蛍光表示管の駆動方法および蛍光表示管
【課題】ダイナミック駆動方式で駆動され、輝度飽和が顕著な蛍光体を用いた蛍光表示管の輝度寿命を向上できる。
【解決手段】低速電子線励起下で陽極電極上に形成された蛍光体層をダイナミック駆動により表示する蛍光表示管の駆動方法であって、上記蛍光体層に含まれる蛍光体は、ダイナミック駆動において、Ｄｕを同一とする条件下でパルス幅が短くなると輝度が向上する蛍光体であり、かつ上記陽極電極に電圧が印加され、蛍光体の輝度が飽和された後に該電圧印加停止後の上記飽和輝度値の１０％輝度値に低下する時間が２００μｓｅｃ以上の蛍光体であり、
上記ダイナミック駆動は、上記蛍光体の初期輝度を維持する方向に、駆動時間の経過とともにパルス幅およびパルスの繰返し周期を可変とする。
【解決手段】低速電子線励起下で陽極電極上に形成された蛍光体層をダイナミック駆動により表示する蛍光表示管の駆動方法であって、上記蛍光体層に含まれる蛍光体は、ダイナミック駆動において、Ｄｕを同一とする条件下でパルス幅が短くなると輝度が向上する蛍光体であり、かつ上記陽極電極に電圧が印加され、蛍光体の輝度が飽和された後に該電圧印加停止後の上記飽和輝度値の１０％輝度値に低下する時間が２００μｓｅｃ以上の蛍光体であり、
上記ダイナミック駆動は、上記蛍光体の初期輝度を維持する方向に、駆動時間の経過とともにパルス幅およびパルスの繰返し周期を可変とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蛍光表示管の駆動方法およびその駆動方法を用いた蛍光表示管に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光表示管などの低速電子線励起用蛍光体として、優れた発光特性を示すＺｎＯ：Ｚｎ（緑色）以外に、ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ（赤色）、ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ（赤色）、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（赤色）、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（赤色）、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（赤色）、ＳｎＯ2：Ｅｕ（橙色）、ＺｎＳ：Ｍｎ（橙色）、ＺｎＧａ2Ｏ4（青色）、ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ（緑色）などにＩｎ2Ｏ3などの導電性物質を添加した蛍光体が数多く研究、開発されてきた（非特許文献１）。
しかし、低速電子線励起用蛍光体として開発されてきている蛍光体は、緑色発光のＺｎＯ：Ｚｎ以外は寿命の短い蛍光体が多い。
【０００３】
一方、蛍光表示管の駆動方法としてダイナミック駆動方法が知られている。このダイナミック駆動における、パルス幅ｔpとパルスの繰り返し周期Ｔとの比（ｔp／Ｔ）として表されるデューティサイクル（以下、Ｄｕと略称する）が一定の場合、応答速度の速い蛍光体ではパルス幅ｔpを変化させても輝度は略同一であるが、応答速度の遅い蛍光体ではパルス幅ｔpを短くすると輝度が低くなる。それゆえ必要な輝度を得るために応答速度の遅い蛍光体を用いたダイナミック駆動は不利になるとされている（特許文献１、非特許文献２）。
このため、応答速度の遅い蛍光体を用いる場合、パルスの繰り返し周期Ｔを必要以上に短くする（すなわち、パルス幅を短くする）ことを避けて、繰り返し周期Ｔを８〜２０ｍｓｅｃとしている。例えば、Ｄｕ＝１／１０〜１／５０、Ｔ＝１０ｍｓｅｃのとき、パルス幅としては、２００〜１０００μｓｅｃの比較的長いパルス幅で駆動されている。
【０００４】
ダイナミック駆動において、蛍光体の輝度寿命を向上させる方法として、特許文献２に記載の方法が知られている。この方法は、特にリブ・グリッド電極を有する蛍光表示管における使用時間の経過とともに陰極と並行に明暗の輝度ムラが発生するのを防ぐことを目的になされたもので、陽極およびグリッドの少なくとも一方に印加する駆動パルスのパルス幅および電圧の少なくとも一方を、陰極からその陽極までの距離に関連して調節する、また累積行動時間が長くなるほど陰極からの距離に関連するパルス幅および電圧の調節量を大きくするという方法である。
また、蛍光表示管を駆動するのに必要な駆動電圧が供給され、その駆動電圧によって上記蛍光表示管をダイナミック駆動する駆動手段と、該駆動手段の動作環境温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の温度検出結果に応じて、上記駆動電圧のうち、上記蛍光表示管の陽極電極に対して供給される陽極電圧を所要の電圧値に可変することができる電圧可変手段とを備えていることを特徴とする蛍光表示管駆動装置が知られている（特許文献３）。
しかしながら、低速電子線励起用蛍光体として各種蛍光体が開発され、これらの蛍光体を用いた蛍光表示管が実用化されるにつれて、緑色発光のＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体を除いては、上記改善方法を行なっても、輝度が低く、寿命も短い蛍光体が多く、更なる高輝度化、長寿命化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５０４５４号公報
【特許文献２】特開２００３−１９５８１８号公報
【特許文献３】特開平１１−９５７１２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】岸野隆雄編著 蛍光表示管 ５６頁、産業図書株式会社発行
【非特許文献２】岸野隆雄編著 蛍光表示管 １５５頁、産業図書株式会社発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、ダイナミック駆動方式で駆動され、輝度飽和が顕著な蛍光体を用いた蛍光表示管の輝度寿命を向上できる駆動方法およびこの駆動方法で駆動され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】
【０００８】
本発明の駆動方法は、低速電子線励起下で陽極電極上に形成された蛍光体層をダイナミック駆動により表示する蛍光表示管の駆動方法であって、
上記蛍光体層に含まれる蛍光体は、ダイナミック駆動において、Ｄｕを同一とする条件下でパルス幅が短くなると輝度が向上する蛍光体であり、かつ上記陽極電極に電圧が印加され、蛍光体の輝度が飽和された後に該電圧印加停止後の上記飽和輝度値の１０％輝度値に低下する時間が２００μｓｅｃ以上の蛍光体であり、
上記ダイナミック駆動は、上記蛍光体の初期輝度を維持する方向に、駆動時間の経過とともにパルス幅およびパルスの繰返し周期を可変とすることを特徴とする。
また、駆動時間の経過とともにパルス幅およびパルスの繰返し周期を可変とすることは、陽極電圧、グリッド電圧およびＤｕを駆動開始時の値を維持しながら行なうことを特徴とする。
【０００９】
本発明の駆動方法において、上記蛍光体が局在形発光中心を有する蛍光体であることを特徴とする。
また、上記蛍光体が遷移金属イオン発光中心および希土類イオン発光中心の少なくとも１つの発光中心を有する蛍光体であることを特徴とする。特に上記発光中心がＭｎイオン、Ｐｒイオン、Ｅｕイオン、またはＴｂイオンであり、また、これら発光中心を有する蛍光体がＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ、ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ、ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＺｎＧａ2Ｏ4、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＳｎＯ2：Ｅｕ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、および、ＣａＳ：Ｍｎから選ばれた少なくとも１つの蛍光体であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の蛍光表示管は、真空容器内に形成された蛍光体層に低速電子線を射突させて発光させる蛍光表示管であって、上記蛍光体層がＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ、ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ、ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＺｎＧａ2Ｏ4、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＳｎＯ2：Ｅｕ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、および、ＣａＳ：Ｍｎから選ばれた少なくとも１つの蛍光体を含み、上記蛍光体層は、同一Ｄｕを維持しながら、駆動時間の経過とともにパルス幅およびパルスの繰返し周期を短くするダイナミック駆動方式で発光表示されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の駆動方法は、輝度飽和が顕著な蛍光体を用いて、上記蛍光体の初期輝度を維持する方向に、駆動時間の経過とともにＤｕが同一の条件下でパルス幅およびパルスの繰返し周期を可変とするので、輝度の低下を大幅に抑制し蛍光表示管の長寿命化が図れる。
駆動時間の経過とともに陽極電圧、グリッド電圧、Ｄｕのいずれかを大きくする操作をしても輝度を上げることは可能であるが、こうした操作は蛍光体に衝突する電子のエネルギーの増大や電子数の増加をもたらすため、蛍光体の劣化が加速され、やがて輝度の補正ができなくなる。また、消費電力の増大をもたらす。一方、本発明の駆動方法の場合は、上記操作条件を変えずに輝度を上げることができるため、蛍光体の劣化が加速されることはなく、蛍光表示管の消費電力も増加しない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】蛍光表示管の断面図である。
【図２】ダイナミック駆動方法におけるタイミングチャート図である。
【図３】ＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体における発光効率のＤｕ依存性を示す図である。
【図４】ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体における発光効率のＤｕ依存性を示す図である。
【図５】ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図６】Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図７】ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図８】ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図９】ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１０】ＺｎＧａ2Ｏ4蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１１】Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１２】ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１３】ＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１４】ＺｎＳ：Ｚｎ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１５】ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１６】ＺｎＣｄＳ：Ａｇ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１７】ＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体における陽極電流のパルス幅依存性を示す図である。
【図１８】ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体における陽極電流のパルス幅依存性を示す図である。
【図１９】蛍光体の発光の立上がり時間ｔｒ、立下り時間ｔｆを示す図である。
【図２０】ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体の輝度寿命を示す図である。
【図２１】ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ蛍光体の輝度寿命を示す図である。
【図２２】Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ蛍光体の輝度寿命を示す図である。
【図２３】ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ蛍光体の輝度寿命を示す図である。
【図２４】ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ蛍光体の輝度寿命を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の駆動方法は、蛍光表示管のダイナミック駆動方法に関する。図１は蛍光表示管の断面図である。
蛍光表示管１は、陽極基板７の表示面において複数の陽極５上にそれぞれ形成された蛍光体層６を備え、真空空間内においてその蛍光体層６の上方に位置する陰極９から発生させられた電子をそれら蛍光体層６と陰極９との間に設けられた複数のグリッド電極８で制御してそれら複数の蛍光体層６を選択的に発光させる表示管である。
なお、図１において、２はガラス基板であり、３はこのガラス基板上に形成された配線層であり、４は絶縁層であり、４ａは配線層３と陽極電極５とを電気的に接続するスルーホールである。また、１０はフェースガラス、１１はスペーサガラスである。
【００１４】
ダイナミック駆動方法を図２により説明する。図２はダイナミック駆動方法におけるタイミングチャート図である。
ダイナミック駆動方法は、上記複数のグリッド電極８（Ｇ1〜Ｇn）に陰極９の電位よりも高い加速電圧を桁信号（グリッドスキャン）のパルス電圧として順次印加して走査し、その走査のタイミングに同期して所定の陽極５にその陰極９の電位よりも高い点灯電圧を、表示の種類に応じて選択的にＯＮ（正）またはＯＦＦ（負）のセグメント信号のパルス電圧として印加する駆動方法である。図２はａ〜ｇのセグメントで算用数字を表している。このようなダイナミック駆動方法によれば、グリッド電極８が所定の発光単位（発光群）毎に分割して設けられる一方、複数の陽極５のうちその発光単位毎に予め定められた所定位置のものがそれぞれ共通の陽極配線に接続され、グリッド電極８は桁選択電極として、陽極５はセグメント選択電極として、それぞれ作用する。
図２において、ＴはＴ1〜Ｔnを周期とする繰り返し周期であり、ｔpはパルス幅であり、ｔbはブランキング時間である。ＤｕはｔpとＴとの比（ｔp／Ｔ）として定義される。
【００１５】
上記ダイナミック駆動方法において、低速電子線励起用蛍光体の種類によりＤｕ依存性は顕著に異なる。例えば、図３はＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体における発光効率のＤｕ依存性を、図４はＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体における発光効率のＤｕ依存性をそれぞれ示す。ＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体はＤｕが変化しても、すなわち蛍光体への入射電流を大きくしても小さくしても発光効率は殆ど変化しない。これに対して、ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体はＤｕが大きくなると、すなわち蛍光体への入射電流を大きくすると発光効率が大きく低下する。
ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体は応答速度が遅いため、従来のダイナミック駆動においては、発光が出来るだけ立ち上がるように、２００〜１０００μｓｅｃの比較的長いパルス幅で駆動されている。
【００１６】
しかしながら、ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体など、特定の蛍光体はＤｕが同一の場合であってもパルス幅ｔpを短くすると、これまで考えられてきたこととは逆に大幅に輝度（発光効率）が上昇することを本発明者は見出した。
ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体などは、所定のＤｕ条件下で、パルス幅を短くすると輝度を大幅に向上させることができるので、駆動時間の経過とともにパルス幅を変動させることにより、初期輝度を維持することができる。また、同じ輝度を得る場合は駆動電圧を下げることができるので、蛍光表示管の長寿命化が図れる。本発明はこのような知見に基づくものである。
【００１７】
発光効率のパルス幅依存性について測定した結果を図５〜図１６に示す。図５〜図１２はパルス幅ｔpを短くすると発光効率が上昇する蛍光体の例であり、図１３〜図１６はパルス幅ｔpを変化させても発光効率が変化しない蛍光体の例である。
上記測定は以下の方法で測定した。蛍光表示管のカーボン陽極上に各種低速電子線用蛍光体を塗布後、公知の蛍光表示管製造工程で管球化を行なった。ＺｎＯ：Ｚｎ以外の蛍光体には、チャージアップを防ぐために導電性の高いＩｎ2Ｏ3を蛍光体とＩｎ2Ｏ3との合計量に対して約１０重量％混合した。フィラメント状陰極を通電し約６５０℃に加熱した状態で陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）を５０Ｖppとして、Ｄｕとパルス幅ｔpとを変えて発光効率特性を測定した。
なお、発光効率は輝度を測定して、パルス幅ｔpが２５０μｓｅｃの輝度の値を１００として、その相対値で表した。
【００１８】
図５〜図１２に示すように、蛍光体がＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ（図５）、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（図６）、ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ（図７）、ＺｎＳ：Ｍｎ（図８）、ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ（図９）、ＺｎＧａ2Ｏ4（図１０）、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（図１１）の場合、パルス幅が短くなると発光効率が大幅に向上する。また、陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が３５Ｖppの場合の一例としてＺｎＳ：Ｍｎの例を図１２に示すが、陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が５０Ｖppよりも低い３５Ｖppにおいても、パルス幅が短くなると発光効率が大幅に向上する。
【００１９】
一方、図１３〜図１６に示すように、蛍光体がＺｎＯ：Ｚｎ（図１３）、ＺｎＳ：Ｚｎ（図１４）、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ（図１５）、ＺｎＣｄＳ：Ａｇ（ＣｄＳ、７０重量％）（図１６）ではパルス幅が短くなっても発光効率は向上しないで、パルス幅依存性がみられない。この傾向は陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が３５Ｖppにおいても同様であった。
【００２０】
上記図５〜図１６に示す測定において、パルス幅（周期）は変更しているが、陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）とＤｕとは同じであるため、蛍光体へ流れ込む電流（陽極電流）は略一定である。したがって、発光効率の依存性は輝度の依存性と同じである。ＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体における陽極電流のパルス幅依存性を図１７に、ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体における陽極電流のパルス幅依存性を図１８にそれぞれ示すが、いずれも陽極電流はパルス幅に依存していない。
【００２１】
ダイナミック駆動において、パルス幅ｔpを短くすると発光効率が上昇する蛍光体と、パルス幅依存性を示さない蛍光体とを比較すると、前者は主に遷移金属イオン発光中心および希土類イオン発光中心の少なくとも１つの発光中心を有する局在形発光中心を有する蛍光体であり、後者は非局在形発光中心を有する蛍光体であることが分かる。
【００２２】
また、上記両蛍光体に図１９に示す入力波形のパルス電圧を印加して、蛍光体の輝度が飽和された後に該電圧印加停止後の飽和輝度値の低下傾向を調査した結果を表１および表２に示す。
図１９は、蛍光表示管の陽極にパルス電圧を印加したときの蛍光体の発光の立上がり時間ｔｒおよび電圧印加停止後の立下り時間ｔｆを示す図である。入力波形は陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が５０Ｖpp、パルス幅ｔｐが１ｍｓｅｃで、飽和輝度値の１０％に低下する時間を「立下り時間ｔｆ」として測定した。
【００２３】
【表１】
【表２】
【００２４】
表２に示すように、パルス幅依存性を示さない蛍光体群の立下り時間が１００μｓｅｃ以下であるのに対して、表１に示すように、パルス幅ｔpを短くすると発光効率が上昇する蛍光体群の立下り時間は最低でも２９０μｓｅｃである。
本発明に使用できる蛍光体は、ダイナミック駆動の同一Ｄｕにおいてパルス幅が短くなると輝度が向上する蛍光体であり、かつ立下り時間が１００μｓｅｃをこえる蛍光体であり、好ましくは立下り時間が２００μｓｅｃ以上の蛍光体であり、より好ましくは立下り時間が２９０μｓｅｃ以上の蛍光体である。そして、そのような特性を示す蛍光体は、主に遷移金属イオン発光中心および希土類イオン発光中心の少なくとも１つの発光中心を有する局在形発光中心を有する蛍光体である。発光中心としては、Ｍｎイオン、Ｐｒイオン、Ｅｕイオン、またはＴｂイオンであることが好ましい。
【００２５】
具体例としては、ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体（橙）、ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ（緑）、ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ（赤）、ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ（赤）、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（赤）、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（赤）、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ（赤）、ＺｎＧａ2Ｏ4（青）、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（赤）、ＳｎＯ2：Ｅｕ（橙）、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ（緑）、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ（緑）、ＣａＳ：Ｍｎ（橙）等を挙げることができる。
【００２６】
本発明に使用できる蛍光体は、電子線励起領域内における発光中心の数が少ないことや励起状態から基底状態への遷移確率が低いために、長いパルス幅ｔpでは励起・発光過程が飽和傾向となり輝度（発光効率）が低下する。反対に短いパルス幅ｔpにすると相対的に輝度（発光効率）が上がるものと考えられる。
【００２７】
本発明のダイナミック駆動は、Ｄｕが同一の条件下において、パルス幅ｔpが短くなると輝度が向上する上記蛍光体群を用いる。パルス幅が短くなると輝度が向上するので、このような蛍光体を用いて、初期輝度を維持する方向に、駆動時間の経過とともにパルス幅ｔpおよびパルスの繰返し周期Ｔを可変とする。
蛍光体の輝度は駆動時間の経過とともに低下することが多いため、具体的には、駆動時間の経過とともにパルス幅ｔpおよびパルスの繰返し周期Ｔを駆動開始時のｔpおよびＴよりも短くする。
【００２８】
ｔpおよびＴを短くすることは、Ｄｕの同一性を維持しながら行なう。また、陽極電圧およびグリッド電圧を駆動開始時の両電圧を維持したまま行なう。
駆動時間の経過とともにｔpおよびＴを短くするには、例えば蛍光表示管の駆動回路内に設けられた不揮発性メモリに駆動累積時間を積算保持し、蛍光体の種類および点灯割合などを考慮し所定の時間経過後にコントローラによってパルス幅および周期が変更されるよう公知の方法で設定することができる。
これらの条件とすることにより、本発明のダイナミック駆動は、蛍光体に衝突する電子のエネルギーの増大や電子数の増加、および消費電力の増大をもたらすことなく、初期輝度を維持する方向に輝度の補正をすることができる。さらに、電子のエネルギーの増大や電子数の増加をもたらすことがないので、蛍光体の劣化が加速されることはなく蛍光表示管の寿命が向上する。また、消費電力も増加しない。
【実施例】
【００２９】
実施例１および比較例１
蛍光表示管のカーボン陽極上にＺｎＳ：Ｍｎ（橙）にＩｎ2Ｏ3を１０重量％添加した蛍光体を塗布後、公知の蛍光表示管製造工程で管球化を行なった。
得られた蛍光表示管を用いて陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が５０Ｖｐｐで、Ｄｕが１／６０の条件で点灯して輝度維持率を測定した。結果を図２０に示す。
比較例１は、従来の駆動方法であり、パルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃに固定して蛍光表示管の輝度維持率を測定した。
実施例１は、点灯開始時のパルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃとしたが、点灯時間の経過とともに、Ｄｕが１／６０の条件を維持して、ｔｐおよびＴをそれぞれ短くした。各時間経過後に変更したｔｐおよびＴの値を表３に示す。
図２０に示すように、比較例１が初期輝度を大きく低下させているのに比較して、実施例１は初期輝度を維持することができた。
また、点灯開始してから１７０時間後では、輝度維持率が比較例１の８７％から９７％に、５３０時間後では同７９％から１０２％に、１０００時間後では同７５％から９５％にそれぞれ実施例１の輝度維持率は改善された。
【００３０】
実施例２および比較例２
蛍光表示管のカーボン陽極上にＣａＴｉＯ3：Ｐｒ（赤）にＩｎ2Ｏ3を１０重量％添加した蛍光体を塗布後、公知の蛍光表示管製造工程で管球化を行なった。
得られた蛍光表示管を用いて陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が５０Ｖｐｐで、Ｄｕが１／６０の条件で点灯して輝度維持率を測定した。結果を図２１に示す。
比較例２は、従来の駆動方法であり、パルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃに固定して蛍光表示管の輝度維持率を測定した。
実施例２は、点灯開始時のパルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃとしたが、点灯時間の経過とともに、Ｄｕが１／６０の条件を維持して、ｔｐおよびＴをそれぞれ短くした。各時間経過後のｔｐおよびＴの値を表３に示す。
図２１に示すように、比較例２が初期輝度を大きく低下させているのに比較して、実施例２は初期輝度の低下が少なかった。
また、点灯開始してから４８時間後では、輝度維持率が比較例２の７５％から９１％に、１７０時間後では、輝度維持率が比較例２の６０％から８４％に、５３０時間後では同５２％から８０％に、１０００時間後では同４６％から８０％にそれぞれ実施例２の輝度維持率は改善された。
【００３１】
実施例３および比較例３
蛍光表示管のカーボン陽極上にＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（赤）にＩｎ2Ｏ3を１４重量％添加した蛍光体を塗布後、公知の蛍光表示管製造工程で管球化を行なった。
得られた蛍光表示管を用いて陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が５０Ｖｐｐで、Ｄｕが１／６０の条件で点灯して輝度維持率を測定した。結果を図２２に示す。
比較例３は、従来の駆動方法であり、パルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃに固定して蛍光表示管の輝度維持率を測定した。
実施例３は、点灯開始時のパルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃとしたが、点灯時間の経過とともに、Ｄｕが１／６０の条件を維持して、ｔｐおよびＴをそれぞれ短くした。各時間経過後のｔｐおよびＴの値を表３に示す。
図２２に示すように、比較例３が初期輝度を大きく低下させているのに比較して、実施例３は初期輝度を維持することができた。
また、点灯開始してから４８時間後では、輝度維持率が比較例３の９２％から１００％に、１７０時間後では、輝度維持率が比較例３の８０％から９６％に、５３０時間後では同６９％から９６％に、１０００時間後では同５７％から９４％にそれぞれ実施例３の輝度維持率は改善された。
【００３２】
実施例４および比較例４
蛍光表示管のカーボン陽極上にＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ（赤）にＩｎ2Ｏ3を１０重量％添加した蛍光体を塗布後、公知の蛍光表示管製造工程で管球化を行なった。
得られた蛍光表示管を用いて陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が５０Ｖｐｐで、Ｄｕが１／６０の条件で点灯して輝度維持率を測定した。結果を図２３に示す。
比較例４は、従来の駆動方法であり、パルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃに固定して蛍光表示管の輝度維持率を測定した。
実施例４は、点灯開始時のパルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃとしたが、点灯時間の経過とともに、Ｄｕが１／６０の条件を維持して、ｔｐおよびＴをそれぞれ短くした。各時間経過後のｔｐおよびＴの値を表３に示す。
図２３に示すように、比較例４が初期輝度を大きく低下させているのに比較して、実施例４は初期輝度の低下が少なかった。
また、点灯開始してから４８時間後では、輝度維持率が比較例４の７７％から１０４％に、１７０時間後では、輝度維持率が比較例４の５２％から８３％に、５３０時間後では同３９％から７０％に、１０００時間後では同３２％から６３％にそれぞれ実施例４の輝度維持率は改善された。
【００３３】
実施例５および比較例５
蛍光表示管のカーボン陽極上にＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ（緑）にＩｎ2Ｏ3を１０重量％添加した蛍光体を塗布後、公知の蛍光表示管製造工程で管球化を行なった。
得られた蛍光表示管を用いて陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が５０Ｖｐｐで、Ｄｕが１／６０の条件で点灯して輝度維持率を測定した。結果を図２４に示す。
比較例５は、従来の駆動方法であり、パルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃに固定して蛍光表示管の輝度維持率を測定した。
実施例５は、点灯開始時のパルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃとしたが、点灯時間の経過とともに、Ｄｕが１／６０の条件を維持して、ｔｐおよびＴをそれぞれ短くした。各時間経過後のｔｐおよびＴの値を表３に示す。
図２４に示すように、比較例５が初期輝度を大きく低下させているのに比較して、実施例５は初期輝度を維持することができた。
また、点灯開始してから４８時間後では、輝度維持率が比較例５の８８％から９６％に、１７０時間後では、輝度維持率が比較例５の８５％から１０２％に、１０００時間後では同７２％から９７％にそれぞれ実施例５の輝度維持率は改善された。
【００３４】
【表３】
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の駆動方法は、蛍光表示管の消費電力の低減および長寿命化ができるので、輝度飽和が顕著な蛍光体を用いた蛍光表示管に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 蛍光表示管
２ ガラス基板
３ 配線層
４ 絶縁層
５ 陽極電極
６ 蛍光体層
７ 陽極基板
８ グリッド
９ 陰極
１０ フェースガラス
１１ スペーサガラス
【技術分野】
【０００１】
本発明は蛍光表示管の駆動方法およびその駆動方法を用いた蛍光表示管に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光表示管などの低速電子線励起用蛍光体として、優れた発光特性を示すＺｎＯ：Ｚｎ（緑色）以外に、ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ（赤色）、ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ（赤色）、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（赤色）、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（赤色）、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（赤色）、ＳｎＯ2：Ｅｕ（橙色）、ＺｎＳ：Ｍｎ（橙色）、ＺｎＧａ2Ｏ4（青色）、ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ（緑色）などにＩｎ2Ｏ3などの導電性物質を添加した蛍光体が数多く研究、開発されてきた（非特許文献１）。
しかし、低速電子線励起用蛍光体として開発されてきている蛍光体は、緑色発光のＺｎＯ：Ｚｎ以外は寿命の短い蛍光体が多い。
【０００３】
一方、蛍光表示管の駆動方法としてダイナミック駆動方法が知られている。このダイナミック駆動における、パルス幅ｔpとパルスの繰り返し周期Ｔとの比（ｔp／Ｔ）として表されるデューティサイクル（以下、Ｄｕと略称する）が一定の場合、応答速度の速い蛍光体ではパルス幅ｔpを変化させても輝度は略同一であるが、応答速度の遅い蛍光体ではパルス幅ｔpを短くすると輝度が低くなる。それゆえ必要な輝度を得るために応答速度の遅い蛍光体を用いたダイナミック駆動は不利になるとされている（特許文献１、非特許文献２）。
このため、応答速度の遅い蛍光体を用いる場合、パルスの繰り返し周期Ｔを必要以上に短くする（すなわち、パルス幅を短くする）ことを避けて、繰り返し周期Ｔを８〜２０ｍｓｅｃとしている。例えば、Ｄｕ＝１／１０〜１／５０、Ｔ＝１０ｍｓｅｃのとき、パルス幅としては、２００〜１０００μｓｅｃの比較的長いパルス幅で駆動されている。
【０００４】
ダイナミック駆動において、蛍光体の輝度寿命を向上させる方法として、特許文献２に記載の方法が知られている。この方法は、特にリブ・グリッド電極を有する蛍光表示管における使用時間の経過とともに陰極と並行に明暗の輝度ムラが発生するのを防ぐことを目的になされたもので、陽極およびグリッドの少なくとも一方に印加する駆動パルスのパルス幅および電圧の少なくとも一方を、陰極からその陽極までの距離に関連して調節する、また累積行動時間が長くなるほど陰極からの距離に関連するパルス幅および電圧の調節量を大きくするという方法である。
また、蛍光表示管を駆動するのに必要な駆動電圧が供給され、その駆動電圧によって上記蛍光表示管をダイナミック駆動する駆動手段と、該駆動手段の動作環境温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の温度検出結果に応じて、上記駆動電圧のうち、上記蛍光表示管の陽極電極に対して供給される陽極電圧を所要の電圧値に可変することができる電圧可変手段とを備えていることを特徴とする蛍光表示管駆動装置が知られている（特許文献３）。
しかしながら、低速電子線励起用蛍光体として各種蛍光体が開発され、これらの蛍光体を用いた蛍光表示管が実用化されるにつれて、緑色発光のＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体を除いては、上記改善方法を行なっても、輝度が低く、寿命も短い蛍光体が多く、更なる高輝度化、長寿命化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５０４５４号公報
【特許文献２】特開２００３−１９５８１８号公報
【特許文献３】特開平１１−９５７１２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】岸野隆雄編著 蛍光表示管 ５６頁、産業図書株式会社発行
【非特許文献２】岸野隆雄編著 蛍光表示管 １５５頁、産業図書株式会社発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、ダイナミック駆動方式で駆動され、輝度飽和が顕著な蛍光体を用いた蛍光表示管の輝度寿命を向上できる駆動方法およびこの駆動方法で駆動され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】
【０００８】
本発明の駆動方法は、低速電子線励起下で陽極電極上に形成された蛍光体層をダイナミック駆動により表示する蛍光表示管の駆動方法であって、
上記蛍光体層に含まれる蛍光体は、ダイナミック駆動において、Ｄｕを同一とする条件下でパルス幅が短くなると輝度が向上する蛍光体であり、かつ上記陽極電極に電圧が印加され、蛍光体の輝度が飽和された後に該電圧印加停止後の上記飽和輝度値の１０％輝度値に低下する時間が２００μｓｅｃ以上の蛍光体であり、
上記ダイナミック駆動は、上記蛍光体の初期輝度を維持する方向に、駆動時間の経過とともにパルス幅およびパルスの繰返し周期を可変とすることを特徴とする。
また、駆動時間の経過とともにパルス幅およびパルスの繰返し周期を可変とすることは、陽極電圧、グリッド電圧およびＤｕを駆動開始時の値を維持しながら行なうことを特徴とする。
【０００９】
本発明の駆動方法において、上記蛍光体が局在形発光中心を有する蛍光体であることを特徴とする。
また、上記蛍光体が遷移金属イオン発光中心および希土類イオン発光中心の少なくとも１つの発光中心を有する蛍光体であることを特徴とする。特に上記発光中心がＭｎイオン、Ｐｒイオン、Ｅｕイオン、またはＴｂイオンであり、また、これら発光中心を有する蛍光体がＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ、ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ、ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＺｎＧａ2Ｏ4、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＳｎＯ2：Ｅｕ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、および、ＣａＳ：Ｍｎから選ばれた少なくとも１つの蛍光体であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の蛍光表示管は、真空容器内に形成された蛍光体層に低速電子線を射突させて発光させる蛍光表示管であって、上記蛍光体層がＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ、ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ、ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＺｎＧａ2Ｏ4、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＳｎＯ2：Ｅｕ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、および、ＣａＳ：Ｍｎから選ばれた少なくとも１つの蛍光体を含み、上記蛍光体層は、同一Ｄｕを維持しながら、駆動時間の経過とともにパルス幅およびパルスの繰返し周期を短くするダイナミック駆動方式で発光表示されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の駆動方法は、輝度飽和が顕著な蛍光体を用いて、上記蛍光体の初期輝度を維持する方向に、駆動時間の経過とともにＤｕが同一の条件下でパルス幅およびパルスの繰返し周期を可変とするので、輝度の低下を大幅に抑制し蛍光表示管の長寿命化が図れる。
駆動時間の経過とともに陽極電圧、グリッド電圧、Ｄｕのいずれかを大きくする操作をしても輝度を上げることは可能であるが、こうした操作は蛍光体に衝突する電子のエネルギーの増大や電子数の増加をもたらすため、蛍光体の劣化が加速され、やがて輝度の補正ができなくなる。また、消費電力の増大をもたらす。一方、本発明の駆動方法の場合は、上記操作条件を変えずに輝度を上げることができるため、蛍光体の劣化が加速されることはなく、蛍光表示管の消費電力も増加しない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】蛍光表示管の断面図である。
【図２】ダイナミック駆動方法におけるタイミングチャート図である。
【図３】ＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体における発光効率のＤｕ依存性を示す図である。
【図４】ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体における発光効率のＤｕ依存性を示す図である。
【図５】ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図６】Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図７】ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図８】ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図９】ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１０】ＺｎＧａ2Ｏ4蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１１】Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１２】ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１３】ＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１４】ＺｎＳ：Ｚｎ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１５】ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１６】ＺｎＣｄＳ：Ａｇ蛍光体の発光効率のパルス幅依存性を示す図である。
【図１７】ＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体における陽極電流のパルス幅依存性を示す図である。
【図１８】ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体における陽極電流のパルス幅依存性を示す図である。
【図１９】蛍光体の発光の立上がり時間ｔｒ、立下り時間ｔｆを示す図である。
【図２０】ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体の輝度寿命を示す図である。
【図２１】ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ蛍光体の輝度寿命を示す図である。
【図２２】Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ蛍光体の輝度寿命を示す図である。
【図２３】ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ蛍光体の輝度寿命を示す図である。
【図２４】ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ蛍光体の輝度寿命を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の駆動方法は、蛍光表示管のダイナミック駆動方法に関する。図１は蛍光表示管の断面図である。
蛍光表示管１は、陽極基板７の表示面において複数の陽極５上にそれぞれ形成された蛍光体層６を備え、真空空間内においてその蛍光体層６の上方に位置する陰極９から発生させられた電子をそれら蛍光体層６と陰極９との間に設けられた複数のグリッド電極８で制御してそれら複数の蛍光体層６を選択的に発光させる表示管である。
なお、図１において、２はガラス基板であり、３はこのガラス基板上に形成された配線層であり、４は絶縁層であり、４ａは配線層３と陽極電極５とを電気的に接続するスルーホールである。また、１０はフェースガラス、１１はスペーサガラスである。
【００１４】
ダイナミック駆動方法を図２により説明する。図２はダイナミック駆動方法におけるタイミングチャート図である。
ダイナミック駆動方法は、上記複数のグリッド電極８（Ｇ1〜Ｇn）に陰極９の電位よりも高い加速電圧を桁信号（グリッドスキャン）のパルス電圧として順次印加して走査し、その走査のタイミングに同期して所定の陽極５にその陰極９の電位よりも高い点灯電圧を、表示の種類に応じて選択的にＯＮ（正）またはＯＦＦ（負）のセグメント信号のパルス電圧として印加する駆動方法である。図２はａ〜ｇのセグメントで算用数字を表している。このようなダイナミック駆動方法によれば、グリッド電極８が所定の発光単位（発光群）毎に分割して設けられる一方、複数の陽極５のうちその発光単位毎に予め定められた所定位置のものがそれぞれ共通の陽極配線に接続され、グリッド電極８は桁選択電極として、陽極５はセグメント選択電極として、それぞれ作用する。
図２において、ＴはＴ1〜Ｔnを周期とする繰り返し周期であり、ｔpはパルス幅であり、ｔbはブランキング時間である。ＤｕはｔpとＴとの比（ｔp／Ｔ）として定義される。
【００１５】
上記ダイナミック駆動方法において、低速電子線励起用蛍光体の種類によりＤｕ依存性は顕著に異なる。例えば、図３はＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体における発光効率のＤｕ依存性を、図４はＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体における発光効率のＤｕ依存性をそれぞれ示す。ＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体はＤｕが変化しても、すなわち蛍光体への入射電流を大きくしても小さくしても発光効率は殆ど変化しない。これに対して、ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体はＤｕが大きくなると、すなわち蛍光体への入射電流を大きくすると発光効率が大きく低下する。
ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体は応答速度が遅いため、従来のダイナミック駆動においては、発光が出来るだけ立ち上がるように、２００〜１０００μｓｅｃの比較的長いパルス幅で駆動されている。
【００１６】
しかしながら、ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体など、特定の蛍光体はＤｕが同一の場合であってもパルス幅ｔpを短くすると、これまで考えられてきたこととは逆に大幅に輝度（発光効率）が上昇することを本発明者は見出した。
ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体などは、所定のＤｕ条件下で、パルス幅を短くすると輝度を大幅に向上させることができるので、駆動時間の経過とともにパルス幅を変動させることにより、初期輝度を維持することができる。また、同じ輝度を得る場合は駆動電圧を下げることができるので、蛍光表示管の長寿命化が図れる。本発明はこのような知見に基づくものである。
【００１７】
発光効率のパルス幅依存性について測定した結果を図５〜図１６に示す。図５〜図１２はパルス幅ｔpを短くすると発光効率が上昇する蛍光体の例であり、図１３〜図１６はパルス幅ｔpを変化させても発光効率が変化しない蛍光体の例である。
上記測定は以下の方法で測定した。蛍光表示管のカーボン陽極上に各種低速電子線用蛍光体を塗布後、公知の蛍光表示管製造工程で管球化を行なった。ＺｎＯ：Ｚｎ以外の蛍光体には、チャージアップを防ぐために導電性の高いＩｎ2Ｏ3を蛍光体とＩｎ2Ｏ3との合計量に対して約１０重量％混合した。フィラメント状陰極を通電し約６５０℃に加熱した状態で陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）を５０Ｖppとして、Ｄｕとパルス幅ｔpとを変えて発光効率特性を測定した。
なお、発光効率は輝度を測定して、パルス幅ｔpが２５０μｓｅｃの輝度の値を１００として、その相対値で表した。
【００１８】
図５〜図１２に示すように、蛍光体がＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ（図５）、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（図６）、ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ（図７）、ＺｎＳ：Ｍｎ（図８）、ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ（図９）、ＺｎＧａ2Ｏ4（図１０）、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（図１１）の場合、パルス幅が短くなると発光効率が大幅に向上する。また、陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が３５Ｖppの場合の一例としてＺｎＳ：Ｍｎの例を図１２に示すが、陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が５０Ｖppよりも低い３５Ｖppにおいても、パルス幅が短くなると発光効率が大幅に向上する。
【００１９】
一方、図１３〜図１６に示すように、蛍光体がＺｎＯ：Ｚｎ（図１３）、ＺｎＳ：Ｚｎ（図１４）、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ（図１５）、ＺｎＣｄＳ：Ａｇ（ＣｄＳ、７０重量％）（図１６）ではパルス幅が短くなっても発光効率は向上しないで、パルス幅依存性がみられない。この傾向は陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が３５Ｖppにおいても同様であった。
【００２０】
上記図５〜図１６に示す測定において、パルス幅（周期）は変更しているが、陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）とＤｕとは同じであるため、蛍光体へ流れ込む電流（陽極電流）は略一定である。したがって、発光効率の依存性は輝度の依存性と同じである。ＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体における陽極電流のパルス幅依存性を図１７に、ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体における陽極電流のパルス幅依存性を図１８にそれぞれ示すが、いずれも陽極電流はパルス幅に依存していない。
【００２１】
ダイナミック駆動において、パルス幅ｔpを短くすると発光効率が上昇する蛍光体と、パルス幅依存性を示さない蛍光体とを比較すると、前者は主に遷移金属イオン発光中心および希土類イオン発光中心の少なくとも１つの発光中心を有する局在形発光中心を有する蛍光体であり、後者は非局在形発光中心を有する蛍光体であることが分かる。
【００２２】
また、上記両蛍光体に図１９に示す入力波形のパルス電圧を印加して、蛍光体の輝度が飽和された後に該電圧印加停止後の飽和輝度値の低下傾向を調査した結果を表１および表２に示す。
図１９は、蛍光表示管の陽極にパルス電圧を印加したときの蛍光体の発光の立上がり時間ｔｒおよび電圧印加停止後の立下り時間ｔｆを示す図である。入力波形は陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が５０Ｖpp、パルス幅ｔｐが１ｍｓｅｃで、飽和輝度値の１０％に低下する時間を「立下り時間ｔｆ」として測定した。
【００２３】
【表１】
【表２】
【００２４】
表２に示すように、パルス幅依存性を示さない蛍光体群の立下り時間が１００μｓｅｃ以下であるのに対して、表１に示すように、パルス幅ｔpを短くすると発光効率が上昇する蛍光体群の立下り時間は最低でも２９０μｓｅｃである。
本発明に使用できる蛍光体は、ダイナミック駆動の同一Ｄｕにおいてパルス幅が短くなると輝度が向上する蛍光体であり、かつ立下り時間が１００μｓｅｃをこえる蛍光体であり、好ましくは立下り時間が２００μｓｅｃ以上の蛍光体であり、より好ましくは立下り時間が２９０μｓｅｃ以上の蛍光体である。そして、そのような特性を示す蛍光体は、主に遷移金属イオン発光中心および希土類イオン発光中心の少なくとも１つの発光中心を有する局在形発光中心を有する蛍光体である。発光中心としては、Ｍｎイオン、Ｐｒイオン、Ｅｕイオン、またはＴｂイオンであることが好ましい。
【００２５】
具体例としては、ＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体（橙）、ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ（緑）、ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ（赤）、ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ（赤）、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（赤）、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（赤）、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ（赤）、ＺｎＧａ2Ｏ4（青）、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（赤）、ＳｎＯ2：Ｅｕ（橙）、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ（緑）、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ（緑）、ＣａＳ：Ｍｎ（橙）等を挙げることができる。
【００２６】
本発明に使用できる蛍光体は、電子線励起領域内における発光中心の数が少ないことや励起状態から基底状態への遷移確率が低いために、長いパルス幅ｔpでは励起・発光過程が飽和傾向となり輝度（発光効率）が低下する。反対に短いパルス幅ｔpにすると相対的に輝度（発光効率）が上がるものと考えられる。
【００２７】
本発明のダイナミック駆動は、Ｄｕが同一の条件下において、パルス幅ｔpが短くなると輝度が向上する上記蛍光体群を用いる。パルス幅が短くなると輝度が向上するので、このような蛍光体を用いて、初期輝度を維持する方向に、駆動時間の経過とともにパルス幅ｔpおよびパルスの繰返し周期Ｔを可変とする。
蛍光体の輝度は駆動時間の経過とともに低下することが多いため、具体的には、駆動時間の経過とともにパルス幅ｔpおよびパルスの繰返し周期Ｔを駆動開始時のｔpおよびＴよりも短くする。
【００２８】
ｔpおよびＴを短くすることは、Ｄｕの同一性を維持しながら行なう。また、陽極電圧およびグリッド電圧を駆動開始時の両電圧を維持したまま行なう。
駆動時間の経過とともにｔpおよびＴを短くするには、例えば蛍光表示管の駆動回路内に設けられた不揮発性メモリに駆動累積時間を積算保持し、蛍光体の種類および点灯割合などを考慮し所定の時間経過後にコントローラによってパルス幅および周期が変更されるよう公知の方法で設定することができる。
これらの条件とすることにより、本発明のダイナミック駆動は、蛍光体に衝突する電子のエネルギーの増大や電子数の増加、および消費電力の増大をもたらすことなく、初期輝度を維持する方向に輝度の補正をすることができる。さらに、電子のエネルギーの増大や電子数の増加をもたらすことがないので、蛍光体の劣化が加速されることはなく蛍光表示管の寿命が向上する。また、消費電力も増加しない。
【実施例】
【００２９】
実施例１および比較例１
蛍光表示管のカーボン陽極上にＺｎＳ：Ｍｎ（橙）にＩｎ2Ｏ3を１０重量％添加した蛍光体を塗布後、公知の蛍光表示管製造工程で管球化を行なった。
得られた蛍光表示管を用いて陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が５０Ｖｐｐで、Ｄｕが１／６０の条件で点灯して輝度維持率を測定した。結果を図２０に示す。
比較例１は、従来の駆動方法であり、パルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃに固定して蛍光表示管の輝度維持率を測定した。
実施例１は、点灯開始時のパルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃとしたが、点灯時間の経過とともに、Ｄｕが１／６０の条件を維持して、ｔｐおよびＴをそれぞれ短くした。各時間経過後に変更したｔｐおよびＴの値を表３に示す。
図２０に示すように、比較例１が初期輝度を大きく低下させているのに比較して、実施例１は初期輝度を維持することができた。
また、点灯開始してから１７０時間後では、輝度維持率が比較例１の８７％から９７％に、５３０時間後では同７９％から１０２％に、１０００時間後では同７５％から９５％にそれぞれ実施例１の輝度維持率は改善された。
【００３０】
実施例２および比較例２
蛍光表示管のカーボン陽極上にＣａＴｉＯ3：Ｐｒ（赤）にＩｎ2Ｏ3を１０重量％添加した蛍光体を塗布後、公知の蛍光表示管製造工程で管球化を行なった。
得られた蛍光表示管を用いて陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が５０Ｖｐｐで、Ｄｕが１／６０の条件で点灯して輝度維持率を測定した。結果を図２１に示す。
比較例２は、従来の駆動方法であり、パルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃに固定して蛍光表示管の輝度維持率を測定した。
実施例２は、点灯開始時のパルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃとしたが、点灯時間の経過とともに、Ｄｕが１／６０の条件を維持して、ｔｐおよびＴをそれぞれ短くした。各時間経過後のｔｐおよびＴの値を表３に示す。
図２１に示すように、比較例２が初期輝度を大きく低下させているのに比較して、実施例２は初期輝度の低下が少なかった。
また、点灯開始してから４８時間後では、輝度維持率が比較例２の７５％から９１％に、１７０時間後では、輝度維持率が比較例２の６０％から８４％に、５３０時間後では同５２％から８０％に、１０００時間後では同４６％から８０％にそれぞれ実施例２の輝度維持率は改善された。
【００３１】
実施例３および比較例３
蛍光表示管のカーボン陽極上にＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（赤）にＩｎ2Ｏ3を１４重量％添加した蛍光体を塗布後、公知の蛍光表示管製造工程で管球化を行なった。
得られた蛍光表示管を用いて陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が５０Ｖｐｐで、Ｄｕが１／６０の条件で点灯して輝度維持率を測定した。結果を図２２に示す。
比較例３は、従来の駆動方法であり、パルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃに固定して蛍光表示管の輝度維持率を測定した。
実施例３は、点灯開始時のパルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃとしたが、点灯時間の経過とともに、Ｄｕが１／６０の条件を維持して、ｔｐおよびＴをそれぞれ短くした。各時間経過後のｔｐおよびＴの値を表３に示す。
図２２に示すように、比較例３が初期輝度を大きく低下させているのに比較して、実施例３は初期輝度を維持することができた。
また、点灯開始してから４８時間後では、輝度維持率が比較例３の９２％から１００％に、１７０時間後では、輝度維持率が比較例３の８０％から９６％に、５３０時間後では同６９％から９６％に、１０００時間後では同５７％から９４％にそれぞれ実施例３の輝度維持率は改善された。
【００３２】
実施例４および比較例４
蛍光表示管のカーボン陽極上にＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ（赤）にＩｎ2Ｏ3を１０重量％添加した蛍光体を塗布後、公知の蛍光表示管製造工程で管球化を行なった。
得られた蛍光表示管を用いて陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が５０Ｖｐｐで、Ｄｕが１／６０の条件で点灯して輝度維持率を測定した。結果を図２３に示す。
比較例４は、従来の駆動方法であり、パルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃに固定して蛍光表示管の輝度維持率を測定した。
実施例４は、点灯開始時のパルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃとしたが、点灯時間の経過とともに、Ｄｕが１／６０の条件を維持して、ｔｐおよびＴをそれぞれ短くした。各時間経過後のｔｐおよびＴの値を表３に示す。
図２３に示すように、比較例４が初期輝度を大きく低下させているのに比較して、実施例４は初期輝度の低下が少なかった。
また、点灯開始してから４８時間後では、輝度維持率が比較例４の７７％から１０４％に、１７０時間後では、輝度維持率が比較例４の５２％から８３％に、５３０時間後では同３９％から７０％に、１０００時間後では同３２％から６３％にそれぞれ実施例４の輝度維持率は改善された。
【００３３】
実施例５および比較例５
蛍光表示管のカーボン陽極上にＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ（緑）にＩｎ2Ｏ3を１０重量％添加した蛍光体を塗布後、公知の蛍光表示管製造工程で管球化を行なった。
得られた蛍光表示管を用いて陽極・グリッド電極（ｅｂｃ）が５０Ｖｐｐで、Ｄｕが１／６０の条件で点灯して輝度維持率を測定した。結果を図２４に示す。
比較例５は、従来の駆動方法であり、パルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃに固定して蛍光表示管の輝度維持率を測定した。
実施例５は、点灯開始時のパルス幅ｔｐを２５０μｓ、および繰り返し周期Ｔを１５ｍｓｅｃとしたが、点灯時間の経過とともに、Ｄｕが１／６０の条件を維持して、ｔｐおよびＴをそれぞれ短くした。各時間経過後のｔｐおよびＴの値を表３に示す。
図２４に示すように、比較例５が初期輝度を大きく低下させているのに比較して、実施例５は初期輝度を維持することができた。
また、点灯開始してから４８時間後では、輝度維持率が比較例５の８８％から９６％に、１７０時間後では、輝度維持率が比較例５の８５％から１０２％に、１０００時間後では同７２％から９７％にそれぞれ実施例５の輝度維持率は改善された。
【００３４】
【表３】
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の駆動方法は、蛍光表示管の消費電力の低減および長寿命化ができるので、輝度飽和が顕著な蛍光体を用いた蛍光表示管に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 蛍光表示管
２ ガラス基板
３ 配線層
４ 絶縁層
５ 陽極電極
６ 蛍光体層
７ 陽極基板
８ グリッド
９ 陰極
１０ フェースガラス
１１ スペーサガラス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低速電子線励起下で陽極電極上に形成された蛍光体層をダイナミック駆動により表示する蛍光表示管の駆動方法であって、
前記蛍光体層に含まれる蛍光体は、前記ダイナミック駆動において、デューティサイクルを同一とする条件下でパルス幅が短くなると輝度が向上する蛍光体であり、かつ前記陽極電極に電圧が印加され、蛍光体の輝度が飽和された後に該電圧印加停止後の前記飽和輝度値の１０％輝度値に低下する時間が２００μｓｅｃ以上の蛍光体であり、
前記ダイナミック駆動は、前記蛍光体の初期輝度を維持する方向に、駆動時間の経過とともにパルス幅およびパルスの繰返し周期を可変とすることを特徴とする蛍光表示管の駆動方法。
【請求項２】
前記パルス幅およびパルスの繰返し周期を可変とすることは、陽極電圧、グリッド電圧およびデューティサイクルを駆動開始時の値を維持しながら行なうことを特徴とする請求項１記載の蛍光表示管の駆動方法。
【請求項３】
前記蛍光体が局在形発光中心を有する蛍光体であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の蛍光表示管の駆動方法。
【請求項４】
前記蛍光体が遷移金属イオン発光中心および希土類イオン発光中心の少なくとも１つの発光中心を有する蛍光体であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の蛍光表示管の駆動方法。
【請求項５】
前記発光中心がＭｎイオン、Ｐｒイオン、Ｅｕイオン、またはＴｂイオンであることを特徴とする請求項４記載の蛍光表示管の駆動方法。
【請求項６】
前記蛍光体がＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ、ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ、ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＺｎＧａ2Ｏ4、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＳｎＯ2：Ｅｕ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、および、ＣａＳ：Ｍｎから選ばれた少なくとも１つの蛍光体であることを特徴とする請求項５記載の蛍光表示管の駆動方法。
【請求項７】
真空容器内に形成された蛍光体層に低速電子線を射突させて発光させる蛍光表示管であって、
前記蛍光体層がＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ、ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ、ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＺｎＧａ2Ｏ4、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＳｎＯ2：Ｅｕ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、および、ＣａＳ：Ｍｎから選ばれた少なくとも１つの蛍光体を含み、
前記蛍光体層は、同一デューティサイクルを維持しながら、駆動時間の経過とともにパルス幅およびパルスの繰返し周期を短くするダイナミック駆動方式で発光表示されることを特徴とする蛍光表示管。
【請求項１】
低速電子線励起下で陽極電極上に形成された蛍光体層をダイナミック駆動により表示する蛍光表示管の駆動方法であって、
前記蛍光体層に含まれる蛍光体は、前記ダイナミック駆動において、デューティサイクルを同一とする条件下でパルス幅が短くなると輝度が向上する蛍光体であり、かつ前記陽極電極に電圧が印加され、蛍光体の輝度が飽和された後に該電圧印加停止後の前記飽和輝度値の１０％輝度値に低下する時間が２００μｓｅｃ以上の蛍光体であり、
前記ダイナミック駆動は、前記蛍光体の初期輝度を維持する方向に、駆動時間の経過とともにパルス幅およびパルスの繰返し周期を可変とすることを特徴とする蛍光表示管の駆動方法。
【請求項２】
前記パルス幅およびパルスの繰返し周期を可変とすることは、陽極電圧、グリッド電圧およびデューティサイクルを駆動開始時の値を維持しながら行なうことを特徴とする請求項１記載の蛍光表示管の駆動方法。
【請求項３】
前記蛍光体が局在形発光中心を有する蛍光体であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の蛍光表示管の駆動方法。
【請求項４】
前記蛍光体が遷移金属イオン発光中心および希土類イオン発光中心の少なくとも１つの発光中心を有する蛍光体であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の蛍光表示管の駆動方法。
【請求項５】
前記発光中心がＭｎイオン、Ｐｒイオン、Ｅｕイオン、またはＴｂイオンであることを特徴とする請求項４記載の蛍光表示管の駆動方法。
【請求項６】
前記蛍光体がＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ、ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ、ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＺｎＧａ2Ｏ4、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＳｎＯ2：Ｅｕ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、および、ＣａＳ：Ｍｎから選ばれた少なくとも１つの蛍光体であることを特徴とする請求項５記載の蛍光表示管の駆動方法。
【請求項７】
真空容器内に形成された蛍光体層に低速電子線を射突させて発光させる蛍光表示管であって、
前記蛍光体層がＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＧａ2Ｏ4：Ｍｎ、ＳｒＴｉＯ3：Ｐｒ、ＣａＴｉＯ3：Ｐｒ、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＺｎＧａ2Ｏ4、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＳｎＯ2：Ｅｕ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、および、ＣａＳ：Ｍｎから選ばれた少なくとも１つの蛍光体を含み、
前記蛍光体層は、同一デューティサイクルを維持しながら、駆動時間の経過とともにパルス幅およびパルスの繰返し周期を短くするダイナミック駆動方式で発光表示されることを特徴とする蛍光表示管。
【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】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１０−１８１５１７（Ｐ２０１０−１８１５１７Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３２９３（Ｐ２００９−２３２９３）
【出願日】平成２１年２月４日（２００９．２．４）
【出願人】（０００１１７９４０）ノリタケ伊勢電子株式会社 (38)
【出願人】（０００００４２９３）株式会社ノリタケカンパニーリミテド (449)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月４日（２００９．２．４）
【出願人】（０００１１７９４０）ノリタケ伊勢電子株式会社 (38)
【出願人】（０００００４２９３）株式会社ノリタケカンパニーリミテド (449)
【Ｆターム（参考）】
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