辅助阅读材料 第二章显示技术 第二章显示技术 显示技术主要有两种方式：阴极射线管(CT)、平板显示。阴极射线管 是传统的信息显示器件，它具有质量优良、制作和驱动简单、性价比较高等优点， 半个世纪以来一直在显示领域占有统治地位。但它同时也具有电压高、有软X 射线、体积大等缺点。在此状况下平板显示技术应运而生，发展迅速。平板显示 在国际上尚没有严格定义，一般指显示器的厚度小于显示屏幕对角线尺寸四分之 一的显示技术。平板按显示媒质和工作原理主要有液晶显示(LCD)、等离子体 显示(PDP)、电致发光显示(LED)等。 2.1阴极射线管 2.1.1黑白显像管 黑白显像管由电子枪、偏转系统、荧光屏和玻璃外壳组成，如图2.1所示。 视频信号加在电子枪上以调制电子束强度，被调制的电子束在偏转系统作用下， 在管内从上到下，从左到右依次偏转，在荧光屏上扫描出与被摄景物几何相似、 明暗对应的适合人眼视觉特性要求的光学图像。 荧光屏 管颈、 三 )偏转角度 电子枪 阳极相 图2.1黑白显像管示意图 1、电子枪 电子枪实现电子束的发射、控制和聚焦，有较多种类。 (1)双电位电子枪
辅助阅读材料 第二章 显示技术 第二章 显示技术 显示技术主要有两种方式：阴极射线管（CRT）、平板显示。阴极射线管 是传统的信息显示器件，它具有质量优良、制作和驱动简单、性价比较高等优点， 半个世纪以来一直在显示领域占有统治地位。但它同时也具有电压高、有软 X 射线、体积大等缺点。在此状况下平板显示技术应运而生，发展迅速。平板显示 在国际上尚没有严格定义，一般指显示器的厚度小于显示屏幕对角线尺寸四分之 一的显示技术。平板按显示媒质和工作原理主要有液晶显示（LCD）、等离子体 显示（PDP）、电致发光显示（LED）等。 2.1 阴极射线管 2.1.1 黑白显像管 黑白显像管由电子枪、偏转系统、荧光屏和玻璃外壳组成，如图 2.1 所示。 视频信号加在电子枪上以调制电子束强度，被调制的电子束在偏转系统作用下， 在管内从上到下，从左到右依次偏转，在荧光屏上扫描出与被摄景物几何相似、 明暗对应的适合人眼视觉特性要求的光学图像。 图 2.1 黑白显像管示意图 1、 电子枪 电子枪实现电子束的发射、控制和聚焦，有较多种类。 （1） 双电位电子枪 1
铺助阅读材料 第二章显示技术 % 2☑ Z☑ 如吧吧 @vo (0V)(-60-20V)(400V(0-300M9000v 图22双位电子枪 双位电子枪原理结构与各极电压如图2.2所示：灯丝(H)、阴极(K)、第 控制栅极(G1,或称调制极)、加速极(G2,或称屏蔽极，或称第一阳极A1) 构成发射系统，当灯丝加热，旁氧化物阴极达到工作温度时，大量电子获得逸出 功，从阴极发射而出。若加速电压U2为额定值时，改变第一控制橱极电压（或 阳极电压)，即可改变阴极表面电位，控制电子束流大小，当调制电压为截止电 压时，阴极电子因负电位全部返回阴极：相反，当合成电场为正时，大量阴极电 子发射并被加速。电子在加速极附近形成交叉点，其位置和大小随调制电压大小 而变化，此交叉点截面大小直接影响电视图像分辨率。加速极(G2)、聚焦极(G3, 或称第二阳极A2)和高压阳极(G4,或称第三阳极A3)构成聚焦系统。聚焦极 和高压阳极构成主聚焦透镜，将交叉点成像在荧光屏上，加速极和聚焦极构成弱 聚焦的预聚焦透镜。 (2)单电位电子枪 1G:案焦极 0-400V 0180 G 商压限费 (120V0 图2.3单电位电子枪 其结构如图2.3所示。灯丝(H)、阴极(K)、第一栅极(G1)、加速极(G2 或A1)构成发射系统，加速极、第二阳极(G3,或A2)、聚焦极(G4,或A3) 高压阳极(G5,或A4)构成聚焦系统。这种电子枪与双电位电子枪相比，在 G2和G4之间多加了一个高压阳极G3,这相当于在双电位电子枪的G2和G3 2
辅助阅读材料 第二章 显示技术 图 2.2 双位电子枪 双位电子枪原理结构与各极电压如图 2.2 所示：灯丝（Hf）、阴极（K）、第一 控制栅极（G1，或称调制极）、加速极（G2，或称屏蔽极，或称第一阳极A1） 构成发射系统，当灯丝加热，旁氧化物阴极达到工作温度时，大量电子获得逸出 功，从阴极发射而出。若加速电压UG2为额定值时，改变第一控制栅极电压（或 阳极电压），即可改变阴极表面电位，控制电子束流大小，当调制电压为截止电 压时，阴极电子因负电位全部返回阴极；相反，当合成电场为正时，大量阴极电 子发射并被加速。电子在加速极附近形成交叉点，其位置和大小随调制电压大小 而变化，此交叉点截面大小直接影响电视图像分辨率。加速极（G2）、聚焦极（G3， 或称第二阳极A2）和高压阳极（G4，或称第三阳极A3）构成聚焦系统。聚焦极 和高压阳极构成主聚焦透镜，将交叉点成像在荧光屏上，加速极和聚焦极构成弱 聚焦的预聚焦透镜。 （2） 单电位电子枪 图 2.3 单电位电子枪 其结构如图 2.3 所示。灯丝（Hf）、阴极（K）、第一栅极（G1）、加速极（G2， 或 A1）构成发射系统，加速极、第二阳极（G3，或 A2）、聚焦极（G4，或 A3）、 高压阳极（G5，或 A4）构成聚焦系统。这种电子枪与双电位电子枪相比，在 G2 和 G4 之间多加了一个高压阳极 G3，这相当于在双电位电子枪的 G2 和 G3 2
辅助阅读材料 第二章显示技术 之间多加了一个高压阳极，电位大幅增加，增强了预聚焦能力。电子束进入主透 镜（由G3、G4、G5构成）前，经过预聚焦作用变细，然后再经过主透镜的聚 焦，使电子束激发荧光屏产生的光电足够小。另外，由于聚焦极G4的电位大大 低于G3、G5,因此G4上的电位变化对电场影响作用减小了，这对显像管聚焦 特性的稳定和提高起到了良好的保障作用。单电位电子枪只要在设计装配时将三 电极位置调整好，在以后的使用中，对聚焦电压就不必进行调整，所以该电子枪 又称为自聚焦电子枪。 (3)对电子枪的基本要求 a.束斑大小应符合扫描线宽的要求，屏幕尺寸越大，对光电尺寸的要求越宽。 b.束流足够强。为保证屏幕有足够的亮度，束流应在50u4~200u4,屏幕电压 则为10kV~20kV,屏幕大的管子应取较大的束流与较高的电压。 ©.调制特性陡，如图2.4所示。调制特性曲线表征荧光屏上束流随调制极电压 UM的变化规律，调制特性曲线越陡，所需图像信号u的幅值越小。用调制量 来描写电子枪的调制特性，所谓调制量是指阴极从截止状态变化到正常工作 束流时，调制极电压的变化范围，即调制量△Uy=UMo-Uw,其中UMo为 截止电压，即束流降至0.5A时的调制极上所加负电压数值，U,为正常工作 时调制极上所加负电压数值。 图2.4显像管调制特性 2.偏转系统 为在显像管中实现在高阳极电压下的大角度偏转，才用磁偏转系统。在广播 电视系统中都采用单向匀速直线扫描，且规定电子束从上到下、从左到右形成矩 形光栅。我国采用PAL电视制式，每帧625行，每秒25帧：隔行扫描，每秒50 3
辅助阅读材料 第二章 显示技术 之间多加了一个高压阳极，电位大幅增加，增强了预聚焦能力。电子束进入主透 镜（由 G3、G4、G5 构成）前，经过预聚焦作用变细，然后再经过主透镜的聚 焦，使电子束激发荧光屏产生的光电足够小。另外，由于聚焦极 G4 的电位大大 低于 G3、G5，因此 G4 上的电位变化对电场影响作用减小了，这对显像管聚焦 特性的稳定和提高起到了良好的保障作用。单电位电子枪只要在设计装配时将三 电极位置调整好，在以后的使用中，对聚焦电压就不必进行调整，所以该电子枪 又称为自聚焦电子枪。 （3） 对电子枪的基本要求 a. 束斑大小应符合扫描线宽的要求，屏幕尺寸越大，对光电尺寸的要求越宽。 b. 束流足够强。为保证屏幕有足够的亮度，束流应在 μ 200~50 μAA ，屏幕电压 则为 10kV~20 kV，屏幕大的管子应取较大的束流与较高的电压。 c. 调制特性陡，如图 2.4 所示。调制特性曲线表征荧光屏上束流随调制极电压 UM的变化规律，调制特性曲线越陡，所需图像信号uM的幅值越小。用调制量 来描写电子枪的调制特性，所谓调制量是指阴极从截止状态变化到正常工作 束流时，调制极电压的变化范围，即调制量 M M 0 −=Δ UUU M ，其中 为 截止电压，即束流降至 U M 0 5.0 μA 时的调制极上所加负电压数值， 为正常工作 时调制极上所加负电压数值。 U M 图 2.4 显像管调制特性 2. 偏转系统 为在显像管中实现在高阳极电压下的大角度偏转，才用磁偏转系统。在广播 电视系统中都采用单向匀速直线扫描，且规定电子束从上到下、从左到右形成矩 形光栅。我国采用 PAL 电视制式，每帧 625 行，每秒 25 帧；隔行扫描，每秒 50 3
辅助阅读材料 第二章显示技术 场。每行水平扫描正程为52s,逆程为12s。场正程时间≥18.4m5,场逆程时 间≤1.6m5,垂直方向实际显示575行。行频为15625Hz,场频50Hz,如图2.5 所示。 奇数场正程扫描线、奇数场逆程回扫线 数场正程扫描线 数场逆程回扫线 奇数场3125行 闻数场3125行 懒扫描625行 图2.5扫描光栅 为了形成水平扫描线，根据左手定则可以看出：只有在垂直方向磁场的作用 下，可使电子束产生水平方向的偏转。当行频锯齿波电流流过一对水平线圈时 则电子束将按照广播电视所要求的那样从左到右在屏幕上进行偏转，形成水平扫 描线。同理，要形成垂直扫描线，只有在水平方向磁场的作用下，可使电子束产 生垂直方向的偏转。当场频锯齿波电流流过一对垂直线圈时，则电子束将按照广 播电视要求从上到下在屏幕上进行偏转，形成垂直扫描线。 偏转线圈套在管颈处，垂直偏转线圈由于工作频率低，所以可以将线圈绕在 环形磁环上，所需的安匝数较少：水平偏转线圈由于工作频率高，常采用空心的 鞍形线圈，所需的安匝数大。为提高水平灵敏度，总是将水平线圈放在垂直线圈 里面，且紧贴管颈。 为缩短显像管长度，采用大偏转角。所谓偏转角，是指在偏转磁场作用下， 电子束在屏幕对角线处的张角0。当偏转角从90°增大到110°，管长可缩短1/3
辅助阅读材料 第二章 显示技术 场。每行水平扫描正程为 52 μs ，逆程为 12 μs 。场正程时间≥18.4ms，场逆程时 间≤1.6ms，垂直方向实际显示 575 行。行频为 15625Hz，场频 50 Hz，如图 2.5 所示。 图 2.5 扫描光栅 为了形成水平扫描线，根据左手定则可以看出：只有在垂直方向磁场的作用 下，可使电子束产生水平方向的偏转。当行频锯齿波电流流过一对水平线圈时， 则电子束将按照广播电视所要求的那样从左到右在屏幕上进行偏转，形成水平扫 描线。同理，要形成垂直扫描线，只有在水平方向磁场的作用下，可使电子束产 生垂直方向的偏转。当场频锯齿波电流流过一对垂直线圈时，则电子束将按照广 播电视要求从上到下在屏幕上进行偏转，形成垂直扫描线。 偏转线圈套在管颈处，垂直偏转线圈由于工作频率低，所以可以将线圈绕在 环形磁环上，所需的安匝数较少；水平偏转线圈由于工作频率高，常采用空心的 鞍形线圈，所需的安匝数大。为提高水平灵敏度，总是将水平线圈放在垂直线圈 里面，且紧贴管颈。 为缩短显像管长度，采用大偏转角。所谓偏转角，是指在偏转磁场作用下， 电子束在屏幕对角线处的张角θ 。当偏转角从 900 增大到 1100 ，管长可缩短 1/3， 4
辅助阅读材料 第二章显示技术 偏转功率则增加为90时的123%。为了抑制偏转功率上升可将管颈缩小，例如 将管颈由p36.5mm缩小到p29.1mm,则偏转功率只需原来的56%。目前显像管 大多是大偏转角(90°，100°，110°)、细管颈。 3.荧光屏 荧光屏一般由玻璃基板、荧光粉层和铝层构成。 人眼的最大视角，水平方向约为17°，垂直方向约为13°，所以电视画面的 宽度与高度之比为4：3或5：4，我国取4：3，因此采用矩形玻璃基板作为屏面 为了减小环境光的影响，提高图像对比度，屏玻璃采用具有中性吸光性能的烟灰 玻璃。此外还要满足光洁度、均匀性、耐压力、耐张力和防爆性等方面的要求。 荧光粉层完成显像管内的光电转换功能，黑白显像管要求在电子轰击下荧光 粉发白光，一般采用颜色互补的两种荧光粉混合起来发白光。例如常用的P4荧 光粉，是将发黄光的ZnS、CdS[Ag]与发蓝光的ZnS[Ag]按45：55的比例混合起 来，发出白光，其光谱特性曲线如图2.6所示。余辉时间是荧光粉的重要特性参 数。余辉时间是指荧光粉在电子轰击停止后，其亮度减小到电子轰击时稳定亮度 的1/10所经历的时间。一般把余辉分成三类：余辉时间长于0.1s的成为长余辉 发光：余辉时间介于0.1s0.001s的称为中余辉发光：余辉时间短于0.001s的称 为短余辉发光。余辉太长，运动的画面会有拖影：余辉太短，荧光屏的平均亮度 会降低，电视用荧光粉要求具有中余辉发光。 2.1.2彩色显像管 彩色显像管利用三基色图像叠加原理实现彩色图像显示。荫罩式彩色显像管 是目前占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在1938 年提出的。荫罩式彩色显像管有三大类：第一类是三枪三束彩色显像管，由美国 无线电公司(RCA)公司与1950年研制成功。第二类是单枪三束彩色显像管， 由日本索尼公司于1968年研制成功。第三类是自会聚彩色显像管，它克服了三 枪三束管和单枪三束管的不足之处，美国无线电公司于1972年成功研制了第 只自会聚彩色显像管，自会聚彩色显像管经过不断改进，己已成为目前的主要产品。 1.三枪三束彩色显像管 三枪三束彩色显像管的原理如图27所示，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形，组成一个彩 5
辅助阅读材料 第二章 显示技术 偏转功率则增加为 900 时的 123%。为了抑制偏转功率上升可将管颈缩小，例如 将管颈由Φ 36.5mm缩小到Φ 29.1mm，则偏转功率只需原来的 56%。目前显像管 大多是大偏转角（900 ，1000 ，1100 ）、细管颈。 3. 荧光屏 荧光屏一般由玻璃基板、荧光粉层和铝层构成。 人眼的最大视角，水平方向约为 17º，垂直方向约为 13º，所以电视画面的 宽度与高度之比为 4：3 或 5：4，我国取 4：3，因此采用矩形玻璃基板作为屏面。 为了减小环境光的影响，提高图像对比度，屏玻璃采用具有中性吸光性能的烟灰 玻璃。此外还要满足光洁度、均匀性、耐压力、耐张力和防爆性等方面的要求。 荧光粉层完成显像管内的光电转换功能，黑白显像管要求在电子轰击下荧光 粉发白光，一般采用颜色互补的两种荧光粉混合起来发白光。例如常用的 P4 荧 光粉，是将发黄光的 ZnS、CdS[Ag]与发蓝光的 ZnS[Ag]按 45：55 的比例混合起 来，发出白光，其光谱特性曲线如图 2.6 所示。余辉时间是荧光粉的重要特性参 数。余辉时间是指荧光粉在电子轰击停止后，其亮度减小到电子轰击时稳定亮度 的 1/10 所经历的时间。一般把余辉分成三类：余辉时间长于 0.1s 的成为长余辉 发光；余辉时间介于 0.1s~0.001s 的称为中余辉发光；余辉时间短于 0.001s 的称 为短余辉发光。余辉太长，运动的画面会有拖影；余辉太短，荧光屏的平均亮度 会降低，电视用荧光粉要求具有中余辉发光。 2.1.2 彩色显像管 彩色显像管利用三基色图像叠加原理实现彩色图像显示。荫罩式彩色显像管 是目前占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在 1938 年提出的。荫罩式彩色显像管有三大类：第一类是三枪三束彩色显像管，由美国 无线电公司（RCA）公司与 1950 年研制成功。第二类是单枪三束彩色显像管， 由日本索尼公司于 1968 年研制成功。第三类是自会聚彩色显像管，它克服了三 枪三束管和单枪三束管的不足之处，美国无线电公司于 1972 年成功研制了第一 只自会聚彩色显像管，自会聚彩色显像管经过不断改进，已成为目前的主要产品。 1. 三枪三束彩色显像管 三枪三束彩色显像管的原理如图 2.7 所示，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形，组成一个彩 5
辅助阅读材料 第二章显示技术 色像素，通常再现一幅清晰的彩色图像需40-50万个像素，即需要120-150万个 彩色荧光粉点。这些荧光粉点的直径很小（几微米到几十微米），在红、绿、蓝 三个电子枪的激发下，红、绿、蓝荧光粉色点产生对应颜色的光点，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。红、绿、蓝三 个电子枪在管颈内成品字形排列，相隔120°，每个电子枪与管颈中心轴线倾斜 1°-1.5°，在距荧光屏后约2mm处放置一块荫罩板，一般用0.12mm-0.16mm厚的 低碳钢板制作，在钢板上有规律的排列小孔，一个小孔与荧光屏上的一个像素对 应，即小孔与荧光屏上的红、绿、蓝荧光粉点组一一对应。荫罩在彩色显像管中 起选色的作用，由红、绿、蓝三个电子枪发射的三个电子束在荫罩上的小孔处会 聚，穿过小孔后打在相应的红、绿、蓝荧光粉点上。三枪三束管中的每一个电子 枪相当于黑白显像管中的电子枪。 偏转扫耀线方向， 7 R 口炎光屏 图2.7三枪三束彩色显像管原理示意图 为了提高荧光屏的亮度和对比度，采取了黑底技术。在早期的荫罩管中，荧 光粉点的直径大于射向该点电子束直径，荧光粉点共约占屏面积的90%，未涂荧 光粉的部分约占10%。所谓黑底技术，就是将荫罩板上的小孔加大使通过小孔后 的电子束直径大于荧光粉点，这样就提高了输出亮度。屏幕上除荧光粉点以外的 部分涂上石墨，这样又提高了对比度。一般黑底荧光屏50%为黑底，50%为荧光 粉点。荧光屏黑底结构如图2.8所示
辅助阅读材料 第二章 显示技术 色像素，通常再现一幅清晰的彩色图像需 40~50 万个像素，即需要 120~150 万个 彩色荧光粉点。这些荧光粉点的直径很小（几微米到几十微米），在红、绿、蓝 三个电子枪的激发下，红、绿、蓝荧光粉色点产生对应颜色的光点，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。红、绿、蓝三 个电子枪在管颈内成品字形排列，相隔 1200 ，每个电子枪与管颈中心轴线倾斜 10 ~1.50 ，在距荧光屏后约 2mm处放置一块荫罩板，一般用 0.12mm~0.16mm厚的 低碳钢板制作，在钢板上有规律的排列小孔，一个小孔与荧光屏上的一个像素对 应，即小孔与荧光屏上的红、绿、蓝荧光粉点组一一对应。荫罩在彩色显像管中 起选色的作用，由红、绿、蓝三个电子枪发射的三个电子束在荫罩上的小孔处会 聚，穿过小孔后打在相应的红、绿、蓝荧光粉点上。三枪三束管中的每一个电子 枪相当于黑白显像管中的电子枪。 图 2.7 三枪三束彩色显像管原理示意图 为了提高荧光屏的亮度和对比度，采取了黑底技术。在早期的荫罩管中，荧 光粉点的直径大于射向该点电子束直径，荧光粉点共约占屏面积的 90%，未涂荧 光粉的部分约占 10%。所谓黑底技术，就是将荫罩板上的小孔加大使通过小孔后 的电子束直径大于荧光粉点，这样就提高了输出亮度。屏幕上除荧光粉点以外的 部分涂上石墨，这样又提高了对比度。一般黑底荧光屏 50%为黑底，50%为荧光 粉点。荧光屏黑底结构如图 2.8 所示。 6
轴助阅读材料 第二章显示技术 荧光屏 荧光粉 图2.8荧光屏黑底结构 2.单枪三束彩色显像管 单枪三束彩色显像管的基本原理与三枪三束管相似，但结构上有重大改进， 如图2.9所示。单枪三束彩色显像管有三个阴极，但发射的三束电子束共用一个 电子枪聚焦。三条电子束在同一个水平面内呈一字排列，因此在任何偏转状态下 三条轨迹大致保持在同一水平线上，故只需进行水平方向的动会聚误差校正，静 会聚的调整也较三枪三束简单，大大简化了会聚的调节。用条状结构荧光屏代替 点状结构荧光屏，荫罩也做成刑缝状，提高了电子束的透过率，图像亮度高。 光屏 图29单枪三束彩色显像管原理示意图 3.自会案彩色显像管 自会聚彩色显像管是在三枪三束彩色显像管和单枪三束彩色显像管的基础上 产生的，是深入研究电子光学像差理论的结构。自会聚彩色显像管采用精密直列 式电子枪，配置了精密环形偏转线圈，如图2.10所示。直线排列的电子束通过 以特定形式分布的偏转场后能会聚于整个荧光屏，因而无需进行动会聚调整，使 彩色显像管的安装、调整与黑白显像管一样简便。 7
辅助阅读材料 第二章 显示技术 图 2.8 荧光屏黑底结构 2. 单枪三束彩色显像管 单枪三束彩色显像管的基本原理与三枪三束管相似，但结构上有重大改进， 如图 2.9 所示。单枪三束彩色显像管有三个阴极，但发射的三束电子束共用一个 电子枪聚焦。三条电子束在同一个水平面内呈一字排列，因此在任何偏转状态下 三条轨迹大致保持在同一水平线上，故只需进行水平方向的动会聚误差校正，静 会聚的调整也较三枪三束简单，大大简化了会聚的调节。用条状结构荧光屏代替 点状结构荧光屏，荫罩也做成删缝状，提高了电子束的透过率，图像亮度高。 图 2.9 单枪三束彩色显像管原理示意图 3. 自会聚彩色显像管 自会聚彩色显像管是在三枪三束彩色显像管和单枪三束彩色显像管的基础上 产生的，是深入研究电子光学像差理论的结构。自会聚彩色显像管采用精密直列 式电子枪，配置了精密环形偏转线圈，如图 2.10 所示。直线排列的电子束通过 以特定形式分布的偏转场后能会聚于整个荧光屏，因而无需进行动会聚调整，使 彩色显像管的安装、调整与黑白显像管一样简便。 7
辅助阅读材料 第二章显示技术 内部磁极 自会聚管 (a)电子枪结构 b)自会聚管工作原理 图2.10精密直列式电子枪工作原理示意图 (1)自会聚彩色显像管的结构特点 ①精密直列式电子枪 自会聚彩色显像管的三个电子枪排列在一水平线上，彼此间距很小，因而会 聚误差也很小。除阴极外，其它电极都采用整体式结构，电子枪之间的距离精度 只取决于制作电极的模具精度，与组装工艺无关。电子枪除三个独立的阴极引线 用于输入三基色信号和进行白场平衡调节，其它电极均采用公共引线。 ②开槽荫罩和条状荧光屏 自会聚管采用开槽荫罩，是综合考虑了三枪三束管的荫罩和单枪三束管的条状 栅网的利弊而采用的折中方案，这种荫罩的槽孔是断续的，既有错开的横向结， 克服了栅网式荫罩板怕振动的缺点，增强了机械强度，降低了垂直方向的会聚精 度要求，提高图像的稳定性。但荧光屏的垂直分解力受到横向结构的影响，不如 单枪三束管高。于开槽荫罩相对应，荧光屏做成条状结构，对这种结构的荧光屏 也可采用黑底管技术，提高图像对比度。 ③精密环形偏转线圈 自会聚彩色显像管采用了精密环形偏转线圈，其匝数分布恰好给出实现电子 束会聚所需的磁场分布，从而无须进行动态会聚，三条电子束就能在整个荫罩上 良好会聚。因此将这种偏转线圈称为动会聚自校正型偏转线圈。 (2)自会聚原理 由于从直线形排列的电子枪发出的三个电子束在一个水平面内，因而消除了 产生垂直方向会聚误差的主要因素，下面主要讨论水平方向的会聚问题
辅助阅读材料 第二章 显示技术 （a）电子枪结构 (b) 自会聚管工作原理 图 2.10 精密直列式电子枪工作原理示意图 （1）自会聚彩色显像管的结构特点 ① 精密直列式电子枪 自会聚彩色显像管的三个电子枪排列在一水平线上，彼此间距很小，因而会 聚误差也很小。除阴极外，其它电极都采用整体式结构，电子枪之间的距离精度 只取决于制作电极的模具精度，与组装工艺无关。电子枪除三个独立的阴极引线 用于输入三基色信号和进行白场平衡调节，其它电极均采用公共引线。 ② 开槽荫罩和条状荧光屏 自会聚管采用开槽荫罩，是综合考虑了三枪三束管的荫罩和单枪三束管的条状 栅网的利弊而采用的折中方案，这种荫罩的槽孔是断续的，既有错开的横向结， 克服了栅网式荫罩板怕振动的缺点，增强了机械强度，降低了垂直方向的会聚精 度要求，提高图像的稳定性。但荧光屏的垂直分解力受到横向结构的影响，不如 单枪三束管高。于开槽荫罩相对应，荧光屏做成条状结构，对这种结构的荧光屏 也可采用黑底管技术，提高图像对比度。 ③ 精密环形偏转线圈 自会聚彩色显像管采用了精密环形偏转线圈，其匝数分布恰好给出实现电子 束会聚所需的磁场分布，从而无须进行动态会聚，三条电子束就能在整个荫罩上 良好会聚。因此将这种偏转线圈称为动会聚自校正型偏转线圈。 （2）自会聚原理 由于从直线形排列的电子枪发出的三个电子束在一个水平面内，因而消除了 产生垂直方向会聚误差的主要因素，下面主要讨论水平方向的会聚问题。 8
铺助阅读材料 第二章显示技术 用来进行静态会聚调整的三对环形永久磁铁安装在彩色显像管的颈部靠近 电子枪一侧，一对为二磁极式，一对为四磁极式，一对为六磁极式。二极磁铁也 叫色钝磁铁，其作用是使三条电子束一起同方向移动。四极和六极磁铁称为静态 会聚磁铁，四极磁铁可以使红、蓝两边束产生等量反方向移动，六极磁铁可使红、 蓝两边束产生等量同方向移动。四极和六极磁铁在管颈轴线处的合成磁场为零 因此对中束无影响。二极、四极、六极的调整方法是：当两片磁铁做反方向相对 转动时，可改变磁场的强弱，即改变移动量的大小；两片一起做同方向转动，可 改变磁场方向，即改变移动方向。反复调整磁铁，就可以达到静态会聚的目的 动态会聚校正采用两组非均匀分布磁场来解决，一组是桶形磁场分布解决垂 直偏转，一组是枕形磁场分布解决水平偏转。综合水平枕形和垂直桶形磁场分布 的作用，能使三束会聚得到校正，但中间束绿束光栅的垂直和水平幅度都稍小 如图2.11所示，需用磁增强器加以修正。 为使三色光栅重合，在电子枪顶部设置了附加磁极，它实际上是四个磁环， 与两条边束同心的磁环形成磁场分路使两个边束的光栅尺寸有所减小，故称磁分 路器。装在中心束上下的两个磁环是磁增强器，使中心束光栅尺寸有所增加。磁 增强器与磁分路器的作用，如图2.12所示。因此它们的总效果是使红、绿、蓝 三个光栅重合。 边末磁分路潭个 中款于 屏 图2.11RGB三电子束会聚图形 图2.12磁增强器与磁分路器作用 2.2液晶显示 液晶显示器件(LCD)是利用液态晶体的光学各向异性特性，在电场作用下 对外照光进行调制而实现显示的。自从1968年出现了液晶显示装置以来，液晶 显示技术得到了很大的发展，已经广泛应用于钟表、计算器、仪器仪表、投影电 视等家用、工业和军用显示器领域。液品显示器主要有以下特点：
辅助阅读材料 第二章 显示技术 用来进行静态会聚调整的三对环形永久磁铁安装在彩色显像管的颈部靠近 电子枪一侧，一对为二磁极式，一对为四磁极式，一对为六磁极式。二极磁铁也 叫色钝磁铁，其作用是使三条电子束一起同方向移动。四极和六极磁铁称为静态 会聚磁铁，四极磁铁可以使红、蓝两边束产生等量反方向移动，六极磁铁可使红、 蓝两边束产生等量同方向移动。四极和六极磁铁在管颈轴线处的合成磁场为零， 因此对中束无影响。二极、四极、六极的调整方法是：当两片磁铁做反方向相对 转动时，可改变磁场的强弱，即改变移动量的大小；两片一起做同方向转动，可 改变磁场方向，即改变移动方向。反复调整磁铁，就可以达到静态会聚的目的。 动态会聚校正采用两组非均匀分布磁场来解决，一组是桶形磁场分布解决垂 直偏转，一组是枕形磁场分布解决水平偏转。综合水平枕形和垂直桶形磁场分布 的作用，能使三束会聚得到校正，但中间束绿束光栅的垂直和水平幅度都稍小， 如图 2.11 所示，需用磁增强器加以修正。 为使三色光栅重合，在电子枪顶部设置了附加磁极，它实际上是四个磁环， 与两条边束同心的磁环形成磁场分路使两个边束的光栅尺寸有所减小，故称磁分 路器。装在中心束上下的两个磁环是磁增强器，使中心束光栅尺寸有所增加。磁 增强器与磁分路器的作用，如图 2.12 所示。因此它们的总效果是使红、绿、蓝 三个光栅重合。 图 2.11 RGB 三电子束会聚图形 图 2.12 磁增强器与磁分路器作用 2.2 液晶显示 液晶显示器件（LCD）是利用液态晶体的光学各向异性特性，在电场作用下 对外照光进行调制而实现显示的。自从 1968 年出现了液晶显示装置以来，液晶 显示技术得到了很大的发展，已经广泛应用于钟表、计算器、仪器仪表、投影电 视等家用、工业和军用显示器领域。液晶显示器主要有以下特点： 9
辅助阅读材料 第二章显示技术 ①液品显示器件是厚度仅数毫米的薄形器件，非常适合于便携式电子装置 的显示。 ②工作电压低，仅几伏，用CMOS电路直接驱动，电子线路小型化。 ③功耗低，显示板本身每平方厘米功耗仅数十微瓦，采用背光源也仅 10mWcm子，可用电池长时间供电。 ④采用彩色滤色器，LCD易于实现彩色显示。 ⑤现在的液晶显示器的显示质量己经可以赶上，有些方面甚至超过CT 的显示质量。 液晶显示器也有一些缺点，主要是： ①高质量液晶显示器的成本较高，但目前呈下降趋势。 ②显示视角小，对比度受视角影响较大，现在已找到多种解决方法，视界 接近CRT的水平，但仅限于高档次的彩色LCD显示。 ③液品的响应受环境影响，低温时响应速度较慢。 液晶显示的种类较多，下面讲介绍几种常见液晶显示器的工作原理。 2.2.1液晶的基本知识 1.什么是液晶 液晶是液态晶体的简称。1888年奥地利植物学家莱尼采尔在合成许多胆甾 醇酯中，观察到这些物质在加热焙熔过程中，刚熔时呈不透明状，具有流动性 又有像晶体那样的各向异性，进一步加热后浑浊完全消失，成为各向同性液晶 1889年德国物理学家莱曼也观察到同样的现象，他认为这是一种具有流动性的 晶体，顾名思义，这种在机械上具有液晶的流动性、在光学上具有晶体性质的物 质形态被命名wie流动晶体一液晶(Liquid Crystal)。液晶分为两大类：溶致 液晶和热致液晶。前者要溶解在水中或有机溶剂中才显示出液晶状态，而后者则 要在一定的温度范围内呈现出液晶状态。作为显示技术应用的液晶都是热致液 晶。 显示用的液品都是一些有机化合物，液晶分子的形状呈棒状很想“雪茄烟”， 宽约十分之几纳米，长约数纳米，长度约为宽度的4~8倍。液晶分子有较强的 电偶极矩和容易计划的化学团，由于液晶分子间作用力比固体弱，液品分子容易 呈现各种状态，微小的外部能量一电场、磁场、热能等就能实现各种分子状态 间的转变，从而引起它的光、电、磁的物理性质发生变化，液晶材料用于显示器 件就是利用它的光学性质变化。一般情况下单一液晶材料，即单质液晶满足不了 10
辅助阅读材料 第二章 显示技术 ① 液晶显示器件是厚度仅数毫米的薄形器件，非常适合于便携式电子装置 的显示。 ② 工作电压低，仅几伏，用 CMOS 电路直接驱动，电子线路小型化。 ③ 功耗低，显示板本身每平方厘米功耗仅数十微瓦，采用背光源也仅 10mW/cm2 ,可用电池长时间供电。 ④ 采用彩色滤色器，LCD 易于实现彩色显示。 ⑤ 现在的液晶显示器的显示质量已经可以赶上，有些方面甚至超过 CRT 的显示质量。 液晶显示器也有一些缺点，主要是： ① 高质量液晶显示器的成本较高，但目前呈下降趋势。 ② 显示视角小，对比度受视角影响较大，现在已找到多种解决方法，视界 接近 CRT 的水平，但仅限于高档次的彩色 LCD 显示。 ③ 液晶的响应受环境影响，低温时响应速度较慢。 液晶显示的种类较多，下面讲介绍几种常见液晶显示器的工作原理。 2.2.1 液晶的基本知识 1. 什么是液晶 液晶是液态晶体的简称。1888 年奥地利植物学家莱尼采尔在合成许多胆甾 醇酯中，观察到这些物质在加热焙熔过程中，刚熔时呈不透明状，具有流动性， 又有像晶体那样的各向异性，进一步加热后浑浊完全消失，成为各向同性液晶。 1889 年德国物理学家莱曼也观察到同样的现象，他认为这是一种具有流动性的 晶体，顾名思义，这种在机械上具有液晶的流动性、在光学上具有晶体性质的物 质形态被命名 wie 流动晶体——液晶（Liquid Crystal）。液晶分为两大类：溶致 液晶和热致液晶。前者要溶解在水中或有机溶剂中才显示出液晶状态，而后者则 要在一定的温度范围内呈现出液晶状态。作为显示技术应用的液晶都是热致液 晶。 显示用的液晶都是一些有机化合物，液晶分子的形状呈棒状很想“雪茄烟”， 宽约十分之几纳米，长约数纳米，长度约为宽度的 4～8 倍。液晶分子有较强的 电偶极矩和容易计划的化学团，由于液晶分子间作用力比固体弱，液晶分子容易 呈现各种状态，微小的外部能量——电场、磁场、热能等就能实现各种分子状态 间的转变，从而引起它的光、电、磁的物理性质发生变化，液晶材料用于显示器 件就是利用它的光学性质变化。一般情况下单一液晶材料，即单质液晶满足不了 10
