專利名稱：具有與偏轉有關的外電子束之間的距離的彩色顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括彩色陰極射線管的彩色顯示裝置，彩色陰極射線管包括產生三束電子束的一字型電子槍、選色極、在顯示窗內表面上的熒光屏和偏轉穿過選色極的電子束的裝置。
這樣的顯示裝置是公知的。
目標是使顯示窗的外表面變平，以便觀看者感覺用彩色顯示裝置顯示的圖象是平的?？墒?，外表面曲率半徑的增加將導致許多問題產生。顯示窗內表面的曲率半徑和選色極的曲率半徑也會增加，那么因選色極變平，選色極的強度會降低，因此對于拱起(doming)、振動和降落試驗的靈敏度增加。解決該問題的另一個供選擇的方案是使顯示窗內表面比其外表面彎曲得更多。由此，可采用具有相對小的曲率半徑的蔭罩。結果，可減少拱起和振動的問題，但代之以產生其它問題。在顯示窗中心的厚度比邊緣的厚度小得多。結果，顯示窗的重量增加，朝向邊緣的圖象發(fā)光度實際上減弱。
本發(fā)明的目的在于提供在開篇段中所述那種類型的彩色陰極射線管，在該彩色陰極射線管中，外表面可以是平的(flat)或大致平的，同時可克服或減少上述問題。
為了實現(xiàn)該目的，按照本發(fā)明的彩色陰極射線管包括在至少一個方向上是平的選色極，顯示窗的內表面在至少一個方向上是彎曲的，并且彩色顯示裝置包括這樣的裝置，該裝置動態(tài)地影響電子束路徑，以便在至少一個方向上作為偏轉的函數(shù)增加位于偏轉面的電子束之間的距離。
由于有該裝置，以隨著偏轉增加該距離也增加的方式，可改變偏轉面上電子束之間的距離(也稱為“槍間距”)。通過作為偏轉的函數(shù)，并因此作為x和/或y坐標即屏幕上電子束位置的函數(shù)，動態(tài)地改變該距離，可相應地減小在有關偏轉方向上顯示窗與選色極之間的距離。顯示窗內表面的形狀和顯示窗與選色極之間的距離確定選色極的形狀特別是曲率。由于電子束之間的距離作為偏轉的函數(shù)增加，因而顯示窗與選色極之間的距離減小，并且與公知的陰極射線管相比，選色極的形狀可以更多地偏離顯示窗內表面的形狀，特別是，在至少一個方向上其曲率可以為零，即選色極在所述方向上是平的。事實上，平的選色極對拱起和振動不敏感，或至少比起具有大曲率半徑(幾米)的選色極來說更不敏感。這是由于平的選色極可由更厚的材料構成和/或處于張力下的原因。
最好，顯示窗的外表面在至少一個方向上是平的。
‘平的’被理解為‘具有無窮大的曲率半徑或具有至少比內表面的曲率半徑大得多(幾倍)的曲率半徑’，換言之，‘平的’被理解為是指其實際意義，當然不是在數(shù)學意義上的，因為在該詞的數(shù)學意義上來講沒有實際的表面或單元是“真正平的”。尤其是在不是函數(shù)意義上的‘平的’時，平的外表面提供顯示裝置外觀上的優(yōu)點。
該裝置最好包括彼此相距某一距離的第一和第二裝置。使用兩個裝置能夠較好地控制間距的變化，它能夠以可較好地控制電子束會聚的方式使偏轉面上的間距受到影響。
顯示窗的內表面最好在兩個方向上彎曲，并且該顯示裝置還包括另一個裝置，該裝置用于動態(tài)地影響電子束路徑以便在第二方向上增加位于偏轉面的電子束之間的距離。該另一個裝置最好包括彼此相距某一距離的第三和第四裝置。所述第三和第四裝置可與第一和第二裝置分開，但最好與第一和第二裝置形成為一體或等效于第一和第二裝置。
其內表面在兩個方向上彎曲的實施例的優(yōu)點在于與其內表面僅在一個方向上彎曲的實施例相比，顯示窗的厚度可有些減小。如果內表面在一個方向上具有無窮大的曲率半徑(即它是平的)，那么在該方向上顯示窗相對較弱，這需要相對大厚度的顯示窗，因而顯示窗的重量較重。通過成形顯示窗的內表面，使它在兩個方向上彎曲，則可減少顯示窗的重量。
沿顯示窗內表面的至少一個方向和/或(最好是和)第二方向的曲率半徑最好處于顯示窗直徑的8-16倍之間的范圍內。對于這樣的曲率半徑，顯示窗的強度是足夠的，并且在TVT(電視顯示裝置)的正常觀看距離，顯示窗使人產生顯示裝置上所顯示的圖象具有無窮大或接近無窮大的曲率半徑的感覺，即它是‘平的’。較大的曲率半徑要求顯示窗增加厚度，因而顯示裝置的重量和成本增加，結果所觀看的圖象似乎向內彎曲，而較小的曲率半徑導致所觀看的圖象似乎向外彎曲。
最好，第一裝置和/或第三裝置與電子槍成為一體，即，第一裝置和/或第三裝置包括電子槍的一個或多個部件。
與第一和/或第三裝置與電子槍分離的情況相比，這樣具有需要較少部件并且第一和第二裝置之間的距離增加的優(yōu)點，從而能夠增加電子束之間距離的可能的變化，因此，選色極的曲率可較大地變化。
最好，第一裝置和/或第三裝置包括電子槍預聚焦部分的一個或多個部件。結果，與其中第一裝置和/或第三裝置位于例如主透鏡部分的實施例相比，第一和/或第三裝置與第二和/或第四裝置之間的距離增加，從而能夠增加在電子束之間距離的可能的變化，并由此增加選色極與顯示屏之間距離的可能的變化。
最好，第二裝置和/或第四裝置與偏轉裝置形成為一體，即，所述裝置包括偏轉裝置的一個或多個部件。
與分離的第二和/或第四裝置相比，這樣的優(yōu)點在于需要較少的部件，在第一和/或第三裝置與第二和/或第四裝置之間的距離增加，從而能夠增加電子束之間距離的可能的變化并由此增加選色極與顯示屏之間距離的可能的變化。
根據(jù)下述實施例及參照實施例進行的說明，將明了本發(fā)明的這些和其它目的。
附圖中

圖1是示意性表示本發(fā)明的顯示裝置的剖面圖；圖2A、2B示意性表示多個四極元件；圖3和4利用彩色顯示裝置的示意性剖面圖展示基于本發(fā)明的一些理解；圖5表示在電路中互連四極元件的實例；圖6和7表示四極元件的供選擇的實施例；圖8和9展示本發(fā)明的一些方面；圖10、11和12展示本發(fā)明的實施例。
附圖并不是按比例畫出的。附圖中，相同的參考標號一般表示相同的部分。
顯示裝置包括陰極射線管，在本實施例中為彩色顯示管，具有包括顯示窗2、錐體部分3和頸部4的抽真空的外殼1。在頸部4中，設置著產生三束電子束6、7和8的電子槍5，電子束在作為同軸平面的平面上延伸，在本例中為附面。在未偏轉狀態(tài)，中心電子束7大體與管軸9一致。顯示窗內表面配有顯示屏10。所述顯示屏10包括按紅色、綠色和藍色發(fā)光的大量熒光元。在電子束到達顯示屏的途中，利用電磁偏轉單元51使電子束在顯示屏10上偏轉，然后通過平的，最好是被拉伸(即在張力下)的選色極11，選色極11設置在顯示窗2的前面并且包括具有開孔12的薄板。選色極在至少一個方向上是平的并且在另一個方向上可以彎曲。三束電子束6、7和8以相互之間形成的較小角度通過選色極的開孔12，各電子束并由此僅轟擊在一種顏色的熒光元上。偏轉單元51除包括線圈固定器13之外，還包括在兩個相互垂直的方向上偏轉電子束的線圈13＇。該顯示裝置還包括產生電壓的裝置，在工作期間通過饋入裝置該電壓被饋送給電子槍的各部件。示意性示出偏轉面20、在該平面上電子束6和8之間的距離Pgd和在選色極與顯示屏之間的距離q。
彩色顯示裝置包括兩個裝置14、14＇，在操作中使用裝置14以在一個方向上動態(tài)地即作為偏轉的函數(shù)使最外面的電子束彼此遠離地彎曲，使用另一個裝置14＇以在相反的方向上動態(tài)地彎曲最外面的電子束。圖2A和2B表示這種裝置的實例。在該例中，裝置14(圖2A)包括可磁化材料的環(huán)形磁芯，四個線圈16、17、18和19按這樣的方式圍繞著該磁芯，即在受激(使用例如與線性偏轉電流的平方成比例的電流)的情況下產生45E4-極場(45E4-pole field)。供選擇地，利用如圖6中所示的兩個纏繞的C磁芯或利用如圖7中所示的定子結構可交替地產生45E4-極場。裝置14＇的結構(圖2B)與裝置14的結構可比。可是，以這種方式纏繞線圈，并且在工作中電流流過線圈的方向是這樣的，以致產生其取向與圖2A中所示的45E場的取向相反的45E4-極場。裝置14和14＇的組合作用引起距離Pgd改變。以第一級近似，電子束的會聚不受裝置14和14＇的組合作用的影響?？墒筆gd距離更大或更小。在本發(fā)明的顯示裝置中，距離P作為偏轉的函數(shù)增加。在本發(fā)明構思內，對于未偏轉電子束，裝置14和14＇的組合作用可以是增加或減小距離P。本發(fā)明涉及作為偏轉的函數(shù)的距離Pgd的改變。對于未偏轉的電子束，與沒有該裝置的情況相比(或未激勵)，裝置14和14＇的組合作用最好使距離P減小，該減小是這樣的，由于距離作為偏轉的函數(shù)增加，因而第一和第二裝置的總的效果在總偏轉的1/3和2/3之間變?yōu)榱恪Ｓ捎陔娮訕屢话阋赃@樣的方式設置，即對于某一槍間距來說，使圖象盡量好，因而這樣的實施例較好，即與所述槍間距的偏移引起小的誤差。通過確保裝置的影響大體為零使這樣的誤差最小化。
圖1示意性表示本發(fā)明。三束電子束6、7和8在偏轉面(大致位于偏轉單元11中心的平面20)上相互相隔距離Pgd。選色極12與顯示屏10之間的距離q與距離Pgd成反比。這可用公式表示如下q=C Pgd-1，其中C是常數(shù)。因此，通過作為偏轉的函數(shù)增加距離Pgd，可減小距離q。
按照圖1中所示的本發(fā)明實施例的彩色顯示裝置包括兩個裝置(14，14＇)，這兩個裝置相互相隔某一距離地設置，這用于按這樣的方式來改變作為偏轉的函數(shù)的距離Pgd，即在至少一個方向上該距離Pgd作為偏轉的函數(shù)增加。
最好，該裝置可用于在至少Y方向上動態(tài)地改變電子束之間的距離Pgd。因顯示窗較平的結構所產生的優(yōu)點在Y方向上最大。
該作用效果示于圖3和圖4中。圖3表示沒有裝置14和14＇的彩色顯示裝置。位于偏轉單元51的電子束之間的距離并不作為偏轉的函數(shù)改變。圖4中，裝置14和14＇改變該距離，即裝置14使電子束彼此遠離地彎曲，裝置14＇在相反的方向上使電子束彎曲。結果，對于被偏轉的電子束來說，電子束之間的距離大于未被偏轉的電子束之間的距離。由于距離Pgd較大，因而距離q可減小。蔭罩11是平的，因此距離q的減小導致顯示窗2內表面41的曲率增加。對于顯示窗的強度來說這是有利的。
圖5表示參照實例如何將裝置14和14＇裝入具有線性偏轉線圈13的電路中。
圖6和7表示用于產生四極的裝置的兩個供選擇的實施例。圖6中，兩個U形磁芯用于產生四極磁場。圖7中，具有四個向內的突起且其上繞有線圈的環(huán)形磁芯被用于產生四極磁場。
圖1-7表示其中彩色顯示裝置包括位于電子槍5與偏轉單元51之間的兩個裝置14和14＇的實施例。
按照一個供選擇的實施例，通過將分開的線圈纏繞在偏轉單元上以產生動態(tài)四極電磁場，或通過按使偏轉線圈產生動態(tài)四極電磁場的方式改變現(xiàn)有的偏轉線圈的繞組，可使裝置14＇與偏轉單元成為一體。
按照另一個供選擇的實施例，裝置14集成在電子槍5中。例如，通過在隨后電極中的兩個或多個孔之間施加動態(tài)電壓差，其中這些電極的孔的中心線彼此偏移，可施加包括與電子束移動方向(X方向)成直角的分量的電場，從而電子束可彼此移近。用適當?shù)拇艌隹色@得類似的效果(例如參見圖12)。裝置14一體形成在電子槍中的優(yōu)點是可增加第一裝置14和第二裝置14＇之間的距離，從而能夠使距離Pgd較大地動態(tài)改變并因此使從中心到邊緣的距離q較大地改變。該裝置可以一體形成在主透鏡部分中或它們可以在主透鏡的右前方。在實例中，在第一主透鏡電極中的最外面的孔之間的距離小于第二主透鏡電極(也稱為陽極)中的該距離。在主透鏡電極之間施加包括動態(tài)分量的電壓。由此，可在主透鏡中使電子束彼此移近或彼此遠離；主透鏡電極之間電壓的動態(tài)分量引起會聚的動態(tài)改變。在電子槍主透鏡部分的副電極(sub-electrodes)之間也可產生類似的作用。在這些實施例中，裝置14＇是如圖1-7所示那樣的分離的四極產生元件，或最好一體形成在偏轉單元中以使裝置14與14＇之間的距離最大。最好，裝置14一體形成在電子槍的預聚焦部分中，例如通過使G2和G3電極中最外面的孔彼此相對地偏移和在電極之間施加包含動態(tài)分量的電勢差。作為電極中孔相對位移的結果，在工作中，在電極之間產生的電場包括垂直于最外面(outermost)的電極的傳播方向的分量，從而影響電子束的會聚。施加在電極之間的電壓中的動態(tài)分量使會聚動態(tài)地相應改變，從而在按照本發(fā)明的電子束的預聚焦部分中，使電子束作為偏轉的函數(shù)彼此移近。這樣的裝置14可與裝置14＇組合，如圖1-7所示，或者與一體形成在偏轉單元51中的裝置14＇組合。這樣的優(yōu)點在于在裝置14與14＇之間有較大的距離。作為預聚焦部分中電子束會聚動態(tài)改變的結果，還使主透鏡中最外面的電子束的位置也動態(tài)地改變。這種改變還將引起電子束方向的改變，這一般還會引起電子束沿相反的方向移動?？捎芍魍哥R本身構成第二裝置14＇，其上可施加或不施加動態(tài)電壓。
本發(fā)明可簡要地總結如下彩色顯示裝置包括電子槍、顯示屏和平的選色極以及偏轉裝置。當電子束在至少一個方向上偏轉時，電子束之間的距離動態(tài)地改變，即在偏轉面上電子束之間的距離增加。距離的增加能夠使平的選色極與顯示屏之間的距離在那個方向上減小。結果，顯示窗內表面的曲率增加，對顯示窗的強度和重量有有利的影響。
顯然，對于本領域的技術人員來說，可以在本發(fā)明范圍內進行許多改變。
最好，作為距離Pgd動態(tài)改變的結果，從中心到上邊或下邊(在y方向)測量的距離q的改變大于1.5mm。
為了更好地理解本發(fā)明，下面利用圖8和9說明本發(fā)明的一些主要方面。
實際的平CRT近年來已投放市場。當顯示窗(有時也稱為‘屏盤’)變得較平時，也必須使蔭罩變平。結果，蔭罩對拱起(引起圖象變色)和降落試驗(引起蔭罩彎曲)更靈敏。通過使蔭罩保持在張力下，即平的，可克服該問題?？墒牵鳛榻Y果，顯示窗內表面的曲率半徑也要增加。如果顯示窗內表面具有大的曲率半徑和外表面是平的，那么為了獲得足夠強度的屏盤，所使用的顯示窗必須較厚。顯示窗的厚度影響CRT的熱處理速度以及CRT的重量。
按照本發(fā)明的彩色顯示裝置可以具有相當小的管子重量、小的顯示窗厚度和相對小的玻璃楔(wedge)，例如將獲得僅僅10mm。圖8中，示意性表示本發(fā)明的原理利用兩個四極(Q1和Q2)，可調制垂直方向上蔭罩-屏幕距離。以這種方式，相對于平的選色極11來說可獲得較大的顯示窗2內表面的曲率。本發(fā)明可特別地與雙貽貝(double mussel)線圈技術結合使用。在圖8所示的實例中，第二四極Q2一體地形成在幀偏轉單元中。也可以以圍繞偏轉單元磁芯的環(huán)形形式作為分離的線圈一體地形成在幀偏轉線圈或繞組中。
圖9表示槍間距Pgd(即在偏轉單元偏轉面91上中心電子束與外電子束之間的距離)、屏幕間距Psc(即在屏幕10上中心電子束與外電子束之間的距離)、偏轉面與屏幕之間的距離L以及蔭罩與屏幕之間距離的關系。使離開電子槍的三束電子束6、7和8會聚在屏幕10上。圖9表示在預定屏幕間距Psc和預定距離L的情況下，當槍間距Pgd減小時，距離q增加。從數(shù)學上給出該關系
q=(Psc*L)/(3*Pgd+Psc)。
這樣，按照本發(fā)明，通過作為偏轉的函數(shù)改變槍間距，可改變屏幕上各點的蔭罩-屏幕距離q和獲得顯示窗內表面的附加曲率。
圖10表示本發(fā)明的實施例，其中配有產生四極磁場的第一裝置，其中偏轉單元產生非自會聚偏轉場。對于較小的偏轉角來說，四極磁場對電子束之間的距離沒有影響。隨著偏轉角增加，四極場引起電子束之間的距離增加?？墒?，偏轉場是非自會聚的，換言之，它隨著偏轉角的增加而改變電子束的會聚。就所涉及的電子束會聚來說，場的非自會聚補償四極Q2的作用?？墒?，在偏轉面，電子束之間的距離增加，這具有上述那樣的作用。本實施例的優(yōu)點在于僅需要一個四極場。
圖11表示本發(fā)明彩色顯示裝置的又一個實施例。在該實施例中，通常在柵極G2和G3之間產生動態(tài)場D1。該場作為偏轉的函數(shù)增加在主透鏡(ML)中外電子束之間的距離。由于該增加，外電子束離開中心地進入主透鏡，即在比正常更接近主透鏡電極邊緣的位置。結果，產生作用于外電子束的力，從而使它們相互移近。本實施例的優(yōu)點在于主透鏡本身不需要被提供動態(tài)電壓，而是由于電子束進入主透鏡時其它電子束位移，因而產生動態(tài)作用效果。
例如，通過設置G2和G3的開孔，使它們彼此偏離，和在電極G2和G3之間施加動態(tài)電壓差，可以在電學上產生場D1。圖12表示利用磁裝置產生場D1。在該實施例中，在柵極G2附近產生動態(tài)磁場。兩個U形磁芯121、122配有線圈123、124，用以產生動態(tài)磁場。在外殼的頸部4內且在柵極G2附近，配置軟磁元件125、126。這些軟磁元件將磁場引導到外電子束附近的位置處。形成在部分128、129之間的磁場對外電子束6和8產生力Fr和Fb，從而改變偏轉面中電子束之間的距離。元件128和129被具體化以便在電子束附近局部地產生基本均勻的磁偶極場。這種結構的優(yōu)點是由于在電子束6和8附近磁場基本上是均勻的，因而可容易地控制施加于電子束上的力，并且電子束不因磁場而畸變(或至少達到不明顯的程度)。
權利要求
1．一種包括彩色陰極射線管的彩色顯示裝置，該彩色陰極射線管包括產生三束電子束的一字型電子槍、選色極和顯示窗內表面上的熒光屏以及使穿過選色極的電子束偏轉的裝置，其特征在于，彩色顯示裝置包括在至少一個方向上是平的選色極，顯示窗的內表面在至少一個方向上是彎曲的，和彩色顯示裝置包括這樣的裝置，該裝置在至少一個方向上作為偏轉的函數(shù)動態(tài)地影響電子束路徑以增加位于偏轉面的電子束之間的距離。
2．如權利要求1所述的彩色顯示裝置，其特征在于，在至少一個方向上顯示窗的外表面是平的。
3．如權利要求1所述的彩色顯示裝置，其特征在于，裝置包括彼此相隔某一距離的第一和第二裝置。
4．如權利要求1或2所述的彩色顯示裝置，其特征在于，顯示窗內表面還在第二方向上彎曲，顯示裝置還包括另一個裝置，該另一個裝置用于在第二方向上作為偏轉的函數(shù)動態(tài)地影響電子束路徑以便增加位于偏轉面的電子束之間的距離。
5．如權利要求4所述的彩色顯示裝置，其特征在于，該另一個裝置包括彼此相隔某一距離的第三和第四裝置。
6．如權利要求5所述的彩色顯示裝置，其特征在于，第三和第四裝置與第一和第二裝置形成為一體或與其等效。
7．如權利要求1或4所述的彩色顯示裝置，其特征在于，沿顯示窗內表面的至少一個和/或第二方向的曲率半徑位于顯示窗直徑的8至16倍之間的范圍內。
8．如權利要求3或5所述的彩色顯示裝置，其特征在于，第一和/或第三裝置包括電子槍的一個或多個部件。
9．如權利要求3或5所述的彩色顯示裝置，其特征在于，第二和/或第四裝置與顯示裝置的偏轉單元形成為一體。
全文摘要
彩色顯示裝置包括電子槍、顯示屏和平的選色極以及偏轉裝置?？蓜討B(tài)地改變電子束之間的距離,從而當電子束在至少一個方向上被偏轉時,偏轉空間中的距離增加。距離的縮減能夠使選色極與顯示屏之間的距離在那個方向上減小。結果,顯示窗內表面的曲率增加,這對顯示窗的強度和重量都有有利影響。
文檔編號H01J29/76GK1294751SQ99804434
公開日2001年5月9日 申請日期1999年11月18日 優(yōu)先權日1998年12月1日
發(fā)明者A·A·S·斯盧伊特曼, J·C·A·范尼斯, D·登恩格爾森 申請人:皇家菲利浦電子有限公司