JP2014086397A

JP2014086397A - 蛍光表示管

Info

Publication number: JP2014086397A
Application number: JP2012236945A
Authority: JP
Inventors: Shinya Kawamura; 信也河村
Original assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Itron Corp
Current assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Itron Corp
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2014-05-12

Abstract

【課題】発光タイミングが同じでも陽極配線数を少なくできると共に、画素ピッチを狭くしても漏れ発光を抑えて、高精細ドットマトリクス表示が可能となる蛍光表示管を提供する。
【解決手段】マトリクス状に配置された陽極として、１行あたり共通に接続されている陽極群が複数個であり、この陽極は同一順列に繰り返し配列されており、また、グリッド電極が隣接する２列の陽極上方に平面視で隣接する側面部に重なり部分を有して配置されており、１点灯タイミングを構成するグリッド電極毎に正電位を加えながら走査されるグリッド電極の行方向側端面より該グリッド電極の漏れ発光が生じる範囲内に、平面視で上記正電位を加えられたグリッド電極下面の陽極と共通に接続されている行方向の陽極が存在しない。
【選択図】図２

Description

本発明は蛍光表示管に関し、特に画素が高精細マトリクスで形成される蛍光表示管のグリッド電極配置に関する。

蛍光表示管は、少なくとも一方が透明な真空容器の中で、陰極から放出される電子をグリッド電極で制御しながら陽極に被着した蛍光体に衝突発光させ、所望のパターンを表示する電子管である。陽極（以下、画素ともいう）をマトリクス状に配置した蛍光表示管も知られている。
このマトリクス状に配置された陽極を有する蛍光表示管において、高精細の表示を得るために陽極間の間隔を狭くすると、発光させるべき陽極上に配置されたグリッド電極の影響により、その周囲に配置されている選択された陽極に漏れ発光が生じ、表示品位が悪化する。これらの問題を解決するために、陽極を３分割によるドットマトリクス構造として、このマトリクス状に配置された陽極の２列毎に１個のグリッド電極を各別に配置した蛍光表示管が知られている（特許文献１）。この蛍光表示管においては、グリッド電極を同時に２個選択するとともに、その選択を１個ずつ移動させるように順次走査し、選択された２個のグリッド電極に対して、２個のグリッド電極が互いに隣接する側の列の陽極に表示信号を付与するものである。

特許文献１に記載の電極配置の概要について図９に示す。図９において、「Ａ₁」、「Ｂ₁」、「Ｃ₁」等はそれぞれ１個の画素を表し、「Ｇ₁〜Ｇ₄」はグリッド電極を表し、それぞれにおいて「ＯＮ」は選択、「ＯＦＦ」は非選択状態を表す。１つのグリッド電極は隣接する２列の陽極全面を覆うように形成されている。この図において、「Ａ₂」が発光するには、「Ｇ₂」および「Ｇ₃」が走査され、かつ「Ａ₂」に発光入力が与えられる場合である。発光入力が与えられた「Ａ₂」に隣接する画素にも同時にグリッド「Ｇ₂」および「Ｇ₃」が「ＯＮ」になっており、負電位が加えられている他のグリッド電極より十分にはなれているので、画素「Ａ₂」に表示かけがなくなる。
しかしながら、マトリクス構造の上記蛍光表示管は、本来画素ピッチを粗くしないと漏れ発光が生じてしまうという問題がある。
たとえば、グリッド電極「Ｇ₃」の側端面から、画素「Ｂ₂」と同じ配線に接続されている画素「Ｂ₃」までの距離αは、蛍光表示管の平均的駆動環境下において、通常約０．７ｍｍ以上離れていないと、漏れ発光が生じる。この約０．７ｍｍを２倍にした約１．４ｍｍが画素の隙間寸法であり、画素寸法γも相応の寸法、たとえば特許文献１出願時の蛍光表示管に通常使用されていた２ｍｍ前後とするならば、画素ピッチδは３〜４ｍｍとなってしまう。
近年のドットマトリクス型蛍光表示管に求められている画素寸法γは、０．２５〜０．５ｍｍであり、画素ピッチδは０．４〜０．７ｍｍである。したがって、特許文献１に記載の電極配置では画素ピッチδを狭くすることで高精細表示が得られないという問題がある。

特開昭５７−２０２０５０号公報

本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、画素ピッチを狭くしても漏れ発光を抑えて、高精細ドットマトリクス表示が可能となる蛍光表示管の提供を目的とする。
また、高精細ドットマトリクス表示において、発光タイミングが同じでも陽極配線数を少なくできる蛍光表示管の提供を目的とする。

本発明の蛍光表示管は、マトリクス状に配置された陽極の表面に被着された蛍光体に、該蛍光体上方に配置されたグリッド電極により制御され、陰極から放出される電子を射突させることにより表示を行なう蛍光表示管において、
上記陽極は、１行あたり共通に接続されている陽極群が複数個であり、この陽極は行方向に同一順列に繰り返し配列されており、
上記グリッド電極は、隣接する２列の陽極上方に、平面視で隣接する側面部に重なり部分を有して配置されており、
１点灯タイミングを構成するグリッド電極毎に正電位を加えながら走査されるグリッド電極の行方向側端面より該グリッド電極の漏れ発光が生じる範囲内に、平面視で上記正電位を加えられたグリッド電極下面の陽極と共通に接続されている行方向の陽極が存在しないことを特徴とする。
特に、１行あたり共通に接続されている陽極群が３個以上であり、グリッド電極が１グリッド電極ずつ正電位を加えて走査されることを特徴とする。

本発明の蛍光表示管は、共通の配線に接続されている陽極群が複数個ある陽極構造、すなわち複数分割の陽極構造を有し、正電位グリッドによる漏れ発光領域に共通に接続されている行方向の陽極が存在しないグリッド電極構造を採用しているので、実用上問題とならない程度の漏れ発光が存在するとしても、表示品位に優れた蛍光表示管が得られる。特に、グリッド電極がマトリクス状に配置された２列の陽極上方それぞれの一部面に平面視で被さって配置され、陽極の２列毎に１つのグリッド電極が配置されているので、行方向の画素ピッチを狭くすることができ、また、陽極配線数を減らすことができるので列方向の画素ピッチも狭くすることができる。その結果、高精細蛍光表示管となる。また、陽極配線数を減らすことができるので、蛍光表示管の材料費を軽減できる。

蛍光表示管の断面図である。画素がマトリクス状に形成された蛍光表示管の表示部拡大平面図である。図２に示す電極構造における点灯タイミングチャート図である。２分割の陽極例を示す図である。４分割の陽極に対して２画素点灯の例である。４分割の陽極に対して４画素点灯の例である。従来例の電極構造を示す比較例１である。従来例の電極構造を示す比較例２である。特許文献１に記載の電極配置の概要を示す図である。

図１は蛍光表示管の断面図である。
蛍光表示管１は、陽極基板７の表示面において複数の陽極５上にそれぞれ被着形成された蛍光体６を備え、真空空間内においてその蛍光体６の上方に位置する陰極９から放出される電子を、蛍光体６と陰極９との間に設けられた複数のグリッド電極８で制御して、蛍光体６に射突させることにより、それら複数の蛍光体６を選択的に発光させる表示管である。
なお、図１において、２はガラス基板であり、３はこのガラス基板上に形成された配線であり、４は絶縁層であり、４ａは配線３と陽極５とを電気的に接続するスルーホールである。また、１０はフェースガラス、１１はスペーサガラスである。

画素がマトリクス状に形成された蛍光表示管の表示部拡大平面図を図２に示す。図２は３分割の陽極構造の例を示している。すなわち、１行あたり共通に接続されている陽極群が３個の場合である。複数の陽極５は行方向（以下、Ｘ方向ともいう）にＡ、Ｂ、Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ａ、Ｂと順序乱れることなく、列方向（以下、Ｙ方向ともいう）にＡ、Ａ、Ａ、またはＢ、Ｂ、Ｂ、またはＣ、Ｃ、Ｃと配列されている。行方向に配列されている陽極５はＡ同士が同一の配線３ａ、Ｂ同士がＡとは異なる同一の配線３ｂ、Ｃ同士がＡおよびＢとは異なる同一の配線３ｃでそれぞれ接続されている。なお、２列目以降の配線は図示を省略してある。

陽極５は２分割以上の陽極構造であればよい。輝度、画素ピッチ、製造コスト等を考慮すると３分割以上の陽極構造が好ましく、より好ましくは３〜８分割の陽極構造である。また、特に好ましくは４分割である。陽極構造の分割数が増加するに従い、輝度が向上し、Ｘ方向の画素ピッチが狭くなるが、同一基板上に取り回し配線する場合、配線数の増加でＹ方向の画素ピッチは大きくなる。また、製造コストも増大するためである。
陽極５は同一順列に繰り返し配列されている。たとえば４分割においてはＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ａ、Ｂ・・・のように繰り返しＸ方向に配列されている。

図２に示すように、破線で表されているグリッド電極８は、平面視で隣接する陽極の側端面の一部に重なって配置されている。
グリッド電極８は、１つのグリッド電極が複数列の陽極上方、たとえば図２においては、グリッド電極Ｇ_n-1が隣接する陽極Ｂ列およびＣ列の上方、Ｇ_nが隣接するＡ列およびＢ列の上方、Ｇ_n+1がＣ列およびＡ列の上方のように、２列の陽極上方に配置されている。また、これら破線で表されているグリッド電極８はＧ_n-2、Ｇ_n-1、Ｇ_n、Ｇ_n+1、Ｇ_n+2のように順にＸ方向に配置されている。グリッド電極８のＯＮ表示は正電位を加えられたグリッド電極、すなわち選択されたグリッド電極を表し、ＯＦＦ表示は選択されていないグリッド電極を表す。

図２に示す電極構造における点灯タイミングチャートを図３に示す。グリッド電極Ｇ_nをＯＮにして、陽極Ａ、Ｂを点灯している。陽極はＯＮ（点灯）で示したタイミングのみＯＦＦ（非点灯）選択も可能である。
グリッド電極８は、Ｇ_n-2、Ｇ_n-1、Ｇ_n、Ｇ_n+1、Ｇ_n+2のように順に１グリッド電極ずつ正電位を加えながら所定周期で走査される。１グリッドずつ走査することにより、陽極Ｂ、Ｃ、陽極Ｃ、Ａの順に点灯させる。このため点灯タイミング数は、画素列数の約半分となり、以下比較例１で示す４分割駆動と比較して、陽極数は３／４ですむ。
また、陽極の分割数やグリッド８と陰極９との間隔（以下、Ｐ−Ｇギャップともいう）などのグリッド設計条件にもよるが、Ｘ方向画素ピッチをより狭くするにつれて、グリッド電極が陽極の一部に重なる線状のグリッド電極になることから、その発光状態は比較例３に示すラインアノード駆動の表示に類似するものとなる。

図２において、グリッド電極Ｇ_nをＯＮにして正電位を加えたとき、この正電位グリッドの行方向側端面８ａより所定の範囲α内に、非点灯にすべき陽極が存在して、この陽極が選択されていると、該グリッド電極による漏れ発光が生じる。陽極が選択されて点灯する場合は、配線３が共通に接続されている場合である。
本願発明は、図２においてαで表される漏れ発光が生じる範囲内に、平面視で正電位グリッド電極下面の陽極と共通に接続されている行方向の陽極が存在しない配列としている。この漏れ発光が生じる範囲内に共通の配線に接続されている陽極が存在しないので、表示品位に優れた蛍光表示管が得られる。

漏れ発光が生じる範囲は、実験の結果、４分割駆動において、Ｐ−Ｇギャップを０．４８〜０．５２ｍｍとするとき、距離αが０．６５〜０．７ｍｍとなる。

漏れ発光が生じる距離αが定まると、隣接する２列の陽極上方に、平面視で隣接する陽極の側面部に重なり部分を有してグリッド電極を配置することで、Ｘ方向の画素ピッチδを狭くする配列が可能となる。また、画素ピッチを狭くしても正電位グリッド電極下面の陽極と共通に接続されている行方向の陽極が存在しない配列とすることが可能となる。
図２において、画素１個のＸ方向長さを画素寸法γとすると、γは、０．２〜０．２５ｍｍであるので、距離αが０．７ｍｍとすると、Ｘ方向の画素ピッチδは約０．３５ｍｍとなる。画素ピッチが狭くなると、発光させるべき画素と正電位グリッドとのＸ方向の距離βが狭くなり、結果として正電位グリッド電極下面に陽極が存在する割合が高くなり、熱電子の誘導・供給が十分となる。

以下、本発明の適用例について図４〜図６を参照して説明する。図４は２分割の陽極例であり、図５は４分割の陽極に対して２画素点灯の例であり、図６は同じく４分割の陽極に対して４画素点灯の例である。図４〜図６において、画素配列は１行のみを表し、陽極配線は省略している。
図４は、１行あたり共通に接続されている陽極群が２個の場合である。複数の陽極５はＸ方向にＢ、Ａ、Ｂ、Ａ・・・と順序乱れることなく配列されている。また図示を省略したが、Ｙ方向にＡ、Ａ、・・、またはＢ、Ｂ・・、と配列されている。行方向に配列されている陽極５はＡ同士が同一の配線により、またＢ同士がＡとは異なる同一の配線によりそれぞれ接続されている。
漏れ発光が生じる距離αを０．７ｍｍとすると、図２と同様の条件にて、最小画素ピッチは０．７ｍｍとなる。

図５は、１行あたり共通に接続されている陽極群が４個の場合である。複数の陽極５はＸ方向にＢ、Ｃ、Ｄ、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・と順序乱れることなく配列されている。また図示を省略したが、Ｙ方向にＡ、Ａ、・・、Ｂ、Ｂ・・、Ｃ、Ｃ・・、Ｄ、Ｄ・・、と配列されている。行方向に配列されている陽極５はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの群がそれぞれ同一の配線により接続されている。グリッド電極は１グリッド毎に走査し、陽極は隣接する陽極毎に点灯する駆動方法の場合である。
漏れ発光が生じる距離αを０．７ｍｍとすると、図２と同様の条件にて、最小画素ピッチは０．２３ｍｍとなり、より高精細な表示が可能となる。

図６は、１行あたり共通に接続されている陽極群が図５の場合と同様に４個の場合である。複数の陽極５はＸ方向にＢ、Ｃ、Ｄ、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・と順序乱れることなく配列されている。また図示を省略したが、Ｙ方向にＡ、Ａ、・・、Ｂ、Ｂ・・、Ｃ、Ｃ・・、Ｄ、Ｄ・・、と配列されている。行方向に配列されている陽極５はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの群がそれぞれ同一の配線により接続されている。グリッド電極は隣接する２グリッド毎に走査し、陽極は隣接する陽極毎に点灯する駆動方法の場合である。
漏れ発光が生じる距離αを０．７ｍｍとすると、図２と同様の条件にて、最小画素ピッチは０．７ｍｍとなるが、正電位グリッド電極の行方向側端面より漏れ発光が生じる範囲α内には同一配線に接続されている陽極、すなわち、図６においては陽極Ｄおよび陽極Ａは存在しない。このため、漏れ発光による表示品位の低下は生じない。

本発明における陽極、グリッド電極の配置は上記以外にも、たとえば５分割の陽極に対して２画素点灯の例、５分割の陽極に対して４画素点灯の例など多くの変形例が可能である。たとえば、漏れ発光が生じる距離αを０．７ｍｍとすると、図２と同様の条件にて、最小画素ピッチは５分割の陽極に対して２画素点灯の場合で０．１８ｍｍ、５分割の陽極に対して４画素点灯の場合で０．３５ｍｍとなる。

本発明における陽極、グリッド電極の配置を採用しない場合の比較例１として、図７により説明する。
図７（ａ）は１行あたり共通に接続されている陽極群が図５および図６の場合と同様に４個の場合の配置例であり、図７（ｂ）はそのタイミングチャートである。複数の陽極５はＸ方向にＣ、Ｄ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ・・・と順序乱れることなく配列されている。また図示を省略したが、Ｙ方向にＡ、Ａ、・・、Ｂ、Ｂ・・、Ｃ、Ｃ・・、Ｄ、Ｄ・・、と配列されている。行方向に配列されている陽極５はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの群がそれぞれ同一の配線により接続されている。１つのグリッド電極が隣接する２つの陽極５を同時に全面を覆うように配置され、この２つの陽極５を同時に覆うグリッド電極は隣接する２グリッド毎に走査し、陽極は隣接する陽極毎に点灯する駆動方法の場合である。
漏れ発光が生じる距離αを０．７ｍｍとすると、選択されているグリッドＧ_nにより漏れ発光が生じる範囲内に、正電位グリッド電極下面の陽極Ｄと同一の配線により接続されている陽極Ｄが存在し、また、同様に選択されているグリッドＧ_n+1より漏れ発光が生じる範囲内に、陽極Ａが存在することになり、漏れ発光による表示品位の低下が生じる。

ライン電極駆動の場合を比較例２として、図８により説明する。
図８（ａ）は陽極が線状に配置されている場合であり、図８（ｂ）はそのタイミングチャートである。
この場合、選択されているグリッドＧ_nおよびグリッドＧ_n+1により画素として正規発光部となる領域β’に対して、それぞれのグリッド側端面より距離α内に漏れ発光が生じる。このため、漏れ発光による表示品位の低下が生じる。

本発明の蛍光表示管は、漏れ発光による表示品位の低下を抑えることができるので、家電製品、工業用機器、制御システム、コンピュータ周辺機器などの表示装置として利用できる。

１蛍光表示管
２ガラス基板
３配線
４絶縁層
５陽極
６蛍光体
７陽極基板
８グリッド電極
９陰極
１０フェースガラス
１１スペーサガラス

Claims

マトリクス状に配置された陽極の表面に被着された蛍光体に、該蛍光体上方に配置されたグリッド電極により制御され、陰極から放出される電子を射突させることにより表示を行なう蛍光表示管において、
前記陽極は、１行あたり共通に接続されている陽極群が複数個であり、この陽極群は行方向に同一順列に繰り返し配列されており、
前記グリッド電極は、隣接する２列の陽極上方に、平面視で隣接する陽極の側面部に重なり部分を有して配置され、
１点灯タイミングを構成するグリッド電極毎に正電位を加えながら走査されるグリッド電極の行方向側端面より該グリッド電極の漏れ発光が生じる範囲内に、平面視で前記正電位を加えられたグリッド電極下面の陽極と共通に接続されている行方向の陽極が存在しないことを特徴とする蛍光表示管。
前記陽極は、１行あたり共通に接続されている陽極群が３個以上であり、前記グリッド電極は、１グリッド電極ずつ正電位を加えて走査されることを特徴とする請求項１記載の蛍光表示管。