《光电显示技术》课件

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1、§6.1阴极射线管显示阴极射线管（CathodeRayTube,CRT）的发展可追溯到1897年布朗的示波管，1938年德国人W.Fleching提出彩色显像管专利，1950年美国的RCA公司研制出三枪三束荫罩式彩色显你管，1953年实用化。20世纪60年代，玻壳由圆形发展为角矩形管，尺寸由21英寸发展到25英寸偏转角由70°增大到90°，荧光粉由发光效率较低的磷酸盐型发展为硫化物蓝绿荧光粉和稀土类红色荧光粉。70年代后，彩色显示管进行了一系列的改进，荧光屏由平面直角发展到超平，纯平，尺寸发展到主流29英寸以上，偏转角由90°

2、增大到110°，横纵比不断增大，采用自会聚管以提高显示分辨率。近年来，高分辨率彩电已成为发展方向。6.1.1、黑白CRT黑白显像管是通过电光转换重现电视图像的一种窄束强流电子束管，是单色CRT。主要用途是在电视机中显示图像。其基本工作原理是：电子枪发射出电子束，电子枪受阴极或栅极所加的视频信号电压的调制，电子束经过加束极的加速，聚焦极的聚焦，偏转磁场的偏转扫描到屏幕前面的荧光涂层上，产生复合发光，最终形成满足人眼视觉特性要求的光学图像。其结构如图1.1所示。6.1.1、黑白CRT一、电子枪6.1.1、黑白CRT电子枪是显像管中

3、极为重要的组成部分。电子束的发射、调制、加速、聚集均由电子枪来完成。显示管用电子枪属于弱流电子枪，由圆筒电极、圆片和圆帽电极排列装配而成。一般分为双电位电子枪（Bi-potentialFocus,BPF）和单电位电子枪（Uni-PotentialFocus,UPF）。UPF电子枪比BPF电子枪多一个高压阳极，聚焦能力大大提高，在荧光屏上形成直径为0.2mm左右的光点。6.1.1、黑白CRT常用的黑白显像管电子枪包括5个以上的电极，即阴极（发射极）K，栅极（控制极）G，第一阳极（加速极）A1，第二阳极A2和第三阳极A3级成聚焦极

4、，第四阳极A4与A2内部相连组成高压电极并且与管锥体内侧所涂石墨导电层相连至高压嘴处。它们的相互位置如图1.2所示。阴极表面涂有氧化物材料，当阴极被阴极里面的灯丝加热到约800℃时，电子获得逸出功，大量电子从阴极表面发出，并对准栅极的小圆孔飞行出去。电子飞出的多少，由栅极与阴极之间所加的电压的大小决定，从而可以调制光点的亮暗。正常工作时，栅极所加的电压比阴极低，从而对来自阴极的电子有排斥作用，只有少量电子能通过栅极到达屏幕。栅极电压负到电子束电流为零时的电压值称为截止电压，一般为-20~-90V。栅极与阴极间的距离一般为1mm

5、以下，栅极中心孔直径为0.6~0.8mm。加速极呈圆盘状，中间也开有上孔，电压一般为300~450V。聚焦极装在加速极后面，电压在0~450V之间可调，改变这个电压，可以改变电子束聚焦的质量。第四阳极与第二阳极施加8000~16000V的高压，使电子束以足够高的速度轰击荧光粉发光。6.1.1、黑白CRT二、玻璃外壳玻璃外壳由管颈、锥体和面玻璃三部分组成。管颈内部安装电子枪。玻璃锥体将面玻璃和管颈连接起来，其张开角φ代表最大电子束偏转角度。同样尺寸的荧光屏，偏转角φ越大，管子长度就越短，可以减少电视机的厚度，国产标准显像管主要有

6、70°、90°、110°和114°等。玻璃锥体内，外壁涂有石墨导电层。玻璃锥体壁上装有高压帽，与内导电层相通，并与电子枪内的A2和A4阳极相连。高压由高压帽输入到A2和A4，这样高压就不从管座引入，其优点是可以降低管座绝缘材料的耐高压指标。玻壳外涂层石墨与电视机的地相连并与高压帽绝缘，内外石墨层在璃壳壁形成500~1000pf的高压电容器，兼作为高压整流滤波电容。6.1.1、黑白CRT三、荧光屏荧光屏一般由玻璃基板、荧光粉层和和铝膜层构成，也称作屏幕。面玻璃尺寸宽度与高度之比有4：3、16：9等类型，习惯上将屏幕对角线长度定为

7、显像管的规格，用厘米（或英寸）表示。为了减小环境光的影响，提高图像对比度，荧光屏玻璃采用具有中性吸光性能的烟灰玻璃，此外还要满足光洁度、均匀性、耐压力、面张力和防爆等性能要求。荧光粉层完成显像管内的光电转换功能，黑白显像管要求在电子轰击下荧光粉发白光，一般采用颜色互补的两种荧光粉混合起来发白光。如将发蓝光的ZnS[Ag]与发黄光的ZnS、CdS[Ag]以55：45的比例混合制得P4荧光粉，或直接采用单一白色荧光粉。荧光粉的另一个重要参数是余辉时间，余辉时间定义为亮度减少到1/10时所用的时间，余辉时间长于0.1秒的叫长余辉荧光

8、粉，介于0.1~0.001秒的称为中余辉荧光粉，短于0.001秒的称为短余辉荧光粉。余辉太长运动画面会有拖影，余辉太短平均亮度降低，电视采用中余辉荧光粉，示波器等则采用长余辉荧光粉。6.1.1、黑白CRT荧光粉采用沉淀法涂覆，把洗净烘干的玻璃屏放在涂覆机上，玻璃屏的倾角和转速