JPH09147767A - ドットマトリックス型蛍光表示管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成部品点数を減らして低電圧駆動によりで
実用上十分な発光輝度が得られ、しかも低価格で高輝
度，高寿命化を実現可能とするドットマトリックス型蛍
光表示管を提供することを目的とする。 【解決手段】 第１のアノード駆動用ドライバー３およ
び第２のアノード駆動用ドライバー４は、それらの出力
端子が縦方向に配列されている各アノード電極１の配列
に対して交互に配線接続されている。そして、各アノー
ド電極１とアノード駆動用ドライバー３，４の出力端子
とがそれぞれ１対１の関係で結線されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチカラーまた
は単色のグラフィック表示を行うドットマトリックス型
蛍光表示管に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のドットマトリックス型蛍
光表示管は、グラフィック表示を行う場合、単純Ｘ−Ｙ
マトリックス駆動またはアノード３分割，４分割駆動な
どのダイナミック駆動方式が採用されていた。例えば、
単純Ｘ−Ｙマトリックス駆動では、図７の平面図に示す
ように、２５６×２５６個のアノード７１がマトリック
ス状に配置され、横１列２５６個のアノード７１がＰ１
〜Ｐ２５６の行でそれぞれ接続されている。また、それ
に直交する縦方向に２５６個分のアノード７１を覆うよ
うに、Ｇ１〜Ｇ２５６の２５６列のグリッド７２が形成
されている。

【０００３】そして、それらＧ１〜Ｇ２５６の２５６本
のグリッド７２に順次列信号（グリッドスキャン）のパ
ルス信号を印加していきながら、各アノード７１にはそ
の列信号に同期してそれぞれのタイミングに応じて選択
的にオンまたはオフのパルス電圧を加えることで駆動す
る。このとき、その走査速度を人間の目にはちらつきが
感じられない程度の速さにして、時分割パルス動作させ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなドットマトリックス型蛍光表示管では、ダイナミッ
ク駆動方式により駆動していたので、以下に説明するよ
うな問題があった。第１に、より高解像度にするために
は、ドット数を増加していくことになり、アノード数お
よびグリッド数が増加することになる。しかし、従来で
は、グリッドおよびアノードに順次時分割パルスを印加
してダイナミック駆動するため、アノード数やグリッド
数を増やすと、デューティサイクルが小さくなる。そし
て、１つのアノード，１つのグリッドに電圧を与える時
間が短くなるため、所望の輝度を得るために駆動電圧が
高くなってしまう。この結果、グリッドドライバーおよ
びアノードドライバーとして高価なＣ−ＭＯＳ構造の高
耐圧・高電流素子を用いることになり、駆動回路が高価
となる。

【０００５】第２に、前述したように、ダイナミック駆
動でドット数を増やそうとする場合、各アノードに印加
される駆動電圧はデューティ分しかかからない。このた
め、必然的に電圧を上げないと、実用的な輝度が得られ
ない（例えば２５６×１６画素のＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体に
アノード駆動電圧９０Ｖ，グリッド電圧７０Ｖ，デュー
ティ比１／１４０で印加した場合、輝度は約１３０ＦＬ
である）。そして、このように、比較的高電圧で駆動す
る必要があるため、蛍光体表面の分解などが発生し、多
色蛍光体（硫黄分を含んだ蛍光体）を用いた場合など
は、そのことによるカソードの劣化を引き起こし、特に
管寿命が短くなる傾向にあった。

【０００６】この原因は次のように考えられている。化
合物蛍光体には、酸化物系（ＺｎＯ：Ｚｎ，ＺｎＳｉＯ
₄ ：Ｍｎ），硫化物系（（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｙ₂
Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ）など種々のものがある。このうち、組成
内に硫黄分を含んでいる蛍光体は、カチオンであるＺｎ
またはＣｄとの電子的結合力が弱い。このため、硫化物
蛍光体に電子線が照射されると、硫黄分がＺｎ，Ｃｄか
ら遊離し、硫黄ガス，ＳＯ_x ガスなどになる。このよう
なガスは腐食性が強く、高温状態にあるカソード電極を
表面を劣化させ、カソード電極からのエミッション量を
減少させてしまう。

【０００７】そして、同時に蛍光体の表面も、電子でた
たかれて硫化物蛍光体が僅かであるが分解をしていくの
で、正常な蛍光体のストイキオメトリー（化学量論的組
成）を維持できなくなり、発光能力が低下してしまう。
また、上述したようなダイナミック駆動では、グリッド
スキャンを行って表示しているので、外光やフィラメン
トの機械的振動の共振から発生する表示のちらつきが発
生し易く、これを防止するために設計に十分な配慮が必
要であった。

【０００８】したがって本発明は、前述した従来の課題
を解決するためになされたものであり、その目的は、構
成部品点数を減らして低電圧駆動によりで実用上十分な
発光輝度が得られ、しかも低価格で高輝度，高寿命化を
実現可能とするドットマトリックス型蛍光表示管を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明によるドットマトリックス型蛍光表示管
は、基板上にマトリックス配列されたアノード電極よ
り、その整列方向に対して１つおきに反対方向にそれぞ
れ引き出された第１および第２の配線群と、その第１お
よび第２の配線群に接続されたアノード電極それぞれに
駆動電圧を印加するアノード駆動ドライバーとを新たに
備えるようにした。この結果、蛍光面をスタティック駆
動することができるようになり、１つのアノード電極に
印加する駆動電圧を下げることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について詳細に説明する。 実施の形態１ 図１は、本発明の実施の形態１におけるドットマトリッ
クス型蛍光表示管の構成を示す平面図である。図１で
は、２５６×１６ドットマトリックス表示面の要部平面
図をしめしており、表示面の横方向の一部は省略してあ
る。図１に示すように、このドットマトリックス型蛍光
表示管では、縦横方向に複数のドット状アノード電極１
が、所定の間隔を有してマトリックス状に配列されてい
る。そして、これらのアノード電極１上には、蛍光体か
ら成る発光部２が形成されてドットマトリックス表示面
が形成されている。

【００１１】また、このドットマトリックス表示面の上
部および下部には、それぞれ低電圧型Ｃ−ＭＯＳからな
る第１のアノード駆動用ドライバー３および第２のアノ
ード駆動用ドライバー４が配設されている。これらの第
１のアノード駆動用ドライバー３および第２のアノード
駆動用ドライバー４は、それらの出力端子が縦方向に配
列されている各アノード電極１の配列に対して交互に配
線接続されている。そして、各アノード電極１とアノー
ド駆動用ドライバー３，４の出力端子とがそれぞれ１対
１の関係で結線されている。なお、ここでは、マトリッ
クス配置の整列方向の１つとして縦方向を例に取った
が、これに限るものではなく、出力端子の引き出し方向
が横方向であっても良い。

【００１２】例えば、図１に示すドットマトリックス表
示面の左端に配列されているアノード電極１の１列目を
用いて説明すると、次の通りとなる。まず、縦方向に順
次配列されている各アノード電極１の配列をそれぞれ１
₁ ，１₂ ，１₃ ，１₄ ，１₅ ，１₆ ，１₇ ，１₈ ，１
₉ ，１₁₀，１₁₁，１₁₂，１₁₃，１₁₄，１₁₅，１₁₆とする
と、第１のアノード駆動用ドライバー３の出力端子
３₁，３₂ ，３₃ ，３₄ ，３₅ ，３₆ ，３₇ ，３₈ は、
アノード電極１₂ ，１₄ ，１₆ ，１₈ ，１₁₀，１₁₂，１
₁₄，１₁₆にそれぞれ配線接続されている。

【００１３】また、第２のアノード駆動用ドライバー４
の出力端子４₁ ，４₂ ，４₃ ，４₄，４₅ ，４₆ ，４
₇ ，４₈ は、アノード電極１₁ ，１₃ ，１₅ ，１₇ ，１
₉ ，１₁₁，１₁₃，１₁₅にそれぞれ配線接続される構造と
なっている。以下、２列目以降も同様にして配線接続さ
れている。このように、一方向に配列されているアノー
ド電極の配列に対して交互に配線接続しているので、ア
ノード電極の配置密度を向上させることができる。

【００１４】なお、図示されないが、このドットマトリ
ックス表示面の上方には、電子拡散用の１枚のメッシュ
状グリッド電極が、ドットマトリックス表示面を覆うよ
うに対向配置されている。また、さらにその上方には表
面に酸化物が被覆された複数本の線状カソード電極が、
電子源として張設されて配置される構造となっている。
このように構成されたドットマトリックス蛍光表示管
は、次に示すことにより駆動点灯される。

【００１５】まず、図示しない画像信号記憶回路から出
力された画像信号情報に対応する入力データが、第１の
アノード駆動用ドライバー３および第２のアノード駆動
用ドライバー４に入力される。このことにより、第１の
アノード駆動用ドライバー３および第２のアノード駆動
用ドライバー４により、その画像信号に対応するアノー
ド電極１が選択されてアノード電圧が供給される。この
とき、カソード電極およびグリッド電極には所定の電圧
が印加されており、カソード電極で発生しグリッド電極
により引き出された電子が、選択されたアノード電極１
の発光部２に入射する。以上のことにより、スタティッ
ク駆動により選択されたドットが発光してグラフィック
表示が行われる。

【００１６】図２は、この実施の形態１におけるドット
マトリックス型蛍光表示管の構成を示す断面図である。
図２に示すように、ガラス基板１１上には信号授受用の
アルミニウムによる配線１２が形成され、その上に絶縁
膜１３が形成されている。また、絶縁膜１３の所定位置
に形成されたスルーホールを介して、絶縁膜１３上に形
成されたアノード電極１４と配線１２とが接続してい
る。また、アノード電極１４は図１に示したように、複
数がマトリックス状に配置され、それぞれの上に蛍光体
からなる発光部１４ａが形成され、表示面（蛍光面）を
構成している。

【００１７】また、その蛍光面の上方には１枚のメッシ
ュ状のグリッド電極１５が対向配置され、さらにその上
方に複数本の線状のカソード電極１６が配設されてい
る。また、それらグリッド電極１５およびカソード電極
１６の上方には、ガラス基板１１の所定位置に配置され
たスペーサガラス１７を介して透光性のカバーガラス１
８が配置されている。それらガラス基板１１，スペーサ
ガラス１７，および，カバーガラス１８は、フリットガ
ラスにより封着されて外囲器を構成し、内部が気密封止
されている。

【００１８】また、このガラス基板１１の外囲器外の端
部に、第１のドライバーチップ１９および第２のドライ
バーチップ２０がダイボンドされて配設されている。こ
れらには、図１に説明した第１のアノード駆動用ドライ
バー３および第２のアノード駆動用ドライバー４がそれ
ぞれ内蔵されている。そして、その出力端子がボンディ
ングワイヤ２２によりガラス基板１１の表面に形成され
ている配線１２に接続され、アノード電極１４に対して
１対１の関係を有して結線されている。

【００１９】また、第１のドライバーチップ１９および
第２のドライバーチップ２０は、モールド樹脂２１によ
りコーティングされてる。このモールド樹脂２１は、第
１のドライバーチップ１９，第２のドライバーチップ２
０およびボンディングワイヤ２２などを外的要因から保
護している。なお、このドットマトリックス型蛍光表示
管は、例えば図示しない画像信号記憶回路から出力され
た画像信号情報に対応する入力データと電源電圧が、外
部リード２３を介して第１のドライバーチップ１９に入
力される構成となっている。

【００２０】このような構成によれば、スタティック駆
動を行うので、グリッドスキャン用ドライバーが不要と
なる。そして、アノード駆動用ドライバーには、高耐
圧，高電流型を不要とする安価なＣ−ＭＯＳを用いるこ
とができるので、回路および装置が低コスト化される。
また、グリッドスキャンが不要となるので、外光やフィ
ラメントの機械的振動の共振から発生する表示のちらつ
きがなくなり、これによってちらつき防止構造の設計が
簡略化される。

【００２１】また、スタティック駆動を行うので、各ア
ノード電極に印加される電圧はデューティ比が１となり
そのまま供給される。このため、直流低電圧（２０Ｖ以
下）駆動でも、実用上、十分な輝度が得られる。これは
ドット数が増大しても不変である。これに対して、ダイ
ナミック駆動の場合は、ドット数が増えると当然デュー
ティ比が小さくなり、十分な輝度を得るためには１００
Ｖ〜１３０Ｖ程度の電圧印加が必要となり、高耐圧ドラ
イバー，昇圧回路などが必要となるっていた。

【００２２】また、低電圧駆動が可能となるので、電子
放出源としてのカソードの長寿命化が図れる。加えて、
蛍光面を形成している蛍光体自身の長寿命化に起因する
蛍光表示管の長寿命化が副次的効果として達成される。
「発明が解決しようとする課題」の欄で説明したよう
に、蛍光表示管、特に硫化物蛍光体を用いる多色表示蛍
光表示管の駆動の場合、可能な限り低電圧駆動の方が寿
命を延ばすためには必要なことである。本実施の形態で
は、従来と異なり、スタティック駆動としたことによ
り、ドットマトリックス型の蛍光表示管でも、低電圧駆
動を可能とし、高輝度，長寿命を達成することができ
る。

【００２３】なお、上述では、第１のドライバーチップ
１９および第２のドライバーチップ２０は、ボンディン
グワイヤ２２により配線配線１２に接続するようにして
いるが、これに限るものではない。図３に示すように、
第１のドライバーチップ１９および第２のドライバーチ
ップ２０と配線１２とが、金バンプ２４により接続され
るようにしても良い。

【００２４】実施の形態２．図４は、本発明によるドッ
トマトリックス型蛍光表示管の他の構成を示す断面図で
あり、図２と同一部分には同一符号を付してある。図４
に示すように、この実施の形態２では、第１のドライバ
ーチップ１９，第２のドライバーチップ２０およびボン
ディングワイヤ２２を、外囲器内に配置するようにし
た。このようにすることで、この実施の形態２において
は、上記実施の形態１とは異なり、図２のモールド樹脂
２１を必要とせず、第１のドライバーチップ１９，第２
のドライバーチップ２０およびボンディングワイヤ２２
を、外的要因から保護できる構造としている。

【００２５】実施の形態３．ところで、上記実施の形態
１，２では、ドライバーチップを蛍光表示管と同一基板
上に形成するようにしているが、これに限るものではな
く、それらを分離して形成するようにしても良い。図５
は、この実施の形態３におけるドットマトリックス型蛍
光表示管を用いた蛍光表示システムの構成を示す断面図
であり、図２と同一部分には同一符号を付してある。図
５に示すように、第１のドライバーチップ１９は、イン
ナーリード，アウターリードを有するプラスチックフィ
ルム２５上に、その電極端子をインナーリードの先端に
半田融着により接続されている。同様に、第２のドライ
バーチップ２０が、プラスチックフィルム２６上にその
電極端子をインナーリードの先端に半田融着により接続
されている。そして、プラスチックフィルム２５，２６
上のアウターリードが、ドットマトリックス型蛍光表示
管の配線１２に接続されている。

【００２６】なお、プラスチックフィルム２５は、リー
ド端子の他端が他の基板２５ａに半田融着されている。
この基板２５ａは、図示していないが、画像信号記憶回
路などが搭載され、第１のドライバーチップ１９に画像
信号情報に対応する入力データと電源電圧を入力する。
また、同様に、プラスチックフィルム２６は、リード端
子の他端が他の基板２６ａに半田融着されている。そし
て、第１のドライバーチップ１９および第２のドライバ
ーチップ２０は、必要に応じてモールド樹脂２１により
コーティングされ、外的要因から保護される構造となっ
ている。

【００２７】なお、上記実施の形態３では、第１のドラ
イバーチップ１９をプラスチックフィルム２５に実装
し、モールド樹脂２１によりコーティングするようにし
たが、これに限るものではない。図６に示すように、図
１に説明した第１のアノード駆動用ドライバー３および
第２のアノード駆動用ドライバー４がそれぞれ内蔵され
ている、第１のドライバーパッケージ２７，２８を、フ
ラットパッケージ構造を有して形成するようにしても良
い。この場合、その第１のドライバーパッケージ２７
は、チップ搭載用基板２９に実装される。また、その電
極端子はプラスチックフィルム３１のリードに接続さ
れ、ここを経由してガラス基板１１上の配線１２の所定
位置に接続されている。

【００２８】また、第２のドライバーパッケージ２８も
同様にして、チップ搭載用基板３０に実装され、その電
極端子はプラスチックフィルム３２のリードに接続さ
れ、ガラス基板１１上の配線１２の所定位置に接続され
ている。なお、図２と同一部分には同一符号を付してあ
る。このように、ガラス基板１１とチップ搭載用基板２
９，３０とが、プラスチックフィルム３１，３２で接続
されているので、それぞれの配置取り付けの自由度が向
上する。

【００２９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明では、基板
上にマトリックス配列されたアノード電極より、その整
列方向に対して１つおきに反対方向にそれぞれ引き出さ
れた第１および第２の配線群と、その第１および第２の
配線群に接続されたアノード電極それぞれに駆動信号を
印加するアノード駆動ドライバーとを新たに備えるよう
にした。この結果、蛍光面をスタティック駆動すること
ができるようになり、１つのアノード電極に印加する駆
動信号の電圧を下げることができる。このため、この発
明によるドットマトリックス型蛍光表示管は、より低電
圧で駆動できるので、低価格で高輝度，長寿命化が得ら
れ、しかも品質，信頼性も大幅に向上させることができ
るなどの極めて優れた効果が得られる。また、一方向に
配列されているアノード電極の配列に対して交互に配線
接続しているので、アノード電極の配置密度を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるドットマトリックス型蛍光表示
管の一実施の形態による構成を示すドットマトリックス
表示面の要部平面図である。

【図２】 本発明によるドットマトリックス型蛍光表示
管の一実施の形態による構成を示す要部断面図である。

【図３】 本発明によるドットマトリックス型蛍光表示
管の他の実施の形態による構成を示す要部断面図であ
る。

【図４】 本発明によるドットマトリックス型蛍光表示
管のさらに他の実施の形態による構成を示す要部断面図
である。

【図５】 本発明によるドットマトリックス型蛍光表示
管の他の実施の形態による構成を示す要部断面図であ
る。

【図６】 本発明によるドットマトリックス型蛍光表示
管の他の実施の形態による構成を示す要部断面図であ
る。

【図７】 従来の単純Ｘ−Ｙマトリックス駆動を示す説
明図である。

【符号の説明】

１，１₁ ，１₂ ，１₃ ，１₄ ，１₅ ，１₆ ，１₇ ，１
₈ ，１₉ ，１₁₀，１₁₁，１₁₂，１₁₃，１₁₄，１₁₅，１₁₆
…ドット状アノード電極、２…発光部、３…第１のアノ
ード駆動用ドライバー、４…第２のアノード駆動用ドラ
イバー、１１…ガラス基板、１２…配線、１３…絶縁
膜、１４…アノード電極、１４ａ…発光部、１５…グリ
ッド電極、１６…カソード電極、１７…スペーサガラ
ス、１８…カバーガラス、１９…第１のドライバーチッ
プ、２０…第２のドライバーチップ、２１…モールド樹
脂、２２…ボンディングワイヤ、２３…外部リード。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上にマトリックス配列されたアノー
   ド電極と、 マトリックス配列された前記アノード電極より、その整
   列方向に対して１つおきに反対方向にそれぞれ引き出さ
   れた第１および第２の配線群と、 前記第１および第２の配線群に接続された前記アノード
   電極それぞれに駆動信号を印加するアノード駆動ドライ
   バーと、 前記アノード電極上に形成された蛍光体からなる発光部
   と、 前記マトリックス状に配置された発光部より所定距離離
   間して配置されたグリッド電極と、 前記グリッド電極の上方に配置されたカソード電極と、 前記アノード電極，発光部，グリッド電極，および，カ
   ソード電極を少なくとも含むように配置され表示部が形
   成された外囲器とを備えたことを特徴とするドットマト
   リックス型蛍光表示管。
2. 【請求項２】 請求項１記載のドットマトリックス型蛍
   光表示管において、 前記アノード駆動ドライバーは、第１および第２の配線
   群にそれぞれ接続された第１および第２のアノード駆動
   ドライバーから構成されたことを特徴とするドットマト
   リックス型蛍光表示管。
3. 【請求項３】 請求項１記載のドットマトリックス型蛍
   光表示管において、 前記アノード駆動ドライバーが前記外囲器外の前記基板
   上に形成されていることを特徴とするドットマトリック
   ス型蛍光表示管。
4. 【請求項４】 請求項１記載のドットマトリックス型蛍
   光表示管において、 前記アノード駆動ドライバーが前記外囲器内の前記基板
   上に形成されていることを特徴とするドットマトリック
   ス型蛍光表示管。
5. 【請求項５】 請求項１記載のドットマトリックス型蛍
   光表示管において、 前記アノード駆動ドライバーが前記基板に接続するフレ
   キシブルフィルム上に形成されていることを特徴とする
   ドットマトリックス型蛍光表示管。
6. 【請求項６】 請求項１記載のドットマトリックス型蛍
   光表示管において、 前記アノード駆動ドライバーが、前記基板にフレキシブ
   ルフィルムを介して接続するチップ搭載用基板上に形成
   されていることを特徴とするドットマトリックス型蛍光
   表示管。
7. 【請求項７】 請求項２記載のドットマトリックス型蛍
   光表示管において、 前記第１および第２のアノード駆動ドライバーが前記外
   囲器外の前記基板上に対向配置して形成されていること
   を特徴とするドットマトリックス型蛍光表示管。
8. 【請求項８】 請求項２記載のドットマトリックス型蛍
   光表示管において、 前記第１および第２のアノード駆動ドライバーが前記外
   囲器内の前記基板上に対向配置して形成されていること
   を特徴とするドットマトリックス型蛍光表示管。
9. 【請求項９】 請求項２記載のドットマトリックス型蛍
   光表示管において、 前記第１および第２のアノード駆動ドライバーが前記基
   板に対向配置して接続する第１および第２のフレキシブ
   ルフィルム上にそれぞれ形成されていることを特徴とす
   るドットマトリックス型蛍光表示管。
10. 【請求項１０】 請求項２記載のドットマトリックス型
    蛍光表示管において、 前記第１および第２のアノード駆動ドライバーが、前記
    基板にフレキシブルフィルムを介して対向配置して接続
    する第１および第２のチップ搭載用基板上にそれぞれ形
    成されていることを特徴とするドットマトリックス型蛍
    光表示管。