JP5074874B2 - 蛍光表示管 - Google Patents

Description

本発明は、マトリクス状に配設された複数のアノードと、これに対面する複数のグリッドを有し、２つのグリッドを順次ずらしながら駆動し、これに同期して隣接する２つのグリッドの中心部に並ぶアノードに表示信号を与えることにより所望のグラフィック表示を行う蛍光表示管に係り、特に、選択されたグリッドの下方において表示信号が与えられたアノードに表示欠けが生じないように工夫した蛍光表示管に関するものである。

下記特許文献１には、アノードの配設ピッチが微細でありながら、アノードのもれ発光の生じにくいドットマトリクスの蛍光表示管が開示されている。

下記特許文献１では、特公昭５７−２０２０５０号公報に開示されているグラフィック蛍光表示装置を例示し、その問題点を同文献中図４を参照して指摘している。この蛍光表示装置は、マトリクス状に並べられた複数のドット状のアノードセグメントを有している。マトリクスの各行にはそれぞれ３本の配線導体ａ，ｂ，ｃが設けられ、各行のアノードセグメントＡは２個おきに同一の配線導体に接続されている。グリッドＧはマトリクスの２列に１個づつ配設されている。そして、駆動時には、隣接する２個のグリッドに同時に正の走査信号を与え、これを１個づつ行方向にシフトさせながら循環して走査する。表示信号が与えられないグリッドＧには負の走査信号を与える。そして、正の走査信号が与えられた２個のグリッドＧ，Ｇに対応する４列のアノードセグメントＡのうち、両グリッドＧ，Ｇが隣接している側である内側の２列に、該グリッドＧの走査に同期したタイミングで表示信号が与えられる。

一般に、蛍光表示装置では用途に応じて表示内容の高密度化が進められており、前述した構造のグラフィック蛍光表示装置においても、アノードセグメントの高密度化が図られている。ここで、メッシュグリッドの配設位置が一方のアノードセグメントの方へずれてしまうと、次のような不都合が生ずる。即ち、前記文献の図５において、正の走査信号が与えられている２枚のグリッドＧ２，Ｇ３の内側にある２列のアノードセグメントＡ３，Ａ４のうち、一方の一列のアノードセグメントＡ４に表示信号が与えられている場合には、３個隣のアノードセグメントＡ１にも同様の表示信号が与えられている。このアノードセグメントＡ１に対応するメッシュグリッドＧ１には負の走査信号が与えられているので通常は電子がアノードセグメントＡ１に射突することはない。ところが、このメッシュグリッドＧ１の縁部がアノードセグメントＡ１の縁部１００に接近して配置されていると、隣接するメッシュグリッドＧ２の正電界の影響によって該アノードセグメントＡ１の縁部１００には電子が飛び込んでもれ発光が生じることがある。

上記特許文献１記載の発明では、このような問題を解決するために、アノードセグメントをメッシュグリッドの配列方向の外縁にかかるように配設し、一部が該メッシュグリッドの外側に延出するようにしている。そして、メッシュグリッドと、一部がその外側に延出しているアノードセグメントに対して所定の正電圧を与えれば、該メッシュグリッドの外側に延出している該アノードセグメントの一部分にも電子が射突し、字欠け現象は生じない。隣接するグリッドの間隔を大きくとれるので、非点灯のアノードセグメントは、隣接する正電圧が印加されたメッシュグリッドの影響を受けることもない。
特開平６−２１５７０８号公報

図７（ａ）は前述したようなグラフィック蛍光表示装置において発光させようとするアノード１における蛍光体のパターン例である。但し列方向（図中縦方向）の一部のアノードの図示は省略している。これは、例えば０．３５ｍｍ角の正方形の蛍光体の発光領域を、行方向（図中横方向）及び列方向について０．１０ｍｍの間隔で配設したパターンであって、このパターンの全面が実際に発光すれば所望のグラフィック表示が得られるものとされている。

図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した実際に必要な発光パターンを、実際の蛍光表示管におけるマトリクス状のアノード１のパターンとして採用した例である。すなわち、図７は、実際にグラフィック表示に必要な正方形の発光領域をマトリクス状に配置してなる発光パターン（図７（ａ））を、そのまま蛍光体を有するアノード１の形状及びマトリクス状の配置パターン（図７（ｂ））として蛍光表示管の設計に用いた例を示すものである。そして、図７（ｂ）に示すように、この例ではアノード１の配置パターンに対し、グリッド２をマトリクスの２列に１個づつ配設している。

駆動時には、隣接する２個のグリッド２，２に同時に正の走査信号を与え、これを１個づつ行方向にシフトさせながら循環して走査し、これに同期して、選択された２つのグリッド２，２の下方にあるアノード１のうち、２つのグリッド２，２の隣接部を中心とした左右２列のアノード１に表示信号を与える。その際、その他のグリッド２と、点灯させない左右の列のアノード１には、漏れ発光対策としてマイナスの電位を印可する。

このように駆動を行うと、図８に示すように、グリッド２の走査タイミングにより、２つのグリッド２の中央で点灯している２列のアノード１，１（斜線を付す）の両側に近接しているアノード１ａ，１ａは、必ずマイナス電位となる。また、グリッド２についても、同図に示すように、選択された２つのグリッド２（ＯＮ）の両側のグリッド２はマイナス電位（ＯＦＦ）であるが、これらも点灯のアノード１に近い位置にある。

このため、図示しない電子源から出て選択された正電位（ＯＮ）のアノード１に向かう電子に対し、マイナス電位（ＯＦＦ）のアノード１ａ、マイナス電位（ＯＦＦ）のグリッド２が排斥作用（斥力）を及ぼし、選択された２列のアノード１，１の外側の縁部に電子が供給されない場所が発生する。この現象を表示欠け（又は字カケ）と称する（図中「字カケ発生場所」として示す。）。

図９は、所望のグラフィック表示を得るために実際に必要なアノード１の発光形状（本例では正方形）を示す図であるが、蛍光体が被着したアノード１の形状をこれと同一形状にすると、上述した表示欠けの発生により、図１０に示すようにアノード１の正方形の縁部に発光しない部分が発生し、必要とする正方形の表示が得られなくなり、長方形状の点灯となってしまう。

このような蛍光表示管の表示面には、グリッド２に覆われたアノード１の列の中央側の縁部に発生した表示欠けの視覚効果により、表示面にはこの表示欠けに沿って黒線が現れてしまう。これを図８について説明すれば、各グリッド２は２列のアノード１に対面しており、駆動時にはグリッド２が覆っている２列のアノード１の隣接する内側の縁部（各グリッド２の行方向の中央に相当する位置）に表示欠けが発生するので、蛍光表示管の表示面においては、マトリクス状のアノード１の２列おきに列方向に平行な黒線が視認されることとなる。

前記特許文献１に記載の発明によれば、グラフィック蛍光表示管において、隣接する正電位が与えられた２つのメッシュグリッドから外側にはみ出ているアノードセグメントの部分にも電子が射突するので、点灯選択したメッシュグリッドの外側には表示欠けは生じないが、以上説明したようにこの発明では、点灯選択したグリッドの内側でアノードに表示欠けが生じ、表示面に黒線が生じる不都合は防止できなかった。

以上説明した蛍光表示管は、マトリクス状のアノード１の２列に対応するグリッド２を２つずつ選択しながら行方向に移動し、これに同期して４列のグリッド２の中央にある２列のアノード１に表示信号を与える４重駆動方式の蛍光表示管であったが、６重方式、８重方式、さらにＮ重方式の蛍光表示管についても同様の問題点がある。

図１２に示すように、６重方式とは、マトリクス状のアノード１の３列に対応するグリッド２を２つずつ選択しながら行方向に移動し、これに同期して隣接する選択された２つのグリッド２，２の中央にある３列のアノード１（図中斜線を付す）に表示信号を与えるものである。

図１３に示すように、８重方式とは、マトリクス状のアノード１の４列に対応するグリッド２を２つずつ選択しながら行方向に移動し、これに同期して隣接する選択された２つのグリッド２，２の中央にある４列のアノード１（図中斜線を付す）に表示信号を与えるものである。

このような８重方式の蛍光表示管の表示面に現れる黒線の写真を図１１に示す。このように、グリッド２に覆われたアノード１の列の中央側の縁部に発生した表示欠けの視覚効果により、マトリクス状のアノード１の４列おきに黒線（図中、「４本毎の字カケ」と称する）が現れてしまう。

そして、一般にＮ重方式とは、マトリクス状のアノード１のＮ／２列に対応するグリッド２を２つずつ選択しながら行方向に移動し、これに同期して２つのグリッド２の中央にあるＮ／２列のアノード１に表示信号を与えるものである。

本発明は、以上説明したマトリクス状のアノード１と複数のグリッド２を備えてグラフィック表示を行う蛍光表示管において、前述したような課題を解決することを目的としている。すなわち、マトリクス状に配設された複数のアノード１と、マトリクスの一方向に延設されるとともに他方向に並ぶＮ個のアノード１に対面するように構成されて他方向に並べられた複数のグリッド２を有し、他方向に隣接する２つのグリッド２，２を順次ずらしながら正電位を与えて駆動し、これに同期して、隣接する２つのグリッド２，２の隣接部を中心として他方向に並ぶＮ個のアノード１に表示信号を与えることにより、表示すべきアノード１を選択して所望のグラフィック表示を行う蛍光表示管において、選択されたグリッド２の下方にあって表示信号を与えられたアノード１に表示欠けが生じないようにすることを目的としている。

請求項１に記載された蛍光表示管によれば、
列方向と行方向に配設されてマトリクス状とされた複数のアノードと、所定数のアノードの列に対面するようにマトリクスの列方向に延設されて行方向に並んだ複数のグリッドを有し、
前記グリッドは、前記行方向に隣接する２つの前記グリッドに同時に正電位を与えながら１つずつ前記行方向に移動するように駆動し、前記アノードは、前記グリッドの駆動に同期して、前記行方向に隣接する２つの前記グリッドの隣接部を中心として前記行方向に並ぶ所定数のアノードの列に表示信号を与えることにより、表示すべきアノードを選択して所望のグラフィック表示を行う蛍光表示管において、
同時に正電位を与えられる２つの前記グリッドの下方にあるアノードの列において、行方向の中央にある所定数のアノードの列の外側の縁辺に、発光させようとする前記アノードの発光パターンよりも行方向に拡大した面積拡大部を設けたことを特徴としている。

請求項２に記載された蛍光表示管は、請求項１記載の蛍光表示管において、
前記面積拡大部は、駆動時に表示信号を与えられた所定数のアノードの列に対して前記行方向に隣接するアノードの非表示電位と、正電位を与えられるグリッドに隣接するグリッドの負電位とによって、非発光となる部分であることを特徴としている。

請求項３に記載された蛍光表示管は、請求項１又は２に記載の蛍光表示管において、
駆動時には、マトリクス状に配設された複数の各アノードが同一形状に発光可能であることを特徴としている。

本発明の蛍光表示管によれば、電子源から出て選択されたアノードに向かう電子に対し、マイナス電位のアノードや、マイナス電位のグリッドが排斥作用（斥力）を及ぼし、選択されたアノード中、一番外側にあるアノードの縁部に電子が供給されない場所が発生しても、当該アノードの外縁部には表示欠けの部分を見込んだ面積拡大部が設けてあるので、結果として実際に発光する領域は表示に必要なパターンの通りとなり、アノードの蛍光体の発光を均一化することができ、表示面に不要な黒線が生じる等の不都合は発生しない。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態の蛍光表示管は、マトリクス状に配設された複数のアノード１と、マトリクスの一方向に延設されるとともに他方向に並ぶＮ個のアノード１に対面するように構成されて他方向に並べられた複数のグリッド２を有している。そして、他方向に隣接する２つのグリッド２，２を順次ずらしながら正電位を与えて駆動し、これに同期して、隣接する２つのグリッド２，２の隣接部を中心として他方向に並ぶＮ個のアノード１に表示信号を与えることにより、表示すべきアノード１を選択して所望のグラフィック表示を行うものである。アノード１のマトリクス構成とこれに対するグリッド２の構成及び駆動手法については、基本的に図８を参照して説明した４重駆動方式の蛍光表示管と同一であり、本例の理解・説明においては、必要に応じて従来の説明及び図を援用することができる。

図１は本例のグラフィック蛍光表示装置において、アノード１において発光させようとする発光パターンである。この発光パターンは、蛍光表示管を製造するメーカーに対し、蛍光表示管を発注する顧客が所望の表示を行うために必要なものとして要求するパターンであり、メーカーはかかる発光パターンが得られるようにアノードの設計を行わなくてはならない。具体的には、この発光パターンは０．３５ｍｍ角の正方形の蛍光体の発光領域を、行方向（図中横方向）及び列（図中縦方向）方向について０．１０ｍｍの間隔で配設したパターンであって、このパターンの正方形の各ドットの全面ががそれぞれ実際に発光すれば所望のグラフィック表示が得られるものとされている。

図２は、図１で示した実際に必要な発光パターンを、実際の蛍光表示管におけるマトリクス状のアノード１のパターンとしてそのまま採用することなく、表示欠けが発生することを考慮に入れて所定範囲について拡大して設定した本例のアノード１のパターンである。具体的には、本例の１枚のグリッド２は２列のアノード１に対面しているが、その２列のアノード１が行方向について対面する内側の両縁辺を行方向について０．０２５ｍｍずつ拡大し、この部分をアノード１の面積拡大部３としている。図２においては、面積拡大部３を実線の楕円で概略覆って示した（パターンを拡大した字カケ発生箇所）。このため、アノード１は全体として図示横長の長方形になっており、２列のアノード１の内側の対面する両縁辺における間隔は、０．０５ｍｍと短くなって０．０５ｍｍとなっている。その他のアノード１の行方向の間隔、すなわち隣り合うグリッド２，２間における行方向に隣接するアノード１の間隔は０．１ｍｍであり、列方向のアノード１の間隔も全箇所で０．１ｍｍである。

図３は、本例の蛍光表示管における基板１０上に形成されたアノード１とグリッド２の構造を示す平面図及び側面図である。但し列方向（図中縦方向）の一部のアノードの図示は省略している。従来の表示欠け発生箇所、すなわちグリッド２で覆われた２列のアノード１の行方向について対向する内側の２縁辺に、図中白抜きで表示するように、上述したような寸法で面積拡大部３が設けられている。

実際の表示時には、隣接する２個のグリッド２，２に正の電位を与え、１個ずつずらしながら行方向に移動させていき、これに同期して、選択された２個のグリッド２，２の下方にある４列のアノード１のうち、行方向について内側にある２列のアノード１に表示信号を与える。このような制御方法であると、電子源から放出されて選択されたアノード１に向かう電子に対し、隣接するマイナス電位のアノード１や、マイナス電位のグリッド２が排斥作用（斥力）を及ぼすため、選択されたアノード１の行方向の縁部（すなわち、グリッド２の下方にあるアノード１の行方向に対向する内側の縁部、グリッド２の行方向の中央部に相当）には電子が供給されない場所が発生する（図３において、「字カケ発生箇所」と称する）。

しかしながら、本例では、当該アノード１の縁部には表示欠けの部分を見込んだ面積拡大部３が設けてあるので、結果として実際に発光する領域は表示に必要なパターンの通りの正方形となる。すなわち、実際の点灯状態は、図４に示すように長方形状のアノード１の一部に表示欠けが生じているために正方形に点灯しているように見え、これは図５に示すような所望の表示に必要な正方形の発光パターンと同じである。従って、マトリクス状に配置された多数のアノード１は、いずれも正方形状で所定間隔をおいて配置された発光パターンで発光することができ、アノード１の蛍光体の発光を均一化することができるために表示面に不要な黒線が生じる等の不都合は発生しない。

以上説明した実施形態は、マトリクス状のアノード１の２列に対応するグリッド２を２つずつ選択しながら行方向に移動し、これに同期して、選択された２つのグリッド２の下方にある４列のグリッド２中、中央にある２列のアノード１に表示信号を与える４重駆動方式の蛍光表示管に関するものであったが、６重方式、８重方式、さらに一般にＮ重方式の蛍光表示管における表示欠けの解消のためにも同様に適用できる。

すなわち、従来図である図１２に示すように、６重方式とは、マトリクス状のアノード１の３列に対応するグリッド２を２つずつ選択しながら行方向に移動し、これに同期して２つのグリッド２の中央にある３列のアノード１の列に表示信号を与えるものであるが、このような蛍光表示管において、各グリッド２の下方にあるアノード１の列のうち、従来表示欠けが発生していた中央の２列の行方向に対向する内側の縁辺（図中白抜きで表示）を、前述したようにアノード１の間隔を狭めて行方向に拡大し、面積拡大部３を設けることで表示欠けを解消することができる。

８重方式についても同様である。従来図である図１３に示すように、８重方式とは、マトリクス状のアノード１の４列に対応するグリッド２を２つずつ選択しながら行方向に移動し、これに同期して２つのグリッド２の中央にある４列のアノード１に表示信号を与えるものであるが、このような蛍光表示管において、各グリッド２の下方にあるアノード１の列のうち、従来表示欠けが発生していた中央の２列の行方向に対向する内側の縁辺（図中白抜きで表示）を、前述したようにアノード１の間隔を狭めて行方向に拡大し、面積拡大部３を設けることで表示欠けを解消することができる。

このような８重方式の蛍光表示管の表示面の写真を図６に示す。このように、グリッド２に覆われたアノード１の列の中央側の縁部に設けた面積拡大部３による効果により、各アノード１は均一な正方形に発光するので、全面を発光させた場合にも表示面に黒線が現れることはなく、均一な発光面が得られる。

一般にＮ重方式についても同様である。Ｎ重方式とは、マトリクス状のアノード１のＮ／２列に対応するグリッド２を２つずつ選択しながら行方向に移動し、これに同期して２つのグリッド２の中央にあるＮ／２列のアノード１に表示信号を与えるものであるが、このような蛍光表示管において、各グリッド２の下方にあるアノード１の列のうち、従来表示欠けが発生していた中央の２列の行方向に対向する内側の縁辺を、前述したようにアノード１の間隔を狭めて行方向に拡大し、面積拡大部３を設けることで表示欠けを解消することができる。

本例の発明、例えば図８において、グリッド２とグリッド２の走査方向の間隔（図面（上）における左右方向の寸法）や、グリッド２とアノード１の間隔（図面（下）における上下方向の寸法）が、製造時の組み立て誤差その他の要因によって変動し、グリッド２が正規の位置から位置ずれを起こすことがあり、このため駆動時にアノード１に生じる表示欠けの面積も変動することがある。
前述した実施形態においては、表示欠けが発生しない部分でのアノード１の間隔を０．１ｍｍとしたとき、表示欠けの発生する領域であるグリッド２の走査方向（図面（上）における左右方向）についての面積拡大部３の寸法を０．０２５ｍｍとし、アノード１の同方向についての間隔を０．０５ｍｍとしており、この設定によって表示欠けの問題は解消することができた。
しかしながら、前述したように製造時の組み立て誤差その他の要因によってアノード１に生じる表示欠けの面積が変動する場合もあり、その場合には適宜に面積拡大部３の寸法を設定することが好ましい。本願発明者は、面積拡大部３の寸法（グリッド２の走査方向についての寸法）が０．０４ｍｍ、面積拡大部３が設けられた側におけるアノード１，１の間隔が０．０２ｍｍである蛍光表示管と、面積拡大部３の寸法が０．０４５ｍｍ、面積拡大部３が設けられた側におけるアノード１，１の間隔が０．０１ｍｍである蛍光表示管とをそれぞれ作成し、実際に点灯して表示状態を確認したとところ、アノード１の面積拡大部３が大きいほど、表示状態が良好であることが確認された。
従って、蛍光表示管の製造時の組み立て誤差等に起因する表示欠けの面積の変動を見込んで、アノード１の面積拡大部３を大きめに設定することにより、表示欠け面積の変動幅をカバーして良好な表示状態を確保することが可能となる。

図１は本発明の実施形態のグラフィック蛍光表示装置においてアノード１に必要な発光パターンを示す図である。 図２は本発明の実施形態のグラフィック蛍光表示装置におけるアノード１のパターンを示す図である。 図３は本発明の実施形態のグラフィック蛍光表示装置におけるアノード１とグリッド２の構造及び面積拡大部３（従来の表示欠け箇所に相当する部分）を示す平面図及び側面図である。 図４は本発明の実施形態のグラフィック蛍光表示装置におけるアノード１の実際の点灯状態を示す図である。 図５は本発明の実施形態のグラフィック蛍光表示装置において必要とされる発光パターンを示す図である。 図５は本発明の実施形態のグラフィック蛍光表示装置（８重駆動の場合）における表示画面を示す図である。 図７（ａ）は従来のグラフィック蛍光表示装置においてアノード１に必要な発光パターンを示す図であり、図７（ｂ）は従来のグラフィック蛍光表示装置におけるアノード１とグリッド２のパターンを示す図である。 図８は従来の４重駆動のグラフィック蛍光表示装置におけるアノード１とグリッド２の構造及び表示欠け箇所を示す平面図及び側面図である。 図９は従来のグラフィック蛍光表示装置において必要とされる発光パターン例を示す図である。 図１０は従来のグラフィック蛍光表示装置における表示欠けを示す図である。 図１１は表示欠けに起因する黒線があらわれた従来のグラフィック蛍光表示装置の表示画面を示す図である。 図８は従来の６重駆動のグラフィック蛍光表示装置におけるアノード１とグリッド２の構造及び表示欠け箇所を示す平面図及び側面図である。 図８は従来の８重駆動のグラフィック蛍光表示装置におけるアノード１とグリッド２の構造及び表示欠け箇所を示す平面図及び側面図である。

符号の説明

１…アノード
２…グリッド
３…面積拡大部
１０…基板

Claims (3)

1. 列方向と行方向に配設されてマトリクス状とされた複数のアノードと、所定数のアノードの列に対面するようにマトリクスの列方向に延設されて行方向に並んだ複数のグリッドを有し、
   前記グリッドは、前記行方向に隣接する２つの前記グリッドに同時に正電位を与えながら１つずつ前記行方向に移動するように駆動し、前記アノードは、前記グリッドの駆動に同期して、前記行方向に隣接する２つの前記グリッドの隣接部を中心として前記行方向に並ぶ所定数のアノードの列に表示信号を与えることにより、表示すべきアノードを選択して所望のグラフィック表示を行う蛍光表示管において、
   同時に正電位を与えられる２つの前記グリッドの下方にあるアノードの列において、行方向の中央にある所定数のアノードの列の外側の縁辺に、発光させようとする前記アノードの発光パターンよりも行方向に拡大した面積拡大部を設けたことを特徴とする蛍光表示管。
2. 前記面積拡大部は、駆動時に表示信号を与えられた所定数のアノードの列に対して前記行方向に隣接するアノードの非表示電位と、正電位を与えられるグリッドに隣接するグリッドの負電位とによって、非発光となる部分であることを特徴とする請求項１記載の蛍光表示管。
3. 駆動時には、マトリクス状に配設された複数の各アノードが同一形状に発光可能である請求項１又は２に記載の蛍光表示管。