(57)【要約】【課題】高輝度の蛍光表示管を提供する。【解決手段】蛍光表示管１は、蛍光体層２がそれぞれ所定の表示パターンで表面に設けられた陽極３と、この蛍光体層２が設けられた陽極３を取り囲むように突設されたリブ状壁５と、このリブ状壁５の頂部に所定の制御単位毎に設けられたグリッド電極４とが基板６の表示面に設けられ、複数のグリッド電極４を順次スキャンしてオンし、このグリッド電極４のオンのタイミングで複数の陽極３に選択信号を入力するダイナミック駆動と、複数のグリッド電極４に直流電圧が印加されるスタティック駆動とを相互に切換える。【選択図】図１
2006195189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体層がそれぞれ所定の表示パターンで表面に設けられた複数個の陽極と、それら複数個の蛍光体層をそれぞれ取り囲むように突設されたリブ状壁と、そのリブ状壁の頂部に所定の制御単位毎に設けられた複数のグリッド電極とを基板の表示面に備え、真空空間内において前記蛍光体層の上方に架設された陰極から発生する電子を前記グリッド電極で制御してその蛍光体層を発光させる蛍光表示管であって、
前記複数のグリッド電極を順次スキャンしてオンし、このグリッド電極のオンのタイミングで前記複数の陽極に選択信号を入力するダイナミック駆動と、前記複数のグリッド電極に直流電圧が印加されるスタティック駆動とを、相互に切換えることを特徴とする蛍光表示管。
【請求項２】
前記複数個の陽極は、中央部と左右２つのブロックとに分割されてそれぞれ制御され、該分割されている制御単位同士の陽極割付が前記中央部に対して線対称であることを特徴とする請求項１記載の蛍光表示管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光表示管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蛍光表示管としては、メッシュ状のグリッド電極を用いる蛍光表示管が知られている。図１１に該蛍光表示管の斜視図を示す。この蛍光表示管１’は、蛍光体層２’がそれぞれ所定の表示パターンで表面に設けられた陽極３’を基板８’上に設け、蛍光体層２’の上方に架設された陰極７’から発生する電子がメッシュ状のグリッド電極４’で制御されて蛍光体層２’を発光させる。
【０００３】
一方、メッシュ状のグリッド電極の代わりにリブ・グリッド電極を用いる蛍光表示管が知られている。この蛍光表示管は、蛍光体層をそれぞれ所定の表示パターンで表面に設けた複数個の陽極と、それら複数個の蛍光体層をそれぞれ取り囲むように突設されたリブ状壁とを陽極基板の表示面に備え、真空空間内に架設されたフィラメント状陰極から発生させられた電子をそのリブ状壁の頂部に設けられた導電膜からなるリブ・グリッド電極で制御して蛍光体層を選択的に発光させる形式である（特許文献１）。
【０００４】
蛍光表示管は、陰極から発生した電子が衝突させられる蛍光体層がその陰極の近傍に備えられることから動作電圧が低く鮮明に表示されると共に、相互に発光色の異なる複数種類の蛍光体を用意することによりカラー表示が可能となる等の特徴がある。そのため、音響機器や自動車あるいは航空機の表示パネル等の表示部品として多用されている。
リブ・グリッド電極を用いる蛍光表示管は、リブ・グリッド電極がリブ状壁の頂部に設けられた導体膜で構成されていることから、蛍光体層を覆う従来のメッシュ状のグリッド電極を用いないので、蛍光体層の表示パターンの大型化に伴って大きくされた場合のメッシュ・グリッド電極の熱変形に起因する輝度むらや短絡等の表示不良が解消されると共に、メッシュ・グリッド電極の開口率に関連して蛍光表示管の輝度が低下することを解消できる等の利点がある。
【０００５】
ところで、蛍光表示管の動作を制御する駆動回路は、複数のグリッドを時分割で制御するダイナミック駆動タイプと、グリッドに直流的な電圧を印加させるスタティック駆動タイプとがある。
従来のメッシュ・グリッド電極を用いた場合、ダイナミック駆動においては、一般的にアノード・グリッド電圧（ebc）20〜60Vp-p、デューティ 1/10〜1/100 のパルスを印加し、それによって得られる輝度は最大 2000〜3000cd/m2 となる。
一方、スタティック駆動においては、一般的にアノード・グリッド電圧（Ebc）12〜15Vdc の直流電圧を印加し、それによって得られる輝度はダイナミック駆動の場合と同様に最大2000〜3000cd/m2 となる。
【０００６】
このため、高輝度の表示パターンを得る目的で、スタティック駆動の電圧をダイナミック駆動の場合と同様の 20〜60V の電圧を印加する方法が考えられる。しかし、スタティック駆動において電圧を高めると、メッシュ・グリッドが熱変形して電極間短絡による致命的故障となるため 12〜15Vdc の以上の電圧を印加できない。このため、従来のメッシュ・グリッド電極を用いた場合、ダイナミック駆動でもスタティック駆動でも最大2000〜3000cd/m2 以上の高輝度が得られないという問題がある。
【０００７】
リブ・グリッド電極を用いた場合、メッシュ・グリッドの熱変形がないため、スタティック駆動において 20V 以上の電圧を印加でき、超高輝度が得られる。例えば、アノード・グリッド電圧として、（Ebc） 30Vdc の直流電圧を印加した場合、約 12000cd/m2 の超高輝度が得られる。
しかし、このレベルの高輝度で連続的に発光させると蛍光体劣化のため蛍光表示管の寿命が著しく短くなるという問題がある。
【０００８】
一方、ゲーム機などに使用される表示パターンは比較的単純であると共に、トランプカードのダイヤ、ハートなどのマークや星型など左右線対称形のパターンを使用されることが多い。しかし、従来、パターンを表示させるためのグリッド・陽極割付において、ダイナミック駆動の場合の割付のまま、スタティック駆動に切換えると、左右線対称の表示が乱れ目標の表示が得られないという問題がある。
また、従来、輝度階調を行なうために陽極のデューティ調整を行なっているが、ダイナミック駆動の場合、得られる輝度が最大で 2000〜3000cd/m2 程度と低いため視覚的に有効な調整範囲が狭く、ダイナミック駆動下で輝度階調を実用化すると調整範囲が狭いという問題がある。
【特許文献１】特開平８−１３８５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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あり、高輝度の蛍光表示管の提供を目的とする。また、左右対称形のマークを使用される場合において、アノード配線数を少なくできる蛍光表示管の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、蛍光体層がそれぞれ所定の表示パターンで表面に設けられた複数個の陽極と、それら複数個の蛍光体層をそれぞれ取り囲むように突設されたリブ状壁と、そのリブ状壁の頂部に所定の制御単位毎に設けられた複数のグリッド電極とを基板の表示面に備え、真空空間内において上記蛍光体層の上方に架設された陰極から発生する電子を上記グリッド電極で制御してその蛍光体層を発光させる蛍光表示管であって、上記複数のグリッド電極を順次スキャンしてオンし、このグリッド電極のオンのタイミングで上記複数の陽極に選択信号を入力するダイナミック駆動と、上記複数のグリッド電極に直流電圧が印加されるスタティック駆動とを、相互に切換えることを特徴とする。
また、上記複数個の陽極は、中央部と左右２つのブロックとに分割されてそれぞれ制御され、該分割されている制御単位同士の陽極割付が上記中央部に対して線対称であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の蛍光表示管は、ダイナミック駆動とスタティック駆動とを相互に切換えるので、瞬間的に直流電圧を印加することになる。このため、スタティック駆動される表示パターンは、通常のスタティック駆動電圧よりも高電圧を印加することが可能であり、高輝度の表示パターンが得られる。また、この高輝度の発光パターンは、瞬間的な表示であるため、蛍光表示管の寿命を初期値の２０％以内に保つことができる。
さらに、スタティック駆動で得られる輝度は 10000cd/m2以上が得られるため、複数個の陽極毎にダイナミック駆動とスタティック駆動との切換えることで、より効果的な諧調表示が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
リブ・グリッドを連続的に発光させることによる寿命劣化を防ぎ、スタティック駆動による高輝度の表示パターンを利用できる蛍光表示管について鋭意検討した結果、（１）熱変形しないリブ・グリッドを採用して、（２）ダイナミック駆動とスタティック駆動とを切換える回路を採用して、（３）スタティック駆動の時間を短時間としてフラッシュ表示する方法により、高輝度で長寿命の蛍光表示管が得られることを見出した。
また、スタティック駆動時に左右線対称形のパターンを表示するとき、アノード配線の割付を左右線対称とすることで、アノード配線数を少なくすることができることを見出した。本発明はこのような知見に基づくものである。
【００１３】
図１は、本発明の蛍光表示管の一部を示す斜視図である。蛍光表示管１は、蛍光体層２がそれぞれ所定の表示パターンで表面に設けられた陽極３と、この蛍光体層２が設けられた陽極３を取り囲むように突設されたリブ状壁５と、このリブ状壁５の頂部に所定の制御単位毎に設けられたグリッド電極４とが基板６の表示面に設けられている。また、蛍光表示管の真空空間内において、蛍光体層２の上方に架設された陰極７から発生する電子がグリッド電極４で制御されて蛍光体層２が発光する。図１においては、蛍光体層２が１つの発光単位として機能し、これら発光単位が複数個基板上に形成されて蛍光表示管１の表示面となる。
蛍光表示管１は、基板６および図示を省略したスペーサ、カバー・ガラス板を相互にガラス封着することにより気密容器が構成され、その内部にそれらの部材により囲まれた真空空間が形成される。
【００１４】
蛍光表示管１を駆動する方法について図２により説明する。蛍光表示管１はダイナミック駆動およびスタティック駆動をそれぞれ切換えることができる。
ダイナミック駆動においては、複数のグリッド電極４が順次スキャンされてオンになるともに、このオンのタイミングで複数の陽極３に選択信号を入力することにより画面が表示される。一方、スタティック駆動においては、複数のグリッド電極４に所定の直流電圧が印加されており、複数の陽極３に選択信号を入力することにより画面が表示される。グリッド電極４の制御はグリッド制御部８で、陽極３への選択信号の入力はセグメント制御部９でそれぞれなされ、これらを統合するコントロール部１０が設けられている。
【００１５】
本発明において、蛍光表示管１はダイナミック駆動を主駆動方法とし、瞬間的にスタティック駆動に切換えることにより、寿命低下を防ぎつつ輝度を向上させることができる。スタティック駆動に切換えて、直流を印加する時間は、1000 時間での輝度低下が初期値の 20 ％以内となる範囲であることが好ましい。この範囲内であると実用上蛍光表示管の使用に不具合が生じない。
スタティック駆動により直流を連続して印加する具体的な時間は、 0.1〜1 秒が好ましい。この範囲内であると輝度低下は実用上不具合を生じない。
【００１６】
ダイナミック駆動とスタティック駆動とを切換える方法としては、特に限定されることなく種々の方法を採用できる。例えば、図２（ａ）において、ダイナミック駆動時に順次スキャンされる複数のグリット電極４の各端末を結合して１つの端子として直流電圧を印加する方法、または、順次スキャンされてオンになるグリット電極４のタイミングを同一にすることにより、複数のグリット電極４全てに直流電圧を印加するのと同様な効果を出す方法等が挙げられる。
本発明においては、順次スキャンされてオンになるグリット電極４のタイミングを同一にする方法が好ましい。例えば、同一にオンになるグリット電極４のオンの時間を調節することで、スタティック駆動となる時間を 0.1〜1 秒に容易に調節できる。
【００１７】
リブ・グリッド電極を用いて、上記構造の蛍光表示管を製作し、輝度特性を評価した結果について説明する。
リブ・グリッド電極を用いることにより、駆動によるグリッド電極の熱変形がないので駆動電圧を高めることができる。そのため、最初に、ダイナミック駆動およびスタティック駆動におけるそれぞれの初期発光輝度の電圧依存性を調べた。その結果を図３に示す。図３に示すように、スタティック駆動は、ダイナミック駆動（デューティ（Ｄｕ） 1/6 ）よりも同一電圧で高い初期輝度を示す。例えばグリッド−陽極間電圧（ebc） 30Vp-p、デューティ 1/6 の例における、ダイナミック駆動の発光輝度は 2500cd/m2 であるのに対して、グリッド−陽極間電圧（Ebc） 30Vdc の例における、スタティック駆動の発光輝度は 12000cd/m2 の超高輝度を示す。
【００１８】
上記グリッド−陽極間電圧 30V の例における初期発光輝度の低下を調べたのが図４に示す寿命試験データであり、図４における発光輝度を初期値を 100 ％とし、その維持率として表したのが図５である。図４に示すように、スタティック駆動の場合、初期発光輝度の低下がダイナミック駆動よりも大きい。特に点灯開始から約 200 時間以内に約 60 ％以下に低下してしまう。一方、ダイナミック駆動の場合、初期発光輝度は低いが約 1000 時間経過しても約 80 ％以上の初期発光輝度を維持している。
図４および図５に示すように、Ebc30V にて連続的にスタティック駆動する場合、約 1000 時間で輝度半減期に達してしまうので、一般的な蛍光表示管の寿命としては不足し、超高輝度での連続点灯の実用化は不可能である。
【００１９】
しかし、ダイナミック駆動とスタティック駆動とを切換えて瞬間的に直流電圧を印加することにより、寿命低下を防ぎつつ輝度を向上させることができる。ダイナミック駆動とスタティック駆動とを切換える方式の蛍光表示管について輝度変化を測定した結果を図６および図７に示す。図６はダイナミック駆動およびスタティック駆動混在の駆動方式による本発明の蛍光表示管の輝度の推移を示す図であり、図６における発光輝度を初期値を 100 ％とし、その維持率として表したのが図７である。
ダイナミック駆動とスタティック駆動とを切換え、スタティック駆動する直流電圧の印加時間を 12％（合計 3/24 秒）かつ連続 0.1〜1 秒以内として測定した輝度維持率の結果であり、この蛍光表示管は、輝度劣化が 1000 時間で初期値の -15％ 程度であり、蛍光表示管に求められている初期値の -20％ 以内を完全に満たしている。
【００２０】
上述したように、ダイナミック駆動とスタティック駆動とを切換えて表示することにより、高輝度の表示装置が得られるが、従来、ダイナミック駆動においては、図８に示すように、Ｇ１、Ｇ３とも同方向にａ１〜ａ４と順に陽極を割付けている。このとき、ダイナミック駆動をスタティック駆動に切換えると、グリッドＧ１とＧ３とに同じパターンが表示されるため、蛍光表示管としての表示が左右対称とはならず乱れてしまうため、目標とする左右線対象の表示が得られない。左右線対象の表示を得るためには、グリッドＧ１に対する陽極ａ１〜ａ４の引出し線と、グリッドＧ３に対する陽極ａ１〜ａ４の引出し線とをそれぞれ設けなければならない。
【００２１】
本発明においては、図９に示すようにグリッド・陽極割付を行なう。図９は１０×１０ドット表示のもので、グリッドはＧ１〜Ｇ３の３分割、グリッドＧ１およびＧ３に対応する陽極ａ１〜ａ４は共通に内部接続する。このため、陽極の配線数を減らすことができる。グリッドＧ２は重なりスキャンのためＧ１およびＧ３に対して独立した陽極にする。ここで、重なりスキャンとはグリッドＧ２に同時に電位を与えてその下に配置されているセグメントａ５およびａ６を輝度ムラなく発光させる駆動方式のことをいう。
また、グリッドはＧ１およびＧ３に対応する陽極の割付を中央部のＧ２に対して左右線対称とする。すなわち、Ｇ１を図面左側からａ1→ａ４、Ｇ３を図面右側からａ1→ａ４の順に配置することで、スタティック駆動に切換えたときに、左右線対称の図形が表示できる。
【００２２】
本発明はダイナミック駆動とスタティック駆動とを切換えて表示するので、スタティック駆動時に得られる輝度が最大10000cd/m2以上の高輝度まで表示できる。このため諧調の範囲が広く、輝度比を大きくできる。ダイナミック駆動の一部をスタティック駆動に切換えた場合の輝度諧調表示の結果を図１０に示す。図１０における１０×１０ドット表示において、内部の方形環がスタティック駆動であり、他がダイナミック駆動である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の蛍光表示管は、瞬間に限られるスタティック駆動への切換えで得られる輝度比４倍で表示される高輝度のフラッシュ表示を利用して、見る人に表示内容を印象ずけるアイキャッチ用蛍光表示管、高輝度蛍光表示管に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】蛍光表示管の一部を示す斜視図である。
【図２】駆動方法のブロック図である。
【図３】初期発光輝度の電圧依存性を示す図である。
【図４】初期発光輝度の低下を調べた図である。
【図５】初期発光輝度の維持率を示した図である。
【図６】本発明の蛍光表示管の輝度推移を示す図である。
【図７】本発明の蛍光表示管の輝度維持率推移を示す図である。
【図８】従来の陽極割付図である。
【図９】本発明の陽極割付図である。
【図１０】本発明の蛍光表示管の輝度階調表示を示す写真である。
【図１１】メッシュ状のグリッド電極型蛍光表示管の一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  蛍光表示管
２  蛍光体層
３  陽極
４  グリッド電極
５  リブ状壁
６  基板
７  陰極
８  グリッド制御部
９  セグメント制御部
１０  コントロール部
【図１】
2006195189.tif 000003
【図２】
2006195189.tif 000004
【図３】
2006195189.tif 000005
【図４】
2006195189.tif 000006
【図５】
2006195189.tif 000007
【図６】
2006195189.tif 000008
【図７】
2006195189.tif 000009
【図８】
2006195189.tif 000010
【図９】
2006195189.tif 000011
【図１１】
2006195189.tif 000012
【図１０】
2006195189.tif 000013