專利名稱：顯示器件和陰極射線管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及權利要求1前序部分限定的顯示器件。
本發(fā)明還涉及適合用在顯示器件中的陰極射線管。
這種顯示器件尤其被用在電視顯示器和計算機顯示器中。
開篇提到種類的顯示器件提供有偏轉單元和具有一字形電子槍的陰極射線管，并在EP-A509590中可知。電子槍包括具有用于產(chǎn)生主透鏡場和第一四極場的裝置的主透鏡。在工作期間，所述場的強度動態(tài)變化。這就允許電子束由于被控制的偏轉功能而像散和聚焦，以便至少部分地補償由偏轉引起的像散，并且電子束基本上在整個顯示屏上聚焦。電子槍包括具有用于產(chǎn)生預聚焦透鏡場和另外的四極場的裝置的預聚焦透鏡部分。在公知器件中，在工作期間所述場的強度被控制，以便在預聚焦透鏡部分中形成動態(tài)圓柱透鏡，用于減小在垂直方向的電子束角。
在根據(jù)具有在顯示屏的外側上的實平表面的現(xiàn)有技術狀態(tài)的顯示器件中，特別在顯示屏的邊緣會產(chǎn)生干擾圖像。例如，字符在靠近一起被重現(xiàn)在顯示屏的角部時，會變得不清晰。
因此本發(fā)明的目的是提供具有改進圖像質(zhì)量的陰極射線管。
這個目的是通過如權利要求1中限定的根據(jù)本發(fā)明的顯示器件實現(xiàn)的。本發(fā)明尤其基于這種認識，特別是在具有實平熒光屏和較小頸部長度的陰極射線管中，電子束投射到熒光屏的內(nèi)表面上并經(jīng)過中心和角部位置之間的增加的光學路徑長度差。
在公知顯示器件中，預聚焦透鏡的增加的正面效應和第二四極場的增加發(fā)散效應以及第一四極場的正面效應和主透鏡的下降的正面效應在水平方向互相補償。在根據(jù)本發(fā)明的顯示器件中，預聚焦透鏡的增加的正面效應和第二四極場的增加的發(fā)散效應具有凈副面效應，第一四極場的增加的正面效應和主透鏡的下降的正面效應具有凈正面效應，該凈副面效應和凈正面效應互相補償。
在公知顯示器件中，預聚焦透鏡的增加正面效應和第二四極場的會聚效應減小了在垂直方向進入主透鏡的電子束的束角，而第一四極場的增加副面效應和主透鏡的下降正面效應保持電子束在角部的聚焦。在根據(jù)本發(fā)明的顯示器件中，垂直方向的效應是相同的，但是比公知顯示器件中的強。
在本專利申請中，水平方向被理解為平行于一字形平面的方向，而垂直方向被理解為橫穿一字形平面的方向。此外，四極場調(diào)整電子束的形狀。在一個方向減小電子束的尺寸并在垂直于該方向的方向增加電子束的尺寸。預聚焦場在所有方向影響即增加或減小電子束的尺寸到近似相等的程度。當在角部的束點在水平方向減小和在垂直方向增加時，可以提高束點均勻性。這增加了在趨于熒光屏的中心或熒光屏的角部而進入主透鏡的最佳電子束之間的相差。在水平方向，為了減小球面像差效應，必須減小成為中心的電子束的束角。在垂直方向，為了完全利用主透鏡質(zhì)量的優(yōu)點，必須擴大在中心的束角。在根據(jù)本發(fā)明的顯示器件中，預聚焦透鏡和第二四極場的組合減小了進入主透鏡并成為中心的電子束的水平方向的束角，用于補償?shù)谝凰臉O場和主透鏡的動態(tài)會聚效應。由于在垂直方向大大較小了束角，因此減小了在角部的球面像差，并且在垂直方向的聚焦轉移到顯示屏上。由于電子束在角部的發(fā)散效應，水平聚焦點轉移到顯示屏的后面。因此，在水平方向，與常規(guī)顯示器件中在水平方向的中和效應相比，第一四極場和主透鏡應該具有凈會聚效應。由于在角部的水平束角大于中心的，因此獲得改進的整個水平束點性能。
此外，第一四極場和主透鏡的凈會聚效應提供更加平緩的電位趨勢，這導致改進的主透鏡系統(tǒng)。第一四極場的這個效果的優(yōu)點在于可利用第一四極場的降低的動態(tài)范圍。這就降低了提供第一四極場的所述動態(tài)范圍所需要的半導體器件的成本，這是由于這些半導體器件的降低的工作電壓。
根據(jù)本發(fā)明的顯示器件的有利的實施例在從屬權利要求中要求保護。
參照下述實施例將使本發(fā)明的這些和其它方案更加清楚明了。
附圖中

圖1是顯示器件的截面圖；圖2是可適合用在顯示器件的陰極射線管中的電子槍的截面圖；圖3a和3b表示本發(fā)明在電子束截面上的效果。
該顯示器件包括陰極射線管，在本例中為彩色顯示管1，具有由顯示窗3、錐部4和頸部5構成的真空外殼2。頸部5容納用于產(chǎn)生在一個平面、在這種情況下為圖面的一字形平面內(nèi)延伸的三束電子束7、8和9的電子槍6。顯示屏10提供在顯示窗的內(nèi)側。所述顯示屏10包括發(fā)紅、綠和藍光的大量熒光體元件。在電子束通往顯示屏10的路徑上，電子束7、8和9借助偏轉單元11穿過顯示屏10偏轉并通過設置在顯示窗3前面并包括具有孔13的薄板的選色電極12。選色電極借助懸掛裝置14懸掛于顯示窗中。三束電子束7、8和9以相互小角度通過選色電極的孔13。因而，每個電子束只撞擊一種顏色的熒光體元件。該顯示器件還包括用于產(chǎn)生在工作中施加于電子槍部件的電壓的裝置15。
圖2是適合用在根據(jù)本發(fā)明的陰極射線管中的電子槍的截面圖。電子槍6包括三個陰極21、22和23。它還包括第一公用電極24(G1)、第二公用電極25(G2)、第三公用電極26(G3)、第四公用電極27(G41)、第五公用電極28(G42)、第六公用電極29(G43)、第七公用電極30(G44)和第八公用電極31(G5)。電極31(G5)和30(G44)形成電子槍中的主透鏡部分中的電子光學元件，用于產(chǎn)生在工作中形成在空間32中在所述電極30和31之間的主透鏡場?；蛘?，主透鏡部分可以由分配構成主透鏡場形成。(DCFL)。電極30(G44)和29(G43)形成電子槍的主透鏡部分中的電子光學元件，用于產(chǎn)生在工作時在空間33中在電極30和29之間產(chǎn)生的第一四極場。這些電極具有用于施加電壓的連線。該顯示器件包括引線，未示出，用于施加在裝置15中產(chǎn)生的電壓。陰極和電極24和25形成電子槍的所謂三極管。電極25(G2)和26(G3)形成電子槍的預聚焦部分中的電子光學元件，用于產(chǎn)生幾乎在空間36中的第一預聚焦場。電極27(G32)和26(G31)形成電子槍的預聚焦部分中的電子光學元件，用于產(chǎn)生在電極26和27之間的空間35中的第三四極場。電極27(G41)、28(G42)和29(G43)形成電子槍的預聚焦部分中的電子光學元件，用于產(chǎn)生在空間34中的第二四極場。所有電極都具有使電子束通過的孔。在本例中，孔281、281和283與孔284、285和286一樣是矩形的。這是借助孔以外的矩形示意地示出的?？?71、272和273、孔274、275和276和孔277、278和279也是矩形的，并同樣借助孔以外的矩形示意地示出。在工作中，動態(tài)電位Vdyn施加于電極30(G44)、28(G42)和26(G3)。所述電位Vdyn通常呈現(xiàn)為在約6-8kV的值以上或以下的幾百伏到幾kV數(shù)量級的動態(tài)變量。在工作中，約25kV-30kV的電位VG5施加于還稱為陽極的電極31(G5)。電子束被偏轉單元11穿過顯示屏偏轉。電磁偏轉場還具有聚焦效應并引起像散。所述效應由電子束的偏轉角控制。動態(tài)電壓Vdyn作為電子束偏轉角的函數(shù)而變化。在工作時，在電極29(G43)和30(G44)之間產(chǎn)生近似第一四極場。選擇所述孔以使施加于電極30(G44)的電位的并在主透鏡中產(chǎn)生的動態(tài)變化在水平方向對電子束尺寸的影響是相反的標記，并且在第一四極場中產(chǎn)生的在水平方向對電子束尺寸的影響產(chǎn)生在水平方向的凈正動態(tài)透鏡作用。在垂直方向，主透鏡場和第一四極場的透鏡作用互相強化。
特別是在具有偏轉的實際(例如110°或更大)角度和實平顯示屏的彩色顯示管的情況下，由于束點在整個顯示屏上不均勻，因此可能產(chǎn)生干擾效應。
在本例中，電極25(G2)中的孔251、252和253是圓形的，與電極26(G3)中的孔264、265和266一樣。在工作時，在電極25和26之間形成旋轉對稱預聚焦透鏡，該透鏡在水平(x)方向和垂直(y)方向一樣作為施加于電極26(G3)的動態(tài)電位Vdyn’的函數(shù)而變化。此外，在電極27(G41)、28(G42)和29(G42)之間產(chǎn)生第二近似四極場，并且優(yōu)選在電極26(G3)和27(G41)之間產(chǎn)生第三近似四極場。選擇這些孔，以使施加于電極26(G3)和28(G2)的并在預聚焦透鏡中產(chǎn)生的電位的動態(tài)變化在水平方向對電子束尺寸的影響是相反的標記，并且在第二和第三四極場中產(chǎn)生的在水平方向對電子束尺寸的影響產(chǎn)生在水平方向的凈負動態(tài)透鏡作用，而凈負透鏡動態(tài)透鏡作用基本上取消了在水平方向的第一四極場和主透鏡的凈正動態(tài)透鏡作用。在垂直方向，預聚焦透鏡以及第二和第三四極場的透鏡作用互相強化。
表1和2分別示出了在0.5mA和2.0mA時的作為施加于電極26(G31)和28(G42)的電位Vdyn’的函數(shù)的在顯示屏上的電子束的x-方向(x)和y方向(y)的半個束角。在本例中，采用下列值。
電極25(G2)中孔的直徑0.52mm電極26(G3)中孔的直徑0.8mm孔264、265和2664(x)×0.9(y)mm
孔271、272和2734.5(x)×1.8(y)mm孔274、275和2761.8(x)×4.5(y)mm孔277、278和2794.5(x)×1.8(y)mm孔281、282和2832.95(x)×7.0(y)mm孔284、285和2864.8(x)×2.95(y)mm其中施加于電極25(G2)的電位VG2約為700伏，施加于電極26(G3)和29(G43)的電位約為8400伏。
表1，在0.5mA束流、作為動態(tài)電位Vdyn’的函數(shù)在x和y方向的半束角
表2，在2.0mA束流、作為動態(tài)電位Vdyn’的函數(shù)在x和y方向的半束角。
在顯示屏上在一個方向(在本例中為x或y方向)的束截面由在所述方向的束角按以下方式控制束角是電子束進入主透鏡的角度。對于主透鏡，保持Helmholtz-Lagrange乘積(HL)在第一級近似中恒定，該乘積與下列等式一致HL=α2*B*V]]>其中B表示在上述方向的束截面，V表示施加于陽極的電壓。束截面隨著束角減小而增加。可以基本上通過改變施加于電極26(G3)、28(G42)和30(G44)的動態(tài)電位Vdyn’，改變在垂直(y)方向的束角和束截面以及在水平(x)方向的束角和束截面。
圖3a表示在包括DAF電子槍的公知管中在長軸(A)端部和顯示屏(B)中心的束形狀。在x方向的束截面x1稍微向顯示屏的邊緣增加，在y方向的束截面y1基本上下降，并在束點周圍模糊不清，如圖3a中的點線所示。
圖3b表示本發(fā)明的效果。因此消除了模糊現(xiàn)象。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，對于本領域技術人員來說可以做出各種改變，例如，在具有四邊形孔的兩個電極之間產(chǎn)生四極場?？卓梢允菣E圓形、細長形或多邊形。
可以利用不同的方式產(chǎn)生四極場，例如，借助在用于傳輸電子束的孔的升高的相對置的邊緣。
在電子束的運行方向觀察，在工作時，四極場可以位于主透鏡的前面或后面，或者集成在其中。
當用于產(chǎn)生預聚焦場和四極場的裝置按以下方式構成時是有利的，即它可以只用一個動態(tài)電壓激勵，正如愛上述例子中一樣。在本例中，動態(tài)電壓施加于公用電極G31。
在本例中，電極27(G41)、28(G42)和29(G43)產(chǎn)生第二四極場，電極26(G3)和27(G41)產(chǎn)生第三四極場。
為了提高第一和第三四極場，還可以交換板極26(G3)與具有孔261、262、263和孔261’、262’、263’的總線電極28。
還可以省略電極28(G42)，并由可引起電子束在電極27(G41)和29(G43)截斷的電極27(G41)和29(G43)只產(chǎn)生第二四極場。此外，為了增強第二四極場，可以在電極27和29中提供具有升高的相對置邊緣的孔271-273和277-279。
權利要求
1.一種顯示器件，包括陰極射線管和偏轉單元，該陰極射線管包括一字形電子槍、具有用于產(chǎn)生主透鏡場和第一四極場的裝置和用于動態(tài)改變主透鏡場和第一四極場的強度的裝置的主透鏡部分，預聚焦透鏡部分，具有用于產(chǎn)生預聚焦透鏡場和第二四極場的裝置和用于動態(tài)改變預聚焦透鏡場和第二四極場的強度的裝置，其特征在于，在工作時，第一四極場和主透鏡在平行于一字形平面的方向產(chǎn)生動態(tài)會聚效應，第二四極場和預聚焦透鏡在平行于一字形平面的方向產(chǎn)生動態(tài)發(fā)散效應，在平行于一字形平面的方向動態(tài)會聚效應補償動態(tài)發(fā)散效應。
2.根據(jù)權利要求1的顯示器件，其特征在于用于產(chǎn)生預聚焦場和第二四極場的裝置按這種方式構成，即在工作時，在預聚焦透鏡部分中只產(chǎn)生用于建立第二四極場的一個預聚焦透鏡和兩個四極場。
3.根據(jù)權利要求1的顯示器件，其特征在于用于動態(tài)改變主透鏡場和第一四極場的強度的裝置和用于動態(tài)改變預聚焦透鏡場和兩個四極場的裝置可以由一個動態(tài)電壓激勵。
4.根據(jù)權利要求3的顯示器件，其特征在于，在電子束的運行方向觀察，一字形電子槍包括第一公用電極、第二公用電極、第三公用電極、第四電極、第五電極、第六電極和第七電極，這些電極具有用于傳輸電子束的孔，并且該顯示器件包括用于給第三、第五和第七電極施加動態(tài)電壓的裝置。
5.一種用在前述任一權利要求的顯示器件中的陰極射線管。
全文摘要
一種顯示器件包括偏轉單元和具有一字形電子槍的陰極射線管。電子槍包括具有用于產(chǎn)生主透鏡場和四極場的裝置的主透鏡部分。在工作期間，所述場的強度動態(tài)變化。電子槍包括具有用于產(chǎn)生預聚焦透鏡場和另外的四極場的裝置的預聚焦透鏡部分。在工作期間，所述場的強度按這種方式控制，即在工作時，第一四極場和主透鏡在平行于一字形平面的方向產(chǎn)生動態(tài)會聚效應，第二四極場和預聚焦透鏡在平行于一字形平面的方向產(chǎn)生動態(tài)發(fā)散效應，在平行于一字形平面的方向，該動態(tài)會聚效應補償該動態(tài)發(fā)散效應。因此可以獲得改進的圖像再現(xiàn)性。
文檔編號H01J29/48GK1475023SQ01804217
公開日2004年2月11日 申請日期2001年11月20日 優(yōu)先權日2000年11月29日
發(fā)明者H·施泰因豪澤, H 施泰因豪澤 申請人:皇家菲利浦電子有限公司