JP2003031169A - 蛍光表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示輝度の傾斜をなくし、表示品位を高め
る。 【解決手段】 のこぎり波発生回路８を設ける。のこぎ
り波発生回路８で生成したのこぎり波状の直流電圧Ｖ
_DD2 ’を蛍光表示管１へ与える。のこぎり波状の直流電
圧Ｖ_DD2 ’の傾斜はフィラメント５の両端間の電位の傾
斜と同じとする。のこぎり波状の直流電圧Ｖ_DD2 ’を時
分割し、この時分割したのこぎり波状の直流電圧
Ｖ_DD2 ’をグリッド電圧Ｖ_G として、グリッドＧ１〜Ｇ
ｎへ順次印加する。のこぎり波状の直流電圧Ｖ_DD2 ’を
アノード電圧Ｖ_A としてアノード６へ印加する。これに
より、グリッドＧ１〜ＧｎとこのグリッドＧ１〜Ｇｎと
対向位置するフィラメント５との間の電位差ｅ_GF1 〜ｅ
_GFn が等しくなり、またグリッドＧ１〜Ｇｎを挾んで対
向位置するアノード６とフィラメント５との間の電位差
ｅ_AF1〜ｅ_AFn が等しくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、蛍光表示装置に
関し、特にフィラメントへの印加電圧を直流としたフィ
ラメント直流駆動タイプの蛍光表示装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】蛍光表示装置は、少なくとも一方が透明
な真空容器（外囲器）の中で電子放出材料が塗布された
フィラメント（カソード）から放出される電子をアノー
ド上に塗布され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。この蛍
光表示装置は、通常では、電子の働きを制御するための
グリッドを備えた３極管構造のものが最も多く用いられ
ている。

【０００３】図５は、従来の蛍光表示装置の要部を示す
ブロックである。同図において、１は蛍光表示管、２は
蛍光表示管１に付設された直流電源、３は直流電源２か
らの電源電圧を昇圧し所定の直流電圧Ｖ_DD2 （一定値）
として蛍光表示管１に供給する昇圧コンバータである。

【０００４】蛍光表示管１は、真空排気された外囲器４
内にフィラメント５と、フィラメント５の上面に対向配
置されたアノード６と、フィラメント５とアノード６と
の間に配置されてフィラメント５から放出される電子を
制御するｎ個のグリッドＧ１〜Ｇｎとを備えている。グ
リッドＧ１〜Ｇｎはフィラメント５を流れる電流の方向
に並設されている。

【０００５】フィラメント５は、その一端が直流電源２
の正極性側に接続され、その他端が抵抗７を介して直流
電源２の負極性側に接続されている。グリッドＧ１〜Ｇ
ｎはメッシュ状とされている。アノード６は蛍光体が塗
布された複数のアノード電極（図示せず）から構成され
ている。

【０００６】この蛍光表示装置では、フィラメント５に
直流電圧Ｅｆが印加され、この直流電圧Ｅｆの供給を受
けてフィラメント５から電子が放射される。また、グリ
ッドＧ１〜Ｇｎに直流電圧Ｖ_DD2 がグリッド電圧Ｖ_G と
して順次印加され、グリッド電圧Ｖ_G が印加されたグリ
ッドを電子が通過し、アノード６に達する。また、アノ
ード６には、表示データに基づいて選択されたアノード
電極に直流電圧Ｖ_DD2がアノード電圧Ｖ_A として印加さ
れ、グリッドを通過した電子がそのアノード電極上の蛍
光体を発光させる。

【０００７】図６（ｂ）〜（ｅ）にグリッドＧ１〜Ｇｎ
へのグリッド電圧Ｖ_G の供給状況を示す。同図（ａ）は
同期信号である。この同期信号の１スキャン周期（１フ
レーム）毎にグリッドＧ１〜Ｇｎへグリッド電圧Ｖ_G が
順次印加される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな蛍光表示装置によると、グリッドＧ１〜Ｇｎに印加
されるグリッド電圧Ｖ_G やアノード６に印加されるアノ
ード電圧Ｖ_A が一定値であるために、フィラメント５と
グリッドＧ１〜Ｇｎとの間、フィラメント５とアノード
６との間の電位差が不均一となる。

【０００９】すなわち、フィラメント５には直流電圧Ｅ
ｆが印加されており、フィラメント５の両端間には電位
の傾斜が発生する（図６（ｇ）参照）。例えば、フィラ
メント５の図示左端位置（Ｆ１位置）では電圧値が４．
４Ｖ、図示右端位置（Ｆ２位置）では電圧値が０．６Ｖ
となり、フィラメント５の両端間に電位の傾斜が発生す
る。

【００１０】これに対して、グリッドＧ１〜Ｇｎへのグ
リッド電圧Ｖ_G やアノード６へのアノード電圧Ｖ_A は直
流電圧Ｖ_DD2 （例えば、Ｖ_DD2 ＝３５Ｖ）として一定で
あり（図６（ｆ）参照）、グリッド電圧Ｖ_G が印加され
たグリッドＧ１〜ＧｎとこのグリッドＧ１〜Ｇｎと対向
位置するフィラメント５との間の電位差ｅ_GF1 〜
ｅ_{GF n} 、グリッド電圧Ｖ_G が印加されたグリッドＧ１〜
Ｇｎを挾んで対向位置するアノード６とフィラメント５
との間の電位差ｅ_AF1 〜ｅ_AFn が一定とならず、不均一
となる。このため、表示輝度が傾斜し、表示品位が悪く
なる。

【００１１】なお、フィラメント５に交流電圧を印加す
るようにすれば、フィラメント５の両端間の電位の傾斜
が交互に変わり、表示品位の悪化を防止することが可能
となる。しかし、直流電源２から交流電圧を作るフィラ
メント用のＤＣ／ＡＣインバータが必要となり、コスト
がアップするばかりでなく、ノイズも多く発生する。ま
た、フィラメント５を交流駆動するようにした場合、時
間とともに電位が変化する。このため、フィラメント５
とグリッドＧ１〜Ｇｎとの間の電位差やフィラメント５
とアノード６との間の電位差も変化し、表示のリフレッ
シュ周期（１スキャン周期）とフィラメント５への交流
電圧の周期との差により干渉が発生し、表示にちらつき
が生じる。

【００１２】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、フィラメン
ト直流駆動タイプの蛍光表示装置において、表示輝度の
傾斜をなくし、表示品位を高めることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、上述したフィラメント直流駆動タイ
プの蛍光表示装置において、第１〜第ｎのグリッドとこ
の第１〜第ｎのグリッドと対向位置するフィラメントと
の間の電位差（ｅ_GF1 〜ｅ_GFn ）がほゞ一定となるよう
な直流電圧をグリッド電圧として第１〜第ｎのグリッド
に印加するグリッド電圧印加手段と、グリッド電圧が印
加された第１〜第ｎのグリッドを挟んで対向位置するア
ノードとフィラメントとの間の電位差（ｅ_AF1 〜
ｅ_GFn ）がほゞ一定となるような直流電圧をアノード電
圧としてアノードに印加するアノード電圧印加手段とを
設けたものである。

【００１４】この発明によれば、グリッド電圧が印加さ
れた第１〜第ｎのグリッドとこの第１〜第ｎのグリッド
と対向位置するフィラメントとの間の電位差ｅ_GF1 〜ｅ
_GFnは、ほゞ等しくなる。また、グリッド電圧が印加さ
れた第１〜第ｎのグリッドを挟んで対向位置するアノー
ドとフィラメントとの間の電位差ｅ_AF1 〜ｅ_AFn は、ほ
ゞ等しくなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて詳
細に説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示す蛍
光表示装置の要部を示すブロック図である。同図におい
て、図５と同一符号は同一或いは同等構成要素を示し、
その説明は省略する。

【００１６】この実施の形態では、昇圧コンバータ３と
蛍光表示管１との間にのこぎり波発生回路８を設け、の
こぎり波発生回路８で生成したのこぎり波状の直流電圧
Ｖ_{DD 2} ’を蛍光表示管１へ与えるようにしている。図２
（ｆ）にＶ_DD2 ’の電圧波形を示す。

【００１７】この電圧波形から分かるように、本実施の
形態では、のこぎり波発生回路８において、同期信号
（図２（ａ））の１スキャン周期毎に、フィラメント５
の両端間の電位の傾斜（図２（ｇ））と同じ傾斜で下降
するこぎり波状の直流電圧Ｖ_{DD 2} ’を生成するようにし
ている。

【００１８】そして、蛍光表示管１において、のこぎり
波発生回路８からののこぎり波状の直流電圧Ｖ_DD2 ’を
時分割し、この時分割したのこぎり波状の直流電圧Ｖ
_DD2 ’をグリッド電圧Ｖ_G として、グリッドＧ１〜Ｇｎ
へ順次印加するようにしている。また、のこぎり波発生
回路８からののこぎり波状の直流電圧Ｖ_DD2 ’をアノー
ド電圧Ｖ_A として、アノード６へ印加するようにしてい
る。

【００１９】〔グリッドと対向位置するフィラメントと
の間の電位差〕グリッドＧ１〜Ｇｎへはのこぎり波状の
直流電圧Ｖ_DD2 ’が順次印加される。すなわち、１スキ
ャン周期毎に発生するのこぎり波状の直流電圧Ｖ_DD2 ’
が時間軸を基軸としてｎ分割（時分割）され、このｎ分
割された直流電圧Ｖ_DD2 ’がグリッド電圧Ｖ_G としてグ
リッドＧ１〜Ｇｎへ順次印加される。

【００２０】この場合、のこぎり波状の直流電圧
Ｖ_DD2 ’は、フィラメント５の両端間の電位の傾斜と同
じ傾斜で下降するので、グリッドＧ１にグリッド電圧Ｖ
_G が印加されたときのグリッドＧ１とこのグリッドＧ１
と対向位置するフィラメント５との間の電位差ｅ
_GF1 と、グリッドＧ２にグリッド電圧Ｖ_G が印加された
ときのグリッドＧ２とこのグリッドＧ２と対向位置する
フィラメント５との間の電位差ｅ_{GF 2} とは等しくなる。

【００２１】すなわち、本実施の形態において、グリッ
ドＧ１〜Ｇｎにグリッド電圧Ｖ_G が印加された場合、グ
リッド電圧Ｖ_G が印加されたグリッドＧ１〜Ｇｎとこの
グリッドＧ１〜Ｇｎと対向位置するフィラメント５との
間の電位差ｅ_GF1 〜ｅ_GFn は、全て等しくなる。

【００２２】〔グリッドを挾んで対向位置するアノード
とフィラメントとの間の電位差〕アノード６にはのこぎ
り波状の直流電圧Ｖ_DD2 ’がアノード電圧Ｖ_A として印
加される。すなわち、表示データに基づいて選択された
アノード電極に、のこぎり波状の直流電圧Ｖ_DD2 ’が印
加される。表示データは１スキャン周期毎に書き替えら
れる。

【００２３】この場合、のこぎり波状の直流電圧
Ｖ_DD2 ’は、フィラメント５の両端間の電位の傾斜と同
じ傾斜で下降するので、グリッドＧ１にグリッド電圧Ｖ
_G が印加されたときのグリッドＧ１を挾んで対向位置す
るアノード６とフィラメント５との間の電位差ｅ
_AF1 と、グリッドＧ２にグリッド電圧が印加されたとき
のグリッドＧ２を挾んで対向位置するアノード６とフィ
ラメント５との間の電位差ｅ_AF2 とは等しくなる。

【００２４】すなわち、本実施の形態において、グリッ
ドＧ１〜Ｇｎにグリッド電圧Ｖ_G が印加された場合、グ
リッド電圧Ｖ_G が印加されたグリッドＧ１〜Ｇｎを挾ん
で対向位置するアノード６とフィラメント５との間の電
位差ｅ_AF1 〜ｅ_AFn は、全て等しくなる。

【００２５】このように、本実施の形態によれば、フィ
ラメント５の位置に拘わらず、グリッドＧ１〜Ｇｎとこ
のグリッドＧ１〜Ｇｎと対向位置するフィラメント５と
の間の電位差ｅ_GF1 〜ｅ_GFn が一定となり、またグリッ
ドＧ１〜Ｇｎを挾んで対向位置するアノード６とフィラ
メント５との間の電位差ｅ_AF1 〜ｅ_AFn が一定となり、
表示輝度の傾斜がなくなり、表示品位が高まるものとな
る。

【００２６】なお、言うまでもないが、本実施の形態の
蛍光表示装置は、フィラメント直流駆動タイプであるの
で、交流駆動タイプのような問題は生じない。すなわ
ち、ＤＣ／ＡＣインバータは必要なく、低コストで、ノ
イズも少ない。また、フィラメント電位が変化しないの
で、表示のちらつきが生じることもない。

【００２７】図３にのこぎり波発生回路８の回路構成例
を示す。こののこぎり波発生回路８は、トランジスタＴ
Ｒ１，ＴＲ２，ＴＲ３と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４
と、コンデンサＣ１と、ツェナーダイオードＺＤ１とか
ら構成されている。トランジスタＴＲ１，ＴＲ３として
は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を使用しており、ト
ランジスタＴＲ２としてはＰＮＰ型トランジスタを使用
している。

【００２８】トランジスタＴＲ１のドレインは抵抗Ｒ１
とＲ２との直列接続回路を介して電源入力端子Ｐ１に接
続されており、トランジスタＴＲ２のソースは接地され
ている。電源入力端子Ｐ１には昇圧コンバータ３からの
直流電圧Ｖ_DD2 が与えられる。トランジスタＴＲ２のゲ
ートは信号入力端子Ｐ２に接続されており、信号入力端
子Ｐ２には図２（ａ）に示した同期信号が与えられる。

【００２９】トランジスタＴＲ２のベースは抵抗Ｒ１と
Ｒ２との接続点に接続されている。トランジスタＴＲ２
のエミッタは抵抗Ｒ２と電源入力端子Ｐ１との接続ライ
ンに接続されている。トランジスタＴＲ２のコレクタは
抵抗Ｒ４を介して接地されている。また、トランジスタ
ＴＲ２のエミッタとコレクタとの間にはコンデンサＣ１
が接続され、コンデンサＣ１に並列に抵抗Ｒ３が接続さ
れている。

【００３０】トランジスタＴＲ３のドレインは抵抗Ｒ２
と電源入力端子Ｐ１との接続ラインに接続され、ゲート
はコンデンサＣ１と抵抗Ｒ４との接続点に接続されてい
る。また、トランジスタＴＲ３のソースは出力端子Ｐ３
に接続されており、トランジスタＴＲ３のソースとゲー
トとの間にはツェナーダイオードＺＤ１が接続されてい
る。

【００３１】のこぎり波発生回路８の出力端子Ｐ３から
は、次のような動作によって、のこぎり波状の直流電圧
Ｖ_DD2 ’が得られる。信号入力端子Ｐ２に「Ｈ」レベル
の同期信号が入力されると、トランジスタＴＲ１がオン
とされ、抵抗Ｒ２→Ｒ１の経路で電流が流れ、トランジ
スタＴＲ２がオンとなる。これにより、コンデンサＣ１
に充電されていた電荷が放電され、コンデンサＣ１と抵
抗Ｒ４との接続点Ｐ４の電位、すなわちトランジスＴＲ
３のゲート電圧が電源入力端子Ｐ１からの直流電圧Ｖ
_DD2 と等しくなる。これにより、トランジスタＴＲ３の
ソース、すなわち出力端子Ｐ３に現れる直流電圧
Ｖ_DD2 ’が最大電圧となる。

【００３２】信号入力端子Ｐ２への同期信号が「Ｌ」レ
ベルとなると、トランジスタＴＲ１がオフとされ、トラ
ンジスタＴＲ２がオフとなる。これにより、コンデンサ
Ｃ１への充電が開始され、トランジスタＴＲ３のゲート
電圧が徐々に低くなる。これにより、出力端子Ｐ３に現
れている直流電圧Ｖ_DD2 ’が、所定の傾斜で下降し始め
る。この直流電圧Ｖ_DD2 ’の傾斜は抵抗Ｒ４とコンデン
サＣ１とによる時定数で決定される。本実施の形態で
は、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ１とによる時定数を適当に
定めることによって、直流電圧Ｖ_DD2 ’の傾斜をフィラ
メント５の両端間の電位の傾斜に合わせている。１スキ
ャン周期後、信号入力端子Ｐ２への同期信号が再び
「Ｈ」レベルとなると、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２が
オンとなり、上述と同様にして、出力端子Ｐ３に現れる
直流電圧Ｖ_DD2 ’が上昇し、最大電圧となる。

【００３３】なお、図３において、抵抗Ｒ３は、回路に
異常が発生した場合にコンデンサＣ１を保護するために
挿入している。コンデンサＣ１と並列に抵抗Ｒ３を入れ
ることによりコンデンサＣ１の耐圧を低くすることがで
きる。また、ツェナーダイオードＺＤ１は、トランジス
タＴＲ３を保護するために、そのゲートとソースとの間
に接続している。

【００３４】上述した実施の形態では、フィラメント５
のＦ１位置に直流電源２の正極性側を、フィラメント５
のＦ２位置に抵抗７を介して直流電源２の負極性側を接
続するようにしたが、フィラメント５のＦ１位置に抵抗
７を介して直流電源２の負極性側を、フィラメント５の
Ｆ２位置に直流電源２の正極性側を接続するようにして
もよい。この場合、フィラメント５の両端間の電位の傾
斜は、図４（ｂ）に示すように図２（ｇ）とは逆とな
る。また、のこぎり波発生回路８からは、図４（ａ）に
示すように、フィラメント５の両端間の電位の傾斜と同
じ傾斜で上昇するのこぎり波状の直流電圧Ｖ_DD2 ’を蛍
光表示管１へ供給する。

【００３５】また、上述した実施の形態では、グリッド
Ｇ１〜ＧｎとこのグリッドＧ１〜Ｇｎと対向位置するフ
ィラメント５との間の電位差ｅ_GF1 〜ｅ_GFn を等しくす
るようにしたが、またグリッドＧ１〜Ｇｎを挾んで対向
位置するアノード６とフィラメント５との間の電位差ｅ
_AF1 〜ｅ_AFn を等しくするようにしたが、多少の誤差は
許容されることは言うまでもない。また、上述した実施
の形態では、のこぎり波発生回路８からののこぎり波状
の直流電圧Ｖ_DD2 ’をグリッド電圧Ｖ_G 、アノード電圧
Ｖ_A の両方に共通に用いるようにしたが、アノード電圧
Ｖ_A としてグリッド電圧Ｖ_G よりも高めののこぎり波状
の直流電圧を印加するようにしてもよい。すなわち、傾
斜を同一とし、電圧値が異なるのこぎり波状の直流電圧
をグリッド電圧用、アノード電圧用として別々に生成す
るようにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、第１〜第ｎのグリッドとこの第１〜第ｎ
のグリッドと対向位置するフィラメントとの間の電位差
（ｅ_{GF 1} 〜ｅ_GFn ）がほゞ一定となるような直流電圧を
グリッド電圧として第１〜第ｎのグリッドに印加するよ
うにし、グリッド電圧が印加された第１〜第ｎのグリッ
ドを挟んで対向位置するアノードとフィラメントとの間
の電位差（ｅ_AF1 〜ｅ_{GF n} ）がほゞ一定となるような直
流電圧をアノード電圧としてアノードに印加するように
したので、フィラメントの位置に拘わらず、第１〜第ｎ
のグリッドとこの第１〜第ｎのグリッドと対向位置する
フィラメントとの間の電位差ｅ_GF1 〜ｅ_{GF n} がほゞ等し
くなり、また第１〜第ｎのグリッドを挾んで対向位置す
るアノードとフィラメントとの間の電位差ｅ_AF1 〜ｅ
_AFn がほゞ等しくなり、表示輝度の傾斜をなくし、表示
品位を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態を示す蛍光表示装置の
要部を示すブロック図である。

【図２】 この蛍光表示装置の動作を説明するタイムチ
ャートである。

【図３】 この蛍光表示装置に用いるのこぎり波発生回
路の回路構成例を示す図である。

【図４】 フィラメントへの直流電圧の印加方向を逆と
した場合のフィラメント電圧およびのこぎり波状の直流
電圧の波形を示す図である。

【図５】 従来のフィラメント直流駆動タイプの蛍光表
示装置の要部を示す図である。

【図６】 この蛍光表示装置の動作を説明するタイムチ
ャートである。

【符号の説明】

１…蛍光表示管、２…直流電源、３…昇圧コンバータ、
４…外囲器、５…フィラメント、６…アノード、Ｇ１〜
Ｇｎ…グリッド、７…抵抗、８…のこぎり波発生回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田 友紀 三重県伊勢市上野町字和田700番地 伊勢 電子工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C036 EE02 EE04 EF02 EF05 EG16 EG26 EG48 EH26

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子放出材料が塗布されたフィラメント
   と、このフィラメントと対向する位置にフィラメントを
   流れる電流の方向に並設された第１〜第ｎ（ｎ≧２）の
   グリッドと、蛍光体を塗布した複数のアノード電極から
   構成され前記第１〜第ｎのグリッドを挟んで前記フィラ
   メントと対向する位置に設けられたアノードと、前記フ
   ィラメントの両端に直流電圧を印加する電源とを備えた
   蛍光表示装置において、 前記第１〜第ｎのグリッドとこの第１〜第ｎのグリッド
   と対向位置するフィラメントとの間の電位差がほゞ一定
   となるような直流電圧をグリッド電圧として前記第１〜
   第ｎのグリッドに印加するグリッド電圧印加手段と、 グリッド電圧が印加された前記第１〜第ｎのグリッドを
   挟んで対向位置するアノードとフィラメントとの間の電
   位差がほゞ一定となるような直流電圧をアノード電圧と
   して前記アノードに印加するアノード電圧印加手段とを
   備えたことを特徴とする蛍光表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記グリッド電圧印加手段は、前記フィラメントの両端
   間の電位の傾斜とほゞ等しい傾斜で変化するのこぎり波
   状の直流電圧を時分割し、この時分割したのこぎり波状
   の直流電圧をグリッド電圧として前記第１〜第ｎのグリ
   ッドに順次印加し、 前記アノード電圧印加手段は、前記フィラメントの両端
   間の電位の傾斜とほゞ等しい傾斜で変化するのこぎり波
   状の直流電圧をアノード電圧として前記アノードに印加
   することを特徴とする蛍光表示装置。