文档介绍：第6章显示技术
阴极射线管(CRT)
平板显示(Flat Panel Display,即FPD)
按显示媒质和工作原理分:液晶显示(LCD)
等离子体显示(PDP)
电致发光显示(ELD)等
§1 阴极射线管
一、黑白显像管
黑白显像管由电子枪、偏转系统、荧光屏和玻璃外壳组成。
1. 电子枪
电子枪实现电子束的发射、控制和聚焦。
双电位电子枪、单电位电子枪
对电子枪的基本要求:
(1)束斑大小应符合扫描线宽的要求,屏幕尺寸越大,对光点尺寸的要求越宽;
(2)束流足够强。为了屏幕有足够高的亮度,束流应在50—200μA,屏幕电压则为10—20KV,屏幕大的管子应取较大的束流与较高的电压;
(3)调制特性陡。调制特性曲线表征荧光屏上束流随调制极电压UM的变化规律,调制特性曲线越陡,所需图像信号uM的幅值越小。
2. 偏转系统
采用磁偏转系统。
在广播电视系统中都采用单向匀速直线扫描,并且规定电子束扫描从上到下,从左到右形成矩形光栅。我国采用PAL电视制式,每帧625行,每秒25帧;隔行扫描,每秒50场。每行水平扫描正程为52μS,逆程为12μS。场正程时间≥,场逆程时间≤ ms,垂直方向实际显示575行。行频为15625HZ,场频为50HZ。
为了缩短显像管管长,采用大偏转角。所谓偏转角,是指在偏转磁场作用下,电子束在屏幕对角线处的张角θ。
3. 荧光屏
荧光屏一般由玻璃基板、荧光粉层和铝层构成。
人眼的最大视角,水平方向约为17º,垂直方向约为13º,所以电视画面的宽度与高度之比为4:3或5:4,我国取4:3,因此采用矩形玻璃基板作为屏面。为了减小环境光的影响,提高图像对比度,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、耐张力和防爆性等方面的要求。
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。例如常用的P4荧光粉,是将发黄光的ZnS、CdS[Ag]与发蓝光的ZnS[Ag]按45:55的比例混合起来,发出白光。
余辉时间——指荧光粉在电子轰击停止后,其亮度减小到电子轰击时稳定亮度的1/10所经历的时间。
长余辉发光——
中余辉发光———
短余发光——
电视用荧光粉要求具有中余辉发光。
二、彩色显像管
荫罩式彩色显像管——德国人弗莱西(Fleshsig)1938年提出
荫罩式彩色显像管有三大类:
三枪三束彩色显像管——美国无线电公司(RCA),1950年
单枪三束彩色显像管——日本索尼公司,1968年
自会聚彩色像管——美国无线电公司,1972年
1. 三枪三束彩色显像管
荫罩在彩色显像管中起选色作用
黑底技术,就是将荫罩板上的小孔加大使通过小孔后的电子束直径比荧光粉点大,这样就提高了输出亮度。屏面上除荧光粉点以外的部分涂上石墨,这样又提高了对比度。一般全黑底管荧光屏的50%为黑底,50%为荧光粉点。
2. 单枪三束彩色显像管
3. 自会聚彩色像管
自会聚彩色显像管的结构特点
(1)精密直列式电子枪
(2)开槽荫罩和条状荧光屏
(3)精密环形偏转线圈
§2 液晶显示
液晶显示器件(LCD)是利用液态晶体的光学各向异性特性,在电场作用下对外照光进行调制而实现显示的。
1968年出现了液晶显示装置。
液晶显示器主要有以下特点:
(1)液晶显示器件是厚度仅数毫米的薄形器件,非常适合于便携式电子装置的显示。
(2)工作电压低,仅数伏,用CMOS电路直接驱动,电子线路小型化。
(3)功耗低,显示板本身每平方厘米功耗仅数十微瓦, 采用背光源也仅10mW/cm2左右,可用电池长时间供电。
(4)采用彩色滤色器,LCD易于实现彩色显示。
(5)现在的液晶显示器显示质量已经可以赶上,有些方面甚至超过CRT的显示质量。
液晶显示器也有一些缺点:
(1)高质量液晶显示器的成本较高,但是目前呈现明显的下降趋势。
(2)显示视角小,对比度受视角影响较大,现在已找到多种解决方法,视角接近CRT的水平,但仅限于档次较高的彩色LCD显示。
(3)液晶的响应受环境影响,低温时响应速度较慢。
一、液晶的基本知识
1. 什么是液晶
1888年奥地利植物学家莱尼采尔()
1889年德国物理学家菜曼()
在机械上具有液体的流动性,在光学上具有晶体性质的物质形态被命名为流动晶体
——液晶(Liquid Crystal)
液晶分为两大类:溶致液晶和热致液晶
作为显示技术应用的液晶都是热致液晶
低于温度T1,就变成固