各种平板显示技术简介(上)

CRT

发展历史
CRT（ Cathode Ray Tube）即阴极射线管，作为成像器件，它是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术。阴极射线管（CRT）是德国物理学家布劳恩（Kari Ferdinand Braun）发明的，1897年被用于一台示波器中首次与世人见面。随后1907年罗辛在利用阴极射线管（CRT）接收器设计机械式扫描仪，1929年俄裔美国科学家佐尔金佐里金发展电子扫描的映像真空管，再到1949年第 1台荫罩式彩电问世。一百年来，以CRT为核心部件的显示终端在人们的生活中得到广泛的应用，近几十年来，随着计算机技术的发展普及，电脑用的CRT显示器也象电视一样步入千家万户。而与此同时，随着大众对显示效果、品质、健康、环保及人性化等方面要求的不断提高，CRT的发展经历了球面、柱面、平面直角、荫罩式纯平面，直到以索尼平面珑、三菱钻石珑为代表的荫栅式纯平显像管的不断完善。

技术原理
CRT显示终端主要由电子枪(Electron gun)、偏转线圈(Deflection coils)、荫罩(Shadow mask)、荧光粉层(phosphor)和玻璃外壳五部分组成。

简单的理解，CRT显示终端的工作原理就是当显像管内部的电子枪阴极发出的电子束，经强度控制、聚焦和加速后变成细小的电子流，再经过偏转线圈的作用向正确目标偏离，穿越荫罩的小孔或栅栏，轰击到荧光屏上的荧光粉。这时荧光粉被激活，就发出光线来。R、G、B三色荧光点被按不同比例强度的电子流点亮，就会产生各种色彩。

电子枪(Electron gun)的工作原理是由灯丝加热阴极，阴极发射电子，然后在加速极电场的作用下，经聚焦极聚成很细的电子束，在阳极高压作用下，获得巨大的能量，以极高的速度去轰击荧光粉层。这些电子束轰击的目标就是荧光屏上的三原色。为此，电子枪发射的电子束不是一束，而是三束，它们分别受电脑显卡R、 G、 B三个基色视频信号电压的控制，去轰击各自的荧光粉单元。

受到高速电子束的激发，这些荧光粉单元分别发出强弱不同的红、绿、蓝三种光。从而混合产生不同色彩的像素，大量的不同色彩的像素可以组成一张漂亮的画面，而不断变换的画面就成为可动的图像。很显然，像素越多，图像越清晰、细腻，也就更逼真。

偏转线圈(Deflection coils)的作用就是帮助电子枪发射的三支电子束，以非常非常快的速度对所有的像素进行扫描激发。就可以使显像管内的电子束以一定的顺序，周期性地轰击每个像素，使每个像素都发光；而且只要这个周期足够短，也就是说对某个像素而言电子束的轰击频率足够高，我们就会看到一幅完整的图像。有了扫描，就可以形成画面。

荫罩(Shadow mask)的作用是保证三支电子束在扫描的过程中，准确击中每一个像素。荫罩是厚度约为0.15mm的薄金属障板，它上面有很多小孔或细槽，它们和同一组的荧光粉单元即像素相对应。三支电子束经过小孔或细槽后只能击中同一像素中的对应荧光粉单元，因此能够保证彩色的纯正和正确的会聚，所以我们才可以看到清晰的图像。

最后，场扫描的速度来决定画面的连续感，场扫描越快，形成的单一图像越多，画面就越流畅。而每秒钟可以进行多少次场扫描通常是衡量画面质量的标准，我们通常用帧频或场频(单位为Hz，赫兹)来表示，帧频越大，图像越有连续感。

产品应用
阴极射线管(CRT)已有100多年的发展历史，是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术，具有技术成熟、图像色彩丰富、还原性好、全彩色、高清晰度、较低成本和丰富的几何失真调整能力等优点，主要应用于电视、电脑显示器、工业监视器、投影仪等终端显示设备。

FED

发展历史
场发射电极理论最早是在1928年由R. H. Fowler与L. W. Nordheim共同提出。不过，真正以半导体技术研发出场发射电极组件，开启运用场发射电子作为显示器主要技术，却是在1968年由C. A. Spindt提出后，才吸引后续众多研发者的投入。但是，一直到1991年以前，场发射电极的应用却一直没有太大进展。直到法国LETI CENG公司在1991年第四届国际真空微电子会议上展出了一款运用场发射电极技术制成的显示器成品后，这种技术才真正被世人注意，并吸引了众多大公司的投入，也从此让FED加入平面显示器的竞争行列，成为TFT-LCD、PDP等大型化显示技术的竞争对手。

技术原理
场致电子发射又称为冷电子发射，只需要在阴极表面加一个强电场，不需要任何附加的能量，就能使阴极内的电子具有足够的能量从表面逸出。它的一个重要应用就是场致电子发射显示器即FED（field emission display, FED）。

其工作原理是使用电场自发射阴极（cathode emitter）材料的尖端放出电子来轰击屏幕上的荧光粉，激活荧光粉而发光，有点类似CRT的工作原理，但不同的是CRT在显像管内部有三个电子枪，为了使电子束获得足够的偏离还不得不把显像管做得必须有一段距离长，因此CRT显示器又大又厚又重。而FED在每一个荧光点后面不到3mm处都放置了成千上万个极小的电子发射器，同时用场发射技术作为电子来源以取代传统CRT显像管中的热电子枪，由于不是使用热能，使得场发射电子束的能量分布范围较传统热电子束窄而且具有较高亮度，因而可以用于平面显示器并带来了很多优秀特色。