JP6667937B2

JP6667937B2 - 表示装置、蛍光表示管

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Publication number: JP6667937B2
Application number: JP2017160330A
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Inventors: 照和杉本; 晶生宮島
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Priority date: 2017-08-23
Filing date: 2017-08-23
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Description

本発明は、電子を放出するフィラメントと、電子の移動を制御するアノード電極上に蛍光体が形成されたアノードとを少なくとも有する蛍光表示管を備えた表示装置、及び蛍光表示管に関するものであり、特には、フィラメントやアノードの電源電圧生成に係る技術分野に関する。

各種情報を表示する表示デバイスとして、ＶＦＤ（Vacuum Fluorescent Display：蛍光表示管）が広く知られている。
周知のようにＶＦＤは、電子を放出するフィラメント（直熱形カソード）と、電子の移動を制御するアノード電極上に蛍光体が形成されたアノードとが密封容器内に配置される。フィラメントに電圧を印加し加熱させることで熱電子を放出させ、熱電子をアノード上の蛍光体に衝突させることでアノードが点灯される。アノードは、所定のパターンで配列されており、点灯対象とするアノードに対して選択的に駆動電圧（直流電圧）を印加することで、該アノードの蛍光体のみがフィラメントより放出された熱電子によって励起発光され、所要の情報表示が実現される。
なお、ＶＦＤにおいては、フィラメントから放出された熱電子を加速させるグリッドがフィラメントとアノードとの間に配置される場合がある。

ＶＦＤは、自発光のため視認性に優れ、また表示パターンも顧客カスタムに対応できるといった長所がある。なお、ここでの「顧客」とは、ＶＦＤ製造メーカに対する顧客を意味するものであり、具体的には、ＶＦＤを表示デバイスとして搭載する表示装置の製造メーカ等を意味する。

なお、関連する従来技術については下記特許文献１を挙げることができる。
該特許文献１には、ＶＦＤを表示駆動するために必要な電源の構成例が開示されている。

特開２０１４−２１１６１４号公報

ここで、ＶＦＤは、表示駆動のために入力されるべき電源電圧の種類が多く、またそれぞれの電源電圧もＶＦＤの仕様により要求電圧値が異なる場合があることから、顧客側に電源実装に係る負担を強いていた側面がある。具体的には、各仕様の電源に対応するため電源開発の工数を要したり、また表示装置に実装すべきＶＦＤ用の電源回路がカスタムとなってしまうという問題がある。カスタムの電源回路として、例えば上記特許文献１に開示されるようなトランスを用いた電源回路を採用する場合には、対象とするＶＦＤでしかそのトランスを使用できないため在庫管理が必要となり、管理コストの増大化により表示装置の製造コスト増加を招く。

本発明は上記の事情に鑑み為されたものであり、蛍光表示管が搭載される表示装置について製造コスト削減を図ることを目的とする。

本発明に係る表示装置は、電子を放出するフィラメントと、前記電子の移動を制御するアノード電極上に蛍光体が形成されたアノードとを少なくとも有する蛍光表示管と、前記蛍光表示管の外部に設けられ、出力電圧を変圧可能な昇圧部を有し、単一電源からの入力電圧に基づき前記フィラメントの電源電圧と前記アノードの電源電圧とを得る単一の電源系と、前記蛍光表示管に設けられ、前記昇圧部の昇圧動作を制御して該昇圧部に少なくとも前記アノードの電源電圧を生成させる昇圧制御部と、前記蛍光表示管に設けられ、前記電源系で得られる前記フィラメントの電源電圧、及び前記アノードの電源電圧を入力し、前記フィラメント、及び前記アノードを駆動する駆動部と、を備え、前記駆動部は、前記アノードを駆動するドライバ回路を含む第一集積回路と、前記フィラメントを駆動するドライバ回路を含む第二集積回路とを有し、前記昇圧制御部が前記第二集積回路に設けられたものである。

これにより、少なくともアノードの電源電圧については、表示装置に設けられる電源系の構成が共通であっても、蛍光表示管側に設けられた昇圧制御部の制御により任意の値の電圧を得ることが可能とされる。また、昇圧制御部が第二集積回路に設けられたことで、第一集積回路のサイズが過大となることの防止を図ることが可能とされる。

上記した本発明に係る表示装置においては、前記昇圧部は、前記昇圧制御部により昇圧動作が制御されるステップアップ回路と、前記ステップアップ回路に接続され、前記ステップアップ回路の出力電圧よりも電圧値の高い電圧を生成するチャージポンプ回路とを有する構成とすることが可能である。

これにより、昇圧部においては、ステップアップ回路の出力電圧とチャージポンプ回路の出力電圧の双方の電圧値が昇圧制御部の制御により調整される。

上記した本発明に係る表示装置においては、前記駆動部は、前記ステップアップ回路の出力電圧を前記フィラメントの電源電圧として入力し、前記チャージポンプ回路の出力電圧を前記アノードの電源電圧として入力する構成とすることが可能である。

これにより、フィラメントの電源電圧の要求電圧値が昇圧部への入力電圧値と一致し、且つアノードの電源電圧値がフィラメントの電源電圧値よりも高いとの条件を満たす電源仕様の範囲内であれば、実装される蛍光表示管の電源仕様が異なる場合であっても電源系の構成を共通とすることが可能とされる。

上記した本発明に係る表示装置においては、前記蛍光表示管は、前記フィラメントから放出された熱電子を加速させるグリッドを有し、前記駆動部は、前記フィラメント、前記アノード、及び前記グリッドの駆動を行うと共に、前記単一電源からの入力電圧を前記フィラメントの電源電圧として入力し、前記ステップアップ回路の出力電圧を前記グリッドの電源電圧として入力し、前記チャージポンプ回路の出力電圧を前記アノードの電源電圧として入力する構成とすることが可能である。

これにより、フィラメントの電源電圧の要求電圧値が昇圧部への入力電圧値と一致し、且つアノード及びグリッドの電源電圧値がフィラメントの電源電圧値よりも高くさらにグリッドの電源電圧値がアノードの電源電圧値よりも低いとの条件を満たす電源仕様の範囲内であれば、実装される蛍光表示管の電源仕様が異なる場合であっても電源系の構成を共通とすることが可能とされる。

上記した本発明に係る表示装置においては、前記昇圧部は、前記昇圧制御部により昇圧動作が制御されるステップアップ回路を有し、前記駆動部は、前記単一電源からの入力電圧を前記フィラメントの電源電圧として入力し、前記ステップアップ回路の出力電圧を前記アノードの電源電圧として入力する構成とすることが可能である。

上記した本発明に係る表示装置においては、前記蛍光表示管は、前記フィラメントを複数本有し、前記駆動部は、個々の前記フィラメントを個別に駆動可能とされた構成とすることが可能である。

これにより、蛍光表示管の表示可能領域の一部のみで表示を行う一部表示モードにおいて、該当する一部のフィラメントのみを駆動することが可能とされる。
また、フィラメントを個別に駆動可能とされることで、駆動部は、各フィラメントにそれぞれ異なるタイミングで駆動電圧を印加することが可能とされる。

また、本発明に係る蛍光表示管は、電子を放出するフィラメントと、前記電子の移動を制御するアノード電極上に蛍光体が形成されたアノードとを少なくとも有し、表示装置に搭載される蛍光表示管であって、出力電圧を変圧可能な昇圧部を有すると共に単一電源からの入力電圧に基づき前記フィラメントの電源電圧と前記アノードの電源電圧とを得る、前記蛍光表示管の外部に設けられた単一の電源系について、前記昇圧部の昇圧動作を制御して該昇圧部に少なくとも前記アノードの電源電圧を生成させる昇圧制御部と、前記電源系で得られる前記フィラメントの電源電圧、及び前記アノードの電源電圧を入力し、前記フィラメント、及び前記アノードを駆動する駆動部と、を備え、前記駆動部は、前記アノードを駆動するドライバ回路を含む第一集積回路と、前記フィラメントを駆動するドライバ回路を含む第二集積回路とを有し、前記昇圧制御部が前記第二集積回路に設けられたものである。

上記本発明に係る蛍光表示管によっても、上記した本発明に係る表示装置と同様の作用が得られる。

上記した本発明に係る蛍光表示管においては、前記フィラメントを複数本有し、前記駆動部は、個々の前記フィラメントを個別に駆動可能とされた構成とすることが可能である。

本発明によれば、蛍光表示管が搭載される表示装置について製造コスト削減を図ることができる。

第一実施形態としての表示装置の回路構成を示した図である。蛍光表示管の構造についての説明図である。従来の表示装置における電源の構成例を説明するための図である。従来の表示装置における電源の他の構成例を説明するための図である。第二実施形態としての表示装置の回路構成を示した図である。第三実施形態としての表示装置の回路構成を示した図である。

以下、本発明に係る実施の形態について説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。

＜１．第一実施形態＞
［1-1．表示装置及び蛍光表示管の構成］
［1-2．実施形態の効果について］
＜２．第二実施形態＞
＜３．第三実施形態＞
＜４．実施の形態のまとめ＞
＜５．変形例＞

＜１．第一実施形態＞
［1-1．表示装置及び蛍光表示管の構成］

図１は、本発明に係る第一実施形態としての表示装置１００の回路構成を示した図である。なお、以下の説明では蛍光表示管を「ＶＦＤ」（Vacuum Fluorescent Display）と表記することもある。

表示装置１００は、蛍光表示管１と、コントローラ１０１と、電源１０２と、ツェナーダイオードＺＤと、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２と、昇圧部１０３とを備えている。
コントローラ１０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータを有して構成され、蛍光表示管１による表示動作を制御する。

蛍光表示管１は、それぞれがＩＣ（Integrated Circuit）チップとして構成された第一ＩＣ２及び第二ＩＣ３と、発光による情報表示を行う表示部４と、後述するフィラメントＦｉに給電するための端子であるフィラメント端子ｆ１ａ、ｆ２ａ、ｆ３ａ、ｆ４ａ、ｆ１ｂ、ｆ２ｂ、ｆ３ｂ、ｆ４ｂとを備えている。

ここで、図２により蛍光表示管１の構造について説明しておく。なお、図２Ａは蛍光表示管１の一部を透視して表した概略透視図、図２Ｂは図２ＡのＡ−Ａ’断面によって切断した蛍光表示管１の概略断面図である。
蛍光表示管１は、表示管基板１ａと表示管基板１ａの表面を覆うカバー部材１ｂとで構成された密封容器１ｃを備え、密封容器１ｃ内においてフィラメント（直熱形カソード）ＦｉとアノードＡｎとグリッドＧｒとを有する表示部４が形成されている。ここで、密閉容器１ｃ内は真空状態とされている。

表示部４において、電子を放出するフィラメントＦｉは複数本設けられている（図２Ｂの黒丸部分で表す）。ここでは、フィラメントＦｉが４本設けられた例としているが、フィラメントＦｉの本数は複数であればよい。
アノードＡｎは、フィラメントＦｉから放出された電子を制御するアノード電極上に蛍光体が形成されて成る。アノードＡｎは、表示管基板１ａ上に例えばパターン印刷により形成され、表示すべき情報に応じた所定のパターンにより配列されている。このように複数のアノードＡｎが所定パターンで配列された部分のことを以下、「アノードパターン部４ａ」と表記する。

本例の蛍光表示管１は、例えば文字や数字等の情報であれば１桁や１文字である等、情報を所定単位ごとに区分して表示させることが可能とされている。図２の例では、単一の数字やアルファベット等の表示を可能とする７セグメント分のアノードＡｎ（７つの独立したアノードＡｎ）によって該所定単位分の表示領域が形成されている。このような所定単位分の表示領域を以下「表示ブロック」と表記する。アノードパターン部４ａにおいては、このような表示ブロックが表示管基板１ａ上に複数配列されている。
なお、表示ブロックについて、図２Ａに示すような７セグメント分のアノードＡｎの配列パターンはあくまで一例であり、表示ブロックを構成するアノードＡｎの配列パターンは該パターンに限定されるものではない。

グリッドＧｒは、フィラメントＦｉからアノードＡｎに対して放出される電子を加速させるメッシュ状の電極とされ、表示ブロックごとに形成されている。

蛍光表示管１において、カバー部材１ｂは例えばガラスで構成され、少なくとも表示管基板１ａと対向する部分が透明とされている。つまり、該透明な部分を介してアノードＡｎの点灯に伴う表示情報を外部より目視することが可能とされている。
蛍光表示管１において情報が表示される側の面（つまり上記透明部分におけるアノードＡｎとの対向面とは逆側の面）を「表面Ｓ１」と表記する。また、蛍光表示管１における表面Ｓ１とは逆側の面を「裏面Ｓ２」と表記する。

蛍光表示管１において、アノードパターン部４ａにおける表示ブロックのうち所望の表示ブロックに情報を表示させる際には、フィラメントＦｉに駆動電圧を印加した状態において、該表示ブロックに対応して設けられたグリッドＧｒと該表示ブロック内の所定のアノードＡｎとに直流電圧を印加する。これにより、該表示ブロックにおける所定のアノードＡｎにおける蛍光体のみがフィラメントＦｉより放出された熱電子によって励起発光され、情報の表示が実現される。

説明を図１に戻す。
第一ＩＣ２は、図２に示した表示部４のアノードＡｎとグリッドＧｒの駆動を行う駆動回路が内蔵されている。
また、第二ＩＣ３は、フィラメントＦｉの駆動を行う駆動回路が内蔵されている。

図２では図示を省略したが、本例の蛍光表示管１においては、第一ＩＣ２、及び第二ＩＣ３が表示管基板１ａに実装されて、表示部４と共に密閉空間内に位置されている。すなわち、蛍光表示管１は所謂ＣＩＧ（Chip In Glass）−ＶＦＤとして構成されているものである。

フィラメント端子ｆ１ａ〜ｆ４ａ、及びフィラメント端子ｆ１ｂ〜ｆ４ｂには、フィラメントＦｉが接続される。具体的に、本例では４本のフィラメントＦｉのうち各１本は、それぞれ一端がフィラメント端子ｆ１ａ、ｆ２ａ、ｆ３ａ、ｆ４ａのうち対応する一つに接続され、他端がフィラメント端子ｆ１ｂ、ｆ２ｂ、ｆ３ｂ、ｆ４ｂのうち対応する一つに接続されている。
フィラメント端子ｆ１ａ〜ｆ４ａは、それぞれ第二ＩＣ３と接続され、フィラメント端子ｆ１ｂ〜ｆ４ｂはアノードが接地されたツェナーダイオードＺＤのカソードに対して接続されている。

コントローラ１０１は、第一ＩＣ２及び第二ＩＣ３に対し表示部４の表示制御のための信号を出力する。具体的に、コントローラ１０１は、第一ＩＣ２に対しては駆動対象とするアノードＡｎやグリッドＧｒを指示するための信号や、アノードＡｎの発光輝度を指示するための信号を出力する。
第一ＩＣ２は、これらの指示信号に従ってアノードＡｎ及びグリッドＧｒの駆動を行う。なお、アノードＡｎの発光輝度の調整は、例えばアノードＡｎに対する駆動信号のＯＮデューティを変化させることで行われる。

また、コントローラ１０１は、第二ＩＣ３に対しては、駆動すべきフィラメントＦｉを指示するための信号を出力する。
本例において、第二ＩＣ３は、フィラメント端子ｆ１ａ〜ｆ４ａが個別に接続されて、フィラメントＦｉを個別に駆動可能とされている。そして、第二ＩＣ３は、コントローラ１０１からの上記信号により指示されるフィラメントＦｉを駆動する。

本例の蛍光表示管１は、表示部４の表示モードとして、表示部４の表示領域全体を対象として情報表示を行う表示モード（以下「全域表示モード」と表記）のみでなく、フィラメントＦｉの配列方向に分割された複数の表示領域のうち一部の表示領域のみを対象として情報表示を行う表示モード（以下「一部表示モード」と表記）を有している。
全域表示モード時には、コントローラ１０１からは全てのフィラメントＦｉを駆動する指示が、また一部表示モード時には一部のフィラメントＦｉのみを駆動する指示が第二ＩＣ３に行われる。
一部表示モード時には、一部表示領域におけるアノードＡｎの点灯に必要な一部のフィラメントＦｉのみが駆動される。すなわち、該アノードＡｎの点灯に不要とされるフィラメントＦｉが無駄に駆動されることがなくなり、これにより消費電力の削減が図られる。

また、本例における第二ＩＣ３は、複数本のフィラメントＦｉを駆動する際、各フィラメントＦｉにそれぞれ異なるタイミングで駆動電圧を印加する。具体的に、第二ＩＣ３は、複数本のフィラメントＦｉについて、１本ずつずらしながら順番に駆動電圧を印加していく。この際、駆動電圧としては、パルス状（矩形波状）の電圧を印加する。
これにより、複数本のフィラメントＦｉに駆動電圧を一斉に印加する場合に比べて、第二ＩＣ３内に流れる電流を小さくすることができる。例えば、１本のフィラメントＦｉに３０ｍＡの電流を流す必要があるとすれば、本例ではフィラメントＦｉを１本ずつ駆動し、同時に２本以上駆動することがないので、瞬間電流としてはフィラメントＦｉの１本分である３０ｍＡの電流で済む。一方、一斉駆動の場合は３０ｍＡ×フィラメントＦｉの本数分の電流が流れることとなるため、フィラメントＦｉが例えば４本あれば１２０ｍＡの電流が流れることになる。
一般にＩＣに電流をより多く流すためにはＩＣ内部の配線幅をより太くする必要があり、ＩＣ外形が大きくなり、ＩＣのコストアップに繋がる。本例によれば、ＩＣ内部に流れる電流量を少なくできるため、第二ＩＣ３内部の配線幅を縮小化でき、コスト削減を図ることができる。
また、第二ＩＣ３に流れる電流を小さくできることで、放射ノイズの低減を図ることができる。

なお、本例の第二ＩＣ３には昇圧制御部３ａとしての回路部が設けられるが、これについては後述する。

昇圧部１０３は、電源１０２からの入力電圧に基づき、第一ＩＣ２がアノードＡｎ及びグリッドＧｒの駆動電圧として用いる高電圧ＶＨと、第二ＩＣ３が各フィラメントＦｉの駆動電圧として用いる低電圧ＶＩＮとを生成する。
ここで、電源１０２は５Ｖ電源とされ、略５Ｖの直流電圧を出力する。

昇圧部３は、出力電圧を変圧可能に構成されたステップアップ回路１０４と、ステップアップ回路１０４に接続されステップアップ回路１０４の出力電圧よりも電圧値の高い電圧を生成するチャージポンプ回路１０５とを備えている。
ステップアップ回路１０４は、インダクタＬｓ、スイッチＳＷ、ダイオードＤｓ、及びコンデンサＣｓを備え、チョッパ型の昇圧スイッチングレギュレータとして構成されている。本例では、スイッチＳＷにはｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）が用いられている。
図示のようにインダクタＬｓは一端が電源１０２の出力端子と、他端がスイッチＳＷのドレイン−ソース間を介して接地されている。インダクタＬｓの他端とスイッチ部ＳＷのドレインとの接続点は、ダイオードＤｓのアノードと接続され、ダイオードＤｓのカソードはコンデンサＣｓを介して接地されている。

ステップアップ回路１０４においては、スイッチＳＷがＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことで、コンデンサＣｓの両端電圧として電源１０２の出力電圧（ステップアップ回路１０４の入力電圧）よりも電圧値の高い直流電圧が得られる。本実施形態では、このようにして得られるコンデンサＣｓの両端電圧、つまりステップアップ回路１０４の出力電圧が、上述した低電圧ＶＩＮとして第二ＩＣ３に入力され、フィラメントＦｉの駆動電圧として用いられる。

ここで、ステップアップ回路１０４におけるスイッチＳＷのＯＮ／ＯＦＦ動作は、第二ＩＣ３内に設けられた昇圧制御部３ａにより制御される。
昇圧制御部３ａは、ステップアップ回路１０４の出力電圧の電圧値を所定の値で一定とするためのフィードバック制御を行う。

該フィードバック制御の実現のため、表示装置１００には、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２による検出回路が設けられている。図示のように抵抗Ｒ１の一端はダイオードＤｓのカソードとコンデンサＣｓとの接続点に接続され、他端が抵抗Ｒ２を介して接地されている。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続点において、ステップアップ回路１０４の出力電圧の検出値が得られ、該検出値が昇圧制御部３ａに入力される。

昇圧制御部３ａは、上記の検出値が所定値を維持するように、スイッチＳＷのＯＮ／ＯＦＦ動作をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。具体的には、スイッチＳＷのＯＮデューティを調整する。
本例において、昇圧制御部３ａは、電源１０２からの略５Ｖの入力に対し、ステップアップ回路１０４の出力電圧値が略１２ＶとなるようにスイッチＳＷの制御を行う。

チャージポンプ回路１０５は、コンデンサＣｃ、ダイオードＤ１、ダイオードＤ２、及びコンデンサＣｏを備えている。図示のようにダイオードＤ１は、アノードがステップアップ回路１０４におけるコンデンサＣｓと抵抗Ｒ１との接続点に接続され、カソードがダイオードＤ２のアノードに接続されている。ダイオードＤ２のカソードは、コンデンサＣｏを介して接地されている。
コンデンサＣｃは、ステップアップ回路１０４におけるスイッチＳＷとインダクタＬｓとの接続点と、ダイオードＤ１とダイオードＤ２との接続点との間に挿入されている。

このようなチャージポンプ回路１０５においては、コンデンサＣｏの両端電圧として得られる出力電圧として、ステップアップ回路１０４の出力電圧よりも電圧値の高い直流電圧が得られる。具体的に、本例のチャージポンプ回路１０５においては、ステップアップ回路１０４の出力電圧値の略２倍の電圧値による出力電圧が得られる。本例では、ステップアップ回路１０４の出力電圧値は略１２Ｖとされるため、チャージポンプ回路１０５の出力電圧値は略２４Ｖとされる。

チャージポンプ回路１０５の出力電圧は、上述した高電圧ＶＨとして第一ＩＣ２に入力され、アノードＡｎ及びグリッドＧｒの駆動電圧として用いられる。

［1-2．実施形態の効果について］

上記で説明した実施形態としての表示装置１００においては、蛍光表示管１におけるアノードＡｎ、グリッドＧｒ、及びフィラメントＦｉの駆動のために必要な電源電圧（高電圧ＶＨ及び低電圧ＶＩＮ）は、電源１０２及び昇圧部１０３による単一の電源系で賄われる。
そして、このように単一の電源系で高電圧ＶＨ及び低電圧ＶＩＮを賄う構成とされた上で、表示装置１００においては、昇圧制御部３ａによるフィードバック制御の目標電圧値の設定によって、これら低電圧ＶＩＮ及び高電圧ＶＨの電圧値を変更することが可能とされる。これは、電源仕様の異なる蛍光表示管１（つまり高電圧ＶＨ、低電圧ＶＩＮの要求電圧値が異なる蛍光表示管１）が表示装置１００に実装され得ることを想定した場合において、それぞれの電源仕様を満足するにあたり、電源系の構成を共通化可能であることを意味する。

ここで、対比として、図３、図４に従来における表示装置１００’、表示装置１００’’の電源系の構成を例示しておく。
以下の説明において、既に説明済みとなった部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。

図３、図４では、複数本のフィラメントＦｉが一斉駆動される蛍光表示管１’が実装される例としている。さらに、図３、図４では、フィラメントＦｉに交流によるフィラメント電圧Ｅｆが印加される例としている。蛍光表示管１’においては、第二ＩＣ３は設けられず、高電圧ＶＨを用いてアノードＡｎ及びグリッドＧｒを駆動するＩＣ２’（第一ＩＣ２に相当）が設けられている。

図３に示す表示装置１００’は、電源系にトランスＴＲを用いた電源回路１１０を設けたものである。この表示装置１００’には例えば１２Ｖ電源としての電源１０２’が設けられ、電源回路１１０は電源１０２’からの入力電圧に基づき、トランスＴＲを用いて高電圧ＶＨとフィラメント電圧Ｅｆとを生成する（例えば、上述した特許文献１を参照）。

図４に示す表示装置１００’’は、フィラメント電圧Ｅｆと高電圧ＶＨとをそれぞれ別の電源系で生成するものである。表示装置１００’’には例えば１２Ｖ電源としての電源１０２’が設けられ、ステップアップ回路１０４が電源１０２’からの入力電圧に基づき高電圧ＶＨを生成する。表示装置１００’’においては、昇圧制御部３ａが蛍光表示管１’の外部に設けられ、昇圧制御部３ａのフィードバック制御により高電圧ＶＨとして所定の電圧値による電圧が生成される。
フィラメント駆動回路１１１は、電源１０２’とは別の電源（不図示）からの入力電圧に基づいてフィラメント電圧Ｅｆを生成する。

図３に示すようなトランスＴＲを用いた電源系を採用した場合、蛍光表示管１’の電源仕様が異なると電源回路１１０の構成もそれに応じて変更することを要し、電源開発コストの増加を招く。特に、トランスＴＲについては、対象とする電源仕様に応じたカスタム部品となるため、在庫管理が必要となり、管理コストの増大化により表示装置１００’の製造コスト増加を招く。
また、図４に示した表示装置１００’’としても、実装する蛍光表示管１’の電源仕様が異なる場合には、フィラメント駆動回路１１１等の回路構成の変更を要し、電源開発コストの増加を招来する。

これに対し、本実施形態の表示装置１００では、実装する蛍光表示管１の電源仕様が異なる場合にも、蛍光表示管１側に設けられた昇圧制御部３ａによって低電圧ＶＩＮ及び高電圧ＶＨとして任意の値の電圧を得ることが可能とされるため、電源系の構成を共通とすることが可能となる。
従って、実装する蛍光表示管１の電源仕様に応じて表示装置１００における電源系の構成をカスタムする必要性をなくすことが可能となり、表示装置１００の製造にあたっての電源開発コストの削減、及び部品在庫の管理コスト削減が図られ、表示装置１００の製造コスト削減を図ることができる。

なお、チャージポンプ回路１０５を備える場合、高電圧ＶＨの電圧値は低電圧ＶＩＮとは個別に調整可能となる。具体的には、チャージポンプ回路１０５の段数、すなわちチャージポンプ回路１０５を何倍昇圧とするかによって高電圧ＶＨの電圧値を個別調整可能となる。チャージポンプ回路１０５の段数の変更は、トランスＴＲのようなカスタム部品ではなくダイオードやコンデンサといった汎用部品の実装数の調整により可能となるため、在庫管理負担は大幅に低減することができる。

＜２．第二実施形態＞

図５は、第二実施形態としての表示装置１００Ａの回路構成を示した図である。
表示装置１００Ａは、第一実施形態の表示装置１００と比較して、電源１０２に代えて電源１０２Ａが設けられ、昇圧部１０３に代えて昇圧部１０３Ａが設けられた点が異なる。
電源１０２Ａは、電源１０２と出力電圧値が異なる電源とされ、本例では１２Ｖ電源とされている。
昇圧部１０３Ａは、チャージポンプ回路１０５が省略された点が昇圧部１０３と異なる。

表示装置１００Ａにおいては、電源１０２Ａの出力電圧、すなわち昇圧部１０３Ａの入力電圧が低電圧ＶＩＮとして第二ＩＣ３に入力される。そして、ステップアップ回路１０４の出力電圧が高電圧ＶＨとして第一ＩＣ２に入力される。

表示装置１００Ａにおいては、昇圧制御部３ａによるフィードバック制御の目標電圧値の設定によって、高電圧ＶＨの電圧値を任意の値に設定可能とされる。
これは、低電圧ＶＩＮの要求電圧値が電源１０２Ａの出力電圧値（昇圧部１０３Ａへの入力電圧値）と一致し、且つ高電圧ＶＨの電圧値が低電圧ＶＩＮよりも高いとの条件を満たす電源仕様の範囲内であれば、実装される蛍光表示管１の電源仕様が異なる場合であっても電源系の構成を共通とすることが可能であることを意味する。
従って、上記電源仕様の範囲内であれば、実装する蛍光表示管１の電源仕様に応じて表示装置１００Ａにおける電源系の構成をカスタムする必要性がなくなり、表示装置１００Ａの製造にあたっての電源開発コストの削減、及び部品在庫の管理コスト削減を図ることができる。

＜３．第三実施形態＞

図６は、第三実施形態としての表示装置１００Ｂの回路構成を示した図である。
表示装置１００Ｂは、第一実施形態の表示装置１００と比較して、電源１０２に代えて電源１０２Ａ（例えば１２Ｖ電源）が設けられ、蛍光表示管１に代えて蛍光表示管１Ｂが設けられた点が異なる。
蛍光表示管１Ｂは、グリッドＧｒの電源電圧の要求電圧値がアノードＡｎの電源電圧の要求電圧値よりも低い電源仕様とされ、グリッドＧｒの駆動電圧についての電源電圧であるグリッド用電圧ＶＨＧと、アノードＡｎの駆動電圧についての電源電圧であるアノード用電圧ＶＨＡとを個別に入力する。
蛍光表示管１Ｂにおいては、第一ＩＣ２に代えて第一ＩＣ２Ｂが設けられており、第一ＩＣ２Ｂは、アノード用電圧ＶＨＡによってアノードＡｎの駆動を行う駆動回路と、グリッド用電圧ＶＨＧによってグリッドＧｒの駆動を行う駆動回路とを有している。

表示装置１００Ｂにおいては、電源１０２Ａから昇圧部１０３への入力電圧が低電圧ＶＩＮとして第二ＩＣ３に入力される。そして、ステップアップ回路１０４の出力電圧がグリッド用電圧ＶＨＧとして、チャージポンプ回路１０５の出力電圧がアノード用電圧ＶＨＡとしてそれぞれ第一ＩＣ２に入力される。

このような表示装置１００Ｂにおいては、昇圧制御部３ａによるフィードバック制御の目標電圧値の設定によって、グリッド用電圧ＶＨＧとアノード用電圧ＶＨＡの電圧値を任意の値に設定可能とされる。
これは、低電圧ＶＩＮの要求電圧値が電源１０２Ａの出力電圧値（昇圧部１０３Ａへの入力電圧値）と一致し、且つアノード用電圧ＶＨＡ及びグリッド用電圧ＶＨＧの電圧値が低電圧ＶＩＮの電圧値よりも高くさらにグリッド用電圧ＶＨＧの電圧値がアノード用電圧ＶＨＡの電圧値よりも低いとの条件を満たす電源仕様の範囲内であれば、実装される蛍光表示管１の電源仕様が異なる場合であっても電源系の構成を共通とすることが可能であることを意味する。
従って、上記電源仕様の範囲内であれば、実装する蛍光表示管１Ｂの電源仕様に応じて表示装置１００Ｂにおける電源系の構成をカスタムする必要性がなくなり、表示装置１００Ｂの製造にあたっての電源開発コストの削減、及び部品在庫の管理コスト削減を図ることができる。

＜４．実施の形態のまとめ＞

上記のように実施形態としての表示装置（１００、１００Ａ、又は１００Ｂ）は、電子を放出するフィラメント（Ｆｉ）と、電子の移動を制御するアノード電極上に蛍光体が形成されたアノード（Ａｎ）とを少なくとも有する蛍光表示管（１又は１Ｂ）と、蛍光表示管の外部に設けられ、出力電圧を変圧可能な昇圧部（１０３又は１０３Ａ）を有し、単一電源（１０２又は１０２Ａ）からの入力電圧に基づきフィラメントの電源電圧とアノードの電源電圧とを得る単一の電源系と、蛍光表示管に設けられ、昇圧部の昇圧動作を制御して該昇圧部に少なくともアノードの電源電圧を生成させる昇圧制御部（３ａ）と、蛍光表示管に設けられ、電源系で得られるフィラメントの電源電圧、及びアノードの電源電圧を入力し、フィラメント、及びアノードを駆動する駆動部（第一ＩＣ２及び第二ＩＣ３、又は第一ＩＣ２Ｂ及び第二ＩＣ３）と、を備えるものである。

これにより、少なくともアノードの電源電圧については、表示装置に設けられる電源系の構成が共通であっても、蛍光表示管側に設けられた昇圧制御部の制御により任意の値の電圧を得ることが可能とされる。
従って、実装する蛍光表示管の電源仕様に応じて表示装置における電源系の構成をカスタムする必要性をなくすことが可能となり、蛍光表示管の電源開発コストの削減、及び電源構成部品の在庫管理コスト削減が図られ、表示装置の製造コスト削減を図ることができる。

また、実施形態としての表示装置（１００又は１００Ｂ）においては、昇圧部（１０３）は、昇圧制御部により昇圧動作が制御されるステップアップ回路（１０４）と、ステップアップ回路に接続され、ステップアップ回路の出力電圧よりも電圧値の高い電圧を生成するチャージポンプ回路（１０５）とを有している。

これにより、昇圧部においては、ステップアップ回路の出力電圧とチャージポンプ回路の出力電圧の双方の電圧値が昇圧制御部の制御により調整される。
従って、共通の電源系において生成可能な電圧値の設定自由度向上を図ることができる。つまり、共通の電源系でより多くの電源仕様の蛍光表示管に対応可能とすることができる。

さらに、実施形態としての表示装置（１００）においては、駆動部は、ステップアップ回路の出力電圧をフィラメントの電源電圧として入力し、チャージポンプ回路の出力電圧をアノードの電源電圧として入力している。

これにより、フィラメントの電源電圧の要求電圧値が昇圧部への入力電圧値と一致し、且つアノードの電源電圧値がフィラメントの電源電圧値よりも高いとの条件を満たす電源仕様の範囲内であれば、実装される蛍光表示管の電源仕様が異なる場合であっても電源系の構成を共通とすることが可能とされる。
従って、蛍光表示管の電源開発コストの削減、及び電源構成部品の在庫管理コスト削減が図られ、表示装置の製造コスト削減を図ることができる。

さらにまた、実施形態としての表示装置（１００Ｂ）においては、蛍光表示管は、フィラメントから放出された熱電子を加速させるグリッド（Ｇｒ）を有し、駆動部（第一ＩＣ２Ｂ及び第二ＩＣ３）は、フィラメント、アノード、及びグリッドの駆動を行うと共に、単一電源からの入力電圧をフィラメントの電源電圧として入力し、ステップアップ回路の出力電圧をグリッドの電源電圧として入力し、チャージポンプ回路の出力電圧をアノードの電源電圧として入力している。

これにより、フィラメントの電源電圧の要求電圧値が昇圧部への入力電圧値と一致し、且つアノード及びグリッドの電源電圧値がフィラメントの電源電圧値よりも高くさらにグリッドの電源電圧値がアノードの電源電圧値よりも低いとの条件を満たす電源仕様の範囲内であれば、実装される蛍光表示管の電源仕様が異なる場合であっても電源系の構成を共通とすることが可能とされる。
従って、蛍光表示管の電源開発コストの削減、及び電源構成部品の在庫管理コスト削減が図られ、表示装置の製造コスト削減を図ることができる。

また、実施形態としての表示装置（１００Ａ）においては、昇圧部（１０３Ａ）は、昇圧制御部により昇圧動作が制御されるステップアップ回路を有し、駆動部は、単一電源からの入力電圧をフィラメントの電源電圧として入力し、ステップアップ回路の出力電圧をアノードの電源電圧として入力している。

さらに、実施形態としての表示装置においては、蛍光表示管は、フィラメントを複数本有し、駆動部は、個々のフィラメントを個別に駆動可能とされている。

これにより、蛍光表示管の表示可能領域の一部のみで表示を行う一部表示モードにおいて、該当する一部のフィラメントのみを駆動することが可能とされる。
従って、消費電力の削減を図ることができる。
また、フィラメントを個別に駆動可能とされることで、駆動部は、各フィラメントにそれぞれ異なるタイミングで駆動電圧を印加することが可能とされる。これにより、フィラメント駆動時に駆動部に流れる電流を小さくすることができると共に、放射ノイズの低減を図ることができる。

さらにまた、実施形態としての表示装置においては、駆動部は、アノードを駆動するドライバ回路を含む第一集積回路（第一ＩＣ２又は第一ＩＣ２Ａ）と、フィラメントを駆動するドライバ回路を含む第二集積回路（第二ＩＣ３）とを有し、昇圧制御部が第二集積回路に設けられている。

これにより、第一集積回路のサイズが過大となることの防止を図ることが可能とされる。
アノードの駆動回路はフィラメントの駆動回路に対して回路規模が大きく、仮に昇圧制御部を第一集積回路側に設けた場合には第一集積回路のサイズが過大となる虞がある。第一集積回路のサイズが過大となると、蛍光表示管の基板上に対する第一集積回路及び第二集積回路の配置自由度が低下する虞がある。
そこで、第二集積回路側に昇圧制御部を設けたことで、第一集積回路のサイズが過大となることの防止を図ると共に、第一、第二集積回路のサイズバランス均衡化を図る。これにより、第一、第二集積回路の配置自由度向上を図ることができ、蛍光表示管の設計に係る負担軽減を図ることができる。

また、実施形態としての蛍光表示管（１又は１Ｂ）は、電子を放出するフィラメントと、電子の移動を制御するアノード電極上に蛍光体が形成されたアノードとを少なくとも有し、表示装置に搭載される蛍光表示管であって、蛍光表示管の外部に設けられ、出力電圧を変圧可能な昇圧部を有すると共に単一電源からの入力電圧に基づきフィラメントの電源電圧とアノードの電源電圧とを得る単一の電源系について、昇圧部の昇圧動作を制御して該昇圧部に少なくともアノードの電源電圧を生成させる昇圧制御部（３ａ）と、電源系で得られるフィラメントの電源電圧、及びアノードの電源電圧を入力し、フィラメント、及びアノードを駆動する駆動部（第一ＩＣ２及び第二ＩＣ３、又は第一ＩＣ２Ｂ及び第二ＩＣ３）と、を備えるものである。

このような実施形態の蛍光表示管によっても、上記した実施形態としての表示装置と同様の作用及び効果が得られる。

また、実施形態としての蛍光表示管においては、フィラメントを複数本有し、駆動部は、個々のフィラメントを個別に駆動可能とされている。

さらにまた、実施形態としての蛍光表示管においては、駆動部は、アノードを駆動するドライバ回路を含む第一集積回路（第一ＩＣ２又は第一ＩＣ２Ａ）と、フィラメントを駆動するドライバ回路を含む第二集積回路（第二ＩＣ３）とを有し、昇圧制御部が第二集積回路に設けられている。

これにより、第一集積回路のサイズが過大となることの防止を図ることが可能とされる。また、第一、第二集積回路のサイズバランス均衡化が図られる。
従って、第一、第二集積回路の配置自由度向上を図ることができ、蛍光表示管の設計に係る負担軽減を図ることができる。

＜５．変形例＞

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれまでで説明した具体例に限定されるべきものではない。
例えば、上記では、フィラメントＦｉから放出される電子を加速させるためのグリッドＧｒを有する蛍光表示管に対して本発明が適用される場合を例示したが、本発明は、グリッドＧｒが省略されたいわゆる２極管構造が採られた蛍光表示管にも好適に適用することができる。

また、本発明は、ＣＩＧ−ＶＦＤ以外のＶＦＤにも好適に適用することができる。例えば、フィラメントとアノード（及びグリッド）の各電極とそれら電極に駆動電圧を与える集積回路装置とが共通の基板に形成されると共に、該集積回路装置がフィラメントとアノード（及びグリッド）を封止する密封容器の外に位置された所謂ＣＯＧ（Chip Out Glass）−ＶＦＤに対しても本発明は好適に適用することができる。

１、１Ｂ蛍光表示管、１ａ表示管基板、Ａｎアノード、Ｆｉフィラメント、Ｇｒグリッド、２、２Ｂ第一ＩＣ、３第二ＩＣ、３ａ昇圧制御部、ｆ１ａ〜ｆ４ａ、ｆ１ｂ〜ｆ４ｂフィラメント端子、１００、１００Ａ、１００Ｂ表示装置、１０２、１０２Ａ電源、１０３、１０３Ａ昇圧部、１０４ステップアップ回路、１０５チャージポンプ回路

Claims

電子を放出するフィラメントと、前記電子の移動を制御するアノード電極上に蛍光体が形成されたアノードとを少なくとも有する蛍光表示管と、
前記蛍光表示管の外部に設けられ、出力電圧を変圧可能な昇圧部を有し、単一電源からの入力電圧に基づき前記フィラメントの電源電圧と前記アノードの電源電圧とを得る単一の電源系と、
前記蛍光表示管に設けられ、前記昇圧部の昇圧動作を制御して該昇圧部に少なくとも前記アノードの電源電圧を生成させる昇圧制御部と、
前記蛍光表示管に設けられ、前記電源系で得られる前記フィラメントの電源電圧、及び前記アノードの電源電圧を入力し、前記フィラメント、及び前記アノードを駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、
前記アノードを駆動するドライバ回路を含む第一集積回路と、前記フィラメントを駆動するドライバ回路を含む第二集積回路とを有し、
前記昇圧制御部が前記第二集積回路に設けられた
表示装置。
前記昇圧部は、
前記昇圧制御部により昇圧動作が制御されるステップアップ回路と、
前記ステップアップ回路の出力電圧に基づき、該出力電圧よりも電圧値の高い電圧を生成するチャージポンプ回路とを有する
請求項１に記載の表示装置。
前記駆動部は、
前記ステップアップ回路の出力電圧を前記フィラメントの電源電圧として入力し、前記チャージポンプ回路の出力電圧を前記アノードの電源電圧として入力する
請求項２に記載の表示装置。
前記蛍光表示管は、
前記フィラメントから放出された熱電子を加速させるグリッドを有し、
前記駆動部は、
前記フィラメント、前記アノード、及び前記グリッドの駆動を行うと共に、
前記単一電源からの入力電圧を前記フィラメントの電源電圧として入力し、前記ステップアップ回路の出力電圧を前記グリッドの電源電圧として入力し、前記チャージポンプ回路の出力電圧を前記アノードの電源電圧として入力する
請求項２に記載の表示装置。
前記昇圧部は、
前記昇圧制御部により昇圧動作が制御されるステップアップ回路を有し、
前記駆動部は、
前記単一電源からの入力電圧を前記フィラメントの電源電圧として入力し、前記ステップアップ回路の出力電圧を前記アノードの電源電圧として入力する
請求項１に記載の表示装置。
前記蛍光表示管は、前記フィラメントを複数本有し、
前記駆動部は、個々の前記フィラメントを個別に駆動可能とされた
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の表示装置。
電子を放出するフィラメントと、前記電子の移動を制御するアノード電極上に蛍光体が形成されたアノードとを少なくとも有し、表示装置に搭載される蛍光表示管であって、
出力電圧を変圧可能な昇圧部を有すると共に単一電源からの入力電圧に基づき前記フィラメントの電源電圧と前記アノードの電源電圧とを得る、前記蛍光表示管の外部に設けられた単一の電源系について、前記昇圧部の昇圧動作を制御して該昇圧部に少なくとも前記アノードの電源電圧を生成させる昇圧制御部と、
前記電源系で得られる前記フィラメントの電源電圧、及び前記アノードの電源電圧を入力し、前記フィラメント、及び前記アノードを駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、
前記アノードを駆動するドライバ回路を含む第一集積回路と、前記フィラメントを駆動するドライバ回路を含む第二集積回路とを有し、
前記昇圧制御部が前記第二集積回路に設けられた
蛍光表示管。
前記フィラメントを複数本有し、
前記駆動部は、個々の前記フィラメントを個別に駆動可能とされた
請求項７に記載の蛍光表示管。