光电子发光与显示技术.docx

1、光电子发光与显示技术光电子发光与显示技术20世纪和21世纪是信息的时代。19601990年信息的年均增长率为20%，到2020年更将达到每两个半月翻一番的惊人速度。信息的获得、处理、传输、显示构成了信息技术链的四个环节，它已深入到社会的各个领域。研究表明，在人们经各种感觉器官从外界获得的信息中，视觉占60%，听觉占20%，触觉占15%，味觉占3%，嗅觉占2%。可见，近2/3的信息是通过眼睛获得的。当然，也可以将信息以文字或语音的形式表达出来，但其每分钟所能传送的信息量只能是几百个字节，有时还不一定能表达得清楚，而用图像来传送信息就快得多，一幅电视图像由几十万个像素组成，高清晰度的电视图像可达百

2、万个像素，并且一目了然，比任何口头叙述或文字描写都清楚。显示技术作为人机联系和信息展示的窗口已应用于娱乐、工业、军事、交通、教育、航空航天、卫星遥感和医疗等各个方面，显示产业已经成为电子信息工业的一大支柱产业。在我国，显示技术及相关产业的产品占信息产业总产值的45%左右。从世界上第一只阴极射线管发展到今天成千上万种显示装置，已经历了百余年的历史，显示技术已渗透到各个领域。纵观显示技术的发展历程大致有三个阶段：.机械电视发展阶段（1884年1929年），它是以1884年，德国工程师尼波可夫发明了圆盘式光电扫描仪为起点的，开始了大规模的机械电视的研究，1929年，英国发明家贝尔德正式播送机械电视节

3、目。.电子束显示器件和电子电视阶段（1930年1960年），1897年，德国学者布劳恩发明了阴极射线管，成为现代电子显示的起点。1936年，英、美两国分别在伦敦、纽约开始正式播送电视节目，从此进入了黑白电视的时代，30年代50年代，黑白电视进入了全盛时期。1950年，美国无线电公司（RCA）研制出第一只彩显管，标志着彩色电视时代的开始，开创了彩色显示新纪元。与此同时，各种类型的电子束显示器件也得到迅速发展，如雷达显示器，示波器等等。使电子显示形成了一个巨大的产业，它的发展一直延续至今。.各类新型显示技术蓬勃发展时期（1960年以后）。六十年代初期，由于半导体集成电路技术的迅猛发展，促进了电子设

4、备的小型化、低压化，单一的CRT显示已不能满足需求，引发了各类显示技术的蓬勃发展，其标志有：平板显示的大发展。各类显示原理完全不同于真空显示器件的平板显示器件相继出现，如1966年发明了等离子体显示板，1968年发明了液晶显示板，1969年发明了电致发光板，由于它们在体积、重量、功耗方面有明显的优势，一经发明，就迅速发展为独立的学科。激光进入显示领域。自1960年激光器问世以后，在显示领域得到很多应用，激光扫描也成为一种新的选址方法。计算机显示日益普及，图形显示其成为普及型产品。新器件不断出现，并发展为产业，如发光二极管（LED）的发展，迅速成为大屏幕显示的主要技术之一。另外，其他新型器件如电

5、致变色显示（ECD）、电泳显示（EPIF）等等也相继发明。回顾上述简单历程我们可以看到，显示技术的发展和社会进步密切相关的。一种新原理的显示器件的发明往往标志其技术进入一个新阶段，甚至会带来一场变革。另外，显示技术的前进是和其他相关学科如材料、工艺技术等的发展密不可分的。我们看到，显示技术的发展前景是非常广阔的。电子显示器可分为主动发光型和非主动发光型两大类。前者是利用信息来调制各种像素的发光亮度和颜色，进行直接显示；后者本身不发光，而是利用信息调制外光源而使其达到显示的目的。显示器件的分类有各种方式，例如：按显示屏幕面积的大小，可分为中、小型（约0.2m2左右）、大型（大于1m2）和超大型（

6、大于4m2）显示器；按颜色可分为黑白、单色、多色和彩色显示器；按显示内容、形状可分为数码、字符、轨迹、图表、图形和图像显示器；按所用显示材料可分为固体（晶体和非晶体）、液体、气体、等离子和液晶显示器。但是最常见的是按显示原理分类，其主要有：阴极射线管（CRT）显示，液晶显示（LCD）、等离子体显示板（PDP）显示、电致发光显示（ELD）、发光二极管（LED）显示、有机发光二极管（OLED）显示、真空荧光管（VFD）显示、场发射显示（FED）。前7种皆为主动发光显示，只有LCD是非主动发光显示。其他还有电致变色（ECD）显示、旋转球（TBD）显示、电化学（ECD）显示等，但它们应用面不大，市场也

7、小。1 阴极射线管显示阴极射线管（Cathode Ray Tube, CRT）的发展可追溯到1897年布朗的示波管，1938年德国人W. Fleching提出彩色显像管专利，1950年美国的RCA公司研制出三枪三束荫罩式彩色显你管，1953年实用化。20世纪60年代，玻壳由圆形发展为角矩形管，尺寸由21英寸发展到25英寸偏转角由70增大到90，荧光粉由发光效率较低的磷酸盐型发展为硫化物蓝绿荧光粉和稀土类红色荧光粉。70年代后，彩色显示管进行了一系列的改进，荧光屏由平面直角发展到超平，纯平，尺寸发展到主流29英寸以上，偏转角由90增大到110，横纵比不断增大，采用自会聚管以提高显示分辨率。近年来

8、，高分辨率彩电已成为发展方向。1.1. 黑白CRT黑白显像管是通过电光转换重现电视图像的一种窄束强流电子束管，是单色CRT。主要用途是在电视机中显示图像。其基本工作原理是：电子枪发射出电子束，电子枪受阴极或栅极所加的视频信号电压的调制，电子束经过加束极的加速，聚焦极的聚焦，偏转磁场的偏转扫描到屏幕前面的荧光涂层上，产生复合发光，最终形成满足人眼视觉特性要求的光学图像。其结构如图1.1所示。一、电子枪图1.1 黑白显像管结构图电子枪是显像管中极为重要的组成部分。电子束的发射、调制、加速、聚集均由电子枪来完成。显示管用电子枪属于弱流电子枪，由圆筒电极、圆片和圆帽电极排列装配而成。一般分为双电位电子

9、枪（Bi-potential Focus, BPF）和单电位电子枪（Uni-Potential Focus, UPF）。UPF电子枪比BPF电子枪多一个高压阳极，聚焦能力大大提高，在荧光屏上形成直径为0.2mm左右的光点。图1.2 黑白显像管管脚和电子枪结构常用的黑白显像管电子枪包括5个以上的电极，即阴极（发射极）K，栅极（控制极）G，第一阳极（加速极）A1，第二阳极A2和第三阳极A3级成聚焦极，第四阳极A4与A2内部相连组成高压电极并且与管锥体内侧所涂石墨导电层相连至高压嘴处。它们的相互位置如图1.2所示。阴极表面涂有氧化物材料，当阴极被阴极里面的灯丝加热到约800时，电子获得逸出功，大量电

10、子从阴极表面发出，并对准栅极的小圆孔飞行出去。电子飞出的多少，由栅极与阴极之间所加的电压的大小决定，从而可以调制光点的亮暗。正常工作时，栅极所加的电压比阴极低，从而对来自阴极的电子有排斥作用，只有少量电子能通过栅极到达屏幕。栅极电压负到电子束电流为零时的电压值称为截止电压，一般为-20-90V。栅极与阴极间的距离一般为1mm以下，栅极中心孔直径为0.60.8mm。加速极呈圆盘状，中间也开有上孔，电压一般为300450V。聚焦极装在加速极后面，电压在0450V之间可调，改变这个电压，可以改变电子束聚焦的质量。第四阳极与第二阳极施加800016000V的高压，使电子束以足够高的速度轰击荧光粉发光。

11、二、玻璃外壳玻璃外壳由管颈、锥体和面玻璃三部分组成。管颈内部安装电子枪。玻璃锥体将面玻璃和管颈连接起来，其张开角代表最大电子束偏转角度。同样尺寸的荧光屏，偏转角越大，管子长度就越短，可以减少电视机的厚度，国产标准显像管主要有70、90、110和114等。玻璃锥体内，外壁涂有石墨导电层。玻璃锥体壁上装有高压帽，与内导电层相通，并与电子枪内的A2和A4阳极相连。高压由高压帽输入到A2和A4，这样高压就不从管座引入，其优点是可以降低管座绝缘材料的耐高压指标。玻壳外涂层石墨与电视机的地相连并与高压帽绝缘，内外石墨层在璃壳壁形成5001000pf的高压电容器，兼作为高压整流滤波电容。三、荧光屏荧光屏一般

12、由玻璃基板、荧光粉层和和铝膜层构成，也称作屏幕。面玻璃尺寸宽度与高度之比有4：3、16：9等类型，习惯上将屏幕对角线长度定为显像管的规格，用厘米（或英寸）表示。为了减小环境光的影响，提高图像对比度，荧光屏玻璃采用具有中性吸光性能的烟灰玻璃，此外还要满足光洁度、均匀性、耐压力、面张力和防爆等性能要求。荧光粉层完成显像管内的光电转换功能，黑白显像管要求在电子轰击下荧光粉发白光，一般采用颜色互补的两种荧光粉混合起来发白光。如将发蓝光的ZnSAg与发黄光的ZnS、CdSAg以55：45的比例混合制得P4荧光粉，或直接采用单一白色荧光粉。荧光粉的另一个重要参数是余辉时间，余辉时间定义为亮度减少到1/10

13、时所用的时间，余辉时间长于0.1秒的叫长余辉荧光粉，介于0.10.001秒的称为中余辉荧光粉，短于0.001秒的称为短余辉荧光粉。余辉太长运动画面会有拖影，余辉太短平均亮度降低，电视采用中余辉荧光粉，示波器等则采用长余辉荧光粉。荧光粉采用沉淀法涂覆，把洗净烘干的玻璃屏放在涂覆机上，玻璃屏的倾角和转速由涂覆机来控制。向玻璃屏中心滴入加有醋酸钡等电解质的荧光粉和水玻璃悬浮液，开启涂覆机使其均匀涂覆于玻璃基板上，经烘干后即形成牢固的荧光粉层。在荧光粉层表面蒸镀一层0.10.5m的铝膜，并使其与电子枪的阳极相连，可以提高图像显示性能。主要优点为：可以防止负电荷积累导致的荧面电位下降，从而限制了亮度的提

14、高；铝可将荧光粉发向管内的光线反射到观察者一侧，提高亮度；阻档负离子对荧光层的轰击防止离子斑。荧光粉的发光效率以每瓦电功率所获得的发光强度计，输入的电功率是电子束电流（阴极电流（A）与阳极高压的乘积，发光强度为cd（坎德拉）。一般的荧光粉发光效率都大于5cd/W，有的大于10cd/W，而白炽灯的发光效率都不超过2cd/W。四、扫描方式在显像管中电子束的扫描是通过磁偏转来实现的。在广播电视技术中，将一幅画面称为一帧，并规定每秒传送25帧。每帧只要分解为几十万个像素，这些像素又分割成625行，这样每系就要传送25625=15625行，要实现这样的速度，必须采用电子扫描来实现。按电子束运动的规则可分

15、为直线扫描、圆扫描、螺旋扫描等。在电视系统中，为了充分利用矩形屏幕并使扫描设备简单可靠，采用了匀速单向直线扫描方式，而单向直线扫描又分为逐行扫描和隔行扫描两种方式。五、逐行扫描在电视系统中，摄像管与显像管电子枪外部都装有相互垂直的行、场两对偏转线圈，线圈中分别流有行、场锯齿电流。电子束在通过两个偏转磁场时，在荧光屏上做从上到下、从左到右的匀速往复直线扫描动动。我们将一行紧跟一行的抚摸方式称为逐行扫描，在逐行扫描过程中，其图像信号的时间顺序与空间顺序是一致的。我国电视标准规定，行扫描的周期为64s，其中行扫描正程为52，行逆程为12s。场扫描频率为50Hz，即可适应人眼的暂留效应，克服闪烁感，又

16、与电网频率相同，达到消除干扰的目的。场扫描周期为20ms，场扫描正程时间18.4ms，场扫描逆程时间1.6ms，要实现这样的指标，电视图像信号的通频带要求达到11MHz以上。六、隔行扫描我国电视信号通频带规定，图像信号带宽为6MHz。为了达到即不占用很宽的频率带，又能够满足足够高的扫描频率，以克服以闪烁现像，因此提出了2：1隔行扫描的工作方式。隔行扫描即是把一帧分为两场来扫描，每秒扫描50场。规定奇数行1，3，5，7573（显示行，其它为场逆程非显示行）的场为奇数场，偶数行2，4，6，574的场为偶数场。若采用奇、偶两场均匀相互嵌套的话，即可以获得高的清晰度，又能保证每帧扫描起点相同，两场的扫

17、描锯齿电流规律相同，大大降低了对扫描电路的要求。这就是奇数行2：1隔行扫描方式。其扫描过程如图1.3所示。TV偶TV奇(c)(e)(d)(a)(b) 图1.3 隔行描示意图（a）奇场光栅（b）偶场光栅（c）每帧光栅（d）行锯齿电流波形（e）场锯齿电流波形1.2. 彩色CRT一、彩色合成原理（1）三基色的确定三基色的本质是三基色具有独立性，三基色中任何一色都不能用其余两种色彩合成。另外，三基色具有最大的混合色域，其它色彩可由三原色按一定的比例混合出来，并且混合后得到的颜色数目最多。在白光的色散试验中，我们可以观察到红、绿、蓝三色比较均匀地分布在整个可见光谱上，而且占据较宽的区域。如果适当地转动三

18、棱镜，使光谱宽变窄，就会发现：其中色光所占据的区域有所改变。在变窄的光谱上，红（R）、绿（G）、蓝（B）三色光的颜色最显著，其余色光颜色逐渐减退，有的差不多已消失。得到的这三种色光的波长范围分别为：R（600700nm），G（500570nm），B（400470nm）。当用红光、绿光、蓝光三色光进行混合时，可分别得到黄光、青光和品红光。品红光是光谱上没有的，我们称之为谱外色。如果我们将此三色光等比例混合，可得到白光；而将此三色光以不同比例混合，就可得到多种不同色光。人眼的视网膜上有三种感色视锥细胞-感红细胞、感绿细胞、感蓝细胞，这三种细胞分别对红光、绿光、蓝光敏感。当其中一种感色细胞受到较强的

19、刺激，就会引起该感色细胞的兴奋，则产生该色彩的感觉。人眼的三种感色细胞，具有合色的能力。当一复色光刺激人眼时，人眼感色细胞可将其分解为红、绿、蓝三种单色光，然后混合成一种颜色。正是由于这种合色能力，我们才能识别除红、绿、蓝三色之外的更大范围的颜色。图1.4 相加混色法综上所述，复色光中存在三种最基本的色光，它们的颜色分别为红、绿、蓝。这三种色光既是白光分解后得到的主要色光，又是混合色光的主要成分，并且能与人眼视网膜细胞的光谱响应区间相匹配，符合人眼的视觉生理效应。这三种色光以不同比例混合，几乎可以得到自然界中的一切色光，混合色域最大；而且这三种色光具有独立性，其中一种基色不能由另外的基色光混合

20、而成，由此，我们称红、绿、蓝为色光三基色。为了统一认识，1931年国际照明委员会（CIE）规定了三原色的波长R=700.0nm,G=546.1nm,B=435.8nm。在色度学中，为了便于定性分析，常将白光看成是由红、绿、蓝三原色等量相加而合成的。（2）相加混色原理由两种或两种以上的色光相混合时，会同时或者在极短的时间内连续刺激人的视觉器官，使人产生一种新的色彩感觉。我们称这种色光混合为加色混合。这种由两种以上色光相混合，呈现另一种色光的方法，称为色光加色法。国际照明委员会（CIE）进行颜色匹配试验表明：当红、绿、蓝三基色的亮度比例为1.0000：4.5907：0.0601时，就能匹配出中性色

21、的等能白光，CIE将每一单基色的亮度值作为一个单位看待。其表达式为（R）+（G）+（B）=（W）。红光和绿光等比例混合得到黄光，即（R）+（G）=（Y）；红光和蓝光等比例混合得到品红光，即（R）+（B）=（M）；绿光和蓝光等比例混合得到青光，即（B）+（G）=（C），如图1.4所示。如果不等比例混合，则会得到更加丰富的混合效果，如：黄绿、蓝紫、青蓝等。图1.5 相减混色法原理图（3）减色混色法被光源照明的物体表面，物体表面的反射光呈现各种不同的颜色。很多物体的颜色是经过颜料的涂、染而具有的。从颜料混合实验中，人们发现，能透过（或反射）光谱较宽波长范围的色料青、品红、黄三色，能匹配出更多的色彩。

22、在此实验基础上，人们进一步明确：由青、品红、黄三种颜料以不同比例相混合，得到的色域最大，而这三种颜料本身，却不能用其余两种原色料混合而成。因此，我们称青、品红、黄三色为颜料的三基色。在颜料色彩学中，有时会将颜料三基色称为红、黄、蓝，而这里的红系指品红（洋红），而蓝是指青色（湖蓝）。如图1.5所示。（4）色度坐标系为了使各种颜色可以通过人的视觉系统良好地重现，人们建立了许多种色度坐标系，总的来说有以下几种：1）CIE-RGB计色系统在色度学中，国际照明委员会（CEI）于1931年规定了三基色（RGB）计色系统。该系统采用的三基色是：波长700nm、光通量1lm的红光为一个红基色单位，用（R）表示

23、；波长546.1nm、光通量为4.5907lm的绿光为一个绿色单位，用（G）表示；波长435.8nm、光通量为0.0601lm的蓝光为一个蓝基色单位，用（B）表示；等量的RGB能配出等能白光； （1.1） （1.2） （1.3）即，当用1lm的红光做为基准时，要配出白光，需要4.507lm的绿光和0.0601lm的蓝光，白光的光通量为5.6508lm。任一彩色光F总可以通过下列配色议程配出 （1.4）图1.6 1931CIE-RGB色度图其中，R（R）、G（G）B（B）称为F的三色分量，R、G、B称为三色系数，m称为色模，代表F所含三基色单位总量，r、g、b称为色度坐标或相对色系数，分别代表F

24、所用三基色单位总量为我时所需的各基色量的数值，且 （1.5）由我们知道：只要用三个色坐标中的二个就可以明确表示色度，所以1931年，CIE采用r-g二维直角坐标系表示RGB色度图，如图1.6所示。在r-g平面图上，可见光连成一个舌形曲线，称为光谱轨迹。下端连接380nm和780nm两点为一直线，此为非光谱色光。在光谱轨迹上，（R）的坐标是（1，0），（G）的坐标是（0，1），（B）的坐标是（0，0）。以三基色单位（R）、（G）、（B）作为顶点可构成一个彩色色三角形，在此三角形内r、g、b都是正值，这说明三角形内各点所代表的彩色可以用规定的三基色相加配出。等能白光（色温5500K）的坐标，即为色

25、三角形的重心坐标。2）色度的XYZ计色系统由于1931CIE-RGB坐标系统中，出现了坐标负值，不易理解，因此1931年CIE推荐了一个新的国际色度学系统，1931CIE-XYZ系统，又称XYZ国际坐标制。在XYZ系统中，X、Y、Z不是真实的三基色，而是假想红、绿、蓝三基色或数学计算三基色。在该系统中，X、Y、Z均为正值，XYZ中只有Y（Y）基色分量一项有亮度，令1（Y）的光通量 为1lm，而另外两个基色不含有亮度，但其色度仍有X、Y、Z的比值确定，这样X=Y=Z时仍代表等能白光。XYZ系统是由RGB系统推导而来的。由于（X）和（Z）的光通量应为零，（X）、（Z）的连线应为光通量等于零的轨迹。

26、在RGB图中，这条无亮度线公式就应为图1.7 XYZ在RGB图中的位置由于将消去后得由上式可在RGB色度图上画出（X）（Z）直线，如图1.7所示。另外图中可见光变轨迹540nm到700nm一段几乎为一直线，可将延长线作为色三角形的一条边（X）（Y）。取直线上两点坐标，由解析几何可求得（X）（Y）直线方程为CIE规定（Y）（Z）边是取波长为503nm点上于光变轨迹的切线相平行的邻近直线，其方程为由上述三直线组成的（X）（Y）（Z）色三角形，其三个顶点的坐标值是：表1.1 RGB在XYZ坐标系中的值RGBX1.2750-0.27780.0028Y-1.73922.7672-0.0279Z-0.74

27、320.14091.6022要XYZ系统中，任何一种颜色光F的配色方程为 （1.6） （1.7） （1.8）图1.8 1931CIE-XYZ标准色度图式中，（X）、（Y）、（Z）为三基色单位，X（X）、Y（Y）、Z（Z）为F的三色分量，X、Y、Z为三色数，m为色模，x、y、z为色度坐标或相对色系数。由X、Y、Z和R、G、B转换关系，可求出两组色度空间坐标的转换关系为图1.9 XYZ色域图图1.10 等色调波长线与等饱和度线图由此，采用x-y二维直角坐标系表示ZYZ色度图，如图1.8所示。图中假想的计算三基色（x）（y）（z）均落在光谱轨迹之外。图中还标出了绝对黑体辐射的弧形轨迹，或称普朗克轨迹

28、，及CIE标准光源的色度坐标A、B、C、D65、E白的位置。（3）色度的其它表示方法：色域图：根据不同坐标点颜色的异同程度划分出若干色域，形成色域图，更能直观反映某彩色在色度图上的大致位置，这种色域图比较直观、方便，如图1.9所示。等色调波长线和等饱和度线：如图1.10所示。图1.11 等色差域图等色差域图：如图1.11所示，实验发现，人眼可察觉差的区域为XYZ图上的一些大小不等的椭圆。椭圆的大小表示了人眼对不同颜色的分辨能力的差异，其人眼对蓝色的差别辨别能力较绿色大300400倍。CIE-UCS均匀计色系统：CIE-XYZ色度图色度空商的不均匀性给颜色差别的衡量带来很多不便，例如工程应用中，

29、色差、在不同色域对彩色重现的质量影响大不相同，因此提出了CIE-UCS均匀计色系统，CIE1960-UCS色度图中规定图1.12 CIE-UCS色度图 （1.9）并规定坐标决定颜色的亮度，白色点c的坐标，。二、彩色CRT彩色显像管采用红绿蓝（简称RGB）三基色相加混色原理实现彩色图像的显示。彩色显像管应能产生三束电子流，它们可以是来自一个电子枪（单枪三束），也可以来自三个电子枪（三枪三束）。三枪三束又分为等边三角形排列和一字形排列两种，后来又出现荫罩型自会聚管。彩色显像管的荧光屏上密集面规则地排列着RGB三种荧光粉圆点或条，在相应的电子束轰击下，发出基色光。确保受三个基色信号控制的三束电子束准

30、确轰击相应的荧光粉，是彩色显像管技术的关键。设计了不同的彩色显像管。（1）荫罩式彩色显像管荫罩式彩色显像管由电子枪、偏转系统、三色组荧光屏以及荫罩四部分组成。荫罩是一块刻有成千上万个孔的薄钢板。荫罩孔的作用在于保证三个电子共同穿过同一个荫罩孔，以激发荧光粉，使之发出红、绿、蓝三色光。目前荫罩式纯平显像管所用的荫罩主要是孔状荫罩和沟槽状荫罩。当显像管工作时，荫罩限制电子束的轰击方向和电子束直径，以保证电子束只能打中对应荧光屏上正确的基色荧光粉。由于电子束在轰击荫罩时会产生软X射线，因此玻壳配方中掺入重金属，屏幕上为氧化锶和氧化钡，玻壳内含有氧化铅。最早的荫罩式显像管是三枪三束式的，1973年自会

31、聚式显像管研制成功。到1994年前后，开始出现了商业化生产的“平面直角”荫罩式彩色显像管，到1998年年底，纯平荫罩式彩色显像管开始上市。传统设计的孔状荫罩成本低，但缺点是画面不够精细，屏幕上的颗粒感比较明显，而且由于点状荫罩的固有缺点，造成电子透过率在50%左右，难以进一步提高亮度和对比度。而沟槽状的荫罩，画面精细程度有所提高，但还属于荫罩式。电子透过率在70%左右，亮度和对比度进一步增加。但是，由于荫罩式显像管本身结构的限制，电子透过率已经难以进一步提高，所以目前在主流纯平市场上的这种显像管一般只用于中低档显示器中。（a）孔状荫罩结构 （b）沟糟装荫罩图1.13 荫罩结构由于荫罩式显像管荫

32、罩上的小孔使红、绿、蓝电子束打在荧光屏上的点呈不重叠分布，因此有“点距”这个概念，点距越小意味着分辨率越高。（2）荫栅式彩色显像管荫栅式显像管是将荧光粉安排成跨越整个显示器屏幕的竖条状，将荫罩改为条状荫栅。这些条状荫栅由固定在一个拉力极大的铁框中的互相平行的铁线阵列组成。这样的设计的好处是铁线是互相平行的，在垂直方向上没有任何东西阻挡电子通过，增加了电子的透过率，使电子透过率达到95%以上，远远超过了荫罩结构的显像管，亮度和色彩饱和度更好，画面细腻动人，没有颗粒感，这也是采用TRINITRON（特丽珑）管的显示器图像显示效果出色的重要原因。由于吸收电子少，长时间使用荫栅也不会由于受电子束冲击产生热量引起膨胀或变形