各类显示器特性的介绍

各類Display特性介紹

CRT

發展歷史

CRT（ Cathode Ray Tube）即陰極射線管，作爲成像器件，它是實現最早、應用最爲廣泛的一種顯示技術。陰極射線管（CRT）是德國物理學家布勞恩（Kari Ferdinand Braun）發明的，1897年被用於一台示波器中首次與世人見面。隨後1907年羅辛在利用陰極射線管（CRT）接收器設計機械式掃描器，1929年俄裔美國科學家佐爾金佐裏金發展電子掃描的映射真空管，再到1949年第 1台蔭罩式彩電問世。一百年來，以CRT爲核心部件的顯示終端在人們的生活中得到廣泛的應用，近幾十年來，隨著電腦技術的發展普及，電腦用的CRT顯示器也象電視一樣步入千家萬戶。而與此同時，隨著大衆對顯示效果、品質、健康、環保及人性化等方面要求的不斷提高，CRT的發展經歷了球面、柱面、平面直角、蔭罩式純平面，直到以索尼平面瓏、三菱鑽石瓏爲代表的蔭柵式純平顯像管的不斷完善。

技術原理

CRT顯示終端主要由電子槍(Electron gun)、偏轉線圈(Deflection coils)、蔭罩(Shadow mask)、熒光粉層(phosphor)和玻璃外殼五部分組成。

簡單的理解，CRT顯示終端的工作原理就是當顯像管內部的電子槍陰極發出的電子束，經強度控制、聚焦和加速後變成細小的電子流，再經過偏轉線圈的作用向正確目標偏離，穿越蔭罩的小孔或柵欄，轟擊到熒光屏上的熒光粉。這時熒光粉被啟動，就發出光線來。R、G、B三色熒光點被按不同比例強度的電子流點亮，就會産生各種色彩。

電子槍(Electron gun)的工作原理是由燈絲加熱陰極，陰極發射電子，然後在加速極電場的作用下，經聚焦極聚成很細的電子束，在陽極高壓作用下，獲得巨大的能量，以極高的速度去轟擊熒光粉層。這些電子束轟擊的目標就是熒光屏上的三原色。爲此，

電子槍發射的電子束不是一束，而是三束，它們分別受電腦顯卡R、 G、 B三個基色視頻信號電壓的控制，去轟擊各自的熒光粉單元。

受到高速電子束的激發，這些熒光粉單元分別發出強弱不同的紅、綠、藍三種光。從而混合産生不同色彩的圖元，大量的不同色彩的圖元可以組成一張漂亮的畫面，而不斷變換的畫面就成爲可動的圖像。很顯然，圖元越多，圖像越清晰、細膩，也就更逼真。

偏轉線圈(Deflection coils)的作用就是幫助電子槍發射的三支電子束，以非常非常快的速度對所有的圖元進行掃描激發。就可以使顯像管內的電子束以一定的順序，周期性地轟擊每個圖元，使每個圖元都發光；而且只要這個周期足夠短，也就是說對某個圖元而言電子束的轟擊頻率足夠高，我們就會看到一幅完整的圖像。有了掃描，就可以形成畫面。

蔭罩(Shadow mask)的作用是保證三支電子束在掃描的過程中，準確擊中每一個圖元。蔭罩是厚度約爲0.15mm的薄金屬障板，它上面有很多小孔或細槽，它們和同一組的熒光粉單元即圖元相對應。三支電子束經過小孔或細槽後只能擊中同一圖元中的對應熒光粉單元，因此能夠保證彩色的純正和正確的會聚，所以我們才可以看到清晰的圖像。最後，場掃描的速度來決定畫面的連續感，場掃描越快，形成的單一圖像越多，畫面就越流暢。而每秒鐘可以進行多少次場掃描通常是衡量畫面質量的標準，我們通常用幀頻或場頻(單位爲Hz，赫茲)來表示，幀頻越大，圖像越有連續感。

産品應用

陰極射線管(CRT)已有100多年的發展歷史，是實現最早、應用最爲廣泛的一種顯示技術，具有技術成熟、圖像色彩豐富、還原性好、全彩色、高清晰度、較低成本和豐富的幾何失真調整能力等優點，主要應用於電視、電腦顯示器、工業監視器、投影儀等終端顯示設備。

FED

發展歷史

場發射電極理論最早是在1928年由R. H. Fowler與L. W. Nordheim共同提出。不過，真正以半導體技術研發出場發射電極元件，開啓運用場發射電子作爲顯示器主要技術，卻是在1968年由C. A. Spindt提出後，才吸引後續衆多研發者的投入。但是，

一直到1991年以前，場發射電極的應用卻一直沒有太大進展。直到法國LETI CENG公司在1991年第四屆國際真空微電子會議上展出了一款運用場發射電極技術製成的顯示器成品後，這種技術才真正被世人注意，並吸引了衆多大公司的投入，也從此讓FED加入平面顯示器的競爭行列，成爲TFT-LCD、PDP等大型化顯示技術的競爭對手。

技術原理

場致電子發射又稱爲冷電子發射，只需要在陰極表面加一個強電場，不需要任何附加的能量，就能使陰極內的電子具有足夠的能量從表面逸出。它的一個重要應用就是場致電子發射顯示器即FED（field emission display, FED）。

其工作原理是使用電場自發射陰極（cathode emitter）材料的尖端放出電子來轟擊螢幕上的熒光粉，啟動熒光粉而發光，有點類似CRT的工作原理，但不同的是CRT在顯像管內部有三個電子槍，爲了使電子束獲得足夠的偏離還不得不把顯像管做得必須有一段距離長，因此CRT顯示器又大又厚又重。而FED在每一個熒光點後面不到3mm處都放置了成千上萬個極小的電子發射器，同時用場發射技術作爲電子來源以取代傳統CRT 顯像管中的熱電子槍，由於不是使用熱能，使得場發射電子束的能量分佈範圍較傳統熱電子束窄而且具有較高亮度，因而可以用於平面顯示器並帶來了很多優秀特色。

産品優點

FED顯示技術把CRT陰極射線管的明亮清晰與液晶顯示的輕、薄結合起來，結果是具有液晶顯示器的厚度、CRT顯示器般快速的回應速度和比液晶顯示器大得多的亮度。因此，FED顯示器將在很多方面具有比液晶顯示器更顯著的優點：更高的亮度可以在陽光下輕鬆地閱讀；高速的回應速度使得它能適應諸如遊戲電影等快速更新畫面的場合；內置的千萬冗餘電子發射器讓其表面比液晶顯示器更凹凸不平，視角更寬廣，面板的結構相對簡單，而且發射器的數量大大過剩，使合格率更高。即使十分之一的發射器失效，亮度的損失也可以忽略。

産品缺點

這種技術需要的電量很大，很難被應用於攜帶型設備。它們比最初設想的更難製造。而且它們在尺寸方面有限制：到目前爲止被展示過的最大的顯示器是15寸的。也導致了目前FED尚處於實驗室階段，大規模市場應用尚需時日。

VFD

發展歷史

真空熒光顯示幕（Vacuum Fluorescent Display，簡稱VFD）是20世紀60年代發明的一種自發光平板顯示器，由於其特有的高亮度、廣視角、耐環境等優點，在顯示器家族中獨樹一幟，常被用作人機對話的終端顯示器。

雖然熒光顯示技術的歷史不長，但發展迅猛。二十世紀七十年代從圓柱單位發展到平板多位元管，八十年代的主流産品是厚膜陣列型産品，到八十年代末九十年代初，主要産品則爲薄膜島柵産品。在薄膜島柵技術的基礎上，各種新型的VFD相繼問世，並由於其優越性、新穎性得到廣泛應用。

技術原理

普通的VFD是三極管結構的電子管，至少在一個方向可以看到透明的真空容器內，