KR930006835B1

KR930006835B1 - 형광표시장치

Info

Publication number: KR930006835B1
Application number: KR1019850000532A
Authority: KR
Inventors: 사또시 시마다; 유우지 와다나베
Original assignee: 쏘니 가부시기가이샤; 오오가 노리오
Priority date: 1984-02-02
Filing date: 1985-01-29
Publication date: 1993-07-24
Also published as: DE3586599T2; EP0153053A3; JPH0531157B2; EP0153053A2; EP0153053B1; US4686575A; KR850006093A; AU3804885A; AU577085B2; DE3586599D1; HK95595A; CA1239469A; JPS60162293A

Abstract

내용 없음.

Description

형광표시장치

제1도는~제13도는 본 출원인이 선행 제안한 형광표시장치의 설명을 위한 도면으로서,

제1도~제4도는 각각 표시셀의 정면도, 그 A-A 선상의 단면도, 그 B-B 선상의 단면도 및 일부파단 사시도.

제5도는 형광표시 세그멘트가 형성되는 상태를 나타낸 도면.

제6도는 슬릿(9)이 형성되는 부분을 수평으로 형성한 예를 나타낸 도면.

제7도는 세퍼레이터(10)의 구성을 구체적으로 나타낸 사시도.

제8도는 세퍼레이터를 유리관체의 측판내에 위쪽으로부터 삽입한 상태를 나타낸 도면.

제9도는 세퍼레이터를 측판내에 수납하고, 측판위에 전면패널을 결합시킬 때 돌기(15)가 카본층에 접촉된 상태를 나타낸 도면.

제10도 및 제11도는 각각 와이어캐소드(34)의 구성을 나타낸 단면도 및 일부절결사시도.

제12도는 표시셀이 유니트케이승에 복수개 결합되어 하나의 유니트를 구성한 예를 나타낸 도면.

제13a,b도는 각각 대형 표시장치의 정면도 및 그 단면도.

제14도는 본 발명의 일예의 블록도.

제15도~제19도는 그 설명을 이한 도면으로서,

제15도는 각 셀에 대응한 화소의 데이터가 차례로 취출되는 순서를 설명하기 위한 도면.

제16a~d도는 각각 동기신호가 타이밍발생회로에 공급되었을 때 프레임펄스 유니트클록, 화소클록 및 스타트펄스가 발생되는 것을 나타낸 도면.

제16e도는 각 스테이지로부터 얻어지는 순차 시프트하는 신호를 나타낸 도면.

제16f도는 화소에 병렬로 공급하는 버스라인으로부터의 데이터신호를 나타낸 도면.

제16g도는 다음 유니트에 공급되는 스타트펄스를 나타낸 도면.

제17도는 유니트의 내부의 신호계의 구성을 나타낸 도면.

제18도는 각 화소의 내부의 신호계의 구성을 나타낸 도면.

제19도는 각 표시셀의 구동회로의 구성을 나타낸 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101~103 : 신호원 104 : 스위치

105 : 디코더 106R,105G,105B : AD변환회로

108 : 데이터셀렉터 109 : 멀티플렉서

110 : 광변환기 111 : 광전변환기

112 : 디멀티플렉서 113 : 버스라인

114₁,114₂,…114₁₀₀: 유니트 115 : 동기분리회로

116 : 타이밍발생회로 121 : 시프트레지스터

122 : 인버터 123 : D플립플톱

131 : 래치회로 132 : 앤드회로

133 : 다운카운터 134 : 인버터

171R,171G,171B,172R,172G,172B : 메모리

201~212 : 셀 201R~212B : 화소

301~363 : 광파이버케이블 401~463 : 유니트의 수평배열

500 : PWM신호형성회로

501R,501G,501B : 스위치용 트랜지스터

502R,502G,502B,504R,.504G,504B : 고저항기

503,505,506 : 전압원

G_1R,G_1G,G_1B: 제1그리드 G₂: 제2그리드

K_R,K_G,K_B: 캐소드 T_R,T_G,T_B: 타게트

본 발명은 다수의 표시셀의 2차원적으로 배열하고, 이들의 표시셀을 각각 원하는 데이터로 구동하여 원하는 화상을 표시하도록 한 형광표시장치에 관한 것이다.

종래, 다수의 표시셀을 2차원적으로 배열하고, 이들의 표시셀을 각각 원하는 데이터로 구동하여 원하는 화상을 표시하도록 한 형광표시장치가 제안되어 있다.

이와같은 장치에 사용되는 표시셀로서, 본 출원인은 앞서 다음과 같은 것을 제안하였다.

제1도, 제2도, 제3도 및 제4도는 각각 표시셀의 정면도, 그 A-A 선상의 단면도, 그 B-B 선상의 단면도 및 일부파단으로 한 사시도를 나타낸다. 이들 도면중, (1)은 전면패널(1A)과 배면패널(1B)과 측판(1C)으로 구성된 유리관체를 나타내고, 이 유리관체(1)내에 형광체층으로 된 복수의 형광표시세그멘트(2)[(2R),(2G),(2B)]와, 각 표시세그멘트에 대응하는 복수의 캐소드(K)[(K_R),(K_G),(K_B)] 및 제1그리드(제어전극)(G₁)[(G_1R),(G_1G),(G_1B)]와, 공통의 제2그리드(가속전극)(G₂)가 배설된다. 형광표시세그멘트(2)는 전면패널(1A)의 내면에 형광체층을 피착하여 형성되는 것이며, 이 경우 적발광, 녹발광, 청발광의 3개의 형광표시세그멘트(2R),(2G),(2B)가 형성된다. 구체적으로는, 제5도에 도시한 바와같이 전면패널(1A)의 내면에 프레임형으로 도전층인 카본층(3)이 인쇄되고, 그 프레임형내의 각 공간에 대응하여 각 표시세그멘트로 되는 각각 적의 형광체층(2R), 녹의 형광체층(2G) 및 청의 형광체증(2B)이 일부 카본층(3)위에 올라타도록 하여 인쇄에 의해 형성되고, 그 배면에 중간막(4)을 통하여 예를들면 알루미늄으로 된 메탈백층(5)이 피착형성된다.

이 각 형광체층에 의한 표시세그멘트(2R),(2G),(2B)에 각각 대향하도록 배면패널(1B)의 내측에 각각 와이어캐소드 (K_R),(K_G),(K_B)와 그 각 와이어캐소드(K_R),(K_G),(K_B)에 대향하여 각각 제1그리드 (G_1R),(G_1G),(G_1B)가 배설되고, 다시 3개의 제1그리드(G_1R),(G_1G),(G_1B)에 공통으로 제2그리드(G₂)가 배치된다. 각 와이어캐소드(K)는 예를들면 텅스텐히터의 표면에 전자방출물질로 된 탄산염을 도포하여 형성된다. 각 와이어캐소드 (K_R),(K_G),(K_B)는 각각 배면패널(1B)의 양측에 배치된 한쌍의 도전성 지지부(6),(7)에 걸쳐진다. 한쪽의 지지부(6)은 와이어캐소드의 일단을 고정하는 것이며, (7)에는 스프링부(7a)가 설치되어서, 이 스프링부(7a)에 각 와이어캐소드의 타단이 고정된다. 이로써, 온도상승에 의해 와이어캐소드가 늘어나도, 그 늘어난 것을 스프링부(7a)에 의해 흡수하므로, 와이어캐소드는 느슨해지는 일이 없다. 각 제1그리드(G_1R),(G_1G),(G_1B)는 각 와이어캐소드에 대향하도록 원통면을 가진 반원통형으로 형성되고, 그 원통면에 길이방향에 따라서 소정피치를 두고 다수의 슬릿(8)이 형성된다. 이 슬릿(8)은 와이어캐소드(K)에서 방사되는 전자(電子)의 투과공이다. 제2그리드(G₂)는 각 제1그리드(G_1R),(G_1G),(G_1B)에 대응한 부분에 제1그리드의 슬릿(8)과 같은 대응위치에 슬릿(9)을 형성하여 구성된다.

이 경우, 제2그리드(G₂)의 슬릿부분(9R),(9G),(9B)은 각 대응하는 제1그리드(G_1R),(G_1G),(G_1B)와 동심원적인 원통면을 갖도록 구성할 수 있다. 이 경우에는, 와이어캐소드로부터의 전자빔이 제1그리드 및 제2그리드의 슬릿(8),(9)을 통과하여 직선적으로 방사되어, 슬릿의 길이방향에 관하여 넓혀진다. 한편, 제2그리드로서는 제6도에 도시한 바와같이 그 슬릿(9)이 형성되는 부분을 수평으로 형성해도 된다. 이때에는, 전자빔을 점선(30')으로 나타낸 바와같이 제2그리드를 투과하여 슬릿의 길이방향에 관하여 다소 내측으로 만곡되게 방사된다.

한편, 각 형광표시세그멘트(2R),(2G),(2B)를 에워싸도록 도전성 재료로 이루어지는 세퍼레이터(10)가 배치된다. 이 세퍼레이터(10)는 캐소드로부터의 전자빔이 제1 또는 제2그라드(G₁),(G₂)에 닿아서 여기에서의 2차 전자(31)(제6도 참조)가 인접하는 형광표시세그멘트를 발광하지 않도록 이것을 저지하기 위한 시일드와, 각각의 와이어캐소드(K)로부터의 전자빔(30)이 대응하는 형광표시세그멘트(2)의 전체에 조사되도록 전자빔을 넓히는 작용 소위 확산렌즈의 형성을 겸하고, 동시에 각 형광표시세그멘트에 고전압, 예를들면 10kV를 부여하기 위한 급전수단으로서도 사용되는 것이다. 이 세퍼레이터(10)는 조립시에 있어서는 유리관체(1)의 전면패널(1A)과 측판(2C)과의 사이에서 지지되고 프리트레 의해 고정된다. 즉, 세퍼레이터(10)는 제7도에 도시한 바와같이 각 형광표시세그멘트가 에워싸이도록 3개로 구획된 프레임상태를 이루고, 그 상단부의 한쪽의 서로 대향하는 양측에 각각 바깥쪽으로 돌출하는 지지용 클릭(11)이 형성된다. 또한, 다른쪽의 서로 대향하는 양측에 각각 고압(애노드전압)을 공급하기 위한 애노드리드(12)가 도출된다. 또, 세퍼레이더(10)의 측부에는 위치결정용의 탄성굴곡편(13)이 형성된다. 따라서, 세퍼레이터(10)를 유리관체(1)의 측판(1C)내에 위쪽으로부터 삽입했을 때, 제8도에 도시한 바와같이 바로 지지용 클릭(11)이 측판(1C)의 상단면에 접촉되어 세퍼레이터(10)가 지지되는 동시에, 굴곡부(13)가 측판(1C) 내벽에 접촉되어 세퍼레이터(10)가 중앙에 위치하도록 이루어진다.

또한, 이 세퍼레이터(10)의 상단부에는 안쪽으로 절곡된 돌출부(14)가 형성된다. 이 돌출부(14)의 면에 돌기(15)가 형성된다. 이 돌기(15)는 세퍼레이터(10)를 측판(1C)내에 수납하고, 측판(1C)위에 전면패널(1A)을 결합시킬 때에 바로 카본층(3)에 접촉한다(제9도 참조). 이로써, 애노드리드(12)로부터의 고압이 각 형광표시세그멘트(2R),(2G),(2B)에 공통으로 공급되게 된다. 조립된 상태에 있어서, 고압이 인가되는 애노드리드(12)는 전면패널(1A)과 측판(1C)의 상단면과의 사이의 밀봉부를 지나서 외부에 도출된다. 또한, 와이어캐소드(K)의 리드, 제1그리드(G₁)의 리드, 제2그리드(G₂)의 리드는 각각 배면패널(1B)과 측판(1C)의 하단면과의 사이의 밀봉부를 통해 외부에 도출된다. 그리고, 캐소드(K), 제1그리드(G₁) 및 제2그리드(G₂)의 각 리드는 지지를 겸하기 위해 복수개씩 도출된다. 예를들면, 각 제1그리드(G_1R),(G_1G),(G_1B)는 각각 양면에 2개씩 합계 4개씩의 리드(16G₁),(17G₁),(18G₁)가 도출된다. 또한, 제2그리드(G₂)는 배면패널(1B)의 4코너부에 대응하도록 4개의 리드(19G₂)가 도출된다. 또, 캐소드(K)의 리드(20F)는 각 양 지지부재(6),(7)에서 각각 복수개씩 좌우에 도출된다. 그리고, 각 캐소드의 리드(20F)는 각각 지지부재(6) 및 (7)마다 공통접속되고, 또 각 제1그리드(G₁),제2그리드(G₂)도 각각 대응한 리드가 공통접속된다.

유리관체(1)는 전면패널(1A)과 측판(2C)과 배면패널(1B)을 상호프리트(22)로 밀봉하여 구성된다. 배면패널(1B)에는 배기용의 탭오프관(21)이 프리트로 고정된다.

다음에, 이러한 구성의 동작에 대하여 설명한다. 적, 녹 및 청의 각 색의 형광표시세그멘트(2R),(2G),(2B)에는 애노드리드(12)를 통하여, 예를들면 10kV 정도의 애노드전압이 공급된다. 또한, 각 제1그리드(G_1R),(G_1G),(G_1B)에는 각각 예를들면 0V~30V의 전압이 인가되고, 또한 제2그리드(G₂)에는 예를들면 300V의 전압이 인가된다. 와이어캐소드(K_R),(K_G),(K_B)는 1개당 60~70mW 정도이다. 이 구성에 있어서는 애노드측과 제2그리드(G₂)는 전압이 고정되어 있고, 제1그리드(G₁)에 부여하는 전압에 의해 선택적으로 온, 오프 표시하는 것이다. 즉, 제1그리드(G₁)에 0V가 인가되었을 때에는 캐소드(K)로부터의 전자빔이 컷오프되어서, 그 대응하는 표시세그멘트(2)는 발광표시되지 않는다. 그리고, 제1그리드, (G₁)에 예를들면 30V가 인가되면 캐소드(K)로부터의 전자빔은 제1그리드(G₁)를 지나서 제2그리드(G₂)에서 가속되어 대응하는 표시세그멘트(2)의 형광체를 타격하여 이것을 발광표시시킨다. 이때, 제1그리드(G₁)에 인가되는 전압(30V)의 펄스폭(인가시간)을 제어함으로써, 발광휘도가 제어된다. 그리고, 제6도에 도시한 바와같이 캐소드(K)로부터의 전자빔은 세퍼레이터(10)에 의해 넓혀져서 표시세그멘트(2)의 전체면에 조사된다. 또, 캐소드로부터의 전자빔이 제1그리드, 제2그리드에 닿아서 제1그리드, 제2그리드로부터의 2차전자(31)가 발생하지만, 이2차전자(31)는 세퍼레이트(10)에 의해 저지되어 인접하는 표시세그멘트(2)를 때리는 일이 없다. 이로써, 제1그리드의 전압을 선택적으로 제어함으로써 각 표시세그멘트(2R),(2G),(2B)가 선택적으로 고휘도로 발광표시되는 것이다.

이 형광표시셀(40)에서는 전체가 박형으로 구성되고, 더욱이 캐소드, 각 제1그리드, 제2그리드 등의 저전압측의 리드는 유리관체(1)의 배면패널(1B)측에서 도출되고, 고압측의 애노드리드(12)는 전면패널(1A)측에서 도출되므로, 방전, 배선시의 위험이 회피되고, 안정된 발광표시가 얻어진다.

그리고, 특히 각 형광표시세그멘트(2)를 에워싸도록 애노드전압이 인가된 세퍼레이터(10)가 배설되므로, 이 세퍼레이터(10)에 의해 확산렌즈가 구성되고, 제1그리드(G₁)만큼 곡율을 갖게되고, 제2그리드(G₂)는 평탄해도(제6도의 경우)캐소드(K)로부터의 전자빔은 횡방향(슬릿방향)으로 넓혀져서, 표시세그멘트(2)의 전체면에 조사된다. 동시에 세퍼레이터(10)에 의해서, 제1그리드 또는 제2그리드로부터의 2차전자가 저지되어서, 컷오프된 인접한 표시세그멘트를 발광시키는 일이 없다.

또한, 컬러표시를 행할 경우(예를들면, 9300°계 백색화면의 경우) 휘도혼합비는 청이 약7%, 적이 약 13%, 녹이 약 80%이다. 또, 와이어캐소드를 전자원으로 하여 사용할때, 수명을 유지하기 위해 온도제한 영역에서 사용하는 경우가 많다. 그러므로, 녹이 캐소드를 다른 캐소드보다 발광휘도를 높이기 위해서는 개소드의 개수를 증가시키므로 해결된다. 예를들면, 녹의 캐소드(K_G)를 2개로 하고, 적, 청용의 캐소드(K_R) 및 (K_B)는 각 1개로 한다. 이로써, 예를들면 녹의 총 전자량은 다른 적, 청의 그것보다 많아져서 컬러표시가 가능해진다. 또한, 당연히 다른 적 및 청의 캐소드로 복수개 사용함으로써 수명을 연장시키는 효과가 있다. 이와같이, 녹의 캐소드의 개수를 다른 것보다 증가시킴으로써 휘도를 높일 수 있고, 양호한 백색균형을 얻을 수 있다. 이것은 캐소드에 대하여 무리한 로딩이 걸리지 않고 형광표시셀의 수명을 길게 할 수 있다. 실제는 2개를 0.8~1mm정도 떨어져 부착하는 것이며, 전자방출량은 전자반발효과를 위하여 1개일 때의 2배로 되지 않으나, 7할~8할의 증가는 기대할 수 있다. 또한, 녹의 휘도를 높이기 위해서는 캐소드의 개수를 증가시키는 대신에, 예를들면 형광체층의 면적을 적 및 청의 그것보다 넓게 함으로써 달성할 수도 있다.

또한, 와이어캐소드는 온도제한영역에서 사용하기 위하여 즉 옥사이드캐소드의 캐소드로딩을 수십분의 일로 사용하여 적색으로 보이지 않도록 하고 있으므로, 1개당의 캐소드로부터의 전자방출량은 적다. 이것을 해결하는 방법으로서는, 예를들면 텅스텐와이어를 나선형으로 감아서 실질적으로 옥사이드의 표면적을 증가시키는 것을 고려할 수 있지만, 나선의 길이가 길 경우에는 캐소드의 이완 또는 진동 등이 발생할 우려가 있다. 이와같은 점을 고려하여, 와이어캐소드로서는 제10도 및 제11도에 도시한 바와같은 구성이 고려된다. 이 예에서는 고온재료인, 예를들면 텅스텐, 몰리브덴 등의 심선(芯線)(35)을 배설하고, 이 심선(35)의 표면에 Al₂O₃등의 절연물(36)을 피착하고, 그 위에 히터로 되는 텅스텐선(37)을 나선형으로 감고, 나선형부분에 전자방출물질(38), 예를들면 탄산염을 분사 도는 전착(電着)등으로 부착시켜서 직렬형의 캐소드(34)를 구성한다. 이 경우, 심선(35)은 그 양단이 각각 한쪽의 지지부(6)와 다른쪽의 지지부(7)의 스프링부(7a)에 스포트용접 등으로 고착되어서, 장력이 걸린 상태로 걸쳐지며, 텅스텐선은 한쪽의 지지부(6)와 다른쪽의 제2의 지지부(6') 사이에 스포트용접 등으로 고착된다.

이 구성에서는 절연물(36)을 부착시킨 심선(35)위에 나선형으로 캐소드를 감고, 그 심선(35)을 스프링부로 걸침으로써 나선간의 단락, 나선부분의 열적변형 등의 문제점을 제거할 수 있다. 그리고, 실질적인 옥사이드표면적이 증가하고, 또한 제11도에 도시한 바와같이 캐소드이 양단과 중앙과의 온도차도 적어지고, 균일한 온도분포영역(A)이 넓어지는 동시에 전자방출량의 증가가 도모되고, 따라서 전채로서 1개당의 캐소드로부터의 허용전류량의 증가를 도모할 수 있다. 곡선(I)은 온도분포를 나타낸다.

이와같이 하여 표시셀이 형성된다. 그리고, 이 경우에 복수의 형광표시세그멘트를 각각 에워싸도록 표시세그멘트와 같은 고압이 공급되는 세퍼레이터를 배설함으로써, 확산렌즈가 형성되고, 캐소드로부터의 전자빔이 횡방향으로 퍼져서 표시세그멘트의 전체면에 조사된다. 따라서, 고휘도의 발광표시가 얻어진다. 또한, 세퍼레이터에 의해 제어전극 또는 가속전극으로부터의 2차전자가 저지되어 컷오프된 인접한 표시세그멘트를 발광시키는 일이 없고, 안정된 발광표시가 행해진다.

그리고, 전술한 표시셀을 사용하여 표시장치를 형성할 경우에는 다음과 같이 된다.

즉, 전술한 바와같은 표시셀(40)은 제12도에 도시한 바와같이 유니트케이스(41)에 복수개, 예를들면 세로 6×가로4=24개 조합되어 하나의 유니트가 구성된다.

그리고, 이 유니트가 예를들면 세로7×가로5=35개 조합되어 블록이 형성되고, 이 블록이 가로 5개 배열하여 서브모듈이 형성되고, 이 서브모듈이 세로9×가로4=36개 조합된다. 이로써, 예를들면 세로25m×가로40m의 대형 표시장치가 형성된다. 또한, 이 경우의 셀의 총수는,

36×5×35×24=151,200개 이다. 또한, 화소수는 이것의 3배인 약 45만개이다.

또한, 제13a도는 장치의 전체의 정면도, 제13b도는 그 단면도를 나타낸다. 이 전체는, 예를들면 높이 42m, 폭 47m의 건축물이며, 이 건축물의 상부는 표시부로 되고, 이 부분에 각 층의 높이가 2.688m의 9층분의 층이 설치된다. 이 각 층에 서브모듈이 가로로 4개씩 형성된다. 또한, 하부에는 행사용이 무대, 대기실 또는 표시 및 무대의 운영을 위한 중앙제어실 등이 설치된다.

이와같이 하여 표시장치가 형성된다. 그리고, 이 경우에 전술한 바와같이 예를들면 24개의 표시셀로 유니트를 구성하고, 이 유니트를 사용하여 조립하도록 하였으므로, 장치의 취급이 간편해지고, 조립도 용이해진다. 또한, 유니트는 전술한 예에서 종횡이 약 40cm로 구성되어 있다.

그러나, 이 장치에 있어서 각 표시셀의 표시신호를 전송할 경우에, 약 45만개의 화소에 대하여 이것을 병렬로 행하는 것은 불가능하다. 그래서, 주사방식으로 전송을 행하게 되지만, 전술한 바와같이 유니트 구성으로 되어 있으므로, 종래의 라인순차의 주사에서는 각 유니트 사이의 횡방향의 접속이 많이 필요해지고, 설치 등의 작업이 매우 번잡하게 된다.

또한, 전술한 바와같이 거대한 장치이기 때문에, 전송을 아날로그신호로 행하면, 크로스토크나 시간축에러 등의 오류가 생기기 쉽다. 그래서, 디지탈신호의 전송이 고려되지만, 일반적으로 전송로로서 플랫케이블을 사용하면, 전송스피드는 300kHz정도로 억제되어 버린다. 한편, 1화면 전체에 신호를 보내는 시간은 1/30초로 한정되어 있다.

그리고, 상기 장치에 있어서, 각 표시셀은 휘도의 불균일이 생기기 쉽다. 이것은 일반적으로 양산형의 표시셀에 있어서는 캐소드와 그리드와의 거리, 전자방출물질로 되는 탄산염의 부착불균일 또는 탄산염의 경년변화 등에 의해서, 캐소드의 에미션이 불균일하여 휘도가 변동된다. 그러므로, 전술한 바와같이 이 표시셀을 다수 배열하여 표시면을 형성하면, 불균일에 의해 휘도에 불균일이 생기게 되고, 표시가 불량하게 되는 동시에, 다단(多段)의 계조(階調)가 얻어지도록 하여도 무의미하게 되어 버린다.

이에 대하여는, 예를들면 각 표시셀에 볼륨 등을 설치하여 미조정(微調整)하는 것도 고려되지만, 전술한 바와같이 표시셀의 수가 매우 다수인 경우에는 조정은 매우 곤란해진다.

본 발명은 이와같은 점을 감안해서, 간단한 구성으로 휘도의 불균일이 생기지 않게 한 것이다.

본 발명은 전자빔을 조사하는 캐소드와, 인가되는 전압에 따라서 상기 캐소드로부터의 전자빔을 컷오프하는 그리드와, 상기 캐소드로부터의 전자빔에 타격되어 발광표시하는 형광체를 갖는 형광표시소자가 매트릭스형으로 배치되어 화상을 표시하는 형광표시장치에 있어서, 그리드를 구동시키는 PWM 신호를 형성하는 PWM 신호형성회로를 구비하고, 상기 PWM 신호형성회로로부터의 출력을 그리드에 공급할 때에 정전류(定電流)로 한 것을 특징으로 하는 형광표시장치이며, 이에 의하면 간단한 구성으로 휘도의 불균일이 생기지 않게 된다.

다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 도면에 따라서 상세히 설명한다.

제14도에 있어서, 카메라(101), VTR(102), 튜너(103)등의 신호원으로부터의 영상신호가 입력전환스위치(104)로 선택된다. 이 영상신호는 예를들면 NTSC 방식의 콤포지트신호이며, 이 신호가 디코더(105)에 공급되어서, 적,녹,청의 3원색신호로 된다. 이들 3원색신호가 각각 AD변환회로(106R),(106G),(106B)에 공급되어, 예를들면 8비트 파라렐의 디지탈신호로 된다.

이들 디지탈신호가 각각 1필드분의 메모리(171R),(171G),(171B)와 (172R),(172G),(172B)에 교대로 공급된다. 이들 메모리에서 각각 5개의 주사선으로부터 4개의 주사선을 형성하는 주사선변환이 행해지고, 다시 변환된 예를들면 각 필드 189개의 주사선에 대하여, 3개마다 1개씩 계63(×8비트 파라렐)의 출력이 취출된다.

여기서, 취출되는 순서는 전술한 유니트마다 신호가 완결되도록 행하여진다. 즉, 제15도에 도시한 바와같이 인접하는 2개의 유니트가 있었을 경우에, 하나의 필드에 있어서 한쪽의 메모리로부터 각각 번호를 붙잉인 순번으로 각 셀에 대응한 화소의 디지탈이 차례로 취출되며, 좌측의 유니트의 3주사선(201~204),(205~208),(209~212)에 대응한 화소데이터의 취출이 완료된 후에, 우측 유니트의 3주사선(213~216),(217~220),(221~224)에 대응한 화소의 데이터의 취출이 행하여져서, 순차 우측의 유니트로 이동된다. 또한, 대시를 붙인 사이의 주사선은 비월주사(飛越走査)에 의해 다음의 필드에 다른쪽의 메모리로부터 취출된다.

이들 각 화소의 데이타가 각 메모리(171R),(171G),(171B) 또는 (172R),(172G),(172B)로부터 각각 동시에 취출된다. 또한, 취출은 3개마다 63이 동시에 행하여진다. 이 취출된 데이터가 데이터셀렉터(108)에 공급된다. 이 데이터셀렉터(108)에서 각 필드마다 기입중이 아닌 측의 메모리로부터 적,녹,청의 데이터가 점순차(點順次)로 되도록 선택이 행하여져서, 63(×8비트 파라렐)의 데이타신호가 형성된다. 이들 데이터신호가 멀키플렉서(109)에 공급되어서 각각 8비트 파라렐의 신호가 시리얼로 변환되어서, 변환된 신호가 광변환기(110)에 공급되어 광신호로 된다.

이와같이 하여 형성된, 63의 3주사선분씩의 광신호가 각각 광파이버케이블(301),(302)…(363)을 통해 표시장치의 각 유니트의 수평배열(401),(402)…(463)의 중앙의 위치에 전송된다.

또한, 예를들면 가장 위쪽의 유니트의 수평배열(401)에 있어서, 광파이버케이블(301)로부터의 광신호가 광전변환기(111)에 공급되어 전기신호로 복원된다. 이 복원된 데이터신호가 디멀티플렉서(112)에 공급되어 시리얼의 신호가 8비트 파라렐로 변환된다. 이 데이터신호가 버스라인(113)을 통해 수평으로 배열된, 예를들면 100개의 유니트(114₁),(114₂)…(114₁₀₀)에 병렬로 공급된다.

또한, 광전변환기(111)로부터의 신호가 동기분리회로(115)에 공급되어서, 소정패턴 등에 의한 동기신호가 분리된다. 이 동기신호가 타이밍발생회로(116)에 공급되어서, 제16a도에 도시한 바와같은 필드마다 반전하는 프레임펄스(FP), 제16b도에 도시한 바와같은 프레임펄스의 반주기(半周期)(1필드)의 사이에 255싸이클이 형성되는 유니트클록(UCK),제16C도에 도시한 바와같은 유니트클록의 2싸이클의 사이에 38싸이클이 형성되는 화소클록(ECK), 제16d도에 도시한 바와같은 프레임펄스의 반전마다 1화소클록분 형성되는 스타트펄스(SSP)가 발생된다. 이 프레임펄스, 유니트클록 및 회소클록이 전술한 데이터신호와 함께 버스라인(113)을 통해 각 유니트(114₁),(114₂)…(114₁₀₀)에 병렬로 공급되어서, 스타트펄스가 1번째의 유니트(114₁)에 공급된다.

이와같은 작용이 63의 각 수평배열에 있어서 행하여진다. 그리고, 이들 유니트에 있어서, 내부의 신호계는 제17도와 같이 구성된다. 도면에 있어서, 38스테이지의 시프트레지스터(121)가 배설되고, 전술한 타이밍 발생회로(116)로부터의 화소클록(ECK)이 레지스터(121)의 클록단자에 공급되는 동시에, 스타트펄스(SSP)가 레지스(121)의 데이터단자에 공급된다. 이로써, 레지스터(121)의 각 스테이지로부터는 제16e도에 도시한 바와같은 순차 시프트하는 신호(S₁),(S₂),…(S₃₈)가 얻어진다. 이들 신호의 (S₁)~(S₃₆)이 각각 각 셀(201)~(212)의 화소(210R),(201G),(201B),(202R),(202G),(202B),…(212R),(212G),(212B)와, 각 셀(201')~(212'),(201'R),(201'G),(201'B),(202R'),(202G'),(202B')…(212'R),(212'G),(212'B)에 공급된다. 또한, 도면중 1점쇄선내는 같은 회로이다.

또한, 버스라인(113)으로부터의 제16f도에 도시한 바와같은 데이터신호가 화소(201R)~(212'B)에 병렬로 공급된다. 그리고, 프레임펄스(FP)가 화소(201R)~(212B)에 공급되는 동시에, 인버터(122)에서 위상반전되어 화소(201'R)~(212'B)에 공급된다. 또한, 레지스터(121)로부터의 신호(S₃₈)가 D플립플톱(123)에 공급되어서, 제16G도에 도시한 바와같은 다음의 유니트에 공급되는 스타트펄스(SSP')가 형성된다.

그리고, 다시 각 화소에 있어서, 내부의 신호계는 제18도와 같이 구성된다. 도면에 있어서, 8비트의 래치회로(131)가 형성되고, 버스라인(113)으로부터의 데이터신호가 데이터단자에 공급된다. 또한, 프레임펄스(FP) 또는 그 위성반전신호와, 신호 (S₁)~(S₃₆)중의 하나가 앤드회로(132)에 공급되고, 이 앤드출력이 래치회로(131)의 제어단자에 공급된다. 또한, 8비트의 다운카운터(이하 카운터라고 함)(133)가 형성되어서, 래치회로(131)의 출력이 프리세트단자에 공급된다. 또한, 시프트레지스터(121)로부터의 로드펄스(신호 S₃₈)가 카운터(133)의 로드단자에 공급되는 동시에, 유니트클록(UCK)이 카운터(133)의 클록단자에 공급된다. 이 카운터(133)의 내용이 모두 0이 아닌 것을 나타내는 출력신호가 추출되어서, 전술한 제1그리드의 구동 신호로 된다. 또한, 모두 0이 아닌 것을 나타내는 신호가 인버터(134)에서 위상반전되어 카운터(133)의 카운터금지단자에 공급된다.

따라서, 이들 유니트 및 화소에 있어서, 신호(S₁)~(S₃₆)의 타이밍으로 버스라인(113)으로부터의 데이터가 각각 대응하는 화소의 래치회로(131)에 래치되어서, 신호(S₃₈)의 타이밍으로 카운터(133)에 프리세트되고, 이 카운터(133)가 모두 0으로 될 때까지 다운카운트됨으로써, 카운터(133)에서는 각 데이터에 따른 PWM 신호가 형성된다. 여기서, 카운터(133)는 유니트클록(UCK)에 의해 다운카운트되고, 유니트클록은 1필드간에 255싸이클 있으므로, 데이터의 최대치로 1필드가 연속점등되고, 이하 무점등까지 256계조가 얻어진다. 이 PWM신호로서 각 화소의 제1그리드가 구동된다.

그리고, 신호(S₃₈)의 타이밍으로 다음의 유니트의 스타트펄스가 형성되고, 이후 수평으로 배열된 100개의 유니트에 대해 순차 같은 동작이 행해진다. 또한, 각 유니트에의 데이터의 래치는 유니트클록(UCK)의 2싸이클 기간으로 행해지고, 수평배열의 100개의 유니트에 대하여는 200싸이클로 완료한다. 따라서, 나머지의 55싸이클을 사용하여 동기신호등의 특별한 제어신호를 전송할 수 있다.

또한, 댜음의 필드에 있어서, 프레임펄스(FP)가 반전됨으로써, 비월주사의 다른쪽의 화소에 대하여 같은 동작이 행하여진다. 그리고, 이때 앞의 화소에 대하여 반복하여 프리세트펄스가 공급됨으로써 각 화소에서는 필드마다 2번 같은 표시가 행하여진다.

이로써, 수평으로 배열된 100개의 유니트에서 표시가 행하여진다. 더욱이, 이것이 수직방향의 63개의 유니트에 대하여 병렬로 행해지므로 전체의 화상의 표시가 이루어진다.

그리고, 전술한 장치에 있어서, 각 표시셀의 구동회로는 제19도와 같이 구성된다. 도면에 있어서, 전술한 PWM 신호형성회로(500)로부터의 적,녹,청의 PWM 신호가 각각 스위치용의 트랜지스터(501R),(501G),(501B)의 베이스에 공급된다. 이들의 트랜지스터(501R),(501G),(501B)의 에미터가 각각 접지되는 동시에, 각각의 콜렉터가 고저항, 예를들면 100㏀의 저항기(502R),(502G),(502B)를 통해 각 화소의 제1그리드(G_1R),(G_1G),(G_1B)에 접속된다. 또, 제2그리드(G₂)에 접속되는 예를들면50V의 전압원(503)이 각각 고저항, 예를들면 100㏀의 저항기(504R),(504G),(504B)를 통해 트랜지스터(501R),(501G)(501B)의 콜렉터에 접속된다.

또한, 1.4V의 전원(505)에 의해 캐소드(K_R),(K_G),(K_B)가 가열되어서, 방출된 전자(에미션)가 제1그리드 (G_1R),(G_1G),(G_1B), 제2그리드(G₂)를 통하여, 예를들면 10kV의 고전압단자(506)로부터의 전압이 인가된 형광타케트(애노드)(T_R),(T_G),(T_B)에 방사되어서, 형광체가 발광된다. 이와 동시에, 트랜지스터(501R),(501G),(501B)에 PWM신호가 공급되어서, 트랜지스터(501R),(501G),(501B)가 온일 때에 제1그리드 (G_1R),(G_1G),(G_1B)의 전압이 0V로 되면 캐소드(K_R),(K_G),(K_B)로부터의 에미션이 차단되고, 트랜지스터(501R),(501G),(501B)가 오프일 때에 제1그리드 (G_1R),(G_1G),(G_1B)의 전압이 예를들면 3V 이상으로 되면, 에미션이 타게트(T_R),(T_G),(T_B)에 향해 방사되어 PWM에 의한 휘도변조가 행해진다.

그리고, 이 회로에 있어서, 제1그리드(G_1R),(G_1G),(G_1B)에는 50V의 전압원(503)으로부터의 전압이 각각 100㏀의 고저항기(504R),(502R),(504G),(502G),(504B),(502B)를 통해 인가되므로, 각각의 그리드전류(I_GR),(I_GG),(I_GB)는 정전류(定電流)로 된다.

이 경우에, 에미션에 비례하는 캐소드전류(I_K)와, 휘도에 비례하는 타게트전류(I_T)와, 그리드전류(I_G)는,

I_K=I_G+I_T의 관계에 있다. 한편, I_K와I_G는 그리드의 개구율을 n으로 하여,

I_G=(1-n)I_K로 된다. 따라서, 이들 식을 변형함으로써,

로 되고, 휘도에 관계하는 타게트전류는 그리드전류에 비례하는 값이다.

따라서, 전술한 회로에 있어서, 그리드전류(I_GR),(I_GG)(I_GR)가 정전류로 됨으로써, 타게트전류가 일정해지고, 휘도가 일정해진다.

즉, 제1그리드 (G_1R),(G_1G),(G_1B)의 임피던스에 대하여, 저항기(504R),(502R),(504G),(502G),(504B),(502B)의 저항값이 충분히 크므로, 캐소드의 불균일에 의한 여분의 에미션은 제1그리드에 흡수되어서, 형광체에 도달하는 타게트전류는 일정하게 된다.

그리고, 저항기(504R),(502R),(504G),(502G),(504B),(502B)는 어느 한쪽만에 200㏀을 설치하여도 정전류효과는 같게 되지만, 저항기(502R),(502G),(502B)만으로 한 경우에는, 트랜지스터(501R),(501G),(501B)에 50V가 직접 인가되므로, 이들의 내압(耐壓)을 높게 할 필요가 생긴다. 또한, 저항기(504R),(504G),(504B)만으로 한 경우에는, 표시면측으로부터의 방전 등에 의해 트랜지스터 (501R),(501G),(501B)가 파괴될 우려가 있으며 이에 대한 보호를 위해서는 저항기를 둘로 나누는 것이 적당하다.

더욱이, 저항기(502R),(504R),(502G),(504G),(502B),(504B)의 불균일에 의해 정전류가 불균일해질 우려는 있으나, 이것은 시판의 오차 5%이내 정도의 저항기를 사용할 정도로 문제는 생기지 않는다.

이와같이 해서, 예를들면 세로25m×가로40m의 거대한 화상이 표시되는 것이지만, 전술한 장치에 의하면, 각 유니트마다 데이터가 연속하여 전송되고, 하나의 표시유니트에의 데이터의 전송의 종료 후에 인접한 다음의 표시유니트에의 전송이 행해지도록 하였으므로, 각 유니트에 있어서 표시동작이 완결된다. 그러므로, 유니트간의 배선은 앞의 유니트로부터 다음의 유니트로 스타트펄스(SSP)를 전송하는 1라인만으로 끝나며, 접속을 매우 간단히 할 수 있다. 그리고, 데이터신호등은 버스라인과의 사이틀 다련(多蓮)의 코넥터로 접속하면 된다.

따라서, 유니트의 장착과 교환 등을 행할 때 작업이 간단해지고, 조립이나 보수가 용이해진다. 즉, 예를 들면 1개의 유니트가 고장났을 경우에, 대체할 유니트를 가지고, 고장난 유니트와 교환하면 된다. 그 때에 접속하는 라인수가 적으므로, 교환을 신속하고 또한 용이하게 행할 수 있다. 또, 접속누설 등에 의한 사고의 염려도 감소한다.

또한, 응급시에는 38의 카운터가 가능한 카운터를 가지고, 스타트펄스이 입력과 출력과의 사이에 접속하는 것만으로, 다른 부분에는 영향없이, 고장난 유니트를 제거할 수 있다. 또한, 유니트의 검사에 있어서도, 신호가 유니트내에서 완결되므로 적합하다.

또한, 각 유니트의 수평배열마다 파라렐로 데이터를 전송하도록 하였으므로, 전송스피드가 저하되어서, 예를들면 플랫케이블(버스라인)에서의 데이터의 전송스피드는,

로 되어서, 허용범위(300kHZ)이하로 된다.

또한, 데이터의 전송은 1프레임 간에 비월주사의 2필드분이 보내져서, 각 화소에는 1프레임에 1회만 데이터가 교체되지만, 표시는 각 필드마다 반복하여 행해지고, 표시의 주파수는 60Hz로 되므로, 플리커의 발생은 억제된다.

더욱이, 전술한 장치에 있어서, 제1그리드전류를 정전류화함으로써, 형광면의 휘도의 불균일이 생기지 않게 된다. 그러므로, 표시면에서의 휘도불균일이 없어지고, 또 컬러화한 경우의 색불균일도 생기는 일이 없어서, 양호한 표시를 행할 수 있다. 또, 휘도의 불균일이 없으므로, 휘도의 조정을 무조정할 수 있고, 장치 전체의 조정을 간소화할 수 있는 동시에, 설치등도 용이하게 된다.

본 발명에 의하면, 간단한 구성으로 휘도의 불균일이 생기지 않도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면 광엘레멘트 개개에 컷오프조정용의 가변저항기를 설치할 필요가 전혀 없게 되고, 더욱이 강제적으로 정전류구동을 행하고 있으므로 에미션의 경시변화의 영향을 받지 않는다.

Claims

전자빔을 조사(照射)하는 캐소드와, 인가되는 전압에 따라서 상기 캐소드로부터의 전자빔을 컷오프하는 그리드와, 상기 캐소드로부터의 전자빔에 타격되어 발광표시하는 형광체를 갖는 형광표시소자가 매트릭스형으로 배치되어 화상을 표시하는 형광표시장치에 있어서, 그리드를 구동시키는 PWM 신호를 형성하는 PWM 신호형성회로를 구비하고, 상기 PWM 신호형성회로로부터의 출력을 그리드에 공급할 때에 정전류(定電流)로 한 것을 특징으로 하는 형광표시장치.
제1항에 있어서, 상기 PWM 신호형성회로로부터의 출력이 공급되어 그리드·캐소드간의 내부저항보다 충분히 큰 저항치를 갖는 고압저항기와, 상기 그리드에 대하여 상기 고압저항기를 통하여 전압을 인가하는 직류전압원을 구비한 것을 특징으로 하는 형광표시장치.