專利名稱：嵌鑲式大屏幕視頻顯示系統(tǒng)電子熒光顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種嵌鑲式大屏幕視頻顯示系統(tǒng)用的電子熒光顯示屏，特別是一種平板型嵌鑲式大屏幕彩色壁掛電視顯示屏。
我們知道，屏幕尺寸大于1平方米時，由于加工、運輸和機械等原因，通常都用多個較小的顯示屏-象素屏拼接而成，此即為嵌鑲式大屏幕顯示屏。
電子熒光顯示屏是一種平板型真空顯示器，每一顯示屏四周都有一個有一定厚度的側(cè)墻。當(dāng)它被用來以嵌鑲拼接方式構(gòu)成大屏幕顯示器時，各象素屏之間必然有一個一定寬度的拼接縫，此拼縫和側(cè)墻厚度構(gòu)成一個不發(fā)光區(qū)，此不發(fā)光區(qū)的寬度大于或等于二個側(cè)墻的厚度和象素屏接縫的寬度之和。由于象素屏是一種真空器件，它的側(cè)墻不可能做得十分薄，又由于象素屏系由玻璃制成，拼接時象素之間的間隙不可能做得很小，這就限制了嵌鑲式顯示屏的分辨率難于做得很高。
例如，如果我們采用如圖1所示的發(fā)光點分布圖形，即每一象素由四個正方形或矩形的發(fā)光粉點組成。其中二對象點為二個綠(G)點，另二個中一個為紅(R)，一個為蘭(B)。圖1中1和2分別為二個拼接在一起的二個相鄰的象素屏，3為象素屏的密封側(cè)墻，4為顯示屏的一個象素。
設(shè)a為一個象素內(nèi)各發(fā)光點之間的間隙寬度，象素屏側(cè)墻厚度為t，象素屏最旁邊的發(fā)光點與側(cè)墻之間的間隙為b，象素屏間的拼接縫寬度為g，則象素屏之間相鄰象素間的間隙寬度為(2b+2t+g)。為了保證整個大屏幕各象素均勻分布，以保證顯示圖象均勻，則象素屏內(nèi)各象素間的間隙寬度d也應(yīng)等于上述接縫處象素間的間隙寬度，即d-(2b+2t+g)。
另一方面，為了得到足夠的顯示圖象的亮度，發(fā)光點所占的面積應(yīng)盡可能大，通常應(yīng)在40%以上。
舉例說若側(cè)墻厚度t＝1.5mm，b＝0.5mm，g＝1.0mm，則d-5mm。若a為1mm，設(shè)象素節(jié)距為p，則一個象素內(nèi)發(fā)光點所占面積SL為(p-d-a)2，而一個象素的總面積SY為P2，SL/ST＝0.4-(p-d-a)2/P2，由此可得p＝16.3mm，即電視掃描線的行的節(jié)距最小為16.3mm，對于PAL制的全電視分辨的屏，總的有效行數(shù)約為560行，即用這種象素拼接成全電視分辨率的大屏幕顯示屏?xí)r，其屏幕最小尺寸對角線為15.2米，即600英寸。
考慮到圖1所示象素圖形中，每一象素有二個綠點，由于人眼對圖象清晰的判斷主要決定于綠色，即一個由二個綠點構(gòu)成的R-G-B-G四點式象素，如果我們將它分成二行掃描，即第一行掃R-G-R-G……，第二行掃描G-B-G-B……，所得圖象清晰度將提高一倍，即每一行象素可等效于二行掃描線，這樣，上述例子中最小掃描線節(jié)距成為16.3/2＝8.2mm，PAL制全電視分辨率的最小屏幕尺寸對角線為7.6米(即300英寸)。對于NTSC制，則為6.56米，即285英寸。
為了進一步提高分辨率，縮小屏幕尺寸，主要是縮小側(cè)墻厚度和提高制作工藝，縮小b值。但由于電子熒光顯示屏是一種真空器件，為了真空密封和具有足夠的抗大氣壓強度，側(cè)墻厚度不可能做得很薄;其次，電子熒光顯示器是一種平板型顯示器，側(cè)墻密封通常用低熔點玻璃粉密封，為了保證有良好的真空密封性能，在側(cè)墻和發(fā)光粉點之間一般都會有一些不發(fā)光的玻璃粉，即b值難于很小。
另一方面，目前的電子熒光顯示屏，通常把與同一行發(fā)光點相對應(yīng)的第一柵和第三柵極連接在一起，作為一個電極驅(qū)動。相鄰發(fā)光點之間的電子散射嚴重。為了保證良好的色純度，同一象素內(nèi)各發(fā)光點之間必須有一定的發(fā)光點間隙，即a值也不可能很小。雖然，為了減小這種相鄰發(fā)光點之間的散射電子引起的串話，我們可以在各發(fā)光點之間加上很薄的隔墻，但這將增加工藝的難度和成本。
本發(fā)明的目的是為了克服上述存在的不足而提供一種顯示分辨率和亮度較高的嵌鑲式大屏幕視頻顯示系統(tǒng)用的電子熒光顯示屏。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的。
1.它是由一系列相互平行的直熱式氧化物細絲構(gòu)成的陰極，三個依次排列布置的柵極，一個由紅、蘭、綠三基色發(fā)光點列陣的陽極，將上述電極密封在一個由透明面板和背板構(gòu)成的平板型真空容器中，第二柵極用于調(diào)制亮度，第三柵極用于行掃描，第二柵極與第三柵極相互正交并按發(fā)光點分組構(gòu)成顯示矩陣，第一柵極(11)和第三柵極(9)分開驅(qū)動，第一柵極(11)上采用不同的開通電壓形成會聚電子透鏡(19)，該會聚電子透鏡(19)的位置緊跟著第三柵極(9)的行掃描移動。
2.第一柵極(11)和第三柵極(9)互相平行，在與選通行的第三柵極(9)相對應(yīng)的第一柵極(11)上加上較高的開通電壓，其二側(cè)的第一柵極(11)上加上較低的開通電壓，并以此形成會聚電子透鏡(19)。
3.第二柵極(10)的位置靠近第三柵極(9)，比之第二柵極(10)與第一柵極(11)的距離要小。
4.有四個方塊或矩陣形發(fā)光點組成的象素(28、29、30、31)上，每一發(fā)光點被分成n2個次級發(fā)光點并各自獨立選址和調(diào)制，與每一發(fā)光點相對應(yīng)的第二柵極(10)和第三柵極(9)各自分為n組，分別作為n個獨立的電極并分別驅(qū)動。
5.每一發(fā)光點被分成四個獨立的次級發(fā)光點，而與每一發(fā)光點相對應(yīng)的第二柵極(10)和第三柵極(9)各自分為二組。
6.各次級發(fā)光點被一行換一行或按電視制式一行隔一行順次掃描，一場掃描奇數(shù)行，下一場掃描偶數(shù)行，反復(fù)進行，每一行的次級發(fā)光點圖象信號按順序一點換一點采樣和顯示。
7.每一行次級發(fā)光點圖象信號的采樣和顯示是按照將一個象素內(nèi)同一行次級發(fā)光點中前一發(fā)光點的后一次級發(fā)光點的圖象信號采樣時間和后一發(fā)光點的前一次級發(fā)光點對調(diào)這一次序進行的。
8.構(gòu)成陰極細絲端方向二邊的拼接間距較小，此拼接處二相鄰象素之間的間距小于其它象素間的間距。


如下圖1為目前嵌鑲式電子熒光顯示屏的一種發(fā)光點的分布圖形。
圖2為目前嵌鑲式電子熒光顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的嵌鑲式電子熒光顯示屏的電子透鏡示意圖。
圖4為本發(fā)明的掃描選址方式示意圖。
圖5為本發(fā)明的另一掃描選址方式示意圖。
下面將通過附圖對本發(fā)明作詳細的介紹圖1為目前嵌鑲式電子熒光顯示屏發(fā)光點的一種分布圖形。其中1和2分別為二個拼接在一起的相鄰的象素屏;3為象素屏的密封側(cè)墻;4為象素屏的象素，它由4個發(fā)光點5組成，其中紅色(R)和蘭色(B)各為一個發(fā)光點，綠色(G)為二個點。a為同一象素內(nèi)各發(fā)光點之間的間隙，t為象素屏側(cè)墻的厚度，b為象素屏最旁邊的發(fā)光點與側(cè)墻之間的間隙寬度，g為象素屏之間的拚接縫寬度，則象素屏之間的不發(fā)光區(qū)的寬度為(2t+2b+g)，它與象素屏內(nèi)其它相鄰象素間的間隙寬度d相等，即d＝2t+2b+g。
圖2為目前嵌鑲式電子熒光象素屏的結(jié)構(gòu)示意圖。其中6為象素屏的面板，通常為透明平板玻璃，此面板的內(nèi)表面為透明導(dǎo)電層7，此導(dǎo)電層上為紅(R)、蘭(B)、綠(G)三基色發(fā)光點陣列8，9為第三柵極，10為第二柵極，11為第一柵極，12為陰極，14為象素屏的背板，它的內(nèi)表面上有防外界靜電場影響的導(dǎo)電層13。三個柵極各自由相互平行的金屬細絲或光刻金屬網(wǎng)構(gòu)成，與同一發(fā)光點相對應(yīng)的第一柵11和第三柵9相互連接成為一個電極，用一個驅(qū)動器驅(qū)動，通常用于行掃描。第二柵10則用于輸入圖象數(shù)據(jù)信號調(diào)制亮度。第一柵和第三柵極相互平行，和第二柵極正交，第二柵極和第三柵極構(gòu)成顯示矩陣。陰極12為一系列相互平行的互熱式氧化物細絲所組成。
工作時，陰極加上額定的加熱電壓，使細絲口加熱到約670℃。這時，在細絲表面的電子發(fā)射粉就可發(fā)射電子。所發(fā)射的電子受到三個柵極的控制和調(diào)制，有選擇地打到加有高壓的陽極面上的發(fā)光粉上，使發(fā)光粉受激發(fā)而發(fā)出不同顏色的光，以顯示彩色圖象或字符圖形等。
例如，當(dāng)?shù)谝弧⑷龞艠O15加上開通電壓，16加上截止電壓，第二柵加開通電壓。這時，由陰極12發(fā)出的電子，在第一、三柵15處受到三個柵極的開通電壓和陽極高壓的吸引而通過柵極打到陽極面上的紅色發(fā)光粉上，使該處柵極打到陽極面上的紅色發(fā)光粉上而發(fā)出紅光。而第一、三柵16上方的陰極發(fā)射出來的電子17，則受第一、三柵16的負的截止電壓的拒斥，無法通過柵極，因而與它相對應(yīng)的發(fā)光點(G)不發(fā)光。在此情況下，能達到紅發(fā)光點的電子只有與該發(fā)光點寬度基本相等的一小段陰極所發(fā)射的電子，因而陰極電流密度低即亮度低。
其次，第一和第三柵極連接一起驅(qū)動，開和關(guān)的電壓主要由第一柵極決定，而由陰極發(fā)射出來的電子并不全部垂直陽極，那些斜方向飛行的電子18，會經(jīng)過相鄰的第三柵極而打到本來應(yīng)當(dāng)不發(fā)光的發(fā)光點上，從而產(chǎn)生發(fā)光點之間的串話，降底了顯示圖象的色純度和清晰度。這是因為第三柵的截止電壓比第一柵低得多，而如果我們采用第三柵的截止電壓而驅(qū)動第一、三柵，則會因截止電壓太低而降底亮度，因而無法阻止如18所示的這類電子串話。
本發(fā)明是將第一柵極和第三柵極分開驅(qū)動，并使第一柵極形成一個會聚電子透鏡，把被選址的發(fā)光點上方陰極附近的陰極所發(fā)射的電子都會聚起來并射到一個較小面積的發(fā)光點上，從而提高了陽極電流密度，即提高了發(fā)光亮度，同時還提高了分辨率。
圖3為本發(fā)明的電子透鏡和電子軌跡的示意圖。圖中6為象素屏的透明面板，它的內(nèi)表面為透明電層7，導(dǎo)電層上有R、G、B三基色發(fā)光點8、9、10和11分別為第三、二和第一柵極，12為陰極，14為象素屏背板，其內(nèi)表面為防靜電影響的電層13。
第一柵極11和第三柵極9分開各自被驅(qū)動。第一柵極形成一個會聚電子透鏡19，如圖3所示，如果第三柵的20處于開通電壓，21和22處于截止電壓，則由于會聚透鏡19的會聚作用，使在處于截止?fàn)顟B(tài)的第三柵21和22上方的陰極所發(fā)射的電子也可經(jīng)過會聚透鏡19和第二、三柵并射到發(fā)光點23上，從而大大提高了發(fā)光點23的入射電流密度，即大大提高了亮度。另一方面，由于這種情況下，顯示行的開和關(guān)的選擇由第三柵極決定，被選通的發(fā)光點行上方的第三柵極充分開通，可讓電子有效地通過，而相鄰的第三柵極則可充分截止，從而消除了圖2中18所示的這一類電子串話，因而發(fā)光點可以做得較小，發(fā)光點之間的間隙也可取得較小，從而提高了圖象的亮度分辨率和色純度。
第一柵極的會聚透鏡容易用不同的電壓形成。它的位置隨著行掃描線移動。例如，圖3所示，第三柵的24開通，它的二側(cè)的第三柵截止，這時，發(fā)光點23被選通，與它相對應(yīng)的第一柵極的25加上較高的開通電壓，例如10伏至200伏，它二側(cè)的第一柵極的26和27加上1/10至1伏的開通電壓，從而形成電子透鏡，可將第一柵極26、27上方陰極所發(fā)射的電子會聚并射到發(fā)光點23上，從而增加了亮度。加有高開通電壓的第一柵的位置緊跟第三柵的行掃描移動。
為了得到較高的圖象清晰度，第二柵與第三柵相互靠得較近，而第二柵與第一柵則相距較遠。例如第一、二柵極間距dg12為第二、三柵極間距dg23的1.2至1.5倍。
其次本發(fā)明采用一種特殊的掃描和選址方法以進一步提高分辨率。圖4為本發(fā)明的選址方法1的示意圖。圖4中28和29分別為二個象素，它們分別由四個正方形或矩形發(fā)光點組成，其中二個對角的點為綠色光點，另二個中一個為紅，一個為蘭發(fā)光點。由于本發(fā)明的前述選址方式具有很高的分辨率，相鄰發(fā)光點之間的串話很小，因而我們可以把每一發(fā)光點分成若干個點，例如n2個點(這種較小的發(fā)光點我們稱它為次級發(fā)光點)各自獨立選址和調(diào)制，即與每一發(fā)光點相對應(yīng)的第二柵和第三柵各自被分成幾組，分別作為幾個獨立的電極用于選址和調(diào)制，從而使圖象有效分辨率提高n倍。圖4表示一個發(fā)光點被分成2n(即n＝2)個次級發(fā)光點的情況，其中T1、T2……順次開通，或按電視制式，第一場開通T1、T3、T5……等奇數(shù)行，第二場開通T2、T4、T6……等偶數(shù)行，如此反復(fù)運行。圖象信號由第二柵極送入，這時原一個發(fā)光點的第二柵也被分成二組，分別送入與它在圖象幾何位置相對應(yīng)的信號，結(jié)果原來一個發(fā)光點，實際被分成4個點，即實際圖象分辨率提高了一倍。由于前述發(fā)明的選址和亮度調(diào)制方式具有很好的電子會聚性能，相鄰發(fā)光點之間的串話很小，因而實際圖象清晰度將有效地提高，而且由于電子透鏡的會聚作用，亮度也將提高。
此外，為了增強上述選址和調(diào)制方法的提高分辨率的效果，考慮到人眼對圖象清晰度的判斷主要由綠光決定。因而我們可以采用圖5所示的選址方式。圖中30和31分別為二個象素，每一象素由4個發(fā)光點組成，其中二個為綠，一個為紅，一個為蘭，若每一發(fā)光點也被分成四個次級發(fā)光點來選址和調(diào)制。行掃描與上述方式相同，或一行換一行，或一行間隔一行掃描。而圖象數(shù)據(jù)的順序則另行安排。當(dāng)顯示器掃描T1行時，將這行中綠點的前一個次級發(fā)光點提前一步采樣，即按t1-t3-t2-t4-t5-t7-t6-t8……的順序送數(shù)，即在圖象信號被采樣時，綠點的前一個次級發(fā)光點(圖4中t3和t7的位置)采樣時間與前一紅點的后一個次級發(fā)光點的采樣時間相互交換，即綠點前一次級發(fā)光點的綠信號實際是前一紅點后一次級發(fā)光點的綠信號，從而加強了圖象變化量，即進一步提高了清晰度。
例如鑲嵌式象素屏的側(cè)墻厚度與圖1所示的情況相同，即t＝1.5mm，b＝0.5mm，g＝1mm，所以d＝5mm。但由于采用本發(fā)明的選址方式，減少了發(fā)光點之間的串話，因而發(fā)光點之間的間隙寬度a值可以減小，例如減小為0.4mm。若發(fā)光面積SL和總面積ST之比仍為40%，則由SL/ST＝0.4＝(p-d-a)2/p2可得象素節(jié)距等于14.7mm。若此時，采用上述一發(fā)光點分為四個次級發(fā)光點的方法來選址和亮度調(diào)制，則PAL制全電視分辨率的屏幕對角線為14.7×560×5÷4÷3＝3.43米，即按幾何尺寸計算而得的值再除以4，即135英寸。NTSC制全電視分辨率屏的對角線為14.7×480×5÷4÷3＝2.94米，即116英寸，顯然，這樣尺寸的鑲嵌式平板型彩色壁掛電視有著十分廣泛的應(yīng)用前景。如果進一步改進工藝、減小上述t、b和g(即d)的數(shù)值，更小屏幕的嵌鑲式壁掛電視也是可能的。例如若t＝1.0mm，b＝0.2mm，g＝0.8mm，即d＝3.2mm，若SL/ST為0.4，則P＝10mm，PAL制全電視分辨率的最小屏幕為2.3米，即92英寸，NTSC制則為2米，即79英寸。
此外，由于電子熒光顯示屏采用直熱式氧化物細絲陰極，在此陰極細絲的二端由于陰極支架導(dǎo)熱使其二端溫度較低，發(fā)射電子數(shù)量較少，因而陰極細絲二端下方，即嵌鑲式象素屏陰極細絲二端的邊上，發(fā)光亮度較低，當(dāng)許多象素屏拼接成一個大屏幕時，常常可以在這方向的拼接縫處看到一條暗線，影響圖象質(zhì)量。為了消除這一缺點，可以讓象素屏在陰極細絲端方向的二邊之間的拼接間距設(shè)計得比其它象素間的間隙寬度小一些。例如小10%至50%，以消除陰極細絲印起的暗線，得到均勻的顯示圖象。
本發(fā)明是對現(xiàn)有技術(shù)的一種改進，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有較高的圖象亮度分辨率和色純度，同時具有很高的發(fā)光亮度的特點。
權(quán)利要求
1.一種嵌鑲式彩色大屏幕視頻顯示系統(tǒng)用的電子熒光顯示屏，它包括一個由一系列相互平行的直熱式氧化物細絲構(gòu)成的陰極，三個依次排列布置的柵極，一個由紅、蘭、綠三基色發(fā)光點列陣的陽極，將上述電極密封在一個由透明面板和背板構(gòu)成的平板型真空容器中，第二柵極用于調(diào)制亮度，第三柵極用于行掃描，第二柵極與第三柵極相互正交并按發(fā)光點分組構(gòu)成顯示矩陣，其特征在于第一柵極(11)和第三柵極(9)分開驅(qū)動，第一柵極(11)上采用不同的開通電壓形成會聚電子透鏡(19)，該會聚電子透鏡(19)的位置緊跟著第三柵極(9)的行掃描移動。
2.如權(quán)利要求1所述的嵌鑲式彩色大屏幕視頻顯示系統(tǒng)用的電子熒光顯示屏，其特征在于第一柵極(11)和第三柵極(9)互相平行，在與選通行的第三柵極(9)相對應(yīng)的第一柵極(11)上加上較高的開通電壓，其二側(cè)的第一柵極(11)上加上較低的開通電壓，并以此形成會聚電子透鏡(19)。
3.如權(quán)利要求1所述的嵌鑲式彩色大屏幕視頻顯示系統(tǒng)用的電子熒光顯示屏，其特征在于所述的第二柵極(10)的位置靠近第三柵極(9)，比之第二柵極(10)與第一柵極(11)的距離要小。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的嵌鑲式彩色大屏幕視頻顯示系統(tǒng)用的電子熒光顯示屏，其特征在于有四個方塊或矩陣形發(fā)光點組成的象素(28、29、30、31)上，每一發(fā)光點被分成n2個次級發(fā)光點并各自獨立選址和調(diào)制，與每一發(fā)光點相對應(yīng)的第二柵極(10)和第三柵極(9)各自分為n組，分別作為n個獨立的電極并分別驅(qū)動。
5.如權(quán)利要求4所述的嵌鑲式彩色大屏幕視頻顯示系統(tǒng)用的電子熒光顯示屏，其特征在于所述的每一發(fā)光點被分成四個獨立的次級發(fā)光點，而與每一發(fā)光點相對應(yīng)的第二柵極(10)和第三柵極(9)各自分為二組。
6.如權(quán)利要求5所述的嵌鑲式彩色大屏幕視頻顯示系統(tǒng)用的電子熒光顯示屏，其特征在于各次級發(fā)光點被一行換一行或按電視制式一行隔一行順次掃描，一場掃描奇數(shù)行，下一場掃描偶數(shù)行，反復(fù)進行，每一行的次級發(fā)光點圖象信號按順序一點換一點采樣和顯示。
7.如權(quán)利要求5所述的嵌鑲式彩色大屏幕視頻顯示系統(tǒng)用的電子熒光顯示屏，其特征在于每一行次級發(fā)光點圖象信號的采樣和顯示是按照將一個象素內(nèi)同一行次級發(fā)光點中前一發(fā)光點的后一次級發(fā)光點的圖象信號采樣時間和后一發(fā)光點的前一次級發(fā)光點對調(diào)這一次序進行的。
8.如權(quán)利要求7所述的嵌鑲式彩色大屏幕視頻顯示系統(tǒng)用的電子熒光顯示屏，其特征在于構(gòu)成陰極細絲端方向二邊的拼接間距較小，此拼接處二相鄰象素之間的間距小于其它象素間的間距。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于嵌鑲式彩色大屏幕視頻顯示系統(tǒng)的顯示屏。它是一種包括一個陰極、三個柵極和一個陽極的電子熒光顯示屏。第一柵極構(gòu)成一個會聚透鏡，把由陰極發(fā)射出來的電子會聚集中射在一個較小的陽極面上的發(fā)光粉上，以得到更高的發(fā)光亮度和更高的圖象分辨率。第二和第三柵極相互正交，構(gòu)成顯示矩陣，第三柵極用于行掃描，第二柵用于送入圖像數(shù)據(jù)。用本發(fā)明提出的選址方式，圖像分辨率可提高幾倍。本發(fā)明的顯示屏，適用于嵌鑲式大屏幕彩色視頻顯示系統(tǒng)。
文檔編號H01J29/46GK1083969SQ9310625
公開日1994年3月16日 申請日期1993年5月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月22日
發(fā)明者葛曉勤 申請人:葛曉勤