[其他]高亮度荧光像元管

说明书

本发明涉及一种高亮度荧光像元管，特别涉及到一种室外大屏幕或超大屏幕显示屏所需要的高亮度彩色像元管。

在通常的室外大屏幕或超大屏幕显示条件下，由于环境光较强，往往要求显示器亮度达上万Cd/m²，而且因为显示面积往往在几十平方米或更大，使用单个显示器件已不能提供足够大的显示屏幕和亮度。为了解决这个问题，采用了大量的发光像元元件来组成显示屏幕，每一个像元元件代表屏幕图像上的一个像素，通过与各个像元元件电气联接的供电线路，使每一像元元件的即时发光亮度与该元件所对应的图像像素的即时亮度相对应，以此构成一幅图像。由于像元元件的亮度直接决定了整个屏幕的发光亮度及总光输出，为了达到室外使用的目的，提高每一个像元元件的发光亮度成为一个首先要解决的问题。早先的技术中，曾使用白炽灯作为像元元件，构成了大量白炽灯泡排列而成的点阵屏。由于白炽灯的最大发光亮度可以通过调定灯泡最大额定功率达到，作为像元元件的发光亮度问题可以解决，目前室外高亮度字符显示仍经常采用这种方式。但白炽灯泡功耗大，效率低，反应速度慢，可靠性差，而且全部功率通过控制电路，电路成本高。为此，几年前在日本发明了一种泛束阴极射线管（FloodBeamCRT）。如图1所示，它是一种直径约1英寸，有电子枪组件无偏转系统的阴极射线管，发光面在泛束管的端部，一个泛束管为一个像素，几万只甚至几十万只（其数量视屏幕尺寸及分辨率等要求而定）这种泛束管按一定方式排列即可构成大型或超大型图像或字符显示屏。应用泛束管作为像元元件在一定程度上解决了白炽灯点阵屏的不足，例如功耗大、效率低、反应速度慢、全部功率通过控制电路等问题。此外，由于每一泛束管可以做成三基色显示器件，每一像素可以包括三个单色泛束管，根据该像素的即时色彩，相应的单色泛束管即时发光，实现了良好的色再现，因而使得整个屏幕的彩色显示成为可能。图像的质量、发光亮度也能达到使用要求。

然而，因为每只泛束管本身就是一只小显像管，结构复杂，对于需要几万只甚至几十万只泛束管的大显示系统来说成本太高。此外，为了达到所需的发光亮度，泛束管使用的阳极高压高达8，000～10，000伏，这带来了一系列问题，比如高压线路复杂，要求高、成本高、供电困难，特别因在室外工作，雨天或霉季会产生高压绝缘困难，甚至造成高压故障，使用高压给维修带来困难等等。

在美国专利US-4，352，043中公开了一种阴极发光光源。此发光源包括玻璃管泡、在玻璃内表面上作为阳极的导电被覆层、在阳极上的荧光粉层、以及管内的阴极及栅极。在阳极电压及栅极电压的作用下，由阴极发射的电子轰击阳极上的荧光粉层，荧光粉发光后通过荧光粉层本身向外发光。通过合理设置阴极和栅极结构，使得由阴极发出的电子均匀地打在管泡上，从而均匀地发光，同时灯结构简单、易于制造。但此发光光源的阳极电压较高，一般在5到15千伏，因此该发明为之配套了相应的倍压整流电路。由于工作电压高、相应设备复杂，特别不适宜在大屏幕和超大屏幕显示的条件下使用。而且，因为阳极电压高，阳极消耗功率很高，造成阳极温度很高，从而荧光粉发光效率及亮度下降、器件寿命缩短。由于该产品的管泡均匀发光，主要用于光源之用。

为了解决上述问题，本发明提供了一种新型的高亮度彩色像元管。本发明的目标之一是提供一种可用于大屏幕或超大屏幕显示用的高亮度像元管，该像元管能在低电压下工作并能保证足够高的发光亮度。本发明的另一个目标是提供一种可在低电压下工作的高度彩色像元管，每一个像元管都包括了红、绿、兰三种基色，每一个像元管就是一个彩色像素。

根据本发明，一个像元管包括带有出光面的外壳，在外壳内的阴极、阳极、控制电极及各电极的电引出装置，在像元管的阳极表面上覆有一层发光物质，经过控制电极控制，当阴极发射的电子轰击阳极时，发光物质发光。由于阳极沿外壳轴向延伸一定长度，具有较大面积，由此面积上发出的光经过管内的反射光装置反射，通过相对来说面积较小的出光面输出。由于发光面积远大于出光面积的面积，按上述过程，通过出光面的光通量就大于仅仅在出光面部分覆有发光物质时所发出的光通量，而一般的显像管或泛束管的发光面积是与出光面积相一致的，而且发光面通常在显像管或泛束管的端部，受到发光面面积为一定的值的限制，通常面积比较小。这样，根据本发明制造的像元管，从出光面输出的光亮度较高。因此，按本发明的基本构思制造的像元管可以使用较低的阳极电压而发光亮度完全和泛束管的发光亮度相当。