專利名稱：無框單束彩色像素管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在彩色視頻大屏幕顯示裝置中使用的CRT彩色顯示器件，特別涉及用于制造圖像無接縫的高亮度彩色視頻大屏幕顯示裝置的CRT彩色顯示器件。
背景技術：
用多個彩色顯象管拼組成大屏幕顯示屏(俗稱電視墻)是實現彩色視頻大屏幕顯示的方法之一，但是這種方法存在兩個根本性的缺點，一是現有彩色顯象管中的蔭罩限制了掃描電子束電流的增加，使顯象管亮度達不到在室外和其它明亮場合使用的要求；二是用現有顯象管組成大屏幕時，所組成的大屏幕圖像被各顯象管屏幕的玻璃邊框所分隔，形成寬度達數厘米的水平和垂直接縫，接縫處圖像缺失。這兩個缺點限制了彩色顯象管在大屏幕顯示領域的應用。
在專利號為ZL02285158.5、名稱為《無邊框彩色大像素管》的專利技術及申請?zhí)枮?00410059134.7、名稱為《無邊框屏幕彩色像素管》的專利申請中，提出了解決上述兩個缺點的方法和具體技術方案，但在上述專利《無邊框彩色大像素管》中提出的彩色大像素管及專利申請《無邊框屏幕彩色像素管》中提出的彩色像素管都存在如下兩個缺點1.它們都采用三束電子槍。在它們的掃描系統中，處于中心位置的電子束可以掃描出規(guī)則的矩形光柵，而處于上下兩側的電子束掃描出的光柵則出現梯形失真，要校正這種偏差，在電路設計和調整方面的難度是比較大的。
2.在它們的電子槍中，三條電子束都為垂直一線形排列，而且電子束橫截面的縱向尺寸比較大(大約為其橫向尺寸的4倍)，要把三條橫截面為長條形的電子束沿其長邊一線形排列起來，并要求相鄰電子束保持必要的間隔，在徑向所占尺寸是相當大的，所需電子槍管頸部位直徑至少在φ35mm以上。因電子槍管徑較大，所以偏轉系統消耗的功率也較大。
針對上述兩項缺點，本發(fā)明提出改進方法，并提出相應的技術方案。

發(fā)明內容
無框單束彩色像素管是一種CRT彩色顯示器件，其亮度比現有彩色顯象管高幾倍乃至十倍以上，而且它的屏幕圖像沒有邊框。無框單束彩色像素管由單束彩色像素管(以下簡稱像素管)和像素導板構成。像素管采用單電子束結構，因而其電子槍直徑大為減小，可以大幅度降低偏轉系統消耗功率，同時由于其不存在多電子束會聚問題，使像素管外圍電路及其調整大為簡化。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是1.像素管由電子槍、熒光屏及玻殼構成，其管殼內為真空。
2.像素管屏幕的單個像素面積比彩色顯象管的像素面積大數十倍至數百倍，為5mm×5mm至17mm×17mm的正方形，而屏幕像素總數則僅為彩色顯象管像素總數的數十分之一至數百分之一。每個像素由紅、綠、藍三個矩形基色熒光粉條組成，三個熒光粉條自上而下平行排列。像素在屏幕上呈矩陣式排列，像素行與像素列相互垂直。相鄰像素間及像素內相鄰熒光粉條間留適當間隙并填充石墨涂料。熒光粉涂層背后蒸鍍鋁膜。采用著色熒光粉。
3.像素管采用單電子束電子槍，掃描電子束橫截面的縱向尺寸為橫向尺寸的3～5倍。電子束橫截面的縱向尺寸與屏幕上熒光粉條縱向尺寸的比例為1∶1、1∶2或1∶3，當該比例為1∶1時，電子束沿水平方向掃描一次可掃完一條熒光粉，掃完一個電視行需要掃描三次；當該比例為1∶2或1∶3時，電子束掃完一條熒光粉需要掃描兩次或三次，掃完一個電視行需要掃描六次或九次。采用長條形橫截面電子束，既能使電子束橫截面在縱向能夠達到所需要的寬度，又可減小電子束的橫截面積，從而得到更大的掃描電流密度，提高像素管的亮度。采用長條形橫截面電子束還可以減小孔闌效應，提高圖像的水平清晰度。
4.由于像素管的像素尺寸及掃描電子束橫截面尺寸均比彩色顯象管的大得多，如果在像素管中不設置蔭罩，依靠現有技術及工藝條件，可以將掃描偏差控制在允許范圍內，所以在像素管中不設蔭罩。沒有了蔭罩的限制，像素管的有效射束電流可以大幅增加，從而大幅提高其亮度。
5.為了進一步增加像素管的亮度，采用比彩色顯像管更高的陽極電壓。對陽極電壓進行穩(wěn)壓，以保證掃描光柵尺寸的穩(wěn)定，避免出現掃描電子束與屏幕熒光粉條的錯位。
6.電子槍控制極和加速極上的開孔均為矩形或近似矩形，孔的縱向尺寸約為其橫向尺寸的3～5倍。電子槍聚焦系統各電極橫截面均為帶圓角的矩形或橢圓形。由陰極發(fā)射的電子流經過控制極孔和加速極孔后形成橫截面為長條形的電子束，經聚焦后成為符合要求的掃描電子束。
7.在屏幕玻璃內壁各熒光粉條位置壓出凹坑，凹坑的底面向管內凸出形成凸面，熒光粉涂敷在凹坑底面，這樣做可以在保證屏幕玻殼強度的前提下減小熒光粉條部位玻璃的厚度，從而減小熒光粉條發(fā)出的光傳導到屏幕外表面時的發(fā)散量，同時在熒光粉條部位形成一個聚光鏡，對熒光粉條發(fā)出的光產生聚焦作用。
8.在像素管屏幕外表面與各熒光粉條相對部位鍍上或貼上與該熒光粉條相同顏色的濾色膜，以減少熒光粉層對外界散射光的反射，產生黑底效果，提高像素管的對比度及視覺亮度。
9.為了調整掃描電子束的靜態(tài)位置，在像素管管頸外套裝一對二磁極式可調磁環(huán)。
10.因為屏幕像素在水平方向的排列沒有傾斜，所以像素管的垂直掃描不能采用鋸齒波，而必須采用階梯波。垂直掃描可以采用電磁偏轉方式，也可以采用靜電偏轉方式。如果采用電磁偏轉方式，因像素管對水平、垂直偏轉磁場相互垂直度的要求較高，水平偏轉線圈和垂直偏轉線圈之間在徑向的相互位置要能進行微調，而不是像顯像管偏轉線圈那樣將二者做成固定的一體。
11.像素導板由若干個透明的導光柱排列組成，導光柱數量與像素管屏幕像素數量相等，各導光柱按照與屏幕像素相同的順序排列。像素導板一個面的曲率與像素管屏幕曲率相同，因而可以緊貼像素管屏幕，該面稱為像素導板背面。像素導板背面的每個導光柱端面對準像素管屏幕上的一個像素，各像素發(fā)出的光經導光柱傳導至像素導板另一面的對應位置，在該面組成與像素管屏幕同樣的圖像，該面稱為像素導板正面。像素導板正面的四周沒有邊框。
像素導板與像素管組合成無框單束彩色像素管，像素導板正面成為無框單束彩色像素管的屏幕，像素導板正面的各導光柱端面成為無框單束彩色像素管的像素。
處于像素導板中心部位的導光柱較短，而處于像素導板邊緣部位的導光柱較長，適當選擇各導光柱的長度，可以使像素導板正面成為所需要的平面矩形或圓柱面矩形。
像素導板正面的導光柱間隙大于其背面的導光柱間隙，所以像素導板正面尺寸大于其背面導光柱占據部分的尺寸，通過適當選擇像素導板正面的導光柱間隙，可以使像素導板正面寬度及高度分別略大于像素管屏幕部位外緣的最大寬度及最大高度，以保證在用無框單束彩色像素管拼組大屏幕時，像素管屏幕部位的玻璃邊框不會妨礙各無框單束彩色像素管在屏幕部位的緊密拼接。
為了在像素導板正面得到亮度最大的圖像，每個導光柱的兩個端面均應與該導光柱中心軸線相垂直，為此大部分導光柱都需有一定程度的彎曲，像素導板不同部位導光柱的彎曲程度不同。
導光柱間隙用無反光并有彈性的黑色材料填充，以產生黑底效果，并吸收因溫度等因素產生的應力，防止導光柱碎裂或像素導板扭曲變形。
像素導板的側面包一層金屬防護板，金屬防護板的厚度略小于像素導板正面導光柱間隙的一半，當無框單束彩色像素管相互拼接時，形成的接縫寬度略大于金屬防護板厚度的兩倍，此接縫寬度與導光柱間隙相當，從而使拼接成的大屏幕看不出接縫。
為了保證拼組大屏幕時的拼裝精確度，在無框單束彩色像素管的金屬防護板適當部位設置定位裝置。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明圖1是無框單束彩色像素管的側視剖面示意圖。
圖2是像素管屏幕及像素示意圖。
圖3是像素管屏幕外表面上濾色膜示意圖。
圖4是像素導板背面示意圖。
圖5是像素導板正面示意圖。
圖中，1為像素管 2.3.4為像素管屏幕像素的紅、綠、藍熒光粉條5.6.7為像素管屏幕外表面上 8為熒光粉條垂直間隙及石墨涂的紅、綠、藍濾色膜 料9為像素內熒光粉條水平間隙及10為像素間熒光粉條水平間隙及石墨涂料 石墨涂料11為像素管電子槍陰極 12為像素管電子槍控制極13為像素管電子槍加速極 14為像素管電子槍聚焦系統15為像素管偏轉線圈 16為像素管掃描電子束17為二磁極式可調磁環(huán) 18為像素導板19為導光柱 20為金屬防護板
21為定位鍵22為定位槽各示意圖中的屏幕像素數量及導光柱數量都遠少于實際應用值，以便更清楚地表達像素管屏幕部位的細部結構。
具體實施例方式
以下提出一個具體實施例，并結合附圖做詳細說明。
根據大型場館及數字影院等場所對高清晰度彩色視頻大屏幕顯示屏尺寸的實際需要，本實施例選定像素管像素尺寸為6.2mm×6.2mm，熒光粉條垂直間隙(8)為0.8mm，像素內熒光粉條水平間隙(9)為0.15mm，像素間熒光粉條水平間隙(10)為0.8mm，紅、綠、藍熒光粉條(2、3、4)尺寸均為1.7mm(縱向)×5.4mm(橫向)。
像素管屏幕像素為90行，每行90個像素，像素總數為8100個。相應的屏幕有效顯示面為558mm×558mm，屏幕部位外緣最大尺寸限制在630mm×630mm以內。屏幕表面為球面。偏轉角為60°。
像素導板中各導光柱橫截面均為5.8mm×5.8mm。像素導板背面導光柱的縱向及橫向間隙均為0.4mm，像素導板正面導光柱的縱向及橫向間隙均為1.3mm。金屬防護板(20)的厚度為0.5mm。在像素導板正面，每導光柱占據面積為7.1mm×7.1mm，像素導板正面(即無框單束彩色像素管屏幕)尺寸為640mm×640mm。
電子槍為單電子束型，控制極(12)及加速極(13)中心均開矩形孔，孔的縱向尺寸為其橫向尺寸的四倍。陰極發(fā)射的電子流通過控制極孔及加速極孔后形成橫截面為矩形的電子射束，經聚焦系統(14)聚焦后，成為符合要求的掃描射束(16)，其橫截面縱向尺寸為1.7mm，橫向尺寸為0.4mm。
電子束的水平偏轉磁場為鋸齒波形。垂直偏轉磁場(或偏轉電場)正程為270級階梯波，各階梯電流值(或電壓值)可單獨設定。
陽極電壓為40KV，并進行穩(wěn)壓。
權利要求
1.一種無框單束彩色像素管，其特征是無框單束彩色像素管由單束彩色像素管和緊貼在其屏幕上的像素導板構成，無框單束彩色像素管的屏幕圖像是無邊框的，其屏幕形狀為平面矩形或圓柱面矩形。
2.根據權利要求1所述的無框單束彩色像素管，其特征是單束彩色像素管是一種CRT彩色顯示器件，其屏幕表面為弧形面，其屏幕外緣形狀為矩形或正方形，管內無蔭罩及其它選色裝置。
3.根據權利要求1所述的無框單束彩色像素管，其特征是單束彩色像素管屏幕像素形狀為正方形，單個像素尺寸不小于5mm×5mm，每個像素由自上而下平行排列的三個矩形基色熒光粉條組成，像素在屏幕上正交排列，像素行和像素列相互垂直。
4.根據權利要求1所述的無框單束彩色像素管，其特征是在單束彩色像素管屏幕玻璃內表面?zhèn)湎袼氐臒晒夥蹢l位置壓出凹坑，凹坑底面向管內方向凸出形成凸面，熒光粉涂敷在凹坑底面，熒光粉涂層背面蒸鍍鋁膜，像素間及像素內熒光粉條間均留有間隙并涂敷石墨涂料，在屏幕玻璃外表面與各熒光粉條相對部位分別鍍上或貼上與該熒光粉條同色的濾色膜。
5.根據權利要求1所述的無框單束彩色像素管，其特征是單束彩色像素管采用單束電子槍，電子槍控制極及加速極中心均開長條形孔，孔的縱向尺寸為其橫向尺寸的3～5倍，電子槍聚焦系統的各電極橫截面為帶圓角的矩形或橢圓形。
6.根據權利要求1所述的無框單束彩色像素管，其特征是單束彩色像素管掃描電子束橫截面的的縱向尺寸為其橫向尺寸的3～5倍，電子束橫截面的縱向尺寸與屏幕上熒光粉條的縱向尺寸之比為1∶1、1∶2或1∶3。
7.根據權利要求1所述的無框單束彩色像素管，其特征是單束彩色像素管電子束的水平偏轉采用電磁偏轉方式，垂直偏轉采用電磁偏轉方式或靜電偏轉方式，垂直偏轉磁場或偏轉電場的波形為階梯形。
8.根據權利要求1所述的無框單束彩色像素管，其特征是像素導板由若干個導光柱組成，導光柱是透明的柱體，其側面鍍不透明膜，導光柱數量與單束彩色像素管屏幕像素數量相等，導光柱按照與單束彩色像素管屏幕像素相同的順序排列，單束彩色像素管屏幕上的每個像素均有一個導光柱與其對準，像素導板的一個面緊貼單束彩色像素管屏幕，該面稱為像素導板背面，像素導板背面導光柱占據部分的大小與單束彩色像素管屏幕有效顯示部分的大小相同，兩部分的貼合面相互吻合，像素導板的另一個面稱為像素導板正面，該面為平面矩形或圓柱面矩形，其四周沒有邊框，像素導板正面同時是無框單束彩色像素管的屏幕，像素導板背面的導光柱間隙較小，像素導板正面的導光柱間隙較大，像素導板正面導光柱間隙大小的選擇，應能使像素導板正面的寬度及高度分別大于單束彩色像素管屏幕部位外緣最大寬度及最大高度，導光柱之間的間隙填充具有彈性的黑色材料，像素導板的四個側面包一層金屬防護板，金屬防護板的厚度略小于像素導板正面導光柱間隙的一半，在金屬防護板的適當部位設置定位鍵及定位槽。
9.根據權利要求1所述的無框單束彩色像素管，其特征是像素導板不同部位的導光柱長度不同，大部分導光柱都有一定程度的彎曲，各導光柱長度及彎曲形態(tài)的選擇，應能使像素導板正面成為所需要的矩形平面或矩形圓柱面，同時保證每個導光柱的兩個端面均與該導光柱中心軸線相垂直。
全文摘要
本發(fā)明提出一種CRT彩色顯示器件——無框單束彩色像素管。無框單束彩色像素管由單束彩色像素管和像素導板組成，其亮度為現有彩色顯像管亮度的數倍至十倍以上，而且其屏幕沒有邊框。無框單束彩色像素管屏幕的單個像素尺寸不小于6mm×6mm，所以它主要適用于拼組大屏幕顯示屏。用若干個無框單束彩色像素管可以拼組成圖像沒有接縫的高亮度、高清晰度彩色視頻大屏幕顯示屏，其顯示面積為數十至數百平方米，其屏幕形狀可以是平面，也可以是圓柱面或環(huán)形柱面。
文檔編號H01J29/48GK1779898SQ20041009763
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月24日 優(yōu)先權日2004年11月24日
發(fā)明者謝進儒 申請人:謝進儒