第10章 显示设备及接口-11

第10章

显示设备及接口

显示器是最终体现数字电视效果或魅力的电光转换装置。大屏幕、高晰、数字化、平板式、高性价比是当今显示器的发展方向。随着科学技术的发展和超大规模集成电路制造工艺的跃进，CRT（阴极射线管）显示器一统天下的时代已经结束，许多新型的显示器已投放市场。简介第10章

显示设备及接口显示器的分类按光学方式分直视型显示器投影式显示器CRT显示器平板显示器前投背投发光型非发光型PDP(等离子显示器)，FED(场发射显示器)OLED(有机发光二极管)LCD(液晶显示器)第10章

显示设备及接口

随着LCD、PDP等的市场占有率不断提高，同时高清数字电视和投影仪等数字视频设备的应用的普遍。业界需要扩充性更好、对产业标准更开放的的数字接口技术。虽然VGA、DVI等接口标准已广泛应用于PC和消费电子产品，但是由于现有标准无法适应新的产品在带宽、内容保护、音频支持等方面的发展需求，使得UDI、HDMI和DisplayPort等新标准显得更能适应市场的需求。第10章

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本章学习目标熟悉CRT显示器的工作原理及优缺点；了解液晶的物理特性，典型的液晶显示器的基本结构；熟悉LCD的工作原理及优缺点；熟悉PDP的工作原理及优缺点；了解三电极表面放电型彩色AC-PDP的结构及驱动技术；第10章

显示设备及接口了解场发射显示器（FED）的工作原理及表面传导型电子发射显示器（SED）的特性；了解有机电致发光显示器（OLED）的工作原理及技术特点；了解CRT型投影显示器、LCD投影显示器、DLP投影显示器、LCoS投影显示器的工作原理及优缺点；掌握DVI、HDMI、DisplayPort接口的性能特点第10章

显示设备及接口10.1CRT显示器10.2液晶显示器(LCD)10.3等离子体显示器(PDP)10.4场发射显示器(FED)10.5有机发光二极管(OLED)显示器10.6投影式显示器10.7数字电视设备接口10.8小结10.9练习题10.1CRT显示器

阴极射线管是应用最为广泛的一种显示器件，其发展历史超过一百年。一百年来，以CRT为核心部件的显示终端在人们的生活中得到广泛的应用。而与此同时，CRT的发展经历了球面管、柱面管、平面直角管、超平面管、纯平面管等发展阶段。目前CRT显示器正朝薄型化、轻型化、节能化方面发展，并已取得一定进展。10.1CRT显示器10.1.1CRT显示器的工作原理10.1.2CRT显示器的优缺点10.1.1CRT显示器的工作原理图10-1荫罩式CRT显示器的结构示意图10.1.1CRT显示器的工作原理电—光转换靠荧光屏完成。彩色显像管的荧光屏上密集而有规则地排列着红（R）、绿（G）、蓝（B）三种荧光粉圆点或荧光粉条，称为荧光粉单元。在高速电子束的激发下，这些荧光粉单元分别发出强弱不同的红、绿、蓝三种光。10.1.1CRT显示器的工作原理电子束、荫罩和荧光粉条的示意图如图10-2所示。电子枪荫罩板电子束BGR荧光粉条图10-2电子枪、槽形荫罩和荧光粉条的示意图10.1.2CRT显示器的优缺点可靠性高，稳定性好，寿命较长高亮度、高对比度、彩色重显能力好高性价比激励和寻址方式简单可视角大运动图像时无拖尾，动态清晰度高CRT显示器的优点10.1.2CRT显示器的优缺点体积大，重量重，实现大屏幕显示有困难光栅的几何失真和扫描非线性失真大，屏幕边沿色纯裕度小，会聚性能和图像清晰度差，全屏光栅亮度不均匀光栅倾斜度和色纯受南、北地磁场和外磁场影响CRT显示器的缺点10.2液晶显示器10.2.1液晶的物理特性10.2.2LCD的基本结构10.2.3LCD的工作原理10.2.4LCD的驱动技术10.2.5LCD的优缺点10.2.6LCD的最新技术进展10.2.1液晶的物理特性就液晶而言，它是介于固体跟液体之间（加热时为液态，冷却时就结晶为固态）的一种状态，其实这种状态是由于液晶分子在不同温度下的排列状态造成的。前电极后电极偏光片定向膜液晶层前玻璃基板封接边偏光片后玻璃基板图10-3TN-LCD的基本结构示意图

在液晶显示器中大量使用偏光片（偏振片），它的特殊性质是只允许某一个方向振动的光波通过，而其他方向振动的光将被全部或部分地阻挡，这样自然光通过偏光片以后，就成了偏振光。图10-4偏光片的光透过图

2．透明导电玻璃透明导电玻璃是指在普通玻璃基板的一个表面镀有透明导电膜的玻璃。

3．定向膜对于TN-LCD器件，在前、后导电玻璃的内表面处还应制作一层定向膜，使液晶分子沿前、后导电玻璃表面都沿面排列，而前、后导电玻璃表面液晶分子长轴方向互成90°排列图10-5定向膜示意图图10-6TN-LCD的工作原理示意图图10-6TN-LCD的工作原理示意图与CRT型彩色显像管不同，它采用数字寻址、数字信号

激励方式重显图像。矩阵驱动方式有源矩阵方式普通矩阵方式普通矩阵水平电极(X电极)垂直电极(Y电极)按时间顺序扫描脉冲电压选通/非选通电压波形同步

在双方同步输入驱动电压波形的一瞬间，将会在该行与各列电极交点叉像素上合成一个驱动波形，使该行上有若干个像素点被选通。所有行被扫描一遍，则全部被选通的像素点便组成一幅画面。但是这个画面上各行的像素是在不同时段内被选通的。一个矩阵若由N行和M列组成，则有N×M个像素，采用这种行顺序扫描动态驱动技术只需要（N＋M）根电极引线，不但能大大减少电极引线，也可以大大减少外围驱动电路的成本。

图10-7有源矩阵液晶显示器件分类有源矩阵三端有源单晶硅MOSFET二端有源TFTCdSeTeα-SiP-Si三端有源二端有源图像质量好但工艺制作复杂，投资额度大工艺相对简单、开口率较大，投资额度小，但图像质量略差TFT-LCD是在两块玻璃之间封入TN型液晶。图10-8TFT-LCD面板剖面示意图图10-9TFT-LCD驱动原理图光栅几何失真和非线性失真最小光栅位置、倾斜度不受地磁场影响体积小、重量轻，易于实现平面化设计有效消除行间闪烁和图像大面积闪烁防爆、防辐射、安全性较好在中小屏幕显示器中有一定的性价比优势静止图像清晰度高工作电压低，工作电流小，寿命较长暗场图像层次感较差响应时间较长，重显快速