專利名稱：無邊框彩色大像素管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種顯示彩色視頻圖像的電子器件，尤其是屏幕沒有邊框的高亮度彩色CRT顯示器件。
背景技術：
現(xiàn)有彩色顯象管技術性能優(yōu)良，生產工藝成熟，價格低廉，至今仍廣泛應用于各種彩色視頻顯示設備中，但是其亮度不能滿足室外環(huán)境下使用的要求。
彩色顯象管屏幕有效顯示部分四周有玻璃邊框，所以當用若干個彩色顯象管組成大屏幕顯示屏時，其大屏幕圖像會被顯象管屏幕邊框所分隔，形成寬度達數(shù)厘米的水平和垂直接縫，接縫占據的區(qū)域圖像缺失。彩色顯象管的這一缺點，極大地限制了它在大屏幕顯示領域中的應用。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有彩色顯像管存在的亮度不夠高及屏幕有邊框兩大缺點，使之適應制做圖像無接縫的高亮度彩色視頻大屏幕顯示屏的需要，本實用新型提出一種組合式彩色CRT顯示器件——無邊框彩色大像素管。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是1.用彩色大像素管和像素導板組合成無邊框彩色大像素管。其中，彩色大像素管是一種高亮度的彩色CRT顯示器件，它由電子槍、熒光屏及玻殼三部分組成；像素導板是一種光學組件，它由一定數(shù)量的導光柱組成。像素導板的一個面緊貼彩色大像素管屏幕，該面形狀及大小與彩色大像素管屏幕有效顯示部分的相同；像素導板的另一個面即是無邊框彩色大像素管的屏幕，該面沒有邊框，并且是平面形的。
2.彩色大像素管屏幕特點是像素面積大、像素數(shù)量少。它的單個像素面積比彩色顯象管的大數(shù)十倍，同時它的像素數(shù)量也比彩色顯象管的少數(shù)十倍，僅有幾千個像素。屏幕像素呈m行n列矩陣形排列，每個像素中按紅、綠、藍順序自上而下排列三條矩形基色熒光粉條，像素間及像素內熒光粉條間均留一定間隔，間隔部分涂敷石墨涂料。熒光粉涂層背后鍍一層鋁膜。
3.彩色大像素管的電子槍產生九條分電子束，每條分電子束的截面均為高度大于寬度的長條形。分電子束分成垂直排列的三組，每三條為一組，各組的三條分電子束均按水平方向排列，間距很小。三組分電子束分別會聚成紅綠藍三射束。采用這樣的陰極射束結構，可以在盡量小的管頸尺寸下得到所需要的陰極發(fā)射電流，從而減少偏轉系統(tǒng)的能耗。
由分電子束會聚成的紅綠藍三射束在屏幕上形成垂直一線形排列的三個長條形著屏點，著屏點的高度比構成屏幕像素的熒光粉條高度略大，以保證射束掃描軌跡的寬度能夠完全覆蓋一個熒光粉條；著屏點的寬度比其高度小一半左右，這樣可以減小射束截面積，增大射束電流密度，從而得到較高的亮度。相鄰射束著屏點的中心距與屏幕像素內相鄰熒光粉條中心距相同，以保證紅綠藍射束能夠同時對準屏幕像素內的紅綠藍熒光粉條。在彩色大像素管管頸上設置二磁極式及四磁極式可調永磁磁環(huán)各一對，調整二磁極式磁環(huán)，可以使紅綠藍三射束同時進行上、下、左、右方向的偏移，調整四磁極式磁環(huán)，可以改變紅藍射束與綠射束之間的距離。
4.為了減小掃描失真，彩色大像素管選用較小的偏轉角，并采用球面形屏幕。采用小偏轉角不僅可以減小掃描失真，同時可以降低偏轉系統(tǒng)能耗。
5.彩色大像素管像素尺寸比彩色顯象管的大得多，而且采用了小偏轉角及球面屏幕，其會聚難度比彩色顯像管大大降低，可以在不設置蔭罩板的條件下使三射束正確擊中屏幕上對應的熒光粉條，所以在彩色大像素管中不設置蔭罩板。因為沒有蔭罩板，在陰極發(fā)射電流相同的條件下，彩色大像素管的有效射束電流可比現(xiàn)有彩色顯象管的大4倍以上，其亮度也可比彩色顯象管亮度有同樣比例的提高。如果加大射束電流，其亮度可以有更大的提高。
6.大屏幕顯示屏與觀眾距離一般在20米以上，對其X射線輻射限制可以適當放寬，因而彩色大像素管的陽極電壓可以比彩色顯像管的適當提高，以增加其亮度。為了保證掃描光柵尺寸穩(wěn)定，避免出現(xiàn)掃描射束與屏幕像素的錯位，陽極電壓需采取穩(wěn)壓措施。
7.因為屏幕像素在水平方向的排列沒有傾斜，所以彩色大像素管的垂直掃描需要采用階梯波，而不能采用鋸齒波。
8.組成像素導板的導光柱數(shù)量與彩色大像素管屏幕像素數(shù)量相同。導光柱用無色玻璃或其它高透明度材料制成，它的一個端面緊貼彩色大像素管屏幕并對準其一個像素，該端面形狀及大小與屏幕像素的相同，在其與紅、綠、藍色熒光粉條相對部位分別鍍或者貼一層紅、綠、藍濾色膜，以吸收部分外界散射光，在無邊框彩色大像素管屏幕產生一定的黑底效果；導光柱的另一端朝向無邊框彩色大像素管屏幕，成為該屏幕的一個像素。導光柱側面鍍黑色膜，以增強屏幕的黑底效果。導光柱將彩色大像素管屏幕上與其對準的像素發(fā)出的光傳導到無邊框彩色大像素管屏幕，導光柱一端在無邊框彩色大像素管屏幕上的位置與其另一端所對準的彩色大像素管屏幕像素的位置一一對應，因此可以在無邊框彩色大像素管屏幕上得到與彩色大像素管屏幕圖像相同的圖像。在像素導板的中心區(qū)域使用較短的導光柱，在其邊緣區(qū)域使用較長的導光柱，可以使無邊框彩色大像素管屏幕成為平面。通過加大無邊框彩色大像素管屏幕一面導光柱之間的間隔，使無邊框彩色大像素管屏幕寬度及高度分別大于彩色大像素管屏幕部位外緣最大寬度及高度，以保證無邊框彩色大像素管在彼此拼接時能夠做到沒有接縫。無邊框彩色大像素管屏幕上導光柱之間的間隙部分填充無反光的黑色材料，以增強屏幕的黑底效果。
本實用新型的有益效果是由于無邊框彩色大像素管可以克服現(xiàn)有彩色顯象管亮度不夠高及屏幕有邊框的缺點，在無邊框的平面屏幕上得到高亮度的彩色圖像，而且可以做到無接縫拼接，所以可以用無邊框彩色大像素管組成平面形的、圖像無接縫的高亮度彩色視頻大屏幕顯示屏。無邊框彩色大像素管在材料及制造工藝方面可以大量利用現(xiàn)有彩色顯象管的成熟技術，所以其開發(fā)成本較低，開發(fā)所需時間較短。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明


圖1是本實用新型的側視剖面示意圖及A-A剖視圖。
圖2是本實用新型中彩色大像素管的屏幕及像素示意圖。
圖3是本實用新型中像素導板靠彩色大像素管屏幕一面的示意圖。
圖4是本實用新型屏幕示意圖。
圖5是本實用新型中彩色大像素管場偏轉電流波形示意圖。
圖6是本實用新型的頂視剖面示意圖。
圖中，1為彩色大像素管，2為像素導板，3為導光柱，4為導光柱側面黑色鍍膜，5為定位鍵，6為定位槽，7為像素導板外框，8為無邊框大像素管屏幕，9為二磁極式及四磁極式可調磁片，10、11、12分別為紅、綠、藍熒光粉條，13為像素間石墨涂料，14為像素內熒光粉條間石墨涂料，15、16、17分別為紅、綠、藍射束著屏點，18、19、20分別為導光柱靠彩色大像素管屏幕一端端面上的紅、綠、藍濾色膜，21為偏轉線圈，22為彩色大像素管玻殼，23為紅射束，24～26為紅射束(23)的三個分束，27為綠射束，28～30為綠射束(27)的三個分束，31為藍射束，32～34為藍射束(31)的三個分束，iv軸為場偏轉電流，t軸為時間，Tv為場掃描周期。
為了能比較清楚地表達彩色大像素管屏幕部位及像素導板的細部，在各圖中均取m＝n＝12，實際應用中m和n均大于圖中取值。
具體實施方式
以下就本實用新型提出一個具體實施例，并詳細說明按照適用于大型場館及數(shù)字影院等處所的高清晰度彩色視頻大屏幕顯示屏的尺寸進行考慮，本實施例選定彩色大像素管像素尺寸為5.4mm×5.4mm，屏幕像素間間隔(13)及像素內熒光粉條間間隔(14)均為0.6mm，間隔處涂敷石墨涂料。紅、綠、藍熒光粉條(10、11、12)尺寸均為4.8mm×1.2mm。相鄰熒光粉條中心距為1.8mm。
選定像素矩陣m＝n＝96，即屏幕像素數(shù)量為96×96＝9216個。相應的屏幕有效顯示面積為518.4mm×518.4mm。屏幕部位外緣尺寸(包括鋼帶等附件)限制在580mm×580mm以內。
電子槍采用單槍九束型，其中紅射束(23)、綠射束(27)和藍射束(31)分別由分束(24～26)、(28～30)和(32～34)會聚而成，紅、綠、藍三射束(23、27、31)按垂直一線形排列；三射束分別射中屏幕上同一像素的紅、綠、藍熒光粉條；通過采用長條形的陰極發(fā)射面和長條形的柵極開孔并適當調整電子槍聚焦系統(tǒng)各電極電壓，使紅、綠、藍射束在其著屏點(15、16、17)處的束截面均為高1.4mm、寬0.7mm的長條形。每射束最大電流選定為2～2.5mA。
在管頸外安裝二磁極式及四磁極式可調磁環(huán)(9)，對紅綠藍射束的水平及垂直位置和紅藍射束與綠射束之間的間距進行微調。
采用60°偏轉角及球面形屏幕。屏幕球面的球心與綠射束偏轉中心重合，屏幕內壁的球面半徑約為730mm。
采用磁偏轉方式。行偏轉電流為鋸齒波形，場偏轉電流為階梯波形。為保證掃描過程中射束與屏幕上各行像素均可對準，場偏轉電流的各階梯電流值可單獨設定。
陽極電壓選為30KV，并采取穩(wěn)壓措施，以保證掃描光柵幅度的穩(wěn)定，避免掃描射束與屏幕像素的錯位。
行場掃描及視頻信號系統(tǒng)均采用數(shù)字電路。
像素導板(2)由96×96個導光柱組成，導光柱(3)用無色光學玻璃制造。導光柱的一端緊貼彩色大像素管屏幕，該端尺寸為5.3mm×5.3mm，在此端面上按照自上而下順序鍍或貼三條尺寸各為5.3mm×1.7mm的紅、綠、藍濾色膜(18、19、20)；導光柱的另一端朝向無邊框彩色大像素管屏幕(8)，該端端面尺寸為5.8mm×5.8mm。在像素導板的不同區(qū)域配置不同長度的導光柱，使無邊框彩色大像素管屏幕(8)成為平面形。導光柱側面鍍黑色膜(4)。無邊框彩色大像素管屏幕的面積取為600mm×600mm，平均每個像素的尺寸約為6.3mm×6.3mm，屏幕上導光柱之間的間隙部分填充無反光的黑色材料。
為了固定和保護導光柱并保證像素導板與彩色大像素管的準確結合，設置像素導板外框(7)。像素導板外框的四個邊上設有定位鍵(5)及定位槽(6)各兩個，在用無邊框彩色大像素管組成大屏幕顯示屏時，定位鍵及定位槽可以保證安裝時各管的精確定位，并便于拆裝。
如果使用本實施例提出的無邊框彩色大像素管組成能夠顯示1920×1080HDTV和1280×720 HDTV兩種標準的高清晰度電視圖像及1600×1200 UXGA標準的高分辨率計算機圖像的通用型彩色視頻圖像顯示屏，其屏幕尺寸大約為12m×7.2m。
權利要求1.一種無邊框彩色大像素管，由彩色大像素管和像素導板組成，其特征是像素導板的一個面緊貼在彩色大像素管屏幕上，二者組成一體化的無邊框彩色大像素管，像素導板的另一面即是無邊框彩色大像素管的屏幕。
2.根據權利要求1所述的無邊框彩色大像素管，其特征是彩色大像素管為三射束無蔭罩板結構型式。
3.根據權利要求1所述的無邊框彩色大像素管，其特征是彩色大像素管場掃描電流波形為階梯波。
4.根據權利要求1所述的無邊框彩色大像素管，其特征是彩色大像素管采用單槍九束電子槍，其陰極產生九條分電子束，分為自上而下并列的三排，每三條分電子束為一排，每排的三條分電子束為水平排列，間距很小，三排分電子束分別會聚成紅綠藍射束并在屏幕上形成垂直一線形排列的三個著屏點。
5.根據權利要求1所述的無邊框彩色大像素管，其特征是彩色大像素管電子槍有三個陰極，它們沿垂直方向等距離排列；電子槍控制極為圓盤形，上面開九個相同的長條形孔，孔的寬度為其高度的一半，九個孔分成上中下三排，每排為水平排列的等間距的三個孔，三排孔分別與三個陰極對準；在電子槍的電子束出口端設置兩組輔助靜電偏轉電極，其中一組的兩對電極為垂直安裝，分別安裝在左右兩側電子束通道；另一組的兩對電極為水平安裝，分別安裝在上下兩排電子束通道。
6.根據權利要求1所述的無邊框彩色大像素管，其特征是像素導板由若干個導光柱組成，導光柱數(shù)量與彩色大像素管屏幕像素數(shù)量相等，像素導板緊貼彩色大像素管屏幕一面的形狀和大小與彩色大像素管屏幕有效顯示部分的相同，彩色大像素管屏幕上的每一像素均有一導光柱與其對準；導光柱用高透明度材料制造，其對準屏幕像素一端端面形狀及大小與屏幕像素的相同，在該端面與屏幕像素的紅、綠、藍熒光粉條相對部位分別鍍或者貼一層紅、綠、藍濾色膜，導光柱側面鍍黑色膜；在像素導板緊貼彩色大像素管一面，導光柱為緊密排列，而在其另一面，即無邊框彩色大像素管屏幕一面，導光柱為有間距排列，其間距的選擇應使無邊框彩色大像素管屏幕寬度及高度分別大于彩色大像素管屏幕部位外緣最大寬度及高度；屏幕上導光柱的間隙部分填充無反光的黑色材料。
專利摘要為了克服現(xiàn)有彩色顯象管亮度不夠及屏幕有邊框的缺點，使之適應制做高亮度、高清晰度、圖像無接縫的彩色視頻大屏幕顯示屏的要求，本實用新型提出一種彩色CRT顯示器件——無邊框彩色大像素管。無邊框彩色大像素管由彩色大像素管和像素導板組成，其亮度顯著高于現(xiàn)有彩色顯象管，其屏幕沒有邊框。無邊框彩色大像素管可用于組成圖像沒有接縫的高亮度彩色視頻大屏幕顯示屏，特別是顯示面積在數(shù)十平方米以上的無接縫、高亮度、高清晰度彩色視頻大屏幕顯示屏。
文檔編號H01J31/10GK2648589SQ02285158
公開日2004年10月13日 申請日期2002年11月11日 優(yōu)先權日2002年11月11日
發(fā)明者謝進儒 申請人:謝進儒