25-显像管光电显示技术课件

2.5显像管荧光屏电子枪偏转系统玻璃外壳荫罩式彩色显像管其他类型显像管彩色显像管前景2.5.1荧光屏荧光屏是涂有荧光粉的玻璃屏。含有杂质和缺陷的ZnS晶体制成的粉。纯的ZnS晶体称为母晶体。另外还有：Cd、Mg、Ca、Y等的氧化物、硫化物或硅酸盐。杂质有激活剂和共激活剂。激活剂有：Ag、Cu、Mn等共激活剂有：Cl、Br、I等。在母晶体中掺杂不同的杂质在电子束的轰击下可发出不同颜色的光。一、荧光粉如何选择荧光粉？⑴CRT工作于高真空条件下，荧光粉蒸气压低，易去气。⑵发光效率高。⑶发出的R、G、B三色尽可能包围色度图的最大区域。⑷余辉适当。⑸耐4000C高温的焙烧。⑹在高能电子轰击下稳定、寿命长。⑺温度特性好。彩色显像管涂的荧光粉有三种：红粉：掺Eu激活剂的氧硫化钇，Y2O2S:Eu绿粉：ZnS:Cu,Al与ZnS:Al的混合粉蓝粉：ZnS:Ag黑白显像管涂的荧光粉称为白场粉。发黄光的荧光粉(Zn,Cd)S:Ag－45发蓝光的荧光粉ZnS:Ag－55由两种颜色互补的荧光粉按45：55的配比混合而得。二、荧光屏制作工艺1、荧光粉的涂敷工艺荧光粉的涂敷要均匀，黑白显像管与彩色显像管不同，前者采用沉淀法，后者采用旋转涂敷法。

沉淀法：在荧光粉悬浮液中加入硅酸钾（K2Si03)，及少量的硝酸锶（Sr(NO3)2），搅拌均匀后再沉淀，有专用的涂覆机，沉淀以后烘干即可。其中，硅酸钾为粘结剂。旋转涂敷法：利用粉浆的重力和离心力，将荧光粉均匀涂敷。粉浆中有感光剂，水溶性，对紫外光线敏感。模拟三束状态曝光、显影三次。彩色显像管屏幕局部放大

黑底技术：为了保证色纯，不同颜色粉点或粉条间留有间隙，于该处涂以黑色吸收物质，以提高对比度。黑底的涂敷与彩色显像管荧光粉的工艺相同，模拟三束状态曝光三次，不同的是黑底采用负片，即曝光部分在显影时被冲掉。黑底涂敷在荧光粉涂敷之前进行。2、蒸铝工艺为什么要蒸铝膜？⑴作为电极，在其上加一很高的阳极电位（与电子枪的阳极相连），消除负电荷在荧光粉上的堆积，防止发光亮度的下降。⑵防止荧光粉层出现离子斑－－保护荧光粉残余气体受高能电子轰击电离成负离子，在电磁场作下加速并撞击荧光粉，使荧光粉被溅射而发黑，破坏荧光粉。⑶提高屏幕亮度。荧光粉铝膜如何蒸铝膜？荧光粉沉淀以后，其表面很粗糙，需先形成一光滑的中间膜，将硝化纤维和丙烯酸类溶剂混合而形成的溶液涂在荧光粉上，将水份蒸发便得到很薄、很光滑的中间膜。然后在中间膜上蒸镀一层铝膜（厚度在几μm），再将荧光屏加热到4000C，硝化纤维被烧掉。在此过程中，铝膜也会部分氧化，但生成的Al2O3薄膜是透明的，而且保护了铝层的继续氧化。2.5.2电子枪电子枪的作用：产生一束强度可调的，且聚集得很细的电子束。由两部分组成：发射系统和投射系统。一、发射系统发射系统由三部分组成：阴极、调制极和加速极⑴阴极：电子源，加热发射出电子。上式称为理查森－德施曼纯金属热发射公式。纯金属电子的逸出功大，发射效率不高，而且加热后自身也发光，做阴极不合适。间热式氧化物阴极：一般用镍作基金属，做成筒状，其外表面涂BaCO3、SrCO3和CaCO3的混合涂层，加热分解成BaO、SrO和CaO，筒内为一组灯丝（直径为0.045mm的铼钨丝，双螺旋状），用来加热阴极。BaO的热电子发射效率高，大量电子由它发射。CaO用来增强涂层在金属表面的附着力。SrO用来增加热阴极的寿命。⑵调制极（又称栅极）调制极与热阴极靠得很近，不到0.2mm，中心开一个0.5mm的小圆孔，可挡住四面八方逸出的热电子，同时通过加于其上的负电位的作用，对穿过小圆孔的电子束进行初步会聚，在孔后形成一个焦点，称为交叉点。⑶加速极在调制极后加速极加正电压，将电子从阴极表面拉出。二、投射系统即电子聚焦系统，由一系列的阳极（圆筒状或带圆孔的片状）组成，负责对电子束进一步的加速、聚焦，把交叉点成像在荧光屏上。对电子枪的要求：⑴束斑大小符合扫描线宽要求。具体由电子束轰击屏幕后形成的光点的实际尺寸来衡量，显示屏大则尺寸可大些。例如对角线为40cm的显像管，光点直径：⑵束流足够。用电子束运动形成的束流大小来衡量发射电子的多少，以保证电子束轰击荧光屏产生的光点具有足够的亮度。束流一般在50－200μA。⑶调制特性陡。调制特性指调制极对电子束电流的控制能力。2.5.3偏转系统为电子束提供电场或磁场使电子束偏转，实现电子束从左到右、从上到下的扫描。偏转方法有两种：电偏转：加电场使电子束偏转，如示波管。磁偏转：加磁场使电子束偏转，如显像管。显像管的偏转线圈位于管颈与玻璃壳锥体的交界处，由一对水平偏转线圈和一对垂直偏转线圈组成，目的是获得均匀磁场。

2.5.4玻璃外壳玻璃壳应具备的功能：1、耐压2、防X射线辐射3、透光率合适为提高画面的对比度，一般采用低透过率的屏面，透过率达50%即可，称为烟玻璃，主要用来衰减环境光。4、曲率半径屏面平面化，阳极复杂，偏转线圈精密，功耗大，不易做大。方法：在玻璃中掺重金属氧化物。在管颈和锥体部分的玻璃中掺PbO，在荧光屏玻璃中掺BaO、SrO。2.5.5荫罩式彩色显像管彩色显像管按色彩重现控制方式分类，可分为荫罩式、聚焦栅式、束指式和穿透式，荫罩式彩色显像管处于主流地位。荫罩式彩色显像管又分为三枪三束、单枪三束和自会聚彩色显像管三类。一、三枪三束彩色显像管三枪三束荫罩管的管颈部装有三个独立的电子枪，沿显像管轴线排成“品”字形。正常工作条件：三个电子枪发射出的三束电子必须都能会聚于小孔中心，穿过小孔后再分开，分别打向各自对应的荧光粉点。⑴色纯度指单色光栅纯净的程度。要求红、绿、蓝三支电子束只分别激发与其对应的红、绿、蓝三种荧光粉，而不触及其它荧光粉。色斑①荫罩板受热变形、松动－安装热变形补偿部件②偏转线圈前后位置偏差－移动偏转线圈③电子枪在管颈内安装误差－调色纯磁环④受外部电磁场影响－设置消磁线圏色纯度不良原因及对策⑵将三条电子束会合在一起，使它们分别同时击中荧光屏上任何同一组三基色荧光粉的方法称为会聚，会聚可分为静会聚和动会聚两种。静会聚是指电子束在没有进行偏转时的会聚，即屏幕中心区的会聚，以屏幕高度的80%为直径的圆内面积；静会聚误差是由于显像管制造工艺上所造成，致使屏幕中心区域无法获得良好的会聚；动会聚指电子束在扫描偏转过程中的会聚,即显像管屏幕四周的会聚。动会聚误差是由于荧光屏的曲率中心与电子束的偏转中心不重合，使偏转之后，在屏幕四周边缘出现与电子枪排列相反的失聚现象。二、单枪三束彩色显像管三路电子束共用加速极和阳极组成统一的电子枪；三路电子束排列方式为一字形；荫罩板做成垂直栅条状栅网；荧光屏上涂的荧光粉为直条状；荧光屏做成柱面。单枪三束栅网管与三枪三束荫罩管相比，优点：1、结构简化。3、偏转线圈功耗降低。2、荫罩板由小孔变为栅状后提高了电子透射率。4、显像管管颈尺寸缩小，减小了电视体积。缺点：1、色彩不够细腻。2、屏幕难做大，因荫罩板的栅网刚性差，易变形，影响图像清晰度。三、自会聚彩色显像管利用特殊的精密环形偏转线圈配合以显像管内部电极的改进，使一字形排列的三条电子束通过特定形式分布的偏转磁场后，便能在整个荧光屏上很好地实现动会聚，称为自会聚彩色显像管。

主要部件：1、精密一字形一体化电子枪电子枪的排放形式是水平方向一字排开，三个电子枪之间的相对位置通过一组单片三孔调制极精确地定位并形成一个整体。2、精密鞍环形偏转线圈可得到准确分布的磁场，电子束通过时具有很高的静会聚精度。上下光栅无失真，左右光栅失真少，低功耗，磁场漏磁少。3、加色纯磁铁和静会聚磁铁静会聚磁铁作用：使三电子束会聚于荫罩板栅缝中心的会聚点尽可能小。色纯磁铁作用：使三电子束离开会聚点后能准确击中各自对应的色条。4、增加荫罩板的刚度和稳定性，缩小荧光粉条的间距。电子会聚与光线会聚2.5.6其他类型显像管一、束指引管二、穿透式彩色显像