特許 7511597 蛍光表示管、および蛍光表示管用グリッド電極のメッシュピッチの設計方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-27

(45)【発行日】2024-07-05

(54)【発明の名称】蛍光表示管、および蛍光表示管用グリッド電極のメッシュピッチの設計方法

(51)【国際特許分類】

   H01J 31/15 20060101AFI20240628BHJP

【ＦＩ】

H01J31/15 B

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022052648

(22)【出願日】2022-03-28

(65)【公開番号】P2023145275

(43)【公開日】2023-10-11

【審査請求日】2023-12-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000004293

【氏名又は名称】株式会社ノリタケカンパニーリミテド

(73)【特許権者】

【識別番号】000117940

【氏名又は名称】ノリタケ伊勢電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100174090

【弁理士】

【氏名又は名称】和気 光

(74)【代理人】

【識別番号】100205383

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 諭史

(74)【代理人】

【識別番号】100100251

【弁理士】

【氏名又は名称】和気 操

(72)【発明者】

【氏名】中野 祥汰

【審査官】後藤 大思

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１２７６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２６３９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８６３９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３１／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マトリックス状に、かつ、第１方向に所定の配列ピッチで配置された陽極の表面に形成された蛍光体と、該蛍光体の上方に架設された陰極と、前記蛍光体と前記陰極との間に配置されたメッシュ構造を有するグリッド電極とを備えるドットマトリックス型の蛍光表示管であって、
前記グリッド電極は、前記第１方向と平行に延びる第１線と、該第１線に垂直な第２方向と平行に延びる第２線とを有し、前記第１線と前記第２線で平面視矩形の開口部を複数形成しており、
前記第２線のピッチは、前記蛍光体の配列ピッチの整数倍で、かつ、前記第２線は前記蛍光体とは上下方向で重ならない位置に配置され、
前記第１線のピッチは、前記第２方向における前記蛍光体の配列または前記グリッド電極に基づく単位幅をｎ等分する寸法であり、前記ｎは、前記第１線のピッチが所定値以下となる分割数のうち、値が大きく、かつ、前記第１線が前記蛍光体に重なる割合が少なくなる値であることを特徴とする蛍光表示管。

【請求項2】

前記グリッド電極における前記第１線のピッチは０．３５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の蛍光表示管。

【請求項3】

前記グリッド電極における前記第２線のピッチは３．００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の蛍光表示管。

【請求項4】

前記グリッド電極は前記第１方向に延在し、前記開口部は前記第１方向に長い長方形であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の蛍光表示管。

【請求項5】

前記グリッド電極は前記第２方向に延在し、前記開口部は前記第１方向に長い長方形であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の蛍光表示管。

【請求項6】

マトリックス状に、かつ、第１方向に所定の配列ピッチで配置された陽極の表面に形成された蛍光体と、該蛍光体の上方に架設された陰極と、前記蛍光体と前記陰極との間に配置されたメッシュ構造を有するグリッド電極とを備えるドットマトリックス型の蛍光表示管における前記グリッド電極のメッシュピッチの設計方法であって、
前記グリッド電極は、前記第１方向と平行に延びる第１線と、該第１線に垂直な第２方向と平行に延びる第２線とを有し、前記第１線と前記第２線で平面視矩形の開口部を複数形成しており、
前記設計方法は、前記第２線のピッチを、前記蛍光体の配列ピッチの整数倍で、かつ、前記第２線が前記蛍光体とは上下方向で重ならない位置となるような寸法に決定する工程Ａと、前記第１線のピッチを、前記第２方向における前記蛍光体の配列または前記グリッド電極に基づく単位幅をｎ等分する寸法に決定する工程Ｂとを有し、
前記工程Ｂは、前記ｎとして、前記第１線のピッチが所定値以下となる分割数のうち、値が大きく、かつ、前記第１線が前記蛍光体に重なる割合が少なくなる値を選択する工程を含むことを特徴とする蛍光表示管用グリッド電極のメッシュピッチの設計方法。

【請求項7】

前記工程Ｂは、前記第１線のピッチを０．３５ｍｍ以下の寸法に決定することを特徴とする請求項６記載の蛍光表示管用グリッド電極のメッシュピッチの設計方法。

【請求項8】

前記工程Ａは、前記第２線のピッチを３．００ｍｍ以下の寸法に決定することを特徴とする請求項６または請求項７記載の蛍光表示管用グリッド電極のメッシュピッチの設計方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蛍光表示管、および蛍光表示管用グリッド電極のメッシュピッチの設計方法に関する。

【背景技術】

【0002】

蛍光表示管は、真空外囲器の中で、カソードから放出される電子をアノード上に付着した蛍光体に衝突させてこの蛍光体を発光させ、所望のパターンを表示する電子管である。一般的な蛍光表示管は、電子の働きを制御するためのグリッド電極をカソードとアノードの間に備えた３極構造をしている。このような蛍光表示管の１つに、多数の蛍光体がマトリックス状に配列されたドットマトリックス蛍光表示管がある。

【0003】

従来のドットマトリックス蛍光表示管に用いられているグリッド電極は、六角形（特許文献１参照）や四角形（特許文献２参照）が規則的に並んだメッシュ構造をしている。グリッド電極は、一般にステンレス薄板をエッチング加工して製造される。

【0004】

蛍光表示管において、グリッド電極は蛍光体の前面に配置されており、蛍光体の光は、グリッド電極のメッシュ構造に遮られた状態でユーザの目に届くため、１００％の明るさにはならない。このときの見た目の明るさ（輝度値）は、グリッド電極のメッシュピッチと線幅によって調整することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００３－１６９７８号公報

【文献】特開２００４－１２７６５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の設計方法では、グリッド電極のメッシュピッチと線幅から計算される開口率を高く設定することで、輝度値を高く保つように設計されている。例えば、輝度値を１００％に近付けるために、一般的にグリッド電極の線幅を細くする方法がとられているが、高度な加工技術が必要になる。この開口率の算出について図１３に示す。図１３に示すグリッド電極は、縦に長い長方形のメッシュ構造を有し、縦ピッチが１．００ｍｍ、横ピッチが０．４０ｍｍ、線幅が４０μｍという設定になっている。この場合、開口部の面積に基づき、開口率は８６．４（％）と算出される。

【0007】

ここで、蛍光表示管は、概ね以下に示す（１）、（２）の性質を有している。
（１）開口率と輝度値は比例の関係にある。例えば、グリッド電極のメッシュピッチを同じとしたまま線幅を２倍にすると、開口率および輝度値はともに１割程度低下する。
（２）グリッド電極のメッシュピッチとカットオフバイアス電圧は比例の関係にある。例えば、線幅を２倍に太くして開口率を同じにしようとすると、メッシュピッチは元の２倍に大きくする必要がある。この時、開口部の面積は４倍になり、同じカットオフバイアス電圧でも電子が通り抜けやすくなるため、例えばメッシュピッチを０．１０ｍｍ大きくするごとにカットオフバイアス電圧を２Ｖ程度高くする必要がある。なお、カットオフバイアス電圧とは、カソードから放出される電子をグリッド電極で跳ね返して、蛍光体に到達させないようにするためにグリッド電極に印加する電圧のことである。

【0008】

このように、蛍光表示管は、（１）、（２）の性質を有しているが、輝度値とカットオフバイアス電圧はトレードオフの関係にあり、両立することが難しい。例えば、グリッド電極の線幅を太くしようとすると開口率の低下に伴って輝度値が低下する傾向があり、その一方で、開口率を維持しようとすると、カットオフバイアス電圧の上昇に繋がるおそれがある。

【0009】

本発明はこのような事情に対処するためになされたものであり、グリッド電極の線幅が太くなるような場合であっても、蛍光表示管の輝度を維持しつつ、省エネルギー性に優れる蛍光表示管、および蛍光表示管用グリッド電極のメッシュピッチの設計方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の蛍光表示管は、マトリックス状に、かつ、第１方向に所定の配列ピッチで配置された陽極の表面に形成された蛍光体と、該蛍光体の上方に架設された陰極と、上記蛍光体と上記陰極との間に配置されたメッシュ構造を有するグリッド電極とを備えるドットマトリックス型蛍光表示管であって、上記グリッド電極は、上記第１方向と平行に延びる第１線と、該第１線に垂直な第２方向と平行に延びる第２線とを有し、上記第１線と上記第２線で平面視矩形の開口部を複数形成しており、上記第２線のピッチは、上記蛍光体の配列ピッチの整数倍で、かつ、上記第２線は上記蛍光体とは上下方向で重ならない位置に配置され、上記第１線のピッチは、上記第２方向における上記蛍光体の配列または上記グリッド電極に基づく単位幅をｎ等分する寸法であり、上記ｎは、上記第１線のピッチが所定値以下となる分割数のうち、値が大きく、かつ、上記第１線が上記蛍光体に重なる割合が少なくなる値であることを特徴とする。

【0011】

上記グリッド電極における上記第１線のピッチは０．３５ｍｍ以下であることを特徴とする。

【0012】

上記グリッド電極における上記第２線のピッチは３．００ｍｍ以下であることを特徴とする。

【0013】

１つの形態として、上記グリッド電極は上記第１方向に延在し、上記開口部は上記第１方向に長い長方形であることを特徴とする。

【0014】

１つの形態として、上記グリッド電極は上記第２方向に延在し、上記開口部は上記第１方向に長い長方形であることを特徴とする。

【0015】

本発明の蛍光表示管用グリッド電極のメッシュピッチの設計方法は、マトリックス状に、かつ、第１方向に所定の配列ピッチで配置された陽極の表面に形成された蛍光体と、該蛍光体の上方に架設された陰極と、上記蛍光体と上記陰極との間に配置されたメッシュ構造を有するグリッド電極とを備えるドットマトリックス型蛍光表示管における上記グリッド電極のメッシュピッチの設計方法であって、上記グリッド電極は、上記第１方向と平行に延びる第１線と、該第１線に垂直な第２方向と平行に延びる第２線とを有し、上記第１線と上記第２線で平面視矩形の開口部を複数形成しており、上記設計方法は、上記第２線のピッチを、上記蛍光体の配列ピッチの整数倍で、かつ、上記第２線が上記蛍光体とは上下方向で重ならない位置となるような寸法に決定する工程Ａと、上記第１線のピッチを、上記第２方向における上記蛍光体の配列または上記グリッド電極に基づく単位幅をｎ等分する寸法に決定する工程Ｂとを有し、上記工程Ｂは、上記ｎとして、上記第１線のピッチが所定値以下となる分割数のうち、値が大きく、かつ、上記第１線が上記蛍光体に重なる割合が少なくなる値を選択する工程を含むことを特徴とする。

【0016】

上記工程Ｂは、上記第１線のピッチを０．３５ｍｍ以下の寸法に決定することを特徴とする。

【0017】

上記工程Ａは、上記第２線のピッチを３．００ｍｍ以下の寸法に決定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明の蛍光表示管において、メッシュ構造を有するグリッド電極は、第１方向と平行に延びる第１線と、該第１線に垂直な第２方向と平行に延びる第２線とを有し、第１線と第２線で平面視矩形の開口部を複数形成しており、第２線のピッチは、蛍光体の配列ピッチの整数倍で、かつ、第２線は蛍光体とは上下方向で重ならない位置に配置されており、発光しない部分に第２線を配置することで、開口率の変化が輝度に影響しにくくなる。また、第１線のピッチは、第２方向における蛍光体の配列またはグリッド電極に基づく単位幅をｎ等分する寸法であり、ｎは、第１線のピッチが所定値以下（好ましくは０．３５ｍｍ以下）となる分割数のうち、値が大きく、かつ、第１線が蛍光体に重なる割合が少なくなる値であるので、蛍光体との重なりを考慮しつつ、第１線のピッチを小さくでき、カットオフバイアス電圧の上昇を抑えることができる。

【0019】

本発明の蛍光表示管用グリッド電極のメッシュピッチの設計方法は、第２線のピッチを、蛍光体の配列ピッチの整数倍で、かつ、第２線が蛍光体とは上下方向で重ならない位置となるような寸法に決定する工程Ａと、第１線のピッチを、第２方向における蛍光体の配列またはグリッド電極に基づく単位幅をｎ等分する寸法に決定する工程Ｂとを有し、工程Ｂは、ｎとして、第１線のピッチが所定値以下（好ましくは０．３５ｍｍ以下）となる分割数のうち、値が大きく、かつ、第１線が蛍光体に重なる割合が少なくなる値を選択する工程を含むので、輝度の開口率への依存性を低減でき、輝度とカットオフバイアス電圧を両立したメッシュピッチを設計することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態の蛍光表示管の概略断面図である。

【図2】第１実施形態の蛍光表示管の平面図である。

【図3】第１実施形態の蛍光表示管における発光単位Ｕの平面図である。

【図4】第１実施形態の蛍光表示管におけるグリッド電極を説明するための図である。

【図5】第１実施形態の蛍光表示管のグリッド電極を設計するための説明図である。

【図6】第２実施形態の蛍光表示管におけるグリッド電極を説明するための図である。

【図7】第２実施形態の蛍光表示管のグリッド電極を設計するための説明図である。

【図8】第２実施形態の変形例の蛍光表示管におけるグリッド電極を説明するための図である。

【図9】第２実施形態の変形例の蛍光表示管のグリッド電極を設計するための説明図である。

【図10】第３実施形態の蛍光表示管のグリッド電極を設計するための説明図である。

【図11】試験例のグリッド電極を説明するための図である。

【図12】輝度の測定箇所を示す試験用の蛍光表示管の平面図である。

【図13】開口率を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

（第１実施形態）
本発明の蛍光表示管の第１実施形態を図１および図２に基づいて説明する。図１は蛍光表示管の概略断面図を示し、図２は平面図を示す。図１に示すように、蛍光表示管１は、前面板３と基板２とがスペーサ部材４を介して封着部（図示省略）において封着接合されて真空容器を構成している。前面板３は透光性のカバー・ガラス板などで形成され、基板２はガラス、セラミックスなどの絶縁体材料などで形成され、スペーサ部材４は枠状に形成されたガラス材料などで形成されている。前面板３および基板２がスペーサ部材４を介して相互に封着部においてガラス封着されることにより長手平箱状の気密な真空容器が構成され、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。

【0022】

蛍光表示管１は、この真空容器内の基板２に設けられた複数の陽極５の表面にそれぞれ被着形成された蛍光体６と、蛍光体６の上方に架設されたフィラメント状陰極７と、蛍光体６とフィラメント状陰極７との間に配置されたメッシュ構造を有するグリッド電極８とを備える。蛍光表示管１は、フィラメント状陰極７から放出される電子を、グリッド電極８で制御して、蛍光体６に射突させることにより、それら複数の蛍光体６を選択的に発光させる。なお、図１において、９は基板２上に形成された配線であり、１０は絶縁層である。

【0023】

図２に示すように、真空容器内の両端部には、一対の金属フレーム１３、１３’がそれぞれ設けられている。金属フレーム１３と１３’の間に、直熱型陰極として機能する細線状のフィラメント状陰極７が、基板２の長手方向に平行で、かつ、グリッド電極８の上方で基板２の表示面から離隔した所定の高さ位置となるように架設されている。一対の金属フレーム１３、１３’は、フィラメント状陰極７を張り渡す張架部として機能し、一方のフレームにフィラメント状陰極７を弾性的に支持するアンカが形成され、他方のフレームにそれを非弾性的に支持するサポートが形成されている。

【0024】

図２に示すように、蛍光表示管１の平面視において、フィラメント状陰極７の架設方向（基板２の長手方向でもある）がＸ方向であり、該架設方向に直交する方向（基板２の短手方向、グリッド電極の延在方向でもある）がＹ方向である。第１実施形態において、「Ｘ方向」が本発明の「第２方向」に相当し、「Ｙ方向」が本発明の「第１方向」に相当する。

【0025】

蛍光表示管１は、複数の蛍光体６がマトリックス状に配列されたドットマトリックス蛍光表示管のうち、ドットキャラクター表示形式の表示管である。この表示管は、例えばアルファベットや数字などを表示する。図２では、複数の蛍光体６で構成される発光単位Ｕ（１キャラクター）が、Ｘ方向に並列に１６個並べられている。これらの発光単位Ｕが蛍光表示管１の表示面として機能する。発光単位Ｕにおいて、蛍光体６は、発光単位毎に設けられたグリッド電極８により囲まれている。グリッド電極８はＹ方向に延在しており、延在方向の両端にはグリッドサポート部が設けられている。なお、蛍光体６が表面に形成された陽極とグリッド電極８とは基板内の配線パターンを経由して形成されている電極パッド１１と、外部取り出しリードピン１２の先端とが接触することにより電気的に接続されている。

【0026】

図３には、発光単位Ｕの平面図を示す。なお、図３（図２も同様）では、グリッド電極８は、周辺部である枠線のみを記載し、内部のメッシュ構造は省略している。図３に示すように、発光単位Ｕは、２つのグループｇ_１、ｇ_２で構成されている。各グループｇ_１、ｇ_２は、それぞれ５×７個の蛍光体６で構成されている。この場合、蛍光表示管１（図２参照）は、５×７ドット・１６桁・２行の電極構成となっている。

【0027】

各グループｇ_１、ｇ_２において、蛍光体６は、Ｘ方向およびＹ方向に所定の配列ピッチｐ_ｘ、ｐ_ｙで配置されている。ｐ_ｘ、ｐ_ｙはそれぞれ、１．００ｍｍ～３．００ｍｍ程度に設定される。なお、ピッチｐ_ｘおよびｐ_ｙは、互いに同じ寸法でもよく、異なる寸法であってもよい。

【0028】

上記図１～図３の蛍光表示管において、蛍光体の配列は図示の構成に限定されない。例えば、各グループのドット数を変更（例えば１６×１６ドット）してもよく、１つの発光単位Ｕを１グループのみ（１行のみ）で構成してもよい。また、蛍光体が平面視正方形で形成されていてもよい。この場合、例えば蛍光体として０．３０ｍｍ×０．３０ｍｍや、１．００ｍｍ×１．００ｍｍの寸法が採用される。

【0029】

本発明の蛍光表示管は、ドットマトリックス蛍光表示管を対象としており、複数の蛍光体に対して、所定のメッシュピッチ（横ピッチおよび縦ピッチ）のグリッド電極を配置することで、グリッド電極のメッシュの線幅が太くなるような場合であっても、蛍光表示管の輝度を維持しつつ、省エネルギー性に優れるようにしている。以下には、グリッド電極のメッシュピッチについて説明する。

【0030】

図４には、蛍光体に対してメッシュ構造を有するグリッド電極を重ねた平面図を示す。図４に示すように、グリッド電極８は、Ｙ方向（グリッド電極８の延在方向）に長い長方形の枠線８ｄを有し、その内部において、Ｙ方向と平行に延びる縦線８ｂと、該縦線８ｂに垂直なＸ方向と平行に延びる横線８ａとを有する。縦線８ｂと横線８ａで囲まれた領域は複数の開口部８ｃを形成し、この開口部８ｃは、Ｙ方向に長い長方形となっている。図４において、開口部８ｃは、Ｘ方向には段違いに配列されている。具体的には、Ｘ方向に隣り合う開口部８ｃは、横線８ａのピッチ（縦ピッチ）ｐ_ａの半分のピッチでＹ方向にずれて配置されている。

【0031】

第１実施形態において、「縦線」が本発明の「第１線」に相当し、「横線」が本発明の「第２線」に相当する。

【0032】

グリッド電極８の材質としては、４２６合金（４２％Ｎｉ－６％Ｃｒ－残部Ｆｅ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）などを用いることができる。グリッド電極８のメッシュ構造は、例えば、所定の厚さの金属板をエッチング加工することなどにより形成される。グリッド電極８のメッシュの線幅は、例えば２０μｍ～６０μｍである。本発明によれば、グリッド電極８のメッシュの線幅が太くなるような場合でも輝度を維持できることから、メッシュの線幅が３０μｍ～６０μｍであってもよい。なお、ここでいうメッシュの線幅は、規格値（目標値）である。

【0033】

第１実施形態において、グリッド電極８における横線８ａのピッチｐ_ａは、蛍光体６の配列ピッチｐ_ｙの整数倍で、かつ、横線８ａは蛍光体６とは上下方向で重ならない位置に配置される。整数倍は、例えば１～５倍であり、図４では２倍となっている。横線８ａは、蛍光体６が存在する部分では、Ｙ方向に隣り合う蛍光体間の中心線上に配置されることが好ましい。例えば、蛍光体６の配列ピッチｐ_ｙと行ピッチ（グループ間のピッチ）が異なる場合は、行間でピッチを調整してもよい。

【0034】

横線８ａのピッチｐ_ａは特に限定されないが、グリッド電極８の強度などの観点から３．００ｍｍを超えない寸法とすることが好ましく、２．００ｍｍを超えない寸法としてもよい。なお、上記ピッチｐ_ａの下限は、例えば０．５０ｍｍであり、１．００ｍｍであってもよい。

【0035】

第１実施形態において、グリッド電極８における縦線８ｂのピッチ（横ピッチ）ｐ_ｂは、Ｘ方向における蛍光体６の配列に基づく単位幅をｎ等分する寸法である。例えば、ｎは４～２０の整数である。この場合、単位幅は、１つの発光単位でＸ方向に配列した蛍光体全てを包含する幅寸法であり、図４は、この幅寸法を１０等分（ｎ＝１０）している。

【0036】

上記ｎ（分割数）は、縦線８ｂのピッチｐ_ｂが所定値以下となる分割数のうち、値が大きく、かつ、縦線８ｂが蛍光体６に重なる割合が少なくなる値に設定される。このピッチｐ_ｂは、０．３５ｍｍ以下であることが好ましい。０．３５ｍｍ以下とすることで、カットオフバイアス電圧を抑えた場合であっても漏れ発光を低減しやすくなる。なお、縦線８ｂのピッチｐ_ｂの下限は、例えば０．２０ｍｍである。

【0037】

第１実施形態において、グリッド電極８のメッシュピッチは、例えば以下の手順で設計される。
（１）横線８ａのピッチｐ_ａは、蛍光体６の配列ピッチｐ_ｙの整数倍で、かつ、３．００ｍｍを超えないピッチとし、横線８ａを蛍光体間の中心に配置する。
（２）縦線８ｂについて、Ｘ方向における蛍光体６の配列に基づく単位幅をｎ等分したパターンをそれぞれ設定する。
（３）各パターンにおいて、蛍光体１ドットあたりの縦線８ｂが重なる割合をＣＡＤなどで計算する。
（４）縦線８ｂのピッチｐ_ｂが０．３５ｍｍ以下になる分割数のうち、値が大きく、かつ、縦線８ｂが蛍光体６に重なる割合が少なくなる値を選択する。
（５）選択した分割数に基づくピッチｐ_ｂを決定する。

【0038】

図５には、上記の手順に基づいた場合の例を示している。図５では、蛍光体の配列に基づく単位幅（２．８０ｍｍ）をｎ等分したパターンとして、蛍光体の５ドット分をそれぞれ７～１２等分した６つのパターンを設定している。各パターンにおいて、蛍光体１ドットあたりの縦線が重なる割合を下部に示し、括弧内には、蛍光体１ドットあたり何本の縦線と重なるかを示している（後述の図７および図９も同様）。図５の例では、縦線のピッチｐ_ｂが０．３５ｍｍ以下になる分割数「８」～「１２」のうち、値が大きく、かつ、縦線が蛍光体に重なる割合が少なくなる値として「１０」を選択する。そして、その分割数「１０」に基づきピッチｐ_ｂ（横ピッチ）を０．２８ｍｍに決定している（パターン４）。なお、パターン１～６のピッチｐ_ａ（縦ピッチ）は１．４０ｍｍである。

【0039】

また、図５の上段左端には、参考パターンとして、六角形のメッシュ構造を有するグリッド電極を示している。このグリッド電極のメッシュの線幅は、パターン１～６のグリッド電極の１／２となっている。参考パターンと比較すると、パターン４は、メッシュの線幅が２倍であるにもかかわらず、重なり割合の上昇が抑えられていることが分かる。なお、参考パターンのメッシュの線幅をパターン１～６と同じにすると、その重なり割合は２０％程度となる。

【0040】

なお、第１実施形態において、Ｘ方向における蛍光体６の配列に基づく単位幅をｎ等分する寸法を蛍光体１ドットに換算すると、その蛍光体をｍ等分する寸法であるといえる。例えば、ｍは１～４の有理数である。

【0041】

（第２実施形態）
第２実施形態の蛍光表示管は、フルドットマトリックス表示形式の表示管である。この表示管の基板上には、表面に蛍光体が付着された複数の陽極がマトリックス状に配置されており、表示部が形成されている。この表示部の上方には、該表示部を覆うように複数のグリッド電極が互いに平行かつ離間して配置されている。複数のグリッド電極はＹ方向に延在しており、フィラメント状陰極の架設方向（Ｘ方向）に並列に並べられている。ここで、１つのグリッド電極を１桁ともいう。

【0042】

図６には、フルドットマトリックス形式の蛍光体に対して、メッシュ構造を有するグリッド電極１桁を重ねた部分平面図を示す。図６に示すように、グリッド電極８’は、Ｙ方向（グリッド電極８’の延在方向）に長い長方形の枠線８ｄを有し、その内部において、Ｙ方向と平行に延びる縦線８ｂと、該縦線８ｂに垂直なＸ方向と平行に延びる横線８ａとを有する。縦線８ｂと横線８ａで囲まれた領域は複数の開口部８ｃを形成し、この開口部８ｃは、Ｙ方向に長い長方形となっている。図６において、開口部８ｃは、Ｘ方向およびＹ方向に整列しており、碁盤目状に配列されている。なお、第１実施形態と同様に、Ｙ方向にピッチ（縦ピッチ）ｐ_ａの半分ずれるようにしてもよい。

【0043】

第２実施形態において、「Ｘ方向」が本発明の「第２方向」に相当し、「Ｙ方向」が本発明の「第１方向」に相当し、「縦線」が本発明の「第１線」に相当し、「横線」が本発明の「第２線」に相当する。

【0044】

第２実施形態においても、グリッド電極８’における横線８ａのピッチｐ_ａは、蛍光体６’の配列ピッチｐ_ｙの整数倍で（図６では１倍）、かつ、横線８ａは蛍光体６’とは上下方向で重ならない位置に配置されている。図６では、横線８ａは、Ｙ方向に隣り合う蛍光体間の中心線上に配置されている。

【0045】

また、グリッド電極８’における縦線８ｂのピッチｐ_ｂは、Ｘ方向におけるグリッド電極８’に基づく単位幅をｎ等分する寸法である。例えば、ｎは４～２０の整数である。図６では、グリッド電極８’のＸ方向における枠線８ｄ間の幅寸法を１６等分（ｎ＝１６）している。なお、この幅寸法は、Ｘ方向に配列した蛍光体６’の４ドットの幅寸法に対応している。

【0046】

上記ｎ（分割数）は、縦線８ｂのピッチｐ_ｂが所定値以下となる分割数のうち、値が大きく、かつ、縦線８ｂが蛍光体６’に重なる割合が少なくなる値に設定される。

【0047】

第２実施形態において、グリッド電極８’のメッシュピッチは、例えば以下の手順で設計される。
（１）横線８ａのピッチｐ_ａは、蛍光体６’の配列ピッチｐ_ｙの整数倍で、かつ、３．００ｍｍを超えないピッチとし、横線８ａを蛍光体間の中心に配置する。
（２）縦線８ｂについて、グリッド電極８’の１桁の幅をｎ等分したパターンをそれぞれ設定する。
（３）各パターンにおいて、蛍光体１ドットあたりの縦線８ｂが重なる割合をＣＡＤなどで計算する。
（４）縦線８ｂのピッチｐ_ｂが０．３５ｍｍ以下になる分割数のうち、値が大きく、かつ、縦線８ｂが蛍光体６’に重なる割合が少なくなる値を選択する。
（５）選択した分割数に基づくピッチｐ_ｂを決定する。

【0048】

図７には、上記の手順に基づいた場合の例を示している。図７では、グリッド電極１桁の幅（４．６０ｍｍ）をｎ等分したパターンとして、それぞれ１４～２０等分した７つのパターンを設定している。図７の例では、縦線のピッチｐ_ｂが０．３５ｍｍ以下になる分割数「１４」～「２０」のうち、値が大きく、かつ、縦線が蛍光体に重なる割合が少なくなる値として「１６」を選択する。そして、その分割数「１６」に基づきピッチｐ_ｂ（横ピッチ）を０．２９ｍｍに決定している（パターン３）。なお、パターン１～７のピッチｐ_ａ（縦ピッチ）は１．６０ｍｍである。

【0049】

（第２実施形態の変形例）
フルドットマトリックス表示形式の表示管として、図８に示す構造も採用できる。なお、図６の構造と図８の構造は、例えば蛍光体の配列ピッチｐ_ｘによって使い分けすることができ、具体的には、配列ピッチｐ_ｘが所定値よりも大きい場合に図６の構造、所定値未満の場合に図８の構造とすることができる。図８に示すように、グリッド電極８’’は、枠線８ｄの内部において、Ｙ方向と平行に延びる縦線８ｂと、該縦線８ｂに対して垂直に延びる横線８ａとを有する。縦線８ｂと横線８ａで囲まれた領域は複数の開口部８ｃを形成し、この開口部８ｃは、Ｙ方向に長い長方形となっている。

【0050】

この変形例の場合も、グリッド電極８’’のメッシュピッチの設計について、第２実施形態と同様の手順で設計できる。なお、グリッド電極８’’における縦線８ｂのピッチｐ_ｂは、Ｘ方向におけるグリッド電極８’’に基づく単位幅をｎ等分する寸法であり、例えば、ｎは２～１０の整数である。

【0051】

図９には、上記の手順に基づいた場合の例を示している。図９では、グリッド電極１桁の幅（１．３０ｍｍ）をｎ等分したパターンとして、それぞれ３～６等分した４つのパターンを設定している。図９の例では、縦線のピッチｐ_ｂが０．３５ｍｍ以下になる分割数「４」～「６」のうち、値が大きく、かつ、縦線が蛍光体に重なる割合が少なくなる値として「４」を選択する。そして、その分割数「４」に基づきピッチｐ_ｂ（横ピッチ）を０．３２ｍｍに決定している（パターン２）。なお、パターン１～４のピッチｐ_ａ（縦ピッチ）は２．７２ｍｍである。

【0052】

（第３実施形態）
上記第１実施形態および第２実施形態では、メッシュ構造を縦長四角形とした。つまり、メッシュの開口部は、グリッド電極の延在方向（Ｙ方向）に長い長方形となっており、ピッチｐ_ａ（縦ピッチ）は、ピッチｐ_ｂ（横ピッチ）よりも長くなっている。これに対して、第３実施形態では、メッシュ構造を横長四角形としている。つまり、メッシュの開口部は、グリッド電極の延在方向と直交する方向（Ｘ方向）に長い長方形となっており、ピッチｐ_ｂ（横ピッチ）は、ピッチｐ_ａ（縦ピッチ）よりも長くなっている。

【0053】

第３実施形態において、「Ｘ方向」が本発明の「第１方向」に相当し、「Ｙ方向」が本発明の「第２方向」に相当し、「縦線」が本発明の「第２線」に相当し、「横線」が本発明の「第１線」に相当する。

【0054】

第３実施形態において、グリッド電極のメッシュピッチは、例えば以下の手順で設計される。
（１）縦線のピッチは、蛍光体の配列ピッチｐ_ｘ（図３参照）の整数倍で、かつ、２．００ｍｍを超えないピッチとし、縦線を蛍光体間の中心に配置する。
（２）横線について、Ｙ方向における蛍光体の配列に基づく単位幅（例えば１ドット）をｎ等分したパターンをそれぞれ設定する。例えば、ｎは２～６の整数である。
（３）各パターンにおいて、蛍光体１ドットあたりの横線が重なる割合をＣＡＤなどで計算する。
（４）横線のピッチが０．３５ｍｍ以下になる分割数のうち、値が大きく、かつ、横線が蛍光体に重なる割合が少なくなる値を選択する。
（５）選択した分割数に基づく横線のピッチを決定する。

【0055】

図１０には、上記の手順に基づいた場合の例を示している。図１０では、蛍光体の１ドット分をそれぞれ４～６等分した３つのパターンを設定している。図１０の例では、横線のピッチが０．３５ｍｍ以下になる分割数「５」～「６」のうち、値が大きく、かつ、横線が蛍光体に重なる割合が少なくなる値として「５」を選択する。そして、その分割数「５」に基づき縦ピッチを０．３２ｍｍに決定している（パターン２）。このパターン２は、参考パターンと比較して、メッシュの線幅が２倍であるにもかかわらず、重なり割合が低くなっていることが分かる。なお、パターン１～３の横ピッチは１．２０ｍｍである。

【0056】

上述した第２実施形態、その変形例、および第３実施形態についても、第１実施形態で説明した各寸法の範囲や構成などを適宜採用することができる。

【0057】

本発明の蛍光表示管は、ドットマトリックス表示形式の表示管であればよく、例えば、セグメント表示形式の表示管でもよい。

【実施例】

【0058】

以下の試験によって、グリッド電極のメッシュ構造の違いによる輝度およびバイアス電圧への影響を検討した。試験に用いたグリッド電極のメッシュ構造は縦長四角形とし、メッシュピッチを以下にそれぞれ示す。これらのメッシュピッチは、上述した方法で設計したものである。これらのグリッド電極のメッシュの線幅は、いずれも４０μｍ±２０μｍである（規格値４０μｍ）。各グリッド電極の開口率を、図１３に示す方法でそれぞれ算出した。
試験例１：横線のピッチｐ_ａ２．７２ｍｍ、縦線のピッチｐ_ｂ０．３８ｍｍ
試験例２：横線のピッチｐ_ａ２．７２ｍｍ、縦線のピッチｐ_ｂ０．３２ｍｍ

【0059】

試験例１、２のグリッド電極を装着した蛍光表示管を準備した。蛍光体の配列ピッチｐ_ｙは、０．６８ｍｍである。試験例１、２のグリッド電極と蛍光体とを重ねた平面図を図１１に示す。図１１に示すように、各グリッド電極の横線のピッチｐ_ａは、蛍光体の配列ピッチｐ_ｙの４倍で、かつ、横線が蛍光体とは上下方向で重ならない位置に配置されている。また、蛍光体１ドットあたりの縦線が重なる割合を計算により求めた。結果を表１に示す。

【0060】

［輝度・電流値測定］
図１２に示す蛍光表示管を用いて、３箇所（Ａ、Ｂ、Ｃ）における輝度を測定した。蛍光表示管の点灯条件は、Ｅｆ：３．４Ｖｄｃ、Ｖｄｄ１：３．３Ｖｄｃ、Ｖｄｄ２：４２．０Ｖｄｃ、フィラメントバイアス電圧Ｅｋ：１．５Ｖとした。輝度計を用いて、輝度測定距離５００ｍｍ、角度２°とし、全点灯で測定した。なお、ＥｋのみＥｆ＝３．４Ｖａｃで漏れ発光が消えるＥｋの値を測定した。結果を表１に示す。

【0061】

【表1】

【0062】

試験例１と試験例２の輝度について、同じ箇所における輝度を比較してｔ検定を行った。その結果、全ての箇所においてＰ＞０．０５（有意水準）であったことから、輝度には有意差がないという結果となった。そのため、メッシュピッチによって、開口率が異なる場合であっても、蛍光体に重なる割合が同じであれば、輝度が変わらないことが分かった。

【0063】

試験例１と試験例２のフィラメントバイアス電圧Ｅｋについて、ｔ検定を行った。その結果、Ｐ値（０．００）＜０．０５（有意水準）であり、フィラメントバイアス電圧Ｅｋには有意差があった。つまり、縦線のピッチｐ_ｂがより小さい試験例２の方が、フィラメントバイアス電圧Ｅｋが小さい結果となった。このことから、当該ピッチを小さくすると漏れ発光を低減することができる。

【0064】

以上より、試験例１と試験例２では、輝度に有意差はないが、フィラメントバイアス電圧Ｅｋに有意差があり、グリッド電極が蛍光体に重なる割合でピッチを決定することで、輝度を下げずに、漏れ発光を低減できるといえる。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明の蛍光表示管は、例えばグリッド電極の線幅が太くなるような場合であっても、蛍光表示管の輝度を維持しつつ、省エネルギー性に優れるので、家電機器、ＡＶ機器、ＰＣ／ＯＡ機器、産業機械、その他の電子デバイスなどにおける表示装置として好適に利用できる。

【符号の説明】

【0066】

１ 蛍光表示管
２ 基板
３ 前面板
４ スペーサ部材
５ 陽極
６ 蛍光体
７ フィラメント状陰極
８、８’、８’’ グリッド電極
８ａ 横線
８ｂ 縦線
８ｃ 開口部
８ｄ 枠線
９ 配線
１０ 絶縁層
１１ 電極パッド
１２ 外部取り出しリードピン
１３、１３’ 金属フレーム
ｐ_ａ 縦ピッチ
ｐ_ｂ 横ピッチ
ｐ_ｙ 配列ピッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】