《光电子技术》chap7光电显示.ppt

第七章 光电显示 7.1光电显示技术基础 7.2阴极射线显示 7.3液晶显示 7.4等离子体显示 7.5场致发光显示 7.1光电显示技术基础 7.1.1显示技术与显示器件 1897年德国的布劳恩（Braun）发明了阴极射线管（CRT）雏形 1968年美国的Heilmeier发现液晶双折射的电光效应可以用于制作显示装置，即现在的液晶显示器（LCD） 20世纪90年代，液晶显示器首先在笔记本电脑领域取得了绝对优势。 7.2.2阴极射线管(Cathode Ray Tube, CRT) 1 黑白显像管 (1)工作原理：电子枪发射出的电子束被加在电子枪栅极或阴极上的视频电信号所调制后，经过加速、聚焦、扫描、复合发光等一系列过程最终变为荧光屏上按空间分布的、亮度随电信号强弱而变化的相应光信号，从而得到与原被摄景物几何相似、明暗对应的适合人眼视觉特性要求的光学图像。 (3)电子枪 单电位电子枪(UPF，Uni-Potential Focus)结构 灯丝Hf 阴极K 控制极G1 加速极G2 第二阳极 (聚焦极)G3 和高压阳极G4 电子枪的作用 发射并加速电子 ，电子枪的电子发射系统主要由阴极、控制极、加速极组成，加速极电压一般在700伏左右。 用视频信号调制电子束流 ，目前显像管一般采用阴极调制的方式，也就是控制极接地，将视频信号加到阴极上，此时阴极电压越向负极变化，电子束流就越大，所以称负极性调制。这种调制方式对电子束的控制较强，调制灵敏度较高。 利用电子透镜会聚电子束，并在荧光面上将电子束聚焦成小点。高速电子束流经G2和G3构成的予聚焦透镜被压缩变细，再经G3、G4、G5构成的聚焦透镜进一步聚焦，在荧光粉面上产生足够小的光点。 (4)偏转系统 偏转系统的作用 ： 为了显示一幅图像，必须让电子束在水平方向和垂直方向上同时偏转，使整个荧光屏上的任何一点都能发光而形成光栅 磁偏转系统 由两组套在管颈外面的互相垂直的偏转线圈组成，常为S/T型结构，即：垂直偏转线圈绕在磁环上为环形，水平偏转线圈为空心鞍型；水平线圈放在垂直线圈里面，且紧贴管颈。 偏转线圈的输入：一般情况下，在水平偏转线圈上输入行频为15625Hz的锯齿波电流，在垂直偏转线圈上输入场频为50Hz的锯齿波电流。 电子束着屏点偏移量：当电流通过线圈时，产生偏转磁场，使电子束偏转，如图7-11所示。垂直磁场入射的电子束在磁场内作圆周运动，离开磁场后沿圆周切线射向荧光屏面 。 PAL制式规定： 每帧625行，每秒25帧；隔行扫描，每帧两场，每秒50场。每行水平扫描正程为52?s，逆程为12?s，场正程时间?18.4ms，逆程时间?1.6ms，垂直方向显示575行。 (5)荧光屏 对荧光屏要求： 发光亮度和发光效率足够高，发光光谱适合人眼观察，图像分辨力高、传递效果好，余辉时间适当，机械、化学、热稳定性好，寿命高。 荧光屏的组成： 由涂覆在玻壳内表面的荧光粉层和叠于荧光粉层上面的铝膜共同组成。黑白显像管一般用两种荧光粉（蓝与黄，比例55：45）混合制得 制作方法： 一般采用沉积法，把洗净烘干的玻屏放在涂胶机上，玻屏的倾角和转速都可由涂胶机控制。向玻屏中心注入加有醋酸钡等电解质的荧光粉和水玻璃悬浮液，开启涂胶机使其均匀涂布于玻璃基板上，经烘干后即形成牢固的荧光粉层 金属化荧光屏 ： 在荧光粉层表面蒸镀一层0.1~0.5?m的铝膜，并使之与电子枪阳极相连. 可以提高图像显示性能。 金属化荧光屏优点： 铝膜与电子枪的阳极相连，可防止介电性的荧光粉负电荷积累导致的荧光面电位下降(这会限制亮度提高)； 铝膜可将荧光粉所发向管内的光线反射到观察者一侧，从而增高荧光屏亮度、改善对比度； 铝层能有效阻挡管内负离子对荧光粉的轰击，防止荧光屏出现离子斑。 2彩色显像管 彩色显象管组成： 电子枪、偏转系统、三色组荧光屏、荫罩 荫罩 显像管选色机构，是彩管中特有的极为重要的组件 作用 当显像管工作时，荫罩限制电子束着屏方向和着屏束径，以保证电子束只能打中荧光屏面上规定的基色粉点(条)，即保证电子束正确选色。 彩色显像管分类： 根据荫罩管四个组成部分不同组合方式 品字型三枪三束荫罩式彩管（简称荫罩管） 单枪三束栅网荫罩彩管（简称单枪三束管） 自会聚式彩管（简称自会聚管） 目前彩色电视机采用最多的是自会聚管。 三枪三束荫罩管结构 b 自会聚彩管典型结构： 电子枪采用了三枪三束精密直列式结构 ， 采用精密环形偏转线圈，实现了会聚自校正。 7.3液晶显示 LCD是利用液晶的光学各向异性，在电场作用下对外照光进行调制而实现显示的。 7.3.1 液晶及其物理性质 1 液晶的特点及分类 介于完全规则状