[发明专利]采用静电放大偏转的节省空间的阴极射线管

说明书

本申请要求享有1999年4月30日申请的临时序号为60/131,919和1999年10月21日申请的临时序号为60/160,654的美国专利申请的权益。

本发明涉及一种阴极射线管，更具体地说，涉及一种包括一个偏转辅助静电场的阴极射线管。

传统的阴极射线管(CRT)例如被广泛地用于电视和计算机显示器中。在阴极射线管的漏斗状的玻壳的管颈中有一个或多个电子枪，在玻璃面板上偏置一个正高压，例如30千伏特(kV)，所述的电子枪向玻璃面板发射一定数量的电子束。所述的面板通常大体上为矩形，而且通常是平面的或稍微弯曲的。玻壳和面板共同构成一个抽真空的封闭式容器。电子枪位于贯穿面板的中心且垂直于面板的轴线上。

电子束在面板上进行光栅扫描，撞击到面板上的荧光粉涂层或图形上，响应于电子束的强度而产生光，从而在其上面产生图象。光栅扫描是通过偏转线圈实现的，偏转线圈包括位于漏斗状的阴极射线管的管颈附近的外部的多组线圈。在偏转线圈的第一组线圈中的动态电流产生磁场，使得电子束从一边偏转或扫描到另一边(即水平扫描)，在偏转线圈的第二组线圈中的动态电流产生磁场，使得电子束自上而下扫描(即垂直扫描)。通常，所述电流的波形为锯齿形。磁偏转力通常只在电子束射出电子枪后的最初几厘米产生作用，从那时以后电子以直线轨迹运动，即实质上是在场自由漂移区域中运动。通常，在每个垂直扫描的时间内，水平扫描产生几百个水平线来产生光栅扫描的图象。

阴极射线管的深度，即面板和管颈后部之间的距离，是由一个最大角度和一个长度来确定的，这个最大角度是偏转线圈可以使电子束弯曲或偏转的最大角度，这个长度是管颈向后延伸以容纳电子枪的长度。如果增大偏转角度，就可以减小阴极射线管的深度。

现代的磁偏转阴极射线管通常达到±55°的偏转角，称为110°偏转。然而，此种110°阴极射线管用于对角线尺寸为大约62厘米(大约25英寸)或更大的屏幕时，深度是如此之大，以致于必须被设置在一个机壳中，而这个机壳必须要求一个特殊的架子或者是放在地板上。例如，110°阴极射线管面板的对角线尺寸大约为100厘米(大约40英寸)，宽高比为16∶9时，深度尺寸大约为60-65厘米(大约24-26英寸)。在实际应用中，考虑用更大、更重、更高功率的偏转线圈来增加最大偏转角，以便减小阴极射线管的深度，这种考虑是不利的，因为功耗的增加会导致磁偏转线圈和驱动电路的温度上升增大，而且会需要更高的费用。

在增加传统的阴极射线管的偏转角时碰到的另一个问题是偏转角增加会导致电子束在荫罩上的着屏角度(landing angle)减小。因为荫罩的厚度是在负担得起的费用基础上从技术合理角度考虑要尽量薄，荫罩的厚度太大会导致以小的着屏角度冲撞到荫罩的孔的侧壁上的电子束的比例达到难以接受的程度。对于小的着屏角度，例如，对于小于大约25°的着屏角度，将导致撞击在荧光粉上的电子束流减少得无法接受，同时图象的亮度也会减小。

解决这个深度困境的一个方法是寻求一种薄的或所谓的“平板”显示器，它可以避免传统的阴极射线管所必需的大深度。平板显示器被希望可以足够的薄，以致于可以被挂在墙上，它需要与传统的CRT截然不同的技术，传统的CRT的制造是以合理的费用产生了很大的价值。因此，平板显示器不可能以可比的费用来提供阴极射线管所能提供的好处。但是，相对于传统的阴极射线管来说，深度减小的阴极射线管可克服传统的阴极射线管深度过大的缺点，但并不需要阴极射线管的深度减小到可以挂在墙上的程度。

因此，需要一种阴极射线管，它的深度比传统的阴极射线管要小，而同时具有相同的屏幕尺寸。

为此目的，本发明的阴极射线管包括：一个管壳，它具有一个面板和在面板上的屏电极，适合于以屏电压进行偏置；一个电子束源，位于所述的管壳内，用于向面板发射电子束，其中这个源适合于对电子束进行磁偏转；以及荧光材料，它们被布置在面板上，用于响应于撞击在其上面的电子束而产生光。在管壳内部的至少第一静电电极具有孔，电子束从孔中通过，其中，第一电极在源和面板之间，并且适合于以超过屏电压的电压进行偏置。

按照本发明的另一方面，显示器包括：一个管壳，它具有一个面板和在面板上的屏电极，以屏电压进行偏置；一个电子束源，位于所述的管壳内，用于向面板发射电子束；一个紧邻电子束源的偏转线圈，用于以磁力使电子束发生偏转；以及布置在面板上的荧光材料，用于响应于撞击在其上面的电子束而产生光。在管壳内部的至少第一静电电极具有孔，偏转后的电子束从孔中通过，其中，第一电极在源和面板之间，并且以超过屏电压的第一电压进行偏置。一个电压源提供第一电压和屏电压。