JPS61138427A - Manufacture of vacuum fluorescent display device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To manufacture vacuum fluorescent display device with little failures of a thin film filament by forming a hot cathode wherein a thermoelectron emitter of the thin film filament is hollowed out by partially removing an inorganic insulating layer and a metal layer. CONSTITUTION:A lead glass paste is applied to the surface of a metal plate 1 by a screen printing, which is burnt in the air to form a glazing metal plate with an inorganic insulating layer 2. Then a thin metal film 3 of tungsten is formed on the surface of the glazing metal plate by a sputtering or the like and a negative type photosensitive resin 4 is applied thereto by a spinner method or the like, which is exposed to light through a hard mask and developed to form a filament and a wiring by the photosensitive resin. The thin tungsten film layers are etched by the alkaline solution of red prussiate of potash to form a thin film filament 6 and another wiring therefor and the photosensitive resin is removed. Further, a positive type photosensitive resin is applied to both the surfaces, which is exposed to light and developed to expose an unnecessary area of the glazing metal plate and a glazing glass layer is removed, producing a cavity 5 beneath the thin film filament.

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で発光表示する真空螢光表示装置の
製造方法に関し、特にその電子源の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a vacuum fluorescent display device that emits light using a slow electron beam, and particularly to a method for manufacturing an electron source thereof.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

螢光体を低速熱電子線で発光させる表示装置として、一
般的には螢光表示管がある。構造的には絶縁基板面に表
示パターンを形成する電極と配線群が形成され、表示パ
ターンとしての螢光体層がその電極上に形成された陽極
とこの陽極面の上部空間に適当な間隔を置いて熱電子線
の加速および制御用として金属製微細メツシュ状シート
が形成され、更にその上部空間に適当な間隔を置いて、
微細細線金属表面に熱電子放射物質を有する細線状熱陰
極を複数本陽極基板の長辺方向に平行に張され、且つ陽
極基板両端近傍で固定され、前記電極群全体を包むよう
に表示面内壁面に透明導電膜を形成した表示面ガラスが
形成されている。A fluorescent display tube is generally used as a display device in which a fluorescent material emits light using a slow thermionic beam. Structurally, an electrode and a wiring group are formed on the surface of an insulating substrate to form a display pattern, and a phosphor layer as a display pattern is formed on the anode formed on the electrode with an appropriate space above the anode surface. A fine mesh sheet made of metal is formed for accelerating and controlling the thermionic beam, and is further placed at an appropriate interval in the upper space,
A plurality of fine wire hot cathodes each having a thermionic emitting substance on the surface of the fine wire metal are stretched parallel to the long side direction of the anode substrate, and are fixed near both ends of the anode substrate, so as to surround the entire electrode group on the inner wall surface of the display surface. A display surface glass is formed on which a transparent conductive film is formed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

かかる構造のために従来の螢光表示管では大型化するた
めには真空容器の上面基板および下面基板を厚くする必
要があシ、大型化或は薄型化に対して非常に不利となっ
ている。Due to this structure, in order to increase the size of conventional fluorescent display tubes, it is necessary to increase the thickness of the upper and lower substrates of the vacuum container, which is extremely disadvantageous for increasing the size or thinning of the tube. .

これらの従来の欠点を改善するために最近、前記細線を
用いた熱陰極に替って薄膜技術を応用した薄膜金属で形
成された熱陰極が報告されている。In order to improve these conventional drawbacks, a hot cathode formed of a thin film metal using thin film technology has recently been reported in place of the hot cathode using the thin wire.

−例として特開昭５８−１９５６号公報がある。この特
開公報によれば、熱電子線源の断面構造は第４図に示す
通シで、絶縁基板１２上にガラス質絶縁層１８が形成さ
れ、スパッター法等で形成されたＷ薄膜をフォトリソグ
ラフィー法を用いて薄膜フィラメント６に形成した後前
記ガラス質絶縁層のフィラメントの下部の一部を除去す
ることによシフィラメントを中空に保持する方法が提案
されている。- An example is Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-1956. According to this patent publication, the cross-sectional structure of the thermionic beam source is the same as shown in FIG. A method has been proposed in which a thin film filament 6 is formed using a lithography method and then a portion of the lower part of the filament of the glassy insulating layer is removed to hold the filament in a hollow state.

この場合熱陰極部の基板面からの高さは約３０μｍ以上
を必要し、従ってガラス質絶縁層の厚みを３０μｍ以上
形成する必要がある。このガラス質絶縁層を形成するた
めにはスクリーン印刷法が用いられるが、厚くするため
には何回も繰返し印刷と焼成を行なわなくてはならない
ために厚みのコントロールが難かしい、また薄膜金属面
側から３０μｍ以上の厚いガラス質絶縁層をエッッチン
グしなければならないためエッッチング中に薄膜金属フ
ィラメントが破損する問題があシ表示が大型化するに連
れ、歩留に大きく影響し問題となる。In this case, the height of the hot cathode section from the substrate surface needs to be about 30 μm or more, and therefore the glass insulating layer needs to be formed with a thickness of 30 μm or more. Screen printing is used to form this glassy insulating layer, but it is difficult to control the thickness because printing and firing must be repeated many times to make it thicker. Since a thick glass insulating layer of 30 μm or more must be etched from the side, there is a problem that the thin film metal filament is damaged during etching, which becomes a problem as the display becomes larger, greatly affecting the yield.

〔問題点を解決するだめの手段〕[Failure to solve the problem]

本発明は上述した様な従来の真空螢光表示装置における
熱電子源の製造工程上の問題点を解決することを目的と
する。It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems in the manufacturing process of the thermionic source in the conventional vacuum fluorescent display device.

本発明によれば陰極を構成する基板として無機質絶縁膜
を表面に成形してなる金属板（以下グレージング金属板
と略す）に薄膜金属層を形成することによシ、容易にす
ぐれた薄膜金属フィラメントよシなる熱電子源が得られ
る。According to the present invention, an excellent thin-film metal filament can be easily produced by forming a thin-film metal layer on a metal plate (hereinafter abbreviated as glazing metal plate) formed with an inorganic insulating film on the surface as a substrate constituting the cathode. A good thermionic source can be obtained.

即ち、片面に無機質絶縁膜を形成したグレージング金属
板のグレージング面に薄膜金属を形成する工程と次に前
記薄膜金属をエッッチングして薄膜フィラメントを形成
する工程と感光性樹脂で薄膜フィラメントを保護すると
同時に薄膜フィラメントの反対側にエッッチングすべき
樹脂パターンを形成する工程と前記グレージング金属板
の金属層次にグレージング層を順次エッッチングする工
程によって薄膜フィラメントの所望部位を架空構造にす
ることが出来、薄膜フィラメントに熱電子放射物質を塗
布することによって薄膜金属フィラメントからなる熱電
子放射源を得ることが出来る。That is, a process of forming a thin metal film on the glazing surface of a glazing metal plate with an inorganic insulating film formed on one side, a process of etching the thin metal film to form a thin film filament, and simultaneously protecting the thin film filament with a photosensitive resin. By forming a resin pattern to be etched on the opposite side of the thin film filament and sequentially etching the metal layer of the glazing metal plate and then the glazing layer, a desired portion of the thin film filament can be made into a hollow structure, and heat is applied to the thin film filament. A thermionic emission source consisting of a thin metal filament can be obtained by applying an electron emitting substance.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第１図（ａ）〜（ｇ）は本発明の一実施例を示すための
工程順図である。まず第１図（ａ）に示す様に板厚０．
１目４２６合金からなる金属板１上にスクリーン印刷法
によシ鉛ガラスペーストを塗布し、空気中５５０℃〜６
００℃で焼成することによシ１０μｍ前後の無機質絶縁
層２を有するグレージング金属板を製作する。次に第１
口出）の様にこのグレージング表面にスパッター法また
はＣＶＤ法等によシタングステンからなる薄膜金属３を
形成し第１図（Ｃ）の様にネガタイプの感光性樹脂４を
ロールコータ−法。FIGS. 1(a) to 1(g) are process diagrams showing one embodiment of the present invention. First, as shown in Fig. 1(a), the plate thickness is 0.
1. A lead glass paste is applied by screen printing onto a metal plate 1 made of 426 alloy, and heated at 550°C to 6°C in air.
A glazing metal plate having an inorganic insulating layer 2 of approximately 10 μm in thickness is manufactured by firing at 00°C. Next, the first
A thin metal film 3 made of tungsten is formed on the surface of the glazing by sputtering or CVD, as shown in FIG.

スピンナー法等によシ塗布しハードマスクを用いて露光
し、現像することによって第１図（ｄ）の様に感光性樹
脂でフィラメントおよび給配線部（図には記載していな
い）を形成する。次にタングステン薄膜層を赤血塩のア
ルカリ溶液を用いてエッッチングすることによシ、第１
図（ｅ）の様に薄膜フィラメントと給配線部（図には記
載していない）を形成し、感光性樹脂を除去する。次に
再びポジタイプの感光性樹脂を両面に塗布し、露光、現
像して第１図（ｆ）の様にグレージング金属板の不要部
位を６一 露出させる。ボストベース後４２６合金の部分は塩化第
２鉄溶液を用い、グレージング層に関しては硝酸系の溶
液を用いて薄膜フィラメント直下部およびその他の不要
部位（図には記載していない）を薄膜フィラメント、形
成面とは反対側からエッッチングを行ない部分的に金属
層およびグレージングガラス層を除去することによって
第１図（ｇ）の様に薄膜フィラメントの直下に間隙部５
が生じ、薄膜フィラメントは残された金属板に支えられ
て架空構造となる。By applying it using a spinner method or the like, exposing it to light using a hard mask, and developing it, a filament and a feed line part (not shown in the figure) are formed from photosensitive resin as shown in Figure 1(d). . The tungsten thin film layer is then etched using an alkaline solution of red blood salt to remove the first
As shown in Figure (e), a thin film filament and a feed wiring section (not shown) are formed, and the photosensitive resin is removed. Next, a positive type photosensitive resin is again applied to both surfaces, exposed and developed to expose unnecessary portions of the glazing metal plate as shown in FIG. 1(f). After the boss base, a ferric chloride solution was used for the 426 alloy part, and a nitric acid solution was used for the glazing layer to form a thin film filament directly below the thin film filament and other unnecessary areas (not shown in the figure). By performing etching from the opposite side to the surface and partially removing the metal layer and the glazing glass layer, a gap 5 is created directly under the thin film filament as shown in FIG. 1(g).
occurs, and the thin film filament becomes an imaginary structure supported by the remaining metal plate.

ことあと図示は省略するが、電着法、或はスプレー法を
用い、陰極部に熱電子放射物質例えばＢａ。Although not shown in the drawings, a thermionic emissive material such as Ba is deposited on the cathode using an electrodeposition method or a spray method.

Ｓｒ、Ｃｕ等からなる炭酸塩を塗布し、熱電子放射陰極
が得られる。但しこの場合炭酸塩を塗布した陰極が、熱
電子放射能力を有するようになるのは製品に組立、封着
後真空排気時に加熱分解して密閉管とし活性化等を行な
った後であることは周昶の通シである。A thermionic emitting cathode is obtained by coating carbonate made of Sr, Cu, etc. However, in this case, the cathode coated with carbonate does not become capable of emitting thermionic electrons until it is assembled into a product, sealed, and then thermally decomposed during vacuum evacuation to form a sealed tube and activated. This is Shusho's communication.

上述した様な工程を経て形成した薄膜フィラメントを有
する真空螢光表示装置の実施例の分解斜視図を第２図に
、断面模式図を第３図に示す。第２図、第３図において
１は真空を保持するためのガラス板等よシなる絶縁基板
、２はグレージング金属板で外周に外部端子１０ａ、１
０ｂが形成され薄膜フィラメント端部で給配線１１ａ、
ｌｌｂと接続されている。８ａ、８ｂは薄膜フィラメン
トで所望の形状にエッッチングされておシ、薄膜フィラ
メントの両端は給配線に接続され、薄膜フィラメントに
は熱電子放射物質が塗布されている。FIG. 2 is an exploded perspective view of an embodiment of a vacuum fluorescent display device having a thin film filament formed through the steps described above, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view. In Figures 2 and 3, 1 is an insulating substrate such as a glass plate for maintaining a vacuum, 2 is a glazing metal plate, and external terminals 10a and 1 are attached to the outer periphery of the glazing metal plate.
0b is formed and the feed line 11a is formed at the end of the thin film filament.
It is connected to llb. 8a and 8b are thin film filaments etched into a desired shape, both ends of the thin film filaments are connected to a feed line, and a thermionic emissive material is coated on the thin film filaments.

また１３はガラス板よシ成る透明陽極基板であシ、その
上にネサ膜或は透光性アルミ薄膜等によシ導体層群１７
とこれら導体層上に螢光体層１４ａ。Reference numeral 13 denotes a transparent anode substrate made of a glass plate, and a group of conductor layers 17 are formed on the transparent anode substrate by a Nesa film or a transparent aluminum thin film, etc.
and a phosphor layer 14a on these conductor layers.

１４ｂを有し、更には導体層群１７に連なる外部端子１
５ａ、１５ｂを有している。絶縁層１６は表示パターン
部をさけて形成され、かつ螢光体層面よシ高く形成され
ている。14b and is further connected to the conductor layer group 17.
5a and 15b. The insulating layer 16 is formed so as to avoid the display pattern portion, and is formed higher than the surface of the phosphor layer.

以上の構造を有するグレージング金属板２と透明陽極基
板１３は表示部と薄膜フィラメントとが対応、対向する
様に組立てられ、陰極基板１をグレージング金属板２と
重ね、外周部で封着されている。The glazing metal plate 2 and the transparent anode substrate 13 having the above structure are assembled so that the display part and the thin film filament correspond and face each other, and the cathode substrate 1 is overlapped with the glazing metal plate 2 and sealed at the outer periphery. .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した様にグレージング金属板を使用し、このグ
レージング金属板上に薄膜層を形成するために、無機質
絶縁層は１回の印刷で済ませることが出来ると同時に金
属層を従来技術で容易に所望部分をエッッチング出来る
ため薄膜フィラメントの架空直下部空間を大きくするこ
とは金属板の板厚を任意に選ぶことによシ容易となる。As explained above, since a glazing metal plate is used and a thin film layer is formed on the glazing metal plate, the inorganic insulating layer can be printed only once, and at the same time, the metal layer can be easily formed using conventional techniques. Since the portion can be etched, it is easy to enlarge the space directly below the thin film filament by arbitrarily selecting the thickness of the metal plate.

また金属板の所望部分を薄膜フィラメント形成面とは反
対側の面よシエッチングが出来ると同時に薄膜フィラメ
ントを感光性樹脂で補強出来るため、金属板のエッッチ
ング工程での薄膜フィラメントの破損事故が大幅に低減
される。In addition, since it is possible to etch a desired part of the metal plate from the side opposite to the surface on which the thin film filament is formed, and at the same time, the thin film filament can be reinforced with a photosensitive resin, accidents that break the thin film filament during the etching process of the metal plate can be greatly reduced. reduced.

本発明を実施例を用いて説明したが、使用材料。Although the present invention has been explained using examples, the materials used are as follows.

電極形状を限定するものではないことを、付は加わえて
おく。It should be added that the shape of the electrode is not limited.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図（ａ）〜（ｇ）は本発明による熱電子源の製造工
程順の断面模式図、第２図、第３図は本発明による電子
源を用いた真空螢光表示装置の実施例の構造を示す分解
斜視図および断面模式図、第４図は従来の熱電子源の断
面模式図を示す。 １・・・・・・金属板、２・・・・・・無機質絶縁層、
３・・・・・・薄膜金属、４・・・・・・感光性樹脂、
５・・・・・・間隙、　６（６ａ。 ６ｂ）・−−−−・薄膜フィラメント、１０（１０ａ、
１０ｂ）。 １５（１５ａ、１５ｂ）−・・−・・外部端子、１１（
ｌｌａ、１ｌｂ）−・・・・・給配線、１２・・・・・
・陰極基板、１３・・・・・・透明陽極基板、１４（１
４ａ、１４ｂ）・・・・・・螢光体層、１６・・・・・
・絶縁層、１７・・・・・・透光性導体層、１８・・・
・・・ガラス質絶縁層。 へ　　　　　　へ ＱＪ　　　　　ｈ　　　　　ひ リ　　　　　　リ 第５ 第４図FIGS. 1(a) to (g) are schematic cross-sectional views of the thermionic source according to the present invention in the order of manufacturing steps, and FIGS. 2 and 3 are examples of vacuum fluorescent display devices using the electron source according to the present invention. FIG. 4 is an exploded perspective view and a schematic cross-sectional view showing the structure of a conventional thermionic source. 1...Metal plate, 2...Inorganic insulating layer,
3... Thin film metal, 4... Photosensitive resin,
5... Gap, 6 (6a. 6b)... Thin film filament, 10 (10a,
10b). 15 (15a, 15b) --- External terminal, 11 (
lla, 1lb) -...Feed line, 12...
・Cathode substrate, 13...Transparent anode substrate, 14 (1
4a, 14b)... Fluorescent layer, 16...
- Insulating layer, 17... Transparent conductor layer, 18...
... Glassy insulating layer. to he QJ h hiri ri 5th figure 4

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）複数の螢光体表示群からなる陽極と前記陽極に対
向して薄膜金属からなるフィラメントに熱電子放射物質
を形成してなる熱陰極によって構成され、前記陽極の螢
光体表示群と前記陰極から放射される電子線によって発
光する螢光表示体装置において、陰極を構成する基板と
して無機質絶縁膜を表面に形成してなる金属板に薄膜フ
ィラメントを形成する工程と、前記薄膜フィラメントの
熱電子放射部に対応する前記金属板の一部の無機質絶縁
層および金属層を除去して薄膜フィラメントの熱電子放
射部を中空に成形する工程によって、熱陰極を形成する
ことを特徴とした真空螢光表示装置の製造方法。(1) It is composed of an anode consisting of a plurality of phosphor display groups and a hot cathode formed of a thermionic emitting material on a filament made of a thin metal film facing the anode, and the phosphor display groups of the anode and In a fluorescent display device that emits light by electron beams emitted from the cathode, a step of forming a thin film filament on a metal plate having an inorganic insulating film formed on the surface as a substrate constituting the cathode, and a step of forming a thin film filament on a metal plate having an inorganic insulating film formed on the surface thereof as a substrate constituting the cathode; A vacuum fluorescent lamp characterized in that a hot cathode is formed by a step of removing a part of the inorganic insulating layer and metal layer of the metal plate corresponding to the electron emitting part and forming the thermionic emitting part of the thin film filament into a hollow shape. A method for manufacturing an optical display device. （２）薄膜フィラメントの熱電子放射部に対応する前記
金属板の部の無機質絶縁層および金属層を除去する工程
において、前記金属板の両面にエッッチング保護膜を形
成する工程と薄膜フィラメントを形成した面と反対側に
あるエッチング保護膜をパタニングする工程と前記パタ
ニングした面側から前記金属板の金属層および無機質絶
縁層を除去する工程を有することを特徴とした特許請求
の範囲第１項記載の真空螢光表示装置の製造方法。(2) In the step of removing the inorganic insulating layer and the metal layer of the part of the metal plate corresponding to the thermionic emission part of the thin film filament, the step of forming an etching protective film on both sides of the metal plate and forming the thin film filament were performed. Claim 1, characterized by comprising the steps of patterning an etching protective film on the opposite side to the surface, and removing the metal layer and inorganic insulating layer of the metal plate from the patterned surface side. A method for manufacturing a vacuum fluorescent display device.