TWI609362B - 螢光顯示管 - Google Patents

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Description

螢光顯示管
本發明係有關在保持成高真空狀態之包封的內部，使燈絲狀的陰極所釋放出的電子撞擊陽極而進行發光顯示的螢光顯示管，特別是有關陰極之消耗電力較小的螢光顯示管。
以下記載的專利文獻1揭示有螢光顯示裝置的發明。該螢光顯示裝置係具備：將內部保持成高真空狀態的包封；設置在包封內的陽極；設置在包封內且在陽極的上方的控制電極；以及被一對支撐體支撐兩端部且在包封內拉設於控制電極之上方之複數根燈絲狀的陰極；藉由驅動各電極並以控制電極來控制從陰極釋放出的電子，使之撞擊陽極，而能使陽極的螢光體層發光。依據該螢光顯示裝置的發明，對所連接之複數根陰極施加脈衝電壓，對控制電極施加與該脈衝電壓同步的掃描信號，於該掃描信號之一週期中之前頭的期間，對與陰極之端部所對應的陽極相對向的控制電極分配供給掃描信號，藉此，不會損及陰極的使用壽命，避免陰極端部之端冷現象的影響而能謀求顯示區域的擴大。
專利文獻1所揭示的發明中，如該文獻中的第6圖所示，所連接的複數個陰極51、52、…、5n的兩端部連接於陰極脈衝驅動電路25。此外，該文獻之習知技術係如該文獻第1圖及第2圖等所示，複數根燈絲狀陰極5的各兩端分別固定於一對支撐體4、4，該一對支撐體4、4係以氣密的方式導出到包封外而連接於外部的驅動電路以可施加驅動電壓。
本案第7圖係將以上說明之習知的螢光顯示裝置中的電源構成，與示意顯示的電極構成一起顯示的圖。在此說明，所謂電極構成中的顯示圖案，乃指以前述陽極(anode)與前述控制電極(柵極、grid)所構成的顯示區域，於該顯示區域之上雖然未圖示，但係拉設有前述之燈絲狀的陰極。驅動該等電極的電源構成係具有：對陽極與柵極施加驅動電壓的驅動電源VH、對陰極施加陰極電壓的陰極電源Ef、施加用以使利用各電源的電壓驅動各電極之驅動用IC運作之邏輯電壓的邏輯電源VDD、以及用以施加截止電壓的截止電源Ek。所謂截止電壓，係用以提高陰極電位之電位，以使從燈絲狀的陰極釋放出的熱電子於驅動電源關斷(off)時到達陽極與柵極而不發光。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特公平3-65557號公報
依據習知的螢光顯示裝置，由於對複數根燈絲狀的陰極同時流通電流，所以存在有消耗電流大的問題。此外，與以燈絲狀的陰極的規格、長度等所決定的電壓的降低程度相比較，如上述般地電流大時，驅動電路之元件選擇的自由度會降低，而存在有電源的構成變得困難的問題。此外，車輛用的螢光顯示裝置等，若在夜間以晝間的亮度點亮時會過於刺眼，雖然夜間會進行縮短點亮時間而抑制亮度之稱為調暗(dimming)的控制，但是該情形會因周圍的明亮度變小而使陰極的紅熱變得醒目，而有無法獲得所欲之顯示品質之情形的問題。
本發明即是為了解決以上說明的習知技術的問題而完成者，主要的目的在於：對於在保持成高真空狀態的包封的內部使燈絲狀的陰極所釋放出的電子撞擊陽極而進行發光顯示的螢光顯示管，使陰極之消耗電力減少。
為解決上述課題而達成目的，本發明之請求項1所記載的螢光顯示管係具備：將內部保持成高真空狀態的包封；於設置在前述包封的內表面的陽極導體之上被覆有螢光體層而構成的陽極；藉由支撐兩端部之一對支撐體而配設在前述包封的內部且於前述陽極之上方之複數根燈絲狀的陰極；驅動前述陽極的陽極驅動手段；以及驅動前述陰極的陰極驅動手段；藉由以前述陽極驅動手段及前述陰極驅動手段分別驅動前述陽極及前述陰極，使從前 述陰極釋放出的電子撞擊前述陽極而使前述螢光體層發光；其中 前述一對支撐體之至少一方係按每一根前述陰極被電性分割，前述陰極驅動手段係以不同的時序將脈衝電壓施加至前述各陰極。
本發明之請求項2所記載的螢光顯示管係如請求項1記載的螢光顯示管中，前述陰極驅動手段係能夠任意地改變前述脈衝電壓的脈波寬度。
本發明之請求項3所記載的螢光顯示管係如請求項1記載的螢光顯示管中，前述陰極驅動手段係僅對與欲使之發光的前述陽極對應的前述陰極施加前述脈衝電壓。
本發明之請求項4所記載的螢光顯示管係如請求項1記載的螢光顯示管中，前述陰極驅動手段與前述陽極驅動手段係以個別的驅動用元件分別構成。
本發明之請求項5所記載的螢光顯示管係如請求項1記載的螢光顯示管中，前述陰極驅動手段與前述陽極驅動手段係共用一個電源。
本發明之請求項6所記載的螢光顯示管係如請求項1記載的螢光顯示管中，前述陰極驅動手段與前述陽極驅動手段係藉由共用一個驅動用元件而構成。
依據請求項1記載的螢光顯示管，於包封的內部具有陽極與複數根燈絲狀的陰極的螢光顯示管中，支 撐燈絲狀的陰極的一對支撐體之至少一方係按每一根陰極電性地分割而成的構造，且於驅動時以不同的時序對各陰極施加脈衝電壓。亦即，由於將並列配設的複數根燈絲狀的陰極錯開時序一根一根地依序施加電壓，所以與對複數根燈絲狀的陰極同時施加電壓的情形相比較，只需較小之流通於陰極驅動手段的電流即可。藉此，可抑制陰極驅動手段的發熱，而可刪減陰極驅動手段所必須的成本。
依據請求項2記載的螢光顯示管，藉由任意地改變前述脈衝電壓的脈波寬度，能夠改變電壓施加於陰極的時間。因此，與晝間使用時相比較，於夜間使用時欲將陽極的亮度降低的情形，藉由縮小脈波寬度而縮短電壓施加於陰極的時間，將燈絲的溫度適當化，而能夠防止可看出燈絲較紅熱的情形。相異於此，以往係陰極電壓保持原狀態而降低陽極亮度的情形下，在周圍昏暗的環境中會產生可看出燈絲較紅熱的不良情形。
依據請求項3記載的螢光顯示管，由於能夠配合陽極的顯示圖案僅對必要的陰極施加脈衝電壓，所以能夠減少消耗電力。
依據請求項4記載的螢光顯示管，由於前述陰極驅動手段與前述陽極驅動手段係以分別的驅動用元件來構成，所以與使單一的驅動用元件進行兩種電極的電極的驅動的情形相比較，安裝於各元件的軟體的構成可更單純化。
依據請求項5記載的螢光顯示管，由於以共 用的一個電源來提供給陰極驅動手段的電源與前述陽極驅動手段的電源，所以與分別設置專用的電源的情形相比較，能夠刪減電路成本。
依據請求項6記載的螢光顯示管，由於一個驅動用元件具備有陰極驅動手段及陽極驅動手段之雙方的功能，所以與以分別的驅動元件來構成陰極驅動手段及陽極驅動手段的情形相比較，能夠刪減電路成本。
1、1a、1b‧‧‧螢光顯示管
2‧‧‧包封
3‧‧‧陽極配線
4‧‧‧陽極
5‧‧‧控制電極配線
6‧‧‧控制電極(柵極)
7‧‧‧陰極
8a(8)‧‧‧支撐體
8b(8)‧‧‧支撐體(錨)
10‧‧‧陽極驅動IC(陽極驅動手段)
11、11a‧‧‧陰極驅動IC(陰極驅動手段)
12‧‧‧放大電路
Ef‧‧‧陰極電源
Ek‧‧‧截止電源
Tr‧‧‧電晶體
VDD‧‧‧邏輯電源
VH‧‧‧陽極．柵極電源
VHF‧‧‧陰極電源
第1圖係第1實施形態之螢光顯示管的示意構造圖。
第2圖係顯示於第1實施形態中，點亮整體的顯示圖案之全面點亮時的螢光顯示管、及施加給陰極的脈衝電壓的圖。
第3圖係於第1實施形態中，使通常點亮時與調暗點亮時施加給陰極之脈衝電壓上下對照而顯示的圖。
第4圖係顯示於第1實施形態中，點亮顯示圖案之一部分之待機電力點亮時的螢光顯示管及施加給陰極之脈衝電壓的圖。
第5圖係第2實施形態之螢光顯示管的示意構造圖。
第6圖係第3實施形態之螢光顯示管的示意構造圖。
第7圖係顯示習知的螢光顯示裝置中的電源構成的圖。
以下參照第1至第4圖來說明本發明之第1實施形態。
第1圖係示意顯示第1實施形態之螢光顯示管1的構造的圖。該螢光顯示管1具備有內部保持成高真空狀態的包封2。包封2係以封裝玻璃將絕緣性的材料例如玻璃等所構成的板材組裝成箱型。雖然未詳細圖示，但是於構成該包封2之一部分之基板的內表面，設置有連接於陽極配線3的陽極導體，於陽極導體之上被覆有螢光體層，而構成預定發光圖案的陽極4(anode)。此外，於包封2的內部且於陽極4的上方配設有與控制電極配線5連接的控制電極6(grid、柵極)。而且，於包封2的內部且於控制電極6的上方，拉設有複數根燈絲狀的陰極7。各陰極7的兩端部連接於一對支撐體8a、8b。一對支撐體8a、8b之一方(第1圖中的右側)係按每一個陰極7電性分割而分別固定陰極7的各一端部的複數個支撐體8a，另一方(第1圖中的左側)係電性上且構造上為一體，作為對各陰極7之各另一端部施予張力的板簧功能之具有臂構造的複數個錨8b。
此外，本實施形態中，為了以如後述之脈衝電壓個別地依序驅動複數根燈絲狀的陰極7而按每一個陰極7電性分割支撐體8a，惟亦可將錨8b之側電性分割來取代支撐體8a，也可將雙方都電性分割。
於包封2的內部設置有陽極驅動IC10作為驅動陽極4之屬於陽極驅動手段的驅動用元件。該陽極驅動IC10同時為驅動控制電極6之屬於控制電極驅動手段的控制電極IC。因此，該陽極驅動IC10之輸入側端子連接於位於包封2外的陽極．柵極電源VH，此外，其輸出側 端子的一部分連接於陽極配線3，並且其輸出側端子的另一部分連接於控制電極配線5。
於包封2的內部設置有陰極驅動IC11作為驅動陰極7之屬於陰極驅動手段的驅動用元件。該陰極驅動IC11之輸入側端子連接於位於包封2外的陰極電源VHF，此外，陰極驅動IC11之輸出側端子係以能夠個別驅動複數的陰極7的方式與陰極7電性分割成同數，並分別導出至包封2外，與位於包封2之外的電晶體Tr所構成的放大電路12連接。
第2圖係顯示於本實施形態中，點亮陽極之顯示圖案整體之全面點亮時的螢光顯示管1、以及複數根陰極7的驅動時序圖。於顯示圖案之全面點亮時，陰極驅動IC11以並列的順序一個一個地錯開時序，依序對電性獨立的複數根陰極7施加脈衝電壓。此外，陽極驅動IC10分別對陽極4及控制電極6施加預定的電壓。藉此，從各陰極7釋放出電子，該電子被控制電極6加速、控制而朝陽極4撞擊，使螢光體層會發光。陽極4的螢光體層的發光亦即顯示圖案的發光，係可藉由具有透光性的包封2來觀察。此外，圖示的例子中，就顯示圖案而言，係以粗字(塗黑)來表示上段的「DVD」、「MP3」、中段的「AM18：00」、及下段的其他記號的發光顯示。
如上所述，依據本實施形態之螢光顯示管1，將支撐燈絲狀的陰極7之一對支撐體8a、8b之中的支撐體8a按每個陰極7電性分割而成的構造，驅動時以不同 的時序對各陰極7施加脈衝電壓。亦即，由於將並列配設的複數根燈絲狀的陰極7錯開時序一根一根地依序施加電壓，所以與對複數根燈絲狀的陰極7同時施加電壓的情形相比較，只需較小的流通於陰極驅動手段(本實施形態之陰極驅動IC)的電流即可。例如，若是一根陰極7必須流通30mA的電流時，本實施形態係一根接一根地驅動陰極7，而非同時驅動兩根以上，所以，瞬間電流僅有流通1根陰極7，亦即30mA的電流。然而，「先前技術」欄所說明的習知螢光顯示管係總括地對複數根陰極全部流通電流，所以成為流通30mA×陰極的根數所得到的電流。若是陰極有10根，則成為流通300mA的電流，但本實施形態則為30mA即可，亦即電流量減低至1/10。一般為了使更多的電流流通於IC而必須增大IC內部的配線寬度，IC外形因而變大而使價格變高，然而，依據本實施形態，由於如以上方式使流通於IC內部的電流量少，所以能夠抑制陰極驅動IC11的發熱，且由於不須增大IC內部的配線寬度，所以也進而刪減陰極驅動IC所須要的成本。
第3圖係顯示本實施形態中施加於陰極7之脈衝電壓Ef的圖，上段的圖顯示通常點亮時，下段的圖顯示調暗點亮時。在此說明所謂調暗點亮，乃指因應周圍的明亮度而調整顯示圖案的發光亮度，具體而言，因應周圍變暗而朝向使因應周圍為明亮的狀態所設定之顯示圖案之發光亮度降低的方向進行調整。
在此說明例如將本實施形態之螢光顯示管 1應用於各種計量表類、車用導航系統的顯示裝置等之車輛用的顯示裝置的情形。車輛用的顯示裝置的情形，由於一般在晝間時周圍明亮，為了確保顯示的辨認度，係以預定值以上的亮度使顯示圖案發光。但是，從傍晚到了夜間時，由於晝間的設定係顯示過於明亮，所以藉由縮短點亮時間，以進行使顯示圖案之發光亮度降低的調暗點亮。然而，由於周圍的昏暗及陰極7之溫度變高的情形，若不採取若干措施，陰極7的紅熱會變得醒目而有顯示的品質降低的問題。
因此，與第3圖之上段所示之通常點亮時之脈衝寬度相比較，本實施形態係以同圖下段所示的方式，藉由縮短脈衝寬度而縮短電壓施加於陰極的時間來進行調暗點亮。如此一來，於周圍較暗的狀況下亦可使陰極7的溫度適當化，因此，不會發生陰極7紅熱的不良現象，顯示的品質可保持與白天的通常點亮時為相同。此外，該調暗點亮也可於顯示區域中僅在與特定的陰極7對應之特定的部分進行。
第4圖係顯示於本實施形態中，點亮陽極4之顯示圖案之一部分之待機電力點亮時的螢光顯示管1以及於待機電力點亮時施加給陰極之脈衝電壓的圖。此處，於顯示圖案中，以粗字(塗黑)來表示中段的「AM 18：00」為發光顯示、而以反白文字表示上段的「DVD」及「MP3」與下段的其他記號未發光顯示。
進行如上所述的待機電力點亮時，陰極驅 動IC11如第4圖所示，僅對欲使之發光的陽極4之顯示圖案「AM 18：00」所對應的陰極7(圖示例為6根陰極7之中在中央的二根)施加脈衝電壓。依據如此的驅動方法，能夠配合陽極4的顯示圖案而僅對必要的陰極7施加脈衝電壓，因此，能節約或刪減消耗電力。相對於第2圖所示之全面點亮時對6根陰極7通電的情形，第4圖之一例顯示之待機電力點亮係對2根陰極7通電，因此，與全面點亮時相比較，待機電力點亮時只需1/3的陰極電流即可。
參照第5圖來說明本發明的第2實施形態。
此螢光顯示管1a的陰極驅動IC11a係於其內部具備有第1實施形態(第1圖)中的放大電路12的功能。因此，螢光顯示管1a之包封2的外側未設置放大裝置。陰極驅動IC11a之輸出端子係以能個別地驅動複數根陰極7的方式電性分割成與陰極7同數量，且不用分別導出至包封2外而在包封2的內部與支撐體8a、8b之一方的電極，亦即複數個支撐體8a分別連接。此等以外的構成與第1實施形態相同。依據本實施形態，由於不需外部的放大電路12即能將陰極驅動IC11a的輸出直接輸出至各陰極7，所以能夠使裝置整體的構成更簡單。
此外，以上說明的各實施形態中，陰極驅動IC11、11a與陽極驅動IC10係利用個別的電源，惟如第6圖所示的第3實施形態，若為陰極驅動IC11與陽極驅動IC10共用一個電源VHF的構成，由於可謀求電源數的刪減，所以能降低包含電路成本的製造成本。
再者，以上說明的各實施形態中，陰極驅動IC11、11a與陽極驅動IC10係以分別的驅動用元件來構成，惟若是構成為共用一個驅動用元件而以軟體方式將驅動陰極之機能以及驅動陽極與控制電極之機能組裝於一元件之中，與實施形態相比較，能刪減電路成本而使製造成本減少化。
如以上的說明，依據本實施形態之螢光顯示管1、1a，由於並非同時對複數根燈絲狀的陰極7流通電流而採用對電性分割的各陰極7依序施加脈衝電壓之動態的驅動，因此能減少消耗電力，特別是能僅驅動與欲顯示之區域對應的陰極7，所以在待機電力點亮時的消耗電力的刪減上有很大的效果。此外，習知之於陰極電壓較低而陰極電流較大的情形下，元件選擇的範圍較窄而在電源的構成上發生困難，然而，由於本實施形態之螢光顯示管1、1a消耗電力較小，所以能確保驅動電路之元件選擇上的自由度，能比以往更容易進行電源的構成。再者，進行調暗點亮的控制之際，由於能以脈衝電壓的寬度的增減來調整電壓，所以能解除陰極7的紅熱醒目的不良情形，能達成充分的顯示品質。
1‧‧‧螢光顯示管
2‧‧‧包封
3‧‧‧陽極配線
4‧‧‧陽極
5‧‧‧控制電極配線
6‧‧‧控制電極(柵極)
7‧‧‧陰極
8a‧‧‧支撐體
8b‧‧‧支撐體(錨)
10‧‧‧陽極驅動IC(陽極驅動手段)
11‧‧‧陰極驅動IC(陰極驅動手段)
12‧‧‧放大電路

Claims (6)

  1. 一種螢光顯示管，係具備：將內部保持成高真空狀態的包封；於設置在前述包封的內表面的陽極導體之上被覆有螢光體層而構成的陽極；藉由支撐兩端部之一對支撐體而配設在前述包封的內部且於前述陽極之上方之複數根燈絲狀的陰極；驅動前述陽極的陽極驅動手段；以及驅動前述陰極的陰極驅動手段；藉由以前述陽極驅動手段及前述陰極驅動手段分別驅動前述陽極及前述陰極，使從前述陰極釋放出的電子撞擊前述陽極而使前述螢光體層發光；其中前述一對支撐體之至少一方係按每一根前述陰極被電性分割，前述陰極驅動手段係以不同的時序將脈衝電壓施加至前述各陰極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之螢光顯示管，其中，前述陰極驅動手段係能夠任意地改變前述脈衝電壓的脈波寬度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之螢光顯示管，其中，前述陰極驅動手段係僅對與欲使之發光的前述陽極對應的前述陰極施加前述脈衝電壓。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之螢光顯示管，其中，前述陰極驅動手段與前述陽極驅動手段係以個別的驅動用元件分別構成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之螢光顯示管，其中，前述陰極驅動手段與前述陽極驅動手段係共用一個電源。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之螢光顯示管，其中，前述陰極驅動手段與前述陽極驅動手段係藉由共用一個驅動用元件而構成。
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