JPH11339699A - Filament voltage control device for fluorescent character display tube - Google Patents
Filament voltage control device for fluorescent character display tubeInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光表示管のフィ
ラメント電圧制御装置に関するものである。The present invention relates to a filament voltage control device for a fluorescent display tube.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図５は、従来の蛍光表示管のフィラメン
ト電源の説明図である。図中、１は蛍光表示管、２はフ
ィラメントカソード、３はグリッド、４はアノード、５
はアノード駆動回路、６はアノード電源、７はグリッド
電源、３１はフィラメント電源である。図６は、図５に
示したフィラメント電源の具体例の説明図である。４１
はフィラメントトランス、４２は直流電源である。2. Description of the Related Art FIG. 5 is an explanatory view of a filament power supply of a conventional fluorescent display tube. In the figure, 1 is a fluorescent display tube, 2 is a filament cathode, 3 is a grid, 4 is an anode, 5
Is an anode drive circuit, 6 is an anode power supply, 7 is a grid power supply, and 31 is a filament power supply. FIG. 6 is an explanatory diagram of a specific example of the filament power supply shown in FIG. 41
Is a filament transformer, and 42 is a DC power supply.
【０００３】図５に示す蛍光表示管１は、スタティック
駆動方式のものである。タングステン線に酸化物、例え
ば、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ、がコーティングされた１
または複数本のフィラメントカソード２（酸化物カソー
ド）を加熱すると電子が放射される。電子はアノード４
および網目状のグリッド３の各電界の影響を受けてアノ
ード４に到達する。フィラメントカソード２には直熱型
のものと傍熱型のものとがある。以下の説明では、直熱
型のものを例示して説明する。複数個のアノード４は、
アノード駆動回路５により、表示情報に応じてアノード
電源６のアノード電圧が選択的に印加される。アノード
電圧が印加されたアノード４に電子が到達し、各アノー
ド４上に形成された蛍光体発光層、例えば、ＺｎＯ：Ｚ
ｎ、を発光させることにより、表示情報に応じた表示動
作が行われる。なお、グリッド３は、表示動作時におい
ては、グリッド電源７の正電圧が印加されて電子を加速
及び拡散させ、非表示状態においては接地電位または負
電圧になって電子がアノード４に到達するのを遮断す
る。The fluorescent display tube 1 shown in FIG. 5 is of a static drive type. Tungsten wire coated with an oxide, for example, (Ba, Sr, Ca) O
Alternatively, when a plurality of filament cathodes 2 (oxide cathodes) are heated, electrons are emitted. The electron is the anode 4
And, it reaches the anode 4 under the influence of each electric field of the mesh grid 3. The filament cathode 2 includes a direct heating type and an indirectly heating type. In the following description, a direct heat type will be described as an example. The plurality of anodes 4
The anode voltage of the anode power supply 6 is selectively applied by the anode drive circuit 5 according to the display information. The electrons reach the anodes 4 to which the anode voltage is applied, and the phosphor light emitting layers formed on each anode 4, for example, ZnO: Z
By causing n to emit light, a display operation corresponding to the display information is performed. The grid 3 applies a positive voltage of the grid power supply 7 during a display operation to accelerate and diffuse the electrons. In a non-display state, the electrons reach the ground potential or the negative voltage and reach the anode 4. Cut off.
【０００４】フィラメント電源３１としては、図６
（ａ）に示す交流電圧を印加するタイプと、図６（ｂ）
に示す直流電源４２の直流電圧を印加するタイプとがあ
るが、いずれも交流または直流の定電圧をフィラメント
カソード２に印加する。交流電圧を印加するものでは、
図６（ａ）に示すようなフィラメントトランス４１にセ
ンタータップを有し、これを接地するものの他、センタ
ータップのないフィラメントトランスを用いてフィラメ
ントカソード２の片端子を接地するものもある。交流電
圧を印加するのは、フィラメントカソード２の各部の電
位がアノード４に対して時間平均して同電位になるよう
にし、フィラメントカソード２に沿って蛍光体の輝度に
傾斜が生じないようするためである。As the filament power supply 31, FIG.
FIG. 6B shows a type in which an AC voltage is applied as shown in FIG.
There is a type in which a DC voltage of a DC power supply 42 is applied as shown in (1). In either case, an AC or DC constant voltage is applied to the filament cathode 2. In the case of applying AC voltage,
As shown in FIG. 6A, there is a filament transformer 41 having a center tap and grounding it, and a filament transformer having no center tap and grounding one terminal of the filament cathode 2 is also available. The AC voltage is applied so that the potential of each part of the filament cathode 2 becomes equal to the anode 4 over time with respect to the anode 4 so that the luminance of the phosphor does not tilt along the filament cathode 2. It is.
【０００５】図６（ｂ）に示す直流印加の場合は、フィ
ラメントカソード２をアノード４に対して傾斜して張り
渡すことにより、フィラメントカソード２の各部の電位
がアノード４に対して大きく異ならないようにして、輝
度に傾斜が生じないようにする。図６（ａ）においてセ
ンタータップと接地点との間、図６（ｂ）においてフィ
ラメントカソード２と接地点との間に、カットオフバイ
アス電圧を与えるツェナーダイオードを挿入し、非表示
時のグリッド電圧を、フィラメントカソード２に対して
わずかに負電圧にする場合もある。In the case of the direct current application shown in FIG. 6B, the filament cathode 2 is inclined and stretched over the anode 4 so that the potential of each part of the filament cathode 2 does not greatly differ from the anode 4. To prevent the luminance from being inclined. In FIG. 6A, a Zener diode for giving a cutoff bias voltage is inserted between the center tap and the ground point, and in FIG. 6B, between the filament cathode 2 and the ground point. May be slightly negative with respect to the filament cathode 2 in some cases.
【０００６】フィラメントカソード２には、後述するよ
うに適切な設定温度がある。しかし、複数のアノード４
がオンとなって蛍光体が発光するときの発光面積は、点
灯率によって大きく変化する。発光面積の占める割合が
大きくなるほど、フィラメントカソード２からの取り出
し電流の電流密度が増加する。フィラメントカソード２
としては、極細でかつ電子放出率の高い直熱形酸化物フ
ィラメントカソードを一般的に使用している。このフィ
ラメントカソード２の温度は、平均で６００〜６５０
（℃）になるようにフィラメント電圧が設定される。し
かし、電子がフィラメントカソード２から放出される際
に、電子はフィラメントカソード２からエネルギーを奪
う。このため、このフィラメントカソード２の温度は、
フィラメントカソード２から取り出される、カソード電
極単位面積当りのカソード電流（カソード電流密度）に
より変動することになる。特に、カソード電流密度が大
きく変動する種類の蛍光表示管の場合には、その温度変
化が顕著に現れる。[0006] The filament cathode 2 has an appropriate set temperature as described later. However, multiple anodes 4
Is turned on, and the light emission area when the phosphor emits light largely changes depending on the lighting rate. As the proportion of the light emitting area increases, the current density of the current drawn from the filament cathode 2 increases. Filament cathode 2
In general, a direct-heat-type oxide filament cathode that is extremely fine and has a high electron emission rate is used. The temperature of the filament cathode 2 is 600 to 650 on average.
(° C.). However, when the electrons are emitted from the filament cathode 2, the electrons take energy from the filament cathode 2. Therefore, the temperature of the filament cathode 2 is
It varies depending on the cathode current (cathode current density) per unit area of the cathode electrode taken out from the filament cathode 2. In particular, in the case of a fluorescent display tube of a type in which the cathode current density fluctuates greatly, the temperature change appears remarkably.
【０００７】図７は、超高輝度アクティブマトリクス蛍
光表示管のアノード側の一部分を説明する平面図であ
る。５１はグリッド、５２は蛍光体である。超高輝度の
アクティブマトリクス蛍光表示管（以下、ＡＭＶＦＤと
いう）では、シリコン単結晶基板に数千ドットのマトリ
クス状のアノードが形成され、各アノードのドットの上
に蛍光体５２が被覆配置され、このアノードのドットを
囲むように格子状のグリッド５１がシリコン基板の絶縁
体上に形成されている。各アノードをスタティック駆動
するためのアノード駆動スイッチング回路およびアドレ
スデコーダ等もこのシリコン単結晶基板に形成されてい
る。このシリコン単結晶基板は、対向する複数本のフィ
ラメントカソード２とともにガラス製の真空容器に収納
されている。従って、ＡＭＶＦＤでは、図５に示したア
ノード駆動回路５も真空容器内に収容されている。FIG. 7 is a plan view for explaining a part of the ultra-high brightness active matrix fluorescent display tube on the anode side. 51 is a grid, and 52 is a phosphor. In an ultra-high-luminance active matrix fluorescent display tube (hereinafter, referred to as AMVFD), a matrix of thousands of dots is formed on a silicon single crystal substrate, and a phosphor 52 is disposed over the dots of each anode. A grid-like grid 51 is formed on an insulator of a silicon substrate so as to surround the anode dots. An anode drive switching circuit for statically driving each anode, an address decoder, and the like are also formed on the silicon single crystal substrate. The silicon single crystal substrate is housed in a glass vacuum container together with a plurality of opposed filament cathodes 2. Therefore, in the AMVFD, the anode drive circuit 5 shown in FIG. 5 is also housed in the vacuum container.
【０００８】従来の、日の字形（８の字形）の蛍光表示
管等では、表示領域が表示面の１０％〜３０％に過ぎな
いのに対し、ＡＭＶＦＤでは、表示面の６０％にも達し
発光密度が非常に高い。また、輝度を上げるためにスタ
ティック駆動されるとともに、アノード電流を多くする
必要がある。多くの電流がアノードに流れるようにする
には、グリッドとアノードの電流比率をアノード電流の
方が多くなるように設定する。例えば、一般の表示管の
場合、５：５程度であるが、これを１：９程度とする。
その結果、点灯率の変化に応じてフィラメントカソード
２からの取り出し電流の電流密度が大きく変化する。そ
のため、従来の蛍光表示管に比べてこのフィラメントカ
ソード２の温度変化が顕著に発生することになる。な
お、このＡＭＶＦＤは、例えば、自動車などのフロント
ガラスに画像を投影反射させて表示するヘッドアップデ
ィスプレイに用いられる。[0008] In a conventional fluorescent display tube or the like in the shape of a day (a figure of 8), the display area is only 10% to 30% of the display surface, whereas in the AMVFD, it reaches 60% of the display surface. Emission density is very high. In addition, it is necessary to perform static driving in order to increase the luminance and increase the anode current. In order for a large amount of current to flow to the anode, the current ratio between the grid and the anode is set so that the anode current is larger. For example, in the case of a general display tube, the ratio is about 5: 5, which is about 1: 9.
As a result, the current density of the current drawn from the filament cathode 2 greatly changes according to the change in the lighting rate. Therefore, the temperature change of the filament cathode 2 occurs more remarkably than in the conventional fluorescent display tube. The AMVFD is used, for example, in a head-up display that projects and reflects an image on a windshield of an automobile or the like to display the image.
【０００９】ＡＭＶＦＤを例として、フィラメントカソ
ード２の適切な設定温度について説明する。図８は、Ａ
ＭＶＦＤの点灯率［％］とカソード電流密度［ｍＡ／ｃ
ｍ2 ］との関係を説明する線図である。点灯率が０％の
ときには、カソード電流はグリッドに流れるのみであり
わずかである。点灯率が増加するにつれカソード電流が
増加する。An appropriate set temperature of the filament cathode 2 will be described by taking AMVFD as an example. FIG.
Lighting rate [%] of MVFD and cathode current density [mA / c]
[m 2 ]. When the lighting rate is 0%, the cathode current only flows through the grid and is slight. As the lighting rate increases, the cathode current increases.
【００１０】図９は、ＡＭＶＦＤのカソード電流密度と
フィラメントカソードの温度との関係を説明する線図で
ある。図中、横軸はカソード電流密度［ｍＡ／ｍｍ2 ］
であり、縦軸はフィラメントカソードの温度［℃］であ
る。フィラメント電圧を１．６［Ｖ］，１．７［Ｖ］，
１．８［Ｖ］に設定した場合の特性を示す。点灯率の変
化により、カソード電流密度が２．５［ｍＡ／ｍｍ2 ］
から０［ｍＡ／ｍｍ2］まで変化すると、フィラメント
カソード２の温度は約８０℃の上昇をする。FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the cathode current density of the AMVFD and the temperature of the filament cathode. In the figure, the horizontal axis represents the cathode current density [mA / mm 2 ].
The vertical axis represents the temperature [° C.] of the filament cathode. The filament voltage is set to 1.6 [V], 1.7 [V],
This shows the characteristics when the voltage is set to 1.8 [V]. Due to the change in the lighting rate, the cathode current density becomes 2.5 [mA / mm 2 ].
From 0 to 0 [mA / mm 2 ], the temperature of the filament cathode 2 increases by about 80 ° C.
【００１１】フィラメントカソード２の温度上昇に伴
い、フィラメントカソード２から酸化物中のＢａの飛散
が増加し、これがアノード４上に被覆形成した蛍光体に
付着し蛍光体の発光効率を低下させ、発光輝度を低下さ
せる。その結果、蛍光体の輝度が半減する時間が指数関
数的に短くなる。同時に、フィラメントカソード２から
Ｂａが消失することにより、カソードの電子放出能力も
低下する。また、フィラメントカソード２の温度が高く
なると、フィラメントカソード２が自身の発熱により赤
く見え、蛍光体が発光していないときにフィラメントカ
ソード２が目立つようになり、表示品質が低下する。As the temperature of the filament cathode 2 rises, the scattering of Ba in the oxide from the filament cathode 2 increases, which adheres to the phosphor coated on the anode 4 and reduces the luminous efficiency of the phosphor. Decrease brightness. As a result, the time during which the luminance of the phosphor is reduced by half becomes exponentially shorter. At the same time, since Ba disappears from the filament cathode 2, the electron emission ability of the cathode also decreases. Further, when the temperature of the filament cathode 2 increases, the filament cathode 2 looks red due to its own heat generation, and when the phosphor does not emit light, the filament cathode 2 becomes conspicuous, thereby deteriorating the display quality.
【００１２】一方、カソード電流密度が大きくなると、
フィラメントカソード２の温度が大きく低下する。フィ
ラメントカソード２の温度が低下すると、電子放出源で
ある酸化物に蛍光表示管内に残留するガスにより吸着汚
染されやすくなり、フィラメントカソード２の電子放出
能力を低下させる。また、フィラメントカソード２の温
度が低すぎると、電源電圧変動によりフィラメント電圧
が低下したときに、急激にフィラメント電流が低下して
発光輝度も減少するような動作領域になってしまうとい
う問題もある。On the other hand, when the cathode current density increases,
The temperature of the filament cathode 2 drops significantly. When the temperature of the filament cathode 2 decreases, the oxide as an electron emission source is apt to be adsorbed and contaminated by the gas remaining in the fluorescent display tube, and the electron emission capability of the filament cathode 2 is reduced. Further, if the temperature of the filament cathode 2 is too low, there is a problem that when the filament voltage is reduced due to the fluctuation of the power supply voltage, the filament current suddenly decreases and the light emission brightness is reduced.
【００１３】このように、フィラメントカソード２の温
度は、適切に設定された所定の温度を保ち、この所定の
温度から大きく外れないようにする必要がある。フィラ
メントカソード２の温度変化を小さくするには、フィラ
メントカソード２のカソード電流密度の変化が小さくな
るようにすればよい。一般的には、フィラメントカソー
ド２の本数を増やすか、または、フィラメントカソード
２を太くする等により、カソード電極面積を増加させて
カソード全体の電子放出能力を向上させることにより対
応している。しかし、フィラメントカソード２の本数を
増やすと、フィラメントカソード２を支持しテンション
を保つバネ構造の金属部品が増加し、容積の小さい蛍光
表示管では、本数の制約を受ける。また、フィラメント
カソード２の本数が多いとフィラメントの消費電力が増
大する。フィラメントカソード２の本数を増加したり太
さを太くすると、フィラメントカソード２が視界に入
り、表示品位を妨げる要因となる。As described above, it is necessary that the temperature of the filament cathode 2 be kept at a predetermined temperature which is appropriately set so as not to largely deviate from the predetermined temperature. In order to reduce the temperature change of the filament cathode 2, the change in the cathode current density of the filament cathode 2 may be reduced. In general, this is achieved by increasing the number of filament cathodes 2 or increasing the thickness of the filament cathode 2 to increase the area of the cathode electrode to improve the electron emission capability of the entire cathode. However, when the number of the filament cathodes 2 is increased, the number of metal parts having a spring structure that supports the filament cathodes 2 and maintains the tension increases, and the number of fluorescent display tubes having a small volume is limited. Further, when the number of filament cathodes 2 is large, the power consumption of the filament increases. If the number of filament cathodes 2 is increased or the thickness is increased, the filament cathodes 2 enter the field of view, which hinders display quality.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、フィラメントカ
ソードの負荷の変化に対してフィラメントカソード２の
温度がほぼ所定値を維持するようにし、その結果、蛍光
体の発光効率の低下、カソードの電子放出能力の低下な
どを防止することができる蛍光表示管のフィラメント電
圧制御装置を提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is intended to maintain the temperature of the filament cathode 2 at a substantially predetermined value with respect to a change in the load on the filament cathode. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a filament voltage control device for a fluorescent display tube, which can prevent a decrease in luminous efficiency of a phosphor, a decrease in an electron emission capability of a cathode, and the like.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
おいては、フィラメントカソード、グリッド、および、
蛍光体発光層を有し点灯制御される複数のアノードを備
える蛍光表示管のフィラメント電圧制御装置において、
カソード電流を検出する検出手段と、前記フィラメント
カソードの温度がほぼ所定値を維持するように、前記検
出手段により検出された前記カソード電流に応じてフィ
ラメント電圧を制御するフィラメント電圧制御手段を有
するものである。したがって、フィラメントカソードの
負荷が変化してもフィラメントカソードの温度がほぼ所
定値を維持する。フィラメントカソードからの取り出し
電流密度が小さい低負荷時には、フィラメントカソード
からの酸化物の蒸発を抑制し、カソードとしての能力の
低下を防止するとともに、蛍光体への酸化物の付着によ
る発光効率の低下を防止することができる。一方、フィ
ラメントカソードの高負荷時には、フィラメントカソー
ドへの残留ガスの吸着汚染を抑制し電子放出能力の低下
を防止することができる。According to the first aspect of the present invention, a filament cathode, a grid, and
In a filament voltage control device for a fluorescent display tube including a plurality of anodes having a phosphor light emitting layer and lighting controlled,
Detecting means for detecting a cathode current; and filament voltage controlling means for controlling a filament voltage in accordance with the cathode current detected by the detecting means so that the temperature of the filament cathode maintains a substantially predetermined value. is there. Therefore, even when the load on the filament cathode changes, the temperature of the filament cathode maintains a substantially predetermined value. When the load current density from the filament cathode is low and the load is low, the evaporation of the oxide from the filament cathode is suppressed, preventing the cathode performance from deteriorating and reducing the luminous efficiency due to the attachment of the oxide to the phosphor. Can be prevented. On the other hand, when the filament cathode is under a high load, adsorption and contamination of the residual gas onto the filament cathode can be suppressed, and a decrease in the electron emission ability can be prevented.
【００１６】請求項２に記載の発明においては、フィラ
メントカソード、グリッド、および、蛍光体発光層を有
し点灯制御される複数のアノードを備える蛍光表示管の
フィラメント電圧制御装置において、アノード電流を検
出する検出手段と、前記フィラメントカソードの温度が
ほぼ所定値を維持するように、前記検出手段により検出
された前記アノード電流に応じてフィラメント電圧を制
御するフィラメント電圧制御手段を有するものである。
したがって、請求項１に記載の発明と同様に、蛍光体の
発光効率の低下、カソードの電子放出能力の低下などを
防止することができる。According to a second aspect of the present invention, in a filament voltage control device for a fluorescent display tube having a filament cathode, a grid, and a plurality of anodes which are controlled to emit light having a phosphor emitting layer, the anode current is detected. And a filament voltage control means for controlling a filament voltage in accordance with the anode current detected by the detection means such that the temperature of the filament cathode maintains a substantially predetermined value.
Therefore, similarly to the first aspect of the present invention, it is possible to prevent a decrease in the luminous efficiency of the phosphor and a decrease in the electron emission ability of the cathode.
【００１７】請求項３に記載の発明においては、フィラ
メントカソード、グリッド、および、蛍光体発光層を有
し点灯制御される複数のアノードを備える蛍光表示管の
フィラメント電圧制御装置において、グリッド電流を検
出する検出手段と、前記フィラメントカソードの温度が
ほぼ所定値を維持するように、前記検出手段により検出
された前記グリッド電流に応じてフィラメント電圧を制
御するフィラメント電圧制御手段を有するものである。
したがって、請求項１に記載の発明と同様に、蛍光体の
発光効率の低下、カソードの電子放出能力の低下などを
防止することができる。According to a third aspect of the present invention, in a filament voltage control device for a fluorescent display tube including a filament cathode, a grid, and a plurality of anodes having a phosphor light emitting layer and controlled to be turned on, a grid current is detected. And a filament voltage control means for controlling a filament voltage in accordance with the grid current detected by the detection means so that the temperature of the filament cathode maintains a substantially predetermined value.
Therefore, similarly to the first aspect of the present invention, it is possible to prevent a decrease in the luminous efficiency of the phosphor and a decrease in the electron emission ability of the cathode.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の蛍光表示管のフ
ィラメント電圧制御装置の第１の実施の形態の説明図で
ある。図中、図５と同様な部分には同じ符号を付して説
明を省略する。８はカソード電流検出用抵抗、９はフィ
ラメント電圧制御電源である。この実施の形態は、カソ
ード電流Ｉｋを検出してフィラメント電圧Ｅｆを制御す
ることによりフィラメントカソード２の温度が所定値を
維持するようにしたものである。アノード電源６および
グリッド電源７の負極側は、接地点に接続されている。
フィラメントカソード２と接地点間にカソード電流検出
用抵抗（Ｒｋ）８を挿入し、カソード電流Ｉｋを抵抗両
端に発生する電圧に変換する。この電圧を、フィラメン
トカソード電圧制御電源９において検出し、フィラメン
トカソード２の温度が適切な所定値を維持するようにフ
ィラメントカソード電圧Ｅｆを制御する。FIG. 1 is an explanatory view of a first embodiment of a filament voltage control device for a fluorescent display tube according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. Reference numeral 8 denotes a cathode current detection resistor, and reference numeral 9 denotes a filament voltage control power supply. In this embodiment, the temperature of the filament cathode 2 is maintained at a predetermined value by controlling the filament voltage Ef by detecting the cathode current Ik. The negative electrodes of the anode power supply 6 and the grid power supply 7 are connected to a ground point.
A cathode current detection resistor (Rk) 8 is inserted between the filament cathode 2 and the ground point to convert the cathode current Ik into a voltage generated across the resistor. This voltage is detected by the filament cathode voltage control power supply 9, and the filament cathode voltage Ef is controlled so that the temperature of the filament cathode 2 maintains an appropriate predetermined value.
【００１９】フィラメント制御電源９においては、従来
技術の説明において、図６に示した交流印加あるいは直
流印加のフィラメント電源を、制御入力電圧に対し出力
電圧が所定の変化特性を示すように制御する。カソード
電流検出用抵抗８の挿入位置は、図６（ａ）のようなフ
ィラメント電源においてはセンタータップと接地点との
間、図６（ｂ）のようなフィラメント電源においてはフ
ィラメントカソード２の一端と接地点との間である。な
お、カソード電流検出用抵抗８は、蛍光表示管内に収容
してもよい。In the description of the prior art, the filament control power supply 9 controls the AC or DC applied filament power supply shown in FIG. 6 so that the output voltage shows a predetermined change characteristic with respect to the control input voltage. The insertion position of the cathode current detection resistor 8 is between the center tap and the ground point in the filament power supply as shown in FIG. 6A, and one end of the filament cathode 2 in the filament power supply as shown in FIG. It is between the ground point. The cathode current detection resistor 8 may be accommodated in a fluorescent display tube.
【００２０】図２は、蛍光表示管のフィラメント電圧制
御装置の制御特性を示すカソード電流およびフィラメン
ト電圧の関係を示す線図である。図中、横軸はカソード
電流Ｉｋ［ｍＡ］、縦軸はフィラメント電圧Ｅｆ［Ｖ］
である。フィラメントカソード２の温度を適切な値に維
持するための、カソード電流Ｉｋ対フィラメント電圧Ｅ
ｆ特性を示す。図示の特性の実測値は２次関数で近似で
きる。フィラメントカソード２の適切な設定温度は、蛍
光体材料、蛍光体の輝度半減時間の設定値等によって異
なるが、図２には、６００℃または６２５℃に設定した
例を示している。カソード電流Ｉｋに対してフィラメン
ト電圧Ｅｆが図示のような特性になるようにフィラメン
ト電圧Ｅｆを制御する。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the cathode current and the filament voltage showing the control characteristics of the filament voltage control device of the fluorescent display tube. In the figure, the horizontal axis is the cathode current Ik [mA], and the vertical axis is the filament voltage Ef [V].
It is. The cathode current Ik versus the filament voltage E for maintaining the temperature of the filament cathode 2 at an appropriate value.
The f characteristic is shown. The measured values of the characteristics shown can be approximated by a quadratic function. The appropriate set temperature of the filament cathode 2 varies depending on the phosphor material, the set value of the luminance half-life of the phosphor, and the like. FIG. 2 shows an example in which the temperature is set to 600 ° C. or 625 ° C. The filament voltage Ef is controlled so that the filament voltage Ef has the characteristic shown in the drawing with respect to the cathode current Ik.
【００２１】点灯率が低いためにカソード電流が小さい
時は、フィラメント電圧Ｅｆを低下させ、フィラメント
カソード２の温度を適正値に保つ。その結果、フィラメ
ントカソード２からの過度の酸化物飛散を防止できるた
め、蛍光体の発光効率の低下を抑止できる。一方、点灯
率が高いためにカソード電流が大きい時は、フィラメン
ト電圧を上昇させフィラメントカソード２の温度を適正
値に保つ。その結果、酸化物フィラメントカソード２の
電子放出能力の低下を抑止できる。従来よりもフィラメ
ントカソード２の本数を減らす事が可能であるため、支
持構造部品が少なくてすみ、また、フィラメント消費電
力を抑止してフィラメント電源の電流容量を減らす事が
できる。フィラメントカソード２の本数を減らしたり細
くすることにより表示品位を向上させることができる。When the cathode current is small due to a low lighting rate, the filament voltage Ef is lowered to keep the temperature of the filament cathode 2 at an appropriate value. As a result, excessive oxide scattering from the filament cathode 2 can be prevented, so that a decrease in the luminous efficiency of the phosphor can be suppressed. On the other hand, when the cathode current is large due to the high lighting rate, the filament voltage is increased to keep the temperature of the filament cathode 2 at an appropriate value. As a result, a decrease in the electron emission capability of the oxide filament cathode 2 can be suppressed. Since the number of the filament cathodes 2 can be reduced as compared with the related art, the number of support structure components can be reduced, and the power consumption of the filament can be suppressed and the current capacity of the filament power supply can be reduced. The display quality can be improved by reducing or reducing the number of filament cathodes 2.
【００２２】上述したフィラメントカソード２の温度に
よる種々の問題点は、温度変化によって急激に変化する
ものではない。そのため、フィラメントカソード２の温
度は、適切に設定された所定値から大きく外れないよう
にすればよい。したがって、フィラメント電圧Ｅｆを、
フィラメントカソード２の温度が適切な所定値にほぼ維
持されるように制御すればよい。例えば、フィラメント
電圧Ｅｆが、所定の電圧値からカソード電流Ｉｋが増加
するにつれて高くなるように制御してもよい。The above-mentioned various problems caused by the temperature of the filament cathode 2 do not suddenly change with the temperature change. Therefore, the temperature of the filament cathode 2 should not be largely deviated from an appropriately set predetermined value. Therefore, the filament voltage Ef is
What is necessary is just to control so that the temperature of the filament cathode 2 is substantially maintained at an appropriate predetermined value. For example, the filament voltage Ef may be controlled so as to increase as the cathode current Ik increases from a predetermined voltage value.
【００２３】ここで、フィラメント電圧制御電源９の具
体例について説明しておく。交流印加方式のフィラメン
ト電源の場合には、パルス幅制御により直流出力電圧が
フィードバック制御されるＤＣ−ＤＣコンバータとＤＣ
−ＡＣコンバータを用いる。ＤＣ−ＡＣコンバータとし
ては、例えば、特開平８−２２３９３９号公報等で知ら
れたものを用いることができる。ＤＣ−ＤＣコンバータ
の出力をＤＣ−ＡＣコンバータの電源とし、このＤＣ−
ＡＣコンバータの出力をフィラメントカソード２に供給
する。ＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧をフィードバッ
ク制御しているパルス幅制御電圧をカソード電流Ｉｋに
応じて変更することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータの出
力電圧が、図２に示したように、所定の電圧値からカソ
ード電流Ｉｋの増加につれて高くなるように制御する。Here, a specific example of the filament voltage control power supply 9 will be described. In the case of an AC application type filament power supply, a DC-DC converter in which a DC output voltage is feedback-controlled by pulse width control, and a DC-DC converter
-Use an AC converter. As the DC-AC converter, for example, a converter known in JP-A-8-223939 or the like can be used. The output of the DC-DC converter is used as the power supply of the DC-AC converter,
The output of the AC converter is supplied to the filament cathode 2. By changing the pulse width control voltage for feedback-controlling the output voltage of the DC-DC converter according to the cathode current Ik, the output voltage of the DC-DC converter becomes a predetermined voltage value as shown in FIG. Is controlled so as to increase as the cathode current Ik increases.
【００２４】あるいは、図２の特性をより厳密に持たせ
るには、図２に示したようなカソード電流Ｉｋに対する
フィラメント電圧Ｅｆの対応関係に応じた入出力特性の
増幅回路、あるいは、上述した対応関係のルックアップ
テーブル（例えばリードオンリメモリＲＯＭに記憶して
おく）を用いて、フィラメント電圧Ｅｆの設定値を出力
する。そして、上述したＤＣ−ＤＣコンバータの出力電
圧がこのフィラメント電圧Ｅｆの設定値に等しくなる
（ＤＣ−ＡＣコンバータの入出力比を１とした場合）よ
うにＤＣ−ＤＣコンバータをパルス幅制御すればよい。Alternatively, in order to make the characteristics shown in FIG. 2 more strict, an amplifier circuit having input / output characteristics according to the correspondence between the cathode current Ik and the filament voltage Ef as shown in FIG. A set value of the filament voltage Ef is output using a related lookup table (for example, stored in a read-only memory ROM). The pulse width of the DC-DC converter may be controlled so that the output voltage of the DC-DC converter becomes equal to the set value of the filament voltage Ef (when the input / output ratio of the DC-AC converter is set to 1). .
【００２５】直流印加式のフィラメント電源の場合に
は、上述した交流印加方式のフィラメント電源の回路か
らＤＣ−ＡＣコンバータを取り除き、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータの出力電圧をフィラメントカソード２に供給すれば
よい。あるいは、パルス幅が可変の直流電圧パルスをフ
ィラメントカソード２に直接印加するようにしてもよ
い。In the case of a DC power supply type filament power supply, the DC-AC converter may be removed from the AC power supply type filament power supply circuit, and the output voltage of the DC-DC converter may be supplied to the filament cathode 2. Alternatively, a DC voltage pulse having a variable pulse width may be directly applied to the filament cathode 2.
【００２６】なお、点灯率が急激に変化すると、カソー
ド電流Ｉｋも急激に変化する。点灯率の一時的な変化に
対して反応しないように、カソード電流Ｉｋを積分した
値でフィラメント電圧Ｅｆを制御する。しかし、フィラ
メント電圧Ｅｆを急激に変化させてもフィラメントカソ
ード２の温度は急には変化しないので、必ずしも積分す
る必要はない。When the lighting rate changes rapidly, the cathode current Ik also changes rapidly. The filament voltage Ef is controlled by a value obtained by integrating the cathode current Ik so as not to respond to a temporary change in the lighting rate. However, even if the filament voltage Ef is suddenly changed, the temperature of the filament cathode 2 does not suddenly change, so that it is not always necessary to integrate.
【００２７】カソード電流Ｉｋは、アノード電流Ｉｂと
グリッド電流Ｉｃとの和（Ｉｋ＝Ｉｂ＋Ｉｃ）で定義さ
れる。点灯率の変化によりアノード電流Ｉｂおよびグリ
ッド電流Ｉｃもカソード電流Ｉｋと同様に変化するか
ら、カソード電流Ｉｋに代えて、アノード電流Ｉｂまた
はグリッド電流Ｉｃの少なくとも一方を検出しても、同
様にフィラメント電圧Ｅｆを制御できる。なお、カソー
ド電流Ｉｋをフィラメント電流の意味で使用する場合も
あるが、ここではカソード電流Ｉｋを上述した定義で使
用する。The cathode current Ik is defined by the sum of the anode current Ib and the grid current Ic (Ik = Ib + Ic). Since the anode current Ib and the grid current Ic change in the same manner as the cathode current Ik due to the change in the lighting rate, the filament voltage is similarly detected even when at least one of the anode current Ib and the grid current Ic is detected instead of the cathode current Ik. Ef can be controlled. In some cases, the cathode current Ik is used in the meaning of the filament current, but here, the cathode current Ik is used in the above definition.
【００２８】図３は、本発明の蛍光表示管のフィラメン
ト電圧制御装置の第２の実施の形態の説明図である。図
中、図５，図１と同様な部分には同じ符号を付して説明
を省略する。１１はアノード電流検出用抵抗、１２はフ
ィラメント電圧制御電源である。この実施の形態は、カ
ソード電流Ｉｋに代えてアノード電流Ｉｂを検出し、ア
ノード電流Ｉｂによりフィラメント電圧Ｅｆを制御し
て、フィラメントカソード２の温度が所定値を維持する
ようにしたものである。FIG. 3 is an explanatory diagram of a second embodiment of a filament voltage control device for a fluorescent display tube according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIGS. 5 and 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Reference numeral 11 denotes an anode current detection resistor, and reference numeral 12 denotes a filament voltage control power supply. In this embodiment, the anode current Ib is detected in place of the cathode current Ik, the filament voltage Ef is controlled by the anode current Ib, and the temperature of the filament cathode 2 is maintained at a predetermined value.
【００２９】図示の例では、アノード駆動回路５とアノ
ード電源６との間にアノード電流検出用抵抗（Ｒｂ）１
１を設けることによってアノード電流Ｉｂを検出してい
る。アノード電流検出用抵抗１１は、蛍光表示管内に収
容してもよい。フィラメント電圧制御電源１２における
出力電圧の制御方法については、カソード電流Ｉｋをア
ノード電流Ｉｂに置き換えれば、図１のフィラメント電
圧制御電源９の場合と同様である。In the illustrated example, an anode current detecting resistor (Rb) 1 is connected between the anode driving circuit 5 and the anode power supply 6.
1, the anode current Ib is detected. The anode current detecting resistor 11 may be housed in a fluorescent display tube. The method of controlling the output voltage in the filament voltage control power supply 12 is the same as that of the filament voltage control power supply 9 in FIG. 1 except that the cathode current Ik is replaced with the anode current Ib.
【００３０】図４は、本発明の蛍光表示管のフィラメン
ト電圧制御装置の第３の実施の形態の説明図である。図
中、図５，図１と同様な部分には同じ符号を付して説明
を省略する。２１はフィラメント電流検出用抵抗、２２
はフィラメント電圧制御電源である。この実施の形態
は、カソード電流Ｉｋに代えてグリッド電流Ｉｂを検出
し、グリッド電流Ｉｂによりフィラメント電圧Ｅｆを制
御して、フィラメントカソード２の温度が所定値を維持
するようにしたものである。FIG. 4 is an explanatory diagram of a third embodiment of a filament voltage control device for a fluorescent display tube according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIGS. 5 and 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 21 is a filament current detecting resistor, 22
Is a filament voltage control power supply. In this embodiment, the grid current Ib is detected instead of the cathode current Ik, the filament voltage Ef is controlled by the grid current Ib, and the temperature of the filament cathode 2 is maintained at a predetermined value.
【００３１】図示の例では、グリッド３とグリッド電源
７との間にグリッド電流検出用抵抗（Ｒｃ）２１を設け
ることによってグリッド電流Ｉｃを検出している。グリ
ッド電流検出用抵抗２１は、蛍光表示管内に収容しても
よい。フィラメント電圧制御電源２２における出力電圧
の制御方法については、カソード電流Ｉｋをグリッド電
流Ｉｃに置き換えれば、図１のフィラメント電圧制御電
源９の場合と同様である。In the illustrated example, the grid current Ic is detected by providing a grid current detecting resistor (Rc) 21 between the grid 3 and the grid power supply 7. The grid current detecting resistor 21 may be housed in a fluorescent display tube. The method of controlling the output voltage in the filament voltage control power supply 22 is the same as that of the filament voltage control power supply 9 in FIG. 1 by replacing the cathode current Ik with the grid current Ic.
【００３２】上述した各実施例では、蛍光表示管の発光
効率の低下等に直接関係するフィラメントカソード２の
温度を直接には検出しないものであったため、検出部が
簡単になる。しかし、フィラメントカソード２の温度
を、蛍光表示管内に取り付けたサーミスタ，赤外線温度
センサ等で直接的に検出して、検出されたフィラメント
カソード２の温度に応じて直接的にフィラメント電圧を
制御して、フィラメントカソード２の温度が適切な所定
値に維持されるようにしてもよい。In each of the embodiments described above, the temperature of the filament cathode 2 which is directly related to the reduction of the luminous efficiency of the fluorescent display tube is not directly detected, so that the detecting section is simplified. However, the temperature of the filament cathode 2 is directly detected by a thermistor, an infrared temperature sensor, or the like mounted in the fluorescent display tube, and the filament voltage is directly controlled in accordance with the detected temperature of the filament cathode 2. The temperature of the filament cathode 2 may be maintained at an appropriate predetermined value.
【００３３】なお、上述した説明では、カソード電流等
の物理的なアナログ量を検出してフィラメントカソード
２の温度が一定になるようにフィラメント電圧を制御し
た。しかし、蛍光表示管の点灯率を検出する検出手段を
設け、フィラメントカソード２の温度が適切な温度を維
持するように、検出された点灯率に応じてフィラメント
電圧を制御する手段を設けて制御してもよい。点灯率
は、複数の各アノード４がオンになるドットの総数を、
アノード駆動回路５を制御する表示制御信号等のオンオ
フ状態から、所定タイミングごとに算出しておき、この
オンになる総ドット数に基づいて、フィラメント電圧Ｅ
ｆの値がフィラメントカソード２の温度が所定の適切な
温度になる設定値になるように制御する。ただし、発光
ドットにパルス幅変調したアノード電圧を供給すること
により階調制御をする場合に、正確にフィラメントカソ
ード２の温度を適切な値に維持するためには、パルス幅
も検出する必要がある。この点、上述したカソード電流
等を検出するものでは、パルス幅変調の有無によらず正
確にフィラメントカソード２の温度を維持することが可
能である。In the above description, the filament voltage is controlled so that the temperature of the filament cathode 2 becomes constant by detecting a physical analog amount such as the cathode current. However, a detecting means for detecting the lighting rate of the fluorescent display tube is provided, and a means for controlling the filament voltage according to the detected lighting rate is provided so as to maintain the temperature of the filament cathode 2 at an appropriate temperature. You may. The lighting rate is the total number of dots for which the plurality of anodes 4 are turned on,
From the on / off state of the display control signal for controlling the anode drive circuit 5 and the like, it is calculated at predetermined timings, and based on the total number of dots to be turned on, the filament voltage E is calculated.
Control is performed so that the value of f becomes a set value at which the temperature of the filament cathode 2 becomes a predetermined appropriate temperature. However, when gradation control is performed by supplying a pulse width-modulated anode voltage to a light emitting dot, it is necessary to detect a pulse width in order to accurately maintain the temperature of the filament cathode 2 at an appropriate value. . In this regard, the above-described method for detecting the cathode current or the like can accurately maintain the temperature of the filament cathode 2 regardless of the presence or absence of the pulse width modulation.
【００３４】[0034]
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、本発
明は、フィラメントカソードの負荷の変化に対してフィ
ラメントカソードの温度をほぼ適切な値に維持すること
ができるため、蛍光体の発光効率の低下、カソードの電
子放出能力の低下などを防止することができるという効
果がある。その結果、特に、点灯率の変化に応じてフィ
ラメントカソードからの取り出し電流の電流密度が大き
く変化する、例えば、ＡＭＶＦＤのフィラメント電圧制
御装置に用いると好適である。As is apparent from the above description, the present invention can maintain the temperature of the filament cathode at a substantially appropriate value with respect to the change in the load on the filament cathode, and therefore, can reduce the luminous efficiency of the phosphor. This has the effect of preventing a decrease, a decrease in the electron emission capability of the cathode, and the like. As a result, it is particularly suitable for use in, for example, an AMVFD filament voltage control device in which the current density of the current drawn from the filament cathode greatly changes in accordance with the change in the lighting rate.
【図１】本発明の蛍光表示管のフィラメント電圧制御装
置の第１の実施の形態の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment of a filament voltage control device for a fluorescent display tube of the present invention.
【図２】図１に示した蛍光表示管のフィラメント電圧制
御装置の制御特性を示すカソード電流およびフィラメン
ト電圧の関係を示す線図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a cathode current and a filament voltage showing control characteristics of the filament voltage control device of the fluorescent display tube shown in FIG.
【図３】本発明の蛍光表示管のフィラメント電圧制御装
置の第２の実施の形態の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a second embodiment of a filament voltage control device for a fluorescent display tube according to the present invention.
【図４】本発明の蛍光表示管のフィラメント電圧制御装
置の第３の実施の形態の説明図である。FIG. 4 is an explanatory view of a third embodiment of a filament voltage control device for a fluorescent display tube according to the present invention.
【図５】従来の蛍光表示管のフィラメント電源の説明図
である。FIG. 5 is an explanatory view of a filament power supply of a conventional fluorescent display tube.
【図６】図５に示したフィラメント電源の具体例の説明
図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a specific example of the filament power supply shown in FIG.
【図７】超高輝度アクティブマトリクス蛍光表示管（Ａ
ＭＶＦＤ）のアノード側の一部分を説明する平面図であ
る。FIG. 7 shows an ultra-high brightness active matrix fluorescent display tube (A
FIG. 3 is a plan view illustrating a part of the anode side of the MVFD).
【図８】ＡＭＶＦＤの点灯率とカソード電流密度との関
係を説明する線図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a lighting rate of the AMVFD and a cathode current density.
【図９】ＡＭＶＦＤのカソード電流密度とフィラメント
カソードの温度との関係を説明する線図である。FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the cathode current density of the AMVFD and the temperature of the filament cathode.
１ 蛍光表示管、２ フィラメントカソード、３ グリ
ッド、４ アノード、５ アノード駆動回路、６ アノ
ード電源、７ グリッド電源、８ カソード電流検出用
抵抗、９，１２，２２ フィラメント電圧制御電源、１
１ アノード電流検出用抵抗、２１ グリッド電流検出
用抵抗、５１ グリッド、５２ 蛍光体DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluorescent display tube, 2 filament cathode, 3 grids, 4 anodes, 5 anode drive circuit, 6 anode power supply, 7 grid power supply, 8 cathode current detection resistor, 9, 12, 22 filament voltage control power supply, 1
REFERENCE SIGNS 1 anode current detection resistor, 21 grid current detection resistor, 51 grid, 52 phosphor
Claims (3)
び、蛍光体発光層を有し点灯制御される複数のアノード
を備える蛍光表示管のフィラメント電圧制御装置におい
て、 カソード電流を検出する検出手段と、前記フィラメント
カソードの温度がほぼ所定値を維持するように、前記検
出手段により検出された前記カソード電流に応じてフィ
ラメント電圧を制御するフィラメント電圧制御手段を有
することを特徴とする蛍光表示管のフィラメント電圧制
御装置。1. A filament voltage control device for a fluorescent display tube comprising a filament cathode, a grid, and a plurality of anodes, each of which has a light emitting layer and whose lighting is controlled, comprising: a detecting means for detecting a cathode current; A filament voltage controller for controlling a filament voltage in accordance with the cathode current detected by the detector so that the temperature of the filament maintains a predetermined value.
び、蛍光体発光層を有し点灯制御される複数のアノード
を備える蛍光表示管のフィラメント電圧制御装置におい
て、 アノード電流を検出する検出手段と、前記フィラメント
カソードの温度がほぼ所定値を維持するように、前記検
出手段により検出された前記アノード電流に応じてフィ
ラメント電圧を制御するフィラメント電圧制御手段を有
することを特徴とする蛍光表示管のフィラメント電圧制
御装置。2. A filament voltage control device for a fluorescent display tube having a filament cathode, a grid, and a plurality of anodes whose lighting is controlled and having a phosphor light-emitting layer, wherein a detecting means for detecting an anode current; A filament voltage control unit for controlling a filament voltage in accordance with the anode current detected by the detection unit so that the temperature of the filament maintains a predetermined value.
び、蛍光体発光層を有し点灯制御される複数のアノード
を備える蛍光表示管のフィラメント電圧制御装置におい
て、 グリッド電流を検出する検出手段と、前記フィラメント
カソードの温度がほぼ所定値を維持するように、前記検
出手段により検出された前記グリッド電流に応じてフィ
ラメント電圧を制御するフィラメント電圧制御手段を有
することを特徴とする蛍光表示管のフィラメント電圧制
御装置。3. A filament voltage control device for a fluorescent display tube comprising a filament cathode, a grid, and a plurality of anodes, each of which has a phosphor light emitting layer and whose lighting is controlled, comprising: a detecting means for detecting a grid current; A filament voltage controller for controlling a filament voltage in accordance with the grid current detected by the detector so that the temperature of the filament maintains a predetermined value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14406398A JP3661046B2 (en) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | Filament voltage controller for fluorescent display tube |
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| JPH11339699A true JPH11339699A (en) | 1999-12-10 |
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| KR20190035525A (en) | 2017-09-25 | 2019-04-03 | 후다바 덴시 고교 가부시키가이샤 | Integrated circuit device and fluorescent display tube |
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1998
- 1998-05-26 JP JP14406398A patent/JP3661046B2/en not_active Expired - Fee Related
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