CN1131542C

CN1131542C - 带阴极射线管的显示器

Info

Publication number: CN1131542C
Application number: CN97191342A
Authority: CN
Inventors: J·W·J·M·范德海登
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1997-07-16
Publication date: 2003-12-17
Anticipated expiration: 2017-07-16
Also published as: WO1998014978A1; KR19990071861A; EP0880790A1; JP2000501561A; CN1205112A

Abstract

一种有带主透镜的一字形电子枪的显示器，其中阳极电压范围在16至22kV之间，参数V_a ^0.5。P^3/2大于50kV^0.5mm^3/2。可实现总功率的减小，而不损失前端性能。

Description

带阴极射线管的显示器

技术领域

本发明涉及带阴极射线管的显示器，阴极射线管包括在其管颈内的用于产生三束成一字形电子束的一字形电子枪，该一字形电子枪包括主透镜部分和偏转部件，主透镜部分有用于通过三束电子束的三个小孔，显示器有供给主透镜电极阳极电压的装置和配置于阴极射线管屏盘上的阴极发光荧光屏。

背景技术

在第一段中所述的这种显示器用于例如计算机监视器和电视机中。

在第一段中所述的这种显示器已经公知，且在市场上有售。

在工作中，这种显示器消耗功率。工作功率增加设备的总成本，但与成本因素不同，尤其是计算机监视器的功耗是涉及环境的问题。这已引出例如EPA“Energy Star”(能源之星)指南，这很可能也逐渐写入法律中。从1998年6月开始，新的IEC标准1000-3-2将生效，该标准对具有超过75W的有源输入功率的所有应用都限制将谐波电流引入公共电源系统中。根据尺寸大小，计算机监视器平均有约80-85W的有源输入功率。因此，从考虑环境保护的角度出发，重要的是减小这种显示器的功耗。本发明的目的在于提供一种低功耗并且还几乎不降低图象质量尤其是色纯的显示器。

发明内容

由此，按照本发明的显示器的特征在于，在工作中，供给电子枪的阳极电压在16至22kV之间，阳极电压的平方根(V_a ^0.5)与在主透镜中的电子束间距P的3/2次方(P^3/2)之积，即V_a ^0.5.P^3/2大于50kV^0.5mm^3/2。

电子束间距是在电子枪的主透镜中各侧边电子束的中心之间的距离的一半。常规阴极射线管的阳极电压为25-30kV。减小阳极电压可显著地减小带阴极射线管的显示器所消耗的功率。在偏转部件和用于偏转部件的驱动电路中的消耗能量大体与阳极电压成比例。阳极电压的减小，大体与阳极电压相对应地减小偏转部件消耗的能量。可是，图象质量下降，如果V_a ^0.5.P^3/2小于50kV^0.5mm^3/2，则下降明显。归因于地磁砀的磁点位移的影响，大体与V_a ^0.5.P^3/2值成反比，在该值低于50kV^0.5mm^3/2时，该影响变得明显，引起尤其是色纯降低。地球磁场影响电子束的轨道，以致电子束至少局部地轰击在“错误颜色”的荧光体上，从而对颜色再现产生不利影响。该效应导致色纯损失。阳极电压的减小，减小了V_a ^0.5.P^3/2值，从而对色纯产生不利影响。可是，在本发明的器件中，限制了该效应。在采用屏上有黑底的阴极射线管的器件中，通过增加黑底的尺寸可减小该影响。可是，这会导致亮度降低。对色纯的负面影响，在V_a ^0.5.P^3/2大于50kV^0.5mm^3/2通常是可接受的水平。由于在器件中和在其周围还存在不同于地磁场的磁场，因而V_a ^0.5.P^3/2值最好稍大些，即大于55kV^0.5mm^3/2。最好，V_a ^0.5.P^3/2值小于80KV^0.5mm^3/2。进一步增加该值仅限制正效应，但可导致工作功率增加。在本发明的实施例中，阴极射线管在屏盘与荧光屏之间配置黑底，黑底有透过荧光屏发射的光的小孔，沿至少一个方向该小孔最大尺寸(例如宽度或长度)低于125微米。对于黑底中的这种小孔来说，限制V_a ^0.5.P^3/2值特别重要。在本发明的实施例中，显示器有用于对偏转部件提供其频率高于65kHz的振荡电流的装置，偏转部件有包括实线的偏转线圈。在这样高的频率下，使用编织李兹线(Litz wire)，即用几根小绞线编成一根线的那种线。通过减小在偏转部件中消耗的功率，本发明的优点是，在频率高于65kHz，甚至高于70kHz时，可使用实线，即在其中仅用单根导线芯的线。获得明显的成本节省。在其目标是进一步减小电源功耗的其它实施例中，偏转部件包括由编织李兹线缠绕的线圈。

附图说明

通过在附图中所示的示例性实施例，将进一步说明本发明的这些和其它方案。其中，

图1示出带阴极射线管和偏转部件的显示器；

图2示出图1中的显示器的细节；

图3是电子枪5的示意性的局部透视图；

图4示意性地表示本发明的V_a与P值关系的曲线。

这些附图并未按比例画出。

具体实施方式

图1是阴极射线管1的局部透视图。所述阴极射线管1包括有显示窗(也称为屏盘)2和颈部4的真空外壳3。在颈部中配置产生电子束的电子枪5，在该例中为三电子束6、7和8。在显示窗2的内部，配置发光显示屏9，在该例中包括按红、绿和蓝色发光的荧光部件。在所述电子束6、7和8到达屏9的路径中，用放置于颈部与锥体之间的连结处的偏转部件10使它们横过屏9偏转，穿过选色极，在该例中为荫罩11，荫罩11包括带小孔12的薄板。电子束6、7和8以相互之间的小角度穿过所述小孔12，每束电子束只轰击在一种颜色的荧光部件上。屏和荫罩加有相同的高电压，作为电子枪的最后电极(阳极)。在主透镜中，电子束之间分离一个距离P，即电子束间距。距离P是在主透镜中相邻电子束中心之间的距离。为清楚起见，距离P被表示为电子离开电子枪而不在主透镜中的情况。在某些实施例中，在荧光屏9与显示窗2之间有黑底。黑底是具有可通过由荧光屏发射的光的小孔的黑色层。显示器包括对电子枪提供电压的装置14和对偏转部件10提供偏转电流的装置15。

图2示出彩色显示管的剖面图，以更详细的方式展示在屏9的前面悬挂的荫罩11。在该例中，显示窗有隆起的边缘17，在边缘17的角部配置支撑装置，例如以有自由端19的销钉18的形式。销钉18的自由端19从悬挂装置的弹性部件20中的小孔突出。荫罩11附着于框架24上，以增加荫罩的强度。电子束8穿过荫罩中的小孔12，入射在屏9的荧光部件上。在本发明的框架内，悬挂荫罩的方式并不是必要的特征，图2仅示出一个实例。轰击在荧光屏上的电子束8释放其所有或部分动能，激发荧光体发出穿过显示窗2的光。图1还示出电子束之间的距离P，也称作电子束间距，图2示出荫罩11与屏9之间的距离q。

图3是电子枪5的局部透视示意图。电子枪5包括公用控制电极321，也称作G1电极，在电子枪中固定三个阴极322、323和324。利用连接部件325将G1电极固定在支杆326上。所述支杆由玻璃制备。这种支杆的实例是通常称作“微晶玻璃杆”(beading rod)的支杆。在该例中，电子枪5还包括公用平板形电极327，也称作G2电极，通过连接部件328将其固定于支杆上。在该例中，电子枪5包括两根支杆326。示出了一根所述的支杆，另一根位于电子枪3的侧面，在该透视图中不能看见。电子枪5还包括通过连接部件(分别为330和332)固定于支杆326上的公用电极329和331。在329与332之间形成主透镜。在工作中，供给电极332阳极电压。在该例中，利用托架334将支杆固定于引线管脚335上。在引线管脚与电极之间的电连接并示出。在管脚335之一上加有阳极电压V_a。引线336互连该管脚与电极332。

在下列表1中大致列出常规显示器的功耗。

表1

器件的哪一部分	百分比
器件的哪一部分	百分比	水平偏转	39％
垂直偏转	7％	水平偏转	39％
垂直偏转	7％	电源	19％
屏	14％	电源	19％
屏	14％	加热器	5％
其它	16％	加热器	5％

用于水平偏转的能量包括用于在水平偏转电路中产生电压的能量和在水平(行)偏转线圈中消耗的能量。用于垂直方向的能量包括在帧(垂直)偏转线圈中和在垂直偏转电路中消耗的能量。以下将水平和垂直偏转功率的总和也称为“偏转功率”。屏功率包括阳极电压与总的束电流之积。电源功率包括在电源电路中的消耗功率。类型中的“其它”包括其它功率消耗电路(例如视频电路)。例如通过减小外壳颈部的直径，可以减小功耗。这允许偏转部件可设置得更靠近电子束，减小了在其中偏转电子束的体积，应该使得偏转电子束所需的能量减小。可是，本发明者已发现，这种减小至少部分地被在偏转部件中欧姆损失的增加所抵消。比较几种设计，发现颈部尺寸减小30％，可使用于偏转电子束所需的功率减小约12％。已发现颈部尺寸减小20％，可导致该功率减小约5％。

阳极电压减小到上述值(16-22kV)，可使在偏转功率的节省中节省更多(在20-35％的数量级)。由于偏转功率总量达所需总功率的45-50％，节省的功率为总功率的15％的数量级，这比减小颈部直径所获得的节省功率多得多。以总功率80-85W为例，总功率减小到75W之下，即68-72W。

带阴极射线管的显示器的重要方面是图象质量。特别是，色纯是重要的。色纯取决于参数V_a ^0.5.P^3/2，正如下面的说明：- 取决于P

在荫罩与荧光屏之间的距离q与电子束间距P成反比，如下式所示：

q＝a_h*L/(3*P)

其中L是电子枪到屏的距离。a_h是水平屏间距(沿水平方向在相同颜色的相邻荧光体区域之间的距离)，和P是电子束间距，即在主透镜中相邻电子束中心之间的距离。

在荫罩12与屏9之间，电子束受如地磁之类的磁场影响。由该影响引起的电子束移位与q¹和q²成比例，平均成与P^3/2成比例。

由于q与电子束间距P成反比例，而其它的参数L和a_h对给定的显示器类型是或多或少的常数，所以该位移比例于P^-3/2。- 取决于阳极电压V_a。

点位移与阳极电压的平方根(V_a ^0.5)成反比例。

因此，电子束的总位移与参数V_a ^0.5.P^3/2成反比例。

该参数的减小导致位移的增加。因而在本发明范围内，该参数限制为比50kV^0.5mm^3/2高的值。特别是，在荧光屏9与屏盘2之间存在具有低于125微米的小孔的黑底时，重要的是限制点的位移。由于地磁引起的点位移在10-15微米数量级。减小参数V_a ^0.5.P^3/2增加磁点(magnetic spot)位移。如果要获得不变的色纯量，则位移增加5微米需要黑底中的小孔减小5微米。那么小孔直径是120微米。亮度大致与小孔表面积成比例，其将减小即减小到120²/125²＝0.91。亮度将减小9％，或者是色纯降低。增加来电流可增加亮度，可是，这将增加所需功率。并且荫罩的温度增加。这种温度增加会导致对色纯有负作用的隆起效应(doming effects)增加。当小孔尺寸(直径或最小的尺寸)变得低于100微米时，上述受地磁影响而产生的点位移增加的负效应变得更严重。

与上述方案不同，V_a ^0.5.P^3/2的相对较高的值有改善电子束点本身的性能或至少使其保持在可接受的水平上的优点。在一字形电子枪中的主透镜显示明显的球面象差。为减小这些象差，仅使用透镜的中部。电子束间距P的减小使得用于通过电子束的小孔之间的距离减小。结果，在主透镜中形成的透镜的直径减小，增加了球面象差。为克服这些效应，对电子枪施加动态电压(所谓的DAF方式)。这种枪所需要的动态信号要求附加功率，且需要昂贵的电路。

V_a值的范围最好在18与21kV之间。阳极电压越低，功耗减小就越多。可是，若阳极电压低于18kV，主透镜的强度就较小。一字形电子枪有在主透镜前面的预聚焦透镜。由于主透镜强度减小，在主透镜与预聚焦透镜之间的距离应增加。这导致阴极射线管总体尺寸增加。

图4示意性地表示在水平轴上的阳极电压V_a(kV)、在垂直轴上的电子束间距P(mm)和V_a ^0.5.P^3/2值(曲线)之间的关系。在左侧，靠近图附近，指示V_a ^0.5.P^3/2值。权利要求1的范围用点表示，权利要求2的范围用更密的点表示。

综上所述，本发明提供一种带阴极射线管的显示器，阴极射线管包括有主透镜的一字形电子枪，其中阳极电压在16至22kV之间，参数V_a ^0.5.P^3/2大于50kV^0.5mm^3/2。可实现总功率的减小，而不损失色纯。

显然，在本发明范围内可以有许多变型。

Claims

1.一种带阴极射线管的显示器，阴极射线管包括在其管颈内的用于产生三束成一字形电子束的一字形电子枪，该一字形电子枪包括主透镜部分和偏转部件，主透镜部分有用于通过三束电子束的三个小孔，显示器有供给主透镜电极阳极电压的装置和配置于阴极射线管屏盘上的阴极发光荧光屏，其特征在于，在工作中，阳极电压在16至22kV之间，阳极电压的平方根与在主透镜中的电子束间距P的3/2次方之积，即50kV^0.5mm^3′2＜V_a ^0.5.P^3/2＜80kV^0.5mm^3′2。

2.根据权利要求1的显示器，其特征在于，V_a ^0.5.P^3/2大于55kV^0.5mm^3.2。

3.根据权利要求1的显示器，其特征在于，阳极电压范围在18至21kV之间。

4.根据权利要求1的显示器，其特征在于，阴极射线管在屏盘与荧光屏之间配置黑底层，黑底有用于透过荧光屏产生的光的小孔，该小孔有沿至少一个方向低于125微米的最大尺寸。

5.根据权利要求1的显示器，其特征在于，显示器有用于对偏转部件提供有在65kHz以上的频率的振荡电流的装置，偏转部件有包括实线的偏转线圈。

6.根据权利要求1的显示器，其特征在于，该显示器带有用于对偏转部件提供其频率高于65kHz的振荡电流的装置，偏转部件包括由编织李兹线缠绕的偏转线圈。