JP4087675B2 - 蛍光表示管 - Google Patents
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Description
【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 (2)
- 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。
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