JP4087675B2

JP4087675B2 - 蛍光表示管

Info

Publication number: JP4087675B2
Application number: JP2002288571A
Authority: JP
Inventors: 忠己前田; 昇村田
Original assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Itron Corp
Current assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Itron Corp
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2022-10-01
Also published as: JP2004127651A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光表示管に関し、特に、蛍光体層を備えた多数の表示画素がマトリクス状に配置されたドットマトリクス型の蛍光表示管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光表示管は、真空容器の中で、電子放出源から放出される電子を蛍光体に衝突させて発光させ、発光した蛍光体によるパターンを表示に用いる電子管である。一般的な蛍光表示管では、真空状態とされた外囲器内に、蛍光体層が形成された陽極と、この上に張架されたフィラメント陰極と、これらの間に設けられたグリッド電極とを備え、フィラメント陰極から放射される熱電子をグリッド電極により制御し、蛍光体層の表面に衝突させるようにしている。
【０００３】
このような蛍光表示管の一種に、図３に示すように、正方形状の陽極上に蛍光体層を備えた複数の発光画素３０３をマトリクス状に配列し、各発光画素３０３を表示のための画素としたドットマトリクス型の蛍光表示管がある。図３は、このような蛍光表示管の図示しない外囲器内の一部を示す斜視図（ａ）と平面図（ｂ）である。この蛍光表示管では、外囲器の一部を構成している基板３０１上に形成された図示しない配線層の上に、層間絶縁層３０２を介して発光画素３０３が形成されている。また、発光画素３０３の上方には、複数のグリッド電極３０４が配置され、これらの上にフィラメント陰極３０５が張架されている。
【０００４】
このような蛍光表示管では、一般的に、複数の六角形の開口部を有する金属メッシュを短冊状に形成した複数のグリッド電極３０４により、基板上に配列された複数の発光画素３０３を分割して駆動する（点灯させる）方式が採用されている。
例えば、図４に示すように、表示画素である複数の発光部を構成する複数の陽極４０１が２行８列のマトリクス状に配置され、各陽極４０１には陽極電圧を供給するための陽極配線４０２が接続されている。陽極配線４０２は、１行あたり４本設けられており、各陽極配線４０２は、４列おきに同じ行に配置されている陽極４０１に接続されている。
【０００５】
また、これらの陽極４０１に対向してフィラメント陰極（図示せず）が配置されており、陽極４０１とフィラメント陰極の間には２列分の陽極４０１に対応したグリッド電極３０４が陽極４０１から所定距離離間し、かつ陽極４０１の行方向に互いに平行に配設されている。図４では、陽極４０１（発光部）２列おきに４つのグリッド電極３０４が配設された例を示している。
【０００６】
つぎに、図４に示すように複数のグリッド電極３０４を配置した蛍光表示管のアノード４分割駆動について、図５のタイミングチャートを用いて簡単に説明する。図５において、（ａ）〜（ｄ）は４つのグリッド電極Ｇ１〜Ｇ４各々の駆動動作を示すタイミングチャート、（ｅ）〜（ｈ）は陽極配線Ａ１，Ａ２〜Ｄ１，Ｄ２の駆動動作を示すタイミングチャート、（ｉ）はグリッド電極Ｇ１〜Ｇ４と陽極配線Ａ１，Ａ２〜Ｄ１，Ｄ２の組み合わせにより選択される陽極４０１、（ｊ）は各陽極４０１の点灯タイミングを示している。なお、図４に示す左のグリッド電極３０４より、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４とした。
【０００７】
アノード４分割駆動では、各グリッド電極Ｇ１〜Ｇ４を順次１つずつシフトしながら、隣り合う２つのグリッド電極が常に選択されるように走査する（図５（ａ）〜（ｄ））。また、これにタイミングを合わせ、陽極４０１の各行に４本設けられた陽極配線４０２を２つのグループに分けて交互に点灯信号を与える。この場合、隣り合う２つのグリッド電極の境界を挟んで隣り合う２つの陽極に各々接続された陽極配線４０２（Ａ₁とＤ₁およびＢ₁とＣ₁）を同じグループとする。
【０００８】
ここで、行頭に当たる陽極（Ａ１１，Ａ２１）と行末に当たる陽極（Ｄ１２，Ｄ２２）、行頭に当たるグリッド電極（Ｇ１）と行末に当たるグリッド電極（Ｇ４）は、各々隣り合うものとして扱い、点灯スタート時は、行頭と行末の陽極とグリッド電極を各々選択するものとする。このように、アノード４分割駆動では、グリッド電極Ｇ₁〜Ｇ₄の走査に伴って、隣り合う２つのグリッド電極の境界を挟んで隣り合う２つの陽極が順次点灯選択されることにより、パターン表示を行うようにしている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−２９４１７７号公報
【特許文献２】
特開平９−１４７７６７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように構成されているドットマトリクス型の蛍光表示管において、複数の発光画素を全部点灯させた場合、隣り合うグリッド電極間に位置する発光画素の発光状態が、他の領域とは異なり、表示状態にムラが発生するという問題があった。これは、短冊状のグリッド電極の中央部と隣り合うグリッド電極同士の境界部付近とでは、通過する電子の状態に違いが生じたためと考えられる。
【００１１】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、複数のグリッド電極により発光画素を選択することでパターン表示を行うドットマトリクス型の蛍光表示管において、複数の発光画素を全点灯させたときの表示状態のムラが抑制できるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る蛍光表示管は、透明部材からなるフェースガラス及びこのフェースガラスに対向して配置された基板を備えた真空外囲器と、基板の真空外囲器の内部面上に形成された配線層と、この配線層の上に形成された絶縁層上に形成され配線層と接続された複数のアノード電極と、これらアノード電極の上に各々形成された蛍光体層と、真空外囲器の内部でアノード電極及び蛍光体層からなる複数の発光画素がマトリクス状に配列された表示領域の上方に架設された複数のグリッド電極と、真空外囲器の内部でグリッド電極の上方に設けられた電子放出部とから構成され、グリッド電極は、第１方向に延在する短冊状に形成された導体メッシュを有し、所定の間隔で第１方向と垂直な第２方向に配列され、導体メッシュは、第２方向には段違いに配列された第１方向に長い長方形からなる複数の開口部を備えたものである。
この蛍光表示管では、グリッド電極のメッシュ形状が、グリッド電極の内部と端部とでほぼ同様となっている。
上記蛍光表示管において、グリッド電極は、第２方向に隣り合う開口部が、開口部の長手方向の半分の間隔で第１方向にずれて配置されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態における蛍光表示管の一部構成を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。この蛍光表示管について説明すると、まず、ガラスからなる基板１０１上に配線層１０２が形成され、配線層１０２上に層間絶縁層１０３を介して複数のアノード電極１０４が形成されている。アノード電極１０４は、層間絶縁層１０３に部分的に設けられた開口部を介して配線層１０２の一部に接続し、所定の電位が印加されるように構成されている。
【００１４】
層間絶縁層１０３上にマトリクス状に複数設けられたアノード電極１０４上には、例えばＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体からなる蛍光体層１０５が形成され、一対のアノード電極１０４と蛍光体層１０５とにより１つの発光画素１０６が構成されている。また、複数の発光画素１０６がマトリクス状に配列された表示領域上には、複数のグリッド電極１０７が、互いに所定の間隔を置いて表示領域全域にわたって配置されている。
【００１５】
グリッド電極１０７は、グリッド電極として機能する短冊状に形成されたメッシュ部と、このメッシュ部（グリッド電極）を発光画素１０６から所定距離だけ離間させて指示する脚部（図示せず）とを有する。各グリッド電極１０７は、例えば、４つの画素列に対応するように配置されている。なお、グリッド電極１０７のメッシュ部は、例えば、所定の厚さの金属板を、公知のフォトリソグラフィ技術とエッチング技術とにより加工することで形成することができる。
【００１６】
上述のように設けられた複数のグリッド電極１０７上には、グリッド電極１０７の延在方向（画素列方向）と垂直な方向に電子放出源である複数のフィラメント陰極（電子放出部）１０８がフィラメントアンカーによって張架されている。また、フィラメント陰極１０８上には、ガラスなどの透明な部材から構成されたフェースガラス１０９が配置されている。フェースガラス１０９は、基板１０１の周囲端部に設けられた図示しない枠状の側壁部材上に配置され、基板１０１，側壁部材，フェースガラス１０９は隙間なく密着固定され、これらで真空外囲器が構成されている。
【００１７】
このように、基板１０１，側壁部材，フェースガラス１０９により構成されて真空状態とされた外囲器内部に、複数の発光画素１０６からなる表示領域，複数のグリッド電極１０７，フィラメント陰極１０８が収容されている。また、フィラメント陰極１０８は、表示領域の両側の基板１０１の周辺部において、固定構造体（フィラメントアンカー）により固定されている。また、グリッド電極１０７及びフィラメント陰極１０８は、各々配線層１０２の何れかの配線に電気的に接続されている。配線層１０２の一部は、基板１０１と図示しない側壁部材との間より外部に取り出されている端子に接続している。
【００１８】
このような端子を介し、フィラメント陰極１０８，グリッド電極１０７に所定の電位を加えることで、フィラメント陰極１０８より電子を放出させ、この放出させた電子をグリッド電極１０７により発光画素１０６の側に引き出すことが可能となる。このようにフィラメント陰極１０８より放出されてグリッド電極１０７により引き出された電子は、何れかのアノード電極１０４に所定の電位が与えられると、このアノード電極１０４上の蛍光体層１０５に衝突し、この結果、対応する発光画素１０６が発光し、この光がフェースガラス１０９側より視認可能となる。
【００１９】
以上のように構成された蛍光表示管において、本実施の形態では、グリッド電極１０７の開口形状を、グリッド電極１０７の延在方向に長い長方形状とした。例えば、長方形の開口部が７列並んだ状態にグリッド電極１０７が構成されているようにした。加えて、隣り合う列の開口部は、段違いに配列されているようにした。例えば、隣り合う列の開口部は、開口部の長辺の半分の長さだけ列方向にずれて配置されているようにした。
【００２０】
このように、開口部が長方形のグリッド電極１０７を用いるようにすることで、隣り合うグリッド電極１０７の間の状態と、グリッド電極１０７内部の領域の状態とがほぼ同様となる。この結果、隣り合うグリッド電極１０７の間に位置する発光画素１０６の発光状態が、他の領域と同様の状態となり、全ての発光画素１０６を点灯さたときの表示のムラが抑制されるようになる。
【００２１】
つぎに、グリッド電極における長方形の開口部の大きさと、グリッド電極間及びグリッド電極内における電子透過率との関係について説明する。なお、以下では、平面視矩形に形成された発光画素１０６の寸法が０．５ｍｍ×０．５ｍｍであり、発光画素１０６が、縦方向，横方向ともに０．６５ｍｍ間隔で配置され、グリッド電極のメッシュ幅が０．２５ｍｍとしている場合を例に説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、１つのグリッド電極１０７が、４列の発光画素１０６上に渡って架設され、発光画素１０６上に配置される開口部が２８０μｍ×９７５μｍの長方形であり、隣り合う発光画素間上に配置される開口部が３００μｍ×９７５μｍであり、隣り合うグリッド電極の間隔が２８０μｍの場合を考える。
【００２２】
この場合、図２（ｂ）に拡大して示すグリッド電極間における透過率は、８７．５％となり、図２（ｃ）に拡大して示すグリッド電極内における透過率は８６．５％となり、ほとんど差がない状態となる。
図３に示した従来の状態では、グリッド電極間における透過率が８３．１％に対し、グリッド電極内における透過率が８９．８％と大きく差があり、この差が表示状態のムラとして確認できる状態となっていた。
【００２３】
これに対し、図２に示す本実施の形態によれば、グリッド電極間とグリッド電極内との透過率の差が、１％程度と小さくなる。また、図２（ａ）に示す形態のグリッド電極を用いたドットマトリクス型の蛍光表示管における表示の状態を観察すると、グリッド電極間とグリッド電極内との輝度の差が、４％と表示のムラとして視認できない程度に小さい状態となった。
【００２４】
また、図２（ｄ）に示すように、グリッド電極１０７ａの延在方向に長い長方形の開口部を、より小さい寸法として９列配置するようにしてもよい。例えば、開口部は、２３０μｍ×４５５μｍの長方形とし、隣り合うグリッド電極の間隔は２４５μｍとする。この場合でも、図２（ｅ）に拡大して示すグリッド電極間における透過率は、８５．６％となり、図２（ｆ）に拡大して示すグリッド電極内における透過率は８６．８％となり、ほとんど差がない状態となる。図２（ｄ）に示す形態のグリッド電極を用いたドットマトリクス型の蛍光表示管における表示の状態を観察すると、グリッド電極間とグリッド電極内との輝度の差が、４％と表示のムラとして視認できない程度に小さい状態となった。
【００２５】
また、図２（ｄ）に示すように、開口部を小さくすることで、フィラメント陰極１０８（図１）より放出された電子を、より収束させて発光画素１０６（蛍光体層１０５）に到達させることが可能となる。図２（ｄ）に示す例では、グリッド電極１０７ａの開口部の面積が、発光画素１０６の面積の４２％程度となっている。
【００２６】
また、本実施の形態の場合、図１（ａ）の紙面において、グリッド電極１０７の隣り合う開口部が上下方向にずれて配置されているので、グリッド電極の幅方向に貫通する線が存在しない。すなわち、グリッド電極１０７の開口部は、マトリクス状には配置されていない。
グリッド電極の開口部がマトリクス状に配列されている場合、言い換えると、グリッドメッシュが格子状の場合、グリッド電極の幅方向に連続した横線が存在することになり、表示のときにこれが視認される状態となり、表示の品質を低下させる原因となる。
【００２７】
これに対し、本実施の形態によれば、前述したように、開口部を段違いに配列し、グリッド電極の幅方向に連続した横線が存在しないようにしたので、表示の品質劣化を抑制できるようになる。なお、グリッド電極の長手方向には、連続した縦線が存在しており、グリッド電極自体の熱膨張などに対応するために、グリッド電極１０７の長手方向に予め高い張力を与えておくことが可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、段違いに配列された長方形からなる複数の開口部をメッシュ状に備えたグリッド電極を用いるようにしたので、複数のグリッド電極により発光画素を選択することでパターン表示を行うドットマトリクス型の蛍光表示管において、複数の発光画素を全点灯させたときの表示状態のムラが抑制できるようなるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における蛍光表示管の一部構成を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図２】本実施の形態における蛍光表示管の一部構成を示す平面図である。
【図３】従来よりある蛍光表示管の一部構成を示す斜視図（ａ）と平面図（ｂ）である。
【図４】アノード４分割駆動方式のドットマトリクス蛍光表示管の電極構造を説明するための模式的な平面図である。
【図５】図４に示す蛍光表示管の各電極の駆動タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０１…基板、１０２…配線層、１０３…層間絶縁層、１０４…アノード電極、１０５…蛍光体層、１０６…発光画素、１０７…グリッド電極、１０８…フィラメント陰極（電子放出部）、１０９…基板（フェースガラス）。

Claims

透明部材からなるフェースガラス及びこのフェースガラスに対向して配置された基板を備えた真空外囲器と、
前記基板の前記真空外囲器の内部面上に形成された配線層と、
この配線層の上に形成された絶縁層上に形成され前記配線層と接続された複数のアノード電極と、
これらアノード電極の上に各々形成された蛍光体層と、
前記真空外囲器の内部で前記アノード電極及び蛍光体層からなる複数の発光画素がマトリクス状に配列された表示領域の上方に架設された複数のグリッド電極と、
前記真空外囲器の内部で前記グリッド電極の上方に設けられた電子放出部と
から構成され、
前記グリッド電極は、
第１方向に延在する短冊状に形成された導体メッシュを有し、所定の間隔で前記第１方向と垂直な第２方向に配列され、
前記導体メッシュは、前記第２方向には段違いに配列された前記第１方向に長い長方形からなる複数の開口部を備え
たものであることを特徴とする蛍光表示管。
請求項１記載の蛍光表示管において、
前記グリッド電極は、前記第２方向に隣り合う開口部が、開口部の長手方向の半分の間隔で前記第１方向にずれて配置されている
ことを特徴とする蛍光表示管。