專利名稱：帶有隔離電子傳播通道的平板式圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有真空外殼的圖像顯示裝置;該外殼設(shè)有帶顯示屏的透明面板，其中該顯示屏有以不同顏色發(fā)光的象元(象素)圖案;該外殼還設(shè)有一后板;所述顯示裝置包括多個并置并大致平行于面板延伸的電子傳播裝置及設(shè)在所述裝置和面板之間的尋找選定(addressing)系統(tǒng)，以對屏上的所需象素進行尋址。
上述顯示裝置是如EP-A-464937中所述的平板(flat-panel)式的。這種平板式的顯示裝置有透明的面板及與之相距一小段距離設(shè)置的后板，面板的內(nèi)表面設(shè)有熒光點的(六邊形)圖案。若(視頻信息控制的)電子打到發(fā)光屏上，就形成了一個能通過面板的正面看到的視覺圖象。面板可是平的或在需要時是曲面的(如球面或柱面的)。
EP-A-464937中描述的顯示裝置包括多個并置的用于發(fā)射電子的源、與源相配合并各自有壁的局部電子傳送裝置、其中壁由具有適于傳送發(fā)射的電子的二次發(fā)射系數(shù)的、高電阻，基本上電絕緣的材料構(gòu)成、及帶有可被一行一行地驅(qū)動以在對著發(fā)光屏的預(yù)定抽取位置從傳送裝置抽取電子的電極(選擇電極)的尋址系統(tǒng)，另外還設(shè)有用于將抽取的電子射向發(fā)光屏的象素以產(chǎn)生象素組成的圖象的裝置。
EP-A-464937中描述的圖像顯示裝置的工作，是基于這樣的認識，即若在給定長度的高電阻、基本上電絕緣的材料(如玻璃或合成材料)做成的壁的上方產(chǎn)生足夠強度的電場(通過在壁的兩端加上電勢差)，則當(dāng)電子打到該壁上時就能實現(xiàn)電子的傳送。碰擊電子隨即通過與壁的作用產(chǎn)生二次電子，這些電子被吸引到壁的更遠部分并依次通過與壁的作用產(chǎn)生二次電子等等。
根據(jù)上述原理，平板圖象顯示裝置，可通過為構(gòu)成傳播通道的多個并置的“室”中的每一個，在對著顯示屏的一側(cè)設(shè)置一列抽取孔而實現(xiàn)。那么也可沿橫向伸過通道的“水平”線設(shè)置抽取孔。通過在孔的設(shè)置中加上排成列的選擇電極，就提供了一尋址裝置，用它可有選擇地把電子抽出“箱”并射(并加速)向屏以通過激發(fā)象元而產(chǎn)生由象素組成的圖象。
尋址裝置可是單級或多級式的。EP-A-464937具體描述了多級尋址系統(tǒng)。多級尋址系統(tǒng)采用若干數(shù)目因象素數(shù)而定的預(yù)選抽取位置，并與若干對應(yīng)于若干象素的(精)選擇孔相聯(lián)系，該系統(tǒng)提供了抽取效率和/或所需的連接/驅(qū)動器數(shù)目方面的好處。為控制預(yù)選位置，采用了一預(yù)選電極圖案;而為控制(精)選孔，采用了一精選電極圖案。
在傳統(tǒng)顯象管中，蔭罩板的間距(pitch)一般較光點的尺寸小2至3倍。因而顯示器的分辨率即清晰度由點的大小決定，而蔭罩板間距內(nèi)色點的精確清晰度就不那么重要。在有分立尋址色點的顯示器中，色點結(jié)構(gòu)的間距與顯示器的分辨率處于同一量級。由于分辨率過高的顯示器太貴，當(dāng)采用給定的信號時，重要的是把顯示器的分辨率選在所需的分辨率附近。因而色點結(jié)構(gòu)的清晰度就比在傳統(tǒng)顯象管中重要了。本發(fā)明的一個目的，是要提供如開頭一段所述的類型的顯示裝置，它的象素設(shè)置尤其是對于傳統(tǒng)TV信號(水平行、隔行)，能產(chǎn)生所需的分辨率與所產(chǎn)生的不致太顯眼的虛假現(xiàn)象之間的適當(dāng)結(jié)合。象素的設(shè)置本身很簡單且在多級尋址系統(tǒng)的情況下使得能采用精選電極設(shè)置。
此目的的實現(xiàn)，在于象素被沿著橫向伸過電子傳播裝置的路徑設(shè)置，其中相鄰路徑的象素被彼此錯開(在大量的應(yīng)用中，這意味著象元沿平行于顯示屏長軸的(水平)路徑設(shè)置)。
本發(fā)明是基于如下認識。
最佳點結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的實驗已顯示，色點的三角形設(shè)置(在六邊形結(jié)構(gòu)中)通常是對觀看者最好的結(jié)構(gòu)。在實際中，應(yīng)區(qū)分兩種取向，即那些點沿“垂直”線并垂直地錯開設(shè)置和那些點沿“水平線并水平地錯開設(shè)置(點三個一組形成三角形，或交通標(biāo)志的形狀)。這些取向與人工制品(虛假)有所不同，而這種差別尤其取決于驅(qū)動模式。對傳統(tǒng)的電視信號(水平行、隔行)，水平地錯開的點結(jié)構(gòu)似乎最可能獲得使所需的分辨率與不致太顯眼的虛假現(xiàn)象的適當(dāng)結(jié)合。隨后圖像行能寫過諸如兩個水平R、C、B色點路徑(它們一同形成一列相鄰的點的三角)。在這種驅(qū)動方案中，相繼(隔開)的行每次向上只移一個色點(半個三角)，從而彼此交迭半行。在具有垂直點路徑的顯示器中，這種交迭會在清晰的垂直對比轉(zhuǎn)換處產(chǎn)生(彩色)虛假現(xiàn)象(人造物)，它在交替的情況下會造成彩色閃爍。為避免這一現(xiàn)象，應(yīng)避免重疊，而這只有在采用有大量(更小的)點的屏幕時才有可能。
根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的一實施例的特征在于尋址系統(tǒng)包括一預(yù)選裝置和一精選裝置;該預(yù)選裝置有由與所述路徑平行的預(yù)選(或粗選)電極連接的預(yù)選位置，而該精選裝置有由精選電極連接的精選孔;各精選孔均與一象素相聯(lián)系，且精選電極的取向?qū)?yīng)于預(yù)選電極的取向。
當(dāng)采用諸如上述兩級系統(tǒng)的多極尋址系統(tǒng)時，可把相應(yīng)的精選電極互連在若干組中。此方式可減少所需連接/驅(qū)動電路的數(shù)目。連接精選孔的電極道(這些電極道確定了精選電極的取向)可有不同的取向，如“垂直”或“傾斜”取向。本發(fā)明是基于這樣的認識，即只有當(dāng)連接精選孔的電極道具有與預(yù)選結(jié)構(gòu)的電極道相同的取向時，才能實現(xiàn)預(yù)選電極組的數(shù)目的最佳減少。
在采用“垂直”R、C、B色點路徑的情況下，用水平精選道適當(dāng)?shù)剡B接色點是比較簡單的。此時一種顏色的點被沿水平線設(shè)置并簡單地互連。然而在上述色點的設(shè)置中，確定水平取向的精選道的適當(dāng)圖案就更困難了。只有在非常細的道圖案情況下，才有可能水平地互連相同色的點，而這將造成間隔過小，因而是不實用的。但若不要求只互連用于尋址相同色的點的孔，則有可能確定實際的水平道圖案。對顯示器的運行，重要的只是單獨地驅(qū)動與各精選位置相聯(lián)系的精選孔。這引起了與“水平”設(shè)置的、不同色的發(fā)光點的重復(fù)圖案相結(jié)合的道圖案的若干新穎變形。
這樣每個粗選孔有四或六個精選孔的系統(tǒng)就是可能的了，但尋址系統(tǒng)的工作卻不令人滿意，使這種系統(tǒng)不那么有吸引力。
在此方面，每個粗選孔有兩或三個精選孔的系統(tǒng)是較為可取的;兩個一組的選擇的優(yōu)點是實施簡單，而三個一組的選擇的優(yōu)點在于粗選連接的數(shù)目較少。
通過精選道成組的平行互連，可實現(xiàn)連接數(shù)的大大減少。對彩色顯示器，各選定的粗選孔處的精選電極需要在所需的顏色上比與所述粗選孔相聯(lián)的其他精選電極有高很多的電勢。
為了在兩級、三級或多級選擇系統(tǒng)中防止電子從預(yù)選裝置甚至后壁直接經(jīng)過精選板上(未尋址)的孔而射向發(fā)光屏(即未經(jīng)過與壁或選擇板正面的碰撞稱為直接碰撞)，根據(jù)本發(fā)明的一實施例，在預(yù)選裝置和選擇板之間設(shè)置了一個孔板，其孔的大小和與選擇板的距離的選擇使直接撞擊幾乎是不可能的(此板稱為防直接撞擊板)。
下面將結(jié)合附圖更詳細地描述本發(fā)明的這些及其他方面，其中用相同的標(biāo)號代表相同的部件。
圖1是一(彩色)顯示裝置的一部分的部分分解立體示意視圖;它帶有電子傳播通道及有源(active)顏色選擇裝置，而后者包括帶孔的預(yù)選板和帶孔的精選板;圖中的部件未按比例顯示;
圖2是圖1類型裝置的一部分的剖視圖;
圖3顯示了有源顏色選擇裝置的運行;
圖4是一預(yù)選板實施例的剖視圖;
圖5至13顯示了精選孔和精選電極的不同幾何構(gòu)造;
圖14示意顯示了用于驅(qū)動預(yù)選電極的電路。
圖1顯示了帶有顯示板(窗)3和與所述板相對的后壁4的平板圖象顯示裝置。顯示屏7有由在窗3的內(nèi)表面上排成三角形(交通標(biāo)志形狀)的紅(R)、綠(G)和蘭(B)發(fā)光熒光元素組成的六邊形圖案。根據(jù)本發(fā)明，紅、綠、蘭熒光元素被以錯開的方式排在與顯示屏的長軸平行的路徑中(換言之，它們水平地錯開，見插入圖)。
一個電子源裝置5被設(shè)在把板3和后壁4連接起來的壁2附近;裝置5可以是例如一線狀(line)陰極，它通過電極提供了大量(如600個)電子發(fā)射器或相應(yīng)數(shù)目的獨立發(fā)射器。這些發(fā)射器中的每一個都通有較小的電流，因而許多類型的陰極(冷或熱陰極)都適于作發(fā)射器。該發(fā)射器可由視頻驅(qū)動電路驅(qū)動。電子源裝置5與大致平行于屏蔽延伸的一列電子傳播通道的進入孔相對地設(shè)置;這些通道由室6、6′、6″……等組成;在這種情況中每個室被用于一個電子源。這些室有由后壁4和隔板12、12′……限定的腔11、11′……。腔11、11′……也可設(shè)在后壁4本身上。各室的至少一個壁(最好是后壁)應(yīng)至少在傳播方向上具有適合本發(fā)明目的的高阻值(適當(dāng)?shù)牟牧嫌兄T如陶瓷材料、玻璃、合成材料-涂覆或未涂覆的)并在初級電子能量的給定范圍內(nèi)有二次發(fā)射系數(shù)S＞1。通過在室6、6′、6″……的高度上施加電勢差Vp，產(chǎn)生一軸向傳播場。
壁材料的電阻值，使得當(dāng)室中沿軸向的場強處在電子傳播所需的每厘米一百至幾百伏的數(shù)量級時，流過壁的總電流為最小(最好低于諸如10mA)。通過在電子源的行5和室6、6′、6″之間加上幾十伏至幾百伏數(shù)量級(電壓值隨情況而定)的電壓，電子便被從電子源向室加速，并隨后撞到室壁上并產(chǎn)生二次電子。
本發(fā)明利用了EP-A-400750及EP-A-436997中的如下方面，即若沿著有基本上電絕緣的高電阻材料組成的壁的室的縱向加有足夠強的電場，就可能在該室中得到真空電子傳播。EP-A-400750和EP-A-436997的這些內(nèi)容在此被作為對比文獻。
室與設(shè)在板3的內(nèi)壁上的發(fā)光屏7之間的空間，容納著有源顏色選擇系統(tǒng)100;系統(tǒng)100包括(在此例中)帶有預(yù)選板10a的(有源)預(yù)選裝置、(無源)防直接撞擊板10b及(有源)(精)選擇板10c(也見圖2)。結(jié)構(gòu)100借助分隔結(jié)構(gòu)101與發(fā)光屏7分開;結(jié)構(gòu)101可是諸如電絕緣材料做的帶孔板。
圖2更詳細顯示了圖1顯示裝置的一部分的剖面示意圖，尤其顯示了有源顏色選擇板結(jié)構(gòu)100。結(jié)構(gòu)100包括帶有孔8、8′、8″……的預(yù)選板10a和帶孔組R、G、B的精選板10b。在此例中，三個精選孔R、G、B與每個預(yù)選孔8、8′……等相聯(lián)系。在圖2的示意表示中孔R、G、B是成直線的。但在實際的實施例中它們被設(shè)置成三角形結(jié)構(gòu)，參見例如，圖3。在預(yù)選板10a和精選板10c之間設(shè)有防直接撞擊板10b;板10b帶有孔108、108′……，這些也構(gòu)成了位于電子路徑上的“詭計”。
在裝置100和后壁4之間形成有帶有傳播腔11、11′……的電子傳播通道6。為了能把電子經(jīng)孔8、8′……從通道6中拉出來，與板10a上的顯示屏的長軸平行地成(水平)行地設(shè)置有從孔到孔伸延并圍繞這些孔的可尋址金屬預(yù)選電極9、9′、……。
孔8、8′……的壁可被金屬化，以加強電極的作用。
與板10a類似地，精選板10c設(shè)有“水平”，可尋址的(精)選擇電極行，以實現(xiàn)精選。直接或通過電容來連接精選電極的相應(yīng)的行，在此是非常重要的。實際上，預(yù)選已經(jīng)發(fā)生，且從原理上講電子不能落到錯誤的位置。這意味著，對這種精選模式，只需一或三個單獨形成的少數(shù)組精選電極。
通過把預(yù)選電極的行連到分壓電阻50(見圖12)，而使它們承受線性增加的直流電壓。這些分壓電阻可設(shè)在預(yù)選板的邊緣上，并處在真空中。分壓電阻與電壓源連接，其連接方式使預(yù)選電極能得到在通道中進行電子傳播所需的正確電勢。驅(qū)動由驅(qū)動電路51提供，其方式可是諸如在短時間內(nèi)給依次的預(yù)選電極施加一脈沖(如250V的)并向所需的精選電極適加較短的持續(xù)脈沖(如200V的)。當(dāng)然應(yīng)保證行選擇脈沖與視頻信息相同步。該視頻信息以諸如時間或幅度調(diào)制信號的形式被送給諸如單個的G1電極以驅(qū)動發(fā)射器(圖1)。
應(yīng)注意帶有如圖2所示的防直接碰撞板10b的結(jié)構(gòu)可有多種變形。例如，可借助一或兩個隔板102、103，把板10b在兩側(cè)結(jié)合成一個組件。
圖4顯示了預(yù)選板10a的一個實施例，其中在預(yù)選電極的(水平)列中設(shè)有具有間距(P/2)的用于各抽取位置的兩個預(yù)選孔。各預(yù)選電極42以所示的方式被分成兩個帶孔子電極43a和43b，這簡化了接觸。以此方式可使水平分辨率增加一倍，同時使諸如限制在壁12和12′之間的傳播通道的寬度保持不變，并且不必改變傳播通道6、6′、6″……(每個均與一個電子發(fā)射器配合)的運行模式。以諸如圖1所示的方式，多個精選孔與各預(yù)選孔(44、44′……)相聯(lián)系。所述系統(tǒng)可在“多路”模式下工作。這意味著可借助一個電子發(fā)射器在一個行周期中順次驅(qū)動(多路)諸如2×3個象素。也可采用其他多路方案。
另一種可能使傳播通道的寬度增加一倍而同時使水平象素間距不變。其優(yōu)點在于-傳播電壓降低二分之一;
-陰極(或G1部分)的數(shù)目也小一倍。
如上所述，每個預(yù)(或粗)選孔與多個精選孔相聯(lián)系。為減少(粗選)連接的數(shù)目，可對每個粗選孔驅(qū)動盡可能多的精選孔，但這種運行顯然隨著孔數(shù)的增加而變得更加困難。另外，也之間大的對稱性改善了系統(tǒng)的均勻運行。實驗表明，當(dāng)每個粗選孔與2和3個精選孔相聯(lián)系時，可得到滿意的運行。
選擇2∶1類型對每個粗選孔有兩個精選孔的系統(tǒng)，使選擇道與不同顏色相連的概念直接導(dǎo)致了有用的解決方案。對于與一個預(yù)選孔位置相聯(lián)系的兩個精選孔的垂直或傾斜組，精選孔可用精選電極道直接水平連接，如圖5和6所示。對于兩個水平組，可借助在兩個點路徑之間沿“之”字形件伸延的道，以各種方式實現(xiàn)水平連接。
選擇3∶1類型有各種可能，對顯示效果，最好把與各預(yù)選孔相聯(lián)系的精選孔設(shè)在三角形(在三個孔之間對稱)的角上。道可與不同顏色相連這一認識，導(dǎo)致了一系列新的可能。一種基本實施例，是例如穿過各三角形中心的道，和該道一起孔之一被驅(qū)動，同時其余兩個孔分別由上面和下面的一個道驅(qū)動。中心的道在關(guān)閉時會產(chǎn)生負電荷，但由于防直接碰撞板的通入孔位于正對著該道的位置，故這對于尋址另兩個孔不會有嚴(yán)重影響。圖8至11顯示了采用水平R、G、B彩色點路徑的各種實施例。這里，相同顏色間的簡單水平道是不可能的，且連接不同的顏色是基本的。在圖8和10中，奇數(shù)和偶數(shù)列中的三角形被設(shè)在相同的高度，而在圖9和11中偶數(shù)列中的三角形處于奇數(shù)列中三角形的高中點處。這對相聯(lián)的粗選是有利的。圖8、9、10和11顯示了適當(dāng)“水平取向”道圖案的例子。在圖12和13顯示的實施方案中，道圖案不是“水平”而是“傾斜”地取向，并分別采用了彼此不錯開和錯開的精選三角形列設(shè)置。
選擇4∶1類型或更高的類型在六邊形結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動對稱性不如類型3∶1或2∶1情況下那么令人滿意。另外，選擇電極道的位置很好，因為在關(guān)閉時有的道會充有負電荷。在帶有水平R、G、B色點路徑的結(jié)構(gòu)中，這是對通向外孔的途徑的阻礙;對水平道圖案在道之間需有小的間距。
至此，結(jié)合兩級結(jié)構(gòu)，描述了多極選擇結(jié)構(gòu)。但這種多極選擇裝置也可用于兩級以上的情況。
應(yīng)注意的是，在原理上，電子傳播通道的長度或并置的傳播通道的數(shù)量對圖象質(zhì)量是不重要的。因而具有長軸和短軸的顯示屏的任何方面比都是可能的，如4∶3、14∶9、16∶9。電子傳播通道通常與顯示屏的短軸平行，但在有些場合讓它們與長軸平行會使有利的。
在本說明書的大部分中，使用了“水平(地)”一詞。該詞應(yīng)理解成與粗選電極平行，但若顯示器轉(zhuǎn)了四分之一周，它顯然仍然工作。對圖中所示的圖案顯然有多種細節(jié)上的修正，如借助鏡象法等導(dǎo)出的圖案。
權(quán)利要求
1.帶有真空外殼的圖象顯示裝置，該外殼上設(shè)有帶顯示屏的透明面板，該顯示屏帶有發(fā)不同顏色的光的象素的圖案，上述外殼上還設(shè)有后板，所述顯示裝置包括大致地平行于面板而延伸的多個并置的電子傳播裝置及設(shè)在所述裝置和面板之間的、以有選擇地對屏幕上的象素進行尋址的尋址裝置，其特征在于象素沿著與電子傳播通道橫向地延伸的路徑設(shè)置，相鄰路徑上的象元彼此錯開。
2.如權(quán)利要求1所述的圖象顯示裝置，其特征在于尋址系統(tǒng)包括具有預(yù)選位置的預(yù)選裝置及具有精選孔的精選裝置，其中所述預(yù)選位置由與所述路徑平行的預(yù)選電極連接，所述精選孔由精選電極連接，各精選孔均與一象素相聯(lián)系且精選電極的取向?qū)?yīng)于預(yù)選電極的取向。
3.如權(quán)利要求2所述的圖象顯示裝置，其特征在于精選電極與精選孔相連，而這些精選孔與以不同顏色發(fā)光的象素相聯(lián)系。
4.如權(quán)利要求3所述的圖象顯示裝置，其特征在于每個預(yù)選孔與兩個精選孔相聯(lián)系，所述兩個精選孔與不同的精選電極相連。
5.如權(quán)利要求3所述的圖象顯示裝置，其特征在于每個預(yù)選孔與三個精選孔相聯(lián)系，所述三個精選孔與不同的精選電極相連。
6.如權(quán)利要求2所述的圖象顯示裝置，其特征在于在預(yù)選裝置和精選裝置之間設(shè)有帶孔的防直接撞擊板。
7.如權(quán)利要求6所述的圖象顯示裝置，其特征在于相應(yīng)的精選電極被并聯(lián)成多個組。
全文摘要
帶有真空外殼的圖象顯示裝置，該外殼上設(shè)有帶顯示屏的透明面板，該顯示屏帶有發(fā)不同顏色的光的象素的圖案，上述外殼上還設(shè)有后板，所述顯示裝置包括大致地平行于面板而延伸的多個并置的電子傳播裝置及設(shè)在所述裝置和面板之間的、以有選擇地對屏幕上的象素進行尋址的尋址裝置，其特征在于象素沿著與電子傳播通道橫向地延伸的路徑設(shè)置，相鄰路徑上的象元彼此錯開。
文檔編號H01J31/12GK1080432SQ93106798
公開日1994年1月5日 申請日期1993年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月12日
發(fā)明者N·蘭伯特, P·H·F·特龍彭納斯, G·G·P·范戈康姆, S·T·迪茲瓦特 申請人:菲利浦電子有限公司