第10章 顯示設(shè)備及接口-11

第10章

顯示設(shè)備及接口

顯示器是最終體現(xiàn)數(shù)字電視效果或魅力的電光轉(zhuǎn)換裝置。大屏幕、高晰、數(shù)字化、平板式、高性價比是當(dāng)今顯示器的發(fā)展方向。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和超大規(guī)模集成電路制造工藝的躍進，CRT（陰極射線管）顯示器一統(tǒng)天下的時代已經(jīng)結(jié)束，許多新型的顯示器已投放市場。簡介第10章

顯示設(shè)備及接口顯示器的分類按光學(xué)方式分直視型顯示器投影式顯示器CRT顯示器平板顯示器前投背投發(fā)光型非發(fā)光型PDP(等離子顯示器)，F(xiàn)ED(場發(fā)射顯示器)OLED(有機發(fā)光二極管)LCD(液晶顯示器)第10章

顯示設(shè)備及接口

隨著LCD、PDP等的市場占有率不斷提高，同時高清數(shù)字電視和投影儀等數(shù)字視頻設(shè)備的應(yīng)用的普遍。業(yè)界需要擴充性更好、對產(chǎn)業(yè)標準更開放的的數(shù)字接口技術(shù)。雖然VGA、DVI等接口標準已廣泛應(yīng)用于PC和消費電子產(chǎn)品，但是由于現(xiàn)有標準無法適應(yīng)新的產(chǎn)品在帶寬、內(nèi)容保護、音頻支持等方面的發(fā)展需求，使得UDI、HDMI和DisplayPort等新標準顯得更能適應(yīng)市場的需求。第10章

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本章學(xué)習(xí)目標熟悉CRT顯示器的工作原理及優(yōu)缺點；了解液晶的物理特性，典型的液晶顯示器的基本結(jié)構(gòu)；熟悉LCD的工作原理及優(yōu)缺點；熟悉PDP的工作原理及優(yōu)缺點；了解三電極表面放電型彩色AC-PDP的結(jié)構(gòu)及驅(qū)動技術(shù)；第10章

顯示設(shè)備及接口了解場發(fā)射顯示器（FED）的工作原理及表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射顯示器（SED）的特性；了解有機電致發(fā)光顯示器（OLED）的工作原理及技術(shù)特點；了解CRT型投影顯示器、LCD投影顯示器、DLP投影顯示器、LCoS投影顯示器的工作原理及優(yōu)缺點；掌握DVI、HDMI、DisplayPort接口的性能特點第10章

顯示設(shè)備及接口10.1CRT顯示器10.2液晶顯示器(LCD)10.3等離子體顯示器(PDP)10.4場發(fā)射顯示器(FED)10.5有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器10.6投影式顯示器10.7數(shù)字電視設(shè)備接口10.8小結(jié)10.9練習(xí)題10.1CRT顯示器

陰極射線管是應(yīng)用最為廣泛的一種顯示器件，其發(fā)展歷史超過一百年。一百年來，以CRT為核心部件的顯示終端在人們的生活中得到廣泛的應(yīng)用。而與此同時，CRT的發(fā)展經(jīng)歷了球面管、柱面管、平面直角管、超平面管、純平面管等發(fā)展階段。目前CRT顯示器正朝薄型化、輕型化、節(jié)能化方面發(fā)展，并已取得一定進展。10.1CRT顯示器10.1.1CRT顯示器的工作原理10.1.2CRT顯示器的優(yōu)缺點10.1.1CRT顯示器的工作原理圖10-1蔭罩式CRT顯示器的結(jié)構(gòu)示意圖10.1.1CRT顯示器的工作原理電—光轉(zhuǎn)換靠熒光屏完成。彩色顯像管的熒光屏上密集而有規(guī)則地排列著紅（R）、綠（G）、藍（B）三種熒光粉圓點或熒光粉條，稱為熒光粉單元。在高速電子束的激發(fā)下，這些熒光粉單元分別發(fā)出強弱不同的紅、綠、藍三種光。10.1.1CRT顯示器的工作原理電子束、蔭罩和熒光粉條的示意圖如圖10-2所示。電子槍蔭罩板電子束BGR熒光粉條圖10-2電子槍、槽形蔭罩和熒光粉條的示意圖10.1.2CRT顯示器的優(yōu)缺點可靠性高，穩(wěn)定性好，壽命較長高亮度、高對比度、彩色重顯能力好高性價比激勵和尋址方式簡單可視角大運動圖像時無拖尾，動態(tài)清晰度高CRT顯示器的優(yōu)點10.1.2CRT顯示器的優(yōu)缺點體積大，重量重，實現(xiàn)大屏幕顯示有困難光柵的幾何失真和掃描非線性失真大，屏幕邊沿色純裕度小，會聚性能和圖像清晰度差，全屏光柵亮度不均勻光柵傾斜度和色純受南、北地磁場和外磁場影響CRT顯示器的缺點10.2液晶顯示器10.2.1液晶的物理特性10.2.2LCD的基本結(jié)構(gòu)10.2.3LCD的工作原理10.2.4LCD的驅(qū)動技術(shù)10.2.5LCD的優(yōu)缺點10.2.6LCD的最新技術(shù)進展10.2.1液晶的物理特性就液晶而言，它是介于固體跟液體之間（加熱時為液態(tài)，冷卻時就結(jié)晶為固態(tài)）的一種狀態(tài)，其實這種狀態(tài)是由于液晶分子在不同溫度下的排列狀態(tài)造成的。前電極后電極偏光片定向膜液晶層前玻璃基板封接邊偏光片后玻璃基板圖10-3TN-LCD的基本結(jié)構(gòu)示意圖

在液晶顯示器中大量使用偏光片（偏振片），它的特殊性質(zhì)是只允許某一個方向振動的光波通過，而其他方向振動的光將被全部或部分地阻擋，這樣自然光通過偏光片以后，就成了偏振光。圖10-4偏光片的光透過圖

2．透明導(dǎo)電玻璃透明導(dǎo)電玻璃是指在普通玻璃基板的一個表面鍍有透明導(dǎo)電膜的玻璃。

3．定向膜對于TN-LCD器件，在前、后導(dǎo)電玻璃的內(nèi)表面處還應(yīng)制作一層定向膜，使液晶分子沿前、后導(dǎo)電玻璃表面都沿面排列，而前、后導(dǎo)電玻璃表面液晶分子長軸方向互成90°排列圖10-5定向膜示意圖圖10-6TN-LCD的工作原理示意圖圖10-6TN-LCD的工作原理示意圖與CRT型彩色顯像管不同，它采用數(shù)字尋址、數(shù)字信號

激勵方式重顯圖像。矩陣驅(qū)動方式有源矩陣方式普通矩陣方式普通矩陣水平電極(X電極)垂直電極(Y電極)按時間順序掃描脈沖電壓選通/非選通電壓波形同步

在雙方同步輸入驅(qū)動電壓波形的一瞬間，將會在該行與各列電極交點叉像素上合成一個驅(qū)動波形，使該行上有若干個像素點被選通。所有行被掃描一遍，則全部被選通的像素點便組成一幅畫面。但是這個畫面上各行的像素是在不同時段內(nèi)被選通的。一個矩陣若由N行和M列組成，則有N×M個像素，采用這種行順序掃描動態(tài)驅(qū)動技術(shù)只需要（N＋M）根電極引線，不但能大大減少電極引線，也可以大大減少外圍驅(qū)動電路的成本。

圖10-7有源矩陣液晶顯示器件分類有源矩陣三端有源單晶硅MOSFET二端有源TFTCdSeTeα-SiP-Si三端有源二端有源圖像質(zhì)量好但工藝制作復(fù)雜，投資額度大工藝相對簡單、開口率較大，投資額度小，但圖像質(zhì)量略差TFT-LCD是在兩塊玻璃之間封入TN型液晶。圖10-8TFT-LCD面板剖面示意圖圖10-9TFT-LCD驅(qū)動原理圖光柵幾何失真和非線性失真最小光柵位置、傾斜度不受地磁場影響體積小、重量輕，易于實現(xiàn)平面化設(shè)計有效消除行間閃爍和圖像大面積閃爍防爆、防輻射、安全性較好在中小屏幕顯示器中有一定的性價比優(yōu)勢靜止圖像清晰度高工作電壓低，工作電流小，壽命較長暗場圖像層次感較差響應(yīng)時間較長，重顯快速