KR0180758B1 - 컬러화상표시용발광패널 및 그 구동장치 및 그들을 이용한 컬러화상표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컬러화상 표시장치로서 사용되는 컬러화상 표시용 발광패널 및 그 구동장치, 및 그들을 사용한 컬러화상 표시장치에 관한 것으로서, 복수의 회소가 좁은 피치에서 고밀도로 매트릭스 형상으로 배열된 컬러화상 표시용 발광패널을 얻는 것과, 각 방전공간에 있어서의 열전자의 공급량이나 방전유지 전압의 차가 생기지 않고 휘도불균일이 없는 화상을 표시하는 것을 목적으로 하며, 그 구성에 있어서, 배면기판(7), 절연판(11) 및 투광성 앞면기판(16)을 적층해서 컬러화상표시용 발광패널(200)을 구성한다. 배면기판(7)상에는 복수의 필라멘트(8)가 평행하게 배열되고, 절연판(11)상에는 컬러화상 표시용 형광체층(13)이 매트릭스상에 형성되어 있다. 각 형광체층(13)에 대응해서, 격벽(14)에 형성되어 있는 복수의 캐비티(15)가, 방전공간을 형성한다. 각 방전공간에는 양극(17)이 형성되는 동시에, 관통구멍(12)을 통해서 필라멘트(8)의 일부가 노출해서 음극으로서 기능한다.

양전극 사이에서 열음극 방전을 발생시켜서, 소정의 색의 형광을 발생시키는 것이다.

Description

컬러화상표시용 발광패널 및 그 구동장치 및 그들을 이용한 컬러화상 표시장치

제1도는 본 발명의 제1실시예의 컬러화상표시용 발광패널의 전체구조를 모식적으로 표시한 사시도.

제2도는 제1도의 컬러화상표시용 발광패털의 각부의 구성을 표시한 부분사시도.

제3도는 제1도의 컬러화상표시용 발광패널의 각부의 위치관계를 표시한 부분 평면도.

제4도는 제3도의 1-1'선에 있어서의 단면도.

제5도는 본 발명의 제2실시예의 컬러화상표시용 발광패널의 구성을 표시한 부분사시도.

제6도는 제5도의 컬러화상표시용 발광패널의 다른 부분사시도.

제7도는 제5도의 컬러화상표시용 발광패널의 각부의 위치관계를 표시한 부분평면도.

제8도는 제7도의 2-2'선에 있어서의 단면도.

제9도는 제5도의 컬러화상표시용 발광패널에 있어서의 필라멘트의 탄성단자편과 고정단자편의 위치관계를 표시한 부분평면도.

제10도는 컬러화상표시용 발광패널의 표면온도와 면휘도의 관계를 표시한 그래프.

제11도는 컬러화상표시용 발광패널의 방전가스의 1성분으로서 사용되는 희가스의 열전도율과 컬러화상표시용 발광패널의 온도의 관계를 표시한 그래프.

제12도는 필라멘트의 이미티에 산화지르코늄이 첨가되어있지 않은 경우에 있어서의 각 조건하의 컬러화상표시용 발광패널의 동작특성을 표시한 그래프.

제13도는 필라멘트의 이미티에 산화지르코늄이 첨가되어 있는 경우에 있어서의 각 조건하의 컬러화상표시용 발광패널의 동작특성을 표시한 그래프.

제14도는 본 발명의 제4실시예에 있어서의 컬러화상표시용 발광패널의 구동장치의 회로도.

제15도(a)) ~ ((e)는 제14도의 구동장치에 의해서 얻어지는 음극전압파형 및 방전류파형을 표시한 도면.

제16도는 본 발명의 제5실시예에 있어서의 컬러화상표시용 발광패널의 구동장치의 회로도.

제17도(a)) ~ ((e)는 제16도의 구동장치에 의해서 얻어지는 음극전압파형 및 방전류파형을 표시한 도면.

제18도는 본 발명의 제6실시예에 있어서의 컬러화상표시용 발광패널의 구동장치의 회로도.

제19(a)) ~ ((j)는 제18도의 구동장치에 의해서 관찰되는 각종전압파형 및 전류파형을 표시한 도면.

제20도는 본 발명에 의해서 얻어지는 컬러화상표시장치의 시스템구성을 모식적으로 표시한 도면.

제21도는 종래의 얼음극형 컬러화상표시용 발광패널의 구조의 일례를 표시한 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

7 : 배면기판 8, 503a) ~ (503n : 필라멘트

9a, 9b : 단자편 10 : 릿치

11 : 절연판 12 : 관통구멍

13a, 13b, 13c : 형광체층 14 : 격벽

15a, 15b, 15c : 캐비티 16 : 앞면기판

17 : 양극 17a, 17b, 17c : 양극리드선

18a, 18b, 18c : 리드홈 19 : 외주벽

20a, 20b, 20c : 패드 510a) ~ (510n : 양극라인

512a) ~ (512m : 트랜스 515,808 : 주사회로

516 : 바이어스전원 521 : 고압스위치회로

522 : 방전개시전원 525 : 방전유지전원

526, 805 : PWM회로

200, 300, 511, 804 : 컬러화상표시용 발광패널

500, 600 : 구동장치 724, 807 : 승압회로

800 : 컬러화상표시장치 801 : 데이터분배메모리

806 : 양극구동회로 809 : 음극구동회로

본 발명은 컬러화상표시 장치로서 사용되는 컬러화상표시용 발광패널 및 그 구동장치 및 그들을 사용한 컬러화상표시 장치에 관한 것이다.

큰 화면을 표시가능한 컬러화상표시 장치에서는, 대화면을 형성하기 위하여, 다수의 컬러화상표시용 발광패널(이하, 발광패널이라고 칭함)을 2차원으로 배열하고 있다. 각각의 발광패널이 1개 또는 그 이상의 회소(繪素)에 대응한다. 사용되는 발광패널의 하나로, 충분한 면휘도를 효율좋게 얻을수 있는 형광램프를 이용한 형식의 것이었고, 그 일례가 일본국 특개평 2-129847호 공보에 개시되어 있다. 제21도를 참조해서 이 발광패널(100)의 구성을 설명한다.

발광패널(100)에서는, 음극으로서 기능하는 코일필라멘트(1)를 수용한 원통형 상용기(2)가, 내부를 6개의 방전공간(3a- 3f)으로 구획한 상자형상용기(4) 및 투광성앞면판(5)과 함께 기밀용기를 형성하고 있다. 코일필라멘트(1)는 일반적으로 통전에 의해서 열전자를 방출하는 이미터로서 기능하는 산화물층이 표면에 형성된 텅스텐전극이다. 각각의 방전공간(3a) ~ (3f)의 내부에는 양극(6a) ~ (6f)이 각각 형성하는 동시에, 수은증기와 희가스의 혼합가스가 방전가스로서 봉입되어 있다.

도시를 생략했으나, 상자형상용기(4)의 내벽면에는 발광용 형광체층이 형성되었다. 구체적으로는 예를 들면, 방전공간(3a),(3d)의 형광체층은 녹색발광용, 방전공간(3b) ~ (3e)의 형광계층은 적색발광용, 방전공간(3c),(3f)의 형광체층은 청색발광층이다.

발광패널(100)은 열음극형이고, 구체적인 발광메카니즘은 이하와 같이 설명된다.

코일필라멘트(1)에 전류를 흐르게 하면, 그 표면의 산화물 이미터로부터 열전자가 발생한다. 이 열전자에 의해서 기동되고, 방전공간(3a) ~ (3f)내에 방전이 발생한다. 이 방전은 방전공간(3a) ~ (3f)내부에 봉입되어 있는 혼합가스중의 수은증기를 여기시켜서, 자외광을 발생시킨다. 이 자외광이 상자형상용기(4)의 내벽면의 형광체를 야기함으로써, 각각 소정의 색의 발광이 행해진다.

발광패널(100)을 매트릭스 형상으로 다수 배열하면, 텔레비젼 화상 등을 표시하는 컬러화상표시장치를 구성할 수 있다. 그 경우에는 3개의 방전공간(3a) ~ (3c)에서 1개의 회소가 구성되고, 나머지의 방전공간(3d) ~ (3f)에서 다른 1개의 회소가 구성된다. 따라서 1개의 발광패널(100)이 2개의 회소에 대응한다.

열음극형발광패널(100)에서는, 방전의 개시시에는 약 300V의 고전압이 필요하나, 방전개시후에는 약 40V의 전압을 인가해두면 방전이 유지된다. 또 그 발광휘도는 코일필라멘트(1)로부터 방사되는 전류의 값에 거의 비례한다.

컬러화상표시장치를 구성하기 위하여 사용되는 발광패널로서는, 상기의 열음극형의 이외에 냉음극형인 것이 있다. 이것은 금속전극간에 고전압을 인가하므로써 방전가스를 전리해서, 방전을 행하는 것이다. 냉음극형의 발광패널에서는 열음극형의 발광패널과는 달리 필라멘트를 사용하지 않으므로, 사이즈의 미세화가 용이하다. 그 때문에 회소의 배열피치를 작게 하는 것이 가능하다.

그러나, 냉음극형 발광패널에서는, 방전을 유지하기 위하여 방전관이나 전류제한소자에 약 200V의 고전압을 항상 인가할 필요가 있다. 따라서, 방전유지전압이 낮은 열음극형의 쪽이, 냉음극형에 비해서 에너지효율이 좋다. 특히, 큰 화면을 가진 대형컬러화상표시장치에 있어서는, 화면의 대형화와 더불어 사용되는 발광패널의 수가 증가하므로, 에너지효율의 향상이 중요한 과제가 된다. 따라서, 서브밀리정도의 회소피치를 필요로 하지 않는 화상표시 장치에 있어서는 열음극형 발광패널이 불가결한 구성요소이다.

그러나, 상기한 종래의 열음극형의 발광패널(100), 및 그것을 사용한 종래의 컬러화상 표시장치에는 이하와 같은 문제점이 있다.

상기한 발광패널(100)에서는 1개의 발광패널(100)에 의해서 얻을수 있는 회소수는, 그 구조상 2개가 한도이다. 또, 어떤 길이의 코일필라멘트를 필요로 하는 구조로부터, 각각의 발광패널(100)을 작게해서 회소의 배열피치를 약 10㎜) ~ (30㎜보다도 작게하는 것은 곤란하다. 따라서, 표시화상의 해상도를 높이기 위하여 회소수를 늘이려고 하면, 발광패널(100)의 필요계수가 증가하는 동시에, 표시화면이 필요 이상으로 기대화한다. 이 때문에, 발광패널(100)의 외부배선이 복잡해진다. 또, 표시화면이 커지기 때문에, 옥내용 컬러화상표시 장치에의 적용은 어렵다.

또, 6개의 방전공간(3a) ~ (3f)이 1개의 코일필라멘트(1)를 중심으로 해서 좌우에 배열되므로, 각 방전공간(3a) ~ (3f)에 대한 열전자의 공급량이 불균일해지기 쉽다. 그 결과, 각각의 방전공간 (3a) ~ (3f)에 있어서의 방전유지전압에 불균일이 발생해서, 휘도의 불균일이 발생하기 쉽게 된다. 이 점을 해결하기 위하여 1개의 발광패널(100)에 대해서 복수의 코일필라멘트(1)를 1개의 원통형상용기(2)의 속에 설치하는 것도 가능하다. 그러나, 그 경우에는 동작시의 총발열량이 증가해서, 발광패널(100)의 최적동작 온도 이상으로 온도가 증가하기 쉽다. 그 결과, 발광휘도의 감소나 발광패널(100)의 파손이 발생하기 쉽게 된다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이고, 그 목적으로 하는 바는 (1) 열음극형발광소자의 에너지효율의 좋음을 유지하면서, 회소를 좁은 피치에서 고밀도로 매트릭스 형상으로 배열할 수 있어, 옥내용 및 옥외용 어느 컬러화상 표시장치에도 적용할 수 있고, 외부배선의 간략화가 가능한 고성능의 컬러화상표시용 발광패널, (2) 상기 컬러표시용 발광패널을 위한 구동장치 및 (3)상기한 컬러표시용 발광패널 및 그 구동 장치를 복수 사용해서 구성되는 컬러화상표시장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 컬러 화상표시용 발광패널은, 행방향을 따라서 뻗은 복수의 필라멘트가 배설된 배면기판과, 상기 복수의 필라멘트를 덮도록 해서 상기 배면기판상에 배설되고, 상기 복수의 필라멘트의 소정부분을 노출시키는 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 관통 구멍을 가진 절연기판과, 열방향을 따라서 뻗은 복수의 양극라인, 및 상기 복수의 양극라인을 덮는 격벽을 가진 투광성 앞면기판을 구비하고 있고, 상기 격벽은, 상기 복수의 필라멘트중의 선택된 임의의 필라멘트와, 상기 복수의 양극라인중의 선택된 임의의 양극라인과의 사이에서, 상기 복수의 관통구멍중의 대응하는 1개를 개재해서 열음극방전을 발생시키기 위한 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 캐비티를 가지고 있고, 상기 방전에 의해서 제1형광을 방출하는 제1형광수단이 상기 복수의 양극라인의 제1라인군에 관련되어 배치되고, 상기 방전에 의해서 제2형광을 방출하는 제2형광 수단이 상기 복수의 양극라인의 제2라인군에 관련되어 배치되어 있고, 그것에 의해서 상기 목적이 달성된다.

상기 컬러화상표시용 발광패널은 상기 복수의 양극라인의 제3라인군에 관련되어 배치되고, 상기 방전에 의해서 제3형광을 방출하는 제3형광수단을 또 구비하고 있어도 된다.

어떤 실시예에서는, 상기 복수의 관통구멍의 각각이 상기 형광수단의 종류에 대응해서 또 구분되고 있다.

어떤 실시예에서는 상기 컬러화상표시용 발광패널의 외주를 따라서 외주벽이 형성되어 있다.

어떤 실시예에서는, 상기 복수의 필라멘트의 각각을 고정하는 단자는, 각각 상기 배면기판의 측면위에 연장되고, 상기 복수의 양극라인의 각각은, 상기 앞면기판의 측면위에 연장되어 있다.

어떤 실시예에서는, 상기 복수의 캐비티내에는, 수은증기와 회가스의 혼합가스가 2-20Torr의 범위인 가스압력으로 봉입되어 있고, 이 희가스는 Xe 가스 및 Kr가스로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

어떤 실시예에서는, 상기 복수의 필라멘트의 각각은, 텅스텐선으로 이루어진 심제와 그 주위에 형성된 전자방출성산화물층을 가진다. 상기 텅스텐선에, 또 레늄이 첨가되어 있어도 된다.

어떤 실시예에서는, 상기 산화물층은 산화바륨, 산화스트론튬 및 산화칼슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 주성분을 가지고 있다. 상기 산화물층에 또, 지르코늄 및 산회지르코늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 첨가물이, 2-10중량%의 범위에서 첨가되어 있어도 된다.

본 발명에 의한 상기의 컬러화상표시용 발광패널의 구동장치는, 상기 복수의 필라멘트에 각각 접속된 적어도 1개의 2차권선을 가진 복수의 트랜스와, 상기 복수의 트랜스의 각각의 상기 적어도 1개의 2차권선에 각각 접속된 복수의 트랜지스터와, 상기 복수의 트랜지스터를 순차 스위치 동작시켜서 상기 복수의 필라멘트를 순차 주사하는 주사회로와, 상기 복수의 양극라인의 각각에 복수의 제1다이오드를 개재해서 각각 접속된 복수의 정전류회로와, 수평주사기간동안 상기 복수의 양극라인의 각각에, 상기 복수의 정전류회로중의 대응하는 1개 및 상기 복수의 제1다이오드중의 대응하는 1개를 통해서, 화상휘도신호에 따른 펄스폭을 가진 방전류를 흐르게 하는 펄스폭변조회로와, 상기 복수의 양극라인에, 방전개시용 고전압펄스를 인가하는 고전압 공급수단을 구비하고 있고, 그것에 의해서 상기 목적이 달성된다.

상기 고전압공급수단은, 고전압을 공급할 수 있는 전원장치어어도 된다. 혹은, 상기 고전압 공급수단은 승압회로와, 상기 복수의 양극라인의 각각에 일단부를 각각 접속하고, 다른 일단부를 상기 승압회로에 각각 접속한 복수의 콘덴서와, 수평블랭킹기간에, 상기 정전류회로를 강제적으로 ON상태로 유지하는 동시에 상기 복수의 콘덴서에 충전전류를 공급하는 복수의 게이트 회로를 구비하고, 상기 승압회로는, 상기 수평블랭킹기간의 초기에 제1소정의 전압을 출력해서 상기 복수의 콘덴서를 방전유지 전압까지 충전하고, 그 후에 제2소정의 전압을 출력해서, 상기 수평주사기간의 초기에 상기 선택된 필라멘트와 상기 선택된 양극라인과의 사이에서 상기 방전을 개시시켜도 된다.

어떤 실시예에서는 상기 복수의 트랜지스터는 상기 복수의 트랜스의 각각의 상기 적어도 1개의 2차권선에 설치된 센터탭에 각각 접속되어 있다.

혹은, 상기 구동장치는, 상기 복수의 트랜스의 각각의 상기 적어도 1개의 2차권선의 일단부에 그 정극을 접속한 복수의 제2다이오드와, 상기 복수의 트랜스의 각각의 상기 적어도 1개의 2차권선의 다른 일단부에 그 정극을 접속하고, 그 부극을 상기 복수의 제2다이오드의 각각의 부극에 접속한 복수의 제3다이오드를 또 구비하고, 상기 복수의 트랜지스터의 각각은, 상기 복수의 제2 및 제3다이오드의 각각의 상기 부극의 접속점에 접속되어 있어도 된다. 그 경우, 상기 구동장치가 상기 복수의 트랜스의 각각의 상기 적어도 1개의 2차권선의 일단부에 접속된 바이어스 전압을 공급하는 복수의 저항을 또 구비하고 있어도 된다.

본 발명의 컬러화상표시 장치는, 복수의 상기 컬러화상표시용 발광패널이 매트릭스 형상으로 배열되어 디스플레이를 형성하고, 이 디스플레이에는, 상기 복수의 컬러화상표시용 발광패널의 각각에 대응하는 복수의 상기 구동장치와, 상기 디스플레이에 표시되어야 할 화상의 신호를 상기 복수의 컬러화상표시용 발광패널의 각각에 분배하고, 이 신호에 따라서 상기 복수의 구동장치를 구동하는 제어수단이 접속되어 있고, 그것에 의해서 상기 목적이 달성된다.

상기와 같이, 본 발명의 컬러화상표시용 발광패널은, 배면기판, 절연판 및 투광성 앞면기판을 적층해서 구성되어 있다. 또, 매트릭스 형상으로 배치된 관통구멍에 대응해서 설치된 복수의 캐비티는, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 방전공간을 구성하고 있다. 각 방전공간은 그 긴쪽방향의 일단부에서 관통구멍에 통하고 있고, 관통구멍을 통해서 필라멘트의 일부가 방전공간에 노출해서 음극으로서 기능한다. 또, 각 방전공간의 다른 일단부에는, 양극라인에 접속한 양극이 존재한다. 각 관통구멍과, 서로 다른 색으로 발광하는 제1 및 제2형광체 수단 각 1개씩에 의해서, 1단위의 회소가 구성된다. 필라멘트와 양극의 사이에서 선택적으로 얼음극 방전을 발생시킴으로써, 각 회소에 포함되는 각색에 대응하는 형광수단을 선택적으로 발광시키고, 컬러화상이 표시된다.

또, 제3형광수단을 형성하면, 풀컬러표시가 가능하다. 또한, 관통구멍은 각 형광수단마다 도 구분해서 형성해도 된다.

방전공간을 구성하는 각 캐비티내에는 방전가스로서, 예를 들면 수은증기와 희가스의 혼합가스가 상기 범위의 가스압력으로 봉입되어 있다. 방전시에는, 이중의 수은증기가 이기되어 자외광을 발하고, 이 자외광이 형광수단을 이기해서 소정의 색의 발광이 행해진다. 또, 특히 Xe가스 및 Kr가스로부터 선택된 희가스를 사용하면, 이들의 가스는 열전도율이 작기 때문에, 발광시의 과도의 온도상승을 억제하는 것이 가능하게 된다.

한편, 각 필라멘트는 텅스텐으로 이루어진 심재의 주위의 통전에 의해서 전자를 방출하는 이미터로서 기능하는 산화물층을 형성함으로써 구성할 수 있다. 이중 심제에 또 레늄을 첨가할 수도 있다. 또, 이미터를 구성하는 산화물층의 주성분으로서는 상기의 3종류의 산화물로부터 선택한 것을 사용할 수 있으나, 이것에 또 지르코늄 혹은 산회지르코늄을 소정의 범위내에서 첨가하면, 방전시의 이온충격에 대한 필라멘트의 내성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또, 본 발명의 컬러화상표시용 발광패널을 구동하는 구동장치에서는, 컬러화상표시용 발광패널에 포함되는 각 필라멘트를 주사회로에 의해서 선택적으로 순차 주사한다. 한편, 컬러화상표시용 발광패널의 각 양극라인에는, 고압스위치회로 및 PWM회로의 동작에 의해서, 방전개시용고전압펄스가 인가된다. 이 결과, 선택된 필라멘트와 양극라인의 사이에 미약방전이 일어난다. 그후, 표시하는 화상의 신호에 따라서, 점등시키고 싶은 회소에 대응하는 양극라인에, 요망되는 발광휘도에 따른 시간폭을 가진 방전유지용 저전압신호가 인가된다. 이에 의해서, 화상신호휘도에 따른 펄스폭의 전류가 공급되어 주방전이 일어나고, 화상이 표시된다. 방전개시용 고전압펄스를 얻기 위해서는, 고전압전원 또는 승압회로를 사용할 수 있다.

또, 필라멘트를 순차 주사하기 위하여 사용되는 트랜지스터는, 각 필라멘트가 접속되는 트랜스의 2차권선에 각각 접속된다. 그 경우에는 예를 들면, 2차권선에 설치된 센터탭에 상기 트랜지스터를 접속할 수 있다. 혹은, 서로의 부극끼리 접속된 제2 및 제3다이오드를 게재해서, 상기 트랜지스터를 2차권선에 접속해도 된다.

또, 상기의 컬러화상표시용 발광패널을 또 매트릭스형상으로 배열함으로써 컬러화상 표시장치가 구성된다.

이하에 본 발명을 실시예에 대해서 설명한다.

[실시예1]

제1도는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 발광패널의 전체구조를 모식적으로 표시한 사시도이다. 이 발광패널(200)은, 기본적으로 배면기판(7)과 앞면기판(16)에 의해서 절연판(11)을 샌드위치한 구조로 되어 있다. 내부구조를 표시하기 위하여 도시하지 않고 있으나, 맞포개진 배면기판(7), 절연판(11) 및 앞면기판(16)의 주변부는, 지융점유리로 밀봉되어 기밀용기를 형성하고 있다. 이 기밀용기내에는 방전가스로서 수은증기 및 희가스의 혼합가스가 봉입되어 있다. 또, 이와같이 구성된 기밀용기내에는 제2도를 참조해서 다음에 설명하는 각종 구성요소가 설치되어 있다.

제2도는 발광패널(200)의 각부의 구성을 더욱 상세하게 표시한 부분사시도이다.

유리 또는 세라믹으로 이루어진 배면기판(7)위에는 복수의 필라멘트(8)가 단자편(9)에 의해서 복수의 행으로 뻗어있다. 각 필라멘트(8)를 지지하는 단자편(9)중, 적어도 한쪽의 단부에 있는 단자편이 탄성을 가지고 있는 것이 바람직하고, 예를 들면 코발트·니켈·크롬합금으로 구성할 수 있다. 필라멘트(8)는, 텅스텐선, 또는 레늄함유텅스텐선으로 이루어진 심재상에 산화바륨 및 산화스트론튬을 주성분으로 하는 전자방사성산화물층(이하, 이미터라고 칭함)을 가지고 있다. 필라멘트(8)에 전류가 흐르면 필라멘트(8)의 온도가 약 800℃이상으로 상승해서, 이미터로부터 열전자가 방사된다. 또 이미터는 주성분의 하나로서 산화칼슘을 또 함유하고 있어도 된다.

또, 각 필라멘트(8)의 사이에는 릿치(10)가 각 1개씩 설치되어 있다. 이에 의해서, 필라멘트(8)의 각각의 근처의 공간이 인접하는 필라멘트(8)의 근처의 공간으로부터 격리된다.

배면기판(7)위에는 릿지(10)나 필라멘트(8)를 덮도록 절연판(11)이 포개된다. 절연판(11)에는 필라멘트(8)의 일부분을 각각 노출시키는 복수의 관통구멍(12)이 필라멘트(8)의 각각의 긴쪽방향을 따라서 형성되어 있다. 절연판(11)은, 예를 들면 유리 또는 세라믹으로 되어있다.

관통구멍(12)의 각각에 인접한 절연판(11)의 표면에는 각각 적색, 녹색 및 청색으로 발광하는 3종류의 회토류 형광체재료로 이루어진 형광체층(13a) ~ (13c)이 형성되어 있다. 1개의 관통구멍(12)과 3개의 형광체층(13a) ~ (13c)의 조합에 의해서, 1단위의 회소가 형성된다.

절연판(11)의 위에는, 또 유리로 이루어진 투광성 앞면기판(16)이 포개진다. 앞면기판(16)의 절연판(11)에 대향하는 쪽의 표면(이하, 하면이라고 칭한다)에는, 격벽(14)이 형성되어 있다. 이 격벽(14)에는 절연판(11)상의 형광체층(13a) ~ (13c)에 대응하는 위치에 긴원형의 캐비티(15a) ~ (15c)가 배설되어 있다. 각 회소의 형광체층(13a) ~ (13c)은, 캐비티(15a) ~ (15c)의 내부에 각각 수납되고 형광체층(13a) ~ (13c)은, 캐비티(15a) ~ (15c)의 내부에 각각 수납되고 인접하는 회소의 형광체층으로부터 격리되어 있다. 또한, 캐비티(15a) ~ (15c)는 네모형상이어도 된다. 이들 캐비티(15a) ~ (15c)는 앞면기판(16)을 덮개, 절연판(11)을 바닥면으로 하는 방전공간으로서 기능한다.

각각의 캐비티(15a) ~ (15c)는, 각각의 긴쪽방향의 일단부에 있어서, 관통구멍(12)에 오버랩하도록 배설되어 있다. 이에 의해서, 필라멘트(8)의 일부분이 관통구멍(12)을 통해서 각 방전공간에 노출해서 음극으로서 기능하는 것이 가능하게 된다.

한편, 각각의 캐비티(15a) ~ (15c)의 다른 일단부에 위치하도록 앞면기판(16)의 하면에는 양극(17)이 형성되어 있다. 또한 각 양극(17)의 리드선은 격벽(14)과 앞면기판(16)의 접촉부를 통해서 앞면기판(16)의 일단부의 가장자리까지 연장되어 있다.

제3도는 상기와 같은 구성을 가진 본 실시예의 발광패널(200)에 있어서, 앞면기판(16)의 상면으로부터 절연판(11)쪽을 바라본 경우의 각부의 위치관계를 표시한 부분평면도이다. 제4도는 제3도의 1-1'선에 있어서의 단면도이다.

제4도에 표시한 구조를 참조해서 설명하면, 이미 설명한 바와 같이, 필라멘트(8)의 긴쪽방향의 일부분이, 절연판(11)에 형성된 관통구멍(12)을 통해서 캐비티(15a) 즉 방전공간을 노출해서 음극으로서 기능한다. 캐비티(15a)의 바닥면에는, 3색의 어느하나 예를 들면 적색으로 발광하는 형광체층(13a)이 존재한다. 또, 방전공간의 관통구멍(12)이 존재하는 개소와는 반대의 일단부에는 양극(17)이 존재한다. 캐비티(15a)에 인접하는 다른 캐비티(15b) 및 (15c)에 의해서 형성되는 방전공간도, 마찬가지의 구성을 가지고 있다.

이와같이, 각 방전공간내에는, 필라멘트(8)의 일부분인 음극과, 독립된 양극(17)과 녹, 적, 및 청의 3색으로 발광하는 형광체층(13a) ~ (13c)이 각각 형성되어 있고, 3개의 방전공간을 1조로 한 복수의 회소가 형성된다.

형광체층(13a) ~ (13c)은, 절연판(11)의 포면상 뿐만 아니라, 방전공간의 각 내주면에 걸쳐서 형성되어 있어도 된다. 또, 상기한 실시예에서는, 1개의 화소를 형성하는 3개의 방전공간(3개의 캐비티(15a) ~ (15c)에 대해서 1개의 관통구멍(12)이 형성되어 있으나, 각 방전공간(각 캐비티)의 각각에 1개씩의 관통구멍을 형성해도 된다. 또, 상기한 실시예에서는 풀컬러에서의 화상표시를 가능하게 하기 위하여 각 회소에 3개의 방전공간을 형성했으나, 풀컬러에서의 화상표시를 필요로 하지 않는 경우는, 각 회소에 2개의 방전공간을 형성할 뿐이어도 된다.

제4도에 표시한 예에서는, 관통구멍(12)은 필라멘트(8)의 바로위에 상당하는 위치에 형성되어 있다. 그러나, 양자의 이 위치관계는 엄밀하게 지키지 않으면 않되는 것은 아니다. 필라멘트(8)와 관통구멍(12)이 위치적으로 어긋나고 있어도 상기에서 설명한 것과 마찬가지의 효과를 얻을수 있다.

배면기판(7)의 표면상에 형성되는 릿지(10)나 앞면기판(16)의 하면에 형성되는 양극(17)과 그 리드선은, 예를들면, 니켈등의 재료의 후막인쇄에 의해서 형성할 수 있다. 또 격벽(14)은 유리에 의해서 형성할수 있다. 상기의 후막인쇄의 경우에는 미세가공이 가능하게 되므로, 캐비티(15a) ~ (15c), 즉 방전공간의 배열피치를 2-3㎜정도로까지 좁힐수 있다. 이에 의해서, 회소의 배열피치는 10㎜ 이하가 된다. 그 결과, 1번이 약 30㎝의 내모면내에, 회소를 약 100개 ×100개와 같은 고밀도의 매트릭스 형상으로 배열할 수 있다.

본 실시예의 발광패널(200)의 전형적인 외형사이즈는, 230㎜ ×120㎜이다. 또, 회소의 배열피치는 7.0㎜ 회소수는 32×16, 필라멘트(8)의 수는 16, 양극(17)의 수는 32×3, 양극(17)의 리드선의 피치는 2.33㎜이다.

이와같이 구성된 컬러화상표시용 발광패널(200)은, 복수의 필라멘트(8)에 시분할에 의해서 통전해서 열전자를 방사시킨다. 따라서, 음극으로서의 동작은 시분할 구동이다. 구체적으로는, 필라멘트(8)와 양극(17)의 사이에 방전개시에 필요한 전압을 선택적으로 인가하는 동시에, 선택된 방전공간에 있어서의 방전지속시간을 화상신호에 의거하여 변화시킨다. 이에 의해서 컬러화상을 표시시킬수 있다. 또한, 구동장치의 상세한 것은 나중에 설명한다.

또, 배면기판(7), 절연판(11) 및 앞면기판(16)에 의해서 형성되는 기밀용기의 외주부를 따라서 어떤 종류의 벽면을 형성하면, 기밀용기의 기밀성을 향상시킬 수 있다. 그와 같은 목적에서 사용되는 외주벽에 대해서는 제2실시예에 관해서 후술한다.

본 실시예의 발광패널(200)에서는 각 필라멘트(8)가, 그 긴쪽방향의 복수개소에 있어서 음극으로서 기능한다. 이에 의해서, 각 방전공간에 각각 1개의 음극이 존재한다. 그 때문에, 각 방전공간에서의 열전자의 공급량이나 방전유지전압에 차가 생기지 않고, 휘도불균일의 발생을 억제할 수 있다.

또, 1개의 필라멘트(8)에 의해서 다수의 방전공간에 대한 음극이 형성되는 동시에, 필라멘트(8)가 복수행으로 배열되고, 양극(17)이 복수열로 배열되는 메트릭스 구성이 되므로, 구동용 외부배선이 간소화된다. 또한, 다수의 방전공간을 협소피치에서 고밀도로 배열할 수 있으므로, 다수의 발광패널을 사용해서 대형화면을 형성하는 옥외설치용 대형컬러 화상표시장치뿐만 아니라,소수의 발광패널을 사용해서 옥내에도 설치할 수 있는 고해상도의 컬러화상 표시장치도 실현하는 것이 가능하게 된다.

[실시예 2]

다음에, 본 발명의 제2실시예에 있어서의 발광패널을 설명한다. 제5도는, 본 발명의 제2실시예에 있어서의 발광패널(300)의 일부분의 사시도이다. 이 발광패널(300)은, 제1실시예로서 제1도-제4도를 참조해서 설명한 발광패널(200)과 기본적으로는 동일한 구성을 가지고 있다. 제5도의 발광패널(300)에 있어서, 앞에 설명한 발광패널(200)과 동일구성 요소에는 동일참조 번호를 붙이고, 여기서는 설명을 생략한다.

발광패널(300)과 발광패널(200)의 주요 차이점은, 구동용 외부배선을 더욱 간략화하기 위하여 필라멘트(8)를 지지하는 단자편, 및 양극(17)의 리드선을 배면기판(7) 및 앞면기판(16)의 측면으로부터 바깥쪽으로 연장하고 있는 점, 및 배면기판(7), 절연판(11) 및 앞면기판(16)에 의해서 형성되는 기밀용기의 기밀성을 향상시키기 위하여, 프레임 형상의 얇은 외주벽(19)이 형성되어 있는 점이다.

발광패널(300)의 회소의 기본구성은, 발광패널(200)과 마찬가지이다. 격벽(14)에 형성된 캐비티(15a) ~ (15c), 앞면기판(16) 및 절연판(11)에 의해서 형성되는 방전공간에, 관통구멍(12)를 통해서 필라멘트(8)의 일부분을 노출시켜서 음극으로서 기능시킨다. 또, 양극(17)을 각각의 방전공간에 형성한다. 또, 적, 녹 및 청의 3색으로 각각 발광하는 형광체층(13a) ~ (13c)이 각각의 캐비티(15a) ~ (15c)의 바닥면에 상당하는 절연판(11)위에 형성되어 있다.

제6도는 본 실시예의 발광패널(300)의 부분사시도이다. 단, 도면을 알기 쉽게 하기 위하여, 외주벽(19)은 코너부분에만 그려져 있다. 본 실시예의 발광패널(300)에서는, 각 방전공간에 존재하는 양극(17)을 일단위로 각각 집약하기 위한 리드선(17a) ~ (17c)은, 격벽(14)과 앞면기판(16)의 접촉부를 통해서 앞면기판(16)의 일단부의 가장자리에 달하도록 배선되고 앞면기판(16)의 측면위에 형성된 리드홈(18a) ~ (18c)에 접속된다. 이 리드홈(18a) ~ (18c)으로부터 리드선(17a) ~ (17c)을 또 앞면기판(16)의 상면에까지 연장하면, 구동용 외부배선에 접속하기 위한 패드(20a) ~ (20c)를 형성할 수 있어, 배선공정이 용이하게 된다.

리드홈(18a) ~ (18c)은 이하의 방법으로 형성할 수 있다. 앞면기판의 2대분에 상당하는 크기의 유리평판을 준비하고, 그 중앙을 가로지르는 일직선상에 소정의 피치에서 다수의 작은 구멍을 뚫는다. 이 작은 구멍에 도전성 페이스트를 유입해서 소성한 후, 이 유리평판을 상기 일직선상에 2분할한다. 이에 의해서, 2매의 앞면기판(16)이 동시에 형성된다. 혹은, 앞면기판(16)에 리드선(17a) ~ (17c)을 후막 인쇄하는 공정에 앞서서 앞면기판(16)의 하면으로부터 측면에 이르는 에지부나 측면으로부터 상면에 이르는 에지부에 모떼기가공을 실시해 두고, 상기한 후막인쇄공정에서, 도전성페이스트를 그 점성에 이용해서 모떼기 가공된 에지부분으로부터 측면상에 유입시켜도 된다. 혹은, 오프셋 인쇄법에 의한 롤러에 의해서 도전성 페이스트를 인쇄해서, 리드홈(18a) ~ (18c)을 형성할 수 있다.

이와같이 해서 형성되는 리드홈(18a) ~ (18c)에는, 폴리이미드필름등을 베이스재로 하는 두께 약 30㎛의 가요성 리드기판이 압착되고, 이 기판의 도전성리드를 통해서 구동용외부 양극배선이 접속된다.

한편, 발광패널(300)에서는, 음극계의 외부배선을 간략화하기 위하여, 각 필라멘트(8)의 양단부에 있어서의 단자편의 형상이 개량되고 있다. 제6도에는 필라멘트(8)의 한쪽의 단부에 존재하는 고정단자편(9b)이 표시되어 있다. 본 실시예에 의하면, 고정단자편(9b)의 바깥쪽의 가장자리가 연장되고, 도시되고 있지 않은 외주벽(19)의 하부를 뚫고 나가도록 해서 배면기판(7)의 측면상에 연장되어 있다. 필라멘트(8)의 다른 한쪽의 단부에는 제5도에 표시한 바와 같은 탄성을 가진 탄성단자편(9a)이 설치되나, 이 탄성단자편(9a)도 고정단자편(9b)과 마찬가지로, 외주벽(19)의 하부를 뚫고 나가도록 해서 배면기판(7)의 측면상에 연장되어 있다.

상기와 같은 구성으로 함으로써, 음극인 필라멘트(8) 및 양극(17)에 각각 접속하는 외부배선의 배선을 용이하게 행할수 있게 된다.

제7도는, 상기와 같은 구성을 가진 본 실시예의 발광패널(300)에 있어서, 앞면기판(16)의 상면으로부터 절연판(11)쪽을 바라본 경우의 각부의 위치관계를 표시한 부분평면도이다. 또, 제8도는 제7도의 2-2'선에 있어서의 단면도이다.

앞에 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는, 배면기판(7), 절연판(11) 및 앞면기판(16)에 의해서 형성되는 발광패널(300)의 기밀용기의 기밀성을 향상시키기 위하여 외주부에 외주벽(19)을 구비하고 있다. 제8도에 표시된 바와 같이, 외주벽(19)은 배면기판(7) 및 앞면기판(16)의 사이에 끼워져서, 기밀용기의 측벽의 역할을 다한다. 또 잔존하는 틈새는, 저융점 유리층으로 봉입된다.

제9도는 본 실시예의 발광패널을 매트릭스 형상으로 다수배치한 경우에 있어서의 인접하는 발광패널의 필라멘트(8)의 양단부의 탄성단자편(9a) 및 고정단자편(9b)의 위치관계를 표시한 부분평면도이다. 단, 앞면기판(16), 절연판(11)등, 설명에 불필요한 구성요소는 도시하고 있지 않다. 제9도로부터 알 수 있는 바와 같이, 탄성단자편(9a) 및 고정단자편(9b)은 서로 평면적으로 어긋나서 배치되어 있다. 이것에 의해서, 탄성단자편(9a) 및 고정단자편(9b)을 배면기판(7)의 측면위까지 연장해도 인접하는 발광패널의 간격은 전혀 혹은 거의 증가하지 않는다.

본 실시예의 발광패널(300)의 전형적인 외형사이즈는, 224㎜ ×112㎜이다. 또 회소배열피치는 7.0㎜ 회소수는 32 ×16, 필라멘트(8)의 수는 16, 양극(17)의 수는 32 ×3, 양극(17)의 리드선(17a) ~ (17c)의 피치는 2.33㎜이다.

상기와 같이 본 실시예의 발광패널(300)에서는 제1실시예로서 설명한 발광패널(200)이 가진 특징에 추가해서, 각 음극의 필라멘트(8)의 양단자(9a), (9b)가 배면전극(7)의 측면위에, 그리고, 각 양극(17)의 리드선(17a)-(17c)이 열단위로 집약되어 앞면기판(16)의 적어도 측면위에 인출된다는 특징을 가진다. 이 결과 다수의 발광패널(300)을 매트릭스 형상으로 배치해서 큰 화면을 구성한 경우에도, 구동용 외부배선을 용이하게 배선할 수 있다. 또, 외부배선의 간소화도 가능하다. 또, 외주벽(19)을 설치함으로써 배면기판(7), 절연판(11) 및 배면기판(16)에 의해서 형성되는 기밀용기의 기밀성이 개선되고, 동작성능이 향상되고 있다.

[실시예 3]

다음에, 제3실시예로서, 본 발명의 발광패널에 있어서 방전가스로서 사용되는 희가스의 종류 및 봉입가스압력을 적절하게 선택함으로써 얻어지는 효과를 설명한다.

또한, 이하에서는 제1실시예에서 설명한 발광패널(200)과 동일구조를 가진 발광패널에 있어서의 본 실시예의 효과를 설명하나, 제2실시예에서 설명한 발광패널(300)과 동일구조를 가지고 있어도, 마찬가지의 효과를 얻을 수있다.

본 발명의 발광패널은 모두 열음극형이고, 방전공간을 형성하는 각 캐비티(15a)-(15c)에는 수은증기와 희가스의 혼합가스가 방전가스로서 봉입되어 있다. 그 최적동작온도는 80-100℃, 보다 바람직하게는 80-90℃이다. 발광패널의 동작에 수반해서 그 표면온도가 상승하나, 그것은 동작온도의 상승을 의미한다. 동작온도가 상기의 최적치보다 높아지면, 발광휘도가 저하한다. 또 발광패널의 표면온도가 과도하게 상승하면, 용기가 파손할 위험도 있다. 혹은 필라멘트(8)의 발열과 방전에 의한 이온충격에 의해서 필라멘트(8)의 표면의 이미터가 국부적으로 소실하거나 비산하거나 하기 쉽게 되고, 형광체층(13a)-(13c)의 표면이나 앞면기판(16)의 표면을 오염시키는 일이있다. 이들 문제를 방지하기 위해서는 발광패널동작시에 있어서의 발광패널의 표면온도의 과도한 상승을 억제하지 않으면 안된다.

발광패널의 표면온도는, 필라멘트(8)의 발열온도와 봉입가스의 열전도도에 의해서 결정된다. 그래서 본 실시예에서는 방전가스로서 사용되는 혼합가스에 함유되는 희가스로서, 열전도율이 낮은 Kr 가스 또는 Xe가스를 선택한다. 또, Kr 가스 또는 Xe가스를 비교적 낮은 가스압력으로 봉입한다.

또, 기체의 열전도율은 분자량에 반비례하므로, Kr 가스나 Xe 가스와 같이 열전도율이 낮은 가스는 분자량이 크다. 그 때문에, Xe 가스나 Kr가스를 방전가스의 성분으로써 사용하면, 이온충격에 의한 이미터입자의 비산이 분자량이 큰 가스에 의해서 저지되므로 이미터의 소모가 경감된다는 효과도 얻을수 있다.

본 실시예의 발광패널에서 사용되는 필라멘트(8)는, 텅스텐선, 또는 레늄함유 텅스텐선으로 이루어진 심재위에 이미터를 가지고 있다. 이미터는, 산화바륨 및 산화스트론튬을 주성분으로 해서, 이것에 지르코늄 또는 산화지르코늄(ZrO₂)이 2-10중량% 첨가되어 있다. 지르코늄이나 산화지르코늄을 첨가하는 것은, 이온충격에 대한 내성을 향상시키기 위해서이다. 또 이미터는 주성분의 하나로서 산화칼슘을 또 함유하고 있어도 된다.

이하에, 본 실시에의 발광패널에 의해서 얻어지는 효과를 구체적으로 설명한다.

또한 여기서 사용하는 발광패널의 외형사이즈는 230㎜ ×120㎜, 회소의 배열피치는 7.0㎜ 회소수는 32 ×16, 필라멘트수는 16, 양극수는 32 ×3, 양극리드선의 피치는 2.33㎜이다.

각 필라멘트(8)의 심선으로서, 직경 20㎛의 텅스텐선을 사용한다. 심선의 표면에는, 산화바륨(BaO), 산화스트론튬(SrO) 및 산화칼슘(CaO)을 주성분으로 하는 이미터가 코팅되어 있다. 이미터의 각 주성분의 산화물몰조성비는 BaO : 38.8%, SrO : 46.0% 및 CaO : 15.2%이다. 이들 주성분에 추가해서, 또 산회지르코늄(ZrO₂)이 5중량% 첨가되어 있다. 이미터에 첨가되는 산화지르코늄은 융점이 높고, 또 고온에 있어서의 증기압이 낮으므로, 이온충격이나 필라멘트의 발열에 의한 이미터의 비산을 억제할 수 있다. 이미터의 두께는 바람직하게는 33-38㎛이다.

제10도는 발광패널의 표면온도와 면휘도와의 관계를 표시한 그래프이다. 곡선(a)는 봉입된 방전가스의 봉입가스압력이 20Torr일 경우, 곡선(b)는 2Torr일 경우이다. 또, x표시는 희가스로서 Xe가스를 사용한 경우, o표시는 Kr가스의 경우, △표시는 Ar가스의 경우를 각각 표시한다. 이로부터 발광패널의 표면온도가 80-100℃, 특히 90℃일 경우에 있어서, 높은 면휘도가 얻어지는 것을 알수 있다. 또한, 최고의 면휘도를 부여하는 온도(이하, 휘도최고점 온도라고 칭함)는, 희가스와 아울러 봉입되어 있는 수은증기의 가스압력에 의해서 결정된다.

제11도는, 방전가스중의 희가스성분의 종류와 그 봉입가스 압력을 변화시킨 경우의, 희가스의 열전도율과 발광패널의 온도의 관계를 표시한 그래프이다. 희가스로서 Xe가스, Kr가스 또는 Ar가스를 사용하고, 봉입가스압력을 2-20Torr의 범위에서 변화시켰다. 제11도에 있어서, 열전도율이 작은 순으로 각각 Xe가스, Kr가스 및 Ar가스에 대한 도면이다.

제11도로부터 방전가스에 혼합하는 희가스로서 Xe가스 또는 Kr가스를 사용하면, 방전가스의 봉입가스압력이 2-20Torr의 범위내에서는 다소의 가온 또는 냉각을 실시하는 것만으로도 발광패널의 표면온도를 휘도최고점 온도인 90℃부근에 용이하게 유지할 수 있다는 것을 알 수 있다. 그러나, Ar가스를 사용하면, 방전가스의 봉입 가스압력이 2Torr이어도, 발광패널온도가 90℃가까이 된다. 봉입가스압력이 더욱 높아지면, 발광패널의 표면온도는 더욱 상승한다. 따라서, Ar가스 혼합시에 높은 면휘도를 얻기 위해서는, 발광패널을 충분히 냉각하지 않으면 안되는 것을 알 수 있다.

제12도 및 제13도는 방전가스중의 희가스 성분의 종류와 그 봉입가스 압력을 변화시킨 경우의, 발광패널의 동작특성을 표시한 그래프이다. 제12도는 필라멘트(8)의 이미터에 산화지르코늄을 첨가하지 않는 경우, 제13도는 산화지르코늄을 5중량% 첨가한 경우의 결과를 표시하고 있다. 각각의 그래프에서, 곡선 a-f는 각각 도면중에 표시되어 있는 희가스의 종류 및 방전가스의 봉입가스 압력치의 조합에 있어서의 발광소자의 점등시간과 휘도저하율의 관계를 표시하고 있다. 또한, 휘도저하율은 동작개시시의 휘도를 100%로 한 경우의 휘도가 저하한 비율을 퍼센트로 표시하고 있다.

이로부터 알 수 있는 바와 같이, 산화지르코늄을 첨가하고(제13도), 또한 방전가스속에 혼합하는 희가스로서 Kr가스 또는 Xe가스를 사용한 것은, 다른 조합조건에 비해서 휘도의 저하가 느려서, 장수명을 달성할 수 있다. Xe가스 및 Kr가스는 양자를 혼합해서 사용해도 마찬가지의 효과를 가져온다.

여기서는 상세한 것을 설명하지 않으나, 발명자는 산화지르코늄의 첨가량이 2중량% 미만이면 상기한 효과를 만족하게 얻을수 없고, 반대로 10중량%를 넘으면 전자방사 효율이 저하하는 것을 확인했다. 따라서, 산화지르코늄의 첨가량은, 2-10중량%인 것이 바람직하다. 또, 산화지르코늄에 대신해서 지르코늄을 사용해도, 상기와 마찬가지의 효과를 얻을수 있다.

[실시예 4]

다음에, 본 발명의 발광패널을 구동하기 위하여 사용되는 구동장치를 설명한다. 제14도는 1매의 발광패널(511)에 대응하는 본 실시예의 구동장치(500)의 회로도이다. 본 실시예의 발광패널(511)은, 7㎜피치에서 배열된 음극으로서 기능하는 필라멘트(503a)-503n), 및 2.33㎜피치에서 배열된 양극의 리드선(이하 양극라인이라고 칭함)(510a)-(510n)을 구비하고 있다. 전형적으로는, 필라멘트는 16행, 양극라인은 96열 있다.

각각의 각 필라멘트(503a)-(503n)는, 트랜스(512a)-(512m)의 2차권선(513a)-(513n)에 각각 접속되어 있다. 또, 각 2차권선트(513a)-(513n)에 설치된 센터탭에는, 스위치용트랜지스터(514a)-(514n)가 각각 접속되어 있다. 트랜지스터(514a)-(514n)는, 주사회로(515)의 출력신호에 의해서 차례로 단기간 동안 ON상태로 반전하고, 그에 의해서 필라멘트(503a)-(503n)가 선택적으로 순차 주사된다. 트랜지스터(514a)-(514n)는 저항(515a)-(515n)을 개재해서 pc200V의 바이어스전원(516)에 접속되어 있다.

각 트랜스(512a)-(512m)의 1차권선(516a)-(516m)은, DC20V의 전원(517)에, 2개의 고반전압발생용 트랜지스터(518a), (518b)를 개재해서 접속되어 있다. 양트랜지스터(518a), (518b)는 클럭펄스발생회로(519)의 출력신호에 의해서 교호로 ON상태로 반전하고, 그에 의해서 1차권선(516a)-(516m)에 교번사각형파전압이 인가된다.

한편, 발광패널( 511)의 양극라인(510a)-(510n)은, 고압스위치회로(51) 및 각각의 전류제한용저항(520a)-(520n)을 개재해서, DC300V의 방전개시전원(522)에 접속되어 있다. 동시에, 각각의 양극라인(510a)-(510n)은, 각각의 역류저지용 제1다이오드(523a)-(523n) 및 정전류회로(524a)-(524n)를 개재해서 DC100V의 방전유지전원(525)에 접속되어 있다.

정전류회로(524a)-(524n)에 접속된 PWM회로(526)는, 필라멘트(503a)-(503n)가 순차선택적으로 주사되는 것에 동기해서, 화상휘상신호에 따른 펄스폭을 가진 PWM변조신호를 생성한다. 한편, 고압스위치회로(521)는, 필라멘트(503a)-(503n)의 선택적인 주사에 동기해서 순시적으로 도통한다. 이에 의해서, 양극라인(510a)-(510n)에 방전개시용 고전압펄스가 인가되고, 선택된 필라멘트와 양극라인의 사이에 미약방전이 발생한다. 그후, 점등시키고 싶은 회소내의 1방전공간에 대응하는 양극라인에, 요망되는 발광휘도에 따른 시간폭을 가진 방전유지용 저전압신호가 인가된다. 이에 의해서, 정전류회로(524a)-(524n)를 통해서 화상신호휘도에 따른 펄스폭의 전류가 공급된다. 이 결과, 주방전이 발생해서, 화상이 표시된다.

방전개시용 고전압펄스는, 전형적으로는 전압피이크치가 300V, 펄스폭이 50㎲이다. 또, 방전유지용 저전압신호의 크기는, 전형적으로는 100V이다. 또한, 제1도에서 설명한 형광램프를 사용한 종래의 발광패널(100)의 구동장치에, 상기와 같은 PWM회로(526) 및 고압스위치회로(521)를 사용하는 예는, 일본국특개평 3-39988호 공보에 기재되어 있다.

제15도(a)-(e)는, 제14도의 구동장치에 의해서 얻어지는 음극전압파형 및 방전전류파형을 표시한다.

제15도 (a) 및 (b)는 각각 (n-1)번째 및 n번째의 필라멘트의 양단부의 전압 파형이다. 필라멘트(503a)-(503n)의 선택적인 주사의 주기는 16.7㎳이므로 각각의 필라멘트의 선택기간은 900㎲가 된다. 제15도 (a) 또는 (b)에 표시한 전압파형에는, 트랜스(512a)-(512m)의 2차권선(513a)-(513n)으로부터 공급되는 필라멘트 가열용진폭 20V의 교번전압성분 ac가 중첩되어 있다. 이 결과, 필라멘트의 양단부전압은, 진폭 200V의 사각형파에, 0V 또는 200V의 바이어스전압 레벨을 중심으로 하는 진폭 20V에서 진동하는 교번전압성분이 포개진 파형이 된다.

제15도 (a) 및 (b)에서는 이 교번전압성분이 중첩된 상태를 ac라고 라벨링된 사각형 영역으로 표현하고 있다.

제15(c)는, 양극라인 (510a)-(510n)에 흐르는 방전전류 파형이다. 3mA의 정전류가, 화상의 휘도신호에 따른 펄스폭으로 흐른다. 예를들면, 휘도 100%의 휘도신호에 대응하는 전류펄스는, 900㎲의 폭을 가진다. 한편, 휘도 50%의 휘도신호에 대응하는 전류펄스는, 450㎲의 폭을 가진다.

제15도(d) 및 (e)는 1개의 필라멘트에 대해서 제15도 (a) 혹은 (b)에 표시한 교번전압성분 ac를 확대한 파형이다. 제15도 (d)는 필라멘트의 어떤 일단부에서 측정되는 전압파형이고, 제15도 (e)는, 다른 일단부에서 측정되는 전압파형이다. 제15도 (d) 및 (e)를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 양자의 사이에는 180°의 위상 어긋남이 있다.

진폭 20V의 사각형파 교번전압이 필라멘트의 양단부에 각각 중첩되므로, 각 필라멘트는 결과적으로 진폭 40V의 사각형파 교번전압에 의해서 가열되게 된다. 이에 의해서, 각 필라멘트의 온도는, 전형적으로는 약 800℃까지 상승한다(약 1W). 교번 전압성분 ac의 극성은, 각각의 필라멘트의 선택기간(900㎲)의 길이에 비해서 충분히 짧은 10㎲마다 반전한다.

상기한 전압파형의 0V전위는, 제14도에 표시한 바이어스전원(516), 방전유지전원(525) 및 방전개시전원(522)의 각각의 부라인전위이다.

본 실시예의 구동장치에서는, 상기한 바와같이, 트랜스(512a)-(512m)의 2차권선(513a)-(513n)에 센터탭을 설치하고, 이것에 스위치용 트랜지스터(514a)-(514n)를 접속하고 있다. 이에 의해서, 필라멘트(503a)-(503n)의 양단부에 작용하는 진폭 20-V의 교번전압성분 ac가, 대응하는 트랜지스터(514a)-(514n)가 ON일 때에는 절반의 크기가 되고, 그 감소분만큼 양극전압의 변화를 억제할 수 있다. 이에 의해서 절반의 크기가 되고, 그 감소분만큼 양극전압의 변화를 억제할 수 있다. 이에 의해서 정전류회로(524a)-(524n)의 전력부담을 경감시킬수 있다. 또, 각 필라멘트(503a)-(503n)의 양단부 전압이 균형좋게 교호로 변화하므로, 필라멘트(503a)-(503n)에 직교해서 배열된 다수의 양극라인(510a)-(510n)으로부터 유입하는 방전전류를, 필라멘트(503a)-(503n)위에 균등하게 분배할 수 있다. 이에 의해서 필라멘트(503a)-(503n)의 가열 및 전류분포를 균일화할 수 있다.

[실시예 5]

다음에, 본 발명의 발광패널을 구동하기 위하여 사용되는 다른 구동장치를 설명한다. 제16도는 본 실시예의 구동장치(600)의 회로도이고, 제14도와 마찬가지로, 1매의 발광패널(511)에 대응한다. 본 실시예의 구동장치(600)는 제4실시예에서 설명한 구동장치(500)와 기본적으로 동일한 구성을 구비하고 있다. 동일한 구성 요소에는 동일한 참조번호를 붙이고, 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예의 구동장치(600)와 제4실시예의 구동장치(500)의 사이의 주요 차이점은 이하의 3점이다.

첫째로, 본 실시예의 구동장치(600)에서는, 각 필라멘트(503a-503n)에 전력을 공급하는 트랜스(512a)-(512m)의 2차권선(513a)-(513n)에 센터탭을 구비하고 있지 않다. 센터탭을 설치하는 대신에, 2차권선(513a)-(513n)의 일단부에 제2다이오드(527a)-(527n)의 정극을 각각 접속하고, 다른 단부에는 제32다이오드(528a)-(528n)의 정극을 각각 접속한다. 또, 제1 및 제2다이오드(527a)-(527n), (528a)-(528n)의 각 부극끼리의 접속점에 트랜지스터(514a)-(514n)를 접속한다.

두 번째로 본 실시예의 구동장치(600)에서는, 바이어스 전압공급용 저항(515a)-(515n)이 2차권선(513a)-(513n)의 일단부에 각각 접속되어 있다.

세 번째로, 본 실시예의 구동장치(600)에서는 방전유지전원(525)의 전압이 90V로 설정되어 있다.

상기의 3점이외에, 구동장치(500)에서는 2개였던 트랜스(512a)-(512m)의 1개당 2차권선(513a)-(513n)의 수가, 구동장치(600)에서는 3개로 증가하고 있다.

이와같이 회로구성된 구동장치(600)를 사용함으로써, 발광패널(511)의 각 필라멘트(503a)-(503n)의 각각의 단부에는 제17도(a)-(d)에 각각 표시한 파형을 가진 전압이 인가된다. 이중, 제17도(a)는 (n-1)번째의 필라멘트(503(n-1))의 일단부(저항(515(n-1))을 접속하고 있는 쪽)에 인가된 전압파형, 제17도(b)는 (n-1)번째의 필라멘트(503(n-1))의 다른 한쪽의 단부에 인가되는 전압파형이다. 마찬가지로 제17(c)는, n번째의 필라멘트(503n)의 일단부(저항(515n)을 접속하고 있는쪽)에 인가되는 전압파형, 제17도(d)는 n번째의 필라멘트(503n)의 다른 한쪽의 단부에 인가되는 전압파형이다.

이들의 전압파형과, 제4실시예의 구동장치(500)를 사용했을 때에 얻어지는 전압파형(제15도(a, b, c, d) 및 (e)참조)의 차이점은 이하의 2점이다.

첫 째로, 필라멘트(503a)-(503n)의 순차주사의 선택기간에 있어서 구동장치(500)에서는 0V를 중심으로 중첩되어 있었던 진폭 20V의 필라멘트 가열용 교번전압 성분 ac(전압레벨에서는 -10V+10V)가 0V에서부터 -20V의 범위에서 중첩하도록 시프트하고 있다. 이것은 2차권선(513a)-(513n)에 제2 및 제3다이오드(527a-527n), (528a)-(528n)을 개재해서 스위치용 트랜지스터(514a)-(514n)을 접속했기 때문이다.

두 번째로, 필라멘트(503a)-(503n)의 순차주사의 비선택기간에 있어서 바이어스 전압공급저항(515a)-(515n)이 접속되어 있는 쪽의 필라멘트(503a)-(503n)의 단부에는, 바이어스 전위(200V)를 중심으로 한 교번전압성분 ac가 중첩되지 않는다(제17(a) 및 (c) 참조). 한편, 필라멘트(503a)-(503n)의 다른 한쪽의 단부에는, 바이어스전위(200V)를 중심으로 한 교번전압성분 ac(40V)가 중첩된다. 이것은 2차권선(513a)-(513n)의 일단부에 바이어스 전압공급용저항(515a)-(515n)이 접속되어 있기 때문이다.

제17도(e)는 양극에 흐르는 방전전류파형이고, 제15도(c)에 표시한 구동장치(500)에 있어서의 방전전류파형과 동일하다.

구동장치(600)는 이하와 같이 동작한다.

트랜스(512a)-(512n)의 2차권선(513a)-(513n)의 각각에 진폭 40 의 필라멘트가열용 교번전압이 유기되면, 제2다이오드(527a)-(527n) 및 제3다이오드(528a)-(528n)중, 순방향전압이 인가된 쪽이 ON 상태가 되고, 역방향전압이 인가된 쪽이 OFF 상태가 된다. 한편, 필라멘트(503a)-(503n)중에서 선택된 필라멘트에 유입하는 방전전류는, 그 필라멘트의 양단부쪽으로 나누어져 흐른다. 이 때문에, 전류는 필라멘트의 일단부로부터 2차권선에 유입한다. 또, 다른 한쪽의 단부로부터는 ON상태에 있는 다이오드에 유입하고, 선택된 스위치용 트랜지스터를 통해서 전원쪽으로 복귀된다. 2차권선(513a)-(513n)의 출력전압은, 필라멘트의 선택기간중에는 그 극성을 반복반전시키고 있다.

제17도(a)-(d)에 표시한 바와 같이, 필라멘트의 양단부의 전압파형의 교번 전압성분 ac의 진폭은, 2차권선(513a)-(513n)의 각 양단자사이에 나타나는 교번전압 성분 ac의 진폭의 절반이 된다. 이 결과, 이 진폭의 감소분만큼, 양극의 전압 변화가 억제된다. 즉, 정전류회로(524a)-(524n)의 전력부담이 경감된다. 단, 교번전압성분 ac가 마이너스쪽으로 10V시프트하므로, 그만큼 방전유지전원(525)의 전압을 내려서 90V로 설정하고 있다. 또한 이 10V분의 전력은, 트랜스(512a)-(512m)로부터 공급된다.

필라멘트(503a)-(503n)의 선택기간중에는 제17도(a)-(d)에 표시한 바와 같이, 필라멘트(503a)-(503n)의 양단부의 전압이 균형좋게 교호로 변화한다. 그 때문에, 방전전류가 필라멘트(503a)-(503n)상에 균등하게 분배되고, 필라멘트(503a)-(503n)의 가열 및 전류분포가 균일화한다. 그 결과, 방전패널을 장수명화할 수 있다.

본 실시예의 구동장치(600)에 있어서 가령, 바이어스전압 공급용 저항(515a)-(515n)을, 제5실시예의 구동장치(500)와 같이 스위치용 트랜지스터(514a)-(514n)에 접속하면, 바이어스전압이 제2다이오드(527a)-(527n) 및 제3다이오드(528a)-(528n)에 의해서 차단된다. 그것을 방지하기 위하여, 구동장치(600)에서는, 바이어스 전압공급용저항(515a)-(515n)은 2차권선(513a)-(513n)의 일단부, 즉 필라멘트(503a)-(503n)에 접속되어 있다.

본 실시예의 구동장치(600)에서는 필라멘트(503a)-(503n)의 비선택기간에 있어서는, 저항(515a)-(515n)이 접속되어 있는 쪽의 필라멘트(503a)-(503n)의 단부에서는, 교번전압성분 ac가 중첩되지 않는다. 한편, 다른쪽의 단부에서는, 진폭40V의 교번전압성분 ac가 그대로 중첩된다. 이 경우에도, 비선택기간 중에는 방전이 정지하는 값으로 바이어스 전압을 설정해 두면, 동작상의 장해는 발생하지 않는다.

이상과 같이, 본 실시예의 구동장치(600)에서는, 필라멘트(503a)-(503n)에 가열전압을 공급하는 트랜스(512a)-(512m)의 각 2차권선(513a)-(513n)에 제2 및 제3다이오드(527a)-(527n), (528a)-(528n)를 접속해서, 센터탭을 불필요로 하고 있다. 트랜스(512a)-(512m)는 소형이기 때문에, 그 크기는 권선보다도 탭의 수에 따라서 지배적으로 제한된다. 본 실시예에서는, 2차권선(513a)-(513n)에 포함되는 탭의 수가 적어지기 때문에, 사용하는 트랜스(512a)-(512m)의 수를 줄일수 있다. 또, 정전류회로의 전력부담이 경감되는 동시에, 필라멘트(503a)-(503n)의 가열 및 전류분포를 균일화된다. 이에 의해 발광패널(511)의 장수명화를 도모할 수 있다.

[실시예 6]

다음에 본 발명의 발광패널을 구동하기 위하여 사용되는 또 다른 구동장치를 설명한다.

제18도는 본 실시예의 구동장치(700)의 회로도 하고, 제14도 및 제16도와 마찬가지로, 1매의 발광패널(718)에 대응한다.

이제까지 설명한 구동장치(500) 및 (600)에서는 방전개시용 고전압패널이 점등하지 않는 회소에 대응하는 양극에 대해서도 비교적 오랜 시간폭으로 인가된다. 덧붙여서 상기한 구동장치는, 방전개시용 고전압펄스를 발생하기 위하여 고전압을 발생할 수 있는 방전개시전원(522)을 사용한다. 그에 대해서, 본 실시예의 구동장치(700)에서는, 방전개시전원(522)에 대신해서 승압회로(724)를 사용한다.

제18도에 표시한 발광패널(718)의 구성은, 이제까지 설명해온 것과 마찬가지이다. 발광패널(718)의 회소수는 32 ×16, 회소의 배열피치는 7.0㎜, 필라멘트수는 16, 양극수는 32 ×3이다. 필라멘트(708a)-(708n)는 복수의 트랜스(719a)-(719n)의 각 2차권선(720a)-(720n)에 각각 접속되어 있다. 각 2차권선(720a)-(720n)의 센터탭에는 스위치용 트랜지스터(721a)-(721n)가 접속되어 있다. 이 트랜지스터(721a)-(721n)가 주사회로(722)에 의해서 순차적으로 ON상태로 제어되고, 필라멘트(708a)-(708n)가 시분할적으로 순차주사된다.

한편, 복수의 양극라인(717a)-(717n)에는, 복수의 방전개시용 콘덴서(723a)-(723n)의 일단부가 각각 접속되어 있다. 콘덴서(723a)-(723n)의 다른 한쪽의 단부는, 승압회로(724)의 신호출력단부(770)에 접속하고 있다. 또, 승압회로(724)에는, 220V의 직류전원(725)이 접속되어 있다. 또, 각 양극라인(717a)-(717n)은 각각, 제1다이오드(726a)-(726n) 및 정전류회로(727a)-(727n)를 개재해서, 100V의 방전유지용 직류전원(728)에 접속되어 있다. 각 정전류회로(727a)-(727n)는, 각각에 접속된 논리 OR회로(729a)-(729n)에 의해서, ON, OFF제어를 받는다. 각논리 OR회로(729a)-(729n)의 한쪽의 신호입력단자는 PWM회로(730)에 접속되어 있고, 다른쪽의 신호입력단자는 충전제어신호 입력단자(731)에 접속되어 있다.

PWM회로(730)에는, 수평주사기간에 화상휘도신호 및 동기신호가 입력되고, 그에 의해서 PWM회로(730)가 동작한다. 그리고, 각 논리 OR회로(729a)-(729n)를 통해서 정전류회로(727a)-(727n)에, 화상휘도신호에 따른 펄스폭을 가지도록 변조된 신호가 부여된다. 이 결과, 각 회소중의 1방전공간을 그 발광휘도에 따른 시간폭만큼 점등시키는 변조신호가, 제1다이오드(726a)-(726n)를 통해서, 각 양극라인(717a)-(717n)에 공급된다.

한편, 수평블랭킹 기간의 초기에 충전제어신호 입력단자(731)에 신호에 입력되면, 각 논리 OR회로(729a)-(729n)는, 정전류회로(727a)-(727n)를 강제적으로 ON상태로 한다. 이 때, 승압회로(724)의 트랜지스터(732)가 ON상태로 바뀌고, 신호출력단부(710)의 전위가 0V에 가까운 값이 되므로, 모든 콘덴서(723a)-(723n)가 약 100V로 충전된다. 이때에 유입하는 전류는, 피이크치가 3mA ×96=288mA이다. 그 직후에, 트랜지스터(732)가 OFF 상태로 바뀌고, 트랜지스트(733)가 ON상태가 되므로, 신호출력단부(770)에 약 200V의 승압전압이 출력된다. 이 전압에 애해서 충전전압 약 100V가 중첩되므로, 각 양극라인(717a)-(717n)에는, 약 300V의 고전압이 인가된다. 이렇게 해서, 수평주사기간에 필라멘트(708a)-(708n)가 주사되면, 콘댄서(723a)-(723n)중의 1개로부터 각 회소중의 1방전공간에 대하여 약 8mA의 피이크전류가 순시(약 1㎲)에 흐르고, 기동용미약방전이 발생한다.

제19도(a)-(j)는, 구동장치(700)에서 관찰되는 각종의 전압, 전류파형이다.

제19도(a)는 수직동기신호, 제19도(b)는 수평동기신호이다. 1프레임기간은 약 17㎳, 1필라멘트에 대한 수평주사기간은 약 800㎲, 수평블랭킹 기간은 약 160㎲이다. 제19도(c)는 1수평주사기간마다 PWM회로(730)로부터, 임의의 양극라인에 대해서 출력되는 신호의 파형이다.

제19도(d)에 표시한 바와 같이, 양극인가전압은 수평블랭킹기간에 있어서, 방전개시용콘덴서(723a)-(723n)와 승압회로(724)에 의해서, 상기한 바와 같이 방전개시전압(약 300V)까지 승압된다. 한편 방전전류는, 제19도(e)에 표시한 바와 같이, 각 수평주사기간의 초기의 단기간(약 1㎲)에 약 8mA의 피이크치를 나타낸다.

제19도(f) 및 (g)는 승압회로(724)의 신호출력단부(770)에 있어서의 전압파형과 전류파형을 표시한다. 제19도(h) 및 (i)는 트랜지스터(734)의 콜렉터의 전압파형과 전류파형이다. 또, 제19도(j)는 승압회로(724)의 전원입력쪽에 있어서의 전류파형을 표시하고 있다.

상기한 바와 같이, 본 실시예의 구동장치(700)에서는, 콘덴서(723a)-(723n)로부터 각 회소에 약 8mA의 피이크 전류가 순시적으로 흐를때에, 신호출력단부(770)로부터 피이크치 8mA ×96=768mA의 전류를 공급할 수 있도록, 트랜지스터(734), 콘덴서(735), 제너다이오드(736) 및 저항(737), (738)을 사용한 회로구성을 이루고 있다. 이에 의해서, 제19도 (h)-(j)에 표시한 신호파형이 얻어지고, 200V의 직류전원(725)의 출력임피던스가 외관상 저하하는 것처럼 작용한다.

상기한 동작이 반복하여 행해짐으로써, 비점등화소의 미약방전의 발광강도가 현저하게 낮은 것이 된다. 그 때문에, 본 실시예의 구동장치(700)를 사용하면, 콘트라스트가 높은 화상을 표시할 수 있다. 또, 고압전원을 사용하지 않고 기동용 고전압펄스가 얻어지므로 안정된 방전개시동작을 얻을 수 있다.

상기한 설명에서는 본 실시예의 구동장치(700)는, 제4실시예에서 설명한 구동장치(500)와 같이, 트랜스(719a)-(719n)의 2차권선(720a)-(720n)에 센터탭이 설치되어 있다. 혹은, 제5실시예에서 설명한 구동장치(600)와 같이, 센터탭을 가지지 않는 구성이어도 된다.

[실시예 7]

이하에, 본 발명의 제7실시예로서, 제1-제3실시예로서 설명한 발광패널을 2차원으로 다수 배열함으로써 얻어지는 큰 화면을 표시가능한 컬러화상 표시장치를 설명한다. 제20도는, 본 실시예의 컬러화상 표시장치(800)의 시스템구성을 모식적으로 표시한다.

컬러화상 표시장치(800)에서는 발광패널(804) 및 그 구동장치로 이루어진 유닛(803)이, 10 ×15의 매트릭스(802)로 배열되어 있다. 각각의 유닛(803)에 포함되는 발광패널(804)은, 제1-제3실시예의 어느것에서 설명한 것이어도 된다.

각각의 발광패널(804)이 이제까지 설명한 예와 마찬가지로 32 ×16의 매트릭스로 배열된 회소를 가지고, 또, 매트릭스(802)가 상기와 같이 10 ×15개의 유닛(803)을 포함한다고 하면, 컬러화상 표시장치(800)에는 합계 76,800개의 회소가 320 ×240의 매트릭스 형상으로 배열된다. 그러나, 매트릭스(802)의 크기, 매트릭스(802)에 포함되는 유닛(803), 따라서 발광패널(804)의 수는, 상기에 한정되는 것은 아니다.

제20도에서는, 유닛(803)은, 승압회로(807)를 가진 제6실시예의 구동장치(700)를 포함하도록 그려져 있다. 그 대신에, 제4 및 제5실시예에서 설명한 고전압 전원을 가진 구동장치(500) 및 (600)를 가지고 있어도 된다. 또한, 제20도에서는 도시를 간단하게 하기 위하여, 유닛(803)의 구성을, 발광패널(804), PWM회로(805), 양극구동장치(806), 승압회로(807), 주사회로(808) 및 음극구동장치(809)의 각 블록으로 나누어서 표기하고 있다. 각 블록(804)-(809)의 상세한 구성이나 그 동작은 제1-제6실시예에 관해서 이미 설명했으므로, 여기서는 반복해서 표기 및 설명을 하지 않는다.

표기되어야 할 TV신호는, 임의의 데이터 분배메모리(801)에 의해서 매트릭스(802)를 구성하는 각각의 유닛(803)에 적절하게 분배된다. 데이터 분배메모리(801)는 또, 다수의 발광패널(804)에 의해서 구성되는 회소의 매트릭스상에 소기의 화상이 바르게 표시되도록, 부여되는 TV신호에 따라서 각 유닛(803)에 포함되는 구동장치의 동작을 적절하게 제어한다.

본 실시예의 컬러화상 표시장치(800)에서는, 제1-제3실시예로서 설명한 개량된 열음극형 발광패널(804), 및 제4-제6실시예로서 설명한 구동장치를 사용하고 있으므로, 열음극형 발광소자의 에너지효율의 좋음을 유지하면서 회소피치를 밀리정도까지 작게할 수 있다. 또, 얻어지는 화상의 짙은, 휘도의 불균일이 없는 뛰어난 것이다. 또, 다수의 회소를 매트릭스 형상으로 배열해도, 외부배선을 간략화할 수 있다.

결과로서, 본 실시예에 의하면, 옥내 및 옥외의 어느 곳에서도 사용 가능하고 휘도의 불균일이 없는 고화질의 화상을 표시할 수 있는 컬러화상표시장치(800)를 얻을수 있다.

본 발명의 컬러화상 표시용 발광패널에서는, 각 필라멘트가 매트릭스 형상으로 배치된 관통구멍을 통해서 각 방전공간에 노출하고 있으므로, 각각의 필라멘트의 복수개소에서 음극으로서 기능할 수 있다. 이에 의해서, 각 방전공간에 각각 1개의 음극이 존재하게 되고, 각 방전공간에서의 열전자의 공급량이나 방전유지전압에 차가 생기지 않고, 휘도불균일의 발생을 억제할 수 있다. 또, 각 필라멘트의 각 양극라인의 사이에서 선택적으로 열음극방전을 발생시킬 때에, 서로 다른 색으로 발광하는 2종류 이상의 형광체막을 사용함으로써, 컬러화면의 표시가 가능하게 된다. 예를 들면, 3종류의 형광체막을 사용하면, 풀컬러표시가 가능하다. 또, 필라멘트 및 양극라인이 매트릭스 배열되므로, 구동용 외부배선이 용이화 또는 간소화 된다. 또한, 다수의 방전공간을 협소피치에서 고밀도로 배열할 수 있으므로, 회소피치를 협소화할 수 있다. 이에 의해서, 다회소화된 고성능의 컬러화상표시용 발광패널을 비교적으로 염가에 제공할 수 있다.

또, 각 방전공간에 통하는 관통구멍을 각 방전공간마다 1개씩 형성함으로써, 인접하는 방전공간의 사이의 분리성을 더욱 확보할 수 있게 된다.

배면기판, 절연판 및 앞면기판에 의해서 형성되는 기밀용기의 외주부를 따라서 외주벽을 설치하면, 기밀용기의 기밀성을 향상시킬 수 있다.

또, 각 필라멘트를 지지하는 단자편 및 각 양극리드라인을 배면기판 또는 앞면기판의 측면까지 연장하면, 다수의 컬러화상 표시용 발광패널을 매트릭스 형상으로 배열한 경우에도, 각 컬러화상표시용 발광패널 상호간의 접속 및 외부배선의 접속작업을 더욱 용이하게 행할 수 있게 된다.

한편, 각 방전공간내에 봉입하는 방전가스에 열전도율이 작은 Xe 가스 또는 Kr 가스로부터 선택된 희가스를 2-10Torr 의 가스압력으로 봉입함으로써, 컬러화상표시용 발광패널내에 다수의 필라멘트를 배열해도, 동작시의 컬러화상표시용 발광패널의 과도한 온도상승을 억제할 수 있다. 이에 의해서, 용기의 파손이나 발광휘도의 저하가 억제되고, 컬러화상표시용 발광패널의 장수명화를 도모할 수 있다.

또, Xe 가스나 Kr가스는 분자량이 크므로, 방전시의 이온충격에 의한 필라멘트 표면의 이미터의 비산이 억제된다. 특히, 이미터에 지르코늄 또는 산화지르코늄을 2-10중량%의 범위에서 첨가하면, 이온 충격에 대한 내성을 더욱 향상할 수 있다.

본 발명의 컬러화상표시용 발광패널을 구동하는 구동장치에 있어서는, 주사회로에 의해서 필라멘트를 순차 주사하는 동시에, 양극라인에 화상휘도 신호에 따른 펄스폭을 가진 방전전류를 흐르게 함으로써, 소정의 필라멘트 및 양극 라인사이에서 발생하는 열음극방전의 발생상황을 제어할 수 있다. 이에 의해서 소정의 화상을 표시할 수 있다.

방전개시용 고전압 펄스는, 고전압 전원에 의해서 발생시킬 수 있다. 혹은, 고전압 전원의 대신에 승압회로를 사용하면, 고압전원을 사용하는 일없이 기동용 고전압펄스가 순시에 얻어지므로, 안정된 방전개시 동작을 얻을 수 있다. 이 경우에는, 비점등회소의 미약방전의 발광강도를 현저하게 낮은 것으로 해서, 콘트라스트가 높은 화상을 표시할 수 있다.

한편, 각 필라멘트는 트랜스의 2차권선에 각각 접속되나, 그 2차권선에 센터탭을 설치해서, 이것을 필라멘트주사용으로 사용하는 트랜지스터를 접속하는 구성으로 함으로써, 구동장치에 포함되는 정전류회로의 전력부담을 경감시킬수 있다. 또, 각 필라멘트의 양단부 전압이 균형좋게 교호로 변화하므로, 필라멘트에 직교해서 배열된 다수의 양극라인으로부터 유입하는 방전전류가 필라멘트에 균등하게 분배되고, 필라멘트의 가열 및 전류분포를 균일화할 수 있다.

한편, 센터탭을 설치하는 대신에 제2 및 제3다이오드를 사용하는 구성으로 하면, 사용하는 트랜스의 수를 줄일수 있다.

또, 본 발명의 컬러화상표시용 발광패널 및 구동장치를 사용해서 컬러화상 표시장치를 구성함으로써, 높은 에너지효율을 가지면서, 회소피치가 협소화되고, 옥내 및 옥외의 어느곳에서도 사용 가능하고 휘도의 불균일이 없는 고화질의 화상을 표시하는 것이 가능하게 된다.

Claims (32)

1. 행방향을 따라서 뻗은 복수의 필라멘트가 배설된 배면기판과, 상기 복수의 필라멘트를 덮도록해서 상기 배면기판상에 배설되고, 상기 복수의 필라멘트의 소정부분을 노출시키는 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 관통구멍을 가진 절연기판과, 열방향을 따라서 뻗은 복수의 양극라인, 및 상기 복수의 양극라인을 덮는 격벽을 가진 투광성 앞면기판을 구비하고 있고, 각각의 행에 배열된 복수의 상기 관통구멍에 대하여 상기 필라멘트가 1개씩 대응해서 설치되고, 상기 격벽은, 상기 복수의 필라멘트중의 선택된 임의의 필라멘트와, 상기 복수의 양극라인중의 선택된 임의의 양극라인과의 사이에서, 상기 복수의 관통구멍중의 대응하는 1개를 개재해서 열음극 방전을 발생시키기 위한 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 캐비티를 가지고 있고, 상기 방전에 의해서 제1형광을 방출하는 제1형광수단이 상기 복수의 양극라인의 제1라인군에 관련되어 배치되고, 상기 방전에 의해서 제2형광을 방출하는 제2형광수단이 상기 복수의 양극라인의 제2라인군에 관련되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상표시용 발광패널.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 양극라인의 제3라인군에 관련되어 배치되고, 상기 방전에 의해서 제3형광을 방출하는 제3형광수단을 또 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러화상표시용 발광패널.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 관통구멍의 각각이 상기 형광수단의 종류에 대응해서 또 구분되고 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상 표시용 발광패널.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 컬러화상 표시용 발광패널의 외주를 따라서 외주벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상 표시용 발광패널.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 필라멘트의 각각을 고정하는 단자는, 각각 상기 배면기판의 측면위에 연장되고, 상기 복수의 양극라인의 각각은, 상기 앞면기판의 측면위에 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상 표시용 발광패널.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 캐비티내에는 수은증기와 희가스의 혼합가스가 2-20Torr의 범위인 가스압력으로 봉입되어 있고, 상기 희가스는 Xe가스 및 Kr가스로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 컬러화상 표시용 발광패널.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 필라멘트의 각각은, 텅스텐선으로 이루어진 심재와, 그 주위에 형성된 전자방출성 산화물층을 가진 것을 특징으로 하는 컬러화상표시용 발광패널.
8. 제7항에 있어서, 상기 텅스텐선에, 또 레늄이 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상표시용 발광패널.
9. 제7항에 있어서, 상기 산화물층은 산화바륨, 산화스트론튬 및 산화칼슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 주성분을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상표시용 발광패널.
10. 제9항에 있어서, 상기 산화물층에, 또, 지르코늄 및 산화지르코늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 첨가물이 2-10중량%의 범위에서 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상 표시용 발광패널.
11. 제1항 또는 제2항에 기재한 컬러화상 표시용 발광패널을 구동하는 구동장치에 있어서, 상기 구동장치는, 상기 복수의 필라멘트에 각각 접속된 적어도 1개의 2차권선을 가진 복수의 트랜스와, 상기 복수의 트랜스의 각각의 상기 적어도 1개의 2차권선에 각각 접속된 복수의 트랜지스터와, 상기 복수의 트랜지스터를 순차 스위치 동작시켜서 상기 복수의 필라멘트를 순차 주사하는 주사회로와, 상기 복수의 양극라인의 각각에, 복수의 제1다이오드를 개재해서 각각 접속된 복수의 정전류회로와, 수평주사 기간중에 상기 복수의 양극라인의 각각에, 상기 복수의 정전류 회로중의 대응하는 1개 및 상기 복수의 제1다이오드중의 대응하는 1개를 통해서, 화상휘도신호에 따른 펄스폭을 가진 방전전류를 흐르게 하는 펄스폭 변조회로와, 상기 복수의 양극라인에, 방전개시용 고전압펄스를 인가하는 고전압공급수단을 구비한 것을 특징으로 하는 컬러화상 표시용 발광패널의 구동장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 고전압 공급수단은 고전압을 공급할 수 있는 전원장치인 것을 특징으로 하는 컬러화상표시용 발광패널의 구동장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 고전압 공급수단은, 승압회로와, 상기 복수의 양극라인의 각각에 일단부를 각각 접속하고, 다른 일단부를 상기 승압회로에 각각 접속한 복수의 콘덴서와, 상기 정전류회로의 각각에 출력단자를 접속하고, 상기 펄스폭변조회로에 입력단자를 접속한 복수의 게이트회로를 구비한 것을 특징으로 하는 컬러화상 표시용 발광패널의 구동장치.
14. 제11항에 있어서, 상기 복수의 트랜지스터는, 상기 복수의 트랜스의 각각의 상기 적어도 1개의 2차 권선에 설치된 센터탭에 각각 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상표시용 발광패널의 구동장치.
15. 제11항에 있어서, 상기 복수의 트랜스의 각각의 상기 적어도 1개의 2차권선의 일단부에 그 정극을 접속한 복수의 제2다이오드와, 상기 복수의 트랜스의 각각의 상기 적어도 1개의 2차권선의 다른 일단부에 그 정극을 접속하고, 그 부극을 상기 복수의 제2다이오드의 각각의 부극에 접속한 복수의 제3다이오드를 또 구비하고, 상기 복수의 트랜지스터의 각각은, 상기 복수의 제2 및 제3다이오드의 각각의 상기 부극의 접속점에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상표시용 발광패널의 구동장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 복수의 트랜스의 각각의 상기 적어도 1개의 2차권선의 일단부에 접속된 바이어스 전압을 공급하는 복수의 저항을 또 구비한 것을 특징으로 하는 컬러화상표시용 발광패널의 구동장치.
17. 제1항에 기재한 복수의 컬러화상표시용 발광패널이 매트릭스 형상으로 배열되어 디스플레이를 형성하고, 상기 디스플레이에는, 상기 복수의 컬러화상표시용 발광패널의 각각에 대응하는 상기 제11항에 기재한 복수의 구동장치와, 상기 디스플레이에 표시되어야 할 화상의 신호를 상기 복수의 컬러화상표시용 발광패널의 각각에 분배하고, 상기 신호에 따라서 상기 복수의 구동장치를 구동하는 제어수단이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상표시장치.
18. 제3항에 있어서, 상기 컬러화상 표시용 발광패널의 외주를 따라서 외주벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상 표시용 발광패널.
19. 제3항에 있어서, 상기 복수의 필라멘트의 각각을 고정하는 단자는, 각각 상기 배면기판의 측면위에 연장되고, 상기 복수의 양극라인의 각각은, 상기 앞면기판의 측면위에 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상 표시용 발광패널.
20. 제4항에 있어서, 상기 복수의 필라멘트의 각각을 고정하는 단자는, 각각 상기 배면기판의 측면위에 연장되고, 상기 복수의 양극라인의 각각은, 상기 앞면기판의 측면위에 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상 표시용 발광패널.
21. 제3항에 있어서, 상기 복수의 캐비티내에는 수은증기와 희가스의 혼합가스가 2-20Torr의 범위인 가스압력으로 봉입되어 있고, 상기 희가스는 Xe가스 및 Kr가스로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 컬러화상 표시용 발광패널.
22. 제4항에 있어서, 상기 복수의 캐비티내에는 수은증기와 희가스의 혼합가스가 2-20Torr의 범위인 가스압력으로 봉입되어 있고, 상기 희가스는 Xe가스 및 Kr가스로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 컬러화상 표시용 발광패널.
23. 제5항에 있어서, 상기 복수의 캐비티내에는 수은증기와 희가스의 혼합가스가 2-20Torr의 범위인 가스압력으로 봉입되어 있고, 상기 희가스는 Xe가스 및 Kr가스로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 컬러화상 표시용 발광패널.
24. 제3항에 있어서, 상기 복수의 필라멘트의 각각은, 텅스텐선으로 이루어진 심재와, 그 주위에 형성된 전자방출성 산화물층을 가진 것을 특징으로 하는 컬러화상표시용 발광패널.
25. 제4항에 있어서, 상기 복수의 필라멘트의 각각은, 텅스텐선으로 이루어진 심재와, 그 주위에 형성된 전자방출성 산화물층을 가진 것을 특징으로 하는 컬러화상표시용 발광패널.
26. 제5항에 있어서, 상기 복수의 필라멘트의 각각은, 텅스텐선으로 이루어진 심재와, 그 주위에 형성된 전자방출성 산화물층을 가진 것을 특징으로 하는 컬러화상표시용 발광패널.
27. 제6항에 있어서, 상기 복수의 필라멘트의 각각은, 텅스텐선으로 이루어진 심재와, 그 주위에 형성된 전자방출성 산화물층을 가진 것을 특징으로 하는 컬러화상표시용 발광패널.
28. 제8항에 있어서, 상기 산화물층은 산화바륨, 산화스트론튬 및 산화칼슘으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 주성분을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상표시용 발광패널.
29. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 복수의 트랜지스터는, 상기 복수의 트랜스의 각각의 상기 적어도 1개의 2차 권선에 설치된 센터탭에 각각 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상표시용 발광패널의 구동장치.
30. 제1항에 기재한 복수의 컬러화상표시용 발광패널이 매트릭스 형상으로 배열되어 디스플레이를 형성하고, 상기 디스플레이에는, 상기 복수의 컬러화상표시용 발광패널의 각각에 대응하는 상기 제12항) ~ (제16항의 어느 한 항에 기재한 복수의 구동장치와, 상기 디스플레이에 표시되어야 할 화상의 신호를 상기 복수의 컬러화상표시용 발광패널의 각각에 분배하고, 상기 신호에 따라서 상기 복수의 구동장치를 구동하는 제어수단이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상표시장치.
31. 제2항에 기재한 복수의 컬러화상표시용 발광패널이 매트릭스 형상으로 배열되어 디스플레이를 형성하고, 상기 디스플레이에는, 상기 복수의 컬러화상표시용 발광패널의 각각에 대응하는 상기 제11항에 기재한 복수의 구동장치와, 상기 디스플레이에 표시되어야 할 화상의 신호를 상기 복수의 컬러화상표시용 발광패널의 각각에 분배하고, 상기 신호에 따라서 상기 복수의 구동장치를 구동하는 제어수단이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상표시장치.
32. 제2항에 기재한 복수의 컬러화상표시용 발광패널이 매트릭스 형상으로 배열되어 디스플레이를 형성하고, 상기 디스플레이에는, 상기 복수의 컬러화상표시용 발광패널의 각각에 대응하는 상기 제12항) ~ (제16항의 어느 한 항에 기재한 복수의 구동장치와, 상기 디스플레이에 표시되어야 할 화상의 신호를 상기 복수의 컬러화상표시용 발광패널의 각각에 분배하고, 상기 신호에 따라서 상기 복수의 구동장치를 구동하는 제어수단이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 컬러화상표시장치.