專利名稱：帶陰極射線管的顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶陰極射線管的顯示器，陰極射線管包括在其管頸內(nèi)的用于產(chǎn)生三束成一字形電子束的一字形電子槍，該一字形電子槍包括主透鏡部分和偏轉(zhuǎn)部件，主透鏡部分有用于通過三束電子束的三個(gè)小孔，顯示器有供給主透鏡電極陽極電壓的裝置和配置于陰極射線管屏盤上的陰極發(fā)光熒光屏。
在第一段中所述的這種顯示器用于例如計(jì)算機(jī)監(jiān)視器和電視機(jī)中。
在第一段中所述的這種顯示器已經(jīng)公知，且在市場(chǎng)上有售。
在工作中，這種顯示器消耗功率。工作功率增加設(shè)備的總成本，但與成本因素不同，尤其是計(jì)算機(jī)監(jiān)視器的功耗是涉及環(huán)境的問題。這已引出例如EPA“Energy Star”(能源之星)指南，這很可能也逐漸寫入法律中。從1998年6月開始，新的IEC標(biāo)準(zhǔn)1000-3-2將生效，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)具有超過75W的有源輸入功率的所有應(yīng)用都限制將諧波電流引入公共電源系統(tǒng)中。根據(jù)尺寸大小，計(jì)算機(jī)監(jiān)視器平均有約80-85W的有源輸入功率。因此，從考慮環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，重要的是減小這種顯示器的功耗。本發(fā)明的目的在于提供一種低功耗并且還幾乎不降低圖象質(zhì)量尤其是色純的顯示器。
由此，按照本發(fā)明的顯示器的特征在于，在工作中，供給電子槍的陽極電壓在16至22kV之間，陽極電壓的平方根(Va0．5)與在主透鏡中的電子束間距P的3／2次方(P3／2)之積，即Va0．5·P3／2大于50kV0．5mm3／2。
電子束間距是在電子槍的主透鏡中各側(cè)邊電子束的中心之間的距離的一半。常規(guī)陰極射線管的陽極電壓為25-30kV。減小陽極電壓可顯著地減小帶陰極射線管的顯示器所消耗的功率。在偏轉(zhuǎn)部件和用于偏轉(zhuǎn)部件的驅(qū)動(dòng)電路中的消耗能量大體與陽極電壓成比例。陽極電壓的減小，大體與陽極電壓相對(duì)應(yīng)地減小偏轉(zhuǎn)部件消耗的能量?？墒牵瑘D象質(zhì)量下降，如果Va0．5·P3／2小于50kV0．5mm3／2，則下降明顯。歸因于地磁碭的磁點(diǎn)位移的影響，大體與Va0．5·P3／2值成反比，在該值低于50kV0．5mm3／2時(shí)，該影響變得明顯，引起尤其是色純降低。地球磁場(chǎng)影響電子束的軌道，以致電子束至少局部地轟擊在“錯(cuò)誤顏色”的熒光體上，從而對(duì)顏色再現(xiàn)產(chǎn)生不利影響。該效應(yīng)導(dǎo)致色純損失。陽極電壓的減小，減小了Va0．5·P3／2值，從而對(duì)色純產(chǎn)生不利影響?？墒牵诒景l(fā)明的器件中，限制了該效應(yīng)。在采用屏上有黑底的陰極射線管的器件中，通過增加黑底的尺寸可減小該影響?？墒?，這會(huì)導(dǎo)致亮度降低。對(duì)色純的負(fù)面影響，在Va0．5·P3／2大于50kV0．5mm3／2通常是可接受的水平。由于在器件中和在其周圍還存在不同于地磁場(chǎng)的磁場(chǎng)，因而Va0．5·P3／2值最好稍大些，即大于55kV0．5mm3／2。最好，Va0．5·P3／2值小于80KV0．5mm3／2。進(jìn)一步增加該值僅限制正效應(yīng)，但可導(dǎo)致工作功率增加。在本發(fā)明的實(shí)施例中，陰極射線管在屏盤與熒光屏之間配置黑底，黑底有透過熒光屏發(fā)射的光的小孔，沿至少一個(gè)方向該小孔最大尺寸(例如寬度或長(zhǎng)度)低于125微米。對(duì)于黑底中的這種小孔來說，限制Va0．5·P3／2值特別重要。在本發(fā)明的實(shí)施例中，顯示器有用于對(duì)偏轉(zhuǎn)部件提供其頻率高于65kHz的振蕩電流的裝置，偏轉(zhuǎn)部件有包括實(shí)線的偏轉(zhuǎn)線圈。在這樣高的頻率下，使用編織李茲線(Litz wire)，即用幾根小絞線編成一根線的那種線。通過減小在偏轉(zhuǎn)部件中消耗的功率，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，在頻率高于65kHz，甚至高于70kHz時(shí)，可使用實(shí)線，即在其中僅用單根導(dǎo)線芯的線。獲得明顯的成本節(jié)省。在其目標(biāo)是進(jìn)一步減小電源功耗的其它實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)部件包括由編織李茲線纏繞的線圈。
通過在附圖中所示的示例性實(shí)施例，將進(jìn)一步說明本發(fā)明的這些和其它方案。其中，

圖1示出帶陰極射線管和偏轉(zhuǎn)部件的顯示器；圖2示出圖1中的顯示器的細(xì)節(jié)；圖3是電子槍5的示意性的局部透視圖；圖4示意性地表示本發(fā)明的Va與P值關(guān)系的曲線。
這些附圖并未按比例畫出。
圖1是陰極射線管1的局部透視圖。所述陰極射線管1包括有顯示窗(也稱為屏盤)2和頸部4的真空外殼3。在頸部中配置產(chǎn)生電子束的電子槍5，在該例中為三電子束6、7和8。在顯示窗3的內(nèi)部，配置發(fā)光顯示屏9，在該例中包括按紅、綠和藍(lán)色發(fā)光的熒光部件。在所述電子束6、7和8到達(dá)屏9的路徑中，用放置于頸部與錐體之間的連結(jié)處的偏轉(zhuǎn)部件10使它們橫過屏9偏轉(zhuǎn)，穿過選色極，在該例中為蔭罩11，蔭罩11包括帶小孔12的薄板。電子束6、7和8以相互之間的小角度穿過所述小孔12，每束電子束只轟擊在一種顏色的熒光部件上。屏和蔭罩加有相同的高電壓，作為電子槍的最后電極(陽極)。在主透鏡中，電子束之間分離一個(gè)距離P，即電子束間距。距離P是在主透鏡中相鄰電子束中心之間的距離。為清楚起見，距離P被表示為電子離開電子槍而不在主透鏡中的情況。在某些實(shí)施例中，在熒光屏9與顯示窗3之間有黑體。黑體是具有可通過由熒光屏發(fā)射的光的小孔的黑色層。顯示器包括對(duì)電子槍提供電壓的裝置14和對(duì)偏轉(zhuǎn)部件10提供偏轉(zhuǎn)電流的裝置15。
圖2示出彩色顯示管的剖面圖，以更詳細(xì)的方式展示在屏9的前面懸掛的蔭罩11。在該例中，顯示窗有隆起的邊緣17，在邊緣17的角部配置支撐裝置，例如以有自由端19的銷釘18的形式。銷釘18的自由端19從懸掛裝置的彈性部件20中的小孔突出。蔭罩11附著于框架24上，以增加蔭罩的強(qiáng)度。電子束8穿過蔭罩中的小孔12，入射在屏9的熒光部件上。在本發(fā)明的框架內(nèi)，懸掛蔭罩的方式并不是必要的特征，圖2僅示出一個(gè)實(shí)例。轟擊在熒光屏上的電子束8釋放其所有或部分動(dòng)能，激發(fā)熒光體發(fā)出穿過顯示窗2的光。圖1還示出電子束之間的距離P，也稱作電子束間距，圖2示出蔭罩11與屏9之間的距離q。
圖3是電子槍5的局部透視示意圖。電子槍5包括公用控制電極321，也稱作G1電極，在電子槍中固定三個(gè)陰極322、323和324。利用連接部件325將G1電極固定在支桿326上。所述支桿由玻璃制備。這種支桿的實(shí)例是通常稱作“微晶玻璃桿”(beading rod)的支桿。在該例中，電子槍5還包括公用平板形電極327，也稱作G2電極，通過連接部件28將其固定于支桿上。在該例中，電子槍5包括兩根支桿326。示出了一根所述的支桿，另一根位于電子槍3的側(cè)面，在該透視圖中不能看見。電子槍5還包括通過連接部件(分別為330和332)固定于支桿326上的公用電極329和331。在329與332之間形成主透鏡。在工作中，供給電極332陽極電壓。在該例中，利用托架334將支桿固定于引線管腳335上。在引線管腳與電極之間的電連接并示出。在管腳335之一上加有陽極電壓Va。引線336互連該管腳與電極332。
在下列表1中大致列出常規(guī)顯示器的功耗。
表1
用于水平偏轉(zhuǎn)的能量包括用于在水平偏轉(zhuǎn)電路中產(chǎn)生電壓的能量和在水平(行)偏轉(zhuǎn)線圈中消耗的能量。用于垂直方向的能量包括在幀(垂直)偏轉(zhuǎn)線圈中和在垂直偏轉(zhuǎn)電路中消耗的能量。以下將水平和垂直偏轉(zhuǎn)功率的總和也稱為“偏轉(zhuǎn)功率”。屏功率包括陽極電壓與總的束電流之積。電源功率包括在電源電路中的消耗功率。類型中的“其它”包括其它功率消耗電路(例如視頻電路)。例如通過減小外殼頸部的直徑，可以減小功耗。這允許偏轉(zhuǎn)部件可設(shè)置得更靠近電子束，減小了在其中偏轉(zhuǎn)電子束的體積，應(yīng)該使得偏轉(zhuǎn)電子束所需的能量減小?？墒?，本發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)，這種減小至少部分地被在偏轉(zhuǎn)部件中歐姆損失的增加所抵消。比較幾種設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)頸部尺寸減小30％，可使用于偏轉(zhuǎn)電子束所需的功率減小約12％。已發(fā)現(xiàn)頸部尺寸減小20％，可導(dǎo)致該功率減小約5％。
陽極電壓減小到上述值(16-22kV)，可使在偏轉(zhuǎn)功率的節(jié)省中節(jié)省更多(在20-35％的數(shù)量級(jí))。由于偏轉(zhuǎn)功率總量達(dá)所需總功率的45-50％，節(jié)省的功率為總功率的15％的數(shù)量級(jí)，這比減小頸部直徑所獲得的節(jié)省功率多得多。以總功率80-85W為例，總功率減小到75W之下，即68-72W。
帶陰極射線管的顯示器的重要方面是圖象質(zhì)量。特別是，色純是重要的。色純?nèi)Q于參數(shù)Va0．5·P3／2，正如下面的說明-取決于P在蔭罩與熒光屏之間的距離q與電子束間距P成反比，如下式所示q=ah*L／(3*P)其中L是電子槍到屏的距離。ah是水平屏間距(沿水平方向在相同顏色的相鄰熒光體區(qū)域之間的距離)，和P是電子束間距，即在主透鏡中相鄰電子束中心之間的距離。
在蔭罩12與屏9之間，電子束受如地磁之類的磁場(chǎng)影響。由該影響引起的電子束移位與q1和q2成比例，平均成與P3／2成比例。
由于q與電子束間距P成反比例，而其它的參數(shù)L和ah對(duì)給定的顯示器類型是或多或少的常數(shù)，所以該位移比例于P-3／2。-取決于陽極電壓Va。
點(diǎn)位移與陽極電壓的平方根(Va0．5)成反比例。
因此，電子束的總位移與參數(shù)Va0．5·P3／2成反比例。
該參數(shù)的減小導(dǎo)致位移的增加。因而在本發(fā)明范圍內(nèi)，該參數(shù)限制為比50kV0．5mm3／2高的值。特別是，在熒光屏9與屏盤2之間存在具有低于125微米的小孔的黑底時(shí)，重要的是限制點(diǎn)的位移。由于地磁引起的點(diǎn)位移在10-15微米數(shù)量級(jí)。減小參數(shù)Va0．5·P3／2增加磁點(diǎn)(magnetic spot)位移。如果要獲得不變的色純量，則位移增加5微米需要黑底中的小孔減小5微米。那么小孔直徑是120微米。亮度大致與小孔表面積成比例，其將減小即減小到1202／1252=0．91。亮度將減小9％，或者是色純降低。增加束電流可增加亮度，可是，這將增加所需功率。并且蔭罩的溫度增加。這種溫度增加會(huì)導(dǎo)致對(duì)色純有負(fù)作用的隆起效應(yīng)(doming effects)增加。當(dāng)小孔尺寸(直徑或最小的尺寸)變得低于100微米時(shí)，上述受地磁影響而產(chǎn)生的點(diǎn)位移增加的負(fù)效應(yīng)變得更嚴(yán)重。
與上述方案不同，Va0．5·P3／2的相對(duì)較高的值有改善電子束點(diǎn)本身的性能或至少使其保持在可接受的水平上的優(yōu)點(diǎn)。在一字形電子槍中的主透鏡顯示明顯的球面象差。為減小這些象差，僅使用透鏡的中部。電子束間距P的減小使得用于通過電子束的小孔之間的距離減小。結(jié)果，在主透鏡中形成的透鏡的直徑減小，增加了球面象差。為克服這些效應(yīng)，對(duì)電子槍施加動(dòng)態(tài)電壓(所謂的DAF方式)。這種槍所需要的動(dòng)態(tài)信號(hào)要求附加功率，且需要昂貴的電路。
Va值的范圍最好在18與21kV之間。陽極電壓越低，功耗減小就越多。可是，若陽極電壓低于18kV，主透鏡的強(qiáng)度就較小。一字形電子槍有在主透鏡前面的預(yù)聚焦透鏡。由于主透鏡強(qiáng)度減小，在主透鏡與預(yù)聚焦透鏡之間的距離應(yīng)增加。這導(dǎo)致陰極射線管總體尺寸增加。
圖4示意性地表示在水平軸上的陽極電壓Va(kV)、在垂直軸上的電子束間距P(mm)和Va0．5·P3／2值(曲線)之間的關(guān)系。在左側(cè)，靠近圖附近，指示Va0．5·P3／2值。權(quán)利要求1的范圍用點(diǎn)表示，權(quán)利要求2的范圍用更密的點(diǎn)表示。
綜上所述，本發(fā)明提供一種帶陰極射線管的顯示器，陰極射線管包括有主透鏡的一字形電子槍，其中陽極電壓在16至22kV之間，參數(shù)Va0．5·P3／2大于50kV0．5mm3／2?？蓪?shí)現(xiàn)總功率的減小，而不損失色純。
顯然，在本發(fā)明范圍內(nèi)可以有許多變型。
權(quán)利要求
1．一種帶陰極射線管的顯示器，陰極射線管包括在其管頸內(nèi)的用于產(chǎn)生三束成一字形電子束的一字形電子槍，該一字形電子槍包括主透鏡部分和偏轉(zhuǎn)部件，主透鏡部分有用于通過三束電子束的三個(gè)小孔，顯示器有供給主透鏡電極陽極電壓的裝置和配置于陰極射線管屏盤上的陰極發(fā)光熒光屏，其特征在于，在工作中，陽極電壓在16至22kV之間，陽極電壓的平方根(Va0．5)與在主透鏡中的電子束間距P的3／2次方(P3／2)之積，即Va0．5·P3／2大于50kV0．5mm3／2。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器，其特征在于，Va0．5·P3／2大于55kV0．5mm3／2。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的顯示器，其特征在于，Va0．5·P3／2小于80kV0．5mm3／2。
4．根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的顯示器，其特征在于，陽極電壓范圍在18至21kV之間。
5．根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4的顯示器，其特征在于，陰極射線管在屏盤與熒光屏之間配置黑底層，黑底有用于透過熒光屏產(chǎn)生的光的小孔，該小孔有沿至少一個(gè)方向低于125微米的最大尺寸(例如寬度或長(zhǎng)度)。
6．根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的顯示器，其特征在于，顯示器有用于對(duì)偏轉(zhuǎn)部件提供有在65kHz以上的頻率的振蕩電流的裝置，偏轉(zhuǎn)部件有包括實(shí)線的偏轉(zhuǎn)線圈。
7．根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5的顯示器，其特征在于，偏轉(zhuǎn)部件包括由編織李茲線纏繞的偏轉(zhuǎn)線圈。
全文摘要
一種有帶主透鏡的一字形電子槍的顯示器,其中陽極電壓范圍在16至22kV之間,參數(shù)V
文檔編號(hào)H01J29/76GK1205112SQ97191342
公開日1999年1月13日 申請(qǐng)日期1997年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月30日
發(fā)明者J·W·J·M·范德海登 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司