專利名稱：熒光屏三基色區(qū)域彼此相鄰排列的發(fā)光管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明與室內外巨型顯示屏有關，人們都知道多個獨立的發(fā)光體有規(guī)律的排列，可以通過電子信號控制發(fā)光體的亮暗來獲得圖像。圖像的亮度、清晰度直接與發(fā)光體有關，普通室內外大屏幕顯示屏發(fā)光體的發(fā)光面積以及發(fā)光面之間的距離都比較大，因此圖像的顆粒度大，清晰度也相應就低。所以，提高圖像的清晰度縮小發(fā)光器件光點閥的距離便變得尤為重要。但是縮小發(fā)光體面積與提高亮度是一對矛盾。
本發(fā)明提供的器件既保正了亮度要求又大大縮小了發(fā)光面積，增大了清晰度。本發(fā)明的目的是提供一種具有泛束性質的發(fā)光管，其中在面板內表面上的熒光粉各區(qū)域具有獨立發(fā)光的特性，且紅、綠、藍三基色熒光粉區(qū)域彼此相鄰排列，為室內外巨型顯示屏提供了一種實用且具有高清晰度的發(fā)光器件----熒光屏三基色區(qū)域彼此相鄰排列的發(fā)光管。為實現(xiàn)上述目的，提供的這種器件包含一、具有真空密封性能的玻璃外殼，含有玻璃熒光屏(1)、玻璃框(4)和底板(5)。在玻璃熒光屏(1)內表面上有多組彼此相鄰排列的三基色熒光粉區(qū)域(3R、3G、3B)，且每組三基色熒光粉中任意兩種粉之間都彼此相鄰。這就大大增強了三基色光的混色效果，顯示更逼真的彩色圖像。
二、玻璃外殼內有陽極組件，包含陽極框(12)、高壓引線(10)和消氣環(huán)(26)以及封接固定陽極框(12)用的固定耳(19)，陽極組件通過固定耳(19)牢固地封接在熒光屏的下表面處。
三、玻璃外殼內有陰柵組件，包括屏蔽罩(15)、支撐架(17)、第二柵極(8)、第一柵極(7R、7G、7B)、隔片(18)、支座(16)、陰極(14G、14RB)、陰極支架(24)以及引線板(23)、固定支腳(20)。支撐架用于支撐第二柵極(8)和隔離內有不同個陰極的第一柵極(7R、7B和7G)并被固定在屏蔽罩(15)的內表面。而電子發(fā)射系統(tǒng)被固定在陰極支架(24)上，用來發(fā)射電子轟擊熒光屏激發(fā)熒光粉發(fā)光。
按照具有上述結構的電子管，呈拱形的第一柵極(7R、7G、7B)和固定陰極(14G、14RB)的陰極支架(24)通過與緊貼在支座(16)下面的引線板(23)中的引線焊接和用鉚釘與支座鉚合，就分別固定在支座(16)上。另外屏蔽罩(15)左右兩內側面下邊緣部份分別有兩個支臺(20)，用來固定支座(16)在屏蔽罩(15)中的位置，這樣能使屏蔽罩(15)內的每個部件得高準確度的定位。
參考下面附圖的詳細描述，能對本發(fā)明有個全面的了解。


圖1是發(fā)光管的外觀視2是發(fā)光管的俯視3是沿圖2A-A’線切斷剖面4是沿圖2B-B’線切斷剖面5是發(fā)光管裝配結構的分解透視6是熒光屏放大剖視7是屏蔽罩工作原理8是屏蔽罩的俯視9是沿圖8C-C’線切斷的剖10是沿圖8D-D’線切斷的剖11是陽極框的透視12是陽極框裝配在玻璃框中的俯視13是陰極裝配固定剖視14是第一柵極的裝配剖15是第二柵極成形16是絕緣隔片的外視圖如圖1所示，這種發(fā)光管有一個具真空密封性能的玻璃外殼，玻璃外殼含有呈矩形的熒光屏(1)、呈矩形的玻璃框(4)和呈矩形的底板(5)。底板(5)與熒光屏平面相平行。且底板(5)上有一用于抽氣的通孔(27)和與之封接在一起的反喇叭口的抽氣管(9)，它們之間的封接均是用與之膨脹系數(shù)基本相同的玻璃焊料(25)燒結而成。
如圖6所示，熒光屏形成于面板玻璃的內表面。熒光屏(1)上有多組彼此相鄰排列的三基色熒光粉區(qū)域(3R、3G、3B)分別發(fā)紅光、綠光、藍光。它們中的任意兩種粉區(qū)域之間都彼此相鄰，增強了三基色光的混色效果，減小了視覺差，提高了圖像的清晰度。黑色的石墨層(2)處于各熒光粉區(qū)域之間或邊緣，是一層導電層，它以邊框的形式涂覆在面板的內表面。上述各粉層上又覆蓋了一層平滑的鋁膜(11)，使得熒光屏反射到屏外的光亮度增加，并對熒光屏形成等電位。
在三基色熒光粉區(qū)域彼此相鄰排列的熒光屏下面，有一個陽極框(12)，在每個熒光粉區(qū)域周圍或各熒光粉區(qū)域之間都有隔離片，這些隔離片使陽極框形成與熒光屏中熒光粉區(qū)域相對應的空格結構，這種結構的陽極框(12)可以有效地防止電子在加速過程中撞擊殘余氣體分子或金屬電極中的原子引發(fā)的二次電子直接轟擊相鄰近的熒光粉區(qū)域而形成串色。它同時起到陽極高壓引線的作用。從圖11上看，陽極框(12)頂部有幾個凸起(28)，在各隔離片的相交拐角處，它能與熒光屏上的鋁層(11)良好接觸，使得鋁層(11)和陽極框(12)具有同等電位。在陽極框(12)前后兩側面上有對稱焊接上的固定耳(19)，并能和玻璃外殼通過玻璃焊料燒結在一起，陽極框(12)通過其前后兩側焊接上的固定耳(19)與玻璃框(4)上緣用膨脹系數(shù)基本相同的玻璃焊料燒結在一起而固定在熒光屏的下表面處，與熒光屏保持良好的電接觸，得到高精度地定位。陽極框(12)中部有一裝配吸氣劑(26)之用的折彎平臺和一個點焊高壓引線(10)之用的豎面連接條。
如圖3所示，玻璃外殼內陰柵組件中有屏蔽罩(15)、第二柵極(8)和支撐架(17)、第二柵極(8)固定在屏蔽罩(15)內表面上，支撐架(17)用以支撐第二柵極(8)，使其保證本身的形狀并有效地隔離內有不同個陰極(14RB、1G)的第一柵極(7R、7B和7G)，支撐架(17)上部形狀與第二柵極(8)形狀一致，直接頂住撐起第二柵極(8)。
屏蔽罩(15)內存在著與熒光粉區(qū)域中心線對應的線狀陰極(14G、14RB)和第一柵極(7R、7G、7B)，拱形第一柵極的弧面對應著各自熒光粉區(qū)域，其拱形弧面上有許多通孔，是穿過電子之用。第一柵極(7R、7B和7G)兩側分別有一個和兩個定位腿，通過與支座(16)下面的引線板(23)中的引線點焊連接而被牢固地固定在支座(16)上，拱形第一柵極(7R、7B、7G)圓弧中心處有陰極(14RB、14G)，陰極兩端被繞制和焊接在陰極支架(24)上，陰極支架(24)通過用鉚釘(22)鉚合固定在支座(16)上，并準確定位。
屏蔽罩(15)左右內側下邊緣部份各有2個支臺(21)，是固定支座(16)的定位之用，并確定支座(16)與屏蔽罩(15)中第二柵極(8)之間的距離，從而也對第一柵極(7R、7B、7G)、陰極(14G、14RB)進行了定位。
在采用同一個陰極的兩個第一柵極(7R、7B)之間有絕緣隔片(18)，并帶有4個定位梢(30)，分別在上下兩個端面上，是絕緣兩個第一柵極(7R、7B)的，其中間有一切槽(29)是同一個陰極穿過的通槽之用。上下四個定位梢分別插入屏蔽罩(15)和支座(16)的定位孔中。
在支座(16)與底板(5)之間有一引線板(23)，各電極通過與之焊接達到從管外對電極輸送電信號的目的，并起到把陰柵組件連接在一起的作用。其材質的膨脹系數(shù)與玻璃及玻璃焊料基本相同，能達到匹配封接。第二柵極(8)在對應著熒光粉區(qū)域的通孔部份是由網孔均勻密排而成。它能使穿過第一柵極(7R、7B、7G)的電子獲得加速后穿過第二柵極(8)到達熒光屏，激發(fā)對應的熒光粉發(fā)光。第二柵極(8)由兩部份組成，如圖15所示。由于共用一個陰極的第一柵極的數(shù)量不同，其第二柵極(8)也略有不同，它能保證穿過第二柵極(8)的電子能均勻地轟擊各自對應的熒光粉區(qū)域。從另一方面講，若不把第二柵極(8)做成此狀而采用普通平板狀，電子雖然能穿過第二柵極后能擴散，但均勻一致性差，使得熒光屏前后區(qū)域由于陰極冷端效應而引起的亮度不高或發(fā)暗，如圖7所示為加固屏蔽罩(15)在外殼內的位置和牢固性，在屏蔽罩(15)左側或右側的封接處下沿點焊上一個支腳(20)，把支腳(20)封接在玻璃框的邊緣處。
下面開始敘述具有上述結構的發(fā)光管的工作原理陽極電壓是通過從抽氣管(9)引出的高壓引線(10)加至陽極框(12)上又傳到熒光屏上，熒光屏和陽極框(12)具有同樣的電壓。給陽極供給恒定UA、第二柵極UG2，供給陰極(14RB、14G)的電壓是恒定UF，而加在第一柵極(7R、7B、7G)上的電壓是個開關變量UG0和UG1，以便可以有選擇性地控制各個熒光粉區(qū)域亮或暗。具體地說，當給第一柵極(7R、7B、7G)施加UG0電壓時，由陰極產生的電子會到電場的排斥而不能穿過第一柵極(7R、7B、7G)到達熒光粉區(qū)域，熒光粉區(qū)域就不會發(fā)光。當給第一柵極(7R、7B、7G)施加UG1時，陰極產生的電子就會受到吸引力穿過第一柵極(7R、7B、7G)獲得加速到達熒光屏，激發(fā)所對應的熒光粉區(qū)域發(fā)光。這些陰極發(fā)射的電子獲得電勢能并不斷地轉化為動能。當加速到陽極時，勢能全部轉化為動能。這些具有一定動能和動量的電子就會轟擊熒光粉，激發(fā)熒光粉發(fā)光。通過對第一柵極施加UG0和UG1開關變量電壓，可以達到控制熒光屏中各熒光粉區(qū)域亮成暗的目的。而發(fā)光時間也既是亮度強弱是由供給第一柵極(7R、7B、7G)UG1電壓的時間長短所決定。
就熒光屏本身來講，彩色顯示屏的白場平衡是紅色光、綠色光、蘭色光混合而成。在D65白場平衡下，其紅、綠、蘭的光強度比大致應在3∶6∶1范圍內。若同等面積的熒光粉在同樣的電流密度的電子轟擊下，三基色粉發(fā)光強度不能滿足白場平衡的要求。所以，在設計熒光屏各粉區(qū)面積時，就通過調整發(fā)光面積的大小來彌補這個問題。這就可滿足在同等電流密度的電子轟擊下紅、綠、蘭三基色發(fā)光強度比大致在3∶6∶1范圍內。由于紅、綠、蘭三基色熒光粉之間都彼此相鄰，在顯示單色或其它混合色時，顯示象素的中心位置偏離不大，減小了視覺差，增加了混色效果，縮短了可視距離，增加了圖象清晰度。這明顯優(yōu)越于熒光粉呈三豎條狀排列和四點一組四方排列方式。考慮到這種結構的發(fā)光管在應用時要滿足各三基色組間距一致的要求，在設計熒光屏(1)時，三基色粉各區(qū)域雖呈矩形且彼此相鄰排列，但整個三基色總區(qū)域仍呈正方形。三基色粉之間的間隙很小，提高了平均亮度。其間隙是用導電的黑色石墨層(2)填補的，有利于提高對比度。
第二柵極的設置既給電子以加速又能屏蔽保護陰極(14RB、14G)。若沒有第二柵極(8)，具有一定加速度和動能的電子就會撞擊管內殘余氣體分子或電極的金屬原子，使它們分裂為重離子和電子，這些重離子就會在電場作用下獲得加速，回轟陰極(14RB、14G)，引起陰極濺數(shù)，大大縮短了陰極(14RB、14G)的壽命和降低發(fā)射能力。因而，按上述結構和功能的發(fā)光管，其工作原理是通過引線板(23)和高壓引線(10)分別供給第一柵極(7R、7B、7G)UG1電壓、第二柵極(8)UG2電壓、陰極(14RB、14G)UF電壓和陽極UA電壓。陰極在UF的作用下，具備了工作條件就發(fā)射出電子，這些沿四周逸出的電子在第一柵極UG1和第二柵極UG2、陽極UA電壓的聚集和加速下，穿過第一柵極(7R、7B、7G)和第二柵極(8)到達熒光屏。在穿過第一柵極后在第二柵極場作用下受到適當?shù)陌l(fā)散和偏轉，電子能均勻地轟擊熒光屏，激發(fā)熒光粉發(fā)光。另一方面，若給第一柵極(7R、7B、7G)施加UG0電壓時，其它條件不變，則陰極(14G、14RB)發(fā)射的電子因受到拒斥而不能穿過第一柵極到達熒光屏使熒光粉發(fā)光。這就滿足了室內外巨型顯示屏對本發(fā)明的發(fā)光管發(fā)光亮度開關控制的要求。
下面敘述具有上述結構和工作原理的發(fā)光管的制造工藝首先通過印刷的方法在平板玻璃上印刷上導電的石墨邊框，如圖1然后再分別印刷上紅(3R)、綠(3G)、藍(3B)三基色熒光粉于各自要求的范圍內。滴有機膜后進行真空鍍膜，在平滑的有機膜上蒸鍍上一層鏡面鋁層(11)，鍍鋁后進行焙燒，去套影響真空性能的有機膜成份，這樣屏就制做完畢。
把沖壓成形后的屏蔽罩(15)倒置放在定位夾具中，再把成形后的第二柵極(8)、支撐架(17)分別放入屏蔽罩(15)內定位，再通過點焊機把它們焊接在一起。支撐架(17)的上部份緊靠第二柵極(8)，以確保在整個裝配過程中或成品的振動中不致于變形而改變電場分布，影響亮度的均勻性，如圖13所示，把陰極支架(24)的定位孔對準支座(16)上的定位孔，通過鉚釘在鉚合機上進行鉚合在一起，再較正支架本身。陰極支架(24)的高度要精確一致，裝配好的陰極要平行支座(16)平面。
固定好陰極后，把成形的第一柵極兩側的長腿放在支座(16)相應的定位槽中。并穿過支座(16)彎成90°與相對應的引線板(23)中的引線焊接，定位槽的長度與兩腿外側或單個腿兩側的距離一致，避免第一柵極前后串動。把絕緣隔片(18)下面的兩個定位梢插入支座(16)中的相應定位孔中，并夾在紅、藍第一柵極(7R、7B)之間。然后把裝配好的支座(16)放入屏蔽罩中，把支座放在支臺上，把絕緣隔片(18)上端的兩個梢子插入屏蔽罩(15)上對應的定位孔中進行定位和固定。通過引線兩端翻轉90°與屏蔽罩(15)焊接，固定了支座在屏蔽罩中的準確位置。此時，絕緣隔片能準確地卡在屏蔽罩與支座之間。固定支腳(20)焊接在屏蔽罩側面下沿處，其下沿與整個陰柵組件的下沿平齊。
在陽極框上點焊消氣環(huán)(20)和高壓引線(10)以及前后兩側的固定耳(19)。固定耳和高壓引線(10)采用能與玻璃匹配燒結的合金材料。
把裝配好的陽極組件、陰柵組件分別放入玻璃框(12)中，然后把它們和熒光屏、底板燒結在一起。這樣所有的零部件就裝配封接成一個整體。此后對這個整體抽真空，對陰極、消氣環(huán)進行處理后在抽氣管處割封，從而獲得熒光屏三基色區(qū)域彼此相鄰排列的發(fā)光管。
以上雖然對本發(fā)明的結構和原理進行了描述，但不局限于此，所有對本發(fā)明的修改和便相修改都在權利要求范圍內。
權利要求
1.本發(fā)明的熒光屏三基色區(qū)域彼此相鄰排列的發(fā)光管具有一個六面體玻璃外殼包含呈矩形的平板熒光屏(1)和四個面均垂直于熒光屏平面呈矩形的玻璃框(4)以及和熒光屏平面相平形的呈矩形帶有抽氣孔的底板(5)。被設置在外殼內的陽極組件。被設置在外殼內的陰柵組件。電子發(fā)射系統(tǒng)固定在陰柵組件內的支座(16)上。本發(fā)明的發(fā)光管其特征在于熒光屏(1)包含多組彼此相鄰排列的三基色熒光粉層(3R、3G、3B)，每組中的三基色粉中任意兩種熒光粉區(qū)域都彼此相鄰。所述的陰柵組件中的一個陰極(14G、14RB)可以對應一個或多個熒光粉區(qū)域，并非全是一個陰極對應一個熒光粉區(qū)域，且陰極平行于熒光屏平面，并位于對應的熒光粉區(qū)域的中心垂直面上；所述的陽極組件中有多組與三基色熒光粉區(qū)域相對應的空格；所述陰柵組件的頂部有不同弧度的拱形區(qū)域。
2.按權項1要求的發(fā)光管其特征在于所述陰柵組件中有含有網孔的第二柵極，第二柵極的形狀與陰柵組件頂部形狀一致。
3.按權項1要求的發(fā)光管其特征在于所述的陰柵組件中有呈拱形的第一柵極(7R、7B、7G)，并通過與其中的引線板(23)焊接，固定在支座(16)上。
4.按權項3要求的發(fā)光管其特征在于所述第一柵極(7R、7G、7B)內具有兩端固定在陰極支架(24)上的線狀陰極(14G、14RB)，陰極支架(24)通過鉚釘(22)鉚合固定在支座(16)上。
5.按權項3要求的發(fā)光管其特征在于所述引線板(23)中的各個引線分別與陰柵組件內的第二柵極(8)、第一柵極(7R、7B、7G)、陰極(14G、14RB)相連接，并固定在玻璃框(12)與底板之間。
6.按權項1要求的發(fā)光管其特征在于所述熒光屏(1)、玻璃框(4)、底板(5)以及和抽氣管(9)之間的密封使用與其膨脹系數(shù)基本相同的玻璃焊料(25)。
7.按權項2要求的發(fā)光管，所述陰柵組件中的第二柵級(8)上具有對應于熒光粉區(qū)域的多組不同弧度的、用于穿過電子的通孔區(qū)，每組各通孔區(qū)之間從俯視角度看也彼此相鄰排列。
8.按權項3要求的發(fā)光管其特征在于所述的呈拱形狀的第一柵極(7R、7B、7G)在其共用一個陰極(14RB)的第一柵極(7R、7B)之間有一絕緣隔片(18)。
9.按權項1要求的發(fā)光管其特征在于陰柵組件中有屏蔽罩(15)，且屏蔽罩左右兩內側面下邊緣部份分別有兩個對稱的支臺(21)，用于固定放置支座(16)，以保證支座(16)在屏蔽罩(15)中與第二柵極(8)之間的精確距離。
全文摘要
熒光屏三基色區(qū)域彼此相鄰排列的發(fā)光管,包括呈矩形的熒光屏、陽極組件、陰柵組件和玻璃外殼。熒光屏由多組彼此相鄰排列的三基色熒光粉區(qū)域組成,外殼內有分隔各熒光粉區(qū)域的陽極組件和控制電子發(fā)射的陰柵組件。陰柵組件中的電子發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的電子通過陰柵組件中的第一柵極后,經第二柵極和陽極的加速到達熒光屏,激發(fā)熒光粉發(fā)光。
文檔編號H01J31/10GK1193181SQ9710117
公開日1998年9月16日 申請日期1997年3月7日 優(yōu)先權日1997年3月7日
發(fā)明者王紅光, 賀在方 申請人:鄭州中原顯示技術有限公司