CN1009700B - 视频显示系统 - Google Patents

Abstract

本发明说明书所揭示的视频显示系统包括下述显示装置：

一组按X-Y矩阵形式排列的荧光显示单元每个显示单元都有一个阴极、一个栅极和一个荧光靶电极；

一个用于提供视频信号的视频信号源；

和一个激励电路，该激励电路按下述方法为每个显示单元提供激励信号，这就是根据视频信号的强度等级来开启或关闭各对应的显示单元以使在显示装置上显示所需的图象。

在本实例中，激励电路开启每个显示单元的激励电流是个常量。

Description

概括地来说，本发明与视频显示装置有关;具体地来说，本发明是关于这样一种视频显示系统，在该显示系统中，显示单元是按二维形式或者说是按X-Y矩阵形式排列的，为显示所需的图象，上述的显示单元分别被所要求的数据（视频信号）所激励。

这样的视频显示装置已被提出来实用，即显示装置中的显示单元是按X-Y矩阵形式排列的，为显示所需的图象，这些显示单元分别被所要求的数据所激励。

同一个申请人提出了下的显示单元可被用于上述的视频显示装置。

参考附图1至附图4。它们分别是荧光显示单元的前视图、沿A-A线切断的剖面图、沿B-B线切断的剖面图和显示单元部分切开后的透视图。在这些图中，数码1表示显示单元的玻璃封装，它们是由前极1A、后盖1B和侧墙1C所构成的。在玻璃封装1里面装有一组荧光显示点2（2R、2G、2B），有一组与上述的荧光显示点相对应的阴极K（KR、KG、KB）和一组对应的第一栅极G1（G1R、G1G、G1B）、以及一个公用第二栅极（加速电极）G2。显示点上的每一个单点都是由涂在玻璃前极1A内壁上的荧光物质层构成的。在内壁上共有三个显示单点2R、2G和2B，它们分别对应于红、绿、蓝三个荧光单点。下面参考附图5做更详细的描述，碳激层3是导电层，它是以边框的形成被印刷在前板1A的内壁上。再用红色、绿色和蓝色的荧光物质采用印刷的方法涂敷在碳敷层3所形成的边框内以形成显示点。荧光物质层也部分地重叠于碳敷层3上。上述的荧光物质层又通过一层胶膜被金属底层（即敷铝层）所覆盖。此外，对应着上述荧光物质层所构成的显示单点2R、2G、2B，在后盖1B内壁上布有线状阴极KR、KG、KB和第一栅极G1R、G1G、G1B。在后盖1B上，也布置有对应于第一栅极G1R、G1G和G1B的公共第二栅极G2。举例来说，每个线状阴极的构造是这样的，即是在一根加热钨丝上涂敷一层能发射电子的物质-碳酸盐。每个线状阴极是被拉紧地架于导电支架6和7之间，支架6和7分别地布于后盖1B的两侧。每个线状阴极的一端固定于导电支架6上，而在另一导电支架7上做有弹性支柱7A，每个线状阴极的另一端则被固定于7A上。根据上述的结构，由于温度的上升而造成的线状阴极均匀伸长的问题，因有了弹性支柱7A的补偿而得到了解决，因此上述的线状阴极就不会松弛。第一栅极G1R、G1G和G1B都是做成半圆筒形状，圆筒的柱面对着各相对应的线状 阴极，在上述的柱面上，又按预定的间距纵向地刻有许多狭长的切槽8。狭长切槽8的作用是能使从线状阴极发射出来的电子穿过切槽被传送。在第二栅极对应着第一栅极G1R、G1G、G1B的那部分也被做成带有狭长切槽的柱面形状，每个切槽的位置都正对着第一栅极狭长切槽的位置。根据上述的介绍，第二栅极的狭长柱面切槽9R、9G、9B的结构如下所述，即它们的柱面与各对应的第一栅极G1R、G1G、G1B是处于同一圆心上。按上述的结构，就能使由线状阴极发射的电子束笔直地穿过第一栅极和第二栅极的切槽8和9，并沿着切槽的方向护散开来。从另一方面来讲，如果第二栅极上做有狭长柱面切槽那部分不是被做成柱面形状的，而是被做成平面形状（如附图6所示）。在这种情形下，由阴极发射的电子束在穿过第二栅极后，虽也是沿着切槽的方向扩散开来，但是其护散所形成的曲线向内弯曲（如图中虚线30′所示）。

另一方面，在显示单点（或显示象素）2R、2G和2B的周围排列了由导电材料构成的隔离罩10。隔离罩的作用不仅可屏蔽二次发射电子31，以免落到相邻显示象素的荧光物质上，（见附图6），而且也可以构成扩散透镜。上述的二次发射电子包括由于阴极发射的电子束碰撞第一栅极和第二栅极G1和G2后所产生的二次发射电子。扩散透镜的作用是使由每个线状阴极K所发射的电子束扩散开来，以使电子束覆盖住整个相应的显示点2。此外，隔离罩10也被用作为提供10千伏高压的供电装置。从装配结构上来看，隔离罩10是立于玻璃封装1的前板1A和侧墙1C之间，并用玻璃原料烧结的方法组合在一起。隔离罩更详细的图解如附图7所示，隔离罩10是由三个并排排列的框架所构成的，每个框架围绕着对应的显示单点。在框架的一对侧架的上端，对称地做有向外凸出的支脚11，而在另一对侧架的上端则做有阳极引脚12，该引脚是用于引入高压（阳极电压）的。此外，在隔离罩10的两侧做有向外弯曲并富有弹性的定位脚13。当隔离罩10由上往下地沿着玻璃封装侧墙1C装入时（如附图8所示），支脚11紧贴于侧墙1C的上端面，从而支撑着整个隔离罩10。而弯曲状的定位脚13紧靠侧墙1C的内侧面以使隔离罩10处于中心位置。隔离罩10的侧架上端也对称地做有向内弯曲的突耳14，在每个突耳的上面都有凸点15。在隔离罩装入侧墙1C内后，再将玻璃前板1A置于侧墙1C上面，并密封起来。突点15的作用是保证隔离罩与碳涂层了以及与金属底层5有良好的接触（如附图9所示）。结果，显示单点2R、2G和2B所需的高压就从阳极引脚12公共地引入。在装配阶段，引入高压的阳极引脚12是从前板1A和侧墙上端面1C之间的封接部分向外伸出的，而线状阴极K、第一栅极G1和第二栅极G2的引脚是从后盖1B和侧墙1C之间的封接部分向外伸出的。阴极K、第一栅极G1和第二栅极G2的引脚共同地从一个方向引出还起到了支撑的作用。例如，每个第一栅极G1R、G1G和G1B都在玻璃封装的两侧引出两个引脚，如附图4中所示的引脚16G1、17G1和18G1。至于第二栅极G2，有四个引脚19G2从后盖1B的四个角上引出。阴极的引脚20F从两侧支撑架6和7处向左、向右成组地引出。阴极引脚20F公共地与每侧支架6和7相连。同样，对应于每个第一栅极G1和第二栅极G2，相应的引脚也是公共地相连接的。

借助于玻璃烧接材料22（如附图9所示），把前板1A、侧墙1C和后盖1B相互地封装成一体就形成了玻璃封装1。后盖1B上有一排气切孔21，也是用玻璃烧接材料封住的。

现在开始述具有上述结构的显示单元的工作原理。阳极电压（即10千伏的高压）是通过阳极引脚12加至红色的、绿色的和蓝色的显示单点2R、2G和2B。加至第一栅极的电压是0至30伏的电压，而加至第二栅极的电压为300伏。每根线状阴极KR、KG和KB的消耗功率大约为60至70毫瓦。按上述结构，阴极和第二栅极G2的供给电压是不变的，而第一栅极G1的供给电压是个变量，以便可选择性地控制每个显示点的开启和关闭。更具体地说，当第一栅极的供给电压为0伏时，由阴极发射的电子束被切断，因而其相应的显示单点不发光。而当第一栅极G1的供电电压为30伏时，由阴极发射的电子束穿过第一栅极G1后，又被第二栅极G2加速，最后碰撞于相应的显示点2的荧光物质上，以使它发光。此时，显示点的荧光亮度是通过控制加至第一栅极G1电压（30伏）的脉冲宽度（持续时间）来控制的。此外，如附图6所示的那样，由阴极发射的电子束因隔离罩 10的作用而扩展开来，所以整个显示点2的荧光面都被电子束所覆盖。当由阴极发射的电子束碰撞在第一栅极和第二栅极上时，就在两个栅极的碰撞处产生二次电子发射31，但二次发射的电子受到隔离罩10的阻挡，所以它们不会碰撞相邻的显示点上。按此方法，通过选择地控制加至第一栅极的供电电压，显示单点2R、2G和2B就被有选择地发出此强的荧光。

这种荧光显示单元40，就一个整体来说，它的结构具有较薄的形式。除此之外，低供给电压的引脚（例如阴极和第一栅极的引脚和第二栅极的引脚）是从玻璃封装1的后盖的边上引出的，而高压端的阳极引脚12则是从玻璃封装1的前板1A端引出。由于高电压引脚和低电压引脚分别从两边引出，因而就避免了放电期间或接线间可能造成的危险，这样也就保证了显示单元能提供稳定的荧光显示。

除此之外，由于给围绕在每个显示点2周围的隔离罩10引入了阳极高压，隔离罩10就组成了一组扩散透镜。因此，即使只是第一栅极G1的形状是柱面弯曲的，而第二栅极G2是平面的（如附图6所示），电阴极K发射的电子束仍是横向地扩展开来（沿切槽的方向），并覆盖住显示体2的整个上荧光表面。同时，由第一栅极和第二栅极因碰撞而产生的二次电子发射也被隔离罩10所阻挡，所以被隔离开的相邻的显示点不会因被二次发射的电子所激励而发光。

在彩色显示的情况下（例如在9300K白色映像的情况），荧光的混合比是：7%左右为兰光、13%左右为红光以及80%左右为绿光。在应用线状阴极作为电子发射源的情况时，在许多应用领域场合，为了使被应用的线状阴极能有预定的工作寿命，它们的工作温度有一定的限制范围。而要使绿荧光阴极（下面称为绿阴极）所产生的荧光辉度要高于其它的阴极所产生的荧光辉度的问题可以通过增加绿阴极的个数得以解决。例如：可以应用两个绿阴极KG，而只用一个红阴极KR和一个兰阴极KB。结果，产生绿色荧光的电子总数量要比产生红色荧光和兰色荧光的电子数量多，致使有可能影响显示的彩色。在谈到增加绿阴极来解决上述问题时，并没有要求一样地增加红阴极和兰阴极的个数。但增加红阴极和兰阴极的个数，对于延长它们的工作寿命也是有效的。所以，通过增加阴极个数的方法，但绿阴极增加的个数比其它阴极增加的个数要多，这对加强绿色荧光的辉度和为获取好的白光平衡是可取的方法。因此，所应用的阴极不会形成过载现象，荧光显示单元的寿命就能被延长。实际上，两个绿阴极相互之间排列的间距为0.8至1毫米。至于两个绿阴极发射的电子总量。由于电子散射效应，发射电子增加量尽管不是单个绿阴极发射电子数量的一倍，但可以预期70%至80%的增加量。另一个办法，绿色荧光的辉度也可以通过使绿色荧光层的面积制作得比红色和蓝色荧光层的面积大些的方法来增强。

由于线状阴极是在所规定的温度限制范围内工作的，就是为了避免氧化物阴极被烧红，氧化物阴极的荷载量定为其最大允许荷载量的十分之一到十分之几，因此每根线状阴极的电子发射数量是较少的。一个解决上述问题的方法可以充分地加大氧化物的表面积，如螺旋形地绕制钨丝。但是，就一个长螺旋而言，多半会发生阴极松弛或振动的毛病。考虑到这一点，建议采用如附图10和11所示的结构。

在建议的例子中，心线35是由耐高温材料制成的，例如用钨或钼那样的材料。心线的表面涂有像Al₂O₃那样的绝缘材料36。被用来作为加热器的钨丝螺旋形地绕在心线的外面，然后将电子发射材料38（如碳酸化合物）用喷涂或电镀的方法粘合在螺旋体外面，直热式阴极就制作成了。用点焊或其它合适的连接方法，心线35的一端被固定在支架6上，而另一端则被固定在支架7的弹性支柱7A上。心线35是拉直地紧固于支架6和弹性支柱7A之间。而螺旋形的钨丝也是用点焊或其它合适的连接方法固定在支架6和另一侧的第二个支架6之间。

因而，按上述的结构形式，即阴极的外层涂有绝缘材料36、螺旋形地绕在心线35的外面。心线35借助于弹性支柱的弹力被拉紧，这样诸如螺旋体内部相邻两螺旋卷之间的短路问题和螺旋的热变形问题可以被排除。除此之外，氧化物表面积被充分地增大了，而且由于阴极两端与其中央部分的温差变小了，阴极上均匀温度分布范围就变宽了。结果，由阴极发射的电子数增多了。就整体而言，每个阴极最大允许加热电流就可能增大了。附图11 中所示的曲线I代表了温度分布曲线。

这样，荧光显示单元就被做成了。在本实例中，在多个显示单点的周围定位地安装隔离罩，由于隔离罩上所带的高压就是加至显示体上的同一高压，因而在显示单点的周围形成了扩散透镜，由阴极发射的电子束就沿横向方面扩展开来将每个显示单点（或显示象素）的整个荧光表面都覆盖住，因而就有可能获取高亮度的显示。此外，隔离罩的作用也能屏障由控制栅极或加速电极上因碰撞而产生的二次发射电子，不致于落到相邻被屏障的显示单点的荧光层上，因而不会影响稳定的荧光显示。

当图象显示装置是利用上述的荧光显示单元来构成的话，就需采用下述的装配方法。

那就是许多荧光显示单元40（例如显示单元的个数为：6（行）×4（排）＝24）要被组装在一个显示部件合41内，以构成一个如图12所示的显示组合部件。

然后将许多上述的显示部件按X-Y矩阵方式进行排列。例如按7（行）×5（排）＝35的方式排列以组成一显示组件，再将5组显示组件横向地排列以形成一显示器的子模块。然后再将许多上述的子模块按X-Y点阵方式组合起来，例如按9（行）×4（排）＝36的方式进行组合以构成总装模板。再将若干块上述的总装模板总装在一起，一个巨型图象显示管（例如25米高×40米宽）就制作成功了。在本实例中，一块总装模板上的显示单元的总数是：

36×5×35×24＝151200

而显示体的总数则是显示单元的三倍，因而大约为450000。

图13A和图13B分别是建成后的带有巨型图象显示装置建筑物的前视图和侧视图。例如此带有图象冒显装置的建筑物的尺寸为42米高、47米宽。建有图象装置建筑物的上部为图象显示部分，它是分九层建成的，每一层的高度为2.688米。每一层的横向方向上共有4块总装模板。在此建筑物的下部建有进行演出活动用的舞台、休息室和操作、管理图象显示装置和舞台设施用的中央控制室。

通过上述途径，图象显示装置就建成了。在本实例中，由于装配的过程为：先是将24个显示单元组装为一显示部件，然后再将若干个显示部件总装在一起构成一完整的图象显示装置，因而显示装置就变得便于操作和维护，也便于安装。在本实例中（即上述的例子中）所制作的显示部件的形状是一个高和宽都为40厘米的正方形。

顺便应指出，对上述这种图象显示装置来说，当对应于每一个显示单元的显示信号要被传送时，不可能同时并行地将显示信号传送给大约450000个图象显示单体（或称作象素）。所以信号的传送只能用扫描的方式实现。然而在本实例中，显示设备是采用显示部件装配而成的，如果要应用已知的行程序扫描的方式，则横向排列的各相邻显示部件之间的接线工作量是很大的，因此整个图象显示装置的安装就变得很覆杂。

此外，由于显示装置是如前面所述的那种巨型图象显示装置，如果信号的传送按照模拟信号传送方式来进行的话，就很容易引起象交叉错位，定时基准错误等图象显示误差。因而可以考虑按数字信号的形式来传送信号。然而如果象通常那样的扁平电缆被用来作为信号传输线，最高的信号传送速度不会超过300千赫左右。从另一方面来考虑，传送整幅图象信号的时间又应短于三十分之一秒。

此外，在上述的显示装置里，每个显示单元的亮度特性都有些变化。一般地说，大批量生产的显示单元，由于阴极和栅极之间的距离差别、由于电子发射物质-碳酸脂的涂敷层的变动或它的老化程度不一、等等原因，阴极的电子发射特性也就不一样，因此每个显示单元的发光亮度特性就不相同。因而，如前面提到的那样，当显示屏幕是由大量的显示单元组成时，显示屏幕发光亮度特性的波动是由于电子发射特性的波动所致，以致于屏幕上显示图象的质量变差。因此，即使有可以获取数目较大的辉度等级，但这种辉度等级也是无效的措施。根据本发明的另一方面，所提供的视频显示系统包括：

-显示装置含有若干发光显示单元，并以X-Y方阵形式安置，显示单元的每边有一阴极、棚极和荧光靶电极;

-视频信号源用于提供一视频信号;

用于对上述每个显示单元提供视频信号的驱动装置，根据视频信号的电平和在显示装置上再现的图象来控制显示单元的开和关。

可以想象，例如对每一个显示单元都作精心细 致地调整以获取一致的亮度特性，然而当所应用的显示单元数量，象前面所叙的那样，变得非常大时，上述的调整工作变得非常困难。

因此，本发明的一个目标是要提供这样一种视频显示系统，该显示系统的图象显示之辉度特性可以不受显示象素辉度特性的波动的影响。

从本发明的一个方面来叙述，本发明所提供的视频显示系统包括：

一个显示装置，该装置是有许多按X-Y矩阵形式排列的显示单元所组成，每个所述的显示单元具有阴极、栅极和荧光靶电极结构;

一个用于提供视频信号的视频信号源;

以及一个激励装置，该激励装置为所述的显示单元提供视频信号以使所述的显示单元根据所提供的视频信号电平开启或关闭，最后在所述的显示装置上显示所需的图象，而本发明的特征在于：

所述的激励装置具有一个能提供恒定电压的电压源;

一个连接于所述的电压源与所述的每个单元的栅极之间的阻抗器，被选择的阻抗器与每个显示单元栅极与阴极之间的等效输入阻抗相比具有足够高的阻抗值;

和一个连接于所述视频信号源与所述电压源之间的开关装置，该开关装置通过所述的阻抗器将所述的恒定电压加至每个显示单元的栅极，显示单元根据所述的视频信号的电平开启，以致通过显示单元的电流是一恒定电流。

本发明的其他目标、特点及其优越性，通过下面结合结附图的叙述将会是显而易见的。在所有的附图中，对于相同的元件或部件采用的参考标志是相同。

图1为本发明所应用的荧光显示单元之前视图;

图2为图1中的荧光显示单元沿A-A线切断的剖面图;

图3为图1中的荧光显示单元沿B-B线切断的剖面图;

图4为图1中的荧光显示单元之部分切开后的透视图;

图5为显示点之放大剖面图;

图6为说明隔离罩工作原理的剖面图;

图7为隔离罩之透视图;

图8为隔离罩装入封装中的平面图;

图9为显示点和部分隔离罩的剖面图;

图10为表示另一种线状阴极的剖面图;

图11为图10所示的线状阴极在装配阶段的透视图;

图12为由多个显示单元组装而成的显示部件之前视图;

图13A和图13B分别为一个带显示装置的建筑物的前视图和侧视图;

图14为本发明所提供的视频显示系统的方框原理图;

图15为一张用于解释本发明工作原理的示意图;

图16A至图16G分别为本发明所提供的视频信号显示装置的工作波形图;

图17和图18分别为本发明所提供的信号传送系统的示意图;

图19为激励每个荧光显示单元的激励电路的实例。

现在我们参考着附图对本发明作一描叙。

图14是张系统方框原理图，该原理图用来说明本发明所提出的视频显示系统的一个实际例子。在该实例中，视频信号可来自电视摄像机101、录象机（VTR）102或调谐装置103等输入设备。通过选择开关104可选择其中任一输入设备作为视频信号的输入设备。由上述输入设备提供的视频信号都属于合成视频信号，例如平衡正交调制（NTSC）制的合成视频信号。由选择开关104输入的视频信号首先送至解码器105，该解码器将送来的合成视频信号进行解码，由此可得红色、绿色和蓝色三种颜色的信号分量。这三种颜色的信号分量又分别地接至各自对应的模数转换器（A/D转换器）106R、106G和106B，在所述的A/D转换器中，三种颜色的信号分量分别地被转换成8位的并行数字信号。

所述的并行数字信号交替地送至存贮器组171（171R、171G、171B）和存贮器组172（171R、172G、172B），每个存贮器都具有半帧图象显示所需的存贮容量。上述存贮器组171和172中的每一个存贮器也都成为一个扫描转换器。每个扫描转换器可将5行输入信号转换成4行输出信号。此外，又在经转换后的每半帧图象的扫描信号中选取 189行为显示图象的水平行信号，再对每三行所述的水平行信号进行组合而得到一组扫描转换器输出信号，那么对显示每半帧图象来说，总共有63组（×8位并行）扫描转换器输出信号。

在本实例中，扫描转换器输出信号的次序是特定的，这就是在向一个显示部件（如前所述）传送信号的过程完成之后，向下一个（或者说是相邻的）显示部件传送信号的过程才开始进行。附图15给出了两个相邻的显示部件U1和U2信号传送过程的示意图，图中每个小方块代表相应的显示单元，在半帧映像时间里显示单元所需的数字化数据是由一个存贮器提供，送出数据的次序是按图中所表示的数字次序，在左边那个显示部件中的三行显示单元201至204、205至208和209至212的象素数据完全从存贮器里送出后，再送对应于右边那个显示部件的三行显示单位213至216、217至220和221至224的象素数据。存贮器一个接一个地送出右边相邻显示部件中那三行显示单元所需的象素数据。附图15中用右上撇“'”所标志的各行显示单元所需的象素数据，在下一半帧隔行扫描的映象时间里由另一个存贮器提供。

这些象素数据同时分别地由各自对应的存贮器171和172提供。从存贮器送出上述象素数据的过程是这样的，就是对应于每三行的63组数据是同时送出的。所送出的数据接至数据选择器108，在每半帧映像时间里选择器108逐点地将红色、绿色和蓝色的象素数据从存贮器送来的数据中选择出来，以便组成新的63组（×8位并行）数据信号。被选的存贮器不能同时进行写操作。多路转换器109将来自选择器108的8位并行信号转换成对应的串行数据信号。光信号转换器110又将来自多路转换器的串行数据信号转换成对应的光信号。

每三行水平信号所对应的63组光信号数据通过滤波光缆301、302、…363分别送至横向排列的部件组电路401、402、…463的中心部分，横向部件组电路代表显示装置中横向排列所有显示部件所对应的激励电路。此外，数据传输是这样的，隔行扫描的2-场量的数据是以一帧间隔进行传输，在一帧面间隔上的每一图象元素内，数据只被重写一次，然而，在顺序的2半帧重复显示中，该显示频率是60Hz，所以可以消除一般闪烁。

例如在显示装置中最上面一排显示部件所对应的横向部件组电路401中，光电转换器将由滤波光缆301送来的光信号又转换成相应的电信号。这个串行电信号被馈送到信号分离器112中去，分离器将送来的串行信号再转换成8位的并行数据信号。该并行数据信号经数据总线113并行地同时与100个横向排列的部件电路114₁、114₂、…114₁₀₀相连。

来自光电转换器111的并行数据信号同时送至同步分离器115、在分离器中通过预定的测视图案发生器等电路的作用形成所需的同步信号。该同步信号被接至定时信号形成电路116。定时信号形成电路能分别地形成下述定时信号：帧频脉冲信号FP，该信号是每半帧映象时间倒相一次（如附图16A所示）;部件时钟信号UCK，该信号在每半帧时间里共有255个（如附图16B所示）;象素时钟信号ECK，在每两个部件时钟信号的周期内共形成38个这样的象素时钟信号（如附图16C所示）;以及起始脉冲SSP，该起始脉冲的脉冲宽度为一个象素时钟信号的宽度，它是在帧频脉冲信号倒相时刻形成的（如附图16D所示）。上述的帧频脉冲信号、部件时钟信号、象素时钟信号和前面所述的数据信号都是通过数据总线113并行地送至各自对应的部件电路114₁、114₂、…114₁₀₀，而起始脉冲是单独地送至第一个部件电路114₁的。

63个横向部件组电路（401、402、…463）中的每一个部件组电路的工作过程都是相同的。

横向部件组电路中的任一部件电路的信号转换电路的构成如附图17所示。在附图17中，121代表一个有38级移位的移位寄存器。在本实例中，来自定时信号形成电路116的象素时钟信号是经数据总线113加至移位寄存器的时钟输入端以及起始脉冲SSP也加到它的数据输入端。这样，在象素时钟信号的作用下，对应于不同的移位时钟信号，移位寄存器连续地送出移位信号S1、S2、…S38（如附图16E所示）。移位信号中的S1至S36分别接至各自对应的显示单元201至212的象素电路201R、201G、201B、202R、202G、202B、…212R、212G、212B和对应的显示单元201′至212′的象素电路201′R、201′B、201′G、202′R、202′G、202′B…212′R、212′G、212′B。在附图17中用点划中心线所表示的方框代表一部件 组电路，它们都具有相同的电路结构。

来自数据总线113的数据信号并行地接至所有的象素电路201R至212′B（如附图16F所示）。帧频脉冲信号FP送至201R至212′B，而帧频脉冲信号经反相器122反相后的信号送至201′R至212′B。

来自移位寄存器121的移位信号S38被送至D触发器123，该D触发器又形成一起始脉冲SSP′（如附图16G所示），该起始脉冲SSP′接至下一个相邻的部件电路。

用于激励每个象素发光的象素电路的构成如附图18所示。在附图18中，131表示一个8位的闩锁电路，该闩锁电路被用来作为接收来自数据总线113的数据信号的数据输入电路。与门电路132有两个输入端，一个输入端输入帧频脉冲信号FP或它的反相信号FP，另一个输入端与S1至S36中某一移位信号相连。与门电路的输出信号则用作为闩锁电路的控制信号。附图18中的133表示一个8位倒数计数器，该计数器的数据预置端与闩锁电路131的输出端相连。计数器选通端的选端脉冲来自移位寄存器121的移位信号S38，而计数器的时钟信号就是来自数据总线113上的部件时钟信号UCK，当计数器133处于全零以外的状态时，它始终产生输出信号，该输出信号被接至前面提及的每个显示单元的第一栅极G。计数器133的输出信号经反相器134反相后加至它自己的计数停止端。

因此在每个部件电路的象素电路中，对应于移位信号S1至S36特定时刻，闩锁电路锁住并保持来自数据总线113的数据信号，被保持的数据信号作为计数器的预置数据在移位信号S38的时刻上选入计数器133。然后倒数计数器133开始计数，当计数器处于全零状态时就停止计数，这样在计数器的输出端就得到一个与数据信号相对应的脉冲宽度调制信号。在本实例中，计数器133是随着部件时钟信号UCK对预置的数据倒着计算的。由于在半帧映象时间里共有255周期的部件时钟信号，所以当数据信号为最大值时，对应的显示象素始终被激励，而当数据信号为最小值时，对应的显示象素没有被激励，这样显示象素的显示辉度可以被分为256个等级。每一显示单元象素的第一栅极都能被所述的脉冲调度调制信号PWM所激励。

此外，在移位信号S38的形成时刻，下一个相邻的部件电路的起始脉冲信号同时产生了。100个横向排列的部件电路一个接一个地重复着上述的激励显示象素的过程。每个部件电路中闩锁数据所需的时间为两个部件时钟信号UCK的周期，那么100个横向排列的部件电路重复地完成上述的闩锁数据的时间就需要200个部件时钟信号UCK的周期。这样，在半帧映像时间里还余下的55个UCK周期可以完成诸如同步信号等特殊信号的传送。

由于下一半帧映像的帧频脉冲信号FP是上一半帧映像帧频脉冲信号的反相信号，另一半间行扫描的显示单元之激励过程与前面所述的显示单元之激励过程相同。这时候，选通脉冲再次送至产生上一半帧映像的象素电路中去，所以在连续两个半帧的映像时间内每个显示象素重复两次地完成相同的显示。

上面叙述了横向排列的100个显示部件上如何显示图象的过程是同时并行的进行的，另外与此同时，63个纵向单元并行显示图象。由此整幅图象的显示也就完成了。

此外，在上述的显示装置中，用于激励每个荧光显示单元的激励电路的具体电路结构如图19所示。在图19中，来自脉冲宽度调制信号形成电路500的红色、绿色和蓝色的脉冲宽度调制信号分别地接至开关晶体管501R、501G和501B的基极。晶体管501R、501G和501B的发射集都接地，而它们的集电极则分别通过电阻器502R、502G和502B接至每个显示象素的第一栅极G1R、G1G、和G1B。电阻器502R、502G和502B都是高阻值的电阻（例如它们都是100千欧的电阻器）。晶体管501R、501G和501B的集电极同时通过高阻电阻器504R、504G和504B（例如也是100千欧的电阻器）接至50伏的电源503上。显示单元的第二栅极G2也是通过电阻接至电源503上。

而每个显示象素的阴极KR、KG和KB的加热电源505的电压为1、4伏，阴极发射电子穿过第一栅极G1R、G1G和G1B和第二栅极G2撞击在荧光靶（阳极）TR、TG和TB上。10千伏的高压电源是通过高压接线柱506接至显示象素的阳极上的。因而显示单元每个显示象素上的荧光 物质受电子撞击而发光。当加至晶体管501R、501G和501B的脉冲宽度调制信号使开关晶体管501R、501G和501B打开的，加至第一栅极G1R、G1G和G1B的电压变为3伏，则由阴极KR、KG和KB发射的电子被切断;而当脉冲宽度调制信号使开关晶体管501R、501G和501B关闭时，第一栅极G1R、G1G和G1B的电压就大于零伏，比如变为3伏，阴极发射电子就撞击于荧光靶TR、TG和TB上而使显示象素发光。这样显示单元的辉度控制就可以通过脉冲宽度调制信号来控制。

在本电路中，由于第一栅极的电压是由50伏的电源503通过高值电阻504R、502R;504G、502G和504B、502B提供的，相应的第一栅极电流IGR、IGG和IGB就为一恒定电流。

在这种情况下，正比于电子发射量的阴极电流IK、正比于荧光辉度的荧光靶电流IT和栅极电流IG满足于下述关系式：

IK＝IG+IT

从另一方面来看，如果栅极的开孔面积的比例系数为n，则阴极电流IK和栅极电流IG满足下述关系：

IG＝（1-n）IK

将此关系式代入上述关系式，则有

IT＝ (n)/(1-n) IG

因此，与荧光辉度成正比的荧光靶电流也与栅极电流成正比。因而在上述电流中，当栅极电流IGR、IGG和IGB为恒定电流时，荧光靶电流也为恒定电流，所以显示象素的荧光辉度是恒定不变的。

换句话说，由于电阻器504R、502R、504G、502G和504B、502B的阻值相对于阴极G1R、G1G和G1B与第一栅极G1R、G1G、和G1B之间的等效输入阻抗的阻值被选择得足够高，所以因阴极电子发射特性不一致产生的多余发射电子被第一栅极G1B、G1G和G1B所吸收，以使撞于荧光靶上的靶电流是一恒定电流。如果每对电阻504R、502R;504G、502G和504B、502B中的一个电阻为高阻值电阻，例如取其阻值为200千欧，同样可以得到同值的恒定电流。然而当只是电阻器502R、502G和502B取200千欧的高阻值时，则50伏电源电压直接加到晶体管510R、501G和501B的集电极上，因此501R、510G和501B必须选用耐压高的晶体管。而当只是电阻器504R、504G和504B取200千欧的高阻时，则晶体管501R、510G和501B有因荧光屏那边的放电电流而损坏的危险。为了保护晶体管501R、501G和501B不被损坏，采用上述例子中的成对高值电阻是合适的。

此外，如果成对的电阻器504R、502R;504G、502G和504B、502B的阻值不完全相同，那么是否会引起恒定电流的不一致呢？然而，如果所选电阻器的阻值误差为5%左右，这样的阻值误差不会引起真正的问题的。而这样阻值误差的电阻很容易在市场上购得。

因而25米（列）×40米（行）的巨型图象显示出来了。按上述结构的图象显示系统，由于映像数据是一个显示部件接着一个显示部件的方式传送的，下一个显示部件的显像数据的传送，是要在上一个显示部件映像数据传送过程完成后才开始进行的，所以说图象显示过程是逐部件地进行的。结果相邻部件电路之间的连接只需要一根连线以便将上一个部件电路的起始脉冲信号SSP′传送给下一个部件电路，因此显示部件之间的连接变得十分简单。来自数据总线的数据信号的连接可采用多接点接插件来实现。

因而当显示部件相互连接好后，若再改变它们之间连接的工作变得简单了，显示设备的装配和维修工作也同样是十分容易的。例如，当有一个显示部件出了毛病，只需要用一个好的显示部件来更换那个有故障的显示部件就行了。在更换时，由于电气连线的数量很少，所以能快速、方便地实现更换工作。由于连线较少，所以可以减少因接点不通或接触不良而造成的设备故障。

还需要指出的是，下述方法可以作为维修设备的应急措施，就是在故障显示部件起始脉冲的输入端和输出端之间接入一个38进位的计数器，然后故障的显示部件就可被取走。采取了上述应急措施，并不会对其他的显示部件产生不良影响。此外，当需要对某个显示部件的内部电路进行检查时，由于各种信号的形成和传送都是在部件内部来实现的，所以对一个显示部件的检修也变得十分容易。

由于图象显示的数据是并行地传送给各横向排 列的显示部件的，所以数据的传送可以低速地进行。也就是说，在所述的图象显示装置中数据传送的速率可用下式算得：

60×255×38/2＝290.7（千赫）

该传送速率低于扁平电缆（数据总线）的最大允许传送速率，所以就可能应用常规的扁平电缆来传送数据。

此外，在上述的显示装置中，由于显示象素的第一栅极电流被制作成是一恒定电流，所以荧光屏上的辉度特性能避免由于不同的显示单元而造成的辉度特性的波动。结果，荧光屏上的辉度是非常均匀和有规则的，当显示装置做成为彩色显示装置时，就可以获得高质量的彩色显示，避免了彩色的不规则性。由于显示辉度不波动了，再不需作辉度调整。因此整个显示装置的调整也简单化了，显示装置安装之类的工作也变得容易了。

根据本发明所制作的前述装置，信号的传送简单了，而且通过简单的结构就能避免由于许多个显示象素造成的显示辉度不均匀性。

根据本发明所述的装置，就没有必要为每一个光学单元提供断路调整可变电阻器。此外，由于强制性地实现恒定电流激励显示象素，所以电子发射的老化影响也不会有了。

以上的描述是基于对本发明所提出的单个图象显示装置的实例的基础上来进行的。但这是显而易见的，就是一个熟练的技术人员可按照本发明所提出的新颖概念的精神和范围对上述的装置进行修改，所以本发明的专利范围只应按后附的权利要求书来决定。

Claims (6)

1、一视频显示系统，包括：

一显示装置，所述显示装置包括按X-Y矩阵形式排列的多个荧光显示单元，每个所述显示单元有一阴极、一栅极和一荧光靶电极；

一用于提供一视频信号的视频信号源；和

一激励装置，用于将所述视频信号提供给各所述显示单元，以使各所述显示单元根据所述视频的电平开启和关闭，从而在所示显示装置上产生一图像；

其特征在于：所述激励装置具有一电路装置，用于以一相等并恒定流过各所述显示单元的电流来开启各所述显示单元。

2、根据权利要求1中所述的视频显示系统，其特征在于：所述激励装置包括用于提供一恒定电压的恒定电压源，和将所述恒定电压加至通过一阻抗元件开启的各所述显示单元栅极的电压施加装置，所述阻抗元件的值选择足够高于所述显示单元的所述栅极和阴极间的等效电阻。

3、根据权利要求2所述的视频显示系统，其特征在于：所述阻抗元件是高阻值的电阻器。

4、根据权利要求2所述的视频显示系统，其特征在于：所述电压施加装置为一开关装置，所述开关装置连于所述视频信号源和所述恒定电压源之间，用于通过所述阻抗元件提供所述恒定电压至响应所述视频信号的电平而被开启的各显示单元的栅极，从而使一恒定电流流过所述被开启的显示单元。

5、根据权利要求4所述的视频显示系统，其特征在于：所述阻抗元件是一对串联联接的电阻器，并且所述开关装置还包括一连接在一参考电压端与所述那对电阻器连接点之间的开关器。

6、根据权利要求1所述的视频显示系统，其特征在于：所述视频信号源提供-PWM视频信号。

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