JPH05505248A - 無線周波駆動型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 筆　ＦＰ六 関連出願についてのクロスリファレンス本出願は１９８９年１月３日付けで出願 され本出願人に譲渡された同時継続米国出願篇２９２７８６号でクレームされた 発明を開示するがクレームはしていない。

発明の分野 本発明は情報、データおよび画像等の大規模ビデオ表示装置に関するものであり 、詳述すると、ビクセルとし発明の背景 かかるランプ配列に関する応用分野にはスポーツ競技場における宣伝あるいは瞬 時的な再生動作のための表示盤が含まれる。かかる配列の一タイプがビクセルを 形成するために３個またはそれ以上をグループにして構成された多数の蛍光ラン プの使用を含む。各ビクセルは、各原色（すなわち青と赤と緑）ごとに一つの光 源を包摂する。数十個のビクセルからなる配列における各ビクセルの選択的な励 起は、離れたところにいる観察者にたいしてテレビ画面に類似した画像を提供で きる。各ビクセル内の原色光源の相対的な励起は、観察者がそのビクセルから発 していると知覚する色を決定しそして全体として完全な色像を知覚するのに必要 な色情報を決定する。各ランプは、青色光、赤色光または緑色光を投射する原色 燐光層が被着される。

従来、各ランプは、従来のけい光ランプ製造の技術から選択される少なくとも一 つのカソードを包摂する。カソードは低仕事関数材料で適宜含浸されそれゆえ高 温度へ上昇せられるときに豊富な放射電子源である。ランプはさらに低圧力（標 準的には数トル）にてそして少量の水銀にてたとえばアルゴン等の貴ガスをも包 摂する。電子はカソードにより発射されそしてカソードおよびアノード間に印加 される電圧により加速される。複数の電子のうちのあるものが水銀原子の励起を 招（衝突を行い順次２５４ｎｍの紫外放射を投射する。この放射は燐光体により 変換され色光を発生する。アノードはけい光管中を流れる電荷の収集体として供 され、そして電子電流量および２５４ｎｍの放射の強度それゆえ個別のビクセル 要素により投射される光の明るさを制御する電圧を供給する電極である。

ビデオ表示装置で使用するのに適したけい光ランプまたはランプ配列の例がノブ ス（Ｎｏｂｓ）による米国特許第４，５５９，４８０号、チラシ（Ｔｅ　ｌ　ｌ 　ａｎ）らによる米国特許第４，６４９，３２２号およびイマムラ（Ｉｍａｍｕ ｒａ）らによる米国特許第４，６６５．３４１号明細書に開示されている。これ ら米国特許において教示された各ランプまたはランプ配列は少くとも一対の電極 を包摂する。

かかるけい光ランプを使用する際の一つの困難性が、必要とされる上昇温度で徐 々に蒸気化されそして燐光体が被着されたランプの壁部へ引き続き被着されるカ ソード放射性物質の悪影響に関するものである。これは、ランプの光出力を徐々 に減少させるいくつかの様構のうちの一つでありそして非常に小寸法のランプに おいて特に厄介なものである。大規模表示応用の分野において、この徐々の減光 作用は特にそれが数百時間という時間尺度で生じ得る場合の像品質の劣化が原因 で厄介である。劣化過程におけるいずれの不均衛も不均一な像の明るさまたは色 を生じかつまたランプの置換は過剰に明るいビクセルとして際立ち得る。

従来のけい光ランプ技術における別の潜在的な問題が使用されるガラス−金属間 封止である。これは良好に確立された技術でありそして非常に高い信頼性で実現 できるが、単一の表示装置における数十万個のランプの使用は、これら封止の信 頼性ならびにこれらが支持する電極構造体に対して従来にないほどの厳密な要求 を課する。

改善された信頼性を有するランプを使用しかつ劣化が極端に緩慢な表示装置に対 する需要があることは明らかである。

普通に使用される個別のランプは標準的にはＩＷ近傍のパワーレベルで動作する 。したがって、各ランプは、標準的な大型表示装置について合計すると１０〜１ ００ｋＷ程度となるパワー量が個別に供給されねばならない。カソード加熱また は予熱のための個別のランプの条件に依存して追加の結線が必要とされ得る。パ ワー回路は費用がかかりかつ複雑で構成および修理を困難にしてしまう、それゆ え、光投射ビクセルの結線および嵌合いの複雑さおよび費用の低減に対する必要 性が存在する。

発明の概要 それゆえ、本発明の目的は、従来技術のこれらの欠陥を排除することである。

本発明の特定の目的は、信頼性が高く動作寿命が長いビデオディスプレイを提供 することである。

本発明の他の特定の目的は、エネルギの点で効率的であり、低価額で構成し得る ビデオディスプレイを提供することである。

本発明の一側宜において、これらの目的は、前壁および後壁により画定される金 属ハウジングを備久るビデをディスプレイを提供することによって遂行される。

　前壁は、側壁により後壁から離間されている。前壁には、該前壁内に形成され る隣接する円筒状表面により各々囲まれた複数の孔が画定されている。ビデオデ ィスプレイはさらに、複数の無電極ランプを備えている。各ランプは、前壁内の 対応する孔内に配！されている。ＲＦ（無線周波数）エネルギ発生手段が、ハウ ジングにＲＦエネルギを供給する。へウジング内に結合手段が設けられており、 ＲＦエネルギ発生手段からのＲＦエネルギを無電極ランプに結合する。結合手段 は、各ランプを取り巻く円筒状表面を含む。

本発明の他の教示に従うと、結合手段は、ハウジング壁内に配置されかつハウジ ング壁から隔絶された導電板手段を備えている。導電板手段は、等電位基準を提 供して等しいランプ付勢を容易にするように、ＲＦエネルギ発生手段に結合され ている。好ましくは、各ランプは、導電板手段に近接して一端部を有するのがよ い。

本発明のさらに他の側面において、ビデオディスプレイは、さらに、導電板手段 と各ランプとの間に結合され　−でいて個々のランプ制御装置を提供するための スイッチ手段（例えば半導体スイッチ）を備えている。

本発明のさらに他の教示に従うと、結合手段は、ＲＦエネルギ発生手段とランプ との間に結合されていて、ビデオディスプレイのインピーダンスをＲＦエネルギ 発生手段に整合するためのインピーダンス整合手段を備えている。好ましい実施 例において、インピーダンス整合手段は、コンデンサおよび誘導性変圧器より成 るタンク回路を備え手いる。好ましくは、コンデンサは可変がよい。

本発明の他の目的、利点および新規な特徴は、以下の説明に記載されており、一 部は以下の説明を検討することにより等業者には明らかであろう。

図面の簡単な説明 本発明は、図面を参照してなされた以下の説明がら一層明らかとなろう。

第１図は、本発明のビデオディスプレイの一部除去の正面図である。

第２図は、ビデオディスプレイの１実施例の断側面図発明を実施するための最良 のモード 本発明を他の目的、利点とともに一層よく理解するため、以下上述の図面を参照 して説明する。

図面を詳しく参照すると、この図には、複数の無電極ランプ２６を含む無線周波 数（ＲＦ）エネルギ駆動ビデオディスプレイ１０の好ましい実施例の正面図が示 されている。ビデオディスプレイ１ｏは、後面１４および前面１６により画定さ れた箱状ハウジング１２を備える。

前壁１６は、４枚の側壁１８によって後壁１４から離間されている。前壁、後壁 および側壁は、アルミニウムのような金属から形成し得る。

前壁１６には複数の孔２０が形成されている。番孔２０は、前壁１６に形成され た隣接する円筒状表面２２によって包囲ないし画定されている。ハウジング１２ 内には、好ましくは外部ＲＦエネルギ発生装置３０に電気的に接続された導電板 ３４が配置されているのがよい。

表面２２および導電板３４の目的は追って論述する。前壁１６内の各孔２０内に は、無電極ランプ２６が配置されている。第２図および第３図にもっともよく示 されるように、導電板３４は、各ランプの一端部に近接して配置される。番孔の 直径は、それぞれのランプの直径より若干太き（選ばれる。各ランプの長手方向 軸線は、前壁１６に対して垂直に配！されている。

例示の目的で、前壁の限定された数の孔しかランプを含むものとして示されてい ない、実際には、すべての孔が無電極ランプを含むことになる。また、第１図に は限一定された数の孔またはランプ（９×９のマトリクスで８１）しか示されて いない。実際には、ディスプレイは数千の孔を有しており、各々１つのランプを 含んでいる。

ＲＦエネルギ発生装置３０が、５０Ωの接続同軸ケーブル３２を介してハウジン グ１２の内部にＲＦエネルギを供給している。ハウジングに供給されるパワーの 周波数は、好ましくは１０ないし１００　ＭＨｚである。

第１図に例示されるように、インピーダンス整合回路が設けられているが、該回 路は、ＲＦエネルギ発生器３０とランプ２６との間に接続されたコンデンサ４０ と誘導変圧器４２より成るタンク回路３８より成る。コンデンサ４０の一端は導 電板３４に接続されており、その他端は側壁１８の一つに接続されている。変圧 器４２の一端は、コンデンサ４０および導電板３４の接続点に接続されている。

変圧器４２の他端は、側壁１８の一つに接続されている。変圧器４２のタップ巻 線は、従来形式の壁取付はケーブルコネクタの中心接点にワイヤにより接続され ている。タップ巻線を接続するワイヤは、該ワイヤが貫通する側壁から電気的に 隔絶塔れている。壁取付はケーブルコネクタの外部殻体と全ハウジングは、接地 電位に電気的に接続されている。同軸ケーブル３２に接続された適当なコネクタ （第２図および第３図に仮想線で示される）が、壁取付はコネクタに係合する。

タンク回路３８は、ＲＦエネルギ発生装置のインピーダンスをビデオディスプレ イのインピーダンスに整合させる。好ましくは、コンデンサ４０は、タンク回路 ３８が所望の共振周波数に同調し得るように、可変とし得る。一つの適当な周波 数は４０．６８ＭＨｚである。

無電極ランプ２６は、低圧の希ガスとある量の水銀とより成る充填材料を含む管 状の外囲器から形成される。

外囲器の全内面またはハウジングの外部に延び出る部分のみが、適当な燐光体で 被覆されている。外囲器内の放電による充填物質の励起により紫外線が発生し、 これが燐光体被覆を励起して、燐光体の組成により支配されるスペクトル領域に て可視光線を放射する。

ＲＦエネルギ発生装置３０により供給されるＲＦエネルギは、ハウジング１２内 において各無電極ランプに容量的に結合さハる。ランプにＲＦエネルギを結合す るための手段は、各ランプを取り囲む前壁１６内の上述の円筒状表面を導電板３ ４とともに含む。第２図および第３図に例示されるように、導電板３４は、取付 は絶縁体３６により後壁１４から電気的に隔絶されている。適切な離間により、 導電板３４は前壁１６および側壁１８から隔絶されている。導電板３４は、ＲＦ エネルギに対して等電位基準面を提供し等しいランプ付勢を容易にする。ただし 、その寸法が対応する周波数の波長よりずっと小さいことを条件とする。導電板 は、例えば、金属固体シート、金属メツシュスクリーンまたは例えば銅被覆印刷 回路板のような金属化箔が配された絶縁材料とし得る。

動作において、ＲＦエネルギは、ランプの一端部に近接する導電板部分とランプ を囲む円筒状表面との間に強い電界を発生する。この電界は、無電極ランプ充填 材料の破壊および励起を生じさせるに十分である。ランプ内に発生される低圧力 ＲＦ放電は、紫外線放射線を放射させ、これがランプの内壁上の燐光体被覆に吸 収され、その後可視光線に変換される。

第２図の実施例においては、ビデオディスプレイ内の全ランプは、並列に動作し ている。その結果、全ランプは一緒に照明する。この種のディスプレイは、例久 ば、白・黒またはカラーで固定像またはテキストを表示するのに使用し得る。こ の点に関連して、像またはテキストば、例えば、背景を形成する残部の色と異な る色を有するランプによって形成される。ディスプレイは、異なる着色ランプを 単に置換または再装置することによっτ容易に変更し得る。代わりに、ディスプ レイは、液晶ディスプレイに対するバックライトを提供するように使用できる。

第３図に例示される他の実施例においては、導電板３４と各ランプ２６との間に 半導体スイッチ４６が結合される。スイッチは中央制御ユニット（図示せず）に 接続されており、これが個々のランプの動作を制御する。

多数のビクセルより構成し得るこの種のディスプレイは、例えば動くテキストま たはテレビジョン情報を表示するのに有用である。各ビクセルは１群の３つの無 電極ランプから形成されるが、各ビクセルのグループ化されたランプは、各原色 すなわち赤、緑および青にて光源を提供する。

本発明の教示に従うビデオディスプレイの代表的な、ただし限定的でない例とし て、ビデオディスプレイは、１７、７８ｃ＋ｓ　（７，０インチ）長、１７．７ ８（７，０インチ）幅および（６，３５ｃｍ）　２．５インチの深さの矩形形状 鋳造アルミニウム箱から構成される。前壁は、６×９マトリクスに配！された５ ４の孔を含んでいる０箱内には、１６．５１ｃｍ（６，５インチ）　Ｘ　１１． ９４（４，ツイフチ）の導電板が配置され、数本の絶縁体により後板から隔絶さ れている。導電板は、４０、６８ＭＨｚにて約１００ｖのＲＦパワーにより付勢 される。アルミニウム箱内には整合用タンク回路が配置されており、そしてこれ は、誘導変圧器と可変空気コンデンサとより成っている。変圧器は、０．３２ｃ ｍ　（１／８インチ）鋼管から作られた１インチ直径の４巻線より構成される。

巻線１と２の間にタップが提供される。コンデンサは２５ピコフアラツドの最大 容量を有する。各ランプは１．２７ｃＩａ　（１／２インチ）直径の管から構成 され、３．１８ｃｍ　（１・１７４インチ）の全長を有している。各ランプの内 面上には燐光体被覆が配置されている。ランプは、３．０トルの１００％アルゴ ンと、ある量の水銀が充填されている。各ランプの破壊（すなわち始動）電圧は ７５ないし８０ワツトである。

以上、改良されたビデオディスプレイを図示説明した。本発明の教示にしたがっ て構成されたランプは、この種のディスプレイとともに従来使用されているラン プの多くの制約を有していない。例えば、電極の焼滅が本発明で使用されている ランプの故障の原因となることはあり得ない。同様に、燐光体の表面上への電極 材料のスパッタリングでその黒化を生ずることも完全に排除される。さらに、金 属−ガラスまたはセラミックシールの問題も完全に排除される。加えて、無電極 設計のため、ランプの配線およびソケット取付は価額および複雑性も低減される 。従来よりも信頼性の高いランプを有することの追加の利点は、ランプの交換に 伴うサービス黄胴の低減である。無電極ＲＦクランプ、電極の欠如により端部お よびカソード加熱損失は排除される、従来形式のディスプレイにおいて使用され る普通の蛍光ランプよりもより効率的である。

以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明の技術思想から逸脱 することな（、種々の変化変更をなし得るものであることは当業者には明かであ ろう。それゆえ、特許請求の範囲は、本発明の真の技術思想内にあるすべての変 化・変更を包含することを意図するものである。上述の説明および図面に記載さ れるものは、単に例示であり、限定としてみらるべきものではない。

特表千５−５０５２４８　（５） 国際調査報告 国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．後壁および前壁を備え、前壁が側壁により前記後壁から離間されておりかつ 当該前壁に形成された隣接する円筒状表面により各々囲まれた複数の孔を備えて いる金属ハウジングと、 前記前壁内のそれぞれの孔内に各々配置された複数の無電極ランプと、 ＲＦエネルギを前記ハウジングに供給するためのＲＦ発生手段と、 前記ハウジング内に配されかつ前記各ランプを囲む前記円筒状表面を内包し、前 記ＲＦエネルギ発生手段からのＲＦエネルギを前記無電極ランプに結合するため の結合手段と を備えるビデオディスプレイ。
2. ２．前記結合手段が、前記ハウジング内に配置されかつ該ハウジングの前壁から 隔絶された導電板手段を備え、該導電板手段が、等電位基準を提供して等しいラ ンプ付勢を容易にするように前記ＲＦエネルギ発生手段に結合されている請求の 範囲第１項記載のビデオディスプレイ。
3. ３．前記各ランプが、前記導電板手段に近接して一端部を有している請求の範囲 第２項記載のビデオディスプレイ。
4. ４．前記導電板手段を前記ハウジングの前壁から隔絶するための絶縁手段を備え ている請求の範囲第２項記載のビデオディスプレイ。
5. ５．前記導電板手段と前記各ランプとの間に配置され、個々のランプ制御装置を 提供するスイッチ手段を備える請求の範囲第２項記載のビデオディスプレイ。
6. ６．前記スイッチ手段が半導体スイッチを含む請求の範囲第５項記載のビデオデ ィスプレイ。
7. ７．前記ＲＦエネルギ発生手段と前記ランプとの間に結合されており、ビデオデ ィスプレイのインピーダンスを前記ＲＦエネルギ発生手段に整合させるインピー ダンス整合手段を備える請求の範囲第１項記載のビデオディスプレイ。
8. ８．前記インピーダンス整合手段が、コンデンサおよび誘導性変圧器より成るタ ンク回路を備える請求の範囲第７項記載のビデオディスプレイ。
9. ９．前記コンデンサが可変である請求の範囲第８項記載のビデオディスプレイ。