真空荧光显示屏(VFD屏)原理,详细透彻
图3.VFD的基本工作原理
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
0的灯丝电压,使阴极温度达到600C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。
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。
另外,通过改变荧光粉种类,可以获得自红橙色到蓝色的各种不同颜色。
除了以上3种基本电极之外,如图2所示,在玻璃盖内表面形成透明导电膜(NESA),并且接上灯丝电位或正电位,形成静电屏蔽层可以防止因外部的静电影响而降低显示品质。
图1的消气剂(GETTER)是维持真空的重要零件。在排气工程的最后阶段,可利用高频产生的涡流损耗对消气剂加热,在玻璃盖的内表面形成钡的蒸发膜,可用来进一步吸收管内的残留气体(GAS)。
三、灯丝及驱动方法
3.1.灯丝
灯丝电压与灯丝电流的关系如图4所示。图5则是灯丝电压与栅极及阳极电流的关系。其与亮度的关系则如图6所示。在此例中,灯丝电压标准值是3.0Vac,灯丝电压值的设定,对保证显示品质及寿命有重要的影响。如果灯丝电压过高,电流或亮度并不随之增加,反而因阴极温度上升,而加速钨丝蕊线上氧化物的蒸发,同时也会污染荧光粉表面,使发光效率及亮度提早下降,而缩短寿命。相反,如果灯丝电压过低,因阴极温度下降,便无法获得充分而稳定的热电子发射,致使显示品质劣化或灯丝电压变动而使亮度不稳定。其次,灯丝长时间在低的电压条件下使用,会引起可靠性下降,必须特别留意。
因此,重要的是灯丝电压设定应在标准值±10%的范围内使用。
在实际使用中,绝对不可只着重在图6的特性而用调整灯丝电压来调整亮度。
四、栅极与阳极
4.1. 栅极与阳极