真空熒光顯示器

真空熒光顯示器2009.8.5第1頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.58.1概述定義：VFD---是將陰極、柵極和陽極封裝在真空管殼內(nèi)的一種三極電子管式的真空顯示器件，------利用電子撞擊熒光粉，使熒光粉發(fā)光，是一種自身發(fā)光顯示器件。----是一種低能電子發(fā)光顯示器件，利用氧化鋅(ZnO：Zn)類的熒光粉在低能電子(幾十eV以下)轟擊下發(fā)光制成的---呈現(xiàn)彩色畫面的平板技術(shù)是從真空電子管發(fā)展而來的顯示器件。第2頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5VFD的特點：自發(fā)光，體積小，顯示清晰，亮度高容易實現(xiàn)多色顯示，色彩艷麗(可有綠、紅、黃和藍多色)、視角寬，顯示圖案靈活，圖形設計自由度大具有低壓驅(qū)動、響應速度快、易與集成電路配套，功耗小、壽命長，可靠性高（環(huán)境適應性好）有高亮度的綠色VFD和藍綠色發(fā)光的單色VFD。平板多位管的產(chǎn)生，增加了形狀、顯示圖形的自由度、發(fā)光色的品種，應用范圍得到拓寬。第3頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5VFD產(chǎn)品的應用領域：教學儀器汽車VFD面板（時鐘、儀表盤）家電VFD面板（空調(diào)器）音響、VTR--VideoTapeRecorder磁帶錄像機

、視頻VFD面板（影碟機、音響的功率放大器）事務機用VFD面板（收款機、辦公自動化設備）

工業(yè)儀器儀表、計量儀器用VFD面板通信設備用VFD面板用來顯示數(shù)字信息如溫度，字符信息如：名稱和一些標記指示信息。第4頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5VFD的發(fā)展簡況1967年日本最早制作了熒光數(shù)碼管。經(jīng)過了三大階段：先開發(fā)的是只有一位的圓型真空管顯示的單管VFD，可應于計算器的數(shù)字顯示和符號的顯示，多位顯示時要將多個單管排列，會使設備體積增大。當在PC機鍵盤的固定位置上使用多位單管顯示時，要增加許多電極焊接引線，且要按單管亮度來分類使用，較為復雜。單管VFD圖：第5頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.51972年使用圓型真空玻璃管，開發(fā)了顯示6-13位的圓型多位管，這是VFD第二代產(chǎn)品，圓型多位管方便。圓型多位管與PC機鍵盤連接示意圖a，不需要每一位的VFD引出線，也不需要亮度分類使用。單管、多位管都是在陶瓷基板上安裝電極引線，成本太貴。1974年VFD實現(xiàn)了平板多位顯示，即第三代產(chǎn)品，圖b是在玻璃基板上用厚膜印制和薄膜技術(shù)的混合制作各主要電極，然后用玻璃進行密封構(gòu)成真空腔，它在形狀上有一定的自由度，且還能派生許多顯示圖形。又實現(xiàn)了大面積、高亮度顯示及字符和圖形顯示和電視圖象顯示。

第6頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5由三個基本電極組成的：陰極（燈絲），陽極（熒光粉）和柵極（光刻法制造）。這三個電極被封在高真空環(huán)境的玻璃管子里構(gòu)成了VFD顯示器。陰極燈絲是由覆蓋有堿土金屬氧化物粉末的極細鎢絲。柵極是由金屬柵網(wǎng)薄膜制成的，起到控制和分散陽極發(fā)射的電子的作用。陽極是導電極，用熒光粉印刷出圖樣。

8.2VFD的結(jié)構(gòu)第7頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.51.GlassSubstrate(AnodePlate)玻璃基板（陽極板），2.ConductiveLayer導電層，3.Anode(Base)陽極（基極），

4.InsulationLayer絕緣層，5.phosphor(DisplayPattern)，6.ConductivePaste導電膠，7.GridMesh柵極網(wǎng)孔，

8.ConductiveFritGlass導電玻璃，9.Filament(cathode)燈絲（陰極），10.Getter（吸氣劑），11.FaceGlass(CoverGlass)玻璃面板，12.SpacerGlass間隔用玻璃，13.EvacuationTube排氣管14.NESA(orITO)coating導電膜，15.LeadPin引腳，16.MoldResin填充樹脂，17.Solder焊料，18.FritGlassBasicVFDStructure第8頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5

VFD顯示器左右兩邊的寬引腳是連接燈絲的。燈絲的電壓大約2～3v，電流在100mA左右。有11個柵網(wǎng)。每一個柵網(wǎng)都有一個從玻璃基片引出的引腳。另外9個引腳是用來連接顯示器的段節(jié)的。第9頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5VFD顯示器---是點陣式的，能夠顯示中文?，F(xiàn)在部分地鐵二號線入口刷卡處的顯示器正是一種雙列的點陣顯示器，其他使用的地方還有，超市收銀機的顯示器等等。第10頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5平板多位管VFD的剖面結(jié)構(gòu)：如圖。將陰極燈絲、柵極板、涂敷了熒光粉的陽極封入真空容器內(nèi)由上下兩塊平板玻璃(面玻璃內(nèi)側(cè)涂有導電膜)，四周用玻璃粉進行密封，并留有一個排氣管部分的真空腔。1-玻璃基板2-玻璃粉（密封）

3-面玻璃(內(nèi)側(cè)涂有導電膜6)4-網(wǎng)狀柵極5-直熱式陰極燈絲7-導電膠8-排氣管9-樹脂膜10-引線端子11-布線端子(引出管外)12-熒光粉層13-陽極14-布線(厚膜印刷)15-絕緣層第11頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5第12頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5平板多位VFD----與真空三極管相似，是由玻璃基板、面玻璃(內(nèi)側(cè)涂有導電膜)、排氣管所構(gòu)成的真空容器，由發(fā)射電子的陰極、加速控制電子流的柵極、玻璃基板上印上電極和熒光粉的陽極和玻蓋構(gòu)成。陰極---是一種絲狀直熱式氧化物陰極(統(tǒng)稱燈絲)柵極---網(wǎng)狀或絲狀，或蜂窩結(jié)構(gòu)陽極---表面涂覆有發(fā)光粉的電極。為控制燈絲上(陰極)發(fā)射出的熱電子，管子的功率大部分消耗在加熱陰極燈絲上，使應用受到了一定的限制。陰極燈絲在真空腔中的占空系數(shù)大小對用于發(fā)光空間有限制。最好使用更細的燈絲和改善表面蓋玻璃狀態(tài)。第13頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.51．陽極玻璃基扳-----是VFD的重要部件之一，-----是由在玻璃板上電極布線、絕緣層、VFD的陽極(筆劃電極)組成。陽極：采用厚膜印制、或薄膜技術(shù)和厚膜印制混合方式在玻璃基板上制作大致顯示圖案，采用金屬鋁薄膜、石墨等導體。對于不太復雜的顯示圖形電極布線可采用厚膜印制技術(shù)制作反復厚膜印制和燒制，把絕緣層、陽極電極層矗加在玻璃板上。導電材料是銀漿，絕緣材料用加有少量黑色素的低熔點玻璃粉。對于復雜的顯示圖形，在一定尺寸的玻璃板上進行多層布線會造成制作成本高以及驅(qū)動電路復雜化，采用薄膜技術(shù)和厚膜印制混合方式制作陽極玻璃基板。VFD的主要部件、材料第14頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.52．陰極

----燈絲是在不妨礙顯示的極細鎢絲蕊線上，其表面涂覆上堿土類金屬鋇（Ba）、鍶（Sr）、鈣（Ca）的三元碳酸鹽，再以適當?shù)膹埩Π惭b在燈絲支架（固定端）與彈簧支架（可動端）之間，在兩端加上規(guī)定的燈絲電壓，使陰極加熱碳酸鹽在真空狀態(tài)下加熱分解成氧化鋇、氧化鍶和氧化鈣，形成三元的堿土金屬氧化物陰極，構(gòu)成電子源。

BaCO3+SrCO3+CaCO3＝BaO+SrO+CaO+3CO2金屬氧化物粉末的功能：是要降低燈絲的最小電子溢出功，從而降低燈絲的溫度，提高壽命。第15頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.53．柵極

-----是在不妨礙顯示的原則下，將不銹鋼等的薄板予以光刻蝕（PHOTO-ETHING）后成型的金屬網(wǎng)格(MESH)

或?qū)⒉讳P鋼薄板加工成龜背紋形狀（正六邊形周期排列）或網(wǎng)格形狀的金屬網(wǎng)。柵極的透射率對VFD的電流分配、發(fā)光亮度、顯示品質(zhì)等都有影響。第16頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.54.熒光粉

--指在形成大致顯示圖案的石墨等導體上，依顯示圖案的形狀印刷熒光粉，早期的VFD大都是藍綠色發(fā)光的熒光管，熒光材料中只有ZnO：Zn熒光粉（電阻率在103-104Ω·cm）在低能電子束的轟擊下能夠發(fā)出藍綠色光，是目前最被廣為使用的熒光粉，發(fā)光色為綠色（峰值波長505nm）因常規(guī)熒光粉材料的電阻率非常高在102-1012Ω·cm左右，為降低電阻率，在熒光粉中添加一定重量百分比的氧化鋇進行導電處理，把電阻率下降到104-107Ω·cm。同一電壓下激勵這些熒光粉和ZnO．Zn熒光粉，其發(fā)光亮度只有ZnO．Zn亮度的15％～45％ZnO．Zn發(fā)光亮度高，但發(fā)光色是低純度。第17頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5

5．面玻璃----用平板玻璃進行熱成形加工，或用帶有橫擋玻璃條和平板玻璃粘接組合成玻璃盒。用玻璃粉將面玻璃、玻璃基板、排氣管進行密封成真空容器。在玻璃蓋內(nèi)表面形成透明導電膜（NESA），且接上燈絲電位或正電位形成靜電屏蔽層，以保持陰極電位與外部電場屏蔽，可防止因外部的靜電影響而降低顯示品質(zhì)。第18頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5

6.吸氣器---消氣劑（GETTER）---是真空電子管常用一種零部件，是維持真空的重要零件，能使真空管內(nèi)保持一定真空度而工作穩(wěn)定。在溝槽中填入了消氣劑（BaAl4和Ni粉末）并被粘接住，在排氣工程的最后階段，可利用高頻產(chǎn)生的渦流損耗對消氣劑加熱蒸發(fā)，在玻璃蓋的內(nèi)、側(cè)表面上形成鋇的蒸發(fā)膜，可進一步吸收管內(nèi)的殘留氣體（GAS）。第19頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5用金屬支架來支撐并固定陰極燈絲，使燈絲具有一定的張力。用導電膠與玻璃基板上的陰極配線相粘接用有機溶劑將玻璃粉（有與玻璃基板以及面玻璃的膨脹系數(shù)相一致的低熔點）調(diào)和成膏狀固定接點（各種電極、引線端子），密封真空腔。用環(huán)氧樹脂固定和防潮保護第20頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5一、工作原理基本原理---是通過電極引線施加驅(qū)動電壓使之工作，陰極發(fā)射的電子經(jīng)柵極和陽極所加的正電壓而加速，并激勵涂覆于陽極上的熒光粉而發(fā)光的，通過VFD上面的各個亮點的組合一起發(fā)亮來顯示字符，數(shù)字，特定的圖標等等。首先在各個電極上施加額定電壓時，陰極燈絲加熱至650℃，則從陰極上釋放出熱電子柵極位于陰極和陽極之間，熱電子獲得加速并均勻地向陽極方向擴散，能否擴散到陽極決定于柵極電位相對于陰極是正電位還是負電位。由于熱電子擴散運動，自陰極-柵極產(chǎn)生的柵極電流，使熱電子通過柵極而達到陽極，從而激勵熒光粉發(fā)光而成為陽極電流，必要條件是在陽極上施加正向電壓。即柵極和陽極同時施加正向電壓時才能產(chǎn)生發(fā)光顯示。8.3VFD工作原理和特性第21頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5原理圖：第22頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5陰極溢出的電子經(jīng)柵極和陰極的正向電場加速后沖向陰極打在有熒光粉的圖樣上產(chǎn)生光。柵極上加上正電壓，可加速并擴散自燈絲所放射出來的電子，將之導向陽極；相反地，如果加上負電壓，則能攔阻游向陽極的電子，使陽極消光。陽極上加上正電壓后，因柵極的作用而加速、擴散的電子將會互相沖擊而激發(fā)熒光粉，使之發(fā)光。通過調(diào)節(jié)柵極或陰極上的正負電壓就可以顯示不同的圖案。這個電壓可以低至10V直流電壓。

第23頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5在柵極、陽極象素點加負電壓時,就不會產(chǎn)生發(fā)光顯示。偏置電動勢EA通過柵極阻抗Rg及陽極阻抗RP施加在柵極和陽極上。因為VFD真空三極管，施加的電壓和各個電極電流的關(guān)系在實用電壓范圍內(nèi)可用下式表示；Ik---陰極電流，K--電子管的導電系數(shù)（與電極結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù))；eb、ec為陽極電勢和柵極電勢(一般同)；n---常數(shù)(對理想平板電極為3／2，而VFD為1.5～2.0)第24頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5

ik是陽極電流ib和柵極電流ic的和，其關(guān)系式如下：式中，d=ic/ib稱作電流分配率，是與電極的結(jié)構(gòu)有關(guān)的值，0.8—3。另一方面，ec、eb與亮度L之間關(guān)系為：

式中，η是熒光粉的發(fā)光效率，Dn是占空系數(shù)；K’＝K／(1十d)；一般L是（ec，eb）的2.5-3.0次方。第25頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5二、VFD的特性具有類似真空三極管的各種特性，如下：

1，陰極上升特性在VFD的陰極上加熱升至一定溫度后，陰極上將會釋放出熱電子。為了能夠充分地輻射熱電子，對陰極的加熱溫度要求要適當。隨著陰極燈絲電壓Uf的上升，燈絲電流Jf，發(fā)光亮度L、陽極電流jb和柵極電流ic都將上升。其中亮度L、jb、ic對于燈絲Uf的上升會反映出飽和特性，而If隨Uf上升不會出現(xiàn)這一現(xiàn)象。另外．陰極燈絲溫度Tf隨燈絲Uf上升而上升。當Uf低于飽和的電壓時隨著電源電壓上升熒光顯示管的發(fā)光亮度L的變化比jb、ic上升速率大。但它的顯示品質(zhì)有所下降。如果Uf過高，則發(fā)光亮度L不再增加，而功耗增加，燈絲溫度也增高，從而影響到VFD的壽命。因此，設定Uf的大小應盡量選擇比飽和區(qū)域略低的電壓值。第26頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.52．電壓特性影響發(fā)光亮度的主要因素是陽極電勢eb和柵極電勢ec。因此選擇適當電壓值，就能夠獲得良好的驅(qū)動效率。如圖。陽極電勢eb和柵極電勢ec使用同一電壓位(對于點陣的VFD除外)。在實用電壓范圍內(nèi)，隨著ec，eb上升發(fā)光亮度L、陽極電流和柵極電流也上升，不出現(xiàn)飽和特性。因此．陰極電流也隨之增加。當ec，eb過高時，超過了陰極的熱電子輻射的極限，會使陰極損傷而縮短壽命。因此，為了獲得高亮度，應給予ec，eb合理的設定。第27頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5

3．占空系數(shù)Dn和亮度L在動態(tài)驅(qū)動VFD中決定發(fā)光亮度和顯示品質(zhì)的重要條件是脈沖電壓的占空系數(shù)，這是除了VFD的位數(shù)和熒光粉上脈沖電壓上升、下降特性影響之外，根據(jù)熄滅時間所決定的一個系數(shù)。式中tp為脈沖寬度，T為脈沖周期。4．關(guān)斷特性在實際使用過程中，有發(fā)光顯示的位及陽極段電極、不發(fā)光顯示的位及陽極段電極。在不發(fā)光顯示的位及陽極段電極上，施加脈沖電壓時，其柵極關(guān)斷特性和陽極關(guān)斷特性。第28頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5三、VFD的驅(qū)動條件在驅(qū)動條件中陰極加熱方式和柵極掃描頻率：

1．陰極加熱方式在陰極上施加Uf，對陰極加熱使其溫度上升到規(guī)定的值(約650℃)。有直流和交流的方脈沖電壓兩種加熱方式，所施加的交流電壓值為有效值。

(1)直流加熱方式使用直流電壓加熱陰極的原理如圖。各電極之間的電位關(guān)系不同。陽極Ub和柵極Uc，在陰極燈絲A、B兩端施加Uf作用，使B點電位高于A點電位，A、B與陽極、柵極間產(chǎn)生的電位差不相等，導致發(fā)光亮度的不均勻。發(fā)光亮度與陽極Ub和柵極Uc成2.5—3次方的關(guān)系。所以在陰極兩端上發(fā)生了較大的亮度差。第29頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5進一步說明如下：設由陰極和柵極之間形成真空二極管，從陰極上發(fā)射出的電流ie和電極間間隔d的關(guān)系為

式中．ie是ik，K是與電極結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)；n是系數(shù)，其值為3／2。與陰極和柵極間隔d的平方成反比例。第30頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5(2)交流加熱方式VFD一般多采用交流加熱方式。圖a中燈絲變壓器帶中心抽頭接地時，在陰極上的位置從A到E各點的電位隨時間而變化的波形不同。因此，在各自的位置上陽極電位Ub和柵極電位Uc都有相應的變化，亮度也必然有變化。但亮度的變化用眼睛看不出來。用點劃線表示的燈絲變壓器一端接地，陰極電位隨時間的變化波形如圖b。它和直流加熱方式一樣，有明顯的亮度差沒有實用價值。第31頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5交流加熱時，陰極加熱電源頻率和柵極掃描頻率發(fā)生拍差時，會引起陰極振動，產(chǎn)生發(fā)光顯示閃爍，應當注意。

(3)高頻加熱使用DC／DC變壓器時，電源頻率為20kHz，這個頻率和柵極掃描頻率100-1000Hz相差頗大，不會產(chǎn)生拍差，故能夠防止陰極振動而產(chǎn)生的亮度閃爍。脈沖加熱陰極時，同樣也使用燈絲電源變壓器一端接地。第32頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.52．柵極掃描頻率各種原因產(chǎn)生的顯示閃爍會影響到顯示色品質(zhì)，由于陰極振動產(chǎn)生陰極和柵極間的間隔變化，使發(fā)光亮度隨時間而發(fā)生變化之故。陰極燈絲使用極細的純金屬鎢絲，燈絲的粗細決定了抗拉強度，用彈簧材料的固定器固定，并給予適當?shù)膹埩?，燈絲和柵極之間間隔由金屬支架調(diào)節(jié)確定。因此，陰極燈絲是一種兩端固定的弦，通過外力作用將產(chǎn)生振動。振動的固有頻率下式：式中，l是陰極長度；T為陰極的張力；σ是陰極單位長度上的質(zhì)量。為了提高頻率，有必要使陰極長度l和σ盡量小些，張力T增大些。σ和T在設計上有一定的比例，因此只有把陰極長度取短些，一般在陰極的中部配置中間支架，使陰極長度實際上成為1／2。

第33頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5它的振動振幅a為：式中，A為常數(shù)，它是由VFD上受力大小與陰極的質(zhì)量所決定的常數(shù)。陰極振動的固有頻率大時，振幅就會小。頻率增加2倍使振幅大幅度地減小。陰極的振動不僅只通過外力作用而產(chǎn)生，還有各種各樣的原因而引起，其中主要的一種是由于陰極加熱的電源頻率fF和柵極掃描頻率fG之間的頻率拍差。當fF和fG間滿足下式關(guān)系時，將不會產(chǎn)生頻率拍差：

or(單位Hz，n＝2，3，4，…)一般fF最低值為90或80Hz，為了安全起見使用110Hz以上的電源頻率。另外，如果附加一個電路把fF調(diào)節(jié)在±50Hz，使fG成為fF的整數(shù)分之一，即使發(fā)生了閃爍，則通過調(diào)整這個電路也能消除。第34頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5影響VFD顯示效果的基本要素1、燈絲（陰極）構(gòu)成燈絲是在不妨礙顯示的極細鎢絲蕊線上，涂覆上鋇（Ba）、鍶（Sr）、鈣（Ca）的氧化物（三元碳酸鹽），再以適當?shù)膹埩Π惭b在兩彈簧支架（可動端）之間，在兩端加上規(guī)定的燈絲電壓，使陰極溫度達到650℃左右而放射熱電子。2、空間電荷效應VFD的工作原理是以燈絲為陰極，以圖案端為陽極構(gòu)成的空間在真空中放電、得電。右圖為二極管的工作原理。Ⅰ：初速度電流領域Ⅱ：空間電荷限制領域Ⅲ：溫度限制領域第35頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5從負極放出的電子流向正極，加在陽極上的電壓越大，從負極跑出來的電子速度就越快，電子布滿整個陰極和陽極的空間，電子又不斷的跑入陽極，從而保持平衡。這一現(xiàn)象叫做空間電荷效應。圖中的Ⅰ區(qū)，因陽極沒有電壓，故陰極與陽極間沒有形成電場，故陽極沒有電流。圖中的Ⅱ區(qū)為空間電荷限制區(qū)域，這時的電流遵循如下公式：

Ib=GVb3/2Ib----陽極電流；Vb----陽極電壓；G---電子管導電參數(shù)，由電極的面積決定。第36頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5圖中的Ⅲ區(qū)為溫度限制區(qū)域，由陰極材料、陰極溫度和電極面積決定陽極電流與陽極電壓無關(guān)，這個電流叫飽和電流。這時的電流遵循如下公式：

Is=SAT5/4e(-eΦ/KT)Is----飽和陽極電流；S---陰極電子放出面積；A---熱電子放出定值；T----陰極溫度；Φ----工作函數(shù)[eV]；K----1.38X10-23J/K)；如果Is較小---→空間電荷限制區(qū)域較窄---→燈絲的低電壓導致溫度不高---→陽極電流減少---→造成電子放出不穩(wěn)定---→產(chǎn)品亮度偏低或亮度不勻通常把陰極電壓設定在讓燈絲溫度達到650℃左右，溫度過低，燈絲粉層的蒸發(fā)速度會變慢，殘留的氣體回污染內(nèi)部使放電能力下降。工作溫度過高，蒸發(fā)過于激烈使產(chǎn)品壽命變短。以上從VFD工作原理中空間電荷效應的角度來介紹燈絲電壓（影響燈絲溫度）及陽極電壓對電子流量的影響，從而決定著VFD的發(fā)光效果。第37頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5VFD控制原理如下：首先，將第一個柵網(wǎng)置＋14v，其余的置0v，再將需要點亮的段置＋14v，需要的圖樣就點亮了。然后將第一個柵網(wǎng)置0v，將第二個柵網(wǎng)置＋14v，其余置0v，再將要點亮的段置＋14v。這種掃描將持續(xù)到最后一個柵網(wǎng)被激活，然后進行循環(huán)的掃描，由于掃描時間很短，所以不會看到每次只點亮顯示器的一段，而是看到閃爍活動的圖案。

如果要檢測VFD，只要將3v（額定的燈絲電壓）加到燈絲上，然后將＋14v加到柵極上，負極接到燈絲上。再將＋14v加到段的引腳上（不能碰到燈絲的引腳，否則會燒掉），就能將整個顯示器點亮。在工廠里面檢測的辦法是，用兩個加上3v電壓的夾子夾住燈絲引腳，再用一個加上電壓的梳子狀引腳板去接觸引腳，將整個管子點亮。檢測的次品問題有：是否發(fā)生暗、發(fā)光不均勻、黑點、斷絲等等。第38頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.53、燈絲驅(qū)動方式交流驅(qū)動，中心抽頭,普遍作為被音響和大型VFD的驅(qū)動方式

交流驅(qū)動，單側(cè)接地第39頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5直流驅(qū)動通常用于小型VFD，比如由汽車電池作為電源車用音響VFD等。柵極和陽極的電壓會因為圖案末端對應的燈絲電壓的不同而變得不同，所以就需要對燈絲的結(jié)構(gòu)進行修正，因而直流驅(qū)動并不適用于大型VFD。第40頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5直流驅(qū)動，單側(cè)接地以上幾種燈絲驅(qū)動方案中，可以看到采用交流中心抽頭的驅(qū)動方式使燈絲兩端的電位振幅較小，有效的陽極電位變化也小，從而保證了VFD顯示亮度的均勻性。故，將此方式推薦為VFD燈絲驅(qū)動的標準方式！第41頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.54、燈絲電壓對亮度的影響第42頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.55、亮度調(diào)整a)燈絲電壓的調(diào)整b)陽、柵電壓的調(diào)整c)截止電壓的調(diào)整d)脈沖的調(diào)整第43頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.58.4VFD分類及驅(qū)動VFD種類繁多，根據(jù)結(jié)構(gòu)一般可分為2極管和3極管兩種；最被廣泛應用的是3極管。根據(jù)顯示內(nèi)容可分為：數(shù)字顯示、字符顯示、圖案顯示、點陣顯示；根據(jù)驅(qū)動方式可分為：靜態(tài)驅(qū)動（直流）和動態(tài)驅(qū)動（脈沖）。熒光顯示管的驅(qū)動方式

VFD的基本驅(qū)動方式有靜態(tài)驅(qū)動和動態(tài)驅(qū)動。不同結(jié)構(gòu)的VFD使用不同的驅(qū)動方式。近年來開發(fā)的矩陣驅(qū)動VFD已進入實用。一、靜態(tài)驅(qū)動如圖。柵極使用各個位數(shù)的公共電極并施加額定直流電壓，陽極的各個段用獨立的引線端子。因此，給陽極段電極施加信號電壓時就能選擇不同的位顯示和圖形顯示。適用于位數(shù)少的顯示，因為位數(shù)增多時陽極段的引線端子就急劇增加。第44頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5靜態(tài)驅(qū)動電路如圖，周邊電路簡單，驅(qū)動電壓為10-15VDC，各個位數(shù)上具有陽極段的選擇電路。多使用于車載用時鐘驅(qū)動顯示。第45頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5二、動態(tài)驅(qū)動使用于位數(shù)較多的VFD。如圖，位于各個位數(shù)的相同位置上的陽極段電極與管內(nèi)相連接，接在公共通用的接線端子上。因此，段電極引線端子的個數(shù)與位數(shù)無關(guān)，只需要用一位數(shù)的段電極數(shù)目，柵極按位數(shù)分別引出接線端子即可。圖為動態(tài)驅(qū)動電路示例。該電路是由一個與位數(shù)無關(guān)的段電極選通電路和柵極掃描電路所組成。進行驅(qū)動顯示時，將選通的陽極段信號與位信號(柵極掃描信號)產(chǎn)生同步，從而實現(xiàn)選通段的數(shù)字顯示。第46頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.5三、有源矩陣驅(qū)動隨著象素密度和象素數(shù)的增加，驅(qū)動電壓將高壓化，使包括周邊電路在內(nèi)的成本提高，成為不容易解決的問題。1970年以來，開始研究有源矩陣驅(qū)動方式。1、基本工作原理

VFD的各個象素點是在MOSFET場效應晶體管的漏極上涂敷了熒光粉層所構(gòu)成，在整個象素點的公共面陰極上釋放出熱電子，熱電子通過柵極后獲得加速而激勵熒光粉發(fā)光。

2、有源矩陣驅(qū)動VFD的特點：

1)低電壓(＜15V)，高發(fā)光效率(7-81m／w)。

2)它是利用低能電子束激勵而發(fā)光，可以直接使用Si-LSI芯片。因此，在各象素上有可能附加存儲電路，以消除由于占空因素的驅(qū)動高壓化和亮度下降等問題。

3)結(jié)構(gòu)上，單晶芯片面積可做得很小，并可使用多個小面積芯片，可望降低顯示管的成本。

4)芯片處于高真空中，不易受環(huán)境影響而具有高可靠性。

5)附有內(nèi)藏驅(qū)動電路，可簡化周邊電路，使整個系統(tǒng)小型化。第47頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一2009.8.58.5VFD的種類和應用

VFD從7段、8段數(shù)字顯示、符號顯示，14段、16段的英文和各種符號顯示。5×7、5×12個象素的英文和漢字及各種符號顯示。通過增加顯示的位和行數(shù)到顯示接近A4整頁紙的顯示，顯示面積不斷增加。用矩陣顯示屏實現(xiàn)了英文、漢字等顯示及圖形圖象顯示。一、段顯示

7段顯示(SG；Segument)。它是根據(jù)一定圖形的數(shù)字和簡單的符號進行顯示，像計算器、ECR、電子秤、手表等各種儀表設備。對于7段顯示，在滿