JPS62226191A - 螢光表示管駆動装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は陰極となるフィラメント２から放出された熱電
子を陽極に衝突させ、陽極の螢光物質を発光させる螢光
表示管を駆動する装置に関するものであり、一般産業用
の表示装置として採用できるものである。

〔従来の技術〕

従来、第７図に示すようにフィラメント２から放出され
た熱電子が陽極４に衝突する際に、陽極４の表面で異な
るフィラメントから放出された熱電子同志が重なり合い
、発光度合にムラを生じて明るい部分と暗い部分とがで
きるという問題があった。この発光のムラという問題を
解決するために従来公知の技術として、特公昭５９−２
４４８６号公報に記載されたものが知られている。この
概要は第８図に示す通りであり、フィラメント２から陽
極４に熱電子を放出するようになっており、陽極４の隣
りには帯電防止層４０が設けられている。そして、透明
電極１つまり拡散電極１と帯電防止層４０とにフィラメ
ント２に対して陽極４と同じプラス電位を常に付与し、
電界を発生させ、フィラメント２から陽極４に至る電子
流の密度を拡散平均化し、輝度ムラの減少を達成すると
している。しかしながら、こような構成では帯電防止層
４０のないものでは輝度ムラの発生を抑止できないし、
また一層効果のある輝度ムラの抑止対策が必要である。

また、別の公知技術として特開昭６７−２０５９４３号
公報にに記載されたものが知られている。これは第９図
に示すように複数本のフィラメント２を互いに逆方向に
電流が流れるように接続し、フィラメントの左右両端の
電位が均一化されるようにしたものである。すなわち、
フィラメントの電位は流れる電流による電圧効果のため
フィラメントの左端と右端とでは電位が異なるという現
象が生じるが、電流の流れる向きを交互にすることによ
り、この電位のアンバランスが解消され、フィラメント
から均一に対応する陽極に電子流が流れるようにしたも
のである。

しかしこの第９図で示す特開昭５７−２０５９４３号公
報の技術はフィラメントに流れる電流Ｉ、、Ｉ２の向き
を互いに逆にするため、特別な配線が必要となり構造が
複雑となる。また、これによって、達成される発光ムラ
の減少以上の発光ムラの減少を達成できる構造も望まれ
る。さらに上述のような第８図、第９図の公知の技術と
は別の構造によって発光ムラを減少させることも望まれ
る。さらに第９図の構造を採用し、かつさらに別の構造
を付加して発光ムラをより減少させる螢光表示管が望ま
れる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上述の問題点に鑑み、フィラメントから放出
された熱電子の陽極に至るまでの運動の軌跡を変化させ
、陽極に均一に熱電子が衝突し発光ムラを防止するよう
にすることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このために本発明は、フィラメントの陽極とは反対の面
に透明電極を設け、またフィラメントの両端に交流電圧
を印加してフィラメントに電流を流す第１交流電源部を
設け、かつ透明電極１に脈動する電圧を印加し、フィラ
メントと透明電極との間の電位差を脈動させる第２交流
電源部を設けたものである。

〔作用〕

これにより、透明電極１には脈動する電圧が印加され、
しかもこの透明電極１とフィラメントとの間には時々刻
々変化する電位差が存在するようになるから、例えばフ
ィラメントから放出された熱電子が透明電極の電位と反
発する場合にはフィラメントから陽極に流れる熱電子流
の流れは、幅の狭いものとなり、一方透明電極の電位と
熱電子とが互いに吸引し合う場合にはフィラメントから
放出された熱電子の流れは幅の広いものとなる。

そして、この幅の狭い状態と幅の広い状態とがフィラメ
ントと透明電極との間の変化する電位差に応じて時々刻
々交互に変化し、これによって、陽極に衝突する熱電子
は均一なものとすることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フィラメントから出た熱電子が均一に
陽極に衝突するので、輝度ムラがなくなり、品質の良い
螢光表示管による表示が可能となる。従って、例えば車
両の計器盤等に使用する場合には読み誤りのない品質の
よい表示面とすることができる。また、帯電防止層はあ
ってもなくてもよく、フィラメントの構造も従来の種々
のものを採用することが可能となる。

〔実施例〕

以下本発明装置の実施例を図面に沿って説明する。まず
実施例の概要を第２図乃至第４図に沿って説明する。第
２図において１は透明電極、２はフィラメント、３はグ
リッド、４は陽極である。

そして、フィラメント２から出た熱電子はグリッド３を
通って陽極４に衝突し陽極４が発光するようになってい
る。そしてこの場合、フィラメント２の上方には透明電
極１が設けられており、この透明電極１の電位が変動す
ることによって熱電子を均一化させるようにしている。

第２図では透明電極１にマイナス電圧が加えられ、熱電
子が透明電極ｌに反発して陽極４に衝突している状態を
模式的に示している。その場合、熱電子の拡がりは狭い
。一方、第３図は透明電極ｌにプラス電位を与えて熱電
子を若干引きつけるようにしたものであり、この場合は
、熱電子は左右に広がって陽極４に衝突している。そし
て、第２図と第３図の状態が交互に起こるようにしたも
のが本発明である。

次に、第４図において、この第４図は第１実施例の原理
を説明するためのものであり、フィラメント２の両端部
２ａ、２ｂには交流電源部５．６が接続され、交流電流
がフィラメント２に流れるようになっている。なお、こ
のフィラメント２は第２１図に示すように実際には複藪
本平行に設けられている。交流電源部５，６はそれぞれ
互いに同相の交流電圧を発生するものであって、フィラ
メント２に所定の周波数の交流電流を流すものである。

交流電源部５．６の間にはセンタータップ７が設けてあ
り、このセンタータップ７は第２交流電源部８に接続さ
れている。そしてこの第２交流電源部は透明電極１に接
続されている。従って、透明電極１の電位はセンタータ
ップ７の電位を中心としてプラス側とマイナス側とに変
動することになる。

次に、センタータップ７は第１直流電源１０に接続され
ており、この電源１０はグリッド３に接続されている。

なおこの場合グリッド３には第１直流電源１０によって
一定のプラス電圧が印加されており、公知のごと（この
グリッド３によって熱電子の流れを若干均一化する作用
をなしている。

なお、グリッド３を省略することも可能である。

次に、９は第１直流電源１０内のバッテリであり、これ
はスイッチ手段１１ａ、ｌｌｂを介してそれぞれの陽極
４に接続されている。

以上の構成により、フィラメント２から出た熱電子は、
陽極４に衝突して陽極４が発光し、陽極４の形状に応じ
た表示を行うようになっている。

そして、第２交流電源部８によってプラス、マイナスに
変動する透明電極の電位によって第２図。

第３図に示したように熱電子が左右に振られ均一に陽極
４に衝突するようになるのである。

次に、第１図に沿って第１実施例の更に具体的な構造に
ついて説明する。１２はトランスであり、−次側のコイ
ルには車載交流電源１３が接続されている。この車載交
流電源はバッテリの直流電圧をコンバータで交流に変換
して作ることができる。

トランス１２の二次側には３つのコイルが設けられてお
り、５及び６は第４図の交流電源部に相当している。ま
た７はセンタータップである。３つの二次側のコイルの
うちコイル１４には整流用のダイオード１５と平滑コン
デンサー１６が接続されている。これにより、平滑コン
デンサー１６の非接地側の１７点にはアース電位に対し
てマイナス１０ボルトの電位が発生するようになってい
る。

従って、センタータップ７の電位もアースに対してマイ
ナス１０ボルトとなり、第４図の第２交流電源部８に相
当するコイル８の一端の電位もアースに対してマイナス
１０ボルトとなる。そして、このコイル８の他端は、透
明電極１に接続されている。センタータップ７を持った
コイル５．６はセンタータップ７の電位を基準にしてグ
ラマイ３ボルト程度の電圧を発生する。

平滑コンデンサー１６のアース側にはバッテリ電源部９
が接続されており、このバッテリ電源部９のプラス側は
グリッド３とドライバ２０とに接続されている。２１は
ガラスチューブであり、２１の内部は真空になっている
。４は陽極であり複数個設けられており、それぞれドラ
イバ２２に接続されている。そして、この陽極４の表面
には螢光体が設けられており、この螢光体が発光するこ
とにより、矢印Ｅ方向に各種の表示が確認できるように
なっている。

フィラメント２は陰極を構成し、コイル５．６によって
、グラマイ３ボルトの電圧が両端部２ａ。

２ｂ間に印加される。よって、’ｌａ、２ｂ間には６ボ
ルトの電位差が生じる。フィラメント２には実際に５乃
至ｌＯ本並列に設けられており、それぞれのフィラメン
ト２は同じ方向の電流を流すようになっている。２３は
コントローラであり、ドライバ２２に接続されている。

ドライバ２０はコントローラ２３からの指令に従って、
セグメントとして設けられた陽極４のどれに電圧を印加
するかを決定するものである。また、コントローラとし
て中央演算処理装置（ＣＰ　Ｕ）を使用する場合にはこ
のコントローラは５ボルトの電源で駆動されているため
、ドライバを設けて第１直流電源部の１０ボルトの電圧
を陽極４に印加しているのである。

コントローラ２３及びドライバ２０の具体的な回路は省
略するが、現在種々使用されている一般的な車両内の表
示装置のコントローラ及びドライバ部分を採用すること
ができ、例えば螢光表示管で時刻を表示する時計回路で
構成できる。

次に、上記構成において作動を説明すると、フィラメン
ト２の両端部２ａ、　　２ｂにはブタマイ３ボルトの交
流電圧が印加されるため、フィラメント２からは熱電子
が放出され、この熱電子はグリッド３を通過して陽極４
に衝突し、陽極４が発光する。そして、この場合、フィ
ラメント２の上方に設けられた透明電極１の電位が第２
交流電源部８によってグラマイ３ボルトで変動するフィ
ラメント２の基準電位すなわちセンタータップ７の電位
に第２交流電源部８の交流電圧を加えた電位が加えられ
、これにより、透明電極１の電位が大きく変動する。従
って、第２図、第３図に示したようにフィラメント２か
ら放出された熱電子は第２図の状態と第３図の状態とに
交互に透明電極１の電位変動に応じて変化し、これによ
り陽極４の表面に均一に熱電子が衝突し、ムラのない即
ち発光が場所により異なることのない螢光表示管が得ら
れる。

次に、第２実施例を第５図に基づいて説明する。

第５図の装置は透明型８ｉ１に印加する電位としてセン
タータップ７の電位を基準とした交流電圧を印加するの
ではなく、センタータンプ７とは別の電位点を基準とし
た交流電圧を印加するようにして、なお一層ムラのない
発光を行なえるようにしたものである。すなわち、第１
図の回路では、センタータップ７を基準としてこれに第
２交流電源部８の交流電圧を加えて透明電極１に電位信
号を与えていたが、第２実施例では基準点３０の電位に
第２交流電源部８の電圧を加えて、この交流電源部８の
他端の電位を透明電極１に印加するようにしたものであ
る。そして、透明電極ｌはゲラマイ１０ボルト程度の電
圧で変化する交番電位が印加される。この点は第１図と
同様である。

第５図において、センタータップ７の電位をマイナス１
５ボルトとし、基準点３０の電位をアースに対してマイ
ナス１５ボルトに設定しである。

すなわち、基準点３０とセンタータップ７との間には５
ボルトの電位差をもたせである。

なお、基準点３０とセンタータップ７との間の電位差は
使用する螢光表示管の大きさ、形状等によって変わるも
のであり、その都度任意に選べばよい。また、必ずしも
基準点３０の電位をセンタータップ７の電位よりマイナ
ス側にシフトさせる必要はなく、プラス側にシフトさせ
てもよい。しかしながら、一般的な傾向としてはセンタ
ータップ７の電位よりもマイナス側に基準点３０の電位
をシフトさせた方が均一な発光が得られることが確認さ
れた。

上記第２実施例においては、透明電極１の電位がセンタ
ータップ７の電位からシフトされた電位をもつ基準点３
０の電位を基準として、変動する電位信号が加えられる
点が異なるだけで、作動は第１実施例と同様である。第
２図及び第３図に模式的に示したように熱電子の流れが
変化し、均一な発光が得られる。

次に、上述した第１実施例と第２実施例の相違を第６図
（ａｌ、　（ｂ）に示す波形図に沿って説明する。

第６図（ａ）は第１図の波形図であり、中心線はセンタ
ータップ７の電位を示している。すなわち、■７で示す
線はセンタータップ７の電位である。そしてこの電位を
中心としてフィラメント２にはプラマイ３ボルトの交流
電圧が印加される。このゲラマイ３ボルトの交流電圧を
■２の実線で示している。そしてｅｌ、ｅ３は共に３ボ
ルトである。そして、実線で示した■２は第１図の端部
２ａの電位であり、この■２と対称の破線で示した波形
は端部２ｂの電位変化を示している。

また、■２と同相で振幅の異なる波形Ｖ、は透明電極ｌ
に印加される電圧を示しており、ｅ２は１０ボルトの波
高を持つ。

なお、第１図のα点、すなわち端部２ａの電位とβ点の
電位は常に同相になるように結線しである。また、α点
と１点とは常に逆相であるから、端部２ａと端部２ｂと
の電位は常に逆相になる。

すなわち、位相が１８０°ずれている 次に、第５図の回路における波形を第６図（ｂｌに示し
て説明する。■、はセンタータップ７の電位であり、こ
の電位を基準にしてプラマイ３ボルトの電圧幅でフィラ
メント２の両端２ａ、　　２ｂに電圧が印加されている
。そしてこの端部２ａの電位変動は■２で示される。ま
た、破線の波形は端部２ｂ側の電位変動である。さらに
ｖ３０は基準点３０の電位であり、この点を基準にして
プラマイ１０ボルトの振幅で透明電極１の電位が変動し
、この電位変動波形をＶｌで示す。■７と■３０の間の
電位差ａｓはシフトされた電圧である。

なお、■、とｖ３０とをシフトさせると何故発光面がよ
り均一化されるのか正確な理由は不明であるが、種々の
実験によれば、シフトさせた方がより均一な発光面が得
られることが多く、又、シフトさせる量はｖ７に対して
■３０をマ、イナス側にシフトさせ、しかも波形ｖ２す
なわちフィラメントの電位変動の下限程度に■、。をシ
フトさせると良好な結果が得られた。

なお、上述の各実施例において、フィラメント２は線状
のものであって、複数本並列に設けられており、透明電
極１は平面上に広がって設けられたものであってもよい
し、フィラメント２に対応して複数本線状に設けられた
ものであってもよい。

グリッド３は一般的なものであり、平面上に広がったも
のであり、省略することも可能である。しかし、第１図
及び第５図に示したようにグリッドに所定のプラス電圧
を印加しておいたほうがより均一な発光表示が行なえる
。また、第１図、第５図に示したトランス１２の周波数
は２０ＫＨｚ程度に選定している。しかし、この周波数
は例えば６０Ｈｚ程度のものでもよ（、トランスが小型
に構成できるような周波数を任意に選ぶことができる。

また、透明電極はネサ膜から作られた拡散グリッドとし
て構成できる。

次に、第５図において基準点３０に電圧を与えるための
コイル８ａには整流用のダイオード８ｂと平滑用のコン
デンサ８Ｃとを接続したが、これら８ａ乃至８Ｃの代わ
りに専用の直流電源を用いてもよい。また１２ａはトラ
ンス１２のコア、１２ｂは一次コイルを示している。

さらに第１図のセンタータップ７から第２交流電源部８
へと配線を接続したが、第２交流電源部８の一端をセン
タータップ７に接続せずにα部分の配線に接続してもよ
い。すなわち、透明電極ｌとフィラメント２との間に電
位差が生じ、しかもその電位差が時間の変化につれて脈
動するものであるならば、第２交流電源部の接続は実施
例にとられれずに構成することができる。また、ダイオ
ード１５のアノード例の１７点をセンタータップ７に接
続したが、これもフィラメント２の両端部２ａ、　　２
ｂの電位、アースに対する電位をバランスさせることを
考慮しなければ１７点をセンタータップ７に接続する必
要はなく交流電源部５．６のいずれかの一端部に１７点
を接続すればよい。

また、第６図において波形■１とＶｔとが同相である必
要はなく、ｖｌと■２との間に位相差があってもよい。

また、上記各実施例においては、フィラメントの両端に
交流電圧を印加して、前記フィラメントに電流を流す第
１交流電源部５．６をセンタータップをもったトランス
の２次側コイルで構成している。また、透明電極ｌに脈
動する電圧を印加し、フィラメントと透明電極との間の
電位差を脈動させる第２交流電源部としてトランス１２
の別の二次側コイル８を用いている。また、フィラメン
トの一端部の脈動電位差の中心電位すなわち第６図（ｂ
ｌの■、と透明電極の脈動電位差の中心電位Ｖ、。

とが同一ではなく雨中心電位間に直流の電位差が存在す
るようにしている。このため、センタータップ７を第１
直流電源１０のコンデンサ１６、ダイオード１５、コイ
ル１４の部分に接続し、しかも第１直流電源１０のマイ
ナス側にセンタータップ７を接続している。また、第１
直流電源１０に対してアース側が互いに接続された第２
直流電源を成すコンデンサ８Ｇとダイオード８ｂとコイ
ル８ａとが設けられており、この第２直流電源のマイナ
ス側に第２交流電源部をなすコイル８が接続されている
。

また、グリッド３は細かい網目状の周知のものであり、
フィラメント２から放出された熱電子を引きつけるよう
にフィラメント２に対しプラス側の電圧が印加されてい
るが、この電圧は任意の電圧とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる螢光表示管駆動装置の第１実施例
を示す電気結線図、第２図及び第３図は前記第１実施例
における熱電子の放出状態を説明するための模式図、第
４図は前記第１実施例の作動原理を説明するための模式
図、第５図は本発明装置の第２実施例を示す電気結線図
、第６図は前記各実施例における透明電極の電位とフィ
ラメントの電位との相互関係を説明する波形図で、第６
図（ａｌは第１図の実施例に第６図ｔｂ＞は第５図の実
施例にそれぞれ対応する。第７図は従来装置の電子の放
出状態を示す模式図、第８図及び第９図は公知の技術を
説明する模式図である。 ｌ・・・透明電極、２・・・フィラメント、”ｌａ、　
　２ｂ・・・フィラメントの両端部、３・・・グリッド
、４・・・陽極、５，６・・・第１交流電源部、７・・
・センタータップ、８・・・第２交流電源部、１０・・
・第１直流電源。 ３０・・・第２直流電源のマイナス側の基準点。 代理人弁理士　岡　　部　　　隆 第４図 （ａｌ （ｂ） 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、交流電圧を印加されて熱電子を発生するフィラメン
   ト（２）、 前記フィラメント（２）に対向して設けられ、前記熱電
   子を受けて発光する陽極（４）、 前記フラメント（２）の前記陽極（４）とは反対側の面
   に設けられた透明電極（１）、 前記フィラメント（２）と前記陽極（４）と前記透明電
   極（１）とを包み込み、少なくとも一部が透明である螢
   光表示管のケース、 前記フィラメントの両端部（２ａ、２ｂ）に交流電圧を
   印加して前記フィラメントに電流を流す第１交流電源部
   （５、６）、 前記透明電極（１）に脈動する電圧を印加し、前記フィ
   ラメントと前記透明電極との間の電位差を脈動させる第
   ２交流電源部（８）を備えた螢光表示管駆動装置。 ２、前記第２交流電源部（８）は前記フィラメントと前
   記透明電極との間の電圧を、前記フィラメントの両端部
   （２ａ、２ｂ）間電圧よりも大きな実効値電圧で脈動さ
   せることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の螢光
   表示管駆動装置。 ３、前記フィラメントの一端部（２ａ又は２ｂ）の脈動
   電圧の中心電位（Ｖ＿７）と前記透明電極の脈動電圧の
   中心電位（Ｖ＿３＿０）とが同一でなく、両中心電位間
   に直流の電位差が存在することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の螢光表示管駆動装置。 ４、前記フィラメントと前記陽極との間に前記フィラメ
   ントから放出された熱電子を引きつける細かい網目状の
   グリッドが設けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第３項のうちいずれか１項に記載の螢光
   表示管駆動装置。 ５、前記第１交流電源部はトランスの２次側のコイルか
   らなり、該コイルにはセンタータップ（７）が設けられ
   ており、該センタータップと前記陽極との間に直流電源
   が存在し、前記センタータップは前記直流電源のマイナ
   ス側に接続されており、前記第２交流電源部も前記直流
   電源のマイナス側に接続されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項に記載の螢光表示管駆
   動装置。 ６、前記第１交流電源部はトランスの２次側コイルから
   なり、該コイルにはセンタータンプ（７）が設けられて
   おり、該センタータップと前記陽極との間に第１直流電
   源が存在し、前記センタータップは前記第１直流電源の
   マイナス側に接続されており、前記第１直流電源のアー
   ス側に接続された第２直流電源が設けられており、該第
   ２直流電源のマイナス側に前記第２交流電源部が接続さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載
   の螢光表示管駆動装置。