专利名称：带有隔离电子传播通道的平板式图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有真空外壳的图像显示装置;该外壳设有带显示屏的透明面板，其中该显示屏有以不同颜色发光的象元(象素)图案;该外壳还设有一后板;所述显示装置包括多个并置并大致平行于面板延伸的电子传播装置及设在所述装置和面板之间的寻找选定(addressing)系统，以对屏上的所需象素进行寻址。
上述显示装置是如EP-A-464937中所述的平板(flat-panel)式的。这种平板式的显示装置有透明的面板及与之相距一小段距离设置的后板，面板的内表面设有荧光点的(六边形)图案。若(视频信息控制的)电子打到发光屏上，就形成了一个能通过面板的正面看到的视觉图象。面板可是平的或在需要时是曲面的(如球面或柱面的)。
EP-A-464937中描述的显示装置包括多个并置的用于发射电子的源、与源相配合并各自有壁的局部电子传送装置、其中壁由具有适于传送发射的电子的二次发射系数的、高电阻，基本上电绝缘的材料构成、及带有可被一行一行地驱动以在对着发光屏的预定抽取位置从传送装置抽取电子的电极(选择电极)的寻址系统，另外还设有用于将抽取的电子射向发光屏的象素以产生象素组成的图象的装置。
EP-A-464937中描述的图像显示装置的工作，是基于这样的认识，即若在给定长度的高电阻、基本上电绝缘的材料(如玻璃或合成材料)做成的壁的上方产生足够强度的电场(通过在壁的两端加上电势差)，则当电子打到该壁上时就能实现电子的传送。碰击电子随即通过与壁的作用产生二次电子，这些电子被吸引到壁的更远部分并依次通过与壁的作用产生二次电子等等。
根据上述原理，平板图象显示装置，可通过为构成传播通道的多个并置的“室”中的每一个，在对着显示屏的一侧设置一列抽取孔而实现。那么也可沿横向伸过通道的“水平”线设置抽取孔。通过在孔的设置中加上排成列的选择电极，就提供了一寻址装置，用它可有选择地把电子抽出“箱”并射(并加速)向屏以通过激发象元而产生由象素组成的图象。
寻址装置可是单级或多级式的。EP-A-464937具体描述了多级寻址系统。多级寻址系统采用若干数目因象素数而定的预选抽取位置，并与若干对应于若干象素的(精)选择孔相联系，该系统提供了抽取效率和/或所需的连接/驱动器数目方面的好处。为控制预选位置，采用了一预选电极图案;而为控制(精)选孔，采用了一精选电极图案。
在传统显象管中，荫罩板的间距(pitch)一般较光点的尺寸小2至3倍。因而显示器的分辨率即清晰度由点的大小决定，而荫罩板间距内色点的精确清晰度就不那么重要。在有分立寻址色点的显示器中，色点结构的间距与显示器的分辨率处于同一量级。由于分辨率过高的显示器太贵，当采用给定的信号时，重要的是把显示器的分辨率选在所需的分辨率附近。因而色点结构的清晰度就比在传统显象管中重要了。本发明的一个目的，是要提供如开头一段所述的类型的显示装置，它的象素设置尤其是对于传统TV信号(水平行、隔行)，能产生所需的分辨率与所产生的不致太显眼的虚假现象之间的适当结合。象素的设置本身很简单且在多级寻址系统的情况下使得能采用精选电极设置。
此目的的实现，在于象素被沿着横向伸过电子传播装置的路径设置，其中相邻路径的象素被彼此错开(在大量的应用中，这意味着象元沿平行于显示屏长轴的(水平)路径设置)。
本发明是基于如下认识。
最佳点结构领域中的实验已显示，色点的三角形设置(在六边形结构中)通常是对观看者最好的结构。在实际中，应区分两种取向，即那些点沿“垂直”线并垂直地错开设置和那些点沿“水平线并水平地错开设置(点三个一组形成三角形，或交通标志的形状)。这些取向与人工制品(虚假)有所不同，而这种差别尤其取决于驱动模式。对传统的电视信号(水平行、隔行)，水平地错开的点结构似乎最可能获得使所需的分辨率与不致太显眼的虚假现象的适当结合。随后图像行能写过诸如两个水平R、C、B色点路径(它们一同形成一列相邻的点的三角)。在这种驱动方案中，相继(隔开)的行每次向上只移一个色点(半个三角)，从而彼此交迭半行。在具有垂直点路径的显示器中，这种交迭会在清晰的垂直对比转换处产生(彩色)虚假现象(人造物)，它在交替的情况下会造成彩色闪烁。为避免这一现象，应避免重叠，而这只有在采用有大量(更小的)点的屏幕时才有可能。
根据本发明的显示装置的一实施例的特征在于寻址系统包括一预选装置和一精选装置;该预选装置有由与所述路径平行的预选(或粗选)电极连接的预选位置，而该精选装置有由精选电极连接的精选孔;各精选孔均与一象素相联系，且精选电极的取向对应于预选电极的取向。
当采用诸如上述两级系统的多极寻址系统时，可把相应的精选电极互连在若干组中。此方式可减少所需连接/驱动电路的数目。连接精选孔的电极道(这些电极道确定了精选电极的取向)可有不同的取向，如“垂直”或“倾斜”取向。本发明是基于这样的认识，即只有当连接精选孔的电极道具有与预选结构的电极道相同的取向时，才能实现预选电极组的数目的最佳减少。
在采用“垂直”R、C、B色点路径的情况下，用水平精选道适当地连接色点是比较简单的。此时一种颜色的点被沿水平线设置并简单地互连。然而在上述色点的设置中，确定水平取向的精选道的适当图案就更困难了。只有在非常细的道图案情况下，才有可能水平地互连相同色的点，而这将造成间隔过小，因而是不实用的。但若不要求只互连用于寻址相同色的点的孔，则有可能确定实际的水平道图案。对显示器的运行，重要的只是单独地驱动与各精选位置相联系的精选孔。这引起了与“水平”设置的、不同色的发光点的重复图案相结合的道图案的若干新颖变形。
这样每个粗选孔有四或六个精选孔的系统就是可能的了，但寻址系统的工作却不令人满意，使这种系统不那么有吸引力。
在此方面，每个粗选孔有两或三个精选孔的系统是较为可取的;两个一组的选择的优点是实施简单，而三个一组的选择的优点在于粗选连接的数目较少。
通过精选道成组的平行互连，可实现连接数的大大减少。对彩色显示器，各选定的粗选孔处的精选电极需要在所需的颜色上比与所述粗选孔相联的其他精选电极有高很多的电势。
为了在两级、三级或多级选择系统中防止电子从预选装置甚至后壁直接经过精选板上(未寻址)的孔而射向发光屏(即未经过与壁或选择板正面的碰撞称为直接碰撞)，根据本发明的一实施例，在预选装置和选择板之间设置了一个孔板，其孔的大小和与选择板的距离的选择使直接撞击几乎是不可能的(此板称为防直接撞击板)。
下面将结合附图更详细地描述本发明的这些及其他方面，其中用相同的标号代表相同的部件。
图1是一(彩色)显示装置的一部分的部分分解立体示意视图;它带有电子传播通道及有源(active)颜色选择装置，而后者包括带孔的预选板和带孔的精选板;图中的部件未按比例显示;
图2是图1类型装置的一部分的剖视图;
图3显示了有源颜色选择装置的运行;
图4是一预选板实施例的剖视图;
图5至13显示了精选孔和精选电极的不同几何构造;
图14示意显示了用于驱动预选电极的电路。
图1显示了带有显示板(窗)3和与所述板相对的后壁4的平板图象显示装置。显示屏7有由在窗3的内表面上排成三角形(交通标志形状)的红(R)、绿(G)和兰(B)发光荧光元素组成的六边形图案。根据本发明，红、绿、兰荧光元素被以错开的方式排在与显示屏的长轴平行的路径中(换言之，它们水平地错开，见插入图)。
一个电子源装置5被设在把板3和后壁4连接起来的壁2附近;装置5可以是例如一线状(line)阴极，它通过电极提供了大量(如600个)电子发射器或相应数目的独立发射器。这些发射器中的每一个都通有较小的电流，因而许多类型的阴极(冷或热阴极)都适于作发射器。该发射器可由视频驱动电路驱动。电子源装置5与大致平行于屏蔽延伸的一列电子传播通道的进入孔相对地设置;这些通道由室6、6′、6″……等组成;在这种情况中每个室被用于一个电子源。这些室有由后壁4和隔板12、12′……限定的腔11、11′……。腔11、11′……也可设在后壁4本身上。各室的至少一个壁(最好是后壁)应至少在传播方向上具有适合本发明目的的高阻值(适当的材料有诸如陶瓷材料、玻璃、合成材料-涂覆或未涂覆的)并在初级电子能量的给定范围内有二次发射系数S＞1。通过在室6、6′、6″……的高度上施加电势差Vp，产生一轴向传播场。
壁材料的电阻值，使得当室中沿轴向的场强处在电子传播所需的每厘米一百至几百伏的数量级时，流过壁的总电流为最小(最好低于诸如10mA)。通过在电子源的行5和室6、6′、6″之间加上几十伏至几百伏数量级(电压值随情况而定)的电压，电子便被从电子源向室加速，并随后撞到室壁上并产生二次电子。
本发明利用了EP-A-400750及EP-A-436997中的如下方面，即若沿着有基本上电绝缘的高电阻材料组成的壁的室的纵向加有足够强的电场，就可能在该室中得到真空电子传播。EP-A-400750和EP-A-436997的这些内容在此被作为对比文献。
室与设在板3的内壁上的发光屏7之间的空间，容纳着有源颜色选择系统100;系统100包括(在此例中)带有预选板10a的(有源)预选装置、(无源)防直接撞击板10b及(有源)(精)选择板10c(也见图2)。结构100借助分隔结构101与发光屏7分开;结构101可是诸如电绝缘材料做的带孔板。
图2更详细显示了图1显示装置的一部分的剖面示意图，尤其显示了有源颜色选择板结构100。结构100包括带有孔8、8′、8″……的预选板10a和带孔组R、G、B的精选板10b。在此例中，三个精选孔R、G、B与每个预选孔8、8′……等相联系。在图2的示意表示中孔R、G、B是成直线的。但在实际的实施例中它们被设置成三角形结构，参见例如，图3。在预选板10a和精选板10c之间设有防直接撞击板10b;板10b带有孔108、108′……，这些也构成了位于电子路径上的“诡计”。
在装置100和后壁4之间形成有带有传播腔11、11′……的电子传播通道6。为了能把电子经孔8、8′……从通道6中拉出来，与板10a上的显示屏的长轴平行地成(水平)行地设置有从孔到孔伸延并围绕这些孔的可寻址金属预选电极9、9′、……。
孔8、8′……的壁可被金属化，以加强电极的作用。
与板10a类似地，精选板10c设有“水平”，可寻址的(精)选择电极行，以实现精选。直接或通过电容来连接精选电极的相应的行，在此是非常重要的。实际上，预选已经发生，且从原理上讲电子不能落到错误的位置。这意味着，对这种精选模式，只需一或三个单独形成的少数组精选电极。
通过把预选电极的行连到分压电阻50(见图12)，而使它们承受线性增加的直流电压。这些分压电阻可设在预选板的边缘上，并处在真空中。分压电阻与电压源连接，其连接方式使预选电极能得到在通道中进行电子传播所需的正确电势。驱动由驱动电路51提供，其方式可是诸如在短时间内给依次的预选电极施加一脉冲(如250V的)并向所需的精选电极适加较短的持续脉冲(如200V的)。当然应保证行选择脉冲与视频信息相同步。该视频信息以诸如时间或幅度调制信号的形式被送给诸如单个的G1电极以驱动发射器(图1)。
应注意带有如图2所示的防直接碰撞板10b的结构可有多种变形。例如，可借助一或两个隔板102、103，把板10b在两侧结合成一个组件。
图4显示了预选板10a的一个实施例，其中在预选电极的(水平)列中设有具有间距(P/2)的用于各抽取位置的两个预选孔。各预选电极42以所示的方式被分成两个带孔子电极43a和43b，这简化了接触。以此方式可使水平分辨率增加一倍，同时使诸如限制在壁12和12′之间的传播通道的宽度保持不变，并且不必改变传播通道6、6′、6″……(每个均与一个电子发射器配合)的运行模式。以诸如图1所示的方式，多个精选孔与各预选孔(44、44′……)相联系。所述系统可在“多路”模式下工作。这意味着可借助一个电子发射器在一个行周期中顺次驱动(多路)诸如2×3个象素。也可采用其他多路方案。
另一种可能使传播通道的宽度增加一倍而同时使水平象素间距不变。其优点在于-传播电压降低二分之一;
-阴极(或G1部分)的数目也小一倍。
如上所述，每个预(或粗)选孔与多个精选孔相联系。为减少(粗选)连接的数目，可对每个粗选孔驱动尽可能多的精选孔，但这种运行显然随着孔数的增加而变得更加困难。另外，也之间大的对称性改善了系统的均匀运行。实验表明，当每个粗选孔与2和3个精选孔相联系时，可得到满意的运行。
选择2∶1类型对每个粗选孔有两个精选孔的系统，使选择道与不同颜色相连的概念直接导致了有用的解决方案。对于与一个预选孔位置相联系的两个精选孔的垂直或倾斜组，精选孔可用精选电极道直接水平连接，如图5和6所示。对于两个水平组，可借助在两个点路径之间沿“之”字形件伸延的道，以各种方式实现水平连接。
选择3∶1类型有各种可能，对显示效果，最好把与各预选孔相联系的精选孔设在三角形(在三个孔之间对称)的角上。道可与不同颜色相连这一认识，导致了一系列新的可能。一种基本实施例，是例如穿过各三角形中心的道，和该道一起孔之一被驱动，同时其余两个孔分别由上面和下面的一个道驱动。中心的道在关闭时会产生负电荷，但由于防直接碰撞板的通入孔位于正对着该道的位置，故这对于寻址另两个孔不会有严重影响。图8至11显示了采用水平R、G、B彩色点路径的各种实施例。这里，相同颜色间的简单水平道是不可能的，且连接不同的颜色是基本的。在图8和10中，奇数和偶数列中的三角形被设在相同的高度，而在图9和11中偶数列中的三角形处于奇数列中三角形的高中点处。这对相联的粗选是有利的。图8、9、10和11显示了适当“水平取向”道图案的例子。在图12和13显示的实施方案中，道图案不是“水平”而是“倾斜”地取向，并分别采用了彼此不错开和错开的精选三角形列设置。
选择4∶1类型或更高的类型在六边形结构中，驱动对称性不如类型3∶1或2∶1情况下那么令人满意。另外，选择电极道的位置很好，因为在关闭时有的道会充有负电荷。在带有水平R、G、B色点路径的结构中，这是对通向外孔的途径的阻碍;对水平道图案在道之间需有小的间距。
至此，结合两级结构，描述了多极选择结构。但这种多极选择装置也可用于两级以上的情况。
应注意的是，在原理上，电子传播通道的长度或并置的传播通道的数量对图象质量是不重要的。因而具有长轴和短轴的显示屏的任何方面比都是可能的，如4∶3、14∶9、16∶9。电子传播通道通常与显示屏的短轴平行，但在有些场合让它们与长轴平行会使有利的。
在本说明书的大部分中，使用了“水平(地)”一词。该词应理解成与粗选电极平行，但若显示器转了四分之一周，它显然仍然工作。对图中所示的图案显然有多种细节上的修正，如借助镜象法等导出的图案。
权利要求
1.带有真空外壳的图象显示装置，该外壳上设有带显示屏的透明面板，该显示屏带有发不同颜色的光的象素的图案，上述外壳上还设有后板，所述显示装置包括大致地平行于面板而延伸的多个并置的电子传播装置及设在所述装置和面板之间的、以有选择地对屏幕上的象素进行寻址的寻址装置，其特征在于象素沿着与电子传播通道横向地延伸的路径设置，相邻路径上的象元彼此错开。
2.如权利要求1所述的图象显示装置，其特征在于寻址系统包括具有预选位置的预选装置及具有精选孔的精选装置，其中所述预选位置由与所述路径平行的预选电极连接，所述精选孔由精选电极连接，各精选孔均与一象素相联系且精选电极的取向对应于预选电极的取向。
3.如权利要求2所述的图象显示装置，其特征在于精选电极与精选孔相连，而这些精选孔与以不同颜色发光的象素相联系。
4.如权利要求3所述的图象显示装置，其特征在于每个预选孔与两个精选孔相联系，所述两个精选孔与不同的精选电极相连。
5.如权利要求3所述的图象显示装置，其特征在于每个预选孔与三个精选孔相联系，所述三个精选孔与不同的精选电极相连。
6.如权利要求2所述的图象显示装置，其特征在于在预选装置和精选装置之间设有带孔的防直接撞击板。
7.如权利要求6所述的图象显示装置，其特征在于相应的精选电极被并联成多个组。
全文摘要
带有真空外壳的图象显示装置，该外壳上设有带显示屏的透明面板，该显示屏带有发不同颜色的光的象素的图案，上述外壳上还设有后板，所述显示装置包括大致地平行于面板而延伸的多个并置的电子传播装置及设在所述装置和面板之间的、以有选择地对屏幕上的象素进行寻址的寻址装置，其特征在于象素沿着与电子传播通道横向地延伸的路径设置，相邻路径上的象元彼此错开。
文档编号H01J31/12GK1080432SQ93106798
公开日1994年1月5日 申请日期1993年6月9日 优先权日1992年6月12日
发明者N·兰伯特, P·H·F·特龙彭纳斯, G·G·P·范戈康姆, S·T·迪兹瓦特 申请人:菲利浦电子有限公司