトリックス状に配
置される。第３図においてＸｌ、・・・　Ｘ　ｍはＸ軸
方向コントロール用給電線全示し、￥１．・・・、Ｙｎ
はＹ軸方向コントロール用給電線を示す。またＣ１・１
・Ｃ１・２・°゛°・Ｃｍ・。は熱電子放射陰極金示す
。第３図で例えばＣＲ９１の熱電子放射陰極はｘＲのＸ
軸方向コントロール用給電線とＹ、のＹ軸方向給電線に
印加される電圧に応じた動作温度に加熱され、この動作
温度に応じた熱電子放射が得られる。第４図は本発明に
おける１ケの熱電子放射陰極について、印加電圧と熱電
子放射ｌ＃（相対値）の関係を示す。今蛍光体陽極へＶ
ａ　＝　８　Ｖを印加しかつ第６図に示すようなタイム
チャートで、ＸＲ，・・・、Ｘ、ｔ＋３の給電線とＹ象
、・・・＋Ｙｌ＋３の給電線に電圧全印加すると、ＣＲ
、ｔ＋２．　ＣＲ＋１．　ｍ　１Ｃａｉ−ａ、ｉには１
．５■の電圧が印加されることになり、第４図よりわか
るように十分な熱電子放射が得られ、ＣＲ、Ｑ＋２　＋
　ＣＩＬｌｌ　、　ｌ　＋　ＣＩｔ＋ｓ　、　１の熱電
子放射陰極に対向する部位の蛍光面は発光表示する。一
方、Ｃｕ、ｉ　＋　Ｃｎ。

愛＋ＩＩＣＲ，。＋ｇ　＊　ＣＲ＋１　、１　＋　１　
＋　ＣＲ＋ｌ　、　ｊ４゜、Ｃｒｔｌ−１，ｆｆｉ＋３
等の熱電子放射陰極はＸ軸方向コントロール給電線とＹ
軸方向給電線への電圧印加タイミングが同期しないため
０．７５Ｖ　以下の電圧しか印加されずこの時は第４図
よりわかる様にほとんど熱電子放射は得られず、これら
の熱電子放射陰極に対向する部位の蛍光面は十分な電子
を得られずほとんど発光しない。以上のようにＸ軸方向
コントロール給電線とＹ軸方自給Ｉ！線から印加される
電圧により熱電子放射陰極への印加電圧が十分な熱電子
放射を得られる値であり、かつ、Ｘ軸方向コントロール
用給電線とＹ軸方向コントロール用給電線の各々単独に
印加される電圧ではほとんど熱電子放射が得られない、
２つの電圧ｉＸ軸方向コントロール用給電線とＹ軸方向
コントロール用給電線に時分割的に印加することにより
選ばられた任意の熱電子放射陰極のみより十分な熱電子
放射を行わせその熱電、子放射陰極部位に対向する蛍光
向のみを発光表示することがで西る。

第５図は本発明における熱電子放射陰極からの熱電子放
射量と、対向する蛍光体層からの発光輝度の関係を相対
値で示したものであるが、熱電子放射量と蛍光体の発光
輝度はほぼ比例している。

第６図のタイムチャートではコントロール用給電線への
印加電圧は０かもしくは→−０．７５Ｖと一〇、７５■
の電圧全印加した。ここでＸ軸方自給＊、ｍへの印加電
圧■ｘを＋０７５ｖ％Ｙ軸方向給電線への印加電圧−ｖ
ｙ　ｋ　　Ｏ，２９Ｖとすると、該当する熱電子放射陰
極には１．０４Ｖの印加電圧がかかり熱電子放射量は相
対値で飽和電子放射１の約７０係が得られ、対向する部
位の蛍光体の発光輝度は相対値で７８チの輝度が得られ
ることになる。従って飽和電子放射量が得られる熱電子
放射源への印加電圧’ｋＶｏとしてＶ工＋■ア≦ｖｏの
範囲で任意のｖ、−１−ｖ、の電圧ｌｘＸ軸方向コント
ロール用給電線ｖｘ、Ｙ軸方向コントロール用給電線に
ｖｙの印加電圧を時分割的に印加することにより、任意
の位置の熱電子放射陰極からの熱電子放射量をコントロ
ールし、従って対向する部位の蛍光面の発光輝度をコン
トロールすることができ、画像表示尋が可能となる。

第７図は他の実施例金示す模式図である。第７図におい
てＹ、、Ｙ、、、・・、ＹｎｉｉＹ軸方向コントロール
用給電１１１を示（７、Ｘ、、Ｘｌ、・・・Ｘｌｌ１ｉ
ｉＸ軸方向コントロール用給を線を示す。第７図の場合
Ｘ軸方向コントロール給電線は電気的に接続され、Ｘｌ
。

Ｘｌ、・・・Ｘｏは電気的に独立分割されている。また
Ａ、、Ａｚ、・・・＋　Ａ　Ｂは対向面の透光性導体層
及びその上の蛍光体層を示しＸ軸方向に平行にストライ
プ形状とし、かつＹ軸方向には分割されて成る。

第８図は更に他の実施例であシ、熱電子放射陰極はＹ軸
方向に直列に連結形成し、Ｘ軸方向に分割され一端は給
電線Ｙで共通に接続され、他端は・　　Ｘ、、Ｘ、、・
・Ｘｒ、ｌに独立させる。また対向面の透光性導体層及
び蛍光体層と同様にＸ軸方向に平行な複数のストライプ
形状とする。上述した第７図。

第８図の模式図で示される真空蛍光表示装置において、
今共通端子Ｙよシ熱電子放射量の十分率さい印加電圧を
常時与え、熱電子放射陰極全率加熱状態とし、Ｘｌ、Ｘ
ｌ、・・・、Ｘ、の端子より時分割的に共通端子と極性
が逆の電圧ｖｘ１に順次与えると共通端子Ｙへの印加電
圧と■８に応じ対応する熱電子放射陰極から熱電子放射
が得られる。他方、対向するストライプ状の透光性導体
層及びその上の蛍光体層Ａ１．Ａ２．・・・、Ａ４には
時分割的に正の電圧Ｖ、を順次印加すると電圧ｖｘの印
加時と電圧ｖ１の印加時が同期した部位の蛍光体層のみ
が発光表示し前述した実施例１と全く同じ表示機能を有
することができる。尚、これら実施例の具体的構造につ
いては実施例１と全く同様の手順、工程で形成されるた
め説明を省略する。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、従来のような三極
管構造はとることなく、二極管構造でドツトマトリック
ス表示や画像表示の可能な真空蛍光表示装置を得ること
が出来るという利点を有する。また、従来のような細線
状の熱電子放射陰極や加速制御電極の架張設置といった
特殊な工程は不要であり、厚膜技術や薄膜技術の工程が
ほとんどであり、インライン化が容易でありこのため、
自動化等による大幅なコスト低減が可能であるという利
点を有する。更に一般に真空蛍光表示装置は大型化する
に伴い耐圧性を確保するために基板厚全厚くする必要が
あるが、これまでの説明でわかる通り、内部に耐圧支持
層の形成も容易であり、従って大型化しても従来にない
薄型の真空表示装置を得ることが出来るという利点も有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の分解破断斜視図、第２図は
第１図の組立封着後の断面模式図、第３図は本発明にお
ける熱電子放射陰極と給電線の結線関係を示す模式図、
第４図は本発明における１ケの熱電子放射陰極への印加
電圧と熱電子放射量（相対値）の関係を示す図、第５図
は熱電子放射陰極からの熱電子放射量（相対値）と対向
する蛍光体層の発光輝度（相対値）の関係金示す図、第
６図は本発明における熱電子放射陰極の給電線へ印加す
る電圧のタイムチャートの１例を示す図、第７図、第８
図は本発明装置の他の実施例を示す模式図、第９図は従
来の蛍光表示装置の破断斜視図である。１・・・・・・
セラミック基板、２．２’・・・・・・Ｘ軸方向コント
ロール用給電線、３．３’・・・・・・Ｘ軸方向コント
ロール用給電線外部接続パッド、４，８・・・・・・絶
縁層、５．５’・・・・・・Ｙ軸方向コントロール用給
電線、６．６′・・・・・・Ｙ軸方向コントロール月給
電線外部接続パノド、７．７′・・・・・内部配線、９
．９’・・・・・・導体支柱、１０．１０’・・・・・
・タングステン薄膜フィラメント層（熱電子放射陰極）
、１１・・・・・・キャビティシート、１２・・・・・
・透明絶縁基板、１３・・・・・透明導電膜層、１４・
・・・・・配線層、１５・・・・・アノード外部接続用
パッド、１６・・・・・・蛍光体層、１７・・・・アノ
ードキャビティ層、１８・・・・・・排気穴、１９・・
・・・・排気管、２０・・・・・・フリットガラス、２
１・・・・・・細線状熱電子放射フィラメント、２２・
・・・・・加速制御電極、２３・・・・・・平板、２４
・・・・・側面板、２５・・・・・・熱電子放射フィラ
メント外部接続リードフレーム、２６・・・・・加速制
御電極外部接続用リード線。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋　□　′）￥３頂 Ｘ＋−−−−−−ＸｆＬ）Ｌ′メ；−すずＫＡ會２×４
＋ａ−−−−−−−−−Ｘｙｎ茅４−回 猶左図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明絶縁基板上に、少くとも透光性導体層と、透
   光性導体層上の蛍光体層を有しかつ前記透明絶縁基板に
   対向する絶縁基板上に、薄膜金属層を基体金属とした熱
   電子放射源を有し電子線で前記蛍光体層を刺激して発光
   表示させる真空蛍光表示装置において、前記絶縁基板上
   にＸ軸方向コントロール用給電線群とＹ軸方向コントロ
   ール用給電線群を形成し、かつＸ軸方向コントロール用
   給電線とＹ軸方向コントロール用給電線の交点には薄膜
   金属層の一端はＸ軸方向コントロール用給電線に接続し
   、他端はＹ軸方向コントロール給電線に接続して形成し
   た熱電子放射源を具備したことを特徴とする真空蛍光表
   示装置。
2. （２）透明絶縁基板上の透光性導体層は、複数に電気的
   に独立分割することなく、表示領域全体に渡り、電気的
   に同一の電極としたことを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の真空蛍光表示装置。
3. （３）熱電子放射源の定格動作温度を与える薄膜基体金
   属層への印加電圧をＶ＿０とし、前記定格動作温度時よ
   りも十分小さい熱電子放射量しか得られない動作温度を
   与える薄膜基体金属層への印加電圧をＶ＿１、Ｖ＿２か
   つＶ＿１＋Ｖ＿２＝Ｖ＿０として選び、Ｘ軸方向コント
   ロール用給電線群、Ｙ軸方向コントロール用給電線群の
   いずれか一方の給電線群には時分割的に順次正の電圧Ｖ
   ＿１を印加し、他方の給電線群には時分割的に順次負の
   電圧−Ｖ＿２を印加して、選択された位置の薄膜基体金
   属層にのみＶ＿０＝Ｖ＿１＋Ｖ＿２の電圧を印加し対応
   する熱電子放射源にのみ、定格動作温度を与えることに
   より十分な熱電子放出を得て、該熱電子放射源に対向位
   置する蛍光体層部位のみ発光表示させることを特徴とす
   る真空蛍光表示装置の駆動方法。
4. （４）透明絶縁基板上に少くとも透光性導体層と透光性
   導体層の蛍光体層を有し、かつ前記透明絶縁基板に対向
   する絶縁基板上に薄膜金属層を基体金属とした熱電子放
   射源を有し、電子線で前記蛍光体層を刺激して発光表示
   させる真空蛍光表示装置において、前記透光性導体層と
   透光性導体層上の前記蛍光体層を複数に電気的に独立し
   たストライプ形状とし、かつ前記の薄膜金属層を基体金
   属層とした熱電子放射源を、前記の透光性導体層及び蛍
   光体層と直交する方向には電気的に直列に連結配置しか
   つ前記の透光性導体層及び蛍光体層と平行な軸方向には
   複数に分割し、かつ分割した一端は電気的に共通接続し
   他端は電気的に独立したことを特徴とする真空蛍光表示
   装置。