专利名称：全彩色荧光超大屏幕显示器的制作方法
技术领域：
本发明属于全彩色超大屏幕显示器，特别是一种高亮度、高效率、长寿命冷阴极荧光灯全彩色显示器。
超大屏幕显示器的屏幕尺寸通常在几十英寸到几千英寸或更大。由于制造工艺、安装、运输机械等方面的原因，通常都由若干个较小的显示单元拚接而成，称嵌镶式超大屏幕显示器。
目前现有技术的嵌镶式超大屏幕显示器主要有如下几种1.高压阴极射线显示器，如Jumbotron等平板型结构的阴极射线管(CRT)显示器。此类显示器亮度可高达4000cd/m2，可用于室内外，彩色好，效率也较高，但显示器复杂，成本高，寿命较短。
2.发光二极管(LED)显示器。此类显示器面平均亮度可达1300cd/m2左右，适用于室内或室外晚上使用。绿、兰LED在高亮度条件下工作寿命不够长，对于超大屏幕显示器，需要大量LED，接点多，成本高，彩色还不能符合彩色电视标准。
本发明克服了上述缺点，提供了一种高亮度、高效率、彩色好、寿命长的全彩色超大屏幕显示器，其亮度可高达4000cd/m2以上，适用于室内外的各种场合。效率高达501m/w以上，比目前现有技术的各种显示器都要高得多。它的彩色可完全符和彩色电视标准，它的寿命在4000cd/m2以上的高亮度使用条件下，仍可大于10000小时，可用于显示彩色电视图象和文字图形等。
本发明的嵌镶式超大屏幕显示器由若干个显示模块拚接而成，每个显示模块包括
一个蛇形冷阴极荧光灯阵列，一个蛇形荧光灯为一个象点，或由一组红、兰、绿三基色蛇形荧光灯构成一个象素；一系列荧光灯驱动电路；一个基板，用于支持和安装荧光灯阵列及其驱动电路；一个遮光装置，用于减少环境光的反射，提高反差。
各蛇形荧光灯按视频信号扫描和调制，以显示全彩色电视图象和文字图形等。
下面结合附图详细描述本发明的全彩色超大屏幕显示器的实施例。其中
图1为本发明显示器的结构示意图。
图2为荧光灯管的剖面图。
图3为几种荧光灯的排列方式示意图。
图4为平板荧光灯的剖面示意图。
图5为本发明显示器的驱动电路示意图。
图6为本发明显示器的另一种驱动方法示意图。
图1为本发明的显示器的结构示意图。其中(a)为正视图，(b)为侧视图。
图1(a)中101为一个象素，它由三支蛇形红、兰、绿冷阴极荧光灯102组成。
图1(b)为显示器的剖面图，其中102为蛇形荧光灯。103为基板，用于安装、固定荧光灯和它的驱动电路104。105为荧光灯的电极，即蛇形荧光灯的二个电极被弯曲向后，穿过基板103，并与驱动电路104相连。106为挡光板，位于每个象素的四周，用于阻挡入射的环境光，提高图象反差。挡光板106的各表面107、108和109为黑色吸光层，用于吸收入射环境光，但挡光板的向下的表面109也可用高反射材料，用于将向上发射光反射向前方，如图1(b)中110所示，以提高显示屏面平均亮度。
为了提高亮度和反差，荧光灯的面向基板的一面的外表面上可镀上高反射层，如图2所示，图中201为蛇形冷阴荧光灯，202为荧光灯的灯管，203为它的发光粉，204为黑色吸光基板，205为反射层，用于将向后反射的光反射向前方，如图2中206所示，以提高亮度。207为黑色吸光层，位于反射层205的外表面，用于吸收入射环境光，提高显示图象反差。
由于荧光灯为气体放电灯，由气体放电产生紫外线，紫外线再激发管壁上的发光粉产生可见光，由于气体放电不仅产生紫外线，同时也产生一些可见光，这些可见光会降低发光粉发出的红、兰、绿光的色纯度。为了消除这些气体放电背景光，不同色的灯的玻管，可用不同颜色的透明玻管，如红色灯用红色透明玻管，绿灯、兰灯分别用绿、兰管，以吸收气体放电的背景光，提高色纯度，同时此有色玻管也可吸收入射环境光，以提高反差。
为达到上述目的，也可以采用在灯管外涂红、兰、绿滤光膜的方法，同样也可提高色纯度和反差。
图1中蛇形荧光灯的排列方式可用其它形式，图3为其中的几个例子，其中301为三色灯分立排的形式，302为三色灯等长的U形灯，303为圆形的形式，或其它形式。
上述所用的蛇形荧光灯均系用圆形灯管弯曲而成，为简化工艺，蛇形荧光灯也可用平板型蛇形荧光灯，即由一瓦棱形板与一平面玻璃板相叠而成，如图4所示。其中401为瓦棱背板，402为平面玻璃板，二者叠合密封形成一系列放电空间403，404为发光粉，405为反射层，用于提高亮度。
图5为显示系统的驱动方法示意图。其中501为红、兰、绿蛇形冷阴极荧光灯，502为荧光灯的驱动器，例如直流/交流变换器，它可将低压直流电压转换成高压交流电压，以激发荧光灯。
图5中X1、X2、……为行扫描，Y1、Y2、……为输入亮度信号，亮度可用脉宽调制法，即用不同的点灯时间长度来调制亮度，从而得到全彩色和有良好灰度的显示图象。
图6为本发明显示器的另一种驱动方法。图6中(a)为电路示意图，(b)为其波形图。其中601为冷阴极荧光灯阵列，602为直流/交流变换器，603为电容，x1，x2，……为行扫描端，当其中一行的变换器，例如x1被扫描选通时[图6(b)中的ton)]，变换器的输出端输出一个连续的交流电压[图6中(b)的604]，其幅值为荧光灯的保持工作电压，直到变换器输入端电压切断，交流电压输出为零[图6(b)中的toff]。由于荧光灯的保持工作电压比点火电压低得多，因此，当荧光灯上只有保持电压时，荧光灯不亮。当y方向(即亮度信号输入端)输入一个与同一瞬间的保持工作电压反相的亮度信号605，使这时灯二端的电压总和超过点火电压，则荧光灯被点亮，直到toff时保持工作电压消失为止，如图6(b)中的606。点灯时间，图6(b)中的tm1(＝toff-tonl)的长短，决定于y方向数据脉冲来得迟或早，即tm的长短决定于亮度信号的大小，如图6(b)中tm2比tm1小，它们相对应的荧光灯点灯时间也不同。从而得到不同亮度、即不同灰度和不同色的显示。
本发明的超大屏幕显示器具有如下优点1.本发明的显示器具有很高的图象亮度，并可在很宽的范围内任意调节。可应用于室外和室内的各种场合。
2.本发明的显示器具有极亮的发光效率。
3.本发明的显示器具有很长的寿命。
4.本发明的显示器可显示符合彩色电视标准的彩色电视图象。
5.本发明的显示器也可用于大型字符显示，则亮度可比目前常用的白炽灯泡高，而发光效率将比白炽灯高5倍以上，耗电不到白炽灯的20％，寿命长10倍以上，可靠性比白炽灯高得多。特别是显示不同色时，白炽灯靠不同的滤色玻璃或滤色膜得到不同色，亮度和效率更低，而本发明的发光决定于不同的发光材料，因此它的亮度、效率更是比彩色白炽灯高得多。
权利要求
1.一种高亮度、高效率、长寿命超大屏幕显示器，它由若干个显示模块拼接而成，每个显示模块包括一个蛇形冷阴极荧光灯阵列，每一个蛇形荧光灯为一个象点；一系列荧光灯的驱动电路；一个基板，用于支持安装荧光灯阵列及其驱动电路；一个遮光装置，用于减少环境光的反射，提高反差。所说的蛇形冷阴极荧光灯由驱动电路驱动，按显示系统的要求发光，以显示字符、图形和有灰度的图象。
2.一种如权项1所说的显示器，其特征在于所说的蛇型荧光灯由红、兰、绿三基色荧光灯组成，每一组红、兰、绿荧光灯构成一个象素，各组内的各种颜色的荧光灯分别驱动，以显示彩色图象和数符、图形。
3.一种如权项2所说的显示器，其特征在于所说的每一组红、兰、绿蛇形荧光灯为每一象素各一支。
4.一种如权项3所说的显示器，其特征在于所说的红、兰、绿蛇形荧光灯相互间隔排列，以提高混色效果。
5.一种如权项2所说的显示器，其特征在于所说的红、兰、绿蛇形荧光灯的玻璃管分别为透明红、兰、绿色的玻璃管，以消除荧光灯气体放电和发光的杂散光，提高色纯度，同时减弱环境光的反射，提高显示器反差。
6.一种如权项2所说的显示器，其特征在于所说的红、兰、绿蛇形荧光灯管的外表面上分别有透明的红、兰、绿滤光片膜，以消除荧光灯气体放电和发光的杂散光以提高色纯度，同时减弱环境光的反射，以提高显示器反差。
7.一种如权项1所说的显示器，其特征在于所说的蛇形冷阴极荧光灯为三个红、兰、绿分立的灯或三个等长的“U”形灯或园形灯或其它形状的灯。
8.一种如权项1所说的显示器，其特征在于所说的蛇形冷阴极荧光灯为平板型、蛇形放电通道的荧光灯。
9.一种如权项1所说的显示器，其特征在于所说的基板面向荧光灯的一面有高反射层，将荧光灯向后和向侧面发射的光反射向前，以提高亮度。
10.一种如权项1所说的显示器，其特征在于所说的荧光灯管，面向基板的外表面上有高反射膜，如铝膜或银膜，将荧光灯向后和向侧面发射的光反射向前，以提高亮度。
11.一种如权项1所说的显示器，其特征在于所说的基板的外表面和挡光装置，为黑色吸光材料，以提高反差。
12.一种如权项1所说的显示器，其特征在于所说的挡光装置，朝向下面的一面有白色高反射层，把向上发射的光反射向前方，以提高平均亮度。
13.一种如权项1所说的显示器，其特征在于所说的驱动电路由一系列直流/交流电流变换器组成，此变换器将低压直流电压转换成高压交流电压，以驱动冷阴极荧光灯。控制低压直流电压的接通时间，以控制荧光灯的发光时间，从而得到不同亮度，即不同灰度和彩电的显示。
14.一种如权项12所说的显示器，其特征在于所说的直流/交流变换器为几支荧光灯用一个，扫描工作，以简化驱动电路。
15.一种如权项1所说的显示器，其特征在于所说的驱动电路由行扫描和列驱动组成。每行荧光灯用一个直流/交流变换器，其输出交流电压为荧光灯的保持工作电压。当列方向(亮度信号输入)加上与所说的交流电压反相，且荧光灯二端总电压超过点火电压时，荧光灯被点亮，直到行扫描电压切断时为止。亮度信号来到和行扫描电压切断之间的时间长度即荧光灯点亮的时间长度，此时间长度决定于亮度信号大小，从而得到不同亮度，即不同灰度和不同色的显示。
全文摘要
一种高亮度、高效率、长寿命的全彩色超大屏幕显示器，它用蛇形冷阴极荧光灯作为发光元件，各象素由红、蓝、绿三基色蛇形冷阴极荧光灯构成。各蛇形荧光灯被安装在一个基板上，若干个象素及其驱动器电路构成一个组件，若干个组件拼接成一个大屏幕或超大屏幕显示器。各蛇形荧光灯的面向基板的一面外表面上有高反射层，以提高亮度。各象素四周有遮光装置，挡住环境光，以提高反差。本发明的显示器有极亮的亮度可用于室外各种场合，显示全彩色电视图象及字符图形等。
文档编号G09F13/00GK1123945SQ9411845
公开日1996年6月5日 申请日期1994年11月29日 优先权日1994年11月29日
发明者葛晓勤 申请人:葛晓勤