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文档简介

平板显示原理,2020/5/6,2,平板显示器概述,随着通信技术的迅速发展,人们对低功耗、小型化、便携式显示器的要求越来越高。特别是由于数字信号处理技术、大规模集成电路技术的发展,要求显示器向多功能和数字化方向发展,平板显示(FPD)技术应运而生,其产业化的发展速度极为迅猛,已发展成为可与CRT相抗衡的新兴显示技术。,发展背景:,2020/5/6,3,平板显示器定义:深度小于显示器对角线尺寸1/4的显示装置称为平板显示器(FPDFlatPanelDisplay)特点:与CRT相比,体积小、重量轻、使用电压低、和无X射线辐射亮度较好,图象清晰用途:用作壁挂电视、多媒体终端装置和HDTV的显示终端,2020/5/6,4,FDP分类:分为发光型和受光型两大类发光型FPD分为:等离子体显示器(PDP)、电致发光显示器(包括ELD和LED)、场发射显示器(FED)、真空荧光显示器(VFD)等受光型FPD分为:液晶显示器(LCD)、电致变色显示器(ECD)、电泳显示器(EPID)、铁电陶瓷显示器(PLZT)等,下面重点介绍FPD中最成熟的LCD和PDP,2020/5/6,5,6.9.1液晶及液晶显示原理,液晶显示器(LCD,LiquidCrystalDisplay)是利用液晶的电光效应来实现光被电信号调制的显示器件。什么是液晶?物质有固态、液态、气态三种型态。液体分子质心的排列虽然不具有任何规律性,但是如果这些分子是长形的(或扁形的),它们的分子指向就可能有规律性。于是我们就可将液态又细分为许多型态。分子方向没有规律性的液体我们直接称为液体,而分子具有方向性的液体则称之为“液态晶体”,又简称“液晶”。,6.9.1液晶显示原理和显示模块,2020/5/6,6,在外加电场的作用下,由于液晶分子排列的变化而引起的液晶光学性质改变的现象。叫液晶的电光效应。一般最常用的液晶型态为向列型液晶,分子形状为细长棒形,长宽约1nm10nm,在不同电流电场作用下,液晶分子会做规则旋转90度排列,产生透光度的差别,如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别,依此原理控制每个像素,便可构成所需图像。,什么是液晶的电光效应?,液晶及液晶显示原理,2020/5/6,7,LCD的分类:LCD分扭曲向列型(TN-LCD)、超扭曲向列型(STN-LCD)和薄膜晶体管(TFT-LCD)等几种。其中,TFT-LCD已成为LCD发展的主要方向,它使LCD进入高画质真彩图像显示的新阶段。,液晶及液晶显示原理,2020/5/6,8,TN-LCD工作原理(1),TN-LCD是在一对平行放置的偏光板间填充液晶。,在同一层内,液晶分子的位置虽不规则,但长轴取向都是平行于偏光板的。,在不同层之间,液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90度。,邻接偏光板的两层液晶分子长轴的取向,与所邻接的偏光板的偏振光方向一致。,液晶及液晶显示原理,2020/5/6,9,TN-LCD工作原理(2),图6100扭曲向列型液晶显示器的工作原理,液晶及液晶显示原理,2020/5/6,10,TN-LCD工作原理(3),与偏光板的偏振光方向一致的直线偏振光,垂直射向无外加电场的TN-LCD时,如上图(a)所示。由于液晶折射率的各向异性,入射光将其偏振方向随分子轴的扭曲而旋转射出。对液晶层施加适当的电场,液晶分子轴将改变为与电场方向平行,如图(b)。此时,液晶不再能旋光,而把光遮断。显然,若两片偏光板的偏振光方向平行,则透光、遮光的发生条件与相垂直的情况相反。前者为常亮模式,后者为常暗模式。,液晶及液晶显示原理,2020/5/6,11,TN-LCD的阀值特性,常暗模式液晶透光强度与Vrms的关系如图:该图表明:Vrms达阀值电压Vth后,液晶开始透过光线,达饱和电压Vs时,透过的光强度也不再明显增加。在Vth、Vs之间,透过光的强度与外加电压有效值几乎成线性关系。令液晶工作在这一线性段,可显示不同灰度。,液晶及液晶显示原理,2020/5/6,12,液晶显示器的主要参数,可视面积液晶显示器所标示的尺寸就是实际可以使用的屏幕范围一致。例如,一个15.1英寸的液晶显示器约等于17英吋CRT屏幕的可视范围可视角度从用户的立场来说,当然可视角度越大越好。如果可视角度为左右80度,表示在始于屏幕法线80度的位置时可以清晰地看见屏幕图像。色彩度,2020/5/6,13,响应时间响应时间是指液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度,此值当然是越小越好。如果响应时间太长了,就有可能使液晶显示器在显示动态图像时,有尾影拖曳的感觉。一般的液晶显示器的响应时间在2030ms之间。,液晶显示器的主要参数,2020/5/6,14,液晶显示器的驱动,采用矩阵驱动方式。矩阵驱动方式分为简单矩阵方式和有源矩阵方式。目前多采用有源矩阵驱动方式。,2020/5/6,15,LCD驱动:简单矩阵驱动方式,电极排列如图(a),其中x电极为扫描电极,加扫描电压。y电极为信号电极,加信号电压。x,y电极交叉点就是象素。象素数目取决于x,y交点数。,2020/5/6,16,若x,y电极一个交叉点液晶的等效电阻为R、等效电容为C,则所有x,y电极群的各个交叉点液晶象素的等效RC并联电路通过x,y电极的连接,形成一个立体电路,如图(b),LCD驱动:简单矩阵驱动方式,2020/5/6,17,两种扫描方式,1.点顺序扫描选定一行xi后,依次选择y1,y2,y3,yn.2.行顺序扫描选定一行xi后,对y1,y2,y3,yn同时加信号。,2020/5/6,18,LCD驱动:有源矩阵驱动方式,有源矩阵液晶显示该方式是在扫描电极和信号电极的交叉处,安装透明的薄膜晶体管开关与液晶像素串联,使液晶电极之间的交叉效应减少。,2020/5/6,19,LCD驱动:彩色LCD驱动,微彩色膜方式,2020/5/6,20,LCD显示模块,LCD显示模块将液晶显示器件、驱动电路、印制线路板、背光源、结构件装配在一起的组件。,2020/5/6,21,液晶电视接收机,方框图如图:,2020/5/6,22,6.9.2等离子体显示器,在发光型FPD中,等离子显示器PDP无疑是最近几年来人们最为看好的一种FPD产品。它是继CRT、LCD后的新一代显示器,其特点是厚度小、分辨率佳,可以当家中的壁挂电视使用,代表了未来显示器的发展趋势。,概述,2020/5/6,23,1.等离子显示原理,等离子电视显示图象的基本工作原理是:在显示屏的前后两个厚度3毫米、间隔200微米的玻璃夹板内部充有氖氙混合气体,而夹板上分别装有阴极和阳极:当两组电极加上一定电压时,氖氙混合气体便会产生气体放电现象,即所谓“等离子现象”,并且发射出大量紫外线。,2020/5/6,24,等离子显示原理(续),显示屏内层的R、G、B三基色荧光体受紫外线的照射和激发便会发光。这些荧光体在发光的过程中,又受到加在其地址电极上的驱动电路和电视信号的控制,于是就在显示屏上产生了绚丽多彩的活动图象。,2020/5/6,25,PDP的分类,PDP按工作方式不同可分为直流DCPDP和交流ACPDP两大类。DCPDP电极和气体直接接触,ACPDP在电极上涂敷介质层,电极和气体不直接接触。如下图:,(a)对向放电式ACPD(b)表面放电式DCPDP(c)DCPDP,2020/5/6,26,等离子显示器特点,抗电磁干扰PDP显示器没有电子束,所以不用担心受电磁干扰。可实现大屏幕显示视角大响应速度快色彩丰富(与CRT相当),2020/5/6,27,等离子显示器的驱动,彩色PDP是主动发光器件,各个象素的亮度与其发光时间成正比。日本富士通公司提出寻址显示分离子场技术(ADS-Sub-field)来解决ACPDP的灰度显示。,2020/5/6,28,等离子显示器的驱动,2020/5/6,29,PDP显示模块,显示模块方框图,2020/5/6,30,PDP接收机框图,2020/5/6,31,LCD、PDP优劣比较,LCD特点:非常轻薄,低电压、低电耗,功率仅数十毫瓦,但

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