專利名稱：顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示器件，包括用于顯示圖像信息的顯示屏，具有預(yù)定數(shù)量的發(fā)光圖像元；用于產(chǎn)生電子束的電子槍；和電子束導(dǎo)板，用于在電子束人口接收電子束和沿著電子束路徑將所述電子束引導(dǎo)至用于朝向顯示屏的預(yù)定圖像元從所述電子束導(dǎo)板中提取所述電子束的提取裝置。
這種顯示器件的實(shí)施例在US-A-4215293中可知。
發(fā)光圖像元(像素)一般在顯示器件中排列成行和列。已知的顯示器件具有對(duì)于每一列像素的垂直束導(dǎo)板，所述電子束導(dǎo)板由回轉(zhuǎn)式(slalom)導(dǎo)板構(gòu)成，其原理在下列文獻(xiàn)中有介紹Proceedings ofthe IRE，1957年11月，第1517-1522頁(yè)，由J.S.Cook等人發(fā)表的“Slalom Focusing”。
該垂直束導(dǎo)板部分地與顯示屏交迭。在垂直束導(dǎo)板的交迭部分中，電子束在垂直于顯示屏的方向做回轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)。
每個(gè)電子束導(dǎo)板設(shè)有用于相應(yīng)列中的每個(gè)像素的提取孔。電子束可以通過(guò)所述提取孔加速，以便撞擊在相應(yīng)像素上。然后該像素點(diǎn)亮，像素的亮度取決于電子束的束流?？梢酝ㄟ^(guò)連續(xù)地尋址每個(gè)像素而顯示圖像信息。
為了向列束導(dǎo)板提供電子，已知的顯示器件設(shè)有電子槍部件。電子槍部件設(shè)有多個(gè)水平束導(dǎo)板，每個(gè)都具有單獨(dú)的電子槍。電子束在水平束導(dǎo)板中和在垂直束導(dǎo)板的電子槍部件部分中以平行于顯示屏的方向做回轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)。
水平束導(dǎo)板設(shè)置成使得來(lái)源自電子槍的電子束可以向垂直束導(dǎo)板的任何一個(gè)中偏轉(zhuǎn)。
已知的顯示器件具有六個(gè)水平束導(dǎo)板，因而具有六個(gè)電子槍。
已知的顯示器件存在的問(wèn)題是它的構(gòu)成相對(duì)較復(fù)雜和昂貴。特別是需要相對(duì)復(fù)雜的電子槍部件用于向垂直束導(dǎo)板的任何一個(gè)中注入電子束。
因此本發(fā)明的目的是提供一種如開(kāi)篇所述的具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的顯示器件。
對(duì)于該目的，根據(jù)本發(fā)明的顯示器件的特征在于，束導(dǎo)板包括兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板，從中所述電子束可以從所述兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板中提取。
在兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板中，可以借助回轉(zhuǎn)式聚焦在互相垂直的兩個(gè)方向上引導(dǎo)電子束。因此，兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板限定了可以引導(dǎo)電子束的引導(dǎo)平面。電子束可以被引導(dǎo)以便遵循所述引導(dǎo)平面中的任何所希望的電子束路徑。
這種兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板從美國(guó)專利US-A-2899597中可知。在該專利中，兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板被用在存儲(chǔ)管中或開(kāi)關(guān)管中，而根據(jù)本發(fā)明，兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板用在顯示器件中。
代替對(duì)于每列像素的垂直束導(dǎo)板，根據(jù)本發(fā)明的顯示器件具有兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板。在操作中，電子束從兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板中提取，以便撞擊到任何預(yù)定圖像元上。這使電子束尋址整個(gè)顯示屏。
單一電子槍可以足夠?yàn)殡娮邮鴮?dǎo)板提供電子束，而已知的顯示器件需要相對(duì)復(fù)雜的電子槍部件。特別是，這種電子槍部件包括六個(gè)電子槍和六個(gè)水平束導(dǎo)板。
根據(jù)本發(fā)明，電子槍的數(shù)量可以減少，水平束導(dǎo)板可以省略，由此用單個(gè)兩維電子束導(dǎo)板代替用于每列像素的垂直束導(dǎo)板。由此可簡(jiǎn)化根據(jù)本發(fā)明的顯示器件的結(jié)構(gòu)。
盡管單個(gè)電子槍足夠?qū)ぶ氛麄€(gè)顯示屏，但是該顯示器件也可以設(shè)有少量的電子槍，如兩個(gè)或四個(gè)。
本發(fā)明的進(jìn)一步的方案是電子束的束路徑可以完全定制于引導(dǎo)平面內(nèi)。這是有利的，因?yàn)槿绻诨剞D(zhuǎn)式導(dǎo)板中產(chǎn)生局部損壞，可提供不受干擾的器件操作。在這種情況下，電子束路徑可適于使得電子束避免發(fā)生損壞的位置。在已知的顯示器件中，如果垂直束導(dǎo)板其中之一被損壞，則將有效地影響整列像素或者甚至不能操作。
在特殊實(shí)施例中，引導(dǎo)平面基本上平行于顯示屏。一般情況下，兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板目前具有與顯示屏類似的尺寸，并覆蓋所述顯示屏。這允許制成特別簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)的顯示器件。兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板的引導(dǎo)平面可以被包圍在面對(duì)顯示屏的前板和后板之間。
在特別有利的實(shí)施例中，電子束導(dǎo)板設(shè)有多個(gè)回轉(zhuǎn)電極，這些電極在前板和后板之間以基本上垂直于顯示屏的方向延伸?；剞D(zhuǎn)電極在電子束導(dǎo)板中提供了可能的電子束回轉(zhuǎn)式聚焦，并且可以提供為導(dǎo)線、柱狀物或管腳。
如果顯示器件在真空條件下工作，則基本上垂直的回轉(zhuǎn)電極為電子束導(dǎo)板提供了整體真空支承，所述整體真空支承對(duì)電子束具有相對(duì)受限的影響。因此獲得了具有相對(duì)高圖像質(zhì)量的真空顯示器件，其中不需要用于電子束導(dǎo)板的附加真空支承元件。
在下面涉及電子束的“束路徑”的任何時(shí)候，其都應(yīng)解釋為連接回轉(zhuǎn)式電子束在其附近傳播的回轉(zhuǎn)電極的虛擬線。電子束本身的實(shí)際回轉(zhuǎn)路徑被稱為“回轉(zhuǎn)路徑”。
優(yōu)選地，后板、前板和顯示屏基本上是平坦的。在這種應(yīng)用中，元件是“平坦的”應(yīng)該理解為表示所述元件的外表面在平坦平面中延伸。
希望具有帶平面顯示屏的顯示器件。而且，后板、前板和顯示屏目前可以設(shè)置在相對(duì)小的相互距離上。這允許制成相對(duì)薄的顯示器件結(jié)構(gòu)。在優(yōu)選實(shí)施例中，回轉(zhuǎn)電極可以在電子束排斥狀態(tài)和電子束吸引狀態(tài)之間切換。這允許電子束的束路徑被適當(dāng)?shù)剡x擇，使得沿著所希望束路徑的回轉(zhuǎn)電極被切換到吸引狀態(tài)，而其它回轉(zhuǎn)電極被切換到排斥狀態(tài)。
一般情況下，吸引狀態(tài)下的回轉(zhuǎn)電極接收較多的正的“高”電壓，而排斥狀態(tài)下的回轉(zhuǎn)電極接收較多的負(fù)的“低”電壓。
在優(yōu)選實(shí)施例中，回轉(zhuǎn)電極以限定單元陣列的行和列形式排列，顯示屏的每個(gè)圖像元對(duì)應(yīng)一個(gè)單元?；剞D(zhuǎn)電極設(shè)置在單元的角部點(diǎn)上，因此所述單元具有例如正方形或矩形形狀。這是能使電子束掃描所有像素的回轉(zhuǎn)電極的特別簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。
通常，像素也設(shè)置成行和列。電子束可以首先在行方向被引導(dǎo)至所希望的列方向引導(dǎo)，如從電子束入口看到的，然后通過(guò)基本上直角的偏轉(zhuǎn)，以便在列方向朝向?qū)?yīng)預(yù)定圖像元的單元引導(dǎo)。通過(guò)這種方式，在行和列掃描顯示屏。
在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例中，前板設(shè)有對(duì)于單元的束提取孔，并且該提取裝置包括用于通過(guò)所述束提取孔提取電子束的提取電極。
施加于前板上的提取電極的電壓增加和/或施加于后板上的提取電極的電壓減小，用于提取電子束。由此通過(guò)前板中的孔拉或推電子束，并使其加速以便撞擊顯示屏。
在特別有利的實(shí)施例中，回轉(zhuǎn)電極設(shè)置成三角形-倒三角形結(jié)構(gòu)。則由回轉(zhuǎn)電極限定的單元例如是菱形形狀的。
這種電子束導(dǎo)板具有特別高的穩(wěn)定性。在這種電子束導(dǎo)板中，減少了由碰撞回轉(zhuǎn)線或柱而從電子束中損失的電子數(shù)量，因此通過(guò)該電子束導(dǎo)板傳輸了相對(duì)大數(shù)量的電子。這種電子束導(dǎo)板的電子傳輸系數(shù)相對(duì)較大。
低電子損失使得切換電壓減小，切換電壓是分別在吸引和排斥狀態(tài)下施加于回轉(zhuǎn)電極的高電壓和低電壓之間的電壓差。減小的切換電壓允許使用相對(duì)廉價(jià)和功效高的電子電路，用于從吸引向排斥狀態(tài)以及從排斥向吸引狀態(tài)切換回轉(zhuǎn)電極。
而且，本實(shí)施例允許顯示屏的像素和前板中的束提取孔設(shè)置成三角形-倒三角形結(jié)構(gòu)。這在束提取孔的情況下是特別有利的，因?yàn)榕c具有正方形結(jié)構(gòu)孔的前板相比，具有三角形-倒三角形結(jié)構(gòu)的孔的前板具有增大的機(jī)械強(qiáng)度。
在另一實(shí)施例中，電子槍設(shè)置成產(chǎn)生具有小于回轉(zhuǎn)間距的相互距離的兩個(gè)單獨(dú)的電子束，所述兩個(gè)電子束的每個(gè)在與束路徑相關(guān)的不同回轉(zhuǎn)路徑中被引導(dǎo)。
回轉(zhuǎn)間距定義為相鄰回轉(zhuǎn)電極之間的距離。
電子束可以在與束路徑相關(guān)的兩個(gè)不同回轉(zhuǎn)路徑中在回轉(zhuǎn)電極周圍傳播，以便第一回轉(zhuǎn)路徑沿著在第二回轉(zhuǎn)路徑的相對(duì)側(cè)的束路徑而穿過(guò)每個(gè)回轉(zhuǎn)電極。
隨著電子束的束流增加，電子束中的電子的空間電荷排斥變得更強(qiáng)，這降低了穩(wěn)定性和電子束導(dǎo)板的傳輸系數(shù)。這可以通過(guò)增大切換電壓來(lái)補(bǔ)償；然而，這是不希望的，因?yàn)樾枰^昂貴的轉(zhuǎn)換電路和增加使用功率。
在這個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例中，兩個(gè)電子束沿著相同的電子束路徑傳播，但是遵循不同的回轉(zhuǎn)路徑。這就在兩個(gè)回轉(zhuǎn)路徑上分布了相對(duì)高的束流。電子束導(dǎo)板在所述相對(duì)高的束流下具有增加的穩(wěn)定性和傳輸性，而不會(huì)增加所需的切換電壓。因此以特別有效的方式引導(dǎo)具有相對(duì)高束流的電子束。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，提供用于產(chǎn)生多個(gè)電子束的多個(gè)電子槍，所述多個(gè)電子束的每個(gè)可在相應(yīng)的電子束入口處由電子束導(dǎo)板接收，以便將所述多個(gè)電子束經(jīng)基本上不同的束路徑引導(dǎo)到提取裝置。
由于該顯示器件使用兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板，因此電子束可以沿著多個(gè)不同電子束路徑被引導(dǎo)到電子束導(dǎo)板的每個(gè)單元。在本例中，來(lái)自不同電子槍的電子束在不同的電子束入口處進(jìn)入電子束導(dǎo)板，并沿著不同束路徑被引導(dǎo)到對(duì)應(yīng)預(yù)定圖像元的電子束導(dǎo)板的單元。
所有電子束從所述單元中提取，以便同時(shí)撞擊顯示屏的預(yù)定圖像元。顯示屏接收具有所希望束流的單一電子束，而在電子束導(dǎo)板中，多個(gè)電子束的每一個(gè)具有相對(duì)低的束流。由此提高了電子束導(dǎo)板的穩(wěn)定性，或者可以使用較低的切換電壓。
由于電子束導(dǎo)板的傳輸系數(shù)一般小于1，因此路徑長(zhǎng)度相對(duì)大的像素呈現(xiàn)出比路徑長(zhǎng)度相對(duì)小的像素更低的亮度，這是因?yàn)檠刂鄬?duì)較長(zhǎng)的束路徑損失了增大數(shù)量的電子。這將在顯示圖像中產(chǎn)生亮度變化。
因此，優(yōu)選地，對(duì)于顯示屏的每個(gè)圖像元，束路徑的長(zhǎng)度基本上相等。如果使用多個(gè)電子束，這應(yīng)該理解意味著對(duì)于所有電子束的平均束路徑長(zhǎng)度對(duì)于每個(gè)像素來(lái)說(shuō)應(yīng)該基本上相等。
這可以通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇束路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，如果提供兩個(gè)電子槍，則這兩個(gè)電子槍可以設(shè)置在電子束導(dǎo)板的單元行的相對(duì)側(cè)，因此電子束通過(guò)該行被引導(dǎo)并進(jìn)入相同的單元列。兩個(gè)電子槍的每個(gè)和所述列之間的平均距離對(duì)于所有列來(lái)說(shuō)是相等的。這使得所有電子束的平均束路徑長(zhǎng)度基本上相等，并且基本防止了圖像亮度的非均勻性。
如果使用單電子槍，則電子束可以沿著束路徑的分支網(wǎng)絡(luò)的其中一個(gè)束路徑被引導(dǎo)到預(yù)定圖像元。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)圖像元包括多個(gè)子像素，并且顯示器件設(shè)有后選擇裝置，用于使從電子束導(dǎo)板提取的電子束穿過(guò)，并到達(dá)預(yù)定圖像元內(nèi)的多個(gè)子像素的任意一個(gè)。所述后選擇裝置可以包括對(duì)于每個(gè)單元的靜電偏轉(zhuǎn)器，靜電偏轉(zhuǎn)器設(shè)置在前板和顯示屏之間?；蛘?，可提供磁性偏轉(zhuǎn)裝置作為后選擇裝置。
在本例中，回轉(zhuǎn)間距可以大于子像素之間的相互距離。這有利于電子束導(dǎo)板的構(gòu)成和增加其穩(wěn)定性，由此顯示器件的圖像分辨率保持相對(duì)高。
例如，每個(gè)圖像元可包括三個(gè)子像素，這些子像素分別對(duì)應(yīng)紅色、綠色和藍(lán)色。這是彩色顯示器件的特別簡(jiǎn)單的實(shí)施例。
下面將參照附圖介紹本發(fā)明的顯示器件的這些和其它方案，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的顯示器件的實(shí)施例的等比例示意圖；圖2表示工作中的顯示器件的電子槍和電子束導(dǎo)板的沿著引導(dǎo)平面截取的剖面圖；圖3是回轉(zhuǎn)電極和束提取孔的替換構(gòu)成；圖4表示不同引導(dǎo)模式中的具有兩個(gè)電子束的電子束導(dǎo)板；圖5表示接收來(lái)自兩個(gè)電子槍的電子束的電子束導(dǎo)板；圖6表示接收來(lái)自四個(gè)電子槍的電子束的電子束導(dǎo)板；圖7表示電子束路徑的分支網(wǎng)絡(luò)；圖8表示具有單一束提取孔的電子束導(dǎo)板的部分，對(duì)應(yīng)包括三個(gè)子像素的彩色圖像元；和圖9表示具有單一束提取孔的電子束導(dǎo)板的部分，對(duì)應(yīng)包括4×4的子像素塊的圖像元。
在根據(jù)本發(fā)明的顯示器件的第一實(shí)施例中，如圖1所示，電子束45由電子槍40產(chǎn)生并在電子束導(dǎo)板10的側(cè)面注入。在電子束導(dǎo)板10內(nèi)，電子束45沿著束路徑圍繞回轉(zhuǎn)電極16進(jìn)行回轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)，直到電子束從電子束導(dǎo)板10中提取并向顯示屏30加速為止。
為了提取電子束45，電子束導(dǎo)板10設(shè)有對(duì)于顯示屏30的每個(gè)像素35的單獨(dú)的束提取孔18。
如果電子束45撞擊在預(yù)定像素35上，則應(yīng)該選擇電子束45的束路徑，以便電子束45被引導(dǎo)到對(duì)應(yīng)所述預(yù)定像素35的束提取孔18。這里，電子束45偏轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)基本上的直角，因此它通過(guò)束提取孔18并撞擊在預(yù)定像素35上。
整個(gè)顯示屏30可以通過(guò)連續(xù)選擇每一個(gè)圖像元35來(lái)掃描。每個(gè)像素35設(shè)有發(fā)光材料，例如磷光體，當(dāng)電子束45撞擊在像素35上時(shí)磷光體點(diǎn)亮，亮度取決于電子束45的束流。
在掃描顯示屏30期間，根據(jù)顯示器件接收的圖像信息調(diào)制電子束45的束流。因此可以在顯示屏30上顯示圖像信息。
電子束導(dǎo)板10由背板11和設(shè)有束提取孔18的前板12構(gòu)成?；剞D(zhuǎn)電極16在背板11和前板12之間延伸，并用做電子束導(dǎo)板10的整體真空支承。
背板11、前板12和顯示屏30由平板構(gòu)成。背板11和前板12的厚度例如為0.3mm，它們的相互距離例如為1.2mm。前板12和顯示屏30之間的距離例如為4mm。一般情況下，在前板12和顯示屏30之間設(shè)有間隔物(未示出)，從而提供真空支承。
如圖2所示，電子束45由電子槍40產(chǎn)生，并通過(guò)側(cè)面的束入口14進(jìn)入電子束導(dǎo)板10。電子槍40具有例如二極管或三極管結(jié)構(gòu)。
在電子束導(dǎo)板10的這個(gè)實(shí)施例中，回轉(zhuǎn)電極16排列成行和列，限定正方形單元55的陣列?；剞D(zhuǎn)電極16以規(guī)則間隔設(shè)置，回轉(zhuǎn)間距為1.5mm?；剞D(zhuǎn)電極16包括直徑為0.15mm的圓柱形引線。
將向其引導(dǎo)電子束45的圖像元36可以進(jìn)行選擇，以便從束入口14到對(duì)應(yīng)于所述圖像元36的單元56限定束路徑。以下將這個(gè)單元稱作“選中單元”。
束路徑可以借助吸引電極51和排斥電極52來(lái)限定，特別是通過(guò)將沿著束路徑的回轉(zhuǎn)電極16切換到電子吸引狀態(tài)51，即給它們提供“高”電壓，和通過(guò)將其它回轉(zhuǎn)電極16切換到電子排斥狀態(tài)52，即給它們提供“低”電壓。
在每個(gè)單元55，前板12設(shè)有束提取孔18，因此每個(gè)單元55對(duì)應(yīng)顯示屏30的像素35。
高電壓例如為350V，低電壓例如為-100V。因此，本例中切換電壓等于450V。
通過(guò)所述選中單元中的束提取孔18從選中單元56中提取電子束45，并與分別設(shè)置在前板11和背板12上的提取電極20和21協(xié)作。對(duì)于每行像素，存在相應(yīng)的一對(duì)提取電極20、21。下面將提取電極還稱為“行電極?！弊羁拷肟?4的回轉(zhuǎn)電極16用做被提供以分離電壓的第一電極54。它的目的是啟動(dòng)電子束45的回轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)和將回轉(zhuǎn)角設(shè)置為一定的值，使得可以盡可能有效地引導(dǎo)電子束。
回轉(zhuǎn)角定義為回轉(zhuǎn)路徑與電子束路徑在路徑的相交點(diǎn)所圍成的角度。
回轉(zhuǎn)角的有效值例如為35或45度。為了設(shè)置這個(gè)回轉(zhuǎn)角，例如將+100V的電壓施加于第一電極54。
在這個(gè)回轉(zhuǎn)角，電子被很好地限制在電子束45內(nèi)。電子束45到每個(gè)吸引電極51的距離使得電子與吸引電極的碰撞次數(shù)相對(duì)較低。同時(shí)，排斥電極52的影響不足以大到從電子束45中撞擊出相當(dāng)多的電子，如同會(huì)在更大回轉(zhuǎn)角值時(shí)發(fā)生的那樣。因此，電子束導(dǎo)板10的電子傳輸系數(shù)盡可能地高。
在第一電極54之后，電子束45首先沿著回轉(zhuǎn)電極16的底部行被引導(dǎo)到對(duì)應(yīng)于選中單元56的回轉(zhuǎn)電極16的列。這里，電子束45由偏轉(zhuǎn)電極53偏轉(zhuǎn)，因此現(xiàn)在電子束45沿著該列被引導(dǎo)。電子束45進(jìn)入選中單元56，從中其經(jīng)過(guò)束提取孔18被提取。為此，對(duì)應(yīng)于選中單元56的行電極20、21被提供以例如250V或500V的電壓。
偏轉(zhuǎn)電極53是位于底部行和對(duì)應(yīng)選中單元56的列的相交處的回轉(zhuǎn)電極16。它可以被提供以低電壓，或提供以單獨(dú)的“中間”電壓，用于將電子束45偏轉(zhuǎn)到該列中，以便將回轉(zhuǎn)角在所述列中設(shè)置為所希望的值。在本例中，偏轉(zhuǎn)電極53設(shè)有例如+50V的中間電壓。
在可選的結(jié)構(gòu)中，可以不同地設(shè)置回轉(zhuǎn)電極16和束提取孔18?？蛇x結(jié)構(gòu)的例子示于圖3中。
回轉(zhuǎn)電極116設(shè)置成三角形-倒三角形結(jié)構(gòu)，限定具有菱形形狀的單元155。一行內(nèi)或一列內(nèi)的相鄰回轉(zhuǎn)電極116以1.5mm的相互距離設(shè)置。本例中回轉(zhuǎn)間距等于這個(gè)距離。
束提取孔118也設(shè)置成三角形-倒三角形結(jié)構(gòu)，每個(gè)束提取孔118位于菱形單元155的中心。
具有回轉(zhuǎn)電極116和束提取孔118的這種可選結(jié)構(gòu)的電子束導(dǎo)板110具有提高的穩(wěn)定性和相對(duì)高的電子傳輸系數(shù)。
在這種結(jié)構(gòu)中降低了切換電壓。施加于排斥回轉(zhuǎn)電極的低電壓現(xiàn)在例如為0V，施加于吸引回轉(zhuǎn)電極的高電壓現(xiàn)在例如為+200V。本例中切換電壓為200V，而在具有正方形單元的結(jié)構(gòu)中為450V。
此外，在電子束導(dǎo)板110中不需要用于在電子束偏轉(zhuǎn)之后設(shè)置正確回轉(zhuǎn)角的單獨(dú)的中間電壓。如果電子束從行偏轉(zhuǎn)到列，或反之，則回轉(zhuǎn)角自動(dòng)設(shè)置為所希望的值，這是因?yàn)榛剞D(zhuǎn)電極116的結(jié)構(gòu)。
在圖4所示的實(shí)施例中，電子槍140產(chǎn)生一對(duì)電子束145A、145B。電子束145A、145B通過(guò)束入口14都注入到第一實(shí)施例的電子束導(dǎo)板10中。
在電子槍140和束入口14之間，電子束145A、145B基本上平行地行進(jìn)。電子束145A、145B的相互距離使得電子束145A、145B都以所希望的回轉(zhuǎn)角被注入到相同束路徑的不同回轉(zhuǎn)路徑中。
兩個(gè)電子束145A、145B沿著相同束路徑被引導(dǎo)，通過(guò)束路徑的每個(gè)吸引電極51的相對(duì)側(cè)，并在相鄰吸引電極中間彼此相交。電子束145A、145B都通過(guò)相同的束提取孔18向著顯示屏30的預(yù)定像素36被提取，由此并入具有相對(duì)高束流的單一電子束。
這個(gè)相對(duì)高束流是電子束145A、145B的束流的總和。如果具有類似的相對(duì)高束流的單一電子束通過(guò)電子束導(dǎo)板10被引導(dǎo)，則由于束中的空間電荷排斥而導(dǎo)致?lián)p失相當(dāng)大量的電子束。在本例中，相對(duì)高的束流在電子束導(dǎo)板10內(nèi)的兩個(gè)電子束145A、145B上分布，因此提高了電子束導(dǎo)板10的穩(wěn)定性，和/或降低了切換電壓。
作為選擇，顯示器件還可設(shè)有多個(gè)電子槍，每個(gè)電子槍產(chǎn)生一個(gè)或兩個(gè)電子束。相對(duì)高的束流可以分布在大于兩個(gè)的多個(gè)電子束上。例如，四個(gè)或八個(gè)電子束被引導(dǎo)到對(duì)應(yīng)預(yù)定圖像元的單元。
在圖5中，兩個(gè)電子槍240、241對(duì)角地設(shè)置在電子束導(dǎo)板10的相對(duì)側(cè)上。每個(gè)電子槍240、241產(chǎn)生一對(duì)電子束245A、245B；246A、246B，它們都注入到電子束導(dǎo)板10中，由此每對(duì)電子束通過(guò)相應(yīng)的束入口214A、214B進(jìn)入電子束導(dǎo)板10。
第一電極254A、254B設(shè)置在每個(gè)束入口214A、214B附近，以便每對(duì)電子束245A、246A；245B、246B以有效的回轉(zhuǎn)角沿著它相應(yīng)的回轉(zhuǎn)路徑運(yùn)行。
如從顯示屏30看到的那樣，第一對(duì)電子束245A、246A沿著電子束路徑向電子束導(dǎo)板10的右側(cè)被引導(dǎo)，其中所述電子束路徑沿著回轉(zhuǎn)電極16的底部行延伸到用做偏轉(zhuǎn)電極253A的回轉(zhuǎn)電極。這個(gè)偏轉(zhuǎn)電極253A使第一對(duì)電子束245A、246A偏轉(zhuǎn)到第一列回轉(zhuǎn)電極16中，以便從底部進(jìn)入選中單元56。
第二對(duì)電子束245B、246B沿著電子束路徑向電子束導(dǎo)板10的左側(cè)被引導(dǎo)，其中所述電子束路徑沿著回轉(zhuǎn)電極16的頂部行延伸到用做偏轉(zhuǎn)電極253B的回轉(zhuǎn)電極。這個(gè)偏轉(zhuǎn)電極253B使第二對(duì)電子束245B、246B偏轉(zhuǎn)到與所述第一列相鄰的第二列回轉(zhuǎn)電極16中，以便從頂部進(jìn)入選中單元56。
所有四個(gè)電子束245A、245B、246A、246B通過(guò)束提取孔18向顯示屏30的選中像素36提取，由此合并成單一電子束。由于現(xiàn)在顯示屏30附近的單一電子束的相對(duì)高束流分布在電子束導(dǎo)板10內(nèi)的四個(gè)電子束上，因此進(jìn)一步提高了電子束導(dǎo)板的穩(wěn)定性和/或進(jìn)一步減小了切換電壓。
本實(shí)施例具有另外的優(yōu)點(diǎn)是，第一對(duì)電子束245A、246A和第二對(duì)電子束245B、246B的束路徑長(zhǎng)度的平均值對(duì)于顯示屏30的所有圖像元35基本上是相同的。這防止了像素之間的圖像亮度的變化，這種變化是由于電子束路徑的長(zhǎng)度隨著顯示屏30上的像素35的位置而變化造成的。
具有四個(gè)電子槍340、341、342、343的電子束導(dǎo)板10的結(jié)構(gòu)示于圖6中。每個(gè)電子槍位于電子束導(dǎo)板10的單獨(dú)的角部，并產(chǎn)生單一電子束345、346、347、348。
在這種結(jié)構(gòu)中，可以在電子束345、346、347、348被引導(dǎo)到相鄰選中單元57、58時(shí)，同時(shí)對(duì)兩個(gè)相鄰像素尋址。對(duì)應(yīng)第一選中單元57的第一像素從電子槍341、342接收電子束346、347，并且對(duì)應(yīng)第二選中單元58的第二像素從電子槍340、343接收電子束345、348。
這種結(jié)構(gòu)可以使用顯示器件的像素的交錯(cuò)尋址方案。例如，借助電子束346、347尋址奇數(shù)列的像素，同時(shí)借助電子束345、348尋址偶數(shù)列的像素。這樣，行頻率可以減半。
具有像素之間的相對(duì)好的圖像亮度均勻性的實(shí)施例，其中需要單一電子槍440，從束路徑的分支網(wǎng)絡(luò)60選擇朝向選中單元56的束路徑。這種分支網(wǎng)絡(luò)60示于圖7中。
電子槍440產(chǎn)生在底側(cè)進(jìn)入兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板的電子束445，在這種情況下所述回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板是電子束導(dǎo)板10的第一實(shí)施例。分支網(wǎng)絡(luò)60包括在兩個(gè)分支的每個(gè)結(jié)點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)61、62、63、64。
沿著束路徑的每個(gè)節(jié)點(diǎn)61、62、63、64上或附近的回轉(zhuǎn)電極作為偏轉(zhuǎn)電極工作。形成電子束導(dǎo)板10的回轉(zhuǎn)電極16可以被尋址，以便在任何節(jié)點(diǎn)處，電子束都可以遵循從所述節(jié)點(diǎn)引出的網(wǎng)絡(luò)60的任一分支。
電子束路徑從束入口14經(jīng)節(jié)點(diǎn)61、62、63、64延伸到對(duì)應(yīng)顯示屏30的選中像素36的束提取孔18。分支網(wǎng)絡(luò)60是所謂的H-分形網(wǎng)絡(luò)，如從美國(guó)專利US-A-5781166中可知的。對(duì)于顯示屏30的所有像素35，束路徑具有相同的長(zhǎng)度。
如果使用束路徑的分支網(wǎng)絡(luò)，則不能給提取裝置提供行電極，而是必須包括例如用于每個(gè)單元的單獨(dú)的提取電極。
如果回轉(zhuǎn)間距大于顯示屏上的像素之間的距離，這將是有利的。這可以使回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板進(jìn)行更穩(wěn)定的操作和使其制造相對(duì)廉價(jià)。
為此，每個(gè)圖像元可包括多個(gè)子像素。電子束導(dǎo)板的每個(gè)單元和每個(gè)束提取孔現(xiàn)在對(duì)應(yīng)多個(gè)子像素。因此，單元的數(shù)量與顯示屏上的像素的數(shù)量、以及由此與顯示器件的圖像分辨率不再具有1∶1的關(guān)系。因此，可以在不損害圖像分辨率的情況下增加電子束導(dǎo)板的回轉(zhuǎn)間距。
圖8中示出了用于單個(gè)束提取孔和像素的這個(gè)實(shí)施例，其中每個(gè)像素包括在水平方向成直列排列的三個(gè)子像素135R、135G、135B。
這個(gè)實(shí)施例對(duì)于用在彩色顯示器件中特別有利，其中每個(gè)子像素135R、135G、135B對(duì)應(yīng)磷光體顏色紅、綠和藍(lán)之一。子像素135R、135G、135B相對(duì)彼此靠近，以便觀察者觀察三個(gè)子像素為一種顏色，而同時(shí)在本實(shí)施例中基本電子束導(dǎo)板10的回轉(zhuǎn)間距可保持不變。
在束提取孔18和顯示屏130之間，提供作為后選擇裝置的常規(guī)靜電偏轉(zhuǎn)板170，用于使從束提取孔18出來(lái)的電子束向子像素135R、135G、135B其中之一偏轉(zhuǎn)。每個(gè)子像素135R、135G、135B可以通過(guò)切換施加于靜電偏轉(zhuǎn)板170的偏轉(zhuǎn)電壓Vd來(lái)選擇。
在本實(shí)施例中，如果偏轉(zhuǎn)電壓Vd等于0伏，則電子束不偏轉(zhuǎn)并撞擊在綠色子像素135G上。如果偏轉(zhuǎn)電壓例如為-200V，則電子束向左偏轉(zhuǎn)，如從顯示屏130看到的，并撞擊紅色子像素135R。如果偏轉(zhuǎn)電壓例如為+200V，則電子束向右偏轉(zhuǎn)，如從顯示屏130看到的，并撞擊在藍(lán)色子像素135B上。
還可以是，每個(gè)圖像元包括子像素塊，例如8×8或16×16的子像素塊，或者24×8或48×16的子像素塊，用于彩色顯示器件中。顯示屏的像素235現(xiàn)在限定了子像素的“瓦片(tiles)”，每個(gè)瓦片對(duì)應(yīng)一個(gè)束提取孔218。對(duì)于包括4×4個(gè)子像素236的瓦片在圖9中示出。
后選擇裝置設(shè)置在束提取孔18和顯示屏230之間，以便使從束提取孔18射出的電子束45向相應(yīng)瓦片235內(nèi)的任意子像素偏轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例中，后選擇裝置包括靜電多極偏轉(zhuǎn)器270，如在現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)中已經(jīng)公知的那樣。靜電多極偏轉(zhuǎn)器270能使電子束45在水平和垂直方向偏轉(zhuǎn)。
這個(gè)實(shí)施例具有的優(yōu)點(diǎn)是，與相鄰子像素之間的距離相比，回轉(zhuǎn)間距較大。這有利于回轉(zhuǎn)間距設(shè)計(jì)和容易構(gòu)造。同時(shí)，顯示器件具有所希望的高圖像分辨率。
附圖只是示意性的而不是按實(shí)際尺寸繪制的。在附圖中，為了清楚起見(jiàn)，只示出了具有幾個(gè)像素的顯示器件的實(shí)施例，而實(shí)際顯示器件應(yīng)該具有例如800×600(顏色)像素。盡管已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例介紹了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本發(fā)明的構(gòu)成不限于這些優(yōu)選實(shí)施例。它包括落入所附權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)的這里所述元件的所有組合以及由本領(lǐng)域技術(shù)人員所做的修改。
權(quán)利要求
1.一種顯示器件，包括顯示屏(30)，用于顯示圖像信息，具有預(yù)定數(shù)量的發(fā)光圖像元(35)；電子槍(40)，用于產(chǎn)生電子束(45)；和電子束導(dǎo)板(10)，用于在束入口(14)處接收電子束(45)，并沿著束路徑將所述電子束(45)引導(dǎo)至用于朝向顯示屏(30)的預(yù)定圖像元(35)從所述電子束導(dǎo)板(10)提取所述電子束(45)的提取裝置，其特征在于，電子束導(dǎo)板(10)包括兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板，而所述提取裝置設(shè)置成從所述兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板提取所述電子束(45)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板限定其中可引導(dǎo)電子束(45)的引導(dǎo)平面，所述引導(dǎo)平面基本平行于顯示屏(30)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示器件，其特征在于電子束導(dǎo)板(10)設(shè)有多個(gè)回轉(zhuǎn)電極(16)，這些回轉(zhuǎn)電極在背板(11)和面對(duì)所述顯示屏(30)的前板(12)之間以基本垂直于顯示屏(30)的方向延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示器件，其特征在于背板(11)、前板(12)和顯示屏(30)是基本平坦的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示器件，其特征在于回轉(zhuǎn)電極(16)可以在電子束排斥狀態(tài)和電子束吸引狀態(tài)之間切換。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示器件，其特征在于回轉(zhuǎn)電極(16)以限定單元(56)的陣列的行和列的方式排列，顯示屏(30)的每個(gè)圖像元(35)對(duì)應(yīng)一個(gè)單元(56)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示器件，其特征在于前板(12)設(shè)有對(duì)于單元(56)的束提取孔(18)，并且提取裝置包括用于通過(guò)所述束提取孔(18)提取電子束(45)的提取電極(20、21)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示器件，其特征在于回轉(zhuǎn)電極(16)設(shè)置成三角形-倒三角形結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于電子槍設(shè)置成產(chǎn)生相互距離小于回轉(zhuǎn)間距的兩個(gè)單獨(dú)的電子束，所述兩個(gè)電子束的每個(gè)以與束路徑相關(guān)的不同引導(dǎo)模式來(lái)引導(dǎo)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于提供多個(gè)電子槍用于產(chǎn)生多個(gè)電子束，以便所述多個(gè)電子束的每個(gè)可以由電子束導(dǎo)板在相應(yīng)的束入口處接收，以便經(jīng)基本不同的獨(dú)立的束路徑將所述多個(gè)電子束引導(dǎo)至提取裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的顯示器件，其特征在于對(duì)于顯示屏的所有圖像元，束路徑長(zhǎng)度基本上相同。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器件，其特征在于圖像元包括多個(gè)子像素，并且該顯示器件設(shè)有后選擇裝置，用于使從電子束導(dǎo)板提取的電子束穿過(guò)，從而到達(dá)預(yù)定圖像元內(nèi)的多個(gè)子像素的任意一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的顯示器件，其特征在于每個(gè)圖像元包括三個(gè)子像素，所述三個(gè)子像素分別對(duì)應(yīng)紅色、綠色和藍(lán)色。
全文摘要
一種顯示器件設(shè)有用于顯示圖像信息的顯示屏(30)，具有預(yù)定數(shù)量的發(fā)光圖像元(35)。在工作時(shí)，電子束(45)由電子槍(40)產(chǎn)生并進(jìn)入兩維回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板(10)，其中借助回轉(zhuǎn)式聚焦在兩個(gè)相互垂直的方向上引導(dǎo)電子束。之后，電子束(45)從回轉(zhuǎn)式導(dǎo)板(10)的選中單元(56)中被提取，朝向相應(yīng)的圖像元(35)?；剞D(zhuǎn)式導(dǎo)板(10)中的電子束(45)的路徑可以完全被定制在引導(dǎo)平面內(nèi)。優(yōu)選地，引導(dǎo)平面基本平行于顯示屏(30)延伸。
文檔編號(hào)H01J29/70GK1639828SQ03805704
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2003年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月11日
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