【正文】 顯像管顯示 液晶顯示 等離子體顯示 數(shù)字電視顯示器標(biāo)準(zhǔn) 第 7 章 圖像顯示技術(shù) 有機(jī)電致發(fā)光彩色平板顯示 彩色顯像管 彩色顯像管功能是完成電／光轉(zhuǎn)換和三個基色分量信號的混合，即相加混色在顯像管的熒光屏實現(xiàn)。 彩色顯象管的結(jié)構(gòu) 蔭罩式彩色顯像管由熒光屏、蔭罩、電子槍、玻殼和管外組件構(gòu)成。 電子槍：發(fā)射電子，并使其加速、聚焦成為可以轟擊熒光屏的電子束。 熒光屏：成像，其上涂復(fù)三種基色熒光粉，三種熒光粉點(diǎn)按一定規(guī)律成品字狀或成條狀，每三個點(diǎn)構(gòu)成一個色組，代表一個像素。 蔭罩：位于電子槍和屏幕之間的一塊布滿數(shù) 10萬個小孔的薄鋼板，它具有選色功能，即保證每注電子束都能準(zhǔn)確地轟擊到相應(yīng)的熒光粉點(diǎn)上。在此過程中，首先要保證三注電子束通過一個蔭罩孔、即會聚在蔭罩孔。 彩色顯象管的三注電子束，分別受圖像信號的三個基色分量信號 (R、 G、 B)調(diào)制，然后準(zhǔn)確地轟擊熒光屏上相應(yīng)的熒光粉點(diǎn)，產(chǎn)生相應(yīng)顏色 (R、 G、 B)光。由于每個色組相距非常近，人的視覺感受到由三色混合形成的色彩。 管外組件：主要是色純調(diào)整和會聚調(diào)整磁件。 自會聚彩色顯像管 自會聚彩色顯像管采用一字型一體化電子槍，并配置精密環(huán)形偏轉(zhuǎn)線圈，直線排列的三注電子束通過以特定形式分布的偏轉(zhuǎn)磁場后會聚于整個熒光屏。 ⑴ 一字型一體化電子槍 一字型：是指電子槍三個陰極在水平方向精密排列成一字型。彼此間的距離很小。 一體化：是指電子槍的控制柵極、加速極、聚焦極都連成一體，各個電極都開有三個小孔 (三個小孔排成一字型 )，以便讓三注電子束通過。故電子束之間的距離取決于制作柵極所用模具精度，而不受電子槍安裝操作的影響。 ⑵ 自會聚管工作原理 由于電子槍采用一字型一體化精密結(jié)構(gòu)，消除了產(chǎn)生垂直方向會聚誤差的主要因素。 靜態(tài)會聚是指無偏轉(zhuǎn)時的會聚，是三注電子束在熒光屏中心區(qū)域的會聚。電 子槍、槽形蔭罩和條 狀熒光粉示意如圖 71所示 。 圖 71一字形電子槍 、 槽形蔭罩和條狀熒光粉 蔭罩板 BGR 電子槍 熒光粉條 靜態(tài)會聚調(diào)整采用兩對環(huán)形永久磁鐵安裝在顯像管的管頸上，一對為四極磁環(huán)，一對為六極磁環(huán)。可以對三注電子束出現(xiàn)的各種偏移進(jìn)行校正，使它們位于同一水平面內(nèi)，且兩邊的電子束與中心束保持等距離。 （ a） 產(chǎn)生動會聚誤差的原因 （ b） 失聚時光柵的特點(diǎn) 圖 72動會聚誤差 G R B 會聚面 蔭罩面 屏幕 RGB RGB RGB 2. 動態(tài)會聚 動會聚是指偏轉(zhuǎn)過程中的會聚，是三注電子束在熒光屏四周的會聚。產(chǎn)生動會聚誤差如圖 72所示，由圖可以看出，偏轉(zhuǎn)角越大，離屏幕中心越遠(yuǎn)，動會聚誤差（失聚）越嚴(yán)重。 進(jìn)行動態(tài)會聚校正所需要的 垂直偏轉(zhuǎn)磁場為桶形分布 ；水平偏轉(zhuǎn)磁場為枕形分布 。自會聚管采用環(huán)形精密偏轉(zhuǎn)線圈、磁分路器和磁增強(qiáng)器來消除動會聚誤差。 偏轉(zhuǎn)線圈：匝數(shù)分布恰好能產(chǎn)生電子束會聚所需要的磁場分布，從而使三條電子束就能自動在整個蔭罩上良好會聚，兩個邊束有所散開，會聚點(diǎn)向屏幕方向位移。即實現(xiàn)三注電子束會聚到蔭罩的同一槽孔中。這種偏轉(zhuǎn)線圈又稱為動會聚自校正型偏轉(zhuǎn)線圈。 利用偏轉(zhuǎn)磁場的不均勻性，可以校正兩條邊束的會聚，但中心束掃出的光柵的水平和垂直幅度都稍小，為使三色光柵重合，在電子槍頂部設(shè)置磁分路器和增強(qiáng)器，如圖 73所示。 磁場分路：位于電子槍頂部，與兩邊的電子束同心的磁環(huán)形成磁場分路，使兩邊的電子束的光柵尺寸有所減小，故稱為磁分路器。 磁增強(qiáng)器： 位于 電子槍頂部， 中心束位置上、下的兩個小磁環(huán)是磁增強(qiáng)器，使中心束光柵尺寸有所增加。 圖 73磁增強(qiáng)器和磁分路器的作用 邊束磁分路器 屏蔽帽 中心束水平磁增強(qiáng)器 偏轉(zhuǎn)線圈 顯像管偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由掃描電路、偏轉(zhuǎn)線圈和其它附加元件構(gòu)成，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)作用是實現(xiàn)電子束偏轉(zhuǎn)，把時間軸連續(xù)變化信號轉(zhuǎn)換為二維圖像。 工作原理：當(dāng)電子束在切割磁力線方向上運(yùn)動時，其運(yùn)動軌跡將發(fā)生偏移。當(dāng)向一個線圈供給電流，此線圈將產(chǎn)生磁場，合理設(shè)計線圈結(jié)構(gòu)，可形成所需磁力線方向，即通過這個磁場改變電子束方向，電子束偏轉(zhuǎn)如圖 74所示。 偏轉(zhuǎn)方向 (a)左手定則 (b)水平偏轉(zhuǎn)原理 (c)垂直偏轉(zhuǎn)原理 圖 74 電子束磁偏轉(zhuǎn)原理 電子槍 磁場方向 磁環(huán) 偏轉(zhuǎn)電流 偏轉(zhuǎn)電流 磁力線 電流方向 磁場方向 電子束偏轉(zhuǎn)方向 電流方向 顯像管偏轉(zhuǎn)線圈有行偏轉(zhuǎn)和場偏轉(zhuǎn)線圈兩種。 行偏轉(zhuǎn)線圈由兩個繞組組成，它們呈馬鞍型，上、下相對緊緊地貼在玻殼外壁上。它形成一個垂直方向磁場，對電子束起到水平偏轉(zhuǎn)的作用。 場偏轉(zhuǎn)線圈位于行偏轉(zhuǎn)線圈外部，它是繞在一個鐵淦氧磁杯上，兩個繞組同樣是上、下分布，形成水平方向磁場，對電子束起到垂直方向偏轉(zhuǎn)的作用。 行、場偏轉(zhuǎn)線圈通常是復(fù)合在一起構(gòu)成一個部件。其結(jié)構(gòu)如 圖 75所 示。 圖 75 偏轉(zhuǎn)線圈組件 掃描電路 掃描電路的基本功能是向行、場偏轉(zhuǎn)線圈提供鋸齒波電流。使之產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場?？刂齐娮邮厮胶痛怪狈阶鲃蛩龠\(yùn)動，在屏幕上形成光柵。 由于行、場偏轉(zhuǎn)線圈的工作頻率差別很大，它們呈現(xiàn)的阻抗特性不同，所需的推動功率也不同，所以行、場同步掃描電路差異很大。行、場掃描系統(tǒng)基本組成如圖 76所示 。 圖 76行 、 場掃描系統(tǒng)基本組成方框圖 場振蕩器 鋸齒波形成 場激勵級 振蕩器 場輸出級 振蕩器 場偏轉(zhuǎn)線圈 AFPC電路 行激勵級 行輸出級 行振蕩器 行偏轉(zhuǎn)線圈 場消隱 行消隱 枕形校正 自動亮度限制 高壓形成 X射線保護(hù) 場同步 行同步 場掃描 IC 行掃描 IC ⑴ 場掃描電路 場掃描由電路 場振蕩器、場電壓鋸齒波形成電路、場激勵級和場輸出級等幾部分組成。 場偏轉(zhuǎn)線圈工作頻率為 50Hz，表現(xiàn)為純電阻性。場輸出電路向其提供鋸齒波電壓即可。場輸出級工作在線性放大狀態(tài)。在場掃描集成電路中，都采用 OTL(Output Transformer Less，無輸出變壓器 )的互補(bǔ)對稱電路。 ⑵ 行掃描電路 由 AFPC (自動頻率相位控制 ) 電路、行振蕩器、行激勵級、行輸出級及高壓形成等電路組成。 由于行偏轉(zhuǎn)線圈在行頻 (15625Hz)時呈電感性，必須向其供給脈沖電壓，才能使行偏轉(zhuǎn)線圈中有鋸齒電流流過。由于行激勵級向行輸出級，行輸出級向負(fù)載偏轉(zhuǎn)線圈提供的都為矩形脈沖，故 行激勵級 、 行輸出級實際工作在開關(guān)狀態(tài)。 行輸出管集電極的逆程脈沖經(jīng)高壓變壓器升壓，整流形成顯像管所需的高壓和中壓。同時行頻信號被反饋到 AFPC電路，與行同步信號比較。如果兩者的頻率和相位存在差別，則輸出與誤差成比例的電壓來控制行振蕩器的頻率和相位與行同步信號同步。 掃描電路中采用專用集成電路完成行 、 場掃描功能 。如日立公司的 HA1123 東芝公司的 TA7609P等掃描電路 。而行激勵和行輸出電路由于功率較大 、 仍采用分立器件構(gòu)成完整的同步掃描電路 。 這樣整機(jī)可靠性提高 ， 電路設(shè)計簡化 。 專門的行掃描集成電路如飛利浦公司的 TDA1180、Motorola公司的 MC1391等 ， 專門的場掃描集成電路如飛利浦公司的 TDA1170、 TDA1675等 。 行激勵和行輸出電路 要使行輸出管充分飽和、截止，需要的基極電流相當(dāng)大，用行振蕩級產(chǎn)生的脈沖電壓直接推動行輸出管工作是困難的，需要加激勵級進(jìn)行功率放大。 如果行輸出管直接作為行振蕩器的負(fù)載，由于行輸出管飽和導(dǎo)通時輸入阻抗較低，會影響行振蕩器的工作穩(wěn)定。插入行激勵級以后，當(dāng)行輸出管飽和導(dǎo)通時，激勵管是截止的，可減小兩級之間的相互影響，使振蕩頻率穩(wěn)定。 行激勵級和行輸出電路如圖 77所示，圖中 V1是行激勵管，V2是行輸出管， T1是行推動變壓器， VD是阻尼二極管， CS是 S形校正電容， LY是行偏轉(zhuǎn)線圈， LT為行線性調(diào)節(jié)器， C是逆程電容， T2為行輸出變壓器。 行激勵級對行輸出級是反極性激勵，激勵管和輸出管交替導(dǎo)通和截止，激勵變壓器初、次級電路中始終有一個電路是導(dǎo)通的，變壓器中磁通緩慢變化，在線圈中不會感應(yīng)出很高的電壓。 圖 77 行激勵級和行輸出級電路 C1 C3 R2 V1 RC C2 R3 V2 EC LP LS ib2 C LY CS T1 VD LT E T2 C C R2可吸收振蕩。C3作用是消除高頻干擾，加速V2截止，降低行輸出級能耗。 行輸出管導(dǎo)通時電流構(gòu)成掃描電流正程后半段；阻尼二極管導(dǎo)通時電流構(gòu)成掃描電流正程前半段，電子束從熒光屏左邊向中心作水平掃描。 行輸出變壓器也叫逆程變壓器，它的初級線圈為行輸出管提供集電極直流電源通路，次級線圈將行輸出級產(chǎn)生的逆程脈沖進(jìn)行電壓變換，整流后提供顯像管 20～ 28kＶ的第二陽極高壓以及聚焦極電壓、燈絲電壓、視放電路直流電壓和中放、解碼、伴音電路的 12V低壓。 逆程變壓器提供行掃描電路中的 AFC脈沖信號、 PAL開關(guān)雙穩(wěn)電路的觸發(fā)脈沖、自動亮度限制電路 (ABL)電壓和開關(guān)穩(wěn)壓電源行頻開關(guān)脈沖。 一體化一次升壓逆程變壓器是把高壓整流管、逆程變壓器以及部分電阻、電容緊湊地裝在一起，用環(huán)氧樹脂灌封形成 一個整體。 液晶顯示器 (LCD)是基于液晶電光效 應(yīng)的顯示器件。扭曲向列型 (TN)LCD。顯 示器如圖 79(a)所示。 TN LCD在涂有透明導(dǎo)電層的兩片玻 璃基板間填充 10μ m厚的液晶，液晶分子在 基板間排列成多層，在同一層內(nèi)，液晶分子長軸取向平行于基板；不同層間，液晶分子長軸沿基板平行平面連續(xù)扭轉(zhuǎn) 90176。；然后上下各加一片偏振片，入射光側(cè)的偏振片稱為 起偏振器 ，出射光側(cè)的偏振片稱為 檢偏器 。起偏器的偏光方向與該側(cè)表面的液晶分子軸方向一致，檢偏器的偏光方向與起偏器的偏光方向相互垂直。 液晶顯示 液晶顯示器原理 入射光 出射光 (a) 檢偏器 起偏器 入射光 (b) (c) (d) 圖 79扭曲向列型顯示器的工作原理 (a) 常亮模式透光 (b) 常亮模式遮光 (c) 常暗模式遮光 (d) 常暗模式透光 入射光 入射光 出射光 起偏器 起偏器 檢偏器 檢偏器 入射光 出射光 (a) 檢偏器 （ 1）液晶材料 在常溫下即處于液晶狀態(tài)。當(dāng)液晶兩端的外加電壓升高時，電場強(qiáng)度