第八講計(jì)算圖形顯示技術(shù)機(jī)

第八講計(jì)算圖形顯示技術(shù)機(jī)演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五（優(yōu)選）第八講計(jì)算圖形顯示技術(shù)機(jī)現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五液晶顯示技術(shù)LCD（LiquidCrystalDisplay），即液晶顯示器，是一種數(shù)字顯示技術(shù)，可以通過(guò)液晶和彩色過(guò)濾器過(guò)濾光源，在平面面板上產(chǎn)生圖象

它具有體積小、重量輕、省電、輻射低、易于攜帶等優(yōu)點(diǎn)

現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五液晶顯示技術(shù)液晶顯示器液晶時(shí)鐘液晶投影機(jī)液晶DV液晶MP4液晶手機(jī)現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五液晶顯示技術(shù)CRT顯示器LCD顯示器外型龐大、笨重體積小、重量輕輻射較高輻射極低功耗高、發(fā)熱量大功耗低、發(fā)熱量小存在聚焦不存在聚焦信號(hào)反應(yīng)速度快信號(hào)反應(yīng)速度慢色彩表現(xiàn)力強(qiáng)色彩表現(xiàn)力一般不受可視角度限制可視角度一般LCD與CRT顯示器的比較現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD分類(lèi)按照控制方式分：被動(dòng)（無(wú)源）矩陣LCD和主動(dòng)（有源）矩陣LCD被動(dòng)矩陣式LCD在亮度及可視角方面受到較大的限制，反應(yīng)速度也較慢。由于畫(huà)面質(zhì)量方面的問(wèn)題，使得這種顯示設(shè)備不利于發(fā)展為桌面型顯示器，但由于成本低廉的因素，市場(chǎng)上仍有部分的顯示器采用被動(dòng)矩陣式LCD

目前應(yīng)用比較廣泛的主動(dòng)矩陣式LCD，它在畫(huà)面中的每個(gè)像素內(nèi)建晶體管，可使亮度更明亮、色彩更豐富及更寬廣的可視面積

現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD分類(lèi)無(wú)源矩陣LCDTN-LCD(TwistedNematic-LCD，扭曲向列LCD)STN-LCD(SuperTN-LCD，超扭曲向列LCD)DSTN-LCD(DoublelayerSTN-LCD，雙層超扭曲向列LCD)有源矩陣LCDTFT-LCD(ThinFilmTransistor-LCD，薄膜晶體管LCD)

現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD特點(diǎn)1.低壓微功耗：工作電壓只有3～5V，工作電流只有幾個(gè)因此它成為便攜式和手持儀器儀表的顯示屏幕2.平板型結(jié)構(gòu)：LCD顯示器內(nèi)由兩片平行玻璃組成的夾層盒，面積可大可小，且適合于大批量生產(chǎn)，安裝時(shí)占用體積小，減小了設(shè)備體積現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD特點(diǎn)3.被動(dòng)顯示：液晶本身不發(fā)光，而是靠調(diào)制外界光進(jìn)行顯示即利用液晶材料的電光效應(yīng)，通電時(shí)，使液晶分子光學(xué)特性發(fā)生變化，控制通過(guò)光線(xiàn)的數(shù)量，達(dá)到顯示的目的由外部控制施加給液晶分子的電壓，從而控制顯示點(diǎn)的明暗及色彩因此適合人的視覺(jué)習(xí)慣，不會(huì)使人眼睛疲勞現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD特點(diǎn)4.顯示信息量大：LCD顯示器，其像素可以做得很小，相同面積上可容納更多信息5.易于彩色化：常用濾色法和干涉法6.沒(méi)有電磁輻射：在其顯示期間不會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，有利于人體健康7.壽命長(zhǎng)：LCD器件本身無(wú)老化問(wèn)題，壽命極長(zhǎng)現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)不同類(lèi)型的液晶顯示器件，其組成可能會(huì)有不同，但是所有液晶顯示器件都可以認(rèn)為是由一個(gè)上下兩片導(dǎo)電玻制成的液晶盒，盒內(nèi)充有液晶，四周用密封材料——膠框密封，盒的兩個(gè)外側(cè)貼有偏光片而構(gòu)成的。液晶顯示器的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示?，F(xiàn)在是11頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五液晶顯示器結(jié)構(gòu)圖現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)1.玻璃基板：這是一種表面極其平整的浮法生產(chǎn)薄玻璃片其表面蒸鍍有一層In2O3或SnO2透明導(dǎo)電層，即ITO膜層，經(jīng)光刻加工制成透明導(dǎo)電圖形這些圖形由像素圖形和外引線(xiàn)圖形組成，因此，外引線(xiàn)不能進(jìn)行傳統(tǒng)的錫焊，只能通過(guò)導(dǎo)電橡膠條或?qū)щ娔z帶等進(jìn)行連接如果劃傷、割斷或腐蝕，則會(huì)造成器件報(bào)廢現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)2.液晶：液晶是一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的物質(zhì)，當(dāng)被加熱時(shí)，它會(huì)呈現(xiàn)透明的液態(tài)，而冷卻的時(shí)候又會(huì)結(jié)晶成混亂的固態(tài)，液晶是具有規(guī)則性分子排列的有機(jī)化合物液晶按照分子結(jié)構(gòu)排列的不同分為四種：類(lèi)似粘土狀的Smectic液晶、類(lèi)似細(xì)火柴棒的Nematic液晶、類(lèi)似膽固醇狀的Cholestic液晶、類(lèi)似碟子的Disk液晶現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)液晶分子結(jié)構(gòu)排列圖現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)2.液晶：這四種液晶的物理特性都不盡相同，常用于液晶顯示器的是第二類(lèi)的Nematic液晶，分子都是長(zhǎng)棒狀的，在自然狀態(tài)下，這些長(zhǎng)棒狀的分子的長(zhǎng)軸大致平行液晶特點(diǎn)：讓電流通過(guò)液晶層，這些分子將會(huì)以電流的流向方向進(jìn)行排列，如果沒(méi)有電流，它們將會(huì)彼此平行排列。對(duì)帶有細(xì)小溝槽的外層，將液晶倒入后，液晶分子會(huì)順著槽排列，并且內(nèi)層與外層以同樣的方式進(jìn)行排列現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)2.液晶特點(diǎn)：液晶層能夠使光線(xiàn)發(fā)生扭轉(zhuǎn)。液晶層表現(xiàn)的有些類(lèi)似偏光器，這就意味著它能夠過(guò)濾掉除了那些從特殊方向射入之外的所有光線(xiàn)如果液晶層發(fā)生了扭轉(zhuǎn)，光線(xiàn)將會(huì)隨之扭轉(zhuǎn)，以不同的方向從另外一個(gè)面中射出如果使用或保存溫度過(guò)低，結(jié)晶會(huì)破壞液晶顯示器件的定向?qū)樱欢鴾囟冗^(guò)高，液晶會(huì)失去液晶態(tài)，也就失去了液晶顯示器件的功能現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)2.液晶：液晶特點(diǎn)使得它可以被用來(lái)當(dāng)作一種開(kāi)關(guān)——即可以阻礙光線(xiàn)，也可以允許光線(xiàn)通過(guò)液晶單元的底層是由細(xì)小的脊構(gòu)成的，這些脊的作用是讓分子呈平行排列上表面也是如此，在這兩側(cè)之間的分子平行排列，不過(guò)當(dāng)上下兩個(gè)表面之間呈一定的角度時(shí)，液晶成了隨著兩個(gè)不同方向的表面進(jìn)行排列，就會(huì)發(fā)生扭曲現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)2.液晶：結(jié)果便是這個(gè)扭曲了的螺旋層使通過(guò)的光線(xiàn)也發(fā)生扭曲。如果電流通過(guò)液晶，所有的分子將會(huì)按照電流的方向進(jìn)行排列，這樣就會(huì)消除光線(xiàn)的扭轉(zhuǎn)如果將一個(gè)偏振濾光器放置在液晶層的上表面，扭轉(zhuǎn)的光線(xiàn)通過(guò)了，而沒(méi)有發(fā)生扭轉(zhuǎn)的光線(xiàn)將被阻礙。因此可以通過(guò)電流的通斷改變LCD中的液晶排列，使光線(xiàn)在加電時(shí)射出，而不加電時(shí)被阻斷現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)3.偏振片偏振片又稱(chēng)偏光片，是將高分子塑料薄膜在一定的工藝條件下進(jìn)行加工而成的

，涂有一層光學(xué)壓敏膠，可以貼在液晶盒的表面偏光片的偏光軸相互平行（黑底白字的常黑型）或相互正交（白底黑字的常白型），且與液晶盒表面定向方向相互平行或垂直

前偏振片表面有一保護(hù)膜，使用時(shí)應(yīng)揭去，偏振片怕高溫、高濕，在高溫高濕條件下會(huì)使其退偏振或起泡現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)扭曲向列（TN-LCD）結(jié)構(gòu)這種顯示器的液晶組件構(gòu)造如圖

現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)扭曲向列（TN-LCD）結(jié)構(gòu)液晶盒中玻璃片的兩個(gè)外側(cè)分別巾有偏光片，這兩片偏光片的偏光軸相互平行（黑底白字的常黑型）或相互正交（白底黑字的常白型），且與液晶盒表面定向方向相互平行或垂直偏光片一般是將高分子塑料薄膜在一定的工藝條件下進(jìn)行加工而成的現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)扭曲向列（TN-LCD）結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)扭曲向列（TN-LCD）結(jié)構(gòu)向列型液晶夾在兩片玻璃中間這種玻璃的表面上先鍍有一層透明導(dǎo)電薄膜ITO(氧化銦錫)以作電極之用，然后在有薄膜電極的玻璃上涂取向?qū)覲I(聚酰亞胺)，以使液晶順著一個(gè)特定且平行于玻璃表面的方向排列現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)扭曲向列（TN-LCD）結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)扭曲向列（TN-LCD）結(jié)構(gòu)液晶的自然狀態(tài)具有90度的扭曲，這也是為什么被稱(chēng)為扭曲型液晶顯示器的原因利用電場(chǎng)可使液晶分子旋轉(zhuǎn)，液晶的雙折射率隨液晶的方向而改變，結(jié)果偏振光經(jīng)過(guò)TN型液晶后偏振方向發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)扭曲向列（TN-LCD）結(jié)構(gòu)只要選擇適當(dāng)?shù)暮穸仁蛊窆獾钠穹较騽偤酶淖?0度，就可利用兩個(gè)平行偏光片使得光完全不能通過(guò)而足夠大的電壓又可以使得液晶方向與電場(chǎng)方向平行，這樣光的偏振方向就不會(huì)改變，光就可通過(guò)第二個(gè)偏光片現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)扭曲向列（TN-LCD）結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)超扭曲向列（STN-LCD）結(jié)構(gòu)STN型的顯示原理與TN相類(lèi)似，不同的是TN扭轉(zhuǎn)式向列場(chǎng)效應(yīng)的液晶分子是將入射光旋轉(zhuǎn)90度，而STN超扭轉(zhuǎn)式向列場(chǎng)效應(yīng)是將入射光旋轉(zhuǎn)180~270度改變了視角狹小的缺點(diǎn)并提高了對(duì)比度；再搭配彩色濾光片的使用，可以顯示逼近全彩模式的色彩現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)超扭曲向列（STN-LCD）結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)超扭曲向列（STN-LCD）結(jié)構(gòu)單純的TN液晶顯示器本身只有黑白兩種情形，而STN液晶顯示器牽涉液晶材料的關(guān)系，以及光線(xiàn)的干涉現(xiàn)象，因此顯示的色調(diào)都以淡綠色與橘色為主如果在單色STN液晶顯示器加上一彩色濾光片，并將單色顯示像素分成三個(gè)子像素，分別通過(guò)彩色濾光片顯示紅、綠、藍(lán)三原色，再經(jīng)由三原色比例之調(diào)和，也可以顯示出全彩模式的色彩現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)雙層超扭曲向列（DSTN-LCD）結(jié)構(gòu)DSTN采用雙掃描技術(shù)：掃描屏幕被分為上下兩部分，CPU同時(shí)并行對(duì)這兩部分進(jìn)行刷新（雙掃描）這樣的刷新頻率要比單掃描（STN）重繪整個(gè)屏幕快一倍，它提高了占空率，改善了顯示效果現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)薄膜晶體管（TFT-LCD）結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)薄膜晶體管（TFT-LCD）結(jié)構(gòu)TFT-LCD，一般由一個(gè)夾層組成，這個(gè)夾層位于兩層玻璃基板之間，組成這個(gè)夾層的每一層大致是偏光板、彩色濾光片組成，這兩層之間就是液晶層偏光板、彩色濾光片決定了多少光可以通過(guò)以及生成何種顏色的光在上層玻璃基板上有FED晶體管，而下層是共同電極，他們共同作用可以生成能精確控制的電場(chǎng)，電場(chǎng)決定了液晶的排列方式

現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)薄膜晶體管（TFT-LCD）結(jié)構(gòu)背光板由于LCD面板本身并不發(fā)光，因此需要背光，液晶顯示器就必須加上一個(gè)背光板，來(lái)提供一個(gè)高亮度，且亮度分布均勻的光源組成背光板的主要零件有燈管（冷陰極管）反射板、導(dǎo)光板、prism

sheet、擴(kuò)散板等現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)薄膜晶體管（TFT-LCD）結(jié)構(gòu)背光板燈管是主要的發(fā)光零件，借由導(dǎo)光板將光線(xiàn)分布到各處反射板將光線(xiàn)限制住都只往TFT-LCD的方向前進(jìn)

prism

sheet及擴(kuò)散板，

將光線(xiàn)均勻的分布到各個(gè)區(qū)域，提供給TFT-LCD一個(gè)明亮的光源

現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)薄膜晶體管（TFT-LCD）結(jié)構(gòu)在玻璃基片上沉積一層硅，通過(guò)印刷光刻等工序作成晶體管陣列，每個(gè)像素都設(shè)有一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，其加工工藝類(lèi)似于大規(guī)模集成電路再把液晶灌注在兩片玻璃之間，由于每個(gè)像素都可以通過(guò)點(diǎn)脈沖直接控制，因而每個(gè)節(jié)點(diǎn)都相對(duì)獨(dú)立，并可以進(jìn)行連續(xù)控制，這樣的設(shè)計(jì)不僅提高了顯示屏的反應(yīng)速度，同時(shí)可以精確控制顯示灰度，所以TFT液晶的色彩更逼真，稱(chēng)為真彩

現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)薄膜晶體管（TFT-LCD）結(jié)構(gòu)對(duì)于TFT-LCD而言彩色濾光片是很重要的，利用紅，綠，藍(lán)三原色，可混合出各種不同的顏色，很多平面顯示器就是利用此原理顯示色彩，把三種顏色分成獨(dú)立的三個(gè)點(diǎn)，各自擁有不同的灰階變化，然后把臨近的三個(gè)RGB顯示的點(diǎn)當(dāng)作一個(gè)像素放大鏡下的液晶現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD基本結(jié)構(gòu)薄膜晶體管（TFT-LCD）結(jié)構(gòu)常見(jiàn)彩色濾光片的排列現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD模塊LCD與其控制驅(qū)動(dòng)、接口、基本電路一起構(gòu)成LCM（LiquidCrystalModule，LCD模塊）控制主要是通過(guò)接口與外界通信、管理內(nèi)/外顯示RAM，控制驅(qū)動(dòng)器，分配顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)主要是根據(jù)控制器要求，驅(qū)動(dòng)LCD進(jìn)行顯示?？刂破鬟€常含有內(nèi)部ASCII字符庫(kù)，或可外擴(kuò)的大容量漢字庫(kù)

LCD模塊按顯示功能可分為：LCD段式顯示模塊、LCD字符型顯示模塊、LCD圖形顯示模塊現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD模塊小規(guī)模LCD設(shè)計(jì)，常選用一體化控制/驅(qū)動(dòng)器中大規(guī)模LCD設(shè)計(jì)，常選用若干個(gè)控制器、驅(qū)動(dòng)器，并外擴(kuò)適當(dāng)?shù)娘@示RAM、自制字符RAM或ROM字庫(kù)控制與驅(qū)動(dòng)器大多采用低壓微功耗器件與外界的接口主要用于LCD控制，通常是可連接單片機(jī)MCU的8/16位PPI并口或若干控制線(xiàn)的SPI串口顯示RAM除部分Samsung器件需用自刷新動(dòng)態(tài)SDRAM外，大多公司器件都用靜態(tài)SRAM現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星期五LCD模塊LCD段式模塊段式LCD用于顯示段形數(shù)字或固定形狀的符號(hào)，廣泛用作計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)、狀態(tài)指示等普遍使用的控制驅(qū)動(dòng)器件是Holtek的HT1621，它內(nèi)含與LCD顯示點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)的顯存、振蕩電路，低壓低功耗，4線(xiàn)串行MCU連接，8條控制/傳輸指令，可進(jìn)行32段×4行=128點(diǎn)控制顯示，顯示對(duì)比度可外部調(diào)整，可編程選擇偏壓、占空比等驅(qū)動(dòng)性能現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有46頁(yè)\編輯于星