大屏幕CRT投影顯示中微腔熒光屏的研制.pdf

1、隨著電子技術(shù)和顯示技術(shù)的迅猛發(fā)展，大屏幕高清晰度電視已成為當(dāng)今電視行業(yè)的主要潮流，CRT(陰極射線管)投影電視正成為該潮流的主導(dǎo)產(chǎn)品，其相關(guān)的研究是顯示領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。傳統(tǒng)CRT投影管中熒光屏的制作，大都采用沉淀法在玻璃沉底上沉積一層熒光粉。該熒光屏發(fā)光為自發(fā)輻射，發(fā)射波譜較寬，通常峰值半寬約為100nm左右，且發(fā)光按Lambertion(郎伯)余弦分布，致使投影管的單色性、方向性都不好，最終造成顯示圖像色彩不鮮艷，分辨率低，投影屏幕亮

2、度低等缺陷。為此，本研究提出采用基于光學(xué)微腔的投影管制作方法，即把熒光粉置于多層膜構(gòu)成的介質(zhì)微腔內(nèi)，通過(guò)微腔效應(yīng)，控制腔內(nèi)能量模式密度，使不同波段的光發(fā)射得到增強(qiáng)或抑制，且使發(fā)射光集中在較小的角度范圍內(nèi)，這樣不僅可以使發(fā)射波峰變窄，峰值強(qiáng)度增大，而且可以增強(qiáng)發(fā)光的方向性。 文中概述了光學(xué)微腔的基本原理和薄膜光學(xué)設(shè)計(jì)理論，著重研究了所設(shè)計(jì)的微腔熒光屏的結(jié)構(gòu)和制作方法。采用的法布里-波羅平面微腔結(jié)構(gòu)是一種典型的三明治結(jié)構(gòu)，由前反射鏡

3、、薄膜熒光粉層、后反射鏡三部分組成，前后反射鏡構(gòu)成微腔的前后腔壁，熒光粉層在前后腔壁中間，構(gòu)成腔體。前后反射鏡是由多層介質(zhì)膜構(gòu)成的DBR(布拉格反射鏡)。DBR是由高低折射率材料相間分布構(gòu)成的多層膜系，在微腔共振波段具有很高的反射率，熒光粉發(fā)出的光可以在前后DBR之間來(lái)回反射，光子可以被熒光粉循環(huán)吸收，最后形成共振干涉增強(qiáng)，該發(fā)光為受激輻射。詳細(xì)介紹了紅、綠、藍(lán)三種光學(xué)微腔的具體設(shè)計(jì)方法，并用Matlab語(yǔ)言進(jìn)行了模擬。分析發(fā)現(xiàn)，單層膜

4、厚或材料折射率分別存在0～2％的誤差時(shí)，諧振波長(zhǎng)偏移大約為0～5nm，該結(jié)果是可以接受的。 微腔的制作是在TXX550-II箱式真空鍍膜機(jī)上進(jìn)行的，該鍍膜機(jī)采用的是電子束加熱蒸發(fā)鍍膜的方法，該方法制作的膜層致密性好、純度高、均勻性好，具有較好的光學(xué)特性。該鍍膜機(jī)采用光學(xué)極值法和石英晶振法兩種膜層厚度監(jiān)控方法，該兩種方法均具較高的精度。 實(shí)際制作的藍(lán)光微腔熒光屏的測(cè)試結(jié)果表明，發(fā)射光譜的半高寬度明顯比薄膜熒光屏窄化了3.4