荧光管显示器-文档资料
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2.5 显像管光电显示技术
2.5.4 玻璃外壳
玻璃壳应具备的功能： 1、耐压 2、防X射线辐射 方法：在玻璃中掺重金属氧化物。在管颈和锥体部 分的玻璃中掺PbO，在荧光屏玻璃中掺BaO、SrO。 3、透光率合适 为提高画面的对比度，一般采用低透过率的屏面，透 过率达50%即可，称为烟玻璃，主要用来衰减环境光。 4、曲率半径 屏面平面化，阳极复杂，偏转线圈精密，功耗大， 不易做大。
2.5.2 电子枪
电子枪的作用：产生一束强度可调的，且聚集得很细 的电子束。由两部分组成：发射系统和投射系统。 一、发射系统 发射系统由三部分组成：阴极、调制极和加速极 ⑴阴极：电子源，加热发射出电子。 M 2 J K A0T exp( ) kT J K为热发射电流密度，M 为材料逸出功，A0为发射系数。
如何选择荧光粉？
⑴CRT工作于高真空条件下，荧光粉蒸气压低，易去气。
⑵发光效率高。
⑶发出的R、G、B三色尽可能包围色度图的最大区域。 ⑷余辉适当。 ⑸耐4000C高温的焙烧。 ⑹在高能电子轰击下稳定、寿命长。 ⑺温度特性好。
彩色显像管涂的荧光粉有三种： 红粉：掺Eu激活剂的氧硫化钇，Y2O2S:Eu 绿粉：ZnS:Cu,Al与ZnS:Al的混合粉 蓝粉： ZnS:Ag 黑白显像管涂的荧光粉称为白场粉。 由两种颜色互补的荧光粉按45：55的配比混合而得。 发黄光的荧光粉(Zn,Cd)S:Ag－45 发蓝光的荧光粉ZnS:Ag－55
2.5.7 彩色显像管前景
CRT的发展： 1、亮度的提高 2、对比度的提高 3、分辨率的提高 4、向大屏幕及平面化发展 在很长一段时间内将和平板显示器共存，不会消亡。
⑵将三条电子束会合在一起，使它们分别同时击中 荧光屏上任何同一组三基色荧光粉的方法称为会聚， 会聚可分为静会聚和动会聚两种。
15第七章-真空荧光显示技术课稿
图7为几种不同发光颜色的低压荧光粉亮度随 阳极电压的变化。
8 VFD的新进展
借助于技术的进步和市场的开拓，开发了多种 VFD的新品种，亮度、区分率等性能也不断地 提高。进一步缩小体积、减小功耗、降低本钱 和提高区分率、实现多色化是争论和开发人员 的长期目标。
8.1 有关新技术 VFD制造、相关材料及零件制作中的新技术、新工艺
7.1 驱动方式
VFD的驱动通常有静态方式和动态扫描方式二 种。前一种方式用于显示位数少的数码和符号 显示，后一种用于显示内容多的数码屏、复合 显示和矩阵显示屏中。
静态驱动屏的栅极由一根引线引出，加始终流 正电压，全部的笔段和符号都各有一个阳极引 线，每一引线有一个驱动电路；这种方法原理 简洁，但驱动电路多，本钱高。
工作原理如图2所示。
灯丝是在很细的钨丝外包三元碳酸盐的氧化物， 再以适当的张力安装在灯丝支架与固定支架上， 两端加上规定的灯丝电压，使灯丝温度到达 600℃左右而放射热电子。
1
栅极是在不阻碍显示的原则下，将象不锈钢此 类的金属薄片通过光刻蚀加工而成的金属网栅 直接固定在基板上(岛栅型)或安装在固定引线 框上(阵列型)，加上正电位，可加速引导并集 中来自灯丝所放射的热电子，使其轰击阳极； 反之如加上负电位，则能阻挡射向阳极电子。
引线的材料一般为银浆；
绝缘材料为低熔点玻璃粉，掺人金属氧化物使 其为黑色，以提高显示的反差；
阳极材料一般为石墨，它对荧光粉的附着力高， 可防止振动时荧光粉掉落。
各层浆料在印刷后都要烘干、高温焙烧，厚膜 工艺可加工线宽和间隔分别不小于100um的引 线，制作区分率较低的显示屏。工艺流程如图 4a所示。
3 产品特点 自发光，显示清晰 简洁实现多色显示 图形设计自由度大 工作电压比较低 牢靠性高〔环境适应性好〕
8 VFD的新进展
借助于技术的进步和市场的开拓，开发了多种 VFD的新品种，亮度、区分率等性能也不断地 提高。进一步缩小体积、减小功耗、降低本钱 和提高区分率、实现多色化是争论和开发人员 的长期目标。
8.1 有关新技术 VFD制造、相关材料及零件制作中的新技术、新工艺
7.1 驱动方式
VFD的驱动通常有静态方式和动态扫描方式二 种。前一种方式用于显示位数少的数码和符号 显示，后一种用于显示内容多的数码屏、复合 显示和矩阵显示屏中。
静态驱动屏的栅极由一根引线引出，加始终流 正电压，全部的笔段和符号都各有一个阳极引 线，每一引线有一个驱动电路；这种方法原理 简洁，但驱动电路多，本钱高。
工作原理如图2所示。
灯丝是在很细的钨丝外包三元碳酸盐的氧化物， 再以适当的张力安装在灯丝支架与固定支架上， 两端加上规定的灯丝电压，使灯丝温度到达 600℃左右而放射热电子。
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栅极是在不阻碍显示的原则下，将象不锈钢此 类的金属薄片通过光刻蚀加工而成的金属网栅 直接固定在基板上(岛栅型)或安装在固定引线 框上(阵列型)，加上正电位，可加速引导并集 中来自灯丝所放射的热电子，使其轰击阳极； 反之如加上负电位，则能阻挡射向阳极电子。
引线的材料一般为银浆；
绝缘材料为低熔点玻璃粉，掺人金属氧化物使 其为黑色，以提高显示的反差；
阳极材料一般为石墨，它对荧光粉的附着力高， 可防止振动时荧光粉掉落。
各层浆料在印刷后都要烘干、高温焙烧，厚膜 工艺可加工线宽和间隔分别不小于100um的引 线，制作区分率较低的显示屏。工艺流程如图 4a所示。
3 产品特点 自发光，显示清晰 简洁实现多色显示 图形设计自由度大 工作电压比较低 牢靠性高〔环境适应性好〕
第八章 真空荧光显示
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第八章 真空荧光显示（VFD）
工作原理及基本结构 构成材料与制造工艺
1
8.1 工作原理及基本结构
荧光管显示器是具代表性的自发光型电子显示器件之一，用 途很广。不同厂家的荧光管显示器可能有不同名称，但国际 学会及一般刊物中广泛称其为真空荧光管显示器(vacuum fluorescent display，VFD)。 一种低能电子发光显示器件，它的显示特性与CRT、FED类 似，但它克服了CRT体积大、电压高的缺点，虽然是真空器 件，但工作电压低、体积小和亮度高。在环境亮度变化大和 对低功耗无要求的场合有LCD无法比拟的优点，所以在低中档 显示领域，如计算器、汽车、仪器仪表方面有广泛的应用。 最初的VFD采用球形玻璃管，它是为显示一位数字而开发的， 主要用于电子计算器中的数字显示。基本上沿用普通电子管 的生产工艺，外形如普通电子管中的拇指管，这种单管式荧 光显示管用作数字或字符显示时，需将多个单管排列，体积 大，安装不方便。
3
4
VFD的结构
VFD基本结构由阳极、阴极、栅极和玻璃罩构成，典型 的真空三极管结构。
5
真空荧光显示管是一个真空容器，其上下是两块内侧镀有 导电膜的平板玻璃，四周用玻璃粉进行密封，并且留有一 个排气管。为了堆持器件内的真空度，还放上一个环状消 气器，内装消气剂。排气结束后，使用高频加热把消气剂 中金属钡蒸发到平板玻璃的内侧面．以吸收使用过程中器 件内释放出来的气体。 灯丝为阴极，与电源“－”极相接；阳极为涂有磷光物质 的屏幕，与电源正极相接，每个字符段由电子开关单独控 制通电状态；在灯丝与阳极之间有栅格，整个装置密封在 被抽真空的玻璃罩内。 6
工作原理
当阴极有电流通过时，灯丝 便产生热量，释放电子。这 样一些电子穿过栅格，均匀 地打在阳极的字符段上。凡 是由电子开关通电的字符 段，受电子轰击后发亮；否 则，发暗。这样通过控制字 符段的通电状态，控制不同 的数字。
第八章 真空荧光显示（VFD）
工作原理及基本结构 构成材料与制造工艺
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8.1 工作原理及基本结构
荧光管显示器是具代表性的自发光型电子显示器件之一，用 途很广。不同厂家的荧光管显示器可能有不同名称，但国际 学会及一般刊物中广泛称其为真空荧光管显示器(vacuum fluorescent display，VFD)。 一种低能电子发光显示器件，它的显示特性与CRT、FED类 似，但它克服了CRT体积大、电压高的缺点，虽然是真空器 件，但工作电压低、体积小和亮度高。在环境亮度变化大和 对低功耗无要求的场合有LCD无法比拟的优点，所以在低中档 显示领域，如计算器、汽车、仪器仪表方面有广泛的应用。 最初的VFD采用球形玻璃管，它是为显示一位数字而开发的， 主要用于电子计算器中的数字显示。基本上沿用普通电子管 的生产工艺，外形如普通电子管中的拇指管，这种单管式荧 光显示管用作数字或字符显示时，需将多个单管排列，体积 大，安装不方便。
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4
VFD的结构
VFD基本结构由阳极、阴极、栅极和玻璃罩构成，典型 的真空三极管结构。
5
真空荧光显示管是一个真空容器，其上下是两块内侧镀有 导电膜的平板玻璃，四周用玻璃粉进行密封，并且留有一 个排气管。为了堆持器件内的真空度，还放上一个环状消 气器，内装消气剂。排气结束后，使用高频加热把消气剂 中金属钡蒸发到平板玻璃的内侧面．以吸收使用过程中器 件内释放出来的气体。 灯丝为阴极，与电源“－”极相接；阳极为涂有磷光物质 的屏幕，与电源正极相接，每个字符段由电子开关单独控 制通电状态；在灯丝与阳极之间有栅格，整个装置密封在 被抽真空的玻璃罩内。 6
工作原理
当阴极有电流通过时，灯丝 便产生热量，释放电子。这 样一些电子穿过栅格，均匀 地打在阳极的字符段上。凡 是由电子开关通电的字符 段，受电子轰击后发亮；否 则，发暗。这样通过控制字 符段的通电状态，控制不同 的数字。
VFD荧光显示器的结构及工作原理
1
¹âµçÏÔʾÆ÷ ＯＰＴＩＣＡＬ－ＥＬＥＣＴＲＯ ＤＩＳＰＬＡＹ
设计标准
设计部份主要有外围尺寸设计、显示区域设计、图形设计及栅极设计这几部份。
２ ． １ 外 围 尺 寸 设 计［长（ Ｌ ）× 宽（ Ｗ ） ］。
２ ． ２ 标 准 外 围 尺 寸 设 计５ ０ ｍ ｍ≤Ｌ≤１ ８ ０ ｍ ｍ ， ２ ５ ｍ ｍ≤Ｗ≤５ ０ ｍ ｍ ． 超出标准尺寸范围的，作特殊加工处理．
电 调 谐 显 示
时 钟 显 示 4
·ç»ª¼¯ÍÅ
主 要 参 数 Ｒ Ａ Ｔ Ｉ Ｎ Ｇ Ｓ
项目 Ｉｔｅｍ
符号
范围
Ｓｙｍｂｏｌ Ｒａｎｇｅ
单位 Ｕｎｉｔ
灯丝电压 Ｆｉｌａｍｅｎｔ Ｖｏｌｔａｇｅ
￣５．５
Ｅｆ
￣６．３
Ｖａｃ
２ ． １ ． ２ 抽 气 管 的 位 置 和 尺 寸：
Ｔ５ Ｃ
Ｔ１
Ａ
Ｂ
Ｔ３
Ｔ２
Ｔ４
抽 气 管 位 置 和 尺 寸（ ｍ ｍ ） ：
位 置
Ａ Ｔ １、Ｔ ２、Ｔ ３、Ｔ ４、
Ｔ ５（惯 例Ｔ １）
４．０
６．５
Ａ： 管 心 到 基 片 外 边 尺 寸 ； Ｂ： 管 径 ； Ｃ： 管 长 。 附 ： 标 准 引 脚 间 距 ：２ ． ５ ４ ｍ ｍ ．
０
１０ ａ
ｆ
ｂ
ｇ
ｅ
ｃ
ｄ
（１１Ｇ－１Ｇ） 电 子 称 显 示
ＡＵＴＯ ＭＥＭＯＲＹ
ＴＵＮＥＤ
ＳＴＡＮＤＢＹ
ＦＭ ＡＵＴＯ ＳＴＥＲＥＯ
ＰＲＥＳＥＴ ＳＴＡＴＩＯＮ
ＲＥＰＥＡＴ
ａ
ａ
ａ
ａ
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• VFD应用范围
• • • • • 音响：VCD、DVD、均衡器、功放、MD； 家电：微波炉、空调、热水器； 通讯产品：传真机、加密电话、公用电话； 公众信息：广告、银行广告、汽车广告、电梯； 测量仪：加油机、电子称、工业测量仪、分析仪、医疗器 械； • 其他：计算机、收音机、闹钟、打印机、绘图仪、护理设 备、安全设备。
些其它的零件（如消气剂等）。
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• 灯丝是在不妨碍显示的极细钨丝蕊线上，涂覆上钡（Ba）、锶（Sr）、 钙（Ca）的氧化物（三元碳酸盐），再以适当的张力安装在灯丝支架（ 固定端）与弹簧支架（可动端）之间，在两端加上规定的灯丝电压，使 阴极温度达到6000C左右而放射热电子。 栅极也是在不妨碍显示的原则下，将不锈钢等的薄板予以光刻蚀（ PHOTO-ETHING）后成型的金属网格（MESH），在其上加上正电压 ，可加速并扩散自灯丝所放射出来的电子，将之导向阳极；相反地，如 果加上负电压，则能拦阻游向阳极的电子，使阳极消光。
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• 产品简介
iMON VFD
特点是：彩色 、明亮、动态 、给人以动感 豪华的感觉。
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音响面板
YA-6069(90*45*42)
Fy8666(140*45*42)
荧光
• 真空荧光显示屏市场平稳增长，但增长速度过快。 • 真空荧光显示屏是从真空电子管发展而来的显示器件，属于自身 发光显示，发光亮，多彩显示，图案灵活，视角大，可靠性高， 寿命长，应用领域不多扩展。在家用视听仪器，工业仪器及汽车 等多个领域中有明显的优势。 • 但受显示色彩、功耗、和分辨率的限制，只能应用于小屏幕，低 功耗的设备上。由于低成本，所以在部分领域能占有一席之地。 但由于OLED的飞速发展，VFD正面临巨大威胁。导致利润率下 降。 • 目前全球的VFD生产商主要有日本的FUTUBA和韩国的Samsung SDI，而大陆则有上海三星和浙江京东方两家从业者。
•
• 阳极是指在形成大致显示图案的石墨等导体上，依显示图案的形 状印刷荧光粉，於其上加上正电压后，因前述栅极的作用而加速 ，扩散的电子将会互相冲击而激发荧光粉，使之发光。图3即表示 其基本工作原理。发光色为绿色（峰值波长505nm），低工作电 压的氧化锌：锌(ZnO：Zn)荧光粉则是目前最被广为使用的荧光 粉。
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• VFD的结构及工作原理
• VFD种类繁多，以其中最被广泛应用的3极管构造为例说明其基 本构造与原理。
• 图1是VFD结构的分解斜视图，图2为剖面图，其构造以玻盖和基 板形成一真空容器，在真空容器内以阴极CATHODE（灯丝 FILAMENT）、栅极GRID及阳极ANODE为基本电极，还有一
• VFD动态驱动显示器是利用其阳极截止特性和栅极截止特性进行 工作的，其阳极、栅极均加脉冲电压（由显示驱动集成电路提供 ）。为了保证荧光显示器显示准确无误，在不需要显示的区域上 加一个低于灯丝电压的负截止电压（通常是加在栅极上），使这 些段位完全不亮。图13-6是VFD动态驱动显示器的驱动原理。
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• 真空荧光显示器（VFD）也称荧光真空管，由玻璃外壳、灯丝（ F）、阳极（a~i）、栅极（1G~7G）等构成. • 真空荧光显示器（VFD）是利用真空技术制造的显示器件，其结 构、工作原理均与电子管相似。VFD按显示内容可分为数字显示 、字符显示、模拟显示等几种。 • 真空荧光显示器（VFD）用直热式灯丝作阴极，它在加上交流电 压、温度升高至700℃左右时，开始发射电子。阳极用来收集电子 ，做成字符、数字状，上面涂有荧光物质。栅极起加速场和控制 位的作用，可控制电子轰击阳极表面荧光粉的速度。阳极加的信 号为段信号，栅极加的控制信号叫栅位信号。VFD正常工作时， 阳极电压、栅极电压相对灯丝电压而言均为正电位，否则显示器 不发光。
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•
•
真空荧光显示器（VFD）按驱动方式可分为静态驱动显示器和动态驱动 显示器。 VFD静态驱动显示器有公共阴极（灯丝）、公共栅极和每一区域相对应 的阳极段位，各阳极间彼此独立。静态驱动显示器是利用阳极截止特性 来工作的，灯丝需加上额定的交流电压，栅极需加上一个恒定的电压。 阳极的正电压一般由驱动集成电路提供。图13-5是静态驱动显示器的驱 动原理。