第十一课光电显示(上)-524final教材课件.ppt

1、第十一课第十一课 光电显示（上）光电显示（上）2022-11-19 2022-11-19主要内容主要内容 1.光电显示器件概论光电显示器件概论 2.典型的显示器件典型的显示器件2.1CRT2.2LCD2.3PDP2.4LED2.5LD2.6HD2.7 Others1.1定义定义1.2历史历史1.3分类分类1.4 性能指标性能指标1.1 光电显示器件的定义光电显示器件的定义 显示（显示（display）：）：指对信息的视觉表示，即指对信息的视觉表示，即information display。光电显示技术：光电显示技术：是将电子设备输出的电信号转换是将电子设备输出的电信号转换成视觉可见的图像、图形

2、、数码以及字符等光信成视觉可见的图像、图形、数码以及字符等光信号的一门技术。号的一门技术。它作为光电子技术的重要组成部它作为光电子技术的重要组成部分，近年来发展迅速，应用广泛。分，近年来发展迅速，应用广泛。光电显示器件光电显示器件：利用光电显示技术实现电光转换利用光电显示技术实现电光转换的显示器件的显示器件。2022-11-19 2022-11-191950球形彩色布劳恩管球形彩色布劳恩管布劳恩布劳恩(Braun)18971.2 光电显示器件的历史光电显示器件的历史82英寸的英寸的薄膜晶体管液晶薄膜晶体管液晶显示器显示器（TFT-LCD）1983年年,开创了开创了LCD的新纪元的新纪元150英

3、寸英寸等离子体显示器等离子体显示器(PDP)如纸板薄的如纸板薄的OLED显示器显示器 发展历史发展历史132英寸多屏幕三维显示墙（飞利浦的英寸多屏幕三维显示墙（飞利浦的3D WOWzone）发展历史发展历史 1.3 光电显示器件的分类光电显示器件的分类 一、按一、按收视信息的状态收视信息的状态分类，可分成：分类，可分成：1.直观型直观型（Direct View Type）：）：原则上把显原则上把显示设备上出现的视觉信息直接观看的方式称为直观型。示设备上出现的视觉信息直接观看的方式称为直观型。2.投影型投影型（Projection Type）：）：把由显示设备把由显示设备或者光控装置所产生的比较

4、小的光信息经过一定的光学系统或者光控装置所产生的比较小的光信息经过一定的光学系统放大投射到大屏幕后收看的方式称为投影型。放大投射到大屏幕后收看的方式称为投影型。一、按一、按收视信息的状态收视信息的状态分类，可分成：分类，可分成：3.空间成像型空间成像型（Space Imaging Type）：）：指指采用某种光学手段在空间形成可供观看图像的方式，从原理采用某种光学手段在空间形成可供观看图像的方式，从原理上说，图像大小与显示器无关上说，图像大小与显示器无关,可以很大。可以很大。空间成像显示因为空间成像显示因为图像具有纵深而大大提高了真实感和现场感图像具有纵深而大大提高了真实感和现场感。二、从显示

5、原理的本质来看，光电显示技术利二、从显示原理的本质来看，光电显示技术利用了用了发光发光和和电光效应电光效应两种物理现象。根据两种物理现象。根据像像素本身发光与否素本身发光与否，又可将显示器件分为以下，又可将显示器件分为以下两大类：两大类：1.主动发光（主动发光（emissive）型）型 在外加电信号作用下，主动发光型器件本身产生光在外加电信号作用下，主动发光型器件本身产生光辐射刺激人眼而实现显示。比如辐射刺激人眼而实现显示。比如CRT、PDP、LED等。等。2.被动显示被动显示(passive)型型 在外加电信号作用下，被动显示型器件单纯依靠对在外加电信号作用下，被动显示型器件单纯依靠对光的不

6、同反射或透射呈现的对比度达到显示目的。光的不同反射或透射呈现的对比度达到显示目的。比如比如LCD等。等。三、按三、按显示屏幕大小显示屏幕大小分类有：分类有：超大屏幕超大屏幕（4m2）、）、大屏幕大屏幕（14m2）、）、中屏幕中屏幕（0.21m2）和）和小屏幕小屏幕（0.2m2）。）。四、按四、按色调色调显示功能分类有：显示功能分类有：黑白二值色调黑白二值色调显示、显示、多值色调多值色调显示（三级以上灰度）和显示（三级以上灰度）和全色调全色调显示。显示。五、按五、按 色 彩色 彩 显 示 功 能 分 类 有：显 示 功 能 分 类 有：单 色单 色（monochrome）黑白或红黑显示、）黑白或

7、红黑显示、多色多色（multi color）显示（三种以上）和）显示（三种以上）和全色全色显示。显示。六、按六、按显示内容、形式显示内容、形式分类有：分类有：数码数码、字符字符、轨迹轨迹、图表图表、图形图形和和图像图像显示。显示。七、按七、按成像空间坐标成像空间坐标分类有：分类有：二维平面二维平面显示显示和和三维立体三维立体显示。显示。八、按八、按所用显示材料所用显示材料分类有：分类有：固体固体(晶体和非晶体和非晶体晶体)、液体液体、气体气体、等离子体等离子体、液晶体液晶体显显示等。示等。1.1.阴极射线管阴极射线管(CRTCRTC Cathode athode R Ray ay T Tube

8、ube)2.2.真空荧光管显示真空荧光管显示(VFDVFDV Vacuum acuum F Fluorescence luorescence D Display)isplay)九、按九、按显示原理显示原理分类有：分类有：3.液晶显示液晶显示(LCDLiquid Crystal Display)4.等离子体显示等离子体显示(PDPPlasma Display Plate)5.5.辉光放电管辉光放电管(GDD-(GDD-G Glow low D Discharge ischarge D Display)isplay)辉光放电辉光放电 辉光放电球辉光放电球 阳极间被大量的光电子和离阳极间被大量的光电

9、子和离子所充斥，引起子所充斥，引起辉光放电辉光放电现现象象6.电致发光显示器电致发光显示器(ELDElectroluminescence Display)_LED、OLED、半导体激光器、电致发光板均是广义上的电致发光、半导体激光器、电致发光板均是广义上的电致发光索尼索尼电致发光显示器电致发光显示器仅有一张打印纸厚仅有一张打印纸厚8.场致发光显示器场致发光显示器(ELDField Emitting Display)7.发光二极管发光二极管(LEDLight Emitting Diode)10.激光显示激光显示(LPD-Laser Projection Display)9.电致变色显示器电致变色

10、显示器(ECDElectro Chromism Device)12.铁电陶瓷显示铁电陶瓷显示(Transparent ceramics display)11.电泳显示电泳显示(EPD-Electro Phoretic Display)电泳电子纸电泳电子纸2022-11-19 2022-11-19光电显示器件的分类光电显示器件的分类光电显示光电显示器件器件投影型投影型数字光处理数字光处理(DLP)激光显示激光显示(LPD)硅基液晶硅基液晶(LCOS)空间成空间成像型像型全息显示全息显示激光显示激光显示(LPD)直观型直观型阴极射线管阴极射线管（CRT）平板显示平板显示(FPD)被动型被动型主动型

11、主动型液晶液晶(LCD)电致色变电致色变(ECD)电泳电泳(EPID)等离子等离子(PDP)电致发光电致发光(ELD)发光二极管发光二极管(LED)场致发光场致发光(FED)真空荧光真空荧光(VFD)1.4 光电显示器的主要性能指标光电显示器的主要性能指标 相关背景知识相关背景知识 显示器件的主要性能指标显示器件的主要性能指标2022-11-19 2022-11-19光的基本特性光的基本特性光的度量光的度量色彩学基础色彩学基础光的基本特性光的基本特性电磁波谱电磁波谱(1)光通量光通量:单位时间内所发出的光量；单位：流明单位时间内所发出的光量；单位：流明(lm)。(3)光照度光照度:单位受光面积

12、（单位受光面积（S）上所接收的光通量，单位：勒克斯）上所接收的光通量，单位：勒克斯(lx).(4)亮度亮度:垂直于传播方向单位面积垂直于传播方向单位面积()上的发光强度，上的发光强度，单位单位cd/m2(2)发光强度发光强度:在给定方向的单位立体角在给定方向的单位立体角()辐射的光通量，单位：坎德拉辐射的光通量，单位：坎德拉(cd)。=dIddEdScosS=cosdLdSd光的度量光的度量1.三基色原理三基色原理 自然界中任意一种颜色均可以表示为三个自然界中任意一种颜色均可以表示为三个确定的相互独立的基色确定的相互独立的基色 红红(700 nm)(700 nm)、绿绿(546.1 nm)(5

13、46.1 nm)、蓝蓝(435.8nm(435.8nm)的线性组合。将三的线性组合。将三基色按一定比例相加混合，就可以模拟出各种基色按一定比例相加混合，就可以模拟出各种颜色。颜色。红色红色+绿色绿色=绿色绿色+蓝色蓝色=红色红色+蓝色蓝色=红色红色+绿色绿色+蓝色蓝色=色彩学基础色彩学基础黄色黄色青色青色紫色紫色白色白色红红蓝蓝紫紫蓝紫蓝紫紫红紫红绿绿黄黄黄绿黄绿橙橙白白青青蓝绿蓝绿绿蓝绿蓝三三基基色色原理示意图原理示意图2.色彩再现色彩再现 显示器中的色彩再现，不是把实际的色彩完全忠实地再现，显示器中的色彩再现，不是把实际的色彩完全忠实地再现，只要再现出的色彩令收看者满意就可以了。下图中所示

14、为一只要再现出的色彩令收看者满意就可以了。下图中所示为一个彩色显像管（个彩色显像管（CRT）荧光粉点的布局图，）荧光粉点的布局图，红（红（R）、绿绿（G）、蓝（蓝（B）三色荧光粉点各自在相应的红、绿、蓝电子三色荧光粉点各自在相应的红、绿、蓝电子束的轰击下发光从而产生颜色。束的轰击下发光从而产生颜色。彩色再现过程示意图彩色再现过程示意图 三个荧光粉点虽然在荧光屏上占有不同的空间位置，三个荧光粉点虽然在荧光屏上占有不同的空间位置，但它们产生的不同颜色的光却落在同一个视觉细胞上，但它们产生的不同颜色的光却落在同一个视觉细胞上，产生出三色相加的视觉效果。可见，产生出三色相加的视觉效果。可见，彩色再现是

15、对人彩色再现是对人眼视觉特性的巧妙利用，荧光屏上所显示的颜色实际眼视觉特性的巧妙利用，荧光屏上所显示的颜色实际上是在观察者自己的视觉上混合产生的。上是在观察者自己的视觉上混合产生的。3.颜色的特征参数颜色的特征参数 亮度亮度(luminance)：表示各种颜色的光对人：表示各种颜色的光对人眼所引起的视觉强度，与光的辐射功率有眼所引起的视觉强度，与光的辐射功率有关。关。色调色调(hue)：表示颜色彼此区分特性，不同：表示颜色彼此区分特性，不同波长的单色光辐射在物体上表现出不同色波长的单色光辐射在物体上表现出不同色调特性。调特性。饱和度饱和度(saturation)：表示颜色光所呈现的：表示颜色光

16、所呈现的颜色深浅程度颜色深浅程度(或纯度或纯度)。单色光与白光的混。单色光与白光的混合，饱和度越高则颜色越深。合，饱和度越高则颜色越深。色调色调与与饱和度饱和度又合称为又合称为色度色度(chroma)，它，它既说明彩色光的颜色类别，又说明颜色的既说明彩色光的颜色类别，又说明颜色的深浅程度。深浅程度。建立色度图的目的：建立色度图的目的：用来定量标定各种颜用来定量标定各种颜色，并且能用数学方法计算各种颜色的混色，并且能用数学方法计算各种颜色的混合结果。合结果。r r =R/(R+G+B=R/(R+G+B ),),g g =G/(R+G+B=G/(R+G+B ),),b b =B/(R+G+B=B/

17、(R+G+B )?式中式中R R、G G、B B表示表示亮度亮度，r r、g g、b b表示表示色度色度?可知可知r r +g+g +b+b =1,=1,因此只用给出因此只用给出 r r和和 g g的值的值,就能惟一地确定一种就能惟一地确定一种颜色（颜色（色度图色度图：以：以r r，g g为坐标轴，以颜色为坐标值）。为坐标轴，以颜色为坐标值）。?r r =g=g =b=b =1/3=1/3对应的坐标称为对应的坐标称为等能白光点等能白光点。4.色度图色度图CIECIE色度图色度图显示器件的主要性能指标显示器件的主要性能指标(1)像素像素(pixel)：指构成图像的：指构成图像的最小面积单位最小面

18、积单位，具有一定的具有一定的亮度亮度和和色彩色彩属性。属性。(2)亮度：亮度：从给定方向上观察的任意表面的单位从给定方向上观察的任意表面的单位投射面积上的发光强度，用投射面积上的发光强度，用cd/m2。一般显示。一般显示器应有器应有70cd/m2的亮度，具有这种亮度图像在的亮度，具有这种亮度图像在普通室内照度下清晰可见。在室外观看要求亮普通室内照度下清晰可见。在室外观看要求亮度更高，可达度更高，可达300cd/m2以上。常用显示器件的以上。常用显示器件的发光强度：发光强度：CRT：1000；LCD：300-500；PDP：1300（cd/m2）。）。(3)亮度均匀性亮度均匀性：不同显示区域所产

19、生的亮度的：不同显示区域所产生的亮度的均匀性。均匀性。(4).(4).对比度对比度 对比度对比度是指画面上最大亮度是指画面上最大亮度和最小亮度之比，和最小亮度之比，即即C C=L Lmaxmax/L Lminmin 在实用中有环境光的存在时在实用中有环境光的存在时，必须保证足够的亮度才可，必须保证足够的亮度才可以保证足够的对比度以保证足够的对比度。C C=(=(L Lmaxmax+L L外外)/()/(L Lminmin+L L外外)一般的显示器要求其对比度一般的显示器要求其对比度至少大于至少大于3030，这就要求显示，这就要求显示器必须有足够高的亮度。另器必须有足够高的亮度。另外，如何降低外

20、光的影响也外，如何降低外光的影响也是设计显示屏所必须考虑的是设计显示屏所必须考虑的因素之一。因素之一。(5).(5).灰度灰度 灰度灰度：画面上亮度的等级差别。：画面上亮度的等级差别。电视通常采用电视通常采用1010个灰度级，但一般只能达到个灰度级，但一般只能达到7 7级左右。级左右。灰度级越多，图像层次越分明，图像也越柔灰度级越多，图像层次越分明，图像也越柔和。和。人眼能分辨的最大量度层次约为人眼能分辨的最大量度层次约为100100级。级。(6).(6).分辨率分辨率 分辨率分辨率是指是指单位面积显示像素的数量单位面积显示像素的数量，代表着屏，代表着屏幕图像的幕图像的精密度精密度。由于屏幕上

21、的点、线和面都是由像素组成的，显由于屏幕上的点、线和面都是由像素组成的，显示器可显示的像素越多，画面就越精细，同样的示器可显示的像素越多，画面就越精细，同样的屏幕区域内能显示的信息也越多，所以分辨率是屏幕区域内能显示的信息也越多，所以分辨率是个非常重要的性能指标之一。个非常重要的性能指标之一。以分辨率为以分辨率为10241024768768的屏幕来说，即每一条水平的屏幕来说，即每一条水平线上包含有线上包含有10241024个个像素像素点，共有点，共有768768条线，即扫描条线，即扫描列数为列数为10241024列，行数为列，行数为768768行。行。只有具备只有具备高分辨率高分辨率，高亮度高

22、亮度与与高对比度高对比度的图像才的图像才可能是高清晰度的图像。可能是高清晰度的图像。(7)(a)(7)(a)清晰度清晰度：人眼能察觉到的图像细节清晰的：人眼能察觉到的图像细节清晰的程度。程度。(b)(b)分辨力分辨力：是人眼观察图像清晰程度的标志，：是人眼观察图像清晰程度的标志，与清晰度定义近似。与清晰度定义近似。(8).发光颜色发光颜色：用发射光谱或显示光谱的：用发射光谱或显示光谱的峰值峰值及及带宽带宽，或用，或用色度坐标色度坐标表示。表示。(9).解析度：解析度：1英寸长度上英寸长度上小投影点小投影点的数量。的数量。(10).收看距离：收看距离：可用绝对值表示，也可以用与画可用绝对值表示，

23、也可以用与画面高度面高度H的比值来表示。的比值来表示。(11).周围光线环境：周围光线环境：观看者所在的水平照度及照观看者所在的水平照度及照明装置。明装置。(12).图像的数据率：图像的数据率：一定时间内、一定速度下，一定时间内、一定速度下，显示系统能将多少单元的信息转换成图形或文显示系统能将多少单元的信息转换成图形或文字显示出来。字显示出来。(13).(13).响应时间与余辉时间响应时间与余辉时间 从施加电压到出现图像显示的时间称为从施加电压到出现图像显示的时间称为响应响应时间时间，又称为又称为上升时间上升时间。从切断电源到图像显示从切断电源到图像显示消失（亮度减少到消失（亮度减少到1/10

24、1/10）的）的时间时间称为称为余辉时间余辉时间，又称为，又称为下降时下降时间间。电视图像显示时响应时间需小于电视图像显示时响应时间需小于1/30s1/30s。主动发光型显示器件的响应时间都小于主动发光型显示器件的响应时间都小于0.1ms0.1ms。LCDLCD的响应时间为的响应时间为10-500ms,10-500ms,在显示快速运在显示快速运动的图像时会出现拖尾或余像。动的图像时会出现拖尾或余像。(14).(14).工作电压工作电压 驱动显示器件所施加的电压，外加驱动电压驱动显示器件所施加的电压，外加驱动电压有直流和交流之分，一般有直流和交流之分，一般CRTCRT、LCDLCD显示器件显示器

25、件用用交流供电交流供电，而，而OLEDOLED、LEDLED用用直流供电直流供电。为了便于驱动电压集成化，希望显示器驱动为了便于驱动电压集成化，希望显示器驱动电压电压45V45V，LCDLCD、OLEDOLED、LEDLED、VFDVFD显示器件工显示器件工作电压在作电压在0.50.540V40V之间，可满足此要求。而之间，可满足此要求。而PDPPDP、CRTCRT的驱动电压较高，前者约的驱动电压较高，前者约200V200V。(15).(15).寿命寿命 一种显示器件能否商品化其寿命至关重要，一种显示器件能否商品化其寿命至关重要，一般都要求在一般都要求在3 3万万h h以上以上；2022-11

26、-19 2022-11-192.1 CRT显示器显示器 C R T 显 示 器显 示 器 是 一 种 使 用 阴 极 射 线 管是 一 种 使 用 阴 极 射 线 管(Cathode Ray Tube)的显示器，是最早被的显示器，是最早被广泛应用的显示器。广泛应用的显示器。CRT显示器显示器2022-11-19 2022-11-192022-11-19 2022-11-19CRT的发展历史的发展历史 1897年年，德国人，德国人 布劳恩布劳恩 示波管示波管 1938年年，德国人，德国人 弗莱彻弗莱彻 彩色显像管彩色显像管 1950年年，美国，美国RCA公司公司 三枪三束荫罩式彩色显三枪三束荫罩

27、式彩色显像管像管 1953年实用化年实用化 20世纪世纪60年代年代，玻壳：，玻壳：圆形圆形角矩形；荧光粉角矩形；荧光粉：磷酸盐磷酸盐硫化物（蓝绿）硫化物（蓝绿）+稀土（红）；尺寸：稀土（红）；尺寸：21（70）25（90）20世纪世纪70年代后年代后，玻壳：平面直角，玻壳：平面直角超平超平纯平纯平 近年，高分辨率近年，高分辨率 2007年年10月月1日日，从中国各大家电连锁店退市，从中国各大家电连锁店退市CRT的发展的发展2022-11-19 2022-11-192022-11-19 2022-11-19CRT的分类的分类 CRT显示器显示器主要分为主要分为黑白黑白CRT显示器显示器和和彩彩

28、色色CRT显示器显示器两大类。两大类。CRT显示器显示器的核心部件是的核心部件是CRT显像管显像管（即（即阴极射线管阴极射线管），其主要由五部分组成：），其主要由五部分组成：电子电子枪枪(Electron Gun)、偏转线圈偏转线圈(Defiection coils)、荫罩荫罩(Shadow mask)、荧光粉层荧光粉层(Phosphor)及及玻璃外壳玻璃外壳，其中电子枪是显其中电子枪是显像管的核心。像管的核心。黑白黑白CRT显示器显示器 黑 白黑 白 C R T 即即 单 色单 色(M o n o c h r o m e Monitor)CRT，只有，只有单一单一的电子枪，仅能产的电子枪，仅

29、能产生生黑白黑白两种颜色。两种颜色。它的主要用途是在它的主要用途是在电视机电视机中显示图像，以及中显示图像，以及在工业控制设备中用作在工业控制设备中用作监视器监视器。黑白黑白CRT主要由主要由圆锥形玻壳圆锥形玻壳、玻壳正面用于、玻壳正面用于显示的显示的荧光屏荧光屏、封入玻壳中发射电子束用的、封入玻壳中发射电子束用的电子枪系统电子枪系统和位于玻壳之外控制电子束偏转和位于玻壳之外控制电子束偏转扫描的扫描的磁轭器件磁轭器件四部分组成。四部分组成。2022-11-19 2022-11-19黑白黑白CRT显示器的结构显示器的结构2022-11-19 2022-11-19单色单色CRT的结构示意图的结构示

30、意图l圆锥形玻壳圆锥形玻壳l荧光屏荧光屏l电子枪系统电子枪系统l磁轭器件磁轭器件(偏转偏转 系统系统)CRT实物结构图实物结构图工作原理工作原理工作时，工作时，电子枪电子枪中阴极中阴极K被灯丝加热发射大量的电子，被灯丝加热发射大量的电子，电子束首先由加在第一控制栅极的视频电信号调制，电子束首先由加在第一控制栅极的视频电信号调制，然后经然后经加速加速和和聚焦聚焦后，高速后，高速轰击轰击荧光屏荧光屏上的荧光体，上的荧光体，荧光体发出可见光。荧光体发出可见光。黑白黑白CRT的工作原理的工作原理黑白黑白CRT的工作原理的工作原理 电子束的电流是受显示信号控制的，电子束的电流是受显示信号控制的，信号电压

31、信号电压高高，电子枪发射的，电子枪发射的电子束流也越大电子束流也越大，荧光体发荧光体发光亮度也越高光亮度也越高不同灰度级的实现。不同灰度级的实现。最后通过最后通过偏转磁轭偏转磁轭控制电子束，在荧光屏上从控制电子束，在荧光屏上从上到下，从左到右依次上到下，从左到右依次扫描扫描，从而将图像或文，从而将图像或文字完整地显示在荧光屏上。字完整地显示在荧光屏上。2022-11-19 2022-11-19彩色彩色CRT显示器显示器 彩色彩色CRT利用利用三基色图像叠加原理三基色图像叠加原理实现彩实现彩色图像的显示。色图像的显示。荫罩式荫罩式彩色彩色CRT是目前占是目前占主导地位的彩色显像管，这种管子的原始

32、主导地位的彩色显像管，这种管子的原始设想是德国人弗莱西（设想是德国人弗莱西（Fleshsig）在）在1938年提出的。年提出的。2022-11-19 2022-11-19荫罩式彩色荫罩式彩色CRT显示器件结构示意图显示器件结构示意图彩色彩色CRT显示器的结构显示器的结构2022-11-19 2022-11-19电子枪电子束聚焦线圈偏转线圈高压帽荧光粉荫罩荫罩（特写）单色单色CRT和和彩色彩色CRT结构的比较结构的比较彩色彩色CRT相对于单色相对于单色CRT，由单个电子束变成了三个电由单个电子束变成了三个电子束子束，单一的白光荧光粉变成了由产生红、绿、蓝三种单一的白光荧光粉变成了由产生红、绿、蓝

33、三种荧光体组成，荧光体组成，另外，另外，多了一个荫罩多了一个荫罩。红、绿、蓝荧光粉红、绿、蓝荧光粉2022-11-19 2022-11-19 荫罩的作用荫罩的作用为了防止每个电子束轰击另外两个颜色的荧光体，为了防止每个电子束轰击另外两个颜色的荧光体，在荧光面内设有选色电极在荧光面内设有选色电极荫罩荫罩。当电子束到达屏幕后部时，还要当电子束到达屏幕后部时，还要通过一个非常薄的，大约只有通过一个非常薄的，大约只有0.1MM0.1MM厚的荫罩板，只使有用的电子厚的荫罩板，只使有用的电子束通过，无用电子束击打在荫罩板上做无用功发热。对于原来孔状束通过，无用电子束击打在荫罩板上做无用功发热。对于原来孔状

34、的荫罩板，其上的荫罩板，其上每一个孔每一个孔都与屏幕上的都与屏幕上的一组三个荧光粉颗粒一组三个荧光粉颗粒相对应相对应(一个点有红绿蓝三个荧光粉颗粒组成一个点有红绿蓝三个荧光粉颗粒组成)。荫罩的形状荫罩的形状荫罩有荫罩有圆孔形圆孔形，长方形长方形等形式。通常，三角形等形式。通常，三角形 布置的电子枪采用圆孔形荫罩布置的电子枪采用圆孔形荫罩 ，直线形布置的电子枪可采用，直线形布置的电子枪可采用 各种形式的荫罩。各种形式的荫罩。荫罩的作用荫罩的作用三角形布置三角形布置直线形直线形布置布置荫罩的结构荫罩的结构荫罩与荧光面结构示意图荫罩与荧光面结构示意图彩色电视荧光屏内壁涂有发光颜色为红、绿、蓝的荧彩色

35、电视荧光屏内壁涂有发光颜色为红、绿、蓝的荧光粉点，每一组三个红、绿、蓝荧光粉点排列成品字光粉点，每一组三个红、绿、蓝荧光粉点排列成品字形，组成一个彩色像素，这些粉点的直径很小形，组成一个彩色像素，这些粉点的直径很小(几微几微米到几十微米米到几十微米)。彩色彩色CRT显示器显示器原理原理当一个图像被显示在屏幕上时，它是由无数小当一个图像被显示在屏幕上时，它是由无数小点组成的，它们被称为点组成的，它们被称为像素像素(pixel)。像素也即。像素也即发光发光“点点”；分辨率分辨率指屏幕上象素的数目，数指屏幕上象素的数目，数目越大，分辨率也就越高。屏幕上的像素可以目越大，分辨率也就越高。屏幕上的像素可

36、以被置为不同的被置为不同的颜色颜色和和亮度亮度。每一个像素包含一。每一个像素包含一个红色、绿色、蓝色的磷光体，如图所示。大个红色、绿色、蓝色的磷光体，如图所示。大量的像素就组成了图像。量的像素就组成了图像。屏幕上的像素屏幕上的像素彩色彩色CRT显示器显示器原理原理彩色彩色CRT显示器原理显示器原理利用显像管内的电子枪，将红、绿、蓝三个电子束分别打在利用显像管内的电子枪，将红、绿、蓝三个电子束分别打在R、G、B荧光粉层上，荧光粉被激活，即可发出光来。荧光粉层上，荧光粉被激活，即可发出光来。R、G、B三种荧光点被不同强度的电子流点亮，就会发出各种色三种荧光点被不同强度的电子流点亮，就会发出各种色彩

37、。在适当的距离外，人眼分辨不出单色小点，而只是看到彩。在适当的距离外，人眼分辨不出单色小点，而只是看到一个合成的彩色光点。一个合成的彩色光点。CRT显示器的主要单元显示器的主要单元 电子枪电子枪 荧光屏荧光屏 偏转系统偏转系统 荫罩荫罩 玻璃外壳玻璃外壳2022-11-19 2022-11-19电子枪电子枪2022-11-19 2022-11-19v电子枪电子枪的功能是生成一束强度可调的聚焦的功能是生成一束强度可调的聚焦电子束电子束，在黑白显像管中是一把电子枪生，在黑白显像管中是一把电子枪生成一个电子束，在彩色显像管中是一把（成一个电子束，在彩色显像管中是一把（三把）电子枪生成三个电子束，即所

38、谓的三把）电子枪生成三个电子束，即所谓的单枪（三枪）三束管。单枪（三枪）三束管。电子枪的内部结构电子枪的内部结构2022-11-19 2022-11-192022-11-19 2022-11-19电子束在电子枪中的运动电子束在电子枪中的运动2022-11-19 2022-11-19荧光屏荧光屏荧光屏荧光屏一般由一般由玻璃基板玻璃基板、荧光粉层荧光粉层和和铝膜层铝膜层构成。面玻璃尺寸宽度与高度之比有构成。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等类型，习惯上将屏幕对角线长度定为显像管的规格，用厘米（或英寸）表示。显像管的规格，用厘米（或英寸）表示。工作的时候荧

39、光屏后面的电子枪发射电子束工作的时候荧光屏后面的电子枪发射电子束打在荧光粉上，于是一部分荧光粉亮起来，打在荧光粉上，于是一部分荧光粉亮起来，显示出字符或者图像。显示出字符或者图像。名称名称ZnS:Ag,Cl(Zn，Cd)S:Au,AlY2O2S:EuY2O2S:TbY2SiO5:Tb Zn2SiO4:Mn颜色颜色蓝色蓝色绿色绿色红色红色红色红色绿色绿色绿色绿色用于用于CRTCRT中常见荧光粉组成及发光颜色中常见荧光粉组成及发光颜色2022-11-19 2022-11-19p黑白黑白CRT所用荧光粉称所用荧光粉称白场粉白场粉，因为未开发出在，因为未开发出在电子轰击下发白光的荧光粉，所以用两种荧光

40、粉：电子轰击下发白光的荧光粉，所以用两种荧光粉：发黄光的发黄光的ZnS:Cu和发蓝光的和发蓝光的ZnS:Ag。配比为。配比为45:55。p彩色彩色CRT采用红、绿、蓝三种荧光粉，各工厂生产采用红、绿、蓝三种荧光粉，各工厂生产的管子色坐标略有不同。常用的三色荧光粉为：的管子色坐标略有不同。常用的三色荧光粉为：绿色粉绿色粉 ZnS:Cu,Al和和ZnS:Al的混合粉；的混合粉；蓝色粉蓝色粉 ZnS:Ag；红色粉红色粉 RCA公司研制的铕激活的氧硫化钇公司研制的铕激活的氧硫化钇（Y2O2S:Eu）2022-11-19 2022-11-19偏转系统偏转系统当轰击荧光屏的电子束不发生任何偏转时，则电子束

41、会当轰击荧光屏的电子束不发生任何偏转时，则电子束会始终轰击在荧光屏中心一个点上，此时荧光屏只有一个始终轰击在荧光屏中心一个点上，此时荧光屏只有一个亮点。亮点。为了使整个荧光屏都发光，必须在管锥根部套一只偏转为了使整个荧光屏都发光，必须在管锥根部套一只偏转线圈，使电子束在偏转磁场的作用下发生水平、垂直方线圈，使电子束在偏转磁场的作用下发生水平、垂直方向偏转，这又称向偏转，这又称电子束扫描电子束扫描。2022-11-19 2022-11-19偏转系统偏转系统理论上讲，利用电场或磁场均可使电子束发生偏转实现理论上讲，利用电场或磁场均可使电子束发生偏转实现扫描功能。扫描功能。磁场偏转理论磁场偏转理论电

42、场偏振示意图电场偏振示意图在电视显像管中，由于屏幕尺寸大，对应的偏转角也在电视显像管中，由于屏幕尺寸大，对应的偏转角也大，可达大，可达90、110，如采用电偏，如采用电偏 转，其相应偏转转，其相应偏转电压将高达电压将高达5000V以上，因此以上，因此电视显像管均采用磁偏电视显像管均采用磁偏转转，也就是利用电子在横向磁场中受到的洛仑兹力使，也就是利用电子在横向磁场中受到的洛仑兹力使电子发生偏转。电子发生偏转。荫罩荫罩 处在玻壳和电子枪之间，起分色作用。分处在玻壳和电子枪之间，起分色作用。分为为孔状、栅格式、沟槽状结构。孔状、栅格式、沟槽状结构。2022-11-19 2022-11-19荫罩荫罩

43、在显示器中的位置及作用在显示器中的位置及作用孔状荫罩孔状荫罩优点：成本低优点：成本低缺点：透过率缺点：透过率50%，亮度、，亮度、对比度低，分辨率低对比度低，分辨率低沟糟荫罩沟糟荫罩优点：分辨率高，优点：分辨率高，透过率透过率90%缺点：成本较高缺点：成本较高主流中低档荫罩式显示器主流中低档荫罩式显示器2022-11-19 2022-11-19玻璃外壳玻璃外壳玻璃外壳玻璃外壳由由管颈管颈、锥体和面玻璃锥体和面玻璃三部分组成。管颈内三部分组成。管颈内部安装电子枪。玻璃锥体将面玻璃和管颈连接起来，部安装电子枪。玻璃锥体将面玻璃和管颈连接起来，其张开角代表最大电子束偏转角度。同样尺寸的荧光其张开角代

44、表最大电子束偏转角度。同样尺寸的荧光屏，偏转角越大，管子长度就越短，可以减少电视机屏，偏转角越大，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的厚度，国产标准显像管主要有70、90、110和和114等。等。2022-11-19 2022-11-19CRT显示器的优缺点显示器的优缺点 优点：优点：1、亮度高（可调）、亮度高（可调）2、对比度高、对比度高 3、视角大、视角大 4、色彩还原度好、色彩还原度好 5、色度均匀、色度均匀 6、分辨率高（可调）、分辨率高（可调）7、响应时间短、响应时间短 缺点：缺点：1、耗电量大、耗电量大 2、尺寸大，重量大、尺寸大，重量大 3、无法制造较大面

45、积的显示屏、无法制造较大面积的显示屏 技术上的困难：较大真空玻璃外壳容易破裂技术上的困难：较大真空玻璃外壳容易破裂 显示面积较大时，扫描频率降低，无法显示显示面积较大时，扫描频率降低，无法显示运动影像运动影像 4、受电磁场影响，容易发生线性失真、受电磁场影响，容易发生线性失真 5、存在辐射，影响使用者身体健康、存在辐射，影响使用者身体健康CRT显示器的优缺点显示器的优缺点习题与思考题习题与思考题 1,什么是三基色原理？什么是三基色原理？2，光度量有哪些？单位分别是什么？，光度量有哪些？单位分别是什么？3，黑白黑白CRT主要由哪几部分构成？简述主要由哪几部分构成？简述其工作原理。其工作原理。4，简述彩色，简述彩色CRT中荫罩的作用。中荫罩的作用。5，简述，简述CRT显示器件的优缺点。显示器件的优缺点。2022-11-19 2022-11-19谢谢！