JP5289382B2 - 駆動用ｉｃ内蔵型蛍光表示管 - Google Patents

Description

本発明は、駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管に関し、特にその蛍光表示管のフィラメント支持構造に関する。

駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管（以下、「ＣＩＧ−ＶＦＤ」ともいう）は、駆動用ＩＣを蛍光表示管内部に実装することができるので、蛍光表示管の小型パッケージ化が可能であり、さらに高密度、大容量表示が可能な蛍光表示管である。
従来、ＣＩＧ−ＶＦＤのフィラメント支持構造として、ＩＣシールドの金属カバーにフィラメントサポートを設けた例（特許文献１）、駆動用ＩＣをシールドする金属製ＩＣシールドが搭載されている金属フレームの端部に金属製ＩＣシールドとは別個にフィラメントサポートが設けられている例（特許文献２、特許文献３）が知られている。

近年、フルドットタイプのグラフィックＣＩＧ−ＶＦＤにおいて、より高精細なドットピッチが要求されている。このグラフィックＣＩＧ−ＶＦＤは、駆動方法として一般的にダイナミックスキャン駆動を採用している。しかし、表示部の画素ピッチが０．３２５ｍｍレベルの高精細になると、グリッドのカットオフ電圧の影響が大きくなり、画素ピッチが０．６５ｍｍレベルの荒い画素の表示に比較して、明暗部が著しく目立つようになる。この問題を解消するために、グリッドと陽極基板との間の距離を縮めることが知られているが、従来は、この距離を縮めると表示輝度が低下し、表示品位が損なわれるという問題がある。
このため、表示輝度の低下を防ぐために、フィラメント状陰極とグリッドとの間の距離を従来品より短く設定することで、フィラメント状陰極と陽極基板上の蛍光体との間の距離を縮めることが検討されている。

実開平１−４６９４８号公報 実開平５−３６７４１号公報 特開平６−５１３３５号公報

しかしながら、ＣＩＧ−ＶＦＤにおいて、フィラメント状陰極とグリッドとの間の距離をより短く設定できないという問題がある。
通常、ＣＩＧ−ＶＦＤの駆動において、フィラメント状陰極およびフィラメントサポートはカットオフバイアス電圧にされている。
また、ドライバＩＣ上のボンディングワイヤは、陽極、グリッド、ロジック＋、ロジックＧＮＤになっており、フィラメントサポートと接触することは避けなければならない。
このため、フィラメントサポート下部に搭載されているドライバＩＣのボンディングワイヤがフィラメントサポートと接触しないように、フィラメントサポートは陽極基板表面より一定の距離を確保する必要がある。
フィラメント状陰極と蛍光体間を縮めて、輝度を高く設定しようとしても、上記理由でフィラメント状陰極と蛍光体の最低距離が決定されるため、ある一定以上の輝度は得られないという問題がある。

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、フィラメント状陰極とグリッドとの距離を短くすることで、フィラメント状陰極と陽極基板上の蛍光体との距離を縮めることができ、表示品位を損なわず高い輝度が得られる高精細グラフィックＣＩＧ−ＶＦＤの提供を目的とする。

本発明は、陽極基板上に蛍光体層が設けられた表示部と、この表示部の上方に架設された複数のフィラメント状陰極と、このフィラメント状陰極と上記表示部との間に配置されたグリッドと、上記フィラメント状陰極のエンドクーリング領域に対応する下方位置にある陽極基板上に搭載されて上記表示部を駆動するＩＣ（以下、「ドライバＩＣ」ともいう）と、このドライバＩＣを陰極より発生する電子から遮蔽すると共に上記フィラメント状陰極端部を支持するフィラメントサポートとを備え、上記フィラメント状陰極から発生する電子を蛍光体層に入射させることによりその蛍光体層を励起して発光させるＣＩＧ−ＶＦＤにおいて、上記フィラメント状陰極端部は上記フィラメントサポートの長辺側で蛍光表示管の一方の短辺側に固定されると共に、このフィラメント状陰極のエンドクーリング領域下方に位置する上記フィラメントサポートの表面に凹み部または該フィラメントサポートにスリットを設け、上記凹み部または上記スリットは、上記複数のフィラメント状陰極のそれぞれに平行に、かつ上記複数のフィラメント状陰極の下方にそれぞれ対応する上記フィラメントサポートの表面に、複数個設けられ、上記フィラメント状陰極と上記エンドクーリング領域下方に位置するフィラメントサポートの表面とが接触しないことを特徴とする。
特に、フィラメントサポートの表面に形成される上記凹み部またはスリットは、上記フィラメント状陰極端部が固定されている上記フィラメントサポートの長辺の対辺に開口断面を有することを特徴とする。
また、上記フィラメントサポートに固定される上記フィラメント状陰極の一端は、そのフィラメントサポート表面に固定されていることを特徴とする。
また、上記フィラメント状陰極の一端が固定されている上記フィラメントサポート端部は、蛍光表示管の陽極基板との間が開口部となっていることを特徴とする。

フィラメント状陰極の一端が固定されたフィラメントサポート表面に凹み部またはフィラメントサポートにスリットを設けるので、フィラメント状陰極と蛍光体との距離を縮めることができる。そのため、本発明の駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管は、高精細グラフィックＣＩＧ−ＶＦＤにおいても、表示品位を損なわずにより高い輝度が得られる。
また、フィラメント状陰極の一端がフィラメントサポート表面に固定されているので、フィラメントサポート自体のプレス形状が従来品より簡素化できる。そのため、プレス形状が安定することや、プレス金型が従来品より安価になる。

ＣＩＧ−ＶＦＤの構造を示す平面図である。 図１におけるＡ−ａ断面図である。 図１におけるＢ−ｂ断面図である。 フィラメントサポートの平面図である。 フィラメント状陰極がフィラメントサポートに接触するときの関係図である。 従来のＣＩＧ−ＶＦＤの端部断面図である。 フィラメント状陰極高さと輝度との関係を示す図である。

本発明のＣＩＧ−ＶＦＤについて図１〜図３により説明する。図１はＣＩＧ−ＶＦＤの構造を示す平面図であり、図２は図１におけるＡ−ａ断面図であり、図３は同Ｂ−ｂ断面図である。
ＣＩＧ−ＶＦＤ１は、図１〜図３に示すように、陽極基板２上にアルミニウム等からなる配線（図示せず）と、この配線の所定の領域にマトリックス状に形成され蛍光体層３ａが付着した陽極とを少なくとも備えた表示部３と、この表示部３の上方に表示部３を覆うように互いに略平行に設けられた複数のグリッド４と、このグリッド４の上方に架設された複数のフィラメント状陰極５とを備えている。また、ＣＩＧ−ＶＦＤ１は、フィラメント状陰極５のエンドクーリング領域５ａ内の陽極基板２上に搭載されて表示部３を駆動するドライバＩＣ６と、このドライバＩＣ６を陰極５から発生する電子線より保護遮蔽すると共に、フィラメント状陰極５一端の支持体となるフィラメントサポート７とを備えている。フィラメント状陰極５の他端は、陽極基板２の対辺に設けられているアンカー７ｄに固定されてフィラメント状陰極５が張設されている。ドライバＩＣ６はボンディングワイヤ６ａにより陽極基板２に電気的に接続されている。８はリードピンである。
なお、ＣＩＧ−ＶＦＤ１は、少なくとも一部が透過性を有するフロントガラス（図示せず）およびスペーサガラス９をフリットガラスで接着してなる外囲器から構成され、真空容器を構成している。
上記ＣＩＧ−ＶＦＤ１は、フィラメント状陰極５から発生する電子を蛍光体層３ａにグリッド４を介して入射させることによりその蛍光体層３ａを励起して発光させる表示管である。

フィラメント状陰極５は、フィラメントサポート７の端部７ａに固定されている。端部７ａは、フィラメント状陰極５のエンドクーリング領域５ａがフィラメントサポート７の上方に位置するように端部７ａに溶接等により固定されている。
また、図２および図３に示すように、フィラメント状陰極５のエンドクーリング領域５ａの下方に位置するフィラメントサポート７の表面に凹み部７ｂが設けられている。
表面に凹み部７ｂを設けることにより、フィラメント状陰極５はフィラメントサポート７の表面で固定することができる。凹み部７ｂを設け、フィラメントサポート７の表面で固定することにより、フィラメント状陰極５と蛍光体層３との距離であるフィラメント高さｔ₁を、凹み部７ｂを設けていない従来例に比較して、約２０％と大幅に低くすることができる。なお、この凹み部７ｂに代わり、スリット７ｃを設けることができる。
ドライバＩＣ６の上面とフィラメントサポート７との距離ｔ₂は、ドライバＩＣ６の厚さｔ₃およびボンディングワイヤ６ａの形状により定められるので、フィラメントサポート７の設計上変更できない距離となる。
また、フィラメントサポート７の厚さｔ₄は蛍光表示管１の大きさにより定められる。

凹み部７ｂまたはスリット７ｃが設けられたフィラメントサポート７の平面図を図４に示す。図４（ａ）がスリット７ｃを設けた例であり、図４（ｂ）が凹み部７ｂを設けた例である。
蛍光表示管１の大きさが図１における平面視で短辺の長さが３５ｍｍ、長辺の長さが９６ｍｍの場合を例にすると、通常、フィラメント状陰極５の長さが８６ｍｍ、フィラメントサポート７の厚さｔ₄が０．２５ｍｍの場合、フィラメントサポート７の短辺長ｔ₇は、ドライバＩＣ６の平面視での縦・横のサイズに依存するが、通常は略７．５ｍｍである。このときのフィラメントサポート７の溶接しろ（ｔ₈×ｔ₉）は通常１．４ｍｍ×１．８ｍｍである。

フィラメントサポート７の表面に形成される凹み部７ｂまたはスリット７ｃは、複数のフィラメント状陰極５の下面にそれぞれに平行に設けられている。フィラメント状陰極５の下面に形成することで、フィラメント状陰極５とフィラメントサポート７との接触を避けることができる。
この凹み部７ｂまたはスリット７ｃは、ハーフエッチングまたはプレス加工等で容易に形成することができる。
凹み部７ｂおよびスリット７ｃの幅ｔ₆は、蛍光表示管動作時に外部からの振動でフィラメント状陰極５がフィラメントサポート７に接触しない幅が必要になる。例えば、上記短辺の長さが３５ｍｍおよび長辺の長さが９６ｍｍの蛍光表示管の場合、０．２〜０．６ｍｍの範囲である。

凹み部７ｂは、機械的強度が維持できる場合、幅ｔ₆を広くとることができる。また、フィラメント状陰極５に対して、蛍光表示管の中心に向かって開く扇型の幅であってもよい。
さらに、従来例の段差を低くして、凹み部７ｂまたはスリット７ｃを設けてもよい。

凹み部７ｂおよびスリット７ｃの幅ｔ₆を上記範囲に、凹み部７ｂの深さｔ₅を下記範囲にそれぞれ設定することにより、外部からの振動でフィラメント状陰極５がフィラメントサポート７に接触しない。また、フィラメントサポート７が平板状であるので、フィラメント状陰極５をフィラメントサポート７に溶接するときの作業性が向上する。
上記短辺の長さが３５ｍｍおよび長辺の長さが９６ｍｍの蛍光表示管の場合を例にとり、フィラメント状陰極５が振動によりフィラメントサポート７に接触する場合の状態を図５により説明する。図５はフィラメント状陰極５がフィラメントサポート７に接触するときの関係図である。
図５において、フィラメント状陰極５の他端はフィラメントアンカー７ｄに固定されて、張力が加えられているのであるが、便宜的にフィラメント状陰極５の両端をフィラメントサポート７の形状としている。
フィラメント状陰極５がフィラメントサポート７のａ点で固定されて、フィラメント状陰極５がｂ点に接触するときの距離ｔ_xを算出する。フィラメント状陰極５が振動する円弧の半径Ｒを求めると、Ｒ＝１８４１ｍｍとなる。この値を基にフィラメント状陰極５の最大揺れ幅Ｈは０．５ｍｍ、ｔ_xは０．１２５ｍｍとなり、凹み部７ｂの深さｔ₅は、フィラメント状陰極５の振動だけを考慮すれば０．１３ｍｍあれば問題ない。同様に、凹み部７ｂの幅ｔ₆も０．１３ｍｍあれば問題ない。

比較例として、フィラメントサポート７に凹み部７ｂおよびスリット７ｃが設けられていない、従来のＣＩＧ−ＶＦＤを用いて、フィラメント状陰極５の高さを低くした効果について図６より説明する。図６は従来のＣＩＧ−ＶＦＤの端部断面図である。
図６において、フィラメントサポート７’は凹み部７ｂおよびスリット７ｃを設けない代わりに、フィラメントサポート７’の端部が段差７’ｂを有して形成されて、その段差部分にフィラメント状陰極５が端部７'ａの表面に溶接で固定されている。
図２に示す本願発明に係るＣＩＧ−ＶＦＤの構成との比較を表１に示す。

表１に示すように、本願発明に係るフィラメントサポート構造とすることにより、フィラメント状陰極５の高さｔ₁は、本願発明の場合に１．０５ｍｍ、従来構造の場合に１．３ｍｍとなる。本願発明の場合、従来構造に比較して、約２０％と大幅に高さを縮めることができた。

以下の条件のダイナミック駆動でＣＩＧ−ＶＦＤを駆動した時、フィラメント状陰極高さｔ₁と輝度との関係を図７に示す。
グリッド高さ ：０．５ｍｍ
アノード電圧 ：３０Ｖ
グリッド電圧 ：３０Ｖ
カットオフ電圧：１Ｖ
デューティ ：１／２０

図７に示すように、従来構造のフィラメント状陰極高さｔ₁が１．３ｍｍの場合、輝度は６７９Ｃｄ／ｍ²であるが、本願発明の１．０５ｍｍの場合、その輝度は１２００Ｃｄ／ｍ²以上となる。このように、ｔ₁を約２０％と大幅に低くすることができる本願発明は、ＣＩＧ−ＶＦＤの輝度を大幅に向上させることができる。

本発明のＣＩＧ−ＶＦＤは、高精細グラフィックＣＩＧ−ＶＦＤにおいても、表示品位を損なわずにより高い輝度が得られるので、今後全てのＣＩＧ−ＶＦＤに適用できる。

１ ＣＩＧ−ＶＦＤ
２ 陽極基板
３ 表示部
４ グリッド
５ フィラメント状陰極
６ ドライバＩＣ
７ フィラメントサポート
８ リードピン
９ スペーサガラス

Claims (4)

1. 陽極基板上に蛍光体層が設けられた表示部と、この表示部の上方に架設された複数のフィラメント状陰極と、このフィラメント状陰極と前記表示部との間に配置されたグリッドと、前記フィラメント状陰極のエンドクーリング領域に対応する下方位置にある前記陽極基板上に搭載されて前記表示部を駆動するＩＣと、このＩＣを遮蔽すると共に前記フィラメント状陰極端部を支持するフィラメントサポートとを備え、前記フィラメント状陰極から発生する電子を前記蛍光体層に入射させることによりその蛍光体層を励起して発光させる駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管において、
   前記フィラメント状陰極端部は前記フィラメントサポートの長辺側で蛍光表示管の一方の短辺側に固定されると共に、このフィラメント状陰極のエンドクーリング領域下方に位置する前記フィラメントサポートの表面に凹み部または前記フィラメントサポートにスリットを設け、前記凹み部または前記スリットは、前記複数のフィラメント状陰極のそれぞれに平行に、かつ前記複数のフィラメント状陰極の下方にそれぞれ対応する前記フィラメントサポートの表面に、複数個設けられ、前記フィラメント状陰極と前記エンドクーリング領域下方に位置するフィラメントサポートの表面とが接触しないことを特徴とする駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管。
2. 前記凹み部または前記スリットは、前記フィラメント状陰極端部が固定されている前記フィラメントサポートの長辺の対辺に開口断面を有することを特徴とする請求項１記載の駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管。
3. 前記フィラメントサポートに固定される前記フィラメント状陰極の一端は、前記フィラメントサポート表面に固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管。
4. 前記フィラメント状陰極の一端が固定されている前記フィラメントサポート端部は、前記陽極基板との間が開口部となっていることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の駆動用ＩＣ内蔵型蛍光表示管。

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