JPH08179722A - 低減電力消費モードを持つ電界放射ディスプレイ装置 - Google Patents

低減電力消費モードを持つ電界放射ディスプレイ装置

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JPH08179722A
JPH08179722A JP7237367A JP23736795A JPH08179722A JP H08179722 A JPH08179722 A JP H08179722A JP 7237367 A JP7237367 A JP 7237367A JP 23736795 A JP23736795 A JP 23736795A JP H08179722 A JPH08179722 A JP H08179722A
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ディー．レバイン ジュレス
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 携帯用計算機に十分使えるように電界放射カ
ラーディスプレイ装置の電力消費量を最小にする手段を
提供する。 【解決手段】 電力低減装置（４０）を備える電界放射
カラーディスプレイ装置であって、３つの機能により電
力を低減する。第１機能はアノード片（１２）の３つの
櫛に高電圧を順次切り替えて与えることを禁止し、全て
のアノード片（１２）に一定の高電圧を与えてアノード
切替え電力をゼロにする。第２機能はクロック信号を列
駆動器（１８）と行アドレス計数器／復号器（２０）に
供給して、カラー動作中に用いるクロック信号の周波数
の３分の１にすることにより、容量性電力をカラー表示
より３分の２減少させる。第３機能は表示を反転する。
データアナライザ（６０）はホストからビデオ制御器
（１６）に送るデータを検知し、ビデオ制御器（１６）
が列駆動器（１８）に与える表示データを反転表示する
ように変更するかどうかを決定する。

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、携帯用電界放射
平板カラーディスプレイ装置に関し、より詳しくは、こ
の種の装置を低減した電力消費で選択的に動作させて、
携帯用ディスプレイ装置が電池で動作する時間を延ばす
ための構造と方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯用計算機の出現により、軽量でコン
パクトで電力効率の良いディスプレイ装置の需要が非常
に高まった。このディスプレイ装置の表示機能は大きさ
と重さに制限があって従来の陰極線管（ＣＲＴ）を使う
ことができないので、明るさ、解像度、表示の多様性、
電力消費などの表示特性が同等またはより優れた、満足
できる平板ディスプレイの研究に対する関心が高くなっ
た。このような研究の結果、応用によっては有用な平板
ディスプレイが作られたが、従来のＣＲＴに匹敵するよ
うなディスプレイはまだ作られていない。
【０００３】現在、ラップトップおよびノートブック計
算機にはほとんど液晶ディスプレイが使われている。Ｃ
ＲＴに比べると、液晶ディスプレイはコントラストが悪
く、視角が限られており、またカラー方式は電力消費が
大きくて電池で長時間動作させることができない。更
に、カラースクリーンは同じ寸法のＣＲＴよりはるかに
コストが高い。
【０００４】液晶ディスプレイはこのような欠点を持っ
ているので、業界では電界放射ディスプレイが次第に注
目されるようになった。この方式の平板ディスプレイ
は、マトリクスでアドレス指定できる配列にした、点状
の薄膜の冷電界放射カソードとけい光発光スクリーンを
備えるアノードとの組み合わせを用いる。電界放射現象
は１９５０年代に発見されたもので、ＳＲＩインターナ
ショナルのチャールスＡ．スピント(Spindt)などの多く
の研究者の広範な研究によりこの技術は改善されて、安
価で、低電力で、高解像度で、コントラストの優れた、
完全カラーの平板ディスプレイを作る可能性が生じるま
でになった。
【０００５】平板ディスプレイ装置は、米国特許第４，
８５７，７９９号、チャールス Ａ．スピント他の「マ
トリクスでアドレス指定する平板ディスプレイ」、１９
８９年８月１５日発行、に開示されている。この装置は
カソード発光型の個々にアドレス指定できる発光手段の
マトリクス配列で、カソードとＣＲＴ型の発光手段とを
組み合わせて、電子が衝突すると可視光を出す。各カソ
ード自身はエミッタ板上の薄膜電界放射カソードの配列
であって、発光手段は、カソードのすぐ近くに設けた透
明な面板の上のけい光体皮膜である。
【０００６】スピント他の特許が開示したエミッタ板
は、個々にアドレス指定可能な多数の垂直な導電片を備
える。各カソードは、エミッタ板上の垂直な片から上方
に面板に向かって突き出た、多数の間隔をあけた電子放
射チップを備える。電導性のゲート電極をチップの近く
に設けて電子を放射させ制御する。ゲート電極は多数の
個々にアドレス指定可能な、水平の片を備える。水平な
片はカソード片と直交し、放射された電子が通過できる
開口を備える。ゲート電極片はエミッタ構造の上部の面
にわたって延びる画素の１行全体に共通で、カソード片
の配列とは電気的に絶縁されている。アノードはインジ
ウムすず酸化物などの導電性の透明な材料の薄膜で、面
板の内面を覆う。
【０００７】カソードのマトリクス配列は、直交関係に
あるカソードとゲートを通常の従来のマトリクスアドレ
ス指定方式でアドレス指定することにより活動状態にな
る。選択された片に沿った、例えば１列に沿った、ディ
スプレイの特有のカソードは付勢されるが、残りのカソ
ードは付勢されない。選択されたカソード片と直交する
選択された片のゲートも付勢されるが、残りのゲートは
付勢されない。その結果、選択された水平片と垂直片の
交点にある画素のカソードとゲートは同時に付勢され、
電子を放出して所望の画素を表示する。
【０００８】スピント他の特許は、個々の画素を付勢す
るのではなく、画素の１行全体を同時に付勢することが
望ましいと教示している。ラスタ走査方式で個々の画素
を順次付勢するのとは異なり、この方式は順次に線を付
勢して表示フレームを与える。このため、各板の負荷サ
イクルが延びて明るさが大きくなる。
【０００９】電界放射表示方式の別の進歩は、米国特許
第４，９４０，９１６号、ミッチェル・ボレル他の、
「微小点放射カソードを備える電子源と、前記源を用い
た電界放射により励起されたカソード発光による表示手
段」、１９９０年７月１０日発行と、米国特許第５，１
９４，７８０号、ロバート・メイヤーの「マイクロチッ
プ放射カソードを備える電子源」、１９９３年３月１６
日発行と、米国特許第５，２２５，８２０号、ジャン・
フレデリック・クレル(Jean-Frederic Clerc) の「マイ
クロチップ３色けい光スクリーン」、１９９３年７月６
日発行、に開示されている。これらの特許をこの出願の
引例として示す。
【００１０】クレルの特許（第５，２２５，８２０号）
が開示する３色電界放射平板ディスプレイは、カソード
電極とゲート電極を備える第１基板と、第１基板に面
し、アノード電極を備える規則的に間隔をあけた平行導
電片を持つ第２基板とを備える。これらの片は、赤で発
光する第１材料と、緑で発光する第２材料と、青で発光
する第３材料で交互に覆われており、同じ発光材料で覆
われている導電片は電気的に相互に接続されている。
【００１１】クレルの特許は、３色電界放射平板ディス
プレイにアドレス指定する過程を開示している。この過
程は、各組の相互に接続されたアノード片を定期的に第
１ポテンシャルに順次上げることを含む。この第１ポテ
ンシャルは、選択されたアノード片の色で発光させるす
なわち「スイッチを入れる」画素に対応する、カソード
導体のマイクロチップが放射する電子を引きつけるのに
十分である。選択されていないアノード片のポテンシャ
ルは、マイクロチップが放射する電子を反発するように
設定される。すなわちこれらの選択されていないアノー
ドを覆う発光材料のしきい値カソード発光エネルギーレ
ベルより低いエネルギーレベルを持つ。
【００１２】線毎にマトリクスにアドレス指定する方式
のスピント他の特許（第４，８５７，７９９号）と、ア
ノード切替え方式のクレルの特許（第５，２２５，８２
０号）を組み合わせると、一般的な電界放射平板カラー
ディスプレイを用いて各表示フレームを作る過程は、加
速するポテンシャルを赤のアノード片に与える一方でそ
の列線（カソード電極）に与えられるそのフレームの対
応する赤のビデオデータで行線（ゲート電極）を順次ア
ドレス指定し、加速するポテンシャルを緑のアノード片
に切り替える一方でその列線に与えられるそのフレーム
の対応する緑のビデオデータで２度目にその行線を順次
アドレス指定し、加速するポテンシャルを青のアノード
片に切り替える一方でその列線に与えられるそのフレー
ムの対応する青のビデオデータで３度目にその行線を順
次アドレス指定することを含むことが分かる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上に述べた型の電界放
射平板カラーディスプレイは、同等のカラー液晶ディス
プレイ装置に比べてエネルギーの消費が非常に少ない。
一例として、対角線１０インチ（２５４ｍｍ）のＶＧＡ
電界放射ディスプレイの電力消費は２ワット程度が期待
されるが、同等のカラー液晶ディスプレイの電力消費は
約６ワットである。携帯用計算機システム内では表示ス
クリーンがエネルギーを最も消費する傾向にあるので、
ディスプレイとして電界放射装置を使う方が、液晶装置
を使うより電池の動作寿命を延ばすことができる。また
は同じ動作寿命に対して、電界放射装置をディスプレイ
として用いる方が、液晶ディスプレイ装置よりも小さく
て軽量の電池を使うことができる。そうだとしても、現
在の技術によって、この種のシステムの質の基準として
よく用いられる大陸横断中または大陸間横断中に、電池
パック１個でカラーノートブック計算機を動作させるこ
とができるかどうかは分からない。従って、携帯用計算
機を電池で動作させる時間を延ばすため、および／また
は電池の寸法を小さくするために、電界放射ディスプレ
イ装置が消費する電力を更に減らすことが望ましい。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明の原理に従っ
て、電界放射カラーディスプレイ装置をここに開示す
る。この装置は、装置を通常電力消費モードと低減電力
消費モードとに切り替える手段と、装置が低減電力消費
モードにあるときは表示特性を単色表示に変更する手段
を備える。
【００１５】更にこの発明の原理に従って、表示が欧数
字および図形記号を持つ情報部分と背景部分とを含む、
電界放射カラーディスプレイ装置を開示する。この装置
は、通常電力消費モードと低減電力消費モードとに切り
替える手段と、装置が低減電力消費モードにあるとき
は、情報部分の表示が背景部分の表示より相対的に明る
くなるように表示特性を変更する手段を備える。
【００１６】この発明の望ましい一実施態様では、電界
放射カラーディスプレイ装置は、複数の行導体と交差す
る複数の列導体を備えるエミッタ板と、各行導体と列導
体の交点にある電子エミッタと、エミッタ板に隣接する
アノード板を含む。アノード板は色発光材料で交互に覆
われている導電片を備え、同じ発光材料で覆われている
導電片は電気的に相互接続して、各色に対応する櫛状の
構造を形成する。
【００１７】望ましい実施態様は更に、複数の列導体に
表示データ信号を与える駆動器を含む列回路と、複数の
行導体にポテンシャルを順次与える駆動器を含む行回路
と、列回路と行回路へのクロック信号を発生して電子エ
ミッタから選択的に放射させる手段を備え、変更手段は
装置が低減電力消費モードにあるときはクロック信号の
周波数を減らす。
【００１８】望ましい実施態様は更に、装置が通常電力
消費モードにあるときはアノード片を電気的に相互接続
する櫛に順次切替えポテンシャルを与える手段を備え、
前記変更手段は装置が低減電力消費モードにあるときは
アノード片の各櫛に一定のポテンシャルを与える。
【００１９】この発明の一実施態様では、装置を限られ
た時間だけ動作させることのできる第１電源に結合する
手段と、装置を第２電源に結合する手段とを備える。た
だし、装置が第２電源から遠く離れている場合は、第１
電源が装置に電力を供給する。低減電力消費モードは、
第１電源の電圧レベルが所定のしきい値に落ちたと決定
したとき起動する。または、低減電力消費モードは、第
２電源からのポテンシャルがないと検出したときに起動
する。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は、この発明に従う電力低減
装置４０を備える電界放射ディスプレイ電子システムの
ブロック図を示す。このシステムは、例えばスピント他
の特許（第４，８５７，７９９号）に述べられている型
のマトリクスでアドレス指定可能なエミッタ板１４と、
例えばクレルの特許（第５，２２５，８２０号）に述べ
られている型の３色アノード板１０を備える。アノード
１０はアノード電極を備える、複数の、規則的に間隔を
あけた、平行な導電片１２R 、１２G 、１２B （まとめ
て片１２と呼ぶ）を備える。これらの片１２は、赤で発
光する第１材料と、緑で発光する第２材料と、青で発光
する第３材料で交互に覆われており、同じ発光材料で覆
われている導電片を電気的に相互に接続して櫛状の構造
を形成する。前に説明したように板１０と１４を向かい
合わせに設け、エミッタ板１４から放出された電子はア
ノード板１０の高ポテンシャルアノード片１２R 、１２
G 、１２Bに引かれる。
【００２１】アノード電源３４は電力コンバータ３０に
応答して、一般に３００ないし８００ボルト程度の高電
圧をアノード電圧切替え制御３６に与える。アノード電
圧切替え制御３６はアノード片１２R 、１２G 、１２B
の３つの櫛に電圧を順次与え、これらの各電圧を対応す
る発光材料の明るさ特性に従うレベルに設定する。
【００２２】マトリクスでアドレス指定可能なエミッタ
板１４の列線（カソード電極）（図示せず）は、個々に
列駆動器１８に結合する。駆動器１８は、ビデオ制御器
１６により元の混合信号から別個の赤、緑、青の表示フ
レームにフォーマットされたビデオデータをホスト装置
から受ける。この例では、ビデオ制御器１６はビデオデ
ータをＶＧＡ標準に従って処理し、一般に６４０本の平
行線のデータを６４０個の列駆動器１８に出力して、表
示の１行の１つの色成分を与える。ＣＬＫ入力端子にク
ロック信号を受ける度に、ビデオ制御器１６からのデー
タを列駆動器１８にラッチする。
【００２３】マトリクスでアドレス指定可能なエミッタ
板１４の行線（ゲート電極）（図示せず）は、個々に行
駆動器２２に結合する。行駆動器２２は、行アドレス計
数器／復号器２０から使用可能信号を受ける。装置２０
はＣＬＫ入力端子にクロック信号を受ける度に応答する
計数器と、各行駆動器２２に使用可能信号を順次与える
復号器を備える。この例では、装置２０の計数器は４８
０まで計数し、装置２０の復号器部分は４８０個の各行
駆動器２２に使用可能信号を順次与える。
【００２４】クロック発生器２４は、この発明のディス
プレイ装置のカラー動作中、マルチプレクサ２６のＡ入
力端子を経て列駆動器１８と行アドレス計数器／復号器
２０にクロック入力信号を与える。クロック信号が発生
する度に、１行のビデオデータ信号を列駆動器１８にラ
ッチし、行駆動器２２の中の１個を使用可能にする。各
表示フレームは３色それぞれについて１個の行駆動器２
２を使用可能にする必要がある。従ってこの例では、完
全な３色表示フレームには４８０ｘ３＝１，４４０のク
ロックパルスが必要である。
【００２５】望ましい装置では、ビデオ制御器１６、列
駆動器１８、行アドレス計数器／復号器２０、行駆動器
２２、クロック発生器２４は、全てエミッタ板１４を備
える基板上に作ってよい。
【００２６】この発明のディスプレイ装置の電源系統は
電源コンバータ３０を備え、電源コンバータ３０はＡＣ
電源４４か電池３２に応答して、システムに必要な電力
（アノード電源３４に必要な電力を含む）を供給する。
望ましい装置では、電源コンバータをＡＣ電源４４に結
合しているときは、電源コンバータは電池３２に充電電
流を与える。電源コンバータ３０を電源４４に結合して
いないとき、すなわちディスプレイ装置を携帯用として
用いているときは、システムの全ての電力を供給するた
めの電池３２が必要である。
【００２７】この発明では、ディスプレイ装置の電力消
費を低減させる機器が上述のディスプレイ装置内に組み
込まれているので、装置が電池３２から電力を取り出し
ている間の動作寿命が延びる、または所定の動作寿命に
対して電池３２の大きさと重さが減る。電力低減装置は
要素４０として示してあり、以下に特定の部品の実施態
様でではなく、実施する機能およびディスプレイ装置の
他の要素との関係で説明する。当業者はその機能の説明
から、このような機能を実現する電力低減装置４０をい
ろいろの構成にすることができると考えられる。
【００２８】低減電力消費モードでは、表示はカラーモ
ードから単色モードに切り替えられ、電力低減装置４０
は、ディスプレイ装置の電力低減にそれぞれ寄与する３
つの機能を行う。
【００２９】電力低減装置４０が行う第１機能は、カラ
ーモードから単色モードに切り替えることにより得られ
る。装置４０は「ＭＯＮＯ」信号を生成して、アノード
電圧切替え制御３６のＤＩＳＡＢＬＥ入力端子に与え
る。この信号はアノード板１０のアノード片１２R 、１
２G 、１２B の３つの櫛に順次に高電圧を切り替えて与
えることを不能にし、代わりに全てのアノード片１２に
一定の高電圧を与える。アノード電圧切替え機能を不能
にすることにより、アノード切替え電力がゼロになる。
【００３０】表示色は、電圧制御３８R 、３８G 、３８
B （まとめて電圧制御３８と呼ぶ）を用いて視聴者に快
い色相に調整することができる。電圧制御３８を抵抗で
示しているが、これは単に機能を表したものである。当
業者は、実際には電圧制御３８を固体ハードウエアおよ
び／またはプログラミング機能で実現することができ
る。
【００３１】電力低減装置４０が行う第２機能も、ディ
スプレイ装置をカラーモードから単色モードに切り替え
ることにより得られる。単色モードでは、ディスプレイ
は全ての行駆動器２２を表示フレーム毎に３度掃引する
必要がなく、単色を１度掃引すればよい。装置４０は
「ＣＬＯＣＫ」信号を生成してマルチプレクサ２６の選
択（ＳＥＬ）端子に与え、マルチプレクサ２６のＢ入力
端子の信号をその出力（ＯＵＴ）端子に結合する。従っ
てクロック発生器２４の出力端子とマルチプレクサ２６
との間に結合されている３分割回路２８は、カラー動作
中に用いるクロック信号の３分の１の周波数のクロック
信号を、列駆動器１８と行アドレス計数器／復号器２０
に供給する。この低減周波数クロック信号を用いると、
行駆動器回路２２と列駆動器回路１８とエミッタ板１４
が消費する容量性電力はカラーディスプレイの３分の１
になる。
【００３２】電圧低減装置４０が行う第３機能は、ビデ
オ制御器１６に結合する「ＩＮＶＥＲＴ」信号により表
示を反転することである。この機能は液晶ディスプレイ
を備える携帯用計算機にユーザ選択スイッチとして設け
られることが多いが、液晶の場合は表示を反転しても省
電力効果はない。ワード、エクセル、ウインドウズ応用
などのビジネス向けソフトウエアの多くは、省略時に暗
い文字または図形を背景光の上に表示するので、このよ
うなプログラムでは像反転を用いるとビーム電力は減少
して最小になる。ここでは、データアナライザ６０はホ
ストからビデオ制御器１６に送られるデータを検知し、
データの主形式は背景の陰であって、欧数字や図形記号
の表示を表すデータの形式が少ないと認識する。この情
報と、黒い背景に白い文字または図形を表示すると電界
放射ディスプレイ装置の動作の電力使用がより効率的で
あるという認識から、データアナライザ６０から電力低
減装置４０への出力信号は、ビデオ制御器１６から列駆
動器１８に与えられる表示データを変更して反転表示す
るかどうかを決定する。機能的にＤＩ ＯＶＲスイッチ
６２で示しているディスプレイ反転オーバーライド制御
は自動表示反転機能を禁止するもので、例えば非常に動
的なビデオ表示において好ましくない反転を防ぐ。
【００３３】図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃは、図１のシステ
ムの電力低減装置４０を制御する３つの方式を示すブロ
ック図である。これらの方式は、ディスプレイシステム
の動作を通常モードと省エネルギー（すなわち低減電力
消費）モードとの間に切り替える構造の機能を単に示す
ものである。図２Ａないし図２Ｃは、図１の電力低減装
置４０に結合するモード制御回路４２の要素の３つの実
施態様を示す。図１と図２Ａないし図２Ｃの２つ以上の
回路要素の番号が１００位だけが異なる場合は、これら
の要素は同様なもの、すなわち実質的に同じものであ
る。例えば、図１の電力低減装置４０は、図２Ａの装置
１４０、図２Ｂの装置２４０、図２Ｃの装置３４０と同
じものである。
【００３４】図２Ａにおいて、電力低減装置１４０はＥ
ＮＡＢＬＥ入力を備え、この入力は論理「１」レベルか
論理「０」（すなわち基準接地）レベルにある。この例
では、装置１４０は論理「１」レベルに応答して省エネ
ルギー（ＥＣ）モードになり、論理「０」に応答して通
常電力消費モードになる。ＥＣ ＭＯＤＥスイッチ１４
６を閉位置にすると論理「０」レベルが論理インバータ
１４８の入力に結合する。論理インバータ１４８の出力
端子は電力低減装置１４０のＥＮＡＢＬＥ入力端子に結
合する。従って図２Ａに機能的に示す実施態様では、Ｅ
Ｃ ＭＯＤＥスイッチ１４６により、この発明のディス
プレイシステムの電力消費動作モードを手動で切替え制
御することができる。
【００３５】次に図２Ｂでは、電力低減装置２４０はＥ
ＮＡＢＬＥ入力を備え、図２Ａの装置１４０と同様に、
論理「１」レベルに応答して装置２４０はＥＣモードに
なり、論理「０」モードに応答して通常電力消費モード
になる。この実施態様は電池２３２に結合するしきい値
検出器２５０を備え、電池２３２の電圧レベルが所定の
しきい値レベル以下に落ちると検出器２５０は論理
「０」レベル出力信号を出す。この信号は論理ＮＡＮＤ
ゲート２５２と論理ＡＮＤゲート２５６を通して結合し
て、電力低減装置２４０にＥＣモード可能化信号を与え
る。ＥＣ ＭＯＤＥスイッチ２４６を閉位置にすると接
地レベル（論理「０」）電圧がＮＡＮＤゲート２５２の
第２入力に結合し、更に装置２４０のＥＮＡＢＬＥに結
合する。
【００３６】ＯＶＲスイッチ２５４を閉位置にすると、
接地レベル（論理「０」）電圧をＡＮＤゲート２５６の
第２入力に結合して、しきい値検出器２５０またはＥＣ
ＭＯＤＥスイッチ２４６の可能化の効果を無効に(ove
rride)する。従って図２Ｂに示す実施態様では、ディス
プレイシステムの電池電圧が所定のレベル以下に落ちた
ときはしきい値検出器２５０は自動的にＥＣモードを可
能にし、ＥＣ ＭＯＤＥスイッチ２４６は手動でＥＣモ
ードを可能にし、ＯＶＲスイッチ２５４は上のどちらか
の可能化機能を無効にして、この発明のディスプレイシ
ステムを強制的に通常電圧消費動作モードにする。
【００３７】図２Ｃでは、電力低減装置３４０はＥＮＡ
ＢＬＥ入力を備え、図２Ａの装置１４０と同様に、装置
３４０は論理「１」レベルに応答してＥＣモードに、ま
た論理「０」モードに応答して通常電力消費モードにな
る。この実施態様では、電源コンバータ３３０が論理
「１」レベル出力信号ＮＯ ＡＣを与えると、ＡＣ電源
に結合していないことを示す。この信号は論理ＡＮＤゲ
ート３５６を通して結合し、ＥＣモード可能化信号を電
力低減装置３４０に与える。ＯＶＲスイッチ３５４を閉
位置にすると、接地レベル（論理「０」）電圧をＡＮＤ
ゲート３５６の第２入力に結合し、電源コンバータ３３
０からのＮＯ ＡＣ出力信号の可能化の効果を無効にす
る。従って図２Ｃに機能的に示す実施態様では、ＡＣ電
源がない場合は電源コンバータ３３０は自動的にＥＣモ
ードを可能にし、ＯＶＲスイッチ３５４はこの自動機能
を無効にして、この発明のディスプレイシステムを強制
的に通常電力消費動作モードにする。
【００３８】図や関連する本文の説明ではスイッチや論
理要素に従来の記号を用いたが、これらの表現は単に機
能的なものであって、この発明の装置を実際に実現する
には固体装置や、これらの目的のための例えば計算機の
キーボードの機能キーに応答する計算機ソフトウエアな
どが含まれることは、当業者に理解できる。
【００３９】ディスプレイ装置の動作機能を変更して装
置が消費する電力量を減らす電力低減装置など、ここに
開示した電界放射平板ディスプレイ装置には、従来のデ
ィスプレイ装置に比べてはるかに優れた利点がある。ま
ず、システムをカラーモードではなく単色モードで動作
させれば全てのアノード片は一定のポテンシャルに保持
されるので、モードの切替えは発生しない。従ってアノ
ード切替え電力はゼロになる。
【００４０】第２に、カラーでは表示フレーム毎にエミ
ッタ板全体にわたって３回（赤、緑、青）掃引するのと
は対称的に、単色では表示フレーム毎に１回掃引するだ
けでよいので、行および列駆動器回路とエミッタ板が消
費する容量性電力は、ここで説明した型のカラーディス
プレイの３分の１である。
【００４１】第３に、ビーム電流エネルギー（ビーム電
流にアノード電圧を掛けたもの）は黒い背景に白い文字
または図形を用いることにより最小になる。多くのビジ
ネス向けソフトウエアは元来明るい背景の上に暗い文字
または図形を表示するので、像反転を用いればこの種の
プログラムのビーム電力は最小値になる。
【００４２】対角線が１０インチ（２５４ｍｍ）のＶＧ
Ａ電界放射ディスプレイでは、全カラーモードでの約２
ワットから、省エネルギーモードでの約２分の１ワット
に減らすことができると期待される。液晶ディスプレイ
装置は背面照明のスクリーンが必要なので、カラーから
単色に切り替えても省電力の恩恵がないし、また文字／
背景表示像の反転によっても省電力の恩恵は得られな
い。
【００４３】この発明の原理を特にここに開示した構造
と方法に関連して示したが、この発明を実施する場合は
いろいろの変形を用いてよいことが理解される。例え
ば、この開示ではアノードを切り替える構造を説明した
が、放射された電子を所望の色のアノード片に集束させ
るのに４極管を用いた電界放射ディスプレイ装置にも、
この発明を適用できることが理解される。更に、この開
示では３色ディスプレイ装置を説明したが、これは電界
放射を用いる任意の色表示発生方式を含むものである。
この発明の範囲はここに開示した特定の構造と方法に限
定されるものではなく、特許請求の範囲の内容で測られ
るものである。
【００４４】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１） 電界放射カラーディスプレイ装置であって、前
記装置を通常電力消費モードと低減電力消費モードとの
間に切り替える手段と、前記装置が前記低減電力消費モ
ードにあるときは、表示特性を単色表示に変更する手段
と、を備える、電界放射カラーディスプレイ装置。
【００４５】（２） 表示が欧数字と図形記号を含む情
報部分と背景部分とを持つ電界放射カラーディスプレイ
装置であって、前記装置を通常電力消費モードと低減電
力消費モードとの間に切り替える手段と、前記装置が前
記低減電力消費モードにあるときは、前記情報部分の表
示を前記背景部分の表示より相対的に明るくするよう表
示特性を変更する手段と、を備える、電界放射カラーデ
ィスプレイ装置。
【００４６】（３） 電界放射カラーディスプレイ装置
であって、複数の行導体と交差する複数の列導体と、前
記各行導体と列導体との交点にある電子エミッタとを備
えるエミッタ板と、前記エミッタ板に隣接し、色発光材
料で交互に覆われている導電片を備えるアノード板、た
だし同じ発光材料で覆われている前記導電片を電気的に
相互接続して各色に対応する櫛状の構造を形成するも
の、と、前記装置を通常電力消費モードと低減電力消費
モードとの間に切り替える手段と、前記装置が前記低減
電力消費モードにあるときは、表示特性を単色表示に変
更する手段と、を備える電界放射カラーディスプレイ装
置。
【００４７】（４） 表示データ信号を前記複数の列導
体に与える駆動器を備える列回路と、ポテンシャルを前
記複数の行導体に順次与える駆動器を備える行回路と、
前記列回路と前記行回路へのクロック信号を発生して、
前記電子エミッタから選択的に放射させる手段と、を更
に備え、前記装置が前記低減電力消費モードにあるとき
は、前記変更手段は前記クロック信号の周波数を減少さ
せる、第３項記載の電界放射カラーディスプレイ装置。
【００４８】（５） 前記装置が前記通常電力消費モー
ドにあるときは、切り替えられたポテンシャルを、電気
的に相互接続されているアノード片の前記櫛に順次与え
る手段を更に備え、前記装置が前記低減電力消費モード
にあるときは、前記変更手段により一定のポテンシャル
をアノード片の前記各櫛に与える、第３項記載の電界放
射カラーディスプレイ装置。 （６） 前記装置が前記低減電力消費モードにあるとき
は、アノード片の前記各櫛に与える一定のポテンシャル
を調整して、前記単色表示の色相を調整する手段を更に
備える、第５項記載の電界放射カラーディスプレイ装
置。
【００４９】（７） 欧数字と図形記号を含む情報部
分と背景部分とを持つ表示データをデータ源から受ける
手段と前記表示データの前記情報部分と前記表示データ
の前記背景部分の相対的明るさを決定する手段とを更に
備え、前記装置が前記低減電力消費モードにあるとき
は、前記変更手段は前記情報部分の表示が前記背景部分
の表示より相対的に明るくなるようにする、第３項記載
の電界放射カラーディスプレイ装置。
【００５０】（８） 電界放射カラーディスプレイ装置
であって、前記装置を第１電源に結合する手段、ただし
前記装置は前記第１電源により限られた時間だけ動作す
ることができるもの、と前記装置を通常電力消費モード
と低減電力消費モードとの間に切り替える手段と、前記
装置が前記低減電力消費モードにあるときは、表示特性
を単色表示に変更する手段と、を備える、電界放射カラ
ーディスプレイ装置。
【００５１】（９） 前記装置を第２電源に結合する手
段を更に備え、前記装置が前記第２電源から遠く離れて
いるときは前記第１電源が前記装置に電力を供給する、
第８項記載の電界放射カラーディスプレイ装置。 （１０） 前記切替え手段は、前記第１電源の電力レベ
ルが所定のしきい値にいつ落ちたかを決定する手段を備
える、第８項記載の電界放射カラーディスプレイ装置。
【００５２】（１１） 前記第１電源は電池を備える、
第８項記載の電界放射カラーディスプレイ装置。 （１２） 前記切替え手段は、前記第２電源からのポテ
ンシャルがないことを検出する手段を備える、第９項記
載の電界放射カラーディスプレイ装置。 （１３） 前記第２電源はＡＣ電流源を備える、第９項
記載の電界放射カラーディスプレイ装置。
【００５３】（１４） 電界放射カラーディスプレイ装
置であって、複数の行導体と交差する複数の列導体と、
前記各行導体と列導体との交点にある電子エミッタとを
備えるエミッタ板と、前記エミッタ板に隣接し、色発光
材料で交互に覆われている導電片を備えるアノード板、
ただし同じ発光材料で覆われている前記導電片を電気的
に相互接続して各色に対応する櫛状の構造を形成するも
の、と、前記装置を第１電源に結合する手段、ただし前
記装置は前記第１電源により限られた時間だけ動作する
ことができるもの、と前記装置を第２電源に結合し、前
記装置が前記第２電源から遠く離れているときは前記第
１電源が前記装置に電力を供給する手段と、前記装置を
通常電力消費モードと低減電力消費モードとの間に切り
替える手段と、前記装置が前記低減電力消費モードにあ
るときは、表示特性を単色表示に変更する手段と、を備
える電界放射カラーディスプレイ装置。
【００５４】（１５） 表示データ信号を前記複数の列
導体に与える駆動器を備える列回路と、ポテンシャルを
前記複数の行導体に順次与える駆動器を備える行回路
と、前記列回路と前記行回路へのクロック信号を発生し
て、前記電子エミッタから選択的に放射させる手段と、
を更に備え、前記装置が前記低減電力消費モードにある
ときは、前記変更手段は前記クロック信号の周波数を減
少させる、第１４項記載の電界放射カラーディスプレイ
装置。
【００５５】（１６） 前記装置が前記通常電力消費モ
ードにあるときは、切り替えられたポテンシャルを、電
気的に相互接続されているアノード片の前記櫛に順次与
える手段を更に備え、前記装置が前記低減電力消費モー
ドにあるときは、前記変更手段により一定のポテンシャ
ルをアノード片の前記各櫛に与える、第１４項記載の電
界放射カラーディスプレイ装置。 （１７） 前記装置が前記低減電力消費モードにあると
きは、アノード片の前記各櫛に与える一定のポテンシャ
ルを調整して、前記単色表示の色相を調整する手段を更
に備える、第１６項記載の電界放射カラーディスプレイ
装置。
【００５６】（１８） 欧数字と図形記号を含む情報部
分と背景部分とを持つ表示データをデータ源から受ける
手段と前記表示データの前記情報部分と前記表示データ
の前記背景部分の相対的明るさを決定する手段とを更に
備え、前記装置が前記低減電力消費モードにあるとき
は、前記変更手段は前記情報部分の表示を前記背景部分
の表示より相対的に明るくなるようにする、第１４項記
載の電界放射カラーディスプレイ装置。
【００５７】（１９） 前記切替え手段は、前記第１電
源の電力レベルが所定のしきい値にいつ落ちたかを決定
する手段を備える、第１４項記載の電界放射カラーディ
スプレイ装置。 （２０） 前記切替え手段は、前記第２電源からのポテ
ンシャルがないことを検出する手段を備える、第１４項
記載の電界放射カラーディスプレイ装置。
【００５８】（２１） この発明の電界放射ディスプレ
イ電子システムは電力低減装置４０を備える。このシス
テムは、マトリクスでアドレス指定可能なエミッタ板１
４と電圧で切り替えられる３色アノード板１０を備え
る。低減電力消費モードでは表示をカラーモードから単
色モードに切り替える。電力低減装置４０は、ディスプ
レイ装置の電力低減にそれぞれ寄与する３つの機能を行
う。第１機能はアノード片１２R 、１２G 、１２B の３
つの櫛に高電圧を順次切り替えて与えることを禁止し、
代わりに全てのアノード片１２に一定の高電圧を与える
ことにより、アノード切替え電力をゼロにする。第２機
能はクロック信号を列駆動器１８と行アドレス計数器／
復号器２０に供給して、カラー動作中に用いるクロック
信号の周波数の３分の１にすることにより、行駆動器回
路２２、列駆動器回路１８、エミッタ板１４の容量性電
力をカラー表示より３分の２減少させる。電力低減装置
４０が行う第３機能は表示を反転する。データアナライ
ザ６０はホストからビデオ制御器１６に送るデータを検
知し、ビデオ制御器１６が列駆動器１８に与える表示デ
ータを反転表示するように変更するかどうかを決定す
る。入力を制御して低減電力消費モードにする３方式を
開示する。
【図面の簡単な説明】
この発明の特徴は以下の図面を参照して詳細な説明を読
めばよりよく理解できる。
【図１】この発明の電界放射ディスプレイ電子システム
のブロック図。
【図２】Ａは図１のシステムの電力低減装置を制御する
方式を示すブロック図。ＢおよびＣは図１のシステムの
電力低減装置を制御する別の方式を示すブロック図。
【符号の説明】
１０ アノード板 １２ アノードの導電片 １４ エミッタ板 １６ ビデオ制御器 １８ 列駆動器 ２０ 行アドレス計数器／復号器 ２２ 行駆動器 ２４ クロック発生器 ２６ マルチプレクサ ２８ ３分割回路 ３０ 電源コンバータ ３２ 電池 ３４ アノード電源 ３６ アノード電圧切替え制御 ３８ 電圧制御 ４０ 電力低減装置 ４２ モード制御回路 ４４ ＡＣ電源 ６０ データアナライザ ６２ ＤＩ ＯＶＲスイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電界放射カラーディスプレイ装置であっ
    て、 前記装置を通常電力消費モードと低減電力消費モードと
    の間に切り替える手段と、 前記装置が前記低減電力消費モードにあるときは、表示
    特性を単色表示に変更する手段と、を備える、電界放射
    カラーディスプレイ装置。
JP7237367A 1994-09-14 1995-09-14 低減電力消費モードを持つ電界放射ディスプレイ装置 Pending JPH08179722A (ja)

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US306282 1994-09-14

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