ED显示技术培训教材

1、LED显示技术培训教材1有机发光二极管（OLED）2例：光源色度计算已知下面两色坐标和亮度,求混合色坐标和亮度。 x y 亮度(cd/m2) F1 0.200 0.600 18 F2 0.300 0.100 8解：三色系数3同样混合色4色坐标混合色亮度是两颜色亮度的算术和两颜色相加得到混合色的三色系数和色度坐标后,可以将这一混合色作为独立的颜色看待。因此对任何数目的颜色混合,都可以将混合结果再以一个独立颜色的形式与其它颜色混合。5四. 电视传像原理图像 用与像素空间位置（x,y,z)相应的亮度或色彩变化分布函数f(x,y,z)所表示的光信号。6图像系统中的像素,可以认为是构成图像的最小面积单位

2、,具有一定的亮度和色彩等属性。在光栅扫描图像中,一个画面可在垂直方向（纵向）上等分成假设干条扫描线,而人类在纵横方向上的视觉分辨能力几乎相等,因此可以把整个画面按纵横扫描线间隔为单位形成小正方形 ,其中每个小正方形 就可认为是一个像素。7图像像素的数量巨大,不可能将这些像素并行传送。仅用一个通道,把与输入图像各个像素相应的信息,按照某种预定的顺序,以极高的速度交替传送出去,在输出端又以同样的顺序将每个像素忠实地再现,这种方式称为扫描。只要这种顺序传送的速度足够快,由于人眼的视觉暂留和发光材料的余辉特性,就会感到整幅图像在同时发光。89 扫描原指阅读横排文字的书刊时眼睛的动作。即眼睛从某页的左上

3、端开始沿着横行顺序直到右下端为止的阅读过程。在电视接收机和个人计算机的监视器等场合,也是采用与此类似的顺序和形式进行扫描。此时沿着行的地址位置进行横向移动扫描,称为水平扫描；由水平扫描出来的线称为扫描线。把扫描线从上到下顺序一点点下移的动作,称为垂直扫描。由水平扫描与垂直扫描同时进行所产生的扫描线群,称为光栅（raster）,并将这种扫描形式称为光栅扫描。10在光栅扫描中,有两种不同的形式： 逐行扫描(progressive scanning),多用于微机显示器； 隔行扫描(interlaced scanning),电视机常用。11扫描动画演示帧频(frame rate)：单位时间内传送的完整

4、画面的数量。场频(field rate)：单位时间内进行的画面扫描次数。对于隔行扫描来说,一幅完整的画面是分成两幅扫描画面传送的,因此场频是帧频的两倍。行频：单位时间内进行的水平扫描次数。12同步：实现发送端与接收端图像各点一一正确对应。1314消隐：在扫描逆程期间将轰击荧光屏的电子束截止,从而隐掉行、场回扫线。行消隐、场消隐全电视信号：图像信号、复合同步信号、复合消隐信号、色同步信号的组合。15电视图像信号传送的图像电信号是把随空间分布的像素亮度变成按时间顺序分布的幅值脉冲,其幅度与亮度成正比。单极性,我国电视图像信号采用负极性,即信号电平越高,图像亮度越暗。最高频率,行方向相邻像素明暗交替

5、。估算： 扫描正程行数：625 92%=575 每秒扫总像数：25 575 4/3 575=1.1 107 占空比 1:1,则最高频率 5.5MHz。16电视图像信号的特点（1）脉冲性由于人眼对亮点干扰更为敏感,因此电视信号不能取正极性。（2）周期性由于在电视中采用了周期扫描方法,虽然图像内容一般是非周期的,但电视信号仍具有一定的周期性。17其频谱为离散频谱,以行频及其谐波为中心的一束束离散型谱线群组成；各束谱线之间存在空隙,利用这一点可以使彩色信号在黑白电视频道内传输,实现彩色电视与黑白电视的兼容。18 兼容性（1）彩色电视播送必须也能被黑白电视机所“理解；（2）彩色电视信号中必须包含一个能

6、正确重现灰度的亮度信号,而这个亮度信号应该尽可能少地受到附加色度信息的干扰； （3）在发送端应该尽可能使用黑白电视播送设备进行彩色电视播送； （4）彩色电视信号中的色度信号应该能和亮度信号在06MHz同一通道内同时传送,而且这种信号容易分开,又不互相串扰。19显像三基色的选择 显像三基色,采用客观存在的三种发光粉的发光,均为非单色光谱轨迹上的光,因而在实用中不能直接采用标准光谱三基色(R) 、(G)、 (B)。选择显像三基色的原则应是：被选的发光粉的发光效率高；其亮度足够大；同时色点尽可能靠近CIE光谱三基色,使其彩色鲜艳,能合成的彩色的色域范围大。要求同时重现图像的高亮度和高饱和度比较困难,

7、技术处理上只能有所折衷。20白场的选择为了获得彩色丰富又鲜艳明亮的画面,除选择三基色外,还有一个极其重要的参数,即参照白场,所谓彩色电视的白场,即当红、绿、蓝三基色的电信号相等时荧光屏上出现的白色。白场平衡当显象管的红、绿、蓝三色荧光粉的单色发光亮度调整到适当比例,能产生规定的白场色度坐标和亮度值,此时称为白场平衡。21自会聚管结构采用(1)精密一字形一体化电子枪;(2)条槽形荫罩;(3)垂直粉条球面屏;(4)精密静态环形偏转线圈。22自会聚彩色显像管的结构23荫罩板是由0.15mm厚的薄钢板制成,上面有规律地排列着40余万个槽孔（荫罩孔）,每个荫罩孔对应着一组R、G、B三基色荧光粉点。荫罩板

8、的机械强度及抗热变形性能较强。荫罩板与荧光粉点在荧光屏后面约1cm处,设有一块荫罩板,作用是确保R、G、B电子束只能击中相应的R、G、B荧光粉点,故荫罩板又称为选色板。24色纯度及会聚 1.色纯度 色纯度是指彩色显像管显示单基色光栅的纯洁程度。具体地说,就是要求R、G、B电子束轰击对应的R、G、B荧光粉,而不轰击其它荧光粉。25色纯度不良原因及对策1.选色板受热变形、松动-更换显像管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-调色纯度磁环4.受外部电磁场影响-设置消磁线圈26(1)偏转中心与偏转平面 首先应保证显像管偏转中心与曝光中心重合。因为在涂敷R、G、B荧光粉时,采

9、用曝光法来模拟电子束扫描,曝光时光源所在位置称曝光中心,R、G、B三个曝光中心构成一个曝光平面,如以下图所示。因此,只有使偏转中心与曝光中心重合,才能确保色纯度良好,具体调整方法是移动偏转线圈在显像管管锥上的前后位置。 27(2)色纯度调整磁环 由于显像管在制造过程中存在着工艺误差,造成电子枪在管颈内的安装位置与管颈轴线不重合,所以移动偏转线圈在显像管管颈上的位置只能使偏转平面与曝光平面重合,但R、G、B偏转中心与R、G、B曝光中心不一定重合。为了校正这种误差,在管颈上套有一对色纯调整磁环。改变两片色纯磁环的位置,可使R、G、B电子束产生等量位移,从而使偏转中心与曝光中心重合,以获得最正确色纯

10、度。28(3)消磁线圈与消磁电流 地磁场及周围杂散磁场对电子束运动轨迹的影响也会引起色纯度不良。管内电子枪、荫罩等都是金属材料制作,在每次工作过程中都会受到电子束产生的磁场及外界磁场的磁化而留有剩磁,这种剩磁影响电子束的运动轨迹,使电子束轨迹偏离而引起色纯度误差。防止此色纯误差的方法是,在显像管锥体外设置金属屏蔽板并设立消磁线圈。 292.会聚会聚：是指R、G、B电子束在任一扫描下,均能穿过同一个荫罩孔,以击中同一组R、G、B荧光粉点。如果R、G、B电子束没有穿过同一个荫罩孔,则称发生了会聚误差。静会聚：是指R、G、B电子束在没有进行偏转时的会聚,也就是屏幕中心的会聚。 动会聚：是指R、G、B

11、电子束在扫描偏转过程中的会聚,也就是屏幕边缘四角的会聚。 30第3章 液晶显示什么是液晶液晶是一种几乎完全透明的物质。它是一种介于固体与液体之间、具有规则性分子排列的有机化合物。(a)晶体 （b）液晶 （c）液体31液晶显示的特点优点：（1）低压、微功耗；（2）平板结构；（3）被动显示；（4）显示信息量大；（5）易于彩色化；（6）长寿命；（7）无辐射、无污染。缺点：（1）显示视角小；（2）响应速度慢。32液晶的分类液晶大多属芳香族化合物,其分子结构具有（1）分子细长,呈棒状或板块状；（2）分子中只有一个大的偶极矩；（3）分子中必有活泼基团。从成份和出现液晶相的物理条件来看,液晶可以分为热致液晶

12、和溶致液晶两大类,用于显示器件的都是热致液晶。热致液晶分子会随温度上升而伴随一连串的相转移,即由固体变成液晶状态,最后变成各向同性液体。在这些相变化的过程当中,液晶分子的物理性质都会随之改变,如折射率、介电异向性、弹性系数和粘度等。33热致液晶又可分为三类：近晶型（层状型）；向列型（丝状型）；胆甾型（螺旋型）。在显示领域应用较多的是向列型和胆甾型。34近晶型（semctic）液晶具有二维空间的层状规则性排列,各层间则有一维的顺向排列。一般而言,此类分子的黏度大,对外加电场的应答速度慢,比较少应用于显示器上,多用于光记忆材料上。35向列型（nematic）液晶液晶分子大致以长轴方向平行排列,因此

13、具有一维空间的规则性排列。此类型液晶的粘度小,应答速度快,是最早被应用的液晶,普遍的使用于液晶电视、笔记本电脑以及各类型显示元件上。36胆甾型（cholesteric）液晶此类型液晶是由多层向列型液晶堆积所形成,因分子具有非对称碳中心,所以分子的排列呈螺旋平面状的排列,面与面之间为互相平行。由于各个面上的分子长轴方向不同,即两个平面上的分子长轴方向夹着一定角度；当两个平面上的分子长轴方向相同时,这两个平面之间的距离称为一个螺距。胆甾型液晶的螺距长度会随着温度的不同而改变,因此会对不同波长的光选择性反射,产生不同的颜色变化,故常用于温度感测器。37常见液晶显示器件液晶在外界的电场、磁场、热能、声

14、能等作用下会改变其光学性质,这些特性可以作为液晶显示的根底。主要应用的是液晶的电光效应和热光效应。电光效应：通过外加电场（电流）改变液 晶的光学性质；热光效应：利用激光加热液晶,通过温度变化改变液晶的光学性质。38液晶显示的三种方式（1）反射式39（2）透射式40（3）投影式41液晶显示器的发光原理 液晶显示器是在两片玻璃板之间制作了很多空隙,分别在里面注入液晶分子,在玻璃板前方设置了一组荧光灯管,荧光灯管发出的光经由一组棱镜片与背光模块,将光源均匀地传送到前方。 由于两个电极之间的电场的驱动,引起液晶分子扭曲向列的电场效应,以控制光源透射或遮蔽,在电源开关之间产生明暗变化,而将接收到的影像信

15、号显示出来,并通过彩色滤光片,显示出彩色影像。42 液晶显示器中的背光灯 因为液晶材料本身并不发光,所以在显示屏两边设有作为光源的灯管,而在液晶显示器的反面设有一块背光板(或均匀光板)和反光膜,背光板是由荧光物质组成的可以发射光线,其主要作用是提供均匀的背景光源。背光板发出的光线进入包含成千上万的液晶颗粒的液晶层,而液晶物质受电场的控制。 液晶显示屏光源的亮度及均匀度的好坏,对亮度和画质有着直接的影响。近期生产的液晶显示屏使用了四个冷光源灯管,使亮度和画质有了更大的改善。 43动态散射液晶显示器件（DS-LCD）44扭曲向列液晶显示器件（TN-LCD）45电控双折射液晶显示器件（ECB-LCD

16、）（1）垂直排列相畸变方式46（2）沿面排列方式47（3）混合排列方式48宾主效应液晶显示器件（GH-LCD）49相变液晶显示器件（PC-LCD）50超扭曲向列液晶显示器件（STN-LCD）51液晶显示器件的驱动技术液晶显示的特点:（1）液晶在直流电压作用下会发生电解作用,所以必须用交流驱动。并且限定交流成分中的直流分量不大于几十个毫伏；（2）液晶的响应时间长,其透光率的改变只与外加电压的有效值有关,而不是取决于交变驱动电压的峰值； （3）液晶单元的驱动是无极性的,即正压与负压的作用效果是一样的。52静态驱动法:在像素前后电极上施加电压信号时呈显示状态,不施加电压时呈非显示状态。适用于静态驱动

17、的多是总引线数比较少的情况。（1）笔段式数码显示（2）棒形模拟显示（3）示波器显示的静态驱动53动态驱动法:又称时间分割驱动。能大大减少电极引线也可以大大减少外围驱动电路的本钱。X电极,称为扫描电极；Y电极,称为选址或选通电极54灰度显示法1.空间灰度调制将一个像素划分为假设干个单独可控的“子像素,控制子像素被选通数量,便可实现灰度显示。55这种方法是不需要特殊的驱动、控制技巧,但是有很大缺点： 不可能将一个像素分割成很多个子像素,因此不可能产生很多的灰度级； 增加了微细加工的本钱,或者以牺牲分辨率为代价； 增加驱动、控制电路数量。总的来说,实施电路技术简单,但本钱增加太多。562时间灰度调制

18、在一个时间单位内,控制显示像素选通、截止的时间长短,从而实现灰度显示。 （1）帧灰度调制即以数帧为一个时间单元,控制显示像素选通的帧数,即可实现灰度调制。 这种方法的缺点是可能引起灰度级别的闪烁,或者由于液晶响应速度慢而导致活动图像显示变慢。57（2）脉冲灰度调制调制数据脉冲的宽度,把这个脉冲的宽度可以划分为多个级别,不同宽度级别代表不同灰度信息,从而可以使被选通的像素实现不同的灰度级别。58有源矩阵液晶显示器件（AM-LCD）在每个矩阵像素点上连着一个有源器件,使每个像素可以独立驱动。这些有源器件可以起到防止交叉效应和存储信号电荷的作用。有源矩阵液晶显示器件根据有源器件的种类可以分为二端有源

19、方式和三端有源方式。二端有源方式中的有源器件主要有普通二极管、反向并联二极管组及金属-绝缘体-金属（MIM）结构二极管等。59液晶视角问题产生的原因LCD视角问题是由液晶的工作原理本身决定的。（1）液晶分子是棒状的,分子不同的排列方式存在着不同的光学各向异性。入射光线和液晶分子指向矢夹角越小,双折射越小；反之则越大。（2）偏离显示板法线方向以不同角度入射到液晶盒的光线与液晶分子指向矢的夹角不同,因此造成不同视角下,有效光程差不同。（3）而液晶盒的最正确光程差是按垂直入射光线设计的,这样视角增大时,最小透过率增加,比照度下降。而且偏离法线方向越远,比照度下降越严重,还可能发生比照度反转现象。60

20、改善液晶视角特性的方法1.液晶盒外光学补偿法(1)相差膜补偿法(2)准直背光源加漫散射观察屏法2.低扭曲角和低有效光程差设计LCD (LTN-LCD)3.改变液晶分子排列方式61彩色滤色膜典型的彩色LCD透射式模块是在传统的LCD上加彩色膜和背光源。62第四章 等离子体显示器等离子体显示板是所有利用气体放电而发光的平板显示器件的总称,主要利用稀有气体中冷阴极的辉光放电。在此阶段,放电气体主要呈等离子体状态。等离子体是和固体、液体、气体同一层次的物质存在形式。它是由大量带电粒子组成的具有宏观空间尺度和时间尺度的体系。 63等离子体显示同其它显示方式的差异在结构和组成方面领先一步。其工作原理类似普

21、通日光灯和电视彩色图像,由各个独立的荧光粉像素发光组合而成,因此图像鲜艳、明亮、干净而清晰。等离子体显示设备最突出的特点是可做到超薄,可轻易做到40英寸以上的完全平面大屏幕,而厚度不到100毫米（实际上这也是它的一个弱点：即不能做得较小。目前成品最小只有42英寸,只能面向大屏幕需求的用户,和家庭影院等方面）。等离子体显示器具有体积小、重量轻、无X射线辐射的特点。64同CRT显示方式的差异由于各个发光单元的结构完全相同,因此不会出现CRT显像管常见的图像几何畸变。等离子体显示器屏幕亮度非常均匀,没有亮区和暗区,不像显像管的亮度屏幕中心比四周亮度要高一些。等离子体显示器不会受磁场的影响,具有更好的

22、环境适应能力。等离子体显示器屏幕也不存在聚焦的问题,完全消除了CRT显像管某些区域聚焦不良或使用时间过长开始散焦的毛病；不会产生CRT显像管的色彩漂移现象,而外表平直也使大屏幕边角处的失真和色纯度变化得到彻底改善。65同LCD显示方式的差异与LCD液晶显示器相比,等离子体显示器有亮度高、色彩复原性好、灰度丰富、对快速变化的画面响应速度快等优点。由于屏幕亮度很高,因此可以在明亮的环境下使用。等离子体显示器视野开阔,视角宽广（高达160度）,能提供格外亮丽、均匀平滑的画面和前所未有的更大欣赏角度。66等离子体显示器的弱点由于等离子体显示是平面设计,其显示屏上的玻璃极薄,所以它的外表不能承受太大或太

23、小的大气压力,更不能承受意外的重压。等离子体显示器的每一个像素都是独立地自行发光,相比显示器使用的电子枪而言,耗电量自然大增。一般等离子体显示器的耗电量高于300瓦,是不折不扣的耗电大户。由于发热量大,所以等离子体显示器背板上装有多组风扇用于散热。67交流等离子体显示板ACPDP和DCPDP在结构上的最大不同之处是在电极外表覆盖有一介质层。介质层的作用有两个方面：（1）使电极与放电等离子体分隔开,限制了放电电流的无限增长,保护了电极；（2）该介质层使气体放电产生的空间电荷存储在介质壁上,这些壁电荷的建立可使ACPDP工作在存储模式,并有利于降低放电的维持电压。68多灰度级显示的实现方法由于维持

24、脉冲频率很高且每次放电强度相同,因此可以通过调节脉冲个数实现多灰度显示.69彩色ACPDP的工作原理三电极外表放电型彩色ACPDP存在两种放电过程,即（1）维持显示放电：X电极（维持电极） Y电极（扫描电极）（2）寻址放电：A电极（寻址电极） Y电极（扫描电极）70彩色ACPDP的驱动方法（1）寻址与显示别离的子场驱动方法根据寻址方法的不同,可以分为两种：写寻址驱动方法：先使全屏所有显示单元都处于熄灭状态,然后在寻址期使要点亮显示单元中积累壁电荷,而不要点亮显示单元不积累壁电荷；在维持期,只有积累了壁电荷的单元会维持发光。擦除寻址驱动方法：先使所有显示单元处于点亮状态,然后在寻址期选择擦除掉不

25、要点亮单元中的壁电荷,使其转入熄灭状态,而要点亮显示单元的壁电荷则保存下来；在维持期,只有那些处于点亮状态的单元会维持发光。71写寻址驱动方法的具体过程（1）准备期：所有显示单元清零；（2）寻址期：需要点亮的单元积累壁电荷；（3）维持期：已积累壁电荷的单元发光。72第五章 有机电致发光有机电致发光又称有机发光二极管（OLED）根据使用材料的不同分为两大类：高分子器件和小分子器件。有机电致发光的结构：以三层结构器件为例（1）空穴传输材料；（2）发光材料；（3）电子传输材料；两层电极即透明导电膜（ITO）阳极和金属阴极。73有机电致发光器件的工作原理（1）载流子注入 在外加电场作用下,空穴和电子以

26、电流的形式分别从阳极和阴极注入到有机层。（2）载流子传输将注入至有机层的载流子运输至发光复合界面处。（3）载流子复合和辐射发光有机固体中的最低能量激发态分为单线态和三线态。前者导致荧光发射,后者导致磷光发射。74有机电致发光器件目前存在的问题（1）色纯度较差： 发射和吸收光谱一般都是宽带光谱。（2）发光效率有待提高 载流子的注入效率和均衡程度、载流子迁移率、激子荧光量子效率、单线态激子形成概率、能量转移。（3）老化问题 短路现象、黑点、杂质。（4）失效问题 有机材料的光化学不稳定性。75有机电致发光器件的驱动技术有机电致发光器件的发光强度与注入电流成正比,需要控制驱动输出的正向电流幅值、脉宽,

27、并对反向电流的幅值、脉宽、频率等参数都能进行控制。（1）静态驱动方式采用正向恒流反向恒压的驱动模式。在非显示像素上施加反向截止电压,防止出现交叉效应。76（2）动态驱动方式显示屏像素由上下两组相互正交的电极构造,采用分时段逐行点亮或逐列点亮方式。与液晶器件类似,扫描行数受占空比系数的限制。77（3）灰度的实现方法幅值控制法 恒流源具有不同等级的电流幅值输出；空间灰度调制 将原有显示像素分解为更小的子像素；时间灰度调制 在单位时间内,控制显示像素选通截止的时间长短,从而使显示像素在观察者眼中形成不同的灰度等级。78（4）有源驱动方式每个像素配备具有开关功能的低温多晶硅薄膜晶体管和一个电荷存储电容

28、。有源驱动方式的特点高亮度和高比照度；高效率和低功耗；易于实现彩色化；易于提高器件的集成度和小型化；易于实现大面积显示；制作工艺较复杂。79第六章 电致发光显示 电致发光通常是指将发光粉混在有机介质中,夹在两个电极之间。由于电极间距很小,因此电场强度很高。使用材料分为薄膜和粉末两大类,供电方式又分为直流和交流两种,因此共有四种组合形式。目前具有实际应用价值的主要是交流粉末电致发光（ACPEL）和交流薄膜电致发光（ACTFEL）80交流粉末电致发光器件的结构电致发光粉用 ZnS:Cu,Cl或 ZnS:Pb,Cu,Al与透明有机介质（如树脂）混合后而成的,将它涂敷于两个电极之间作为发光层。一般上电

29、极为ITO玻璃,下电极为真空镀膜的金属电极（Ag或Al）,发光层厚4060 m,击穿电压为400500V。 所以分散型ACEL实质上是大量线度为100101m的微小发光粉晶悬浮在绝缘介质中的发光现象。81交流粉末电致发光器件的发光现象（1）ACEL只有晶体内的发光线发光。（2）大多数情况下发光线呈尾对尾的彗星形状,线对两个头之间的距离可以大于100m,发光线直径0.1m,亮度可高达3105cd/m2。（3）发光线对在交流电压作用下交替发光,而场强总是从它的头指向尾部。（4）发光线的长度随线方向场强分量增大而变长,随激发电压频率增加而缩短,而线对的头到头之间距离保持不变。82高场交流电致发光的机

30、理由于电致发光在晶体内存在发光线,因此设想存在某种“结。（1）内场发射模型83（2）碰撞离化模型84交流薄膜电致发光器件的结构在发光层两侧增加两层绝缘薄膜,从而消除了漏电流,并且在高电场作用下不易被击穿。85交流薄膜电致发光器件的发光特性（1）记忆特性ACTFEL采用脉冲驱动,经历一个脉冲只发一次光,并与前一个脉冲极性关系极大。如果加同极性脉冲,则发光亮度急剧减小,如接着加反极性脉冲,亮度又大增。86（2）电光特性亮度随工作电压增加而增大；发光效率则出现拐点。87 （3）光写入与光擦除利用ACTFEL的存储效应,首先在器件上加一个大小等于Vth的维持脉冲,同时进行外部光注入,光生载流子注入使荧

31、光体发光,并产生与光强度相对应的壁电荷,与下一个反相脉冲重叠就继续发光,其亮度与外部光注入相对应。这个过程即光写入。 在维持脉冲停止期,用外部光照可使壁电荷缓慢复合,称光擦除。88第七章 场致发射平板显示器 场发射就是在导体或半导体外表施加电场,使导带中的电子发射到真空中。将场发射体制作成阴极阵列,并采用适当的聚焦结构或自聚焦功能,使得发出的电子束不过分分散。依靠电子轰击荧光粉实现发光显示。场发射阴极阵列的大小与荧光屏相同,间距很小,整个器件的厚度仅在几个毫米,因此属于平板显示器件。89 FED与CRT显示方式的比较相同之处：（1）都是处在真空状态；（2）都是依靠电子轰击荧光粉而发光；（3）具

32、有根本相同的荧光屏结构,彩色显示屏都是采用周期分布的三基色荧光粉点和黑底结构。90不同之处主要在于电子的发射和扫描方式：（1）CRT中电子束由三个阴极分别发出,经调制、聚焦打在相应荧光粉点上；FED是由场发射阴极阵列发射电子,每个荧光粉点对应一个场发射阴极。（2）CRT中电子束经偏转系统逐点轰击荧光粉点；FED则是由场发射阴极构成行电极,控制栅极构成列电极,在行、列电极的电压控制下,逐行进行发光。（3）CRT中色纯由荧光屏前的荫罩板保证；FED中则可以利用聚焦结构使电子束不太分散。91微尖阵列场发射阴极的结构依据发射体材料不同可分为金属微尖阵列和硅材料微尖阵列。栅极微孔直径约1m,发射体为圆锥

33、形,底部直径和高度也为1m,当栅极电压为几十伏特时,发射体尖端处场强可达109V/m。92微尖发射体的性能场发射体的发射电流在空间的均匀性和时间的稳定性上存在较大问题,受发射体参数影响较大,包括发射体几何形状和发射材料性质等。解决这个问题可以采用增加串联电阻层的方法。93发射电子的聚焦在FED中发射电子的横向速度很大,导致电子发散角大,到达阳极后的束斑很大,限制了显示器分辨率的提高。为使用高压荧光粉,加大阴阳极间距,则需要在FED中增加聚焦栅极。94第八章 真空荧光显示 真空荧光显示也是是利用真空中电子轰击荧光粉而发光。其特点是工作电压低、体积小、亮度高。在玻璃基板上,通过厚膜印刷和薄膜技术制

34、造各种电极,成为平板显示器。95VFD的结构由阴极、栅极和阳极组成。阴极是直热式氧化物细丝；栅极是极薄的金属网；阳极和荧光粉层则利用厚膜印刷技术和烧结工艺制作在玻璃基板上,根据需要做成各种形状。96VFD的工作原理对阴极（灯丝）通电压加热,在约650o温度下发射电子。电子在电场作用下向阳极运动,栅极上的电位对电子能否运动到阳极有影响。当栅极和阳极都加正向电压时,电子可通过栅极到达阳极,并轰击荧光粉发光；当栅极处于正电压,而相应的阳极施加负电压,则该阳极不能发光,只要很浅的阳极负压便可截止电子；（阳极截止方式）当阳极为正电压,在栅极上加负电压也可以使电子截断,使阳极不发光,但所需栅极负压较大。（

35、栅极截止方式）97VFD的灯丝加热方式（1）直流方式由于电位差不等,会造成发光的不均匀。可以将灯丝略微倾斜放置。98（2）交流方式将灯丝变压器中心抽头并接地,可显著改善发光不均匀性。99VFD的驱动方式分为静态驱动和动态驱动。静态驱动对各笔段独立地施加电压驱动,动态驱动则在栅极和阳极分时段施加驱动信号。为实现矩阵显示可以采用双线栅极型单矩阵显示和二层阳极多矩阵显示。100101第九章 发光二极管显示 发光二极管是一种电-光转换器件,是指半导体pn结在正向偏压时产生少数载流子注入。少子在传输过程中扩散,并与多数载流子不断复合而发光。导带中的电子与价带中的空穴复合发光,其波长根本与光吸收的波长相符

36、。因此,选择适当能隙的半导体就可制成发出可见光的发光二极管。改变所采用的半导体材料,就能得到不同波长的发光颜色。102pn结的注入发光（1）激发过程pn结在正向偏压下,产生了电子从n区向p区,空穴从p区向n区的纯扩散流。在理想pn结模型流经pn结的电流密度满足肖克莱方程式：（2）扩散过程在正向偏压下,n区的多子注入到p区成为非平衡超额少子,并向p区内部深入扩散,与p区中多子空穴复合,逐渐衰减,形成发光区。103（3）复合过程导带中的电子与价带中的空穴互相复合时,一定要释放出多余能量。放出能量的方式有两大类： 发射光子,称为辐射复合； 不发射光子,称为非辐射复合。最后转变为热能或激发别的载流子。在热平衡状态下存在着热激发与平衡载流子间复合的平衡。由于p区和n区中少子密度都很小,因此这种复合是很弱的。即使有辐射复合,由于材料的本征吸收,从外部是观察不到光发射的。只有通过注入激发,形成不平衡载流子,它们的复合才会导致显著的光发射。104发光二极管的效率半导体中注入电能转换成所希望的辐射能取决于三个过程： （1）功率效率：超额少子的激发比例；（2）内量子效率：超额载流子的辐射复合比例；（3）光学效率：辐射复合产生的光子从晶体内引出的比例。因此,总的转换效率是三局部效率的乘积105提高LED发光效率的方法（1）