显示器五大应用技术

五大显示技术显示器原理及介绍显示技术发展趋势•如今：•液晶显示屏(LCD)继续广泛应用于各种不同的领域，包括手机、膝上型电脑、笔记本电脑、电脑监视器、大屏幕电视以及数字广告屏。等离子体显示板(PDP)仍在继续其与LCD的竞争，特别是在大屏幕电视市场。现在的设计工程师追求更高的发光效率、更低的功耗和更好的分辨率。•有机发光二极管(OLED)将在平板显示的下一波浪潮中崛起，它能用于当今LCD和其他显示技术所服务的很多应用。目前业界仍在摸索如何继续提高OLED的工作寿命。•发光二极管(LED)正变得无处不在。两个热点应用领域是：LCD的背光源以降低功耗，以及办公室或家庭使用的普通白光照明。CRT•CRT（CathodeRayTube）即阴极射线管，作为成像器件，它是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术。阴极射线管（CRT）是德国物理学家布劳恩（KariFerdinandBraun）发明的，1897年被用于一台示波器中首次与世人见面。随后1907年罗辛在利用阴极射线管（CRT）接收器设计机械式扫描仪，1929年俄裔美国科学家佐尔金佐里金发展电子扫描的映像真空管，再到1949年第1台荫罩式彩电问世。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，近几十年来，随着计算机技术的发展普及，电脑用的CRT显示器也象电视一样步入千家万户。而与此同时，随着大众对显示效果、品质、健康、环保及人性化等方面要求的不断提高，CRT的发展经历了球面、柱面、平面直角、荫罩式纯平面，直到以索尼平面珑、三菱钻石珑为代表的荫栅式纯平显像管的不断完善。CRT显示原理•CRT显示终端主要由电子枪(Electrongun)、偏转线圈(Deflectioncoils)、荫罩(Shadowmask)、荧光粉层(phosphor)和玻璃外壳五部分组成。•简单的理解，CRT显示终端的工作原理就是当显像管内部的电子枪阴极发出的电子束，经强度控制、聚焦和加速后变成细小的电子流，再经过偏转线圈的作用向正确目标偏离，穿越荫罩的小孔或栅栏，轰击到荧光屏上的荧光粉。这时荧光粉被激活，就发出光线来。R、G、B三色荧光点被按不同比例强度的电子流点亮，就会产生各种色彩。CRT原理图RGB显示原理CRT原理补充•CRT分为几个部分：DeflectionCoil（偏转线圈）用于电子枪发射器的定位，它能够产生一个强磁场，通过改变强度来移动电子枪。线圈偏转的角度有限，当电子束传播到一个平坦的表面时，能量会轻微地偏移目标，仅有部分荧光粉被击中，四边的图像都会产生弯曲现象。为了解决这个问题，显示器生产厂把显像管制造成球形，让荧光粉充分地接受到能量，缺点是屏幕将变得弯曲。电子束射击由左至右，由上至下的过程称为刷新，不断重复地刷新能保持图像的持续性。CRT接口•15针D-Sub输入接口：也叫VGA接口，CRT彩显因为设计制造上的原因，只能接受模拟信号输入，最基本的包含RGBHV（分别为红、绿、蓝、行、场）5个分量，不管以何种类型的接口接入，其信号中至少包含以上这5个分量。大多数PC机显卡最普遍的接口为D-15，即D形三排15针插口，其中有一些是无用的，连接使用的信号线上也是空缺的。除了这5个必不可少的分量外，最重要的是在96年以后的彩显中还增加入DDC数据分量，用于读取显示器EPROM中记载的有关彩显品牌、型号、生产日期、序列号、指标参数等信息内容，以实现WINDOWS所要求的PnP（即插即用）功能。15针D-Sub：液晶•LCD英文全称为LiquidCrystalDisplay，即液晶显示器。它一种是采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器，具有轻便、节能的特性，常用于笔记本电脑、计算机显示器等。LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。和CRT显示器相比，LCD无需考虑刷新率的问题，能够做到真正的完全平面。液晶显示器驱动•液晶显示器是属于平面显示器的一种，依驱动方式来分类可分为静态驱动（Static）、单纯矩阵驱动（SimpleMatrix）以及主动矩阵驱动（ActiveMatrix）三种。其中，被动矩阵型又可分为扭转式向列型（TwistedNematic；TN）、超扭转式向列型（SuperTwistedNematic；STN）及其它被动矩阵驱动液晶显示器；而主动矩阵型大致可区分为薄膜式晶体管型（ThinFilmTransistor；TFT）及二端子二极管型（Metal/Insulator/Metal；MIM）二种方式LED驱动原理•TN、STN及TFT型液晶显示器因其利用液晶分子扭转原理之不同，在视角、彩色、对比及动画显示品质上有高低程次之差别，使其在产品的应用范围分类亦有明显区隔。以目前液晶显示技术所应用的范围以及层次而言，主动式矩阵驱动技术是以薄膜式晶体管型（TFT）为主流，多应用于笔记型计算机及动画、影像处理产品。而单纯矩阵驱动技术目前则以扭转向列（TN）、以及超扭转向列（STN）为主，目前的应用多以文书处理器以及消费性产品为主。在这之中，TFT液晶显示器所需的资金投入以及技术需求较高，而TN及STN所需的技术及资金需求则相对较低。在TN与STN型的液晶显示器中，所使用单纯驱动电极的方式，都是采用X、Y轴的交叉方式来驱动液晶接口技术•ＬＣＤ的并行接口方式显示模块的外部接口一般采用并行方式,并行接口外接口线的读写时序常见以下两种模式。(1)8080模式,这类模式通常有下列接口信号:Ｖｃｃ(工作主电源)、Ｖｓｓ(公共端)、Ｖｅｅ(偏置负电源,常用于调整显示对比度)/ＲＥＳ,复位线。ＤＢ0～ＤＢ7,双向数据线。Ｄ/Ｉ,数据/指令选择线(1:数据读写,0:命令读写)。/ＣＳ,片选信号线(如果有多片组合,可有多条片选信号线)。/ＷＲ,ＭＰＵ向ＬＣＤ写入数据控制线。/ＲＤ,ＭＰＵ从ＬＣＤ读入数据控制线。(2)6800模式,在这种模式下,Ｖｃｃ、Ｖｓｓ、Ｖｅｅ、/ＲＥＳ、ＤＢ0～ＤＢ7、Ｄ/Ｉ的功能同模式(1),其他信号线为:Ｒ/Ｗ,读写控制(1:ＭＰＵ读,0:ＭＰＵ写)。Ｅ,允许信号(多片组合时,可有多条允许信号线)。在接口电路中,微控制器与ＬＣＤ的接口常采用两种方式:(1)总线式接口方式,该方式适用于各种ＣＰＵ(如80×86)芯片和具有并行总线(地址总线、数据总线、控制总线)接口的单片机(如ＭＣＳ51系列),接口电路中,ＤＢ0～ＤＢ7直接接数据总线,其他信号线用地址线和控制线一起译码产生。在译码电路中,ＧＡＬ芯片的使用可以简化逻辑设计。(2)Ｉ/Ｏ接口方式,该方式适用于各种具有并行总线接口的单片机(如ＭＣＳ51系列,此时并行口直接进行操作)和不具备并行总线接口的单片机(如ＰＩＣ系列、51ＬＰＣ系列),接口电路中,通过对各条接口线读写实现ＬＣＤ所要求的时序。液晶显示器原理图液晶的应用•彩色LCD有两种：有源（Active）及无源（Passive）型。•有源LCD是指最目前应用普遍的薄膜晶体管（thinfilmtransistor：TFT）LCD，显示图象的效果与无源的比，更清晰、更分明、视角更大。•之所以如此，是因为有源LCD更新屏幕的频率较快，而且它屏幕上的每个象素，分别是由一个独立的晶体管控制的，而无源型屏幕是使用横向和纵向的网格线来控制显示的。第一款应用有源矩阵的产品（包括一只DickTracy款式的手表和一个1.5的彩电）是在1980年Seiko-Epson制造的.液晶的应用与市场•有源矩阵显然更先进。这也就是为什么，Casio（卡西欧）彩显Cassiopeia曾一度使用TFTLCD（薄膜超扭曲向列型（FSTN））技术。•然而，现行的无源显示运用了新的DSTN和CSTN技术以及最新的HPA（HighPerformanceAddressing）技术，其图象显示的分明度可与有源显示相媲美。并且其造价低。•DSTN（double-layersuper-twistednematic双层STN），是一种无源显示技术，使用两个显示层，这种显示技术解决了传统STN显示器中的漂移问题。不过，DSTN显示的分明效果还是不及TFT的。Philips在其彩显Nino产品中使用了DSTNLCD。•CSTN（colorsuper-twistnematic：彩色STN），是由Sharp开发的无源显示技术，被应用在HewlettPackard'的JornadaPalm-sizePC中。尽管最初的CSTN技术在九十年代早期发展缓滞不前，但是近期该技术的发展使其的显示效果可以与有源显示相比。最近出品的CSTNLCD有出色的响应速度、宽视角、高画质，可与TFTLCD相比。而造价只有TFT的一半。•通常，有源显示占据了LCD市场75%的份额，最近，又瞄准了剩下的1/4。然而，随着无源显示技术的发展，新的技术优势以及其低廉的价格，其市场份额可能会发生戏剧化的转变。OLED简介•OLED的原文是OrganicLightEmittingDiode，中文为有机发光二极管。其原理是在两电极之间夹上有机发光层，当正负极电子在此有机材料中相遇时就会发光，其组件结构比目前流行的TFTLCD简单，生产成本只有TFTLCD的三到四成左右。•自2003年开始正式有厂家把OLED技术应用在数码相机、手机等数字产品的显示屏幕上，更进一步推进其加速发展，OLED显示器的制造和生产被各大厂家提上议事日程。从目前三星、LG、NEC等纷纷推出带有OLED的显示屏的手机就能看出OLED在显示产品的应用上超越了LCD的产品。正是因为价格和成本控制非常优良，并且具备优秀的显示效果而被很多人称之为液晶（LCD）的杀手。OLED类型•在类型上，OLED与LCD一样，分为主动式和被动式两大类。被动方式下由行列地址选中的单元被点亮。主动方式下，OLED单元后有一个薄膜晶体管（TFT），发光单元在TFT驱动下点亮。主动式的OLED比较省电，但在显示性能上，被动式的OLED的显示效果会更佳。而OLED的关键元件包括了ITO导电玻璃、小分子有机材料、封装相关材料、高纯度金属材料、低温多晶矽TFT技术及驱动IC等等；而TFT-LCD需要玻璃基板、背光板、偏光板、彩色滤光片及液晶材料等。OLED结构图国内第一块OLED彩色显示屏OLED驱动•OLED以驱动方式可分为无源驱动(PassiveMatrix，PMOLED)与有源驱动(ActiveMatrix，AMOLED)两种，OLED的驱动方式是属于电流驱动。无源方式的构造较简单，驱动视电流决定灰阶，主要应用在小尺寸产品上，它的分辨率及画质表现不错，但若要往大尺寸应用产品发展，存在消耗电量大、寿命短的问题，最好采用有源驱动方式，因为有源的电流整流性比无源方式要好，不易产生漏电现象，同时使用低温多晶硅(Poly-Si)TFT技术时，电流可以产生阻抗较低的小型TFT，符合大尺寸、大画面OLED显示器的需求。下面就无源驱动电路进行详细的描述。等离子电视现状•据市场研究机构调查显示，等离子电视越来越受到市场的推崇，等离子电视机厂商控制着88%的40英寸及以上尺寸的电视机市场究其原因，等离子电视融合了背投彩电和液晶彩电两者的优点，克服了两者的缺点，成为彩电中当之无愧的贵族。那么，您了解等离子电视吗？等离子原理•等离子显示，俗称PDP，也称电浆显示，是一种利用气体放电的显示技术。它采用了等离子管作为发光元件，屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，四周密封形成一个放电空间，放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体。当向玻璃板电极上加入电压，放电空间内的混合气体便发生等离子体放电现象，放电产生紫外线，紫外线激发荧光屏，荧光屏发射出可见光，经过适当的技术处理，现出彩色图像。由于PDP屏幕中发光的等离子管在平面中均匀分布，这样显示图像的中心和边缘完全一致，不会出现扭曲现象，实现了真正意义上的纯平面。等离子驱动技术•等离子电视由等离子屏组件及电视信号处理电路板组成。等离子屏由屏及屏驱动电路组成。这就说，我们提到等离子屏时，它包括屏