平板显示技术：第一章 绪论课件

1、TFT平板显示技术平板显示技术材料与能源学1显示技术显示技术 从光源发出的光经调制加载信号后通过光波导传从光源发出的光经调制加载信号后通过光波导传输到接收端，此时接收端常常需要将所需信息解调输到接收端，此时接收端常常需要将所需信息解调并以图像、图形、数码、字符等形式表现出来，这并以图像、图形、数码、字符等形式表现出来，这一技术称为显示技术。一技术称为显示技术。 光电显示技术是多学科光电显示技术是多学科交叉技术交叉技术，包括光学、电，包括光学、电子学、材料、发光、视觉、色彩等相关知识。子学、材料、发光、视觉、色彩等相关知识。2IFA2013德德国国柏柏林林国国际际1)LG 4K超高清弧形超高清弧

2、形OLED电视电视l电视行业围绕大尺寸、弧形电视行业围绕大尺寸、弧形OLED、4K超高清、智能等四超高清、智能等四大方向展开。大方向展开。3l东芝东芝 84英寸英寸QUAD Full HD 的的4k电视电视 l4K电视就是显示屏分辨率的水平像素点约为电视就是显示屏分辨率的水平像素点约为4000像素像素 ，即，即4K电视的分辨率为电视的分辨率为38402160 （目前主流为（目前主流为19201080） 。44Kl台系面板大厂友达、群创台系面板大厂友达、群创2013年高阶产品主力年高阶产品主力皆为解析度皆为解析度3,840 x2,160的的UHD液晶电视面板。液晶电视面板。l其中友达已取得其中友

3、达已取得Sony、东芝、东芝(Toshiba)与大陆与大陆业者订单，将以业者订单，将以55、65英寸为主力，良品率可英寸为主力，良品率可达达65%以上以上 。l群创部分，尺英寸遍及群创部分，尺英寸遍及50、55、65英寸，甚英寸，甚至也可能推出至也可能推出84英寸产品。英寸产品。TCL、海信、创维、海信、创维、海尔、康佳、长虹等皆会采用群创海尔、康佳、长虹等皆会采用群创4K面板，面板，部分国际品牌如部分国际品牌如Vizio、Philips等也会采用。等也会采用。 l2013年韩系大厂已经开始调整高阶产品策略，年韩系大厂已经开始调整高阶产品策略，LGE、三星都推出、三星都推出55、65、75、8

4、5英寸英寸4K电电视产品。视产品。5l三星三星 l55吋大屏吋大屏OLED电视电视 6lLG50英寸英寸OLED电视电视l厚度仅有厚度仅有4mm；采用；采用4色像素，在传统三原色色像素，在传统三原色中添加一个白色子像素。中添加一个白色子像素。 7l海信海信110英寸英寸4K电视电视l使用华星光电的使用华星光电的4K*2K液晶面板，分辨率液晶面板，分辨率3840*2160 海信海信3D透明电视透明电视 采用自主研发的透明屏技术，实现了高穿透的透明效果和高色域的图像显示，观众在观看3D影像的时候还可以清晰看到电视背部的物体，体验到不一样的视觉感受。8lLG推出了目前最大的推出了目前最大的 77 吋

5、的吋的 UHD 曲面曲面 OLED 电视，厚电视，厚4mm。目前只是一款工程样。目前只是一款工程样机，上市计划还没有落实。机，上市计划还没有落实。 9l三星首推65/55英寸弧面4K电视l未说明是未说明是OLED10l海信首发可以转换成家用海信首发可以转换成家用2D的裸眼的裸眼3D电视电视引起行业关注引起行业关注 l这款这款55寸裸眼寸裸眼3D电视采用液晶开关狭缝光栅，支持电视采用液晶开关狭缝光栅，支持2D和和3D两种播放模式，观看者通过遥控器即可轻松实现两种播放模式，观看者通过遥控器即可轻松实现2D和和3D显示的自由切换，其中显示的自由切换，其中2D画面的分辨率更是达到画面的分辨率更是达到4

6、k超超高清效果，完全不受高清效果，完全不受3D光栅的影响，是一款可进入家庭光栅的影响，是一款可进入家庭应用应用的裸眼的裸眼3D电视。电视。 11l三星发布全新105英寸曲面UHD电视产品，预售价格为119999.99美元，折合人民币近75万元，为目前在售的全球尺寸最大的曲面电视产品 .1213l采用了一块采用了一块2K分辨率的曲面屏幕分辨率的曲面屏幕 super AMOLED l侧面的屏幕开创了一种全新的操作方式，它并不参与常侧面的屏幕开创了一种全新的操作方式，它并不参与常规的显示功能，在正面屏幕休眠时候，这条可以显示时规的显示功能，在正面屏幕休眠时候，这条可以显示时间及手机信号间及手机信号

7、14l是LG推出的第二款Android Wear平台智能手表采用圆形表盘，1.3英寸OLED显示屏，分辨率为320320像素，圆形的屏幕可以全屏显示。l将于10月14日上市，售价为299欧元(约合人民币2376元) 15l超薄玻璃的液晶制造技术：超薄玻璃的液晶制造技术：l日本旭硝子（日本旭硝子（AGC）在）在“SID 2014”展会上展展会上展出了仅厚出了仅厚0.2mm的第的第5代（代（G5）TFT阵列基板、阵列基板、彩色滤光片基板以及由这两种基板贴合制成的彩色滤光片基板以及由这两种基板贴合制成的厚厚0.4mm、5英寸、英寸、500ppi的全高清液晶单元的全高清液晶单元和面板。和面板。l采用载

8、体玻璃技术（采用载体玻璃技术（Carrier Glass Technology），利用客户的生产线试制而成。），利用客户的生产线试制而成。 16l在在G5尺寸尺寸（1300mm1100mm）、厚）、厚0.5mm的载体玻璃上贴合厚的载体玻璃上贴合厚0.2mm的超薄玻璃并在实际生产的超薄玻璃并在实际生产线上试制而成的彩色滤光片基板线上试制而成的彩色滤光片基板（左）和（左）和TFT阵列基板（右）。阵列基板（右）。l在两基板中间靠后位置展示的是在两基板中间靠后位置展示的是将这将这2块基板贴合制成的厚块基板贴合制成的厚0.4mm、5英寸、英寸、500ppi的液晶的液晶单元和面板。单元和面板。lAGC在展

9、示过程中指出，还可以在展示过程中指出，还可以处理厚处理厚0.1mm的玻璃。的玻璃。 17l年度最佳显示奖(Display of the Year Award) ：三星DISPLAY于年月在世界首发的5.68英寸曲面屏。l这个屏幕被搭载在Galaxy Round上。 18l三星DISPLAY的曲面LCD，世界最大105英寸曲面UHD。 19l最近，市场调查机构Display Search预测世界曲面显示市场将以每年151%的速度增长,直至2020年。世界曲面TV面板市场将从2014年的79万台增长到2017年的609万台，增长8倍。 20中中国国大大陆陆显显示示产产业业趋趋势势及及B言）言）l消

10、费面看，消费面看，2013年，中国大陆市场智能手机销售量约年，中国大陆市场智能手机销售量约3.2亿台，平板电脑约亿台，平板电脑约5300万台，笔记本约万台，笔记本约3500万台，显示万台，显示器约器约4500万台，电视约万台，电视约4800万台。全球最大市场万台。全球最大市场l生产面看，生产面看，2013年，中国大陆生产智能手机约年，中国大陆生产智能手机约8.71亿台，亿台，平板电脑约平板电脑约1.8亿台，笔记本约亿台，笔记本约1.5亿台，显示器约亿台，显示器约9900万万台，电视约台，电视约1.17亿台，已成为全球显示终端最大生产基地。亿台，已成为全球显示终端最大生产基地。 l2013年，在

11、中国大陆销售的显示终端，采用本地生产的液年，在中国大陆销售的显示终端，采用本地生产的液晶面板约占晶面板约占25%。当年中国大陆进口液晶面板总额约。当年中国大陆进口液晶面板总额约500亿美元，排在石油、集成电路芯片、铁矿石之后。亿美元，排在石油、集成电路芯片、铁矿石之后。 l2014年，中国大陆新投产显示面板工厂有年，中国大陆新投产显示面板工厂有4座，其中包括座，其中包括京东方两座。京东方两座。2014年中国大陆在建年中国大陆在建8.5代工厂有代工厂有2座，其中座，其中京东方一座，将于京东方一座，将于2015年下半年投产。年下半年投产。 21l京东方的8K液晶面板使用a-Si TFT驱动，屏幕尺

12、寸为98英寸。 22l55英寸氧化物英寸氧化物AMOLED显示屏。显示屏。l该款显示屏融合了氧化物背板技术、溶液制程该款显示屏融合了氧化物背板技术、溶液制程 OLED器件器件制作技术，是目前国内采用上述两种技术组合所成功开发制作技术，是目前国内采用上述两种技术组合所成功开发的最大尺寸的最大尺寸AMOLED显示屏显示屏 。l不过与韩国不过与韩国LG显示器展出的使用氧化物显示器展出的使用氧化物TFT驱动的驱动的55英寸英寸4K面板相比，京东方的面板则要略逊一筹。面板相比，京东方的面板则要略逊一筹。 23主主要要l绪论绪论l彩色科学与工程彩色科学与工程l液晶与液晶显示器液晶与液晶显示器LCDlTFT

13、液晶显示组件的结构与制备液晶显示组件的结构与制备 l等离子体显示等离子体显示 PDPl发光二极管显示发光二极管显示 LEDl有机电致发光显示有机电致发光显示 OLEDl场致发射显示场致发射显示 FEDl其他显示技术：电子纸、其他显示技术：电子纸、VFD、ELD24第第一一章章绪绪论：论：l概述概述l显示器件分类及其发展显示器件分类及其发展251.1 概概述述信信l随着科学技术的发展与进步，人类社会已经进入随着科学技术的发展与进步，人类社会已经进入了所谓信息化社会。在这种社会中，信息的生产、了所谓信息化社会。在这种社会中，信息的生产、存储、加工、传递、处理成为重要的产业：信息存储、加工、传递、处

14、理成为重要的产业：信息和知识是重要的生产力、竞争力和经济成就的重和知识是重要的生产力、竞争力和经济成就的重要因素。要因素。l研究信息本质、信息获取、信息控制、信息传输、研究信息本质、信息获取、信息控制、信息传输、信息存储、信息显示、信息处理、信息优化、信信息存储、信息显示、信息处理、信息优化、信息转换等信息科学已经成为现代科学技术的热门息转换等信息科学已经成为现代科学技术的热门课题。课题。l信息是人们在适应外部世界并使这种适应反作用信息是人们在适应外部世界并使这种适应反作用于外部世界的过程中，同外部世界进行交换的内于外部世界的过程中，同外部世界进行交换的内容的名称。（控制论创始人容的名称。（控

15、制论创始人N.N.维纳）维纳）26l人们通常是通过各种不同类型的探测工具取得信人们通常是通过各种不同类型的探测工具取得信息，然后再将其转换成为人的感觉器官能直接识息，然后再将其转换成为人的感觉器官能直接识别的语言、文字、图像、图表等形式。别的语言、文字、图像、图表等形式。l研究表明，人的各种感觉器官从外界获得的信息研究表明，人的各种感觉器官从外界获得的信息中，视觉占中，视觉占6060，听觉占，听觉占2020，触觉占，触觉占1515，味，味觉占觉占3 3，嗅觉占，嗅觉占2 2。可见近。可见近2/32/3的信息是通过眼的信息是通过眼睛获得的。睛获得的。l“百闻不如一见百闻不如一见”，人们不仅要把各

16、种非电量信，人们不仅要把各种非电量信息息( (如声、光、热、力等如声、光、热、力等) )用传感器转换成电信号，用传感器转换成电信号，而且还要进一步把各种电信号以文字、图形、图而且还要进一步把各种电信号以文字、图形、图像的方式显示出来，从而实现人机之间的信息交像的方式显示出来，从而实现人机之间的信息交换。换。27信信息息显显l信息显示技术就是这种把电信号转换成文字、图信息显示技术就是这种把电信号转换成文字、图形、图像之类的可见光信号的一门科学。形、图像之类的可见光信号的一门科学。28显显示示技技术术l与数字、符号、图形相比，图像显示称为信息显与数字、符号、图形相比，图像显示称为信息显示中最重要的

17、方式。显示技术作为人机联系和信示中最重要的方式。显示技术作为人机联系和信息展示的窗口已应用于娱乐、工业、军事、交通、息展示的窗口已应用于娱乐、工业、军事、交通、教育、航空航天、卫星遥感和医疗等各个方面。教育、航空航天、卫星遥感和医疗等各个方面。显示技术及相关产业的产品占信息产业总产值的显示技术及相关产业的产品占信息产业总产值的4545以上。以上。l我国古代的我国古代的“烽火台烽火台”就是应用烟火来传递信息就是应用烟火来传递信息的例子。而的例子。而“走马灯走马灯”则是显示活动图像的最原则是显示活动图像的最原始的尝试。始的尝试。l显示技术发展的典型示例：电视。显示技术发展的典型示例：电视。l189

18、71897年，德国学者布劳恩年，德国学者布劳恩(K.F.Braun)(K.F.Braun)发明了阴极发明了阴极射线管射线管(CRT)(CRT)，成为现代电子显示技术的起点。，成为现代电子显示技术的起点。显像管、示波管、指示管。显像管、示波管、指示管。29l19511951年，劳乌年，劳乌(H(HB BLaw)Law)研制成功荫罩式彩色显研制成功荫罩式彩色显像管，像管，19541954年正式播送彩色电视节目。年正式播送彩色电视节目。l同时，计算机图形显示也发展起来。同时，计算机图形显示也发展起来。2020世纪世纪5050年代年代初，美国研制成功大型防空系统初，美国研制成功大型防空系统赛奇赛奇(S

19、AGE)(SAGE)系系统，用来监视和指示在北美上空飞行器的位置。统，用来监视和指示在北美上空飞行器的位置。l19601960年后，显示技术进入了蓬勃发展时期，表现在年后，显示技术进入了蓬勃发展时期，表现在显示器件和显示设备与系统（计算机图形显示设备）显示器件和显示设备与系统（计算机图形显示设备）两个方面。两个方面。l二十世纪二十世纪9090年代初期，出现了将雷达视频和计算机年代初期，出现了将雷达视频和计算机图像、文字相结合的图像、文字相结合的LTX1LTX1型雷达综合显示器。型雷达综合显示器。l画面的高分辨率；新型平板显示器加速研制；图形画面的高分辨率；新型平板显示器加速研制；图形显示人机工

20、程学日益受到重视；抗恶劣环境技术；显示人机工程学日益受到重视；抗恶劣环境技术；设备设计的智能化、标准化、系列化、模块化。设备设计的智能化、标准化、系列化、模块化。30信息显示技l画面的高分辨率；画面的高分辨率；l新型平板显示器加速研制；新型平板显示器加速研制；l图形显示人机工程学日益受到重视；图形显示人机工程学日益受到重视；l抗恶劣环境技术；抗恶劣环境技术；l设备设计的智能化、标准化、系列化、设备设计的智能化、标准化、系列化、模块化。模块化。31分分l早期的早期的CGA低分辨率显示一般已不再使用。低分辨率显示一般已不再使用。l大多数场合采用中分辨率的大多数场合采用中分辨率的VGA(640 x4

21、80)和和SVGA(800 x600)、高分辨率的、高分辨率的XGA(1024x768)和和SXGA(1280 x1024)和和UXGA(1600 x1280)等等显示适配器。显示适配器。l在某些特殊场合，例如空中交通管制系统、侦在某些特殊场合，例如空中交通管制系统、侦察卫星地面显示系统、医学图像显示系统、印察卫星地面显示系统、医学图像显示系统、印刷排版系统等，要求超高分辨率显示，其格式刷排版系统等，要求超高分辨率显示，其格式为为2048x2048，4096x4096。32人人机机l信息管理与显示的目标是要通过显示器来最大信息管理与显示的目标是要通过显示器来最大限度地将传感器和处理器的信息传送

22、给人。限度地将传感器和处理器的信息传送给人。l研究声、眼、脑、触觉等混合形态的接口来代研究声、眼、脑、触觉等混合形态的接口来代替由显示器和控制板拼凑起来的工作台成为新替由显示器和控制板拼凑起来的工作台成为新的发展方向。的发展方向。l人机工程的研究成果将大大推进显示技术的发人机工程的研究成果将大大推进显示技术的发展，例如：高分辨率宽视场夜视装置、彩色头展，例如：高分辨率宽视场夜视装置、彩色头盔显示、三维听觉显示、数据融合处理技术、盔显示、三维听觉显示、数据融合处理技术、三维立体彩色图形显示、三维声音、语音识别三维立体彩色图形显示、三维声音、语音识别和浸入式灵境装置等将相继开发出来并投入使和浸入式

23、灵境装置等将相继开发出来并投入使用。用。33抗抗恶恶l抗电磁场、抗强冲击与振动、耐高温、盐雾、沙尘等。抗电磁场、抗强冲击与振动、耐高温、盐雾、沙尘等。l二十一世纪各国军方更为重视电子装备的抗恶劣环境。二十一世纪各国军方更为重视电子装备的抗恶劣环境。l抗大磁场技术，传统方法是无源磁屏蔽技术，即采用高导抗大磁场技术，传统方法是无源磁屏蔽技术，即采用高导磁率合金材料制作屏蔽罩，以屏蔽掉外界磁场干扰。目前磁率合金材料制作屏蔽罩，以屏蔽掉外界磁场干扰。目前大多数军用显示器使用这种技术，对外界交变磁场抑制能大多数军用显示器使用这种技术，对外界交变磁场抑制能力可达力可达1GS。l由于显示屏无法屏蔽，这种方法

24、不能解决显示器前后方向由于显示屏无法屏蔽，这种方法不能解决显示器前后方向的外界磁场干扰。近年来出现了有源自适应消磁技术，其的外界磁场干扰。近年来出现了有源自适应消磁技术，其基本原理是：在显示器内设计一个磁场抗扰模块，利用磁基本原理是：在显示器内设计一个磁场抗扰模块，利用磁补偿线圈产生和外界磁场大小相等、方向相反的补偿磁场，补偿线圈产生和外界磁场大小相等、方向相反的补偿磁场， 自动、实时地抵消掉外界磁场。上述两种方法结合使用，自动、实时地抵消掉外界磁场。上述两种方法结合使用，抗外界磁场的能力可达抗外界磁场的能力可达5GS以上。以上。341.2 显显示示器器件件各种电子装置各种电子装置电子情报信息

25、电子情报信息光情报信息光情报信息图形化的情报图形化的情报（主动发光型（主动发光型 非主动发光型）非主动发光型）数字、文字、数字、文字、图形、画面）图形、画面）35l电子显示器件即是人们常说的人机界面电子显示器件即是人们常说的人机界面(man-(man-machine interface)machine interface)，它能将来自各种电子装置的信，它能将来自各种电子装置的信息，通过人的视觉传递给人；而且，通过它能与息，通过人的视觉传递给人；而且，通过它能与人交换信息，进行人机对话，具有电子工具的功人交换信息，进行人机对话，具有电子工具的功能。因此，电子显示器件是连接人与机器的纽带，能。因此

26、，电子显示器件是连接人与机器的纽带，是人一机间传递、交换信息的桥梁。是人一机间传递、交换信息的桥梁。l19701970年前后，随着年前后，随着ICIC及及LSILSI半导体技术的迅猛发展，半导体技术的迅猛发展，各种电子元器件纷纷实现了固体化及低电压、低各种电子元器件纷纷实现了固体化及低电压、低功耗等，各种电子设备也向小型、轻量化方向发功耗等，各种电子设备也向小型、轻量化方向发展。展。 全新的电子显示器件：薄型、轻量、低全新的电子显示器件：薄型、轻量、低驱动电压、低功耗的平面显示板型的电子显示器驱动电压、低功耗的平面显示板型的电子显示器件。件。l2121世纪是平板显示的时代（取代世纪是平板显示的

27、时代（取代CRTCRT）。）。36显显示示器器发光型发光型受光型受光型CRT (阴极射线管阴极射线管)PDP (等离子显示器等离子显示器) AMOLED （TFT-OLED）FED (场发射显示器场发射显示器)LED (发光二极管发光二极管)ELD（无机电致发光显示器）（无机电致发光显示器）VFD (真空荧光管显示器真空荧光管显示器)LCD (液晶显示器液晶显示器) TFT-LCDE-ink（电子墨水显示器）（电子墨水显示器）平平板板显显示示器器37l电子显示器分为主动发光型和被动发光型。电子显示器分为主动发光型和被动发光型。l主动发光型主动发光型：利用信息调制各像素的发光：利用信息调制各像素

28、的发光亮度和颜色，进行直接发光。亮度和颜色，进行直接发光。l被动发光型被动发光型：本身不发光，利用信息调制：本身不发光，利用信息调制外光源而使其达到显示的目的。外光源而使其达到显示的目的。l各类平面显示板型显示器基本构成类似，各类平面显示板型显示器基本构成类似，即都是采用固体状、液体状或气体状的显即都是采用固体状、液体状或气体状的显示材料层与基板上形成的电极层相互积层示材料层与基板上形成的电极层相互积层而构成的。而构成的。38391 液液晶晶显显示示l利用施加电压后，液晶的各种光学性质发生变化。利用施加电压后，液晶的各种光学性质发生变化。lLCD最大的特征是兼备薄型、轻量、低功耗、低最大的特征

29、是兼备薄型、轻量、低功耗、低工作低压等。工作低压等。Liquid crystal display, LCD40l利用气体放电进行显示的平面显示板，可以看利用气体放电进行显示的平面显示板，可以看成是由大量小型日光灯并列构成的。成是由大量小型日光灯并列构成的。l在在PDPPDP中，有数百万个微小荧光灯。中，有数百万个微小荧光灯。Plasma display panel, PDP413 场场发发射射显显l场发射就是在导体或半导体表面施加电场，使场发射就是在导体或半导体表面施加电场，使导带中的电子发射到真空中去。即尖端放电。导带中的电子发射到真空中去。即尖端放电。l布置成阵列状的微尖结构是制造布置成阵

30、列状的微尖结构是制造FEDFED的关键。的关键。 Field emission display, FED424 发发光光二二极极l由少数载流子注入半导体发生由少数载流子注入半导体发生复合而引起的发光现象。复合而引起的发光现象。lLEDLED主要由于笔画型字符显示，主要由于笔画型字符显示，各种数字仪表，家用电器的显各种数字仪表，家用电器的显示。示。Light emitting diode, LED4344lBlue light-emitting diode宽禁带半导体宽禁带半导体PN结注结注入式电致发光入式电致发光lWhite light can be created in a new way白

31、灯白灯之路之路lEnergy efficient and environment-friendly世世界第一的光效界第一的光效l一层窗户纸一层窗户纸半导体蓝色激光器半导体蓝色激光器45 20032003年年3 3月月4 4日日KodakKodak公司推出了全球第一款采用公司推出了全球第一款采用全彩有机发光二极管（全彩有机发光二极管（OLEDOLED）显示屏的家用数码相）显示屏的家用数码相机。该相机配备机。该相机配备3 3百万像素和百万像素和3 3倍变焦镜头，拍摄出倍变焦镜头，拍摄出的相片色彩亮丽。由于显示屏可以主动发光，不需的相片色彩亮丽。由于显示屏可以主动发光，不需要背光源，耗电量低，可机械

32、弯曲，比要背光源，耗电量低，可机械弯曲，比LCDLCD（液晶显（液晶显示屏）薄示屏）薄1 1或或2 2个毫米，比一张信用卡略厚，外形更个毫米，比一张信用卡略厚，外形更加小巧。加小巧。organic light-emitting diode，OLED2002年11月，清华大学研制成功国内第一款全彩OLED显示屏46Cambridge Display TechnologiesSanyo phone with 2.5 inch OLED display474820102015技技术术、产品发展产品发展朝大型化、全朝大型化、全彩化、彩化、Flexible方向方向发发展展20042009朝高多朝高多样样

33、用途、用途、高精細度高精細度、多彩多彩方向方向发发展展2003主要主要显示简单显示简单图形与图形与文字文字48l墨由许多球组成，但有大球与墨由许多球组成，但有大球与小球之分，大球有透明外壳，内装小球之分，大球有透明外壳，内装深色墨水以及许多小白球，小白球深色墨水以及许多小白球，小白球带电。带电。l纸的部份，则分上下两层透明纸的部份，则分上下两层透明胶片，各带电路，墨夹在上下胶片，各带电路，墨夹在上下胶片之间。胶片之间。l把上层电路打开，把小白球吸到大把上层电路打开，把小白球吸到大球上端，大球就呈白色；下层电路球上端，大球就呈白色；下层电路打开，把小白球吸到大球下端，我打开，把小白球吸到大球下端

34、，我们从上端看到的则是大球里的墨水们从上端看到的则是大球里的墨水深色。深色。显示以大球为单位，大球显示以大球为单位，大球的大小就是显示分辨率的高低。的大小就是显示分辨率的高低。 496 阴阴极极射射线线l由高能电子束激发荧光材料而发光。由高能电子束激发荧光材料而发光。 lCRTCRT是一个内部抽成真空的玻璃泡，从外观上看由是一个内部抽成真空的玻璃泡，从外观上看由电子枪、锥体和荧光屏三部分组成。电子枪、锥体和荧光屏三部分组成。Cathode ray tube, CRT 50l阴极射线管是将电信号转换为光学图像的一类电阴极射线管是将电信号转换为光学图像的一类电子束管。主要由电子枪、偏转系统、管壳和

35、荧光子束管。主要由电子枪、偏转系统、管壳和荧光屏组成。荧光屏的作用是将电能转换成可见光。屏组成。荧光屏的作用是将电能转换成可见光。荧光材料受电子束轰击而发光。荧光材料受电子束轰击而发光。l在在CRTCRT电子枪中沿管轴方向安装了加热灯丝、发电子枪中沿管轴方向安装了加热灯丝、发射电子的阴极、控制电子束强弱的栅极、第一加射电子的阴极、控制电子束强弱的栅极、第一加速阳极和聚焦极。这些电极组成电子光学透镜，速阳极和聚焦极。这些电极组成电子光学透镜，使阴极发射出来的电子飞向荧光屏并在屏上形成使阴极发射出来的电子飞向荧光屏并在屏上形成细小的光点。这一区域可称为电子束形成区。细小的光点。这一区域可称为电子束

36、形成区。51l阴极射线管（cathode ray tube，CRT）是一种古老而又充满活力的显示器件，迄今已有一百多年的历史，时至今天，其仍占有重要的地位lCRT的核心部件是显像管，主要为电子枪（电子枪（electronic 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）玻璃外壳玻璃外壳52工作过程工作过程电子枪发射电子电子枪发射电子偏转线圈控制电子偏转偏转线圈控制电子偏转电子轰击屏幕发光电子轰击屏幕发光调节电子束功率调节电子束功率电子束扫描电子束扫描形成图案和文字形成图案和文字53l荧光屏为内侧涂敷了薄

37、薄的一层荧光粉荧光屏为内侧涂敷了薄薄的一层荧光粉的玻璃屏幕，其作用是将电子的轰击变的玻璃屏幕，其作用是将电子的轰击变成光信号输出。成光信号输出。l铝膜是采用真空镀膜技术敷在荧光质上铝膜是采用真空镀膜技术敷在荧光质上的，厚度在微米级，起到反光镜的作用，的，厚度在微米级，起到反光镜的作用，将本来要损失的光向前反射从而增加了将本来要损失的光向前反射从而增加了亮度；同时提高了对比度。亮度；同时提高了对比度。l铝膜还吸收管子内部的负离子。当然，铝膜还吸收管子内部的负离子。当然，增加了铝膜，要求加速阳极的电压也更增加了铝膜，要求加速阳极的电压也更高，以便穿透铝层打到荧光质上。高，以便穿透铝层打到荧光质上。

38、l现代现代CRTCRT的屏玻璃采用光吸收率较高、的屏玻璃采用光吸收率较高、而透光率较低的烟灰色玻璃做成。这样而透光率较低的烟灰色玻璃做成。这样使外界环境光对图像光的影响减至最小，使外界环境光对图像光的影响减至最小，从而大大提高对比度。从而大大提高对比度。54l彩色显像管利用荫罩对具有微小角度差的三个电子彩色显像管利用荫罩对具有微小角度差的三个电子束的掩蔽作用，分别打到红、绿、蓝的荧光粉点或束的掩蔽作用，分别打到红、绿、蓝的荧光粉点或粉条上而发光。粉条上而发光。l荫罩是选色机构，电子束荫罩是选色机构，电子束寻址寻址是利用电子束在磁场是利用电子束在磁场中的偏转和扫描，中的偏转和扫描，亮度的调制亮度

39、的调制则依靠电子枪的第一则依靠电子枪的第一栅极和阴极间的亮度信号电位的变化来实现。寻址栅极和阴极间的亮度信号电位的变化来实现。寻址和亮度的调制方法非常巧妙而简单，这是和亮度的调制方法非常巧妙而简单，这是CRTCRT价格价格比任何平板显示低的基本原因，比任何平板显示低的基本原因，l但是电子束在真空中扫描和寻址需要一定的长度和但是电子束在真空中扫描和寻址需要一定的长度和面积，需要一个大的空间，这是造成面积，需要一个大的空间，这是造成CRTCRT体积大和体积大和重量重的基本原因。重量重的基本原因。彩色显像管彩色显像管55荫罩管示意图1 三枪三束管三枪三束管2 单枪三束管单枪三束管56单枪三束管图像亮

40、度高，偏转单枪三束管图像亮度高，偏转功率低，结构简单，成本低。功率低，结构简单，成本低。u为了提高束透过率，采用了垂为了提高束透过率，采用了垂直条状栅网的栅网荫罩，使透直条状栅网的栅网荫罩，使透过率提高到约为过率提高到约为30。u单枪三束管的缺点是条形栅刚单枪三束管的缺点是条形栅刚性差、易颤动、影响图像清晰性差、易颤动、影响图像清晰度、柱形屏面耐压差、动会聚度、柱形屏面耐压差、动会聚仍不理想等。仍不理想等。u单枪三束管的出现给三枪三束单枪三束管的出现给三枪三束管市场以猛烈的冲击。管市场以猛烈的冲击。57 荫罩管有三个独立的电子枪荫罩管有三个独立的电子枪, 围绕显像管的中心轴围绕显像管的中心轴线

41、排成线排成“品品”字形字形, 彼此相隔彼此相隔120并对管轴略有倾斜。并对管轴略有倾斜。三电子枪各发射一个独立的受基色信号控制的电子束三电子枪各发射一个独立的受基色信号控制的电子束, 三条电子束用同一偏转系统来使它们一起偏转。三条电子束用同一偏转系统来使它们一起偏转。 荫罩管的荧光屏上荧光粉点按红、绿、蓝三个一组荫罩管的荧光屏上荧光粉点按红、绿、蓝三个一组呈品字形排列呈品字形排列, 每一组构成一个像素。整个屏幕大约有每一组构成一个像素。整个屏幕大约有44万个三色组万个三色组, 因此约有因此约有132万个荧光粉点。显像管工万个荧光粉点。显像管工作时作时, 三个电子束应该只击中各自对应的荧光粉点三

42、个电子束应该只击中各自对应的荧光粉点, 为为此在荧光屏前面约此在荧光屏前面约1 cm处安装一块金属网孔板处安装一块金属网孔板, 称为荫称为荫罩板。罩板。58l荫罩板上约有荫罩板上约有44万个小孔万个小孔, 每一个小孔对应着屏幕上一组三每一个小孔对应着屏幕上一组三色点。三个电子枪射出的电子束正好在荫罩孔处相交色点。三个电子枪射出的电子束正好在荫罩孔处相交, 并同并同时穿过小孔后轰击各自的荧光粉点。时穿过小孔后轰击各自的荧光粉点。 三个电子束在同一时间三个电子束在同一时间要在荫罩板表面上相交的现象就叫作会聚。要在荫罩板表面上相交的现象就叫作会聚。 电子枪射向荧光电子枪射向荧光屏的电子大约只有屏的电

43、子大约只有1520%能穿过荫罩孔去激发荧光粉点能穿过荫罩孔去激发荧光粉点, 多余的电子则被荫罩板吸收。多余的电子则被荫罩板吸收。 l荫罩管的三支电子枪结构完全相同荫罩管的三支电子枪结构完全相同, 都有阴极、都有阴极、 第一栅极第一栅极(控控制栅极制栅极)、 第二栅极第二栅极(加速极加速极)、 第三栅极第三栅极(聚焦极聚焦极)和阳极构成和阳极构成, 可独自控制电子束强弱。可独自控制电子束强弱。 三组灯丝并联三组灯丝并联, 三个阳极也连在一三个阳极也连在一起加共同的阳极高压。起加共同的阳极高压。 59 单枪三束管由一支电子枪产生三条电子束单枪三束管由一支电子枪产生三条电子束,各电子束的各电子束的阴

44、极是独立的阴极是独立的, 且分别在各自的控制栅极中以单独调制电子且分别在各自的控制栅极中以单独调制电子束的强度束的强度, 加速极以后的各极则共用。加速极以后的各极则共用。 单枪三束管的屏幕上三基色荧光粉是以单枪三束管的屏幕上三基色荧光粉是以R、 G、 B次序次序从左至右呈从左至右呈垂直条形垂直条形排列排列, 挡在荧光屏前用以分色的是垂直挡在荧光屏前用以分色的是垂直条缝的缝隙板条缝的缝隙板(相当于荫罩板相当于荫罩板)。 电子枪射出的三条水平排列电子束经聚焦透镜作用后进电子枪射出的三条水平排列电子束经聚焦透镜作用后进入会聚极入会聚极, 两块内会聚板与加速阳极相连两块内会聚板与加速阳极相连, 两块外

45、会聚极板则两块外会聚极板则加比加速阳极低加比加速阳极低 1 kV左右的电压左右的电压, 使两边的电子束使两边的电子束(红、红、 蓝电蓝电子束子束)向中心电子束向中心电子束(绿电子束绿电子束)靠拢靠拢, 会聚于缝隙板上会聚于缝隙板上, 然后通然后通过缝隙去轰击各自相对应的荧光粉条过缝隙去轰击各自相对应的荧光粉条, 相邻的三个水平基色相邻的三个水平基色点构成一个像素。点构成一个像素。 60l1.电子枪直径大电子枪直径大l在显像管管径直径一样的情况下在显像管管径直径一样的情况下, 其电子枪直径比三枪其电子枪直径比三枪式可大两倍以上。式可大两倍以上。 大口径电子枪构成的电子透镜几何光学像大口径电子枪构

46、成的电子透镜几何光学像差小差小, 所以所以, 聚焦质量和图像清晰度得到改善。聚焦质量和图像清晰度得到改善。 l2.电子透射率高电子透射率高l由于条状缝隙板代替了点孔荫罩板由于条状缝隙板代替了点孔荫罩板, 其电子透射率提高其电子透射率提高了了30%, 所以屏幕亮度也提高了约所以屏幕亮度也提高了约30%。 l3.动会聚校正较简单动会聚校正较简单单枪三束管特点单枪三束管特点61l工作电压与消耗电流工作电压与消耗电流l对比度和灰度：对比度和灰度：30l辉度和亮度辉度和亮度: (cd/cm2) 室内电视室内电视70，高质量达，高质量达300l分辨力分辨力:扫描行电极数，普通为扫描行电极数，普通为600，

47、高清为，高清为1000l响应时间、余辉时间：电视图像要求响应时间、余辉时间：电视图像要求3万小时万小时高清晰度：高分辨力、亮度、对比度高清晰度：高分辨力、亮度、对比度62 早期的大屏幕智能显示屏采用白炽灯，虽然其亮度高、早期的大屏幕智能显示屏采用白炽灯，虽然其亮度高、光谱宽、成本低，但功耗高、像素尺寸大、寿命低，现已很光谱宽、成本低，但功耗高、像素尺寸大、寿命低，现已很少使用。少使用。 大屏幕智能显示技术大屏幕智能显示技术 目前，适合制作大屏幕智能显示屏的显示器件主要有目前，适合制作大屏幕智能显示屏的显示器件主要有 LEDLED点阵显示器点阵显示器 彩色彩色LCDLCD点阵显示器等离子体显示器

48、点阵显示器等离子体显示器 智能显示屏的尺寸：精细化、规模化发展智能显示屏的尺寸：精细化、规模化发展从微型屏从微型屏小型条屏小型条屏面积达几十平米甚至上千平米的巨型屏。面积达几十平米甚至上千平米的巨型屏。显示特点：专业化、特型化显示特点：专业化、特型化 图文屏，动画屏、视频屏、特种屏等。满足不同用图文屏，动画屏、视频屏、特种屏等。满足不同用户、不同场合的需求。户、不同场合的需求。632008年，北京奥运会开幕年，北京奥运会开幕式上展示出由高亮度式上展示出由高亮度LED构成的构成的147m27m“画卷画卷”式巨型显示屏，共使用式巨型显示屏，共使用4.4万颗万颗LED所组成；不仅能所组成；不仅能平移

49、，还可升降，是历届平移，还可升降，是历届奥运会科技含量最高的中奥运会科技含量最高的中心舞台。心舞台。高挂在会场中央的奥运高挂在会场中央的奥运5环环图，约使用图，约使用4.5万颗万颗LED；大屏幕智能显示屏（大屏幕智能显示屏（LED显示屏）显示屏）64l在在CRTCRT的发展上，我国是被动的的发展上，我国是被动的 l在在LCDLCD的发展上，我国是落后的的发展上，我国是落后的 l在在CRT CRT 和和LCDLCD等技术的应用方面，我国一贯采取的是直接等技术的应用方面，我国一贯采取的是直接引进技术和产品生产线，而在核心技术和关键部件或材料引进技术和产品生产线，而在核心技术和关键部件或材料等方面长期依赖国外公司，国外公司垄断了几乎所有专利等方面长期依赖国外公司，国外公司垄断了几乎所有专利技术和知识产权。技术和知识产权。l屏屏”与与“芯芯”、软件并列，构成信息产业的三大基础，以、软件并列，构成信息产业的三大基础，以“屏屏”为核心的新型显示产业不仅具备资本与技术密集的为核心的新型显示产业不仅具备资本与技术密集的特性，更是我国拥有自主创新领军企业，与国际巨头技术特性，更是我国拥有自主创新领军企业，与国际巨头技术最为接近的产业之一。最为接近的产业之一。l新型显示产业成为我国