具有平板式显示部件的图象显示装置的制作方法

专利名称：具有平板式显示部件的图象显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图象显示装置，该装置具有一个显示部件，显示部件的真空外壳配备有透光面板和后板，面板上有发光屏，该显示部件包括多个并置的电子发射源、多个电子输送沟道和一个有效选择装置(activeselectionstructure)，其中，电子输送沟道基本平行于面板而延伸并与电子发射源配合工作，用以以电子流的形式输送电子，有效选择装置则用以在预定的各位置从其输送沟道提取各电子流，并用以将所述电子流导引到发光屏上所要求的各象素上。
上述显示部件，如欧洲专利申请EP-A-400750和EP-A-436997中所公开的那种，是平板式的。平板式显示部件的结构通常具有一个透光的面板，距面板一段距离配置有一个后板，面板和后板借助于多个隔板互连起来，面板的内侧配备有呈荧光图形形式的多个象素，面板的另一侧配备有导电涂层(这种组合件也叫做发光屏)。当(受图象信息控制的)电子轰击到发光屏上时，就有可见图象形成，从面板正面可以看到。面板可以是平直的，必要时也可以是曲面的(例如球面或圆柱面)。
欧洲专利EP-A-400750和EP-A-436997中所述的显示部件包括多个并置的电子发射源、多个局部电子输送沟道和选色装置，局部电子输送沟道与电子发射源配合工作，各沟道壁由基本上具有绝缘性质的高电阻材料制成，该材料具有适宜供所发射的电子以电子流的形式输送的二次发射系数，选色装置则具有若干能有选择地加以激励的电极(选择电极)，供在面对发光屏的预定提取位置从其输送沟道提取各电子流之用，此外还设有引流装置，用以将所提取的电子导引向发光屏的各象素，从而产生由象素构成的图象画面。
上述专利的显示部件是基于这样的认识而制作的，即当电子轰击到由基本上电绝缘的高电阻材料(例如玻璃或合成材料)制成的壁所围成的抽真空的细长空腔(叫做“隔间”)的内壁上时，若(在“隔间”两端加上电位差从而)在“隔间”的纵向上产生足够强的电场，就能输送电子。于是轰击到壁上的电子与壁相互作用，产生二次电子，这些电子被吸引到另一个壁段，与壁相互作用又产生二次电子。这种状况(即场强E、壁电阻、壁的二次发射系数δ等条件)可以选择得使流经“隔间”的真空电流基本不变。
从上述原理出发，可以按下列方式制造平板式图象显示部件，使得构成各输送沟道的多个并置“隔间”的面对显示屏的一侧都配备有一列提取孔。接着，切实可行的作法是将各毗邻输送沟道的提取孔沿着横切各输送沟道延伸的平行线而配置。如此配置的提取孔再加上排列成行的选择电极就形成访问装置(addressingmeans)，用这个选择装置就可以将从各“隔间”提取的电子导引向发光屏，从而通过激活各象素而产生由各象素构成的图象，各选择电极可借助于第一(正)电压(脉冲)加以激励，以便经过一行之中的各提取孔从各“隔间”中提取电子流，或者，当如果没有电子可从各“隔间”中提取时，这些选择电极则可借助于(较低的)第二电压来加以激励。
本发明的目的是提供这样一种图象显示装置，该装置装有上述显示部件和能以简单和适当的方式控制该显示部件的控制装置。为达到此目的，本发明的图象显示装置具有这样的特点第一，它具有一个图象信号处理电路，该电路用以接收输进来的具有给定行数的图象信号，用以处理图象信号使其成为适用于发光屏显示的图象信号，并且用以将经处理的图象信号加到与信号源耦合的图象激励电路上去;第二，图象激励电路适宜顺序地对从图象信号处理电路接收的图象信号进行写入，并适宜并行地将待显示的行中的图象信息加到并置的电子源的各激励电极上;第三，图象显示装置至少包括一个时钟脉冲发生器，用以产生写/读时钟脉冲信号，和用以将时钟脉冲信号加到控制部分上去;第四，图象显示装置包括一个选择激励器，适宜在时钟脉冲发生器的控制下产生选择电压，用以在根据选择电压而确定的各位置从多个输送沟道提取电子流。
借助于该图象激励电路对显示部件的控制，可以在显示部件上显示图象，例如对在图象显示装置输入端上收到的电视信号进行显示。
本发明的另一个目的是提供一种能以简单方式将输进来的串行图象信号转换成待加到显示部件上去的并行图象信号的图象显示装置。
本发明图象显示装置的一个实施例具有这样的特点图象激励电路适宜对从图象信号处理电路接收的图象信号进行顺序写入，并将待显示的行中的图象信息并行地加到并置的电子发射源的各激励电极上，然后以简单的方式将串行信号转换成并行信号。
本发明的另一个目的是提供一种图象显示装置，其中用来选择行及例如彩色行的激励装置得到了简化。
因此本发明图象显示装置的一个实施例具有这样的特点有效选择装置有一个预选择装置和一个选择板，该预选择装置具有多个可加以激励且可逐行地与输送沟道相连通的提取位置，选择板具有多个可加以激励且分别与各象素连通的孔，预选择板的各个可激励的提取位置与选择板的至少两个可激励的孔连通。
本发明的另一目的是进一步减少激励器的数目。
因此本发明图象显示装置的一个实施例具有这样的特点第二激励电路应提供的激励电压数目对应于一组精选电极中的电极数，一组中的各第一精选电极与其它各组的各第一精选电极相连接，其随后的各精选电极与其它各组的随后的各相应的精选电极相连接。
本发明的另一个目的是改进所显示图象的反差。因此本发明的图象显示装置具有这样的特点在各提取位置与相关的选择孔之间配置有一个辅助(或假)电极，供截住不需要的电子。
本发明的另一个目的是在有辅助电极的情况下减少激励装置的数目。
本发明图象显示装置的一个实施例具有这样的特点多组精选电极共同构成一个片段，精选电极都分布在一系列片段内，一个片段的各精选电极依次由第二激励电路加以选择，一个片段的各第一精选电极与其它各片段的各第一精选电极相连接，且一个片段的其随后的各精选电极与其它各片段相应的随后的精选电极相连接，一个或多个片段的假电极连接在一起，且工作时加有来自第三激励电路的规定电压。
本发明图象显示装置的另一个实施例具有这样的特点电子发射源有一个与电压源相连接的线阴极(linecachode)。
本发明的另一个目的是改善不同输送沟道的不均匀性。
因此本发明显示装置的另一个实施例具有这样的特点图象显示装置有一个配备有检测装置的均匀性控制器，使测定在场的逆行程过程中加到图象激励电路且通过输送沟道而传送的测试信号。
本发明图象显示装置的另一个实施例具有这样的特点各待激励的激励电极的图象激励电路包括一组写开关，供写入来自图象信号处理电路的图象信号;一组取样保持电容器，供存储图象信号的样值;一组读开关，供读取存入该组取样保持电容器中的图象信号;和一个比较器，供将有关象素的图象信息加到有关的激励电极上。
现在参看各附图更详细地举例说明本发明的内容，附图中

图1A是可用于本发明的显示装置的显示部件的部分剖视的透视示意图;
图1B是图1A的显示部件的剖面图;
图2A是可用于本发明的显示装置的显示部件的部分剖视的透视示意图，该显示部件有预选和精选部分;
图2B是图2A的显示部件的剖面图;
图3示出了用于本发明的显示装置中的选择电极激励电路的一部分;
图4示出了用于本发明的显示装置中的电子源装置的一个实施例;
图5示意示出了复合组合预选电极的可能实施方案;
图6示意示出了本发明的显示装置;
图7示出了图象激励电路的一部分;
图8A示意示出了带取样保持电容器的图象激励电路的一个实施例;
图8B示意示出了带电荷耦合器件的图象激励电路的一个实施例;
图9示意示出了连同激励电路的精选电极;
图10示出了用于减少精选电极的激励装置数目的一个实施例;
图11示出了配备有辅助电极的精选电极的一个实施例;
图12示出了用于减少配备有辅助电极的精选电极的激励装置数目的一个实施例;
图13示出了用于减少配备有辅助电极的精选电极的激励装置数目的另一个实施例;
图14A和14B示出了电子源装置的激励电路的两个实施例。
图1A和1B示出了本发明的图象显示装置的平板显示单元1，该装置有一个显示面板(窗口)3和一个后壁4位于所述面板的对面。窗口3内表面上配置有发光屏7，发光屏7上有例如红(R)、绿(G)和蓝(B)三色组荧光元件(或单色元件)组成的重复图形(行或点)。为了能够提供所要求的高电压，发光屏或者是配置在透光的导电层(例如ITO)上，或者是配置有导电层(例如AL衬垫)。在一个优选实施例中，三色组(点形)的荧光元件安置在基本上是等边三角形的各角顶位置。
电子源装置5是例如通过各激励电极形成大量(例如600个)电子发射体或类似数目的分立发射体的一种线阴极，它贴近与显示面板3和后壁4互连的底板2配置。这些发射体各个都用以提供较小的电流，这样，多种的阴极(冷或热阴极)都可用作发射体。各发射体可以分别配置，或者，它们若组合成一个线阴极则也可以设置在一起。它们可以以恒定形式发射电子，也可以以可控制的形式发射电子。电子源装置5配置在一排基本上平行于荧光屏而延伸的电子输送沟道入口孔的对面，该沟道由隔间6、6′、6″…等构成，在此情况下，一个隔间供各电子源使用。后壁4和隔板12、12′、12″、…围绕成这些隔间的空腔11、11′、11″、…。各隔间的至少一个壁(最好是后壁)由这样的材料制成，这些材料在各隔间纵向上的电阻值高得足以满足本发明的要求(例如陶瓷材料、玻璃、合成材料，具有涂层或没有涂层)，且其二次发射系数δ在一次电子能量的给定范围之内大于1。或者，也可以用(在各隔间纵向上)彼此绝缘的“岛状体”制造例如后壁，从而在输送电子的方向上获取所要求的高电阻。
隔间壁材料在电子输送方向的电阻值应取得使流经各壁的总电流量在下述的条件下为最小(最好小于例如10毫安)，该条件是各隔间的轴向上的场强达到输送电子所需要的每厘米一百至几百伏数量级。产生输送电子所需要的场强的电压Vt在工作的时候在后壁4的上缘200与下缘201之间出现。通过在该排电子源5与配置在隔间6、6′、6″等的各输入端的栅极G1、G2之间加上几十至几百伏数量级的电压，就可以将电子从各电子源加速送到各隔间，然后这些电子轰击到各间隔的各壁上而产生二次电子。电子可以通过例如被电极9、9′、…等(见图1A)激励的选择板10的孔8、8′、…等逐行地从各隔间中提取，然后借助于工作时加到选择板与发光屏之间的加速电压朝发光屏7的方向加速。各水平隔板112、112′、112″、…等配置在显示面板3与选择板10之间。或者，也可以采用多孔板代替图中所示的隔板。
本发明应用了欧洲专利申请EP-A-400750和EP-A-436997所公开的观点，即在四壁由绝缘材料制成的各隔间的真空中，如果在隔间纵向上加上相当强大的电场(Ey)就可以输送电子。这里把欧洲专利申请EP-A-400750和EP-A-436997的内容也包括进来以供参考。
图1A和1B示出了(如上所述的)按一次选择而进行工作的显示部件的原理。
图2A和2B示出了分步选择的原理。这里，分步选择是指从隔间6、6′、6″、…至发光屏7的选择至少分两步走第一步(粗)选择例如各象素，第二步(精)选择例如各彩色象素。各隔间与配置在显示面板3内壁的发光屏7之间的空间装有有效彩色选择系统100，该系统包括一个(有效)预选择板10a、一个隔离板10b和一个(有效)(精)选择板10c。结构100与发光屏7之间被一个流通隔板结构(flu-spacerplatestructure)101(例如电绝缘的多孔板)所隔开。
图2B更详细示出了图2A显示装置一部分的示意剖面，特别是示出了有效选色板结构100，该结构包括有许多提取孔8、8′、8″、…的预选择板10a和有许多群的孔R、G、B的精选板10c。孔R、G、B通常成三角形配置，但为清楚起见，图2B所示的剖面中示出了它们的三个孔。在此情况下，各提取孔8、8′等与三个精选孔R、G、B有关。不然也可以取其它数目，例如取各预选择孔等的精选孔数为6个。预选择板10a与精选板10c之间配置有中间隔板结构100b。该结构装有连通沟道30、30′、30″、…，沟道的截面选择得使其配合荧光彩色象素的形状(例如圆形或三角形三色组)。
结构100与后壁4之间形成有电子输送沟道6、6′、6″、…。为了能经过孔8、8′、8″、…而从输送沟道提取电子，在板10a上有发光屏的表面上配置有穿孔金属预选择板9、9′、9″、…。
孔8、8′、…的各壁最好全部或部分金属化，但在板10a上不受电子轰击的一面的表面最好没有、或只有少量的电极金属。这样做是为了确保在访问期间没有电子停留在选择电极上(即选择电极提取的电流极小)。
提取电流问题的另一个解决方案是确保在有电子轰击的选择面上有电极金属，但该金属的二次发射系数应足够大，从而使预选择电极不提取任何总电流。
和板10a一样，精选择多孔板10c有发光屏的一面也配置有(精)选择电极13、13′、…供选择彩色之用。这里各孔眼最好也全部或部分金属化。在这方面，能否使精选择电极实现导电地互连很重要。实际上，各象素是已经过预选的，原则上，电子是不会误着陆到错误的位置上(在此实例中为着陆到错误的象素上)的。这就是说，一般说来，进行这种形式的精选只需要一组或少量的分立的精选三电极组。举例说，激励可按下列方式进行，但也可按其它方式进行。各预选择电极系借助于例如适当的分压电阻器从而使其电位基本上随着与电子源装置5的距离而线性地增加。
选择一个或多个图象扫描行是通过往选择这些图象扫描行用的、指定的预选择电极上加上例如200伏的正电压脉冲而实现的。访问彩色象素是通过往精选电极上加上幅值为例如300伏的较短的脉冲而进行的。选用精选电极的电阻或精选电极与外电阻连接最好应使得能够保护(控制激励装置的)电子电路使其不受发光屏故障的影响。
图3示出了预选(或行选择)电极激励电路的示意图。图中，各预选电极9、9′、…由激励电路D1经过电容器C而激励。
预选择电极与分压电阻器31相连接后其上加有呈线性增加的直流电压。这些分压电阻器可以紧贴载有预选择电极的板(即图2中的板10a)的边缘配置或设置在该边缘上。分压电阻器与电压源相连接，使得各选择电极接受到正确的电位，在横切隔间长度的方向上存在有适当的电子输送场。实际差值与各种因素有关差值电压按这样的方式调节，即使得显示在没有选择脉冲的情况下成为黑色。为了局部地脉冲地提高待选择的预选择电极的电压，各预选择电极都经过所述电容器C而与激励电路D1相连接。令载有各预选择电极的板凸出于其它各板(见图1)是有好处的。这样，就也可以利用来装设电容器C，特别是装设激励电路D1。为实现这一点，可以采用诸如“将芯片配置在玻璃面上”(chiponglass)或“自动焊带(tab)”(tape-automatedbonding(tab))之类的公知方法。
假设(双)彩色选择系统的各预选择电极有三个精选电极。往粗电极上加例如200伏的脉冲，持续时间例如60微秒，往精选电极上加例如250伏的脉冲，持续时间例如20微秒。对后续的各电极也继续这样做。当然，必须确保行选择脉冲应与图象信息同步。例如并行地往各G1电极上以时间(或脉冲振幅)调制信号的形式施加(彩色)行的图象信息信号。
为确保电子不致着陆到错误的位置(即非所选择的象素)上(因为这可能会对反差和色纯度不利)，在精选板10c表面面对各提取孔8、8′、…的部分配置了辅助或假电极14、14′、…(见图2A)。这些假电极14、14′、…确保消耗掉可能来自未被访问的预选择孔的电子，这种电子被称之为高“飞跃”电子(high“hopelectrons)。从而使它们不会到达荧光屏上。这些假电极的位置无关重要，只要它们在预选择电极与精选电极之间即可。为消耗掉上述电子，有益的方案是必须确保在预选择板10a与精选板10c之间的隔板结构10b上形成的(水平)沟道始终处于能输送电子的状态，实现这一点的方法是向各精选电极和假电极提供相对于相应的预选电极为正的电压。令未被访问的彩色象素的各假电极的电压高于非选择象素的精选电极的电压。为达到此目的，将精选电极与激励电路D2相连接，将各假电极与激励电路D3相连接，电路D3稍后即将说明。这样做确保达到完美的反差，因为“高飞跃电子”不能到达发光屏而为各假电极消耗掉。当彩色象素受访问时，有关的精选电极就变得比与该象素有关的假电极的电压高。
所有精选电极都加上同样的电压。这样做可以基本上简化精选过程，这稍后即将说明。给不同的(非选择的)精选电极提供相同的电压还有这样的好处，即在整个显示过程中加到发光屏的后加速电压不变，从而使输送沟道方向上不会发生任何亮度变化。对于阴极通常被优选地(垂直于各沟道而)安置在中心的较大型的显示装置的情况下这一点尤其重要。在较大型的显示装置的情况下，通过例如利用处在后壁4的1/4或3/4高度位置之处的多个线阴极，就可以使各精选电极获得相同的电压。图2所示结构的一个小缺点在于，中间隔板结构100b为了使假电极14、14′、…能够捕集继续直接前进的“多余电子”因而必须具有较大的厚度。
图4示意示出了作为图1所示的电子输送通道1的结构(在该结构中电子系通过输送沟道11底部的入口80而注入的)的电子入口部分的另一种方案。图4中所示的结构具有这样的特点阴极丝5(电子源装置)发射出的电子通过输送沟道壁上的入口孔80而注入。(穿孔的)G1电极与各入口孔80相关联，该电极与用于根据图象信号而注入电子的装置相连接(为此需要几十伏的电压摆幅)，G2电极则与所有被组合的入口孔相关联，用该电极可以控制特别是正在注入中的电子的入口能量。在这种结构中，输入沟道的各入口孔可以配置在预选择板或后壁上。它们可配置在例如下侧、上侧或中间;或配置在下侧和上侧，而在后一种情况下，配置在“上”侧与“下”侧之间，或按另外的分隔形式配置。这样做，特别是在采用较大的显示格式时，是有利的。必要时，甚至还可以将各入口孔偏离中心而配置。这时，在各沟道中的上、下方提取电子所需用的输送电压就不同了。
为尽量减小电子输送电压，各输送沟道应尽可能宽。为达到这一点，各输送沟道的间距与各三色组象素的间距应有所分离。这样就可以例如(不用两段而)只用一段电子发射体从一个(而不是两个)输送沟道访问两个并置的三色组。为此，也可以采用紧接于下方的两个孔，这些孔共同给例如六个精选孔提供电子。在该情况下，预选择电极的数目必须加倍，且激励各发射体的速度必须加倍。图5示意示出了这种加倍预选方案的实例。各选择电极42按图示的方式分成两个带孔的子电极43a和43b，从而简化了接触过程。这样做可以将水平分辨率提高一倍而无需改变输送沟道6、6′、6″、…(各与一个电子发射体配合工作)的工作方式。精选板中供选择红(R)、绿(G)和蓝(B)三色的三个精选孔与各预选择孔44、44′、…相关联，如图2A中所示。所述系统可按“复合”方式工作。这就是说，在一个行周期可以借助于一个电子发射体激励例如两个三色组列从而激励六个色素(即，使它们复合)。还可以采用其它复合方案。在图示的情况，栅极G1在图象激励电路34的控制下限定注入到隔间6、6′、6″、…中电子的量。
图1和2中的流通隔板101可以具这样的带孔形式，使得各流通隔板孔将一个精选孔与发光屏上的一个象素连接起来。在该情况下，确保包纯度达到最佳状态。但也可以这样设计孔的形状，使得各流通隔板孔将一个以上的精选孔与一个以上的象素连接起来。(这样做减少了故障的风险。对此，还可以采用锥形孔，这样做是有利的)。
上面已就选色方面介绍了分步式的选择结构。然而黑白发光屏采用分步式结构也有好处，这样可以用最少的接线和激励电路来达到高的分辨率。
应该指出的是，一般说来，电子输送沟道的长度和并置的输送沟道的数目对图象质量是无关重要的。因此，具短轴线和长轴线的显示屏都可采用任何的宽高比，例如4∶3、16∶9、14∶9。电子输送沟道通常平行于显示屏短轴线而配置，但在某些情况下，将它们平行于长轴线配置有好处。此外，在特殊用途中采用方形的显示部件是很重要的，这在采用本发明的显示装置时肯定是可以实现的。
图6示出了本发明的显示装置W。该显示装置在输入端61处接收输入图象信号Vin。输入图象信号加到图象信号处理电路65上。显示装置在输入端62接收同步信号Sync。输入端62接同步处理电路63。该同步处理电路给时钟脉冲发生器613提供同步信号，并确定输进来的图象信号的电视标准。输进来的图象信号可以包括例如Y、U、V信号(或R、G、B信号)。若输进来的图象信号含Y、U、V信号，则必须将它们在图象信号处理电路65中转换成R、G、B，从而最后可以在显示部件3上激励不同的荧光体(红、绿、蓝)。该Y、U、V信号转换成R、G、B的过程可以借助于矩阵电路进行。这个转换可以在图象信号写入存储器MEM之前进行，也可以在图象信号处理电路65中进行处理的过程中进行，还可以在图象信号处理电路65之后进行。图象信号是在例如时钟脉冲发生器613所产生的写时钟脉冲的控制下逐行存入图象信号处理电路65中的。图象信号是在时钟脉冲发生器614所产生的读时钟脉冲的控制下在图象信号处理电路的输出端(在彩色显示屏的情况下)按行〔各彩色行(R、G、B)〕而逐行提供并加到图象激励电路34上的。在该图象激励电路中，例如一(彩色)行的图象信息在时钟脉冲发生器614的控制下写入，然后并行加到配置在显示部件1各隔间6、6′、6″、…(见图1)的各输入端处的G1(或G2)电极上，这之后，图象信息显示在显示面板3上。各行和象素借助于选择激励器611加以选择。该激励器由来自时钟脉冲发生器614的时钟脉冲信号控制。随着各时钟脉冲之后，激励电路D1在选择激励器611的控制下(请同时参见图1)将新的激励电压加到各选择电极9、9′、9″、…上。选择激励器接收例如来自查找表或来自EPROM的关于激励电压的信息。显示部件1的结构与上面所述的一样(见图1A)。
同步处理电路63根据输进来的图象信号确定行频和场频，并且当显示装置适宜显示不同电视标准和/或不同宽高比的图象信号的情况下，例如也用于确定显示的电视的标准和宽高比。
图象信号处理电路65在控制部分PROC的控制下例如逐行将与图象信号处理电路有关联的输进来的图象信号存入存储器MEM中。(必要时)控制部分接收来自同步处理电路的有关电视标准和宽高比的信息。控制部分还分别从时钟脉冲发生器613和614接收供写入和读出图象信号的写时钟和读时钟脉冲。控制部分还确保转换到二倍场频的过程。
若存入存储器中的输进来的图象行数和与显示部件相关连的显示行数不相对应，则图象处理电路就要确保与显示部件相关连的行和象素分布。图象处理电路必须将具有n行(视标准而定)的输进来的图象信号转换成具有m行(显示面板3的行数)的图象信号。这时有两种可能性即不是n＞m就是n＜m(n＝m时图象信号无需转换)。
若n＞m，则必须减少行数。最简单的方法是让给定数目的行通过不变，接着取消一行，再让给定数目的行通过不变。更复杂的方法是用内插法求出所要求的行数。在这些内插法中，举例说，将许多行x转换成一系列行(x-1)，同时一系列x行通过滤波等操作而接收新的信息，为了避免出现混淆的现象特别需要这样做。
若n＜m，则必须增加行数。在此情况下，最简单的方法是让给定数目的行通过不变，然后重复一组中的最后一行，然后再让给定数目的行通过不变。在此情况下也可以利用任何类型的内插法。可以把许多行y转换成一系列行(y+1)，同时一系列y行接收新的信息。
这里又需要进行各种滤波操作等。若图象信号不是隔行出现而是借助于逐行扫描显示的，则在隔行扫描的图象信号加到输入端61的时刻与显示的时刻之间，需要一个从图象激励电路34进行转换成非隔行扫描图象信号的过程。在此情况下，应在进行其它操作(例如宽高比匹配、标准转换等)之前进行该转换是有利的。
在n＜m和n＞m两者的情况下都需要进行取样率的转换，以便将待显示的行数和待显示的象素转换成显示面板3的(固定)参数。这是通过修改时钟脉冲信号进行的。
在n＞m的情况下，必须减少行数。这又是一个难题，因为这时必须防止使图象信号发生混淆从而干扰图象画面。为防止(在n≤m时也产生)这些和其它形式的混淆，采用与显示面板3各象素图形相适应的对角滤波器。
必要时，可以将输进来的场频为50(或60)赫的图象信号转换为场频为100(或120)赫的图象信号。这样做是为了消除图象上令人厌烦的闪烁。场频可紧接在输入端61收到图象信号之后或在进行上述宽高比转换、标准转换等之后从50(60)赫转换成100(120)赫。
图象信号可以以R、G、B信号的形式写入存储器MEM中。在控制部分PROC的控制下进行处理之后，图象信号再次例如以R、G、B信号的形式读出。
图象激励电路34有一个例如移位寄存器(如图7中示意所示)，以供串行写入一行的图象信息并且并行读出，并经过调制器和输出放大器将(各彩色的)图象信息加到行阴极上相关的部分的相关的栅极G1(特别是如图1A和2A中所示)上。栅极G1是在将图象信息写入例如两个移位寄存器710、711中的一个寄存器的情况下对于各隔间6、6′、6″、…而分别单独加以激励的。开关S在两个移位寄存器710和711之间转接。鉴于下一个(彩色)行的图象信息必须在一个(彩色)行的图象信息(经各输出放大器而)加到栅极G1时再次写入，因而应用两个移位寄存器710、711和开关S(图7)有好处。移位寄存器710和711是用开关S在串行写入与并行读出之间同步转换的。如果图象信号处理电路65的图象信息被加到移位寄存器710上，该寄存器就切换到串行写入位置，移位寄存器711就切换到并行读出位置，反之亦然。
为增加确定各象素激励次序的自由度，将移位寄存器710、711设计成三组从而采用总共六个移位寄存器。这样做有好处，各对移位寄存器寄存一个彩色行，并将其加到栅极上。
在上述各情况下，可以把各移位寄存器分成多个子移位寄存器，这样做可能有好处。将一部分(彩色)行存入各子移位寄存器中。图象信号处理电路65与图象激励电路之间的接线数目确定了各(彩色)行的图象信息划分成多个子行的程度。减少该接线数并使图象激励电路34较为复杂，可降低图象信号处理电路65的图象信息传送到图象激励电路34的速率。相反，若该速率增加，则可限制接线的数目。要在图象信息传输率和接线数(因而图象激励电路的复杂程度)之间确定一个最佳方案，在于根据所采用的连接方案以及所采用的图象信号处理电路和图象激励电路而定。
图8A示出了图象激励电路34的另一个实施例，其中部分采取方框图的形式。彩色行R、G、B的图象信息从图象信号处理电路65加到图象激励电路34的输入端85R、85G和85B上。图象激励电路34对于待激励的各G1(即各隔间6，6′，6″，…，见图1)而言包括有一个比较器(80.1，…，80.K)、一组读开关(81.1，…，81.K)、一组取样保持电容器(82.1，…，82.K)和一组写开关(83.1，…，83.K)。K表示显示部件1的隔间数。写开关组接到各输入端85R、85G和85B，并且将这些输入端分别与两个输出端相连接。因此各写开关组经过六重接线接到相应的取样保持电容器组。一个取样保持电容器组有六个取样保持电容器(各彩色两个)。为确保每次(彩色)行加到栅极G1时可以写下一个(彩色)行，这些取样保持电容器的数目需要加倍(即6个而不是3个)。各取样保持电容器组经六重接线接到相应的读开关组。各读开关组将六个输入端接到一个输出端，该输出端则接到相应比较器的第一输入端。各比较器的第二输入端接收基本上呈锯齿形的信号V(比较)。根据存入有关的取样保持电容器中的电压(图象信息)而定，有关的比较器会按较长或较短的时间给栅极G1提供信号，从而使较大或较小量的电子注入有关的隔间中。这样，比较器80起脉冲持续时间调制器的作用。按预定方式改变锯齿形信号可以实现γ校正。激励电极G1上的脉冲可以用这种锯齿波同时加以调制。这样，自然而然地产生较强的γ校正作用。
图象激励电路34由选择激励器611控制。该选择激励器将总线信号加到与图象激励电路有关的操作功能块84上，由该操作功能块控制各组写开关83.1，…，83.K。在输入端85R、85G和85B上收到的图象信息于是依次加到各组取样保持电容器82.1，…，82.K上。选择激励器还把第二总线形信号加到图象激励电路34上。该第二总线形信号并行控制各组读开关81.1，…，81.K，从而同时读出来自相应的取样保持电容器的待显示的(彩色)行的图象信息。
若每个隔间6，6′，6″，…有两个预选孔(见图5的实例)而不是一个预选孔8，8′，8″，…，则图象激励电路应适应这种情况。这时各组83.1，…，83.K中的写开关数加倍，各组写开关与相应组的取样保持电容器之间的接线这时变为12倍而不是6倍，各组的取样保持电容器数加倍，各组取样保持电容器与相应组的读开关之间的接线数也变为12倍而不是6倍，各组的读开关这时将12个输入端中的一个输入端接到有关的比较器上。
显然，每行和每隔间的预选择孔和精选孔的划分不同时，图象激励电路34必须相应适应这种情况。
图8B以部分方框图的形式示出了采用CCD(电荷耦合器件)的一个实施例。在该实施例中，图象激励电路也在三个输入端上接收三个不同的彩色行R、G和B。这三个彩色行并行加到三重CCD移位寄存器67上。三个彩色行写入该移位寄存器之后，一行所有象素中的三彩色象素同时各写入CCD元件89.1，…，89.K中。各CCD元件有两个子元件89.1a/89.1b，…，89.Ka/89.Kb。三个彩色行写入CCD移位寄存器87之后，图象信息就传送到例如子元件89.1a，…，89.Ka上。当图象信息从这些子元件经各组开关88.1，…，88.K读取时，下一行(三色行R，G，B)的图象信息就从CCD移位寄存器加到子元件89.1b，…89.Kb上。
在此实施例中，时钟脉冲发生器614(图6)将控制CCD移位寄存器87和各组开关88.1，…，88.K。
显示部件可以有例如欧洲专利申请EP-A-400750中所述的那种检测器600(见图6)。在场回程时间期间，图象激励电路34的图象输入端例如在一系列行扫描时间加上测试信号。在本实例中，检测器配置在显示部件1上方，并且它包括用于各隔间6，6′，6″，…的一个测量元件以供测定进入相关隔间顶部的电子数。检测器将所有测量元件的测定值与例如一个参考信号加以比较，并提供一个信号来补偿这个差值。因此，检测器检测出各不同沟道之间可能有的差值，该差值可以在图象激励电路本身加以校正，也可以反馈到图象信号处理电路65，在该电路中在执行不同的处理操作时一起进行所要求的校正。
在时钟脉冲发生器614的控制下，选择激励器611确定用来连续选取不同(彩色)行所需的选择信号。选择激励器控制与(预)选择电极9，9′，9″，…相连接的激励电路D1。若显示装置中采用分步选择，则选择激励器611也控制精选择激励电路D2。这时该精选择激励电路D2与精选择电极13，13′，13″，…相连接。显示装置(为了提高反差而)装有假电极14，14′，14″，…时，选择激励器611也将激励假电极激励电路D3。该假电极激励电路激励假电极14，14′，14″，…(见图6)。激励电路D1可能包括例如分压电阻器(如图3中所示)。各分压电阻器与各选择电极相连接，用以施加对于各沟道6，6′，6″，…中电子的输送电压。为了在所要求的(彩色)行从各沟道提取电子，必须就地将额外电压加到有关电极上。此额外电压须叠加到输送电压上，从而再经各电容器加到各选择电极上。为简化(预)选择电极9，9′，9″，…的激励电路D1，最好将该电路制成集成电路(IC)。
如欧洲专利申请EP-A-436997中所述的那样，各不同的预选择电极9，9′，9″，…系依次加以激励，使供有关行用的电子能离开各沟道。这样，各彩色象素就需要一个选择孔，从而使得选择孔的数目非常之大，大型的显示部件就更不用说了。使选择过程分两步或多步进行(分步选择)可以简化激励电路。现在介绍在分步选择情况下减少激励电路的一些实施例。
在本发明的显示部件1中，可以通过一次选择产生图象。这种方法中，图象扫描线是按每行一个图象扫描线而写出在显示面板3上，而不是象一般阴极射线管(CRT)那样的逐个象素地写的方式。当写入例如(如上所述)移位寄存器之后，各显示行是整个地加到显示部件上的。在一次选择的情况下，各(彩色)象素需要一个选择元件。
只要有关(彩色)行的写操作尚未进行，各选择元件就不应让任何电子通过，当该行已完成写操作时，各选择元件必须将来自有关沟道的所有电子加到荧光屏的有关(彩色)象素上。
在配备有上述显示部件的显示装置中，如果借助于(“粗”)预选和“精”选选择从各沟道到发光屏7的电子，则可以减少激励装置的数目。
起初先假设粗选择(预选)是按每个显示行控制的。粗选择元件不是导通就是截止。当一个粗选择元件导通时，精选择组就确定应激励哪一个荧光元件(彩色)。鉴于在粗选择元件的情况下每次总是只有一行导通，因此如果假设是在一个行阴极的基础上提出的，则可以共同切换不同行的各精选择组。
在以后介绍的诸实例中，假设各隔间是按每预选电极(每行)分成两个子预选择电极(例如如图5所示，也可以不采取按每行为两个彼此毗邻的预选择孔，而采取为两个彼此上下相邻配置的预选择孔)。在一行上每一个预选择孔六个精选电极的情况下，将产生例如两个象素，而各象素具有三个彩色象素。显然若选用不同的复合方式(例如三个子预选择电极)或不采取复合方式或各预选电极和精选电极之间选用不同的比例，则以后介绍的诸实例中的编号将改变而不致改变简化方案的实质内容。
图9A示出了N组由6个精选电极(fse)13，13′，13″，…组成的电极组，各组可用各个接收已知的精选电压(Vfs)的缓冲器(bf)分别激励。这里N是预选电极的数目。这些精选电压(Vfs)是由激励电路D2在选择激励器611的控制下产生的。
图9B示出精选电压Vfs相对于时间绘制的曲线图。在此实例中，各精选电压在大约10微秒期间依次需要一定的值供选择有关的精选孔之用(例如200伏的电压)。在其余的场周期期间，未经选择的精选电极上的电压相同。在此实例中，在一个行周期中(例如60微秒)必须依次选取与某一预选择孔有关的六个精选择电极。图9B中用6个依次(相对于时间)表示选择脉冲的电压Vfs示意示出了这一点。
图10A和10B示出了各精选择电极13，13′，13″，…按组互连的实施例。这样就因而减少了激励装置的数目，但这时各激励装置必须提供N×N倍的更多的功率。这些电极组是可以互连起来的，因为预选电极确定各电子是否到达精选电极的空间。这时精选激励电路D2只需要往(本实施例中的)显示部件加六个不同的精选电压Vfs(a，b，c，d，e，f)。这些是第一组精选电极的六个电压。从图10A中可以看到，一组中的各第一精选电极与其它各组的所有其它第一精选电极互连(图中以数字表示第一组和最后一组精选电极)。
作为精选激励电路D2应提供的精选电压，这时应为重复时间为64微秒(在本实施例中)的重复脉冲。此外，这时各电压a，b，c，d，e和f必须在时间上偏移，且各持续大约10微秒。
前面说过，可以采用在预选与精选之间供截住各沟道中多余的电子的假电极14，14′，14″，…来提高显示部件上的反差。和图9类似，图11中的各精选电极是用各激励装置和精选电压Vfs借助于激励电路D2分别激励的。为提高反差，六个电极组成的精选组采用一个假电极(图11中的虚线所示)。所有假电极彼此互连，且借助于一个激励装置用来自假电极激励电路D3的电压激励。
在本实例中假电极14，14′，14″，…不断地传送这个电压，从而使该电压大于未选择的精选电极处的电压，且小于经选择的精选电极处的电压。
在图12中与图10中一样，各精选电极按每组六个电极互连起来，这为的是需要借助于假电极激励电路D3分别激励每组6个精选电极的假电极。这时假电极14，14′，14″，…分别由电压Vd1，…，VdN激励，其中电压Vd的值在当有关精选组的预选择电极不应具有任何电子通过时高于经选择的精选电极处的电压;而在当有关精选组的预选择的电极应有电子通过时，具有低于经选择的精选电极处的、但却高于未选择的精选电极处的电压。这样就达到了用各假电极截住不需要的电子的目的，同时各假电极在有关的精选组“导通”时不产生任何影响。因此，本实施例中需用(6+N)个激励器。
图13示出了进一步减少激励器数目的一个实施例。在此实施例中，各假电极是按每三组六个精选电极互连起来的。这时精选电极有18个激励器，这些激励器形成精选激励电路D2的一部分。在用18个精选电极组工作的情况下可借助于精选激励电路D2共同激励(在本实施例中共为3个)每段18个精选电极的假电极。本实施例中激励器的数目于是为(N/3+18)(通常，这个公式应为N/n+6×n，其中N为预选择电极的数目，n为共同形成一个段的组数，这里选取了按每预选电极6个精选电极)。
此外还可以将各辅助电极互连起来，但这时就要折衷一下反差指标了。
时钟脉冲发生器613的一个输入端接收来自同步处理电路63的经过分离的同步信号(行同步信号和场同步信号)。同步处理电路也可以设计得使其适宜提供表示输进来的图象信号的标准的信号，例如PAL(50赫，625行)，NTSC(60赫，525行)或HDTV(50赫，1250行)。下列信号是根据同步信号和电视标准信号(如具有的话)在时钟脉冲发生器613和614中产生的1.写时钟脉冲，由时钟脉冲发生器613产生，供往存储器(MEM)中写入图象信息之用;
2.读时钟脉冲，由时钟脉冲发生器614产生，供从存储器中读取图象信息之用;
3.写信号，由时钟脉冲发生器614产生，供依次往图象激励电路(34)中写入各行/彩色行，该写信号含有时钟脉冲信号和同步信号;
4.读信号，供将各行/彩色行并行地加到线阴极5的栅极G1上;和5.时钟脉冲信号，供控制选择激励器611之用。
在时钟脉冲发生器614的控制下，选择激励器611产生激励信号供控制激励电路D1之用，该激励电路将选择电压加到(预)选择电极(9，9′，9″，…)上。在分步选择的情况下，选择激励器611还产生精选激励电路D2和假电极激励电路D3(如具有的话)的激励信号。
由于选择激励器611和图象激励电路34一样也激励预选择电极和精选电极且由时钟脉冲发生器614来控制，因而正确的图象信息就显示在显示面板3上正确的位置上。
写时钟脉冲的频率不一定要和读时钟脉冲的一样。写时钟脉冲与输进来的图象信号有关，读时钟脉冲与图象信号在显示部件上的显示速率有关。(若图象信号处理电路中的访问过程与同步处理电路在各场期间同步，则)两个时钟脉冲发生器613和614可以是两个彼此完全独立工作的时钟脉冲，但往往最好将两个时钟脉冲至少结合在一起。两个时钟脉冲信号最好在一个受同步处理电路63控制的时钟脉冲发生器中产生。
图14A和14B示出了激励线阴极K(5)从而将其保持在所要求的温度的两个实例。鉴于线阴极有一定的电阻，因而其上加有电压时，其两端有电压降。线阴极需要有这个电阻来使本身发热，但这会使线阴极在不同沟道中所述射的电子数有差别。为避免这一点，可以只在行回扫期间在线阴极两端加电压。图14A中实现这一点的方法是经变压器Tr和二极管D往线阴极K上加用以产生高压的行回扫脉冲。二极管D确保只在回扫脉冲期间在线阴极两端加电压。图14B示出了用另一种方法达到同一个效果的实例，即从经过开关S与线阴极相连接的直流源V开始只在行回扫期间往线阴极上加电压。开关S由(例如与行回扫脉冲相连接的)脉冲发生器P控制。另一个解决办法是连续激励线阴极，借助于G1电极激励器校正电压降。
栅极(G1或G2)最好借助于脉宽调制的方式激励。脉宽调制比起脉幅调制具有这样的好处，即脉宽调制使栅极G1(G2)传送电子的时间与所传送电子的数目两者之间的比例很精确。G1电极上的电压值约为5至30伏。如对栅极G1(G2)处的电压进行脉幅调制，就没有如此精确的比例，这时就必须另外采取措施确保所加的图象信息和发射电子的数目(因而所显示的图象信息)精确保持固定。
鉴于上述显示装置W的显示部件1是平板式的，因而可以把显示部件部分固定到例如墙上，“其余的”显示装置(调谐部分)配置在例如地板上的一个箱体中。这时就可以选用各种接线方式借助于调谐部分来控制显示部件部分的显示部件。举例说，可以选择多总线接线方式，或通过例如红外传输或通过已知的频率(频带)或例如通过光纤连线进行控制。显示部分与调谐部分之间最明显的区别在于显示部分1、选择激励器611、激励电路D1、(D2和D3)和图象激励电路34形成显示部件部分的一部分(见图6)。调谐部分由同步处理电路63、时钟脉冲发生器613和614以及图象信号处理电路65组成。
权利要求
1.一种图象显示装置，该装置具有一个显示部件，显示部件的真空外壳配备有透光面板和后板，面板上有发光屏，该显示部件包括多个并置的电子发射源、多个电子输送沟道和一个有效选择装置，各电子输送沟道基本平行于面板延伸，并与电子发射源配合工作，用以以电子流的形式输送电子，有效选择装置则用以在预定的各位置从其输送沟道提取各电子流，并用以将所述电子流导引到发光屏上所要求的各象素上，其特征在于，该显示装置具有一个图象信号处理电路，供接收输进来的已知行数的图象信号，并供处理该图象信号，使其成为适用于发光屏的图象信号，而且还供将经过处理的图象信号加到与信号源耦合的图象激励电路上；其中图象激励电路适宜依次写入自图象信号处理电路接收的图象信号，并适宜并行地将一行中待显示的图象信息加到并置的电子源的各激励电极上；该图象显示装置还至少包括一个时钟脉冲发生器，供产生写/读时钟脉冲信号，和供将时钟脉冲信号加到控制部分；并且该图象显示装置还包括一个选择激励器，适宜在时钟脉冲发生器的控制下产生选择电压，供在根据选择电压而确定的各位置从多个输送沟道提取电子流。
2.如权利要求1所述的图象显示装置，其特征在于，图象信号处理电路包括一个存储器和一个控制部分，在所述控制部分的控制下写入和处理被处理的图象信号，并从存储器读取该图象信号;并且所述时钟脉冲发生器与同步处理电路相连接，同步处理电路则接收同步信号，并且在进行处理之后借助于与所收到的同步信号有关的信号而控制时钟脉冲发生器，此外同步处理电路根据所收到的同步信号而产生与电视标准有关的信号，并将所述信号加到时钟脉冲发生器和控制部分上。
3.如权利要求1所述的图象显示装置，其特征在于，所述选择激励器与一个激励电路相连接，该激励电路则与有效选择装置相连接，该有效选择装置配备有多个提取位置，该提取位置可加以激励且与各输送沟道逐行地连通，有效选择装置则包括多个逐行的选择电极，该选择电极与激励电路相连接，该激励电路往各选择电极上加电压从而选取有关行。
4.如权利要求1所述的图象显示装置，其特征在于，所述有效选择装置有一个预选择装置，该预选择装置具有多个可加以激励且与各输送沟道逐行连通的提取位置，还具有一个包含多个可加以激励且各与一象素有关的孔眼的选择板，该预选择板的可加以激励的各提取位置与选择板的至少两个可加以激励的孔眼相关联。
5.如权利要求1所述的图象显示装置，其特征在于，在各提取位置与相关的选择孔之间配置有一个截住不需要的电子用的辅助(或假)电极，且各辅助电极与一个第三激励电路相连接，该第三激励电路工作时在选择激励器的控制下给各辅助电极提供用以截住不需要的电子的电压。
6.一种图象显示装置，且有一个显示部件，该显示部件的真空外壳配备有透光面板和后板，面板上有发光屏，该显示部件包括多个并置的电子发射源、多个电子输送沟道和一个有效选择装置，各电子输送沟道基本平行于面板延伸，并与电子发射源配合工作，用以以电子流的形式输送电子，有关选择装置则用以在预定的各位置从其输送沟道提取各电子流，并用以将所述电子流导引到发光屏上所要求的各象素上，其特征在于，该图象显示装置具有一个图象信号处理电路，供接收输进来的已知行数的图象信号，并供处理该图象信号，使其成为适用于发光屏的图象信号，而且还供将经过处理的图象信号加到与信号源耦合的图象激励电路上;电子发射源有一个与电压源相连接的线阴极，且该电压源是一个脉动电压源，供在行回扫期间激励线阴极之用。
7.如权利要求6所述的图象显示装置，其特征在于，各电子发射源的每一个电子输送沟道配备有一个激励电极，供在图象激励电路的控制下调制待在输送沟道中发射的电子数之用。
8.一种图象显示装置，该装置具有一个显示部件，显示部件的真空外壳配备有透光面板和后板，面板上有发光屏，该显示部件包括多个并置的电子发射源、多个电子输送沟道和一个有效选择装置，电子输送沟道基本平行于面板延伸，与电子发射源配合工作，用以以电子流的形式输送电子，有效选择装置则用以在预定的各位置从其输送沟道提取各电子流，并用以将所述电子流导引到发光屏上所要求的各象素上，其特征在于，该图象显示装置具有一个图象信号处理电路，供接收输进来的已知行数的图象信号，并供处理图象信号，使其成为适用于发光屏的图象信号，而且还供将经处理的图象信号加到与信号源耦合的图象激励电路上;并且该图象显示装置具有一个配备有检测装置的均匀性控制器，该检测装置供测定在场回扫时间期间加到图象激励电路且通过输送沟道输送的测试信号。
9.如权利要求8所述的图象显示装置，其特征在于，均匀性控制器有一个比较电路，供比较各检测器所测出的测试信号并供提供差值信号之用。
10.一种图象显示装置，该装置具有一个显示部件，显示部件的真空外壳配备有透光面板和后板，面板上有发光屏，该显示部件包括多个并置的电子发射源、多个电子输送沟道和一个有效选择装置，电子输送沟道基本平行于面板延伸，并与电子发射源配合工作，用以以电子流的形式输送电子，有效选择装置则用以在预定的各位置从其输送沟道提取各电子流，并用以将所述电子流导引到发光屏上所要求的各象素上，其特征在于，该图象显示装置具有一个图象信号处理电路，供接收输进来的已知行数的图象信号，并供处理图象信号，使其成为适用于发光屏的图象信号，而且还供将经处理的图象信号加到与信号源耦合的图象激励电路上;并且图象激励电路的输出端数与显示装置的电子输送沟道数相同，且各输出端与用以调制电子源在有关的输送沟道中应发射的电子数的激励电极相耦合。
全文摘要
一种图象显示装置，其显示部件包括多个并置的电子发射源、多个电子输送沟道和一有效选择装置。还具有图象信号处理电路，供接收输进来的行数已知的图象信号，供处理图象信号使其成为适用于发光屏的图象信号，且供将经处理的图象信号加到与信号源耦合的图象激励电路上。
文档编号G09G1/20GK1075822SQ9211181
公开日1993年9月1日 申请日期1993年1月4日 优先权日1992年1月3日
发明者N·兰伯特, H·J·赖特哈特, S·T·迪兹瓦特, P·H·F·特龙彭纳斯, G·G·P·范戈康姆 申请人:菲利浦光灯制造公司