04CRT顯示器.ppt

1、,彩色顯像管 （Color Picture Tube）,提 綱,一、彩色顯像管的發(fā)展歷史 二、彩色顯像管的結(jié)構(gòu) 三、三槍三束蔭罩式彩色顯象管 四、單槍三束柵條式彩色顯象管 五、自會聚彩色顯象管 六、束指引型彩色顯象管 七、穿透型彩色顯象管 八、CRT的前景,彩色顯像管的發(fā)展歷史,1896年，Braun試制成功布勞恩管； 1907年和1908年，俄國Boris和英國Swinton分別提出用電子掃描方法將陰極射線管用于觀察圖象的設(shè)想； 1938年，德國W. Flechsig提出了有關(guān)蔭罩式彩色顯像管的基礎(chǔ)專利； 1950年，美國無線電公司（RCA）研制成功蔭罩式彩色顯像管；,彩色顯像管的發(fā)展歷史,

2、彩色顯象管發(fā)展的四個階段： 1950年到1955年：試制研究階段； 1955年到1965年：大規(guī)模生產(chǎn)工藝準(zhǔn)備階段； 1965年到1972年：大規(guī)模生產(chǎn)提高產(chǎn)品質(zhì)量階段； 1972年至今：自會聚管作為商品定型、成熟、發(fā)展的階段。,彩色顯像管的發(fā)展歷史,第一階段(19501955年)： 彩色顯象管在此期間的重要改進： 1954年將蔭罩由平面改為曲面； 采用照相沉淀熒光粉點工藝； 試用12種熒光粉，選擇較合適的熒光粉； 嚴(yán)格制造工藝，使產(chǎn)品有較好的一致性，并降低了成本。,第二階段(19551965年)： 彩色顯象管的屏由圓形改為矩形。1958年日本首次制成44cm矩形屏，偏轉(zhuǎn)角是70的管子。 19

3、64年，偏轉(zhuǎn)角70、管頸直徑51mm的管殼，改為偏轉(zhuǎn)角90、管徑36mm的管殼，從而縮短了管長。 熒光粉材料有所改進，亮度大大提高。,全硫化物熒光粉,第三階段(19651972年)： 提高亮度、對比度、增大偏轉(zhuǎn)角與簡化會聚調(diào)整。在這個階段主要進展有,彩色顯像管的發(fā)展歷史,美國Sylvania公司相繼研制成功稀土熒光粉YVO4:Eu、Y2O3:Eu、Y2O3S:Eu。由于采用新的熒光粉和涂屏技術(shù)，1972年彩色顯象管亮度比1965年提高約3倍。 為了提高對比度，1969年RCA推出了黑底管技術(shù)。日本東芝公司發(fā)展了混合型黑底管。1972年美國Zenith公司研制出超黑底管。,彩色顯像管的發(fā)展歷史,

4、1968年4月，日本索尼公司研制成功單槍三束彩色顯象管，使彩色顯象管向自動校正動會聚誤差邁進了一大步。1968年6月索尼公司用單槍三束管裝成電視機。 為了縮短管子長度，1969年日本東芝公司首次實現(xiàn)了110偏轉(zhuǎn)。70年代初，相繼出現(xiàn)了110、114、118、120以及122的管子。一般來說，35cm、38cm、44cm管子以90偏轉(zhuǎn)角為宜，51cm以上管子多采用100或110偏轉(zhuǎn)角。,彩色顯像管的發(fā)展歷史,1972年RCA首次研制出自會聚管，偏轉(zhuǎn)角為90，屏面為35cm，管頸36.5mm。 1974年荷蘭飛利浦公司研制出110、66cm自會聚管，采用36.5mm管頸。 1974年日本各制造廠將

5、行偏轉(zhuǎn)部分做成馬鞍型，幀偏轉(zhuǎn)部分做成環(huán)形來實現(xiàn)90偏轉(zhuǎn)角的自會聚。1976年制成了管頸為29mm的110偏轉(zhuǎn)角自會聚管。1979年設(shè)計出一種完會不需要作枕形畸變校正的90自會聚管。,第四階段(1973年現(xiàn)在)：,彩色顯像管的發(fā)展歷史,1982年以來，自會聚管在屏面形狀方面有了巨大的發(fā)展。先開發(fā)出全矩形管，后又發(fā)展了平面直角屏管。它們的出現(xiàn)增強了圖象對比度，同時減小圖象失真、節(jié)省整機空間等，使圖象效果大為改善。 1985年以來出現(xiàn)了超大型彩色顯象管。1985年10月日本三菱公司向市場推出94cm屏幕的“超大型”彩色電視機。1986年三菱公司又研制了43英寸彩色顯象管。,CRT包括三大部件： （1

6、） 發(fā)射電子并將它們會聚成細束的電子槍； （2） 使電子束在熒光屏上掃描的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)； （3） 根據(jù)電子束能量強弱而發(fā)出不同亮度光的熒光屏。,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),圓蔭罩孔和品字形電子槍排列,槽縫形蔭罩和一字形電子槍排列,工作原理,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),彩色顯象管的結(jié)構(gòu),彩色顯象管的結(jié)構(gòu),Power supply,+,-,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),Power supply,+,-,Hole,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),Electron beam, or cathode ray,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),彩色顯象管的結(jié)構(gòu),Electron beam,Electron Gun,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),Electron beam,Elect

7、ron Gun,Light,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),彩色顯象管的結(jié)構(gòu),彩色顯像管外形圖,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),熒光粉,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),熒光粉蒸氣壓低，容易去氣。 發(fā)光效率高。 余輝適當(dāng)。 能耐400C氧化環(huán)境的焙燒。 在電子轟擊下穩(wěn)定、壽命長。,熒光粉的性能要求：,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),蒸鋁工藝,二次電子發(fā)射系數(shù)與一次電子加速電壓Vp的關(guān)系,使屏面的組成部分都處于陽極高壓電位 防止離子斑 在顯像管內(nèi)有殘余氣體，會形成負離子，這些負離子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)磁場時，直接打在熒光屏中部。長期受負離子轟擊，熒光粉被濺射而發(fā)黑，出現(xiàn)所謂離子斑。 提高屏亮度 電子束通過鋁膜時會損失一部分能量，為了有效地防止出現(xiàn)離子斑，通常選鋁層

8、厚度為 0.1-O.2m，此時能量傳輸系數(shù)可達80以上。,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),黑底技術(shù),熒光粉點電子束光點,正型黑底,負型黑底,熒光粉點電子束光點,混合型黑底,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),黑底管透射率、亮度、對比度之間的關(guān)系,保持相同對比度增加黑底面積可增加玻殼透射率從而提高亮度。,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),電子槍,1. 發(fā)射電子的陰極,間熱式陰極,電子槍成像原理,2. 加熱陰極的燈絲 在額定燈絲電壓下，保證陰極正常工作溫度； 熱效率高； 啟動速度快。 3發(fā)射系統(tǒng) 4投射系統(tǒng),彩色顯象管的結(jié)構(gòu),雙電位電子槍結(jié)構(gòu),單電位電子槍結(jié)構(gòu),彩色顯象管的結(jié)構(gòu),掃描光柵,偏轉(zhuǎn)線圈,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),對偏轉(zhuǎn)線圈的要求,阻抗：根據(jù)

9、電視機掃描電路的要求來確定。一般分為高阻抗和低阻抗兩種類型。 靈敏度：偏轉(zhuǎn)靈敏度以得到規(guī)定的偏轉(zhuǎn)幅度所必須供給的偏轉(zhuǎn)功率來衡量。供給的功率越小，偏轉(zhuǎn)靈敏度越高。在設(shè)計規(guī)格中一般用偏轉(zhuǎn)功率指數(shù)表示，即偏轉(zhuǎn)功率指數(shù)越小，靈敏度越高。,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),光點畸變：因為電子束具有一定的大小，進入偏轉(zhuǎn)場各個方向受到的偏轉(zhuǎn)作用不同，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后光點的大小和形狀會發(fā)生畸變。這種畸變越小越好。 光柵畸變：偏轉(zhuǎn)量不與偏轉(zhuǎn)電流成正比，這樣便產(chǎn)生了光柵的各種畸變、這種畸變越小越好。 會聚誤差：由于三條電子束在偏轉(zhuǎn)中所處位置不同，因而受到的偏轉(zhuǎn)作用也不同，所以三條電子束著屏點將產(chǎn)生相對偏差（會聚誤差）。這種誤差越小越好。

10、,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),按特性分類 (1)偏轉(zhuǎn)角為70、90、100、110的偏轉(zhuǎn)線圈。 (2)阻抗為低阻抗和高阻抗的偏轉(zhuǎn)線圈。,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),玻璃外殼,組成：芯柱、頸部、錐部、屏面,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),(1)耐大氣壓力 (2)防x射線輻射 (3)透過率合適 (4)曲率半徑,玻璃外殼應(yīng)力分布,FS屏，即全方屏，仍為球面，但采用直線邊緣； SP屏，即方平屏，其曲率半徑大于1R； NF屏，即新平屏，曲面為雙曲面； SF屏，即超平屏，對角線曲率半徑為2R，周邊曲率 半徑為3.5R。 PF屏，即純平面屏，屏面完全平面化。,屏面要求：,屏幕類型：,彩色顯象管的結(jié)構(gòu),三槍三束蔭罩式彩色顯象管,蔭罩式彩色顯象

11、管的特點： 管內(nèi)有一個帶許多小孔的金屬蔭罩，由這個蔭罩上的小孔進行選色。,（1）三槍三束彩色管，三個電子槍可作品字形排列，亦可作一字形排列。 （2）單槍三束彩色顯象管，它的電子槍產(chǎn)生三個電子束公用一個聚焦透鏡。 （3）自會聚彩色管。這種顯象管對電子槍和偏轉(zhuǎn)線圈都有特殊要求，它保留了三槍三束管和單槍三束管的優(yōu)點舍棄了兩者的缺點。,蔭罩式彩色管的種類：,三槍三束蔭罩式彩色顯象管,會聚技術(shù),靜會聚：當(dāng)三個電子束未偏轉(zhuǎn)時，在屏中心孔處會聚。 動會聚：在偏轉(zhuǎn)時，三個電子束在屏中心孔處會聚。,會 聚：三槍三束彩色顯象管中三個電子束相交 在蔭罩板上小孔處。,（1）,（2）,三槍三束蔭罩式彩色顯象管,靜會聚技

12、術(shù),靜會聚誤差產(chǎn)生原因： 三個電子槍由于裝配誤差使得傾斜角度或距軸距離不一致，三個電子束就可能不會聚到一起。,靜會聚的實現(xiàn): 在偏轉(zhuǎn)線圈后面加靜會聚校正部件，它可以使三個電子束沿管軸移動，也可以使一個電子束除了沿管軸移動外，還可以作橫向位移，這樣就可以實現(xiàn)三個電子束的靜會聚。 三槍三束彩色顯象管的靜會聚部件包括徑向會聚和橫向會聚兩部分。,三槍三束蔭罩式彩色顯象管,1藍靜會聚磁芯； 2場動會聚線圈； 3行動會聚線圈； 4藍電子束； 5管內(nèi)屏蔽； 6管內(nèi)會聚極片； 7紅靜會聚磁芯； 8紅電子束； 9綠靜會聚磁芯； 10綠電子束； 11管頸。,三槍三束彩色管的靜會聚系統(tǒng)結(jié)構(gòu),三槍三束蔭罩式彩色顯象管

13、,藍橫向位移磁芯作用原理,靜會聚磁芯位置與電子束的徑向位移,三槍三束蔭罩式彩色顯象管,動會聚技術(shù),分別根據(jù)每個電子束掃描的光柵失真情況，在電子槍出口處適當(dāng)加上校正磁場，令電子束產(chǎn)生徑向和橫向移動來使三個光柵邊緣部分重合。,由于蔭罩曲率半徑較大引起的三束失聚,品字形三槍發(fā)出的三束電子束在共同偏轉(zhuǎn)磁場下產(chǎn)生的掃描光柵變形,B-beam,R-beam,G-beam,單槍三束蔭條式彩色顯象管,三槍三束圓孔蔭罩型彩色管的主要缺點： 會聚復(fù)雜 電子透過蔭罩效率低 分辨率不高,1968年，索尼公司提出單槍三束蔭條式 彩色顯象管,單槍三束蔭條式彩色顯象管,單電子槍一字形排列,品字形排列與一字形排列電子槍的比較

14、,三電子槍一字形排列,三電子槍品子形排列,單槍三束蔭條式彩色顯象管,工作原理和結(jié)構(gòu)特點,亮度信號加在G1上，調(diào)節(jié)三條電子束電流的強弱。紅、綠、藍三個色度信號分別加在紅、綠、藍三個陰極上。G3、G4、G5組成單電位透鏡。G4為聚焦電極，這個電極對三條電子束有較強的會聚作用，將三條電子束會聚到G4電極的中心，使三條電子束都在軸線附近。,電子發(fā)射系統(tǒng)：由陰極K ， G1調(diào)制極，第一陽極G2組成。,單槍三束蔭條式彩色顯象管,與蔭罩板相比，柵網(wǎng)有以下優(yōu)點： (1) 柵網(wǎng)電子透過率可達33，而一般蔭罩板的電子透過率只有約(1520)，因而柵網(wǎng)使圖象亮度增加。 (2)柵網(wǎng)隙縫的面積與周長之比約2倍于蔭罩孔的

15、面積與周長之比，因此減少了由于電子束打在孔邊緣所造成的散射電子，從而也減小了由于散射電子造成的對比度下降，使對比度比蔭罩板型增加約25。 (3)柵網(wǎng)管在熒光屏上形成垂直的熒光粉條，這樣可避免“波紋效應(yīng)”。 (4)由于柵網(wǎng)產(chǎn)生的粉條是上下垂直排列，故色純不易受地磁影響而變壞。,自會聚彩色顯象管,動會聚的方法： 在均勻的偏轉(zhuǎn)磁場之外，靠近三個束入射的位置加三個電磁鐵，使通過三個電磁鐵的電流隨偏轉(zhuǎn)角的增大而增大，所產(chǎn)生的磁力將這三個電子束間距也拉得越來越大，從而使它們的提前會聚的點向蔭罩移動，最后移到蔭罩面上來消除會聚誤差。這種方法在偏轉(zhuǎn)角增大時，將會位會聚線路變得十分復(fù)雜，而且耗費功率。 不用動會

16、聚線路，只靠偏轉(zhuǎn)磁場本身的分布就能消除這種會聚誤差，這種方法稱自會聚方法。,自會聚彩色顯象管,自會聚原理,1954年荷蘭的Haantjes和Lubben從理論上證明如將三個電子束作一字形排列，則可利用強象散場來抑制場曲的方法實現(xiàn)自會聚。 自會聚偏轉(zhuǎn)場在管頸的水平方向產(chǎn)生枕形分布磁場，垂直方向產(chǎn)生桶形分布磁場。這樣的磁場分布可使三個電子束的二個邊束在偏轉(zhuǎn)時處處受到使邊束由二側(cè)向外分開的力，從而使三個電子束在蔭罩上會聚。,自會聚彩色顯象管,自會聚彩色顯像管的電子槍結(jié)構(gòu),自會聚彩色顯象管,水平方向枕形分布偏轉(zhuǎn)磁場的中心場強比兩側(cè)邊緣場弱,水平方向枕形分布偏轉(zhuǎn)磁場,自會聚彩色顯象管,垂直方向桶形分布偏

17、轉(zhuǎn)磁場,自會聚彩色顯象管,彗差及消除的方法,在自會聚原理中，垂直方向桶形偏轉(zhuǎn)磁場或是水平方向枕形偏轉(zhuǎn)磁場，都將使中束偏轉(zhuǎn)量小于兩個邊束的偏轉(zhuǎn)量，導(dǎo)致中束的綠色光柵與紅、藍色光柵大小不同的現(xiàn)象。,（1）三個電子束的偏轉(zhuǎn)中心在偏轉(zhuǎn)情況下不一致。 （2）生產(chǎn)制造偏轉(zhuǎn)線圈的工藝誤差，偏轉(zhuǎn)線圈與彩色管的裝配誤差等造成中束和二個邊束的會聚失配。 （3）為了自會聚使三個電子束成一字形排列就造成三個束不同心。,彗差:,產(chǎn)生原因:,自會聚彩色顯象管,偏轉(zhuǎn)磁場中心偏左、偏右時失會聚情況,偏轉(zhuǎn)磁場中心偏上、偏下時失會聚情況,自會聚彩色顯象管,自會聚彩色顯象管,磁增強器和磁分路器 1 邊束磁場分路器; 2 屏蔽帽;

18、3 中束水平磁場增強器,附加磁極使漏磁分布發(fā)生變化 1 磁分路器; 2 磁增強器; 3 水平偏轉(zhuǎn)線圈漏磁; 4 垂直偏轉(zhuǎn)線圈漏磁.,自會聚彩色顯象管,枕形磁場,桶形磁場,偏轉(zhuǎn)散焦引起的光點畸變,自會聚場的缺點,自會聚彩色顯象管,自會聚彩色管的結(jié)構(gòu)與特點,采用自會聚偏轉(zhuǎn)線圈。 采用一體化結(jié)構(gòu)的精密一列式電子槍，三只電子槍之間的位置通過一組單片三孔柵極精確定位形成一個整體。電子槍之間的距離精度取決于制造柵極時所用模具的精度，而與組裝的工藝無關(guān)。 選色機構(gòu)以開槽式蔭罩代替圓孔形蔭罩和條形柵網(wǎng)。 管頸變細(39.1和22.5mm)，重量減輕。與三槍三束和單槍三束彩色管相比，自會聚彩色管具有偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)簡單

19、，省料，功耗較低，蔭罩不易顫動，成本較低，使用方便等特點。,束指引型彩色顯象管,束指引型彩色顯象管的特點 不使用蔭罩，用一個電子束而不是三個電子束掃描實現(xiàn)彩色再現(xiàn)，所以電于束的利用率比蔭罩式高。 由于只有一個電子束，所以燈絲耗電只是蔭罩型的1/3，而且沒有失會聚問題。 電路復(fù)雜。,束指引型彩色顯象管,工作原理,束指引式彩色管,蔭罩式彩色管,束指引型彩色顯象管,1電子槍，2電子束，3指引紫外線，4指引條，5鋁薄膜， 6黒底，7三基色熒光粉條，8屏，9檢測器窗口，10錐。,束指引式彩色顯象管結(jié)構(gòu),束指引型彩色顯象管,激勵電路方塊圖,穿透型彩色顯象管,工作原理,穿透管的缺點： 色純度較低； 在低電壓工作時，亮度較低