CRT、LCD、PDP三種顯示器件的工作原理及特點(diǎn)分析

課程設(shè)計(jì)說明書第PAGEII頁CRT、LCD、PDP三種顯示器件的工作原理及特點(diǎn)分析摘要電視顯示器件是電視系統(tǒng)的終端器件，完成電光轉(zhuǎn)換并將各像素綜合成為圖像的作用，最終把接收到的電視信號(hào)在熒光屏上重現(xiàn)出來。目前廣泛應(yīng)用的電視顯示器件是陰極射線管（CRT）、液晶（LCD）、等離子（PDP）等新型的平板顯示器件。本文主要介紹三種顯示器件的結(jié)構(gòu)，工作原理以及其特點(diǎn)分析，通過詳細(xì)的介紹，我們可以知道當(dāng)今的新型平板顯示器件由于體積小、重量輕，與傳統(tǒng)的陰極射線管在某些方面有很大的優(yōu)越性，在許多圖像顯示領(lǐng)域及彩色電視顯示領(lǐng)域獲得迅猛的發(fā)展。關(guān)鍵詞：CRT、LCD、PDP、電光轉(zhuǎn)換

目錄1概論 12CRT顯示器 12.1CRT顯像管的基本結(jié)構(gòu) 22.2CRT顯示器的工作原理 62.3CRT顯示器的特性 63LCD顯示器 73.1LCD顯示器的基本結(jié)構(gòu) 83.2LCD顯示器的工作原理 83.3LCD顯示器的特性 94PDP顯示器 94.1PDP顯示器的基本結(jié)構(gòu) 104.2PDP顯示器的工作原理 114.3PDP顯示器的特性 115CRT、LCD、PDP三種彩色電視的性能比較 12總結(jié) 16致謝 17參考文獻(xiàn) 181概論顯像管可分為黑白和彩色顯像管，它是將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)的器件，能實(shí)時(shí)地將計(jì)算機(jī)工作情況和結(jié)果以光的形式顯示在熒光屏上，具有監(jiān)視和顯示的作用，國外稱為監(jiān)視器，國內(nèi)稱為顯示器。顯示屏的尺寸和顯像管的點(diǎn)距是顯像管最主要的兩個(gè)參數(shù)。根據(jù)三基色原理，在彩色顯像管的熒光屏上需涂敷3種熒光粉，相應(yīng)地還需設(shè)置3支電子槍，所以彩色顯像管與黑白顯像管在結(jié)構(gòu)及工作過程等方面又有許多不同。從結(jié)構(gòu)上，彩色顯像管大體有三種類型：蔭罩式三槍三束管、柵條式單槍三束管、自會(huì)聚彩色顯像管。陰極射線顯像管顯示器(CRT)過去使用情境偏重于文字處理，顯示器的亮度如果過大，在高解析度下，字體往往會(huì)發(fā)虛，然而隨著顯示器在網(wǎng)絡(luò)及多媒體上的普及應(yīng)用，單一亮度的使用情境，已經(jīng)無法滿足消費(fèi)者的需求。顯示器必須滿足電腦及其他數(shù)字產(chǎn)品所提供的各項(xiàng)功能輸出。顯示器的發(fā)展已經(jīng)由參數(shù)競(jìng)爭(zhēng)延伸到功能的競(jìng)爭(zhēng)，感官娛樂享受的體驗(yàn)需求逐步引導(dǎo)市場(chǎng)。液晶顯示器（LCD)是通過數(shù)字信號(hào)來顯示影像的，和陰極射線管采用模擬信號(hào)不太相同，不過為了符合市場(chǎng)要求，目前液晶顯示器的信號(hào)種類是模擬與數(shù)字兩種均有。采用模擬信號(hào)的好處是可以和目前絕大多數(shù)顯卡兼容，但是這樣做在液晶顯示器內(nèi)部還得加裝一個(gè)APC，將傳輸進(jìn)來的模擬信號(hào)再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這樣可能會(huì)影響顯示品質(zhì)。目前一些供應(yīng)商正在制定PC機(jī)與LCD之間的專用標(biāo)準(zhǔn)接口，其目的是提供在主流機(jī)型已存在的端口上直接兼容數(shù)字信號(hào)，不過目前的顯卡很少有支持?jǐn)?shù)字傳輸界面的，而且數(shù)字界面的管腳也尚未統(tǒng)一，這是近期內(nèi)要解決的問題之一。等離子顯示器（PDP)從上世紀(jì)90年代開始進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)以來，其性能指標(biāo)、良品率等不斷提高，而價(jià)格卻不斷下降。特別是2005年以來，其性價(jià)比進(jìn)一步提高，從前期以商用為主轉(zhuǎn)變成以家用為主。其特點(diǎn)是厚度極薄，分辨率佳。從工作原理上講，等離子體技術(shù)同其它顯示方式相比存在明顯的差別，在結(jié)構(gòu)和組成方面領(lǐng)先一步。其工作原理類似普通日光燈和電視彩色圖像，由各個(gè)獨(dú)立的熒光粉像素發(fā)光組合而成，因此圖像鮮艷、明亮、干凈而清晰[2]。2CRT顯示器CRT顯示器是一種使用陰極射線管（CathodeRayTube）的顯示器，在大約2005年以前，電腦基本上都是使用這種顯示器。陰極射線管主要有五部分組成：電子槍（ElectronGun），偏轉(zhuǎn)線圈（Deflectioncoils），蔭罩(Shadowmask)，熒光粉層(Phosphor)及玻璃外殼。它是目前應(yīng)用最廣泛的顯示器之一，CRT純平顯示器具有可視角度大、無壞點(diǎn)、色彩還原度高、色度均勻、可調(diào)節(jié)的多分辨率模式、響應(yīng)時(shí)間極短等LCD顯示器難以超過的優(yōu)點(diǎn)，最重要的是在CRT和LCD共存的年代，CRT顯示器價(jià)格要比LCD顯示器便宜不少[3]。2.1CRT顯像管的基本結(jié)構(gòu)顯像管是將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)的器件，它能實(shí)時(shí)地將計(jì)算機(jī)工作情況和結(jié)果以光的形式顯示在熒光屏上，具有監(jiān)視和顯示的作用，國外通常叫監(jiān)視器（即PC、信號(hào)、信號(hào)處理、電路、場(chǎng)掃描形成電路、行掃描形成電路、視放處、理回路、R、PC、G、B、供電、回路、市電、90-260V、陰極射線管CRT）。國內(nèi)通常叫顯示器。CRT顯像管結(jié)構(gòu)圖見圖1。圖1CRT顯像管結(jié)構(gòu)圖A、電子槍電子槍由燈絲、陰極、柵極、加速極、聚焦極和陽極組成。顯示器的中心處就是電子槍，位于CRT的最底端，是顯像管中極為重要的組成部分。從本質(zhì)上講，電子槍不過是體積更大、功率更大的二極管。電子槍電子束的發(fā)射、調(diào)制、加速、聚焦均由電子槍來承擔(dān)。所以，電子槍是顯像管的心臟。顯示管用電子槍屬于弱流電子槍，由圓筒、圓帽和原片等旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的金屬電極同軸排列、裝配和固定而成，一般分雙電位電子槍(BPF)和單電位電子槍(UPF)。1電子槍的結(jié)構(gòu)電子槍通常由燈絲、陰極、控制柵極、加速陽極、聚焦陽極和高壓陽極等組成。高壓陽極插座安裝在管錐體上，其余各電極均在管頸末端用金屬管腳引出。通常顯像管的電子槍有四極式和五極式，包括：1)燈絲燈絲(用字母H或F表示)，單色顯像管燈絲電壓為直流12V，電流約為0.6A(或85mA)，彩色顯像管燈絲電壓為6.3V，有的顯示器加行頻脈沖電壓電流約為0.6A，其電壓變化應(yīng)小于10%。燈絲加電將陰極烘熱發(fā)射電子[4]。2)陰極陰極(用字母K表示)的外形是一個(gè)圓筒，頂部涂有能發(fā)射電子的氧化物，圓筒里面裝有加熱用的燈絲。當(dāng)燈絲通電后，陰極就被加熱，向外發(fā)射電子，稱為熱電子發(fā)射。通常有60—80V的激勵(lì)信號(hào)加在該極。單色顯像管陰極加電壓為25—40V，彩色顯像管加電壓45—180V，隨顯像管尺寸大小而異。3)控制柵極陰極外面有一個(gè)中心開有小孔的金屬圓筒，這就是控制柵極(用字母G或M表示)。一般加固定負(fù)電壓或接地為0V，與柵陰極間的電位差改變來調(diào)制通過的電子數(shù)目，以控制顯像管電子束流的大小，從而控制熒光屏的亮度。也稱調(diào)制極。4)加速陽極加速陽極也叫第一陽極(用字母A1表示)，其外形像中間開孔的圓盤。單色顯像管加數(shù)百伏的正電壓，彩色顯像管加230~450V電壓，作用是使電子束加速射向熒光屏；調(diào)整電位器可改變電壓大小，從而控制熒光屏的背景亮度。又與控制柵極和陰極組成電子透鏡，使電子束形成聚焦點(diǎn)。5)聚焦陽極聚焦陽極也叫第三陽極(用字母A3表示)，處在第二陽極和第四陽極之間，為金屬圓筒形。在顯像管中，單色顯像管加數(shù)百伏電壓，彩色顯像管加5—8kV，因電子槍各陽極電壓不同而形成的電子透鏡使電子聚焦成很細(xì)的電子束，改變聚焦電壓的大小可以改變熒光屏聚焦的好壞。6)高壓陽極第二陽極(A2)和第四陽極(A4)相接形成高壓陽極，為金屬圓筒形。單色顯像管加電壓12—17kV，彩色顯像管加電壓22—34kV，隨顯像管尺寸大小而異。陽極高壓對(duì)電子束起最后加速的作用，使其有較大的能量轟擊熒光屏而激發(fā)出光點(diǎn)，電壓越高光點(diǎn)越亮，但由于電子束速度快偏轉(zhuǎn)的角度就會(huì)減小，從而使行幅相對(duì)減小，陽極電壓偏低時(shí)，光柵亮度變暗，在同樣偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，電子偏轉(zhuǎn)角度加大行幅加寬。2電子槍的作用電子槍的第一個(gè)作用是發(fā)射并加速電子。顯像管一般采用氧化物陰極，在基體金屬上涂敷一層以氧化鋇為主體的氧化物，當(dāng)燈絲加熱使陰極表面溫度達(dá)到800攝氏度左右，開始發(fā)射電子。電子槍的電子發(fā)射系統(tǒng)主要由陰極、控制極、加速極組成，當(dāng)陰極、控制極電壓低于截止電壓時(shí)，陰極表面中心部位出現(xiàn)電子加速場(chǎng)，達(dá)到一定溫度的陰極就能發(fā)射出電子束，電子束經(jīng)加速極加速，形成高速電子束流[1]。電子槍的第二個(gè)作用是用視頻信號(hào)調(diào)制電子束流。電子束流由陰極和控制極的電位控制。目前顯像管一般采用陰極調(diào)制的方式，也就是控制極接地，將視頻信號(hào)加到陰極上，此時(shí)陰極電壓越向負(fù)極變化，電子束流就越大，所以稱負(fù)極性調(diào)制。這種調(diào)制方式對(duì)電子束的控制較強(qiáng)，調(diào)制靈敏度較高。電子槍的第三個(gè)作用是利用電子透鏡匯聚電子束，并在熒光面上將電子束聚成小點(diǎn)。3電子槍的工作原理電子槍的工作原理是由燈絲加熱陰極，陰極發(fā)射電子，然后在加速極電場(chǎng)的作用下，經(jīng)聚焦極聚成截面積很小、速度很高的電子束，在陽極高壓作用下獲得巨大的能量，以極高的速度去轟擊熒光粉層；同時(shí)在偏轉(zhuǎn)線圈形成的行、場(chǎng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，可以控制電子束射向熒光屏的指定位置。這些電子束轟擊的目標(biāo)就是熒光屏上的三原色。為此，電子槍發(fā)射的電子束不是一束，而是三束，它們分別受計(jì)算機(jī)顯卡R、G、B三個(gè)基色視頻信號(hào)電壓的控制，去轟擊各自的熒光粉單元。受到高速電子束的激發(fā)，這些熒光粉單元分別發(fā)出強(qiáng)弱不同的紅、綠、藍(lán)三種光，通過控制電子束的強(qiáng)弱和通斷，從而混合產(chǎn)生不同色彩的像素，大量的不同色彩的像素可以組成一張漂亮的畫面，而不斷變換的畫面就成為可動(dòng)的圖像。很顯然，像素越多，圖像越清晰、細(xì)膩，也就更逼真。B、玻殼顯像管的屏玻璃、錐體和管頸組成，里面抽成真空。錐體部分內(nèi)、外壁均涂了一層石墨導(dǎo)電層，內(nèi)壁涂層接陽極，外壁用彈簧接上金屬屏蔽導(dǎo)線接顯示器地線（底板），兩導(dǎo)電層之間構(gòu)成數(shù)百微法拉的大電容，作為陽極高壓過濾之用。玻璃外殼包括管頸、管錐體和屏面玻璃三部分。在里面抽成真空的顯像管玻璃外殼管錐體部分的內(nèi)外壁上分別涂有石墨導(dǎo)電層，內(nèi)壁涂層接陽極外壁，用彈簧接上金屬屏蔽，導(dǎo)線接顯示器地線底板，兩導(dǎo)電層之間從而形成一個(gè)以玻璃為介質(zhì)、以內(nèi)外壁石墨層為兩個(gè)極片的電容器(電容量約為600—1200pF)。這個(gè)電容器可作為第二、四高壓陽極的濾波電容，因而在高壓供電電路中不必另接高壓濾波電容。在管錐體部分裝有高壓嘴，它與顯像管的內(nèi)部高壓陽極相連，作為高壓供電端。內(nèi)壁石墨層與高壓陽極相連，形成一個(gè)等電位空間，以保證電子束流進(jìn)入管錐體空間后能高速徑直地飛向熒光屏，不會(huì)產(chǎn)生雜亂的偏離或散焦。C、熒光屏熒光屏是實(shí)現(xiàn)顯像管電光轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部位之一，要求發(fā)光亮度和發(fā)光效率足夠高，發(fā)光光譜適合人眼觀察，圖像分辨率高、傳遞效果好，余輝時(shí)間適當(dāng)，機(jī)械、化學(xué)、熱穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)。熒光屏由屏面玻璃、涂覆在玻殼內(nèi)表面的熒光粉層和疊于熒光粉層上面的鋁膜共同組成。為了減少光暈和光反射影響對(duì)比度的下降，顯像管的管面采用煙灰色玻璃。顯像管熒光屏玻璃內(nèi)壁涂一層熒光膜，受電子轟擊而發(fā)光。顯像管的發(fā)光顏色與熒光粉顏色有關(guān)，黑白顯像管的熒光粉一般用發(fā)黃光和發(fā)藍(lán)光的兩種熒光粉按一定比例混合制成；彩色熒光屏根據(jù)三基色原理則需要涂敷紅綠藍(lán)三種顏色的熒光粉。在熒光粉層表面蒸度一層0.1—0.5μm的鋁膜，并使之與電子槍的陽極相連，電子束很容易通過，可以提高圖像顯示性能：加大了熒光粉的發(fā)射效率和熒光屏的亮度，還可遮擋后面的雜散光，增強(qiáng)了對(duì)比度[6]。熒光粉受電子轟擊后受激而發(fā)光，在電子束停止轟擊后，其光亮的建立和衰減有一過程，通常把電子束停止轟擊后光亮并非立即消失的現(xiàn)象稱為熒光粉的余輝特性?？紤]到重現(xiàn)圖像的連續(xù)性，顯像管的熒光粉應(yīng)采用中短余輝熒光粉，即余輝時(shí)間=5—20ms。屏幕的亮度取決于熒光粉的發(fā)光效率、余輝時(shí)間及電子束轟擊的功率。另外，熒光屏發(fā)光亮度還和陽極高壓有關(guān)，當(dāng)陽極高壓大于熄點(diǎn)電壓后，熒光屏發(fā)光亮度隨陽極高壓增加而呈指數(shù)增大，所以提高陽極電壓是提高亮度的有效方法之一。2.2CRT顯示器的工作原理CRT(陰極射線管)顯示器的核心部件是CRT顯像管，其工作原理和我們家中電視機(jī)的顯像管基本一樣，我們可以把它看作是一個(gè)圖像更加精細(xì)的電視機(jī)。CRT顯示終端主要由電子槍(Electrongun)、偏轉(zhuǎn)線圈(Deflectioncoils)、蔭罩(Shadowmask)、熒光粉層(phosphor)和玻璃外殼五部分組成。經(jīng)典的CRT顯像管使用電子槍發(fā)射高速電子，經(jīng)過垂直和水平的偏轉(zhuǎn)線圈控制高速電子的偏轉(zhuǎn)角度，最后高速電子擊打屏幕上的磷光物質(zhì)使其發(fā)光，通過電壓來調(diào)節(jié)電子束的功率，就會(huì)在屏幕上形成明暗不同的光點(diǎn)形成各種圖案和文字。簡(jiǎn)單的理解，CRT顯示終端的工作原理就是當(dāng)顯像管內(nèi)部的電子槍陰極發(fā)出的電子束，經(jīng)強(qiáng)度控制、聚焦和加速后變成細(xì)小的電子流，再經(jīng)過偏轉(zhuǎn)線圈的作用向正確目標(biāo)偏離，穿越蔭罩的小孔或柵欄，轟擊到熒光屏上的熒光粉。這時(shí)熒光粉被啟動(dòng)，就發(fā)出光線來。R、G、B三色熒光點(diǎn)被按不同比例強(qiáng)度的電子流點(diǎn)亮，就會(huì)產(chǎn)生各種色彩[7]。2.3CRT顯示器的特性調(diào)制特性是顯像管的基本特性。調(diào)制作用是在電子槍內(nèi)部形成的，表現(xiàn)在屏幕上，電子槍可以看成一個(gè)多極管電子束，電流受調(diào)制柵極電壓對(duì)陰極的調(diào)制，使熒光粉受電子束轟擊功率的調(diào)制，發(fā)出的光就受到信號(hào)電壓的調(diào)制，稱為調(diào)制特性。顯像管電子槍的調(diào)制特性即代表了其電光逛轉(zhuǎn)換控制特性，其實(shí)質(zhì)上是指電子束電流ik與控制柵極、陰極間電壓Ugk的關(guān)系。根據(jù)實(shí)測(cè)，顯像管的調(diào)制特性曲線為指數(shù)曲線，一般如圖2所示。對(duì)圖2中的指數(shù)型曲線，可一般地寫成圖2顯像管的調(diào)制特性上式中指K為比例常數(shù)，指數(shù)值γ表示調(diào)制特性曲線的增長(zhǎng)規(guī)律，是顯像管電光轉(zhuǎn)換特性的一個(gè)重要參數(shù)，稱為顯像管的值。γ越大，曲線越陡峭，信號(hào)電壓對(duì)電子束控制的靈敏度越高。圖3示出正常工作下，圖像信號(hào)電壓及電子槍產(chǎn)生出電子束電流ik的情況。圖3圖像信號(hào)激勵(lì)顯像管由于顯像管的γ＞1，當(dāng)加入等電平差的階梯波信號(hào)時(shí)，ik的級(jí)差是逐漸增大的，即失真為亮擴(kuò)展、暗壓縮。通常，黑白顯像管的γ值約為2.2，彩色顯像管的γ值約為2.8。3LCD顯示器液晶產(chǎn)品其實(shí)對(duì)我們來說并不陌生，我們常用的電子表、計(jì)算器都是屬于液晶產(chǎn)品。液晶（LiquidCrystal）字面意思是流動(dòng)的結(jié)晶物，化學(xué)定義為：某種加熱呈透明狀液態(tài)，冷卻呈結(jié)晶顆?；鞚峁腆w狀態(tài)的物質(zhì)，就稱為液晶。液晶顯示器(LCD)英文全稱為L(zhǎng)iquidCrystalDisplay，它一種是采用了液晶控制透光度技術(shù)來實(shí)現(xiàn)色彩的顯示器。和CRT顯示器相比，LCD的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的。由于通過控制是否透光來控制亮和暗，當(dāng)色彩不變時(shí)，液晶也保持不變，這樣就無須考慮刷新率的問題。對(duì)于畫面穩(wěn)定、無閃爍感的液晶顯示器，刷新率不高但圖像也很穩(wěn)定。LCD顯示器還通過液晶控制透光度的技術(shù)原理讓底板整體發(fā)光，所以它做到了真正的完全平面。一些高檔的數(shù)字LCD顯示器采用了數(shù)字方式傳輸數(shù)據(jù)、顯示圖像，這樣就不會(huì)產(chǎn)生由于顯卡造成的色彩偏差或損失。完全沒有輻射的優(yōu)點(diǎn)，即使長(zhǎng)時(shí)間觀看LCD顯示器屏幕也不會(huì)對(duì)眼睛造成很大傷害。體積小、能耗低也是CRT顯示器無法比擬的，一般一臺(tái)15寸LCD顯示器的耗電量也就相當(dāng)于17寸純平CRT顯示器的三分之一。3.1LCD顯示器的基本結(jié)構(gòu)液晶顯示器件從結(jié)構(gòu)上說，屬于平板顯示器件。其基本結(jié)構(gòu)，呈平板形。它主要由前后偏振片、前后玻璃片、封接邊及液晶等幾大部件組成。當(dāng)然，不同類型的液晶顯示器件其部分部件可能會(huì)有不同，如：相變型、PDLC、多穩(wěn)態(tài)型液晶顯示器件沒有偏振片，有源矩陣型液晶顯示器件在基板上制作有有源矩陣電路等，但是所有液晶顯示器件都可以認(rèn)為是由兩片光刻有透明導(dǎo)電電極的基扳，夾持一個(gè)液晶層，封接成一個(gè)偏平盒，有時(shí)在外表面還可能貼裝上偏振片等構(gòu)成。3.2LCD顯示器的工作原理對(duì)于筆記本電腦或者桌面型的LCD顯示器需要采用的更加復(fù)雜的彩色顯示器而言，還要具備專門處理彩色顯示的色彩過濾層。通常，在彩色LCD面板中，每一個(gè)像素都是由三個(gè)液晶單元格構(gòu)成，其中每一個(gè)單元格前面都分別有紅色，綠色，或藍(lán)色的過濾器。這樣，通過不同單元格的光線就可以在屏幕上顯示出不同的顏色。LCD克服了CRT體積龐大、耗電和閃爍的缺點(diǎn)，但也同時(shí)帶來了造價(jià)過高、視角不廣以及彩色顯示不理想等問題。CRT顯示可選擇一系列分辨率，而且能按屏幕要求加以調(diào)整，但LCD屏只含有固定數(shù)量的液晶單元，只能在全屏幕使用一種分辨率顯示(每個(gè)單元就是一個(gè)像素)。CRT通常有三個(gè)電子槍，射出的電子流必須精確聚集，否則就得不到清晰的圖像顯示。但LCD不存在聚焦問題，因?yàn)槊總€(gè)液晶單元都是單獨(dú)開關(guān)的。這正是同樣一幅圖在LCD屏幕上為什么如此清晰的原因。LCD也不必關(guān)心刷新頻率和閃爍，液晶單元要么開，要么關(guān)，所以在40～60Hz這樣的低刷新頻率下顯示的圖像不會(huì)比75Hz下顯示的圖像更閃爍。不過，LCD屏的液晶單元會(huì)很容易出現(xiàn)瑕疵。對(duì)1024×768的屏幕來說，每個(gè)像素都由三個(gè)單元構(gòu)成，分別負(fù)責(zé)紅、綠和藍(lán)色的顯示一所以總共約需240萬個(gè)單元(1024×768×3=2359296)。很難保證所有這些單元都完好無損。最有可能的是，其中一部分已經(jīng)短路(出現(xiàn)“亮點(diǎn)”)，或者斷路(出現(xiàn)“黑點(diǎn)”)。所以說，并不是如此高昂的顯示產(chǎn)品并不會(huì)出現(xiàn)瑕疵。3.3LCD顯示器的特性液晶是這樣一種有機(jī)化合物,在常溫條件下，呈現(xiàn)出既有液體的流動(dòng)性，又有晶體的光學(xué)各向異性，因而稱為“液晶”.在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、溫度、應(yīng)力等外部條件的影響下，其分子容易發(fā)生再排列，使液晶的各種光學(xué)性質(zhì)隨之發(fā)生變化，液晶這種各向異性及其分子排列易受外加電場(chǎng)、磁場(chǎng)的控制.正是利用這一液晶的物理基礎(chǔ),即液晶的“電－光效應(yīng)”,實(shí)現(xiàn)光被電信號(hào)調(diào)制，從而制成液晶顯示器件.在不同電流電場(chǎng)作用下，液晶分子會(huì)做規(guī)則旋轉(zhuǎn)90度排列，產(chǎn)生透光度的差別，如此在電源ON/OFF下產(chǎn)生明暗的區(qū)別，依此原理控制每個(gè)像素，便可構(gòu)成所需圖像.液晶的物理特性是：當(dāng)通電時(shí)導(dǎo)通，排列變的有秩序，使光線容易通過；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。從技術(shù)上簡(jiǎn)單地說，液晶面板包含了兩片相當(dāng)精致的無鈉玻璃素材，稱為Substrates，中間夾著一層液晶。當(dāng)光束通過這層液晶時(shí)，液晶本身會(huì)排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過。大多數(shù)液晶都屬于有機(jī)復(fù)合物，由長(zhǎng)棒狀的分子構(gòu)成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長(zhǎng)軸大致平行。將液晶倒入一個(gè)經(jīng)精良加工的開槽平面，液晶分子會(huì)順著槽排列，所以假如那些槽非常平行，則各分子也是完全平行的。4PDP顯示器等離子顯示屏，即PlasmaDisplayPanel簡(jiǎn)稱PDP。是繼陰極射線管(CRT)和液晶屏(LCD)之后的一種新穎直視式圖像顯示器件。等離子體顯示器以出眾的圖像效果、獨(dú)特的數(shù)字信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)方式而成為優(yōu)秀的視頻顯示設(shè)備和高清晰的電腦顯示器，它將是高清晰度數(shù)字電視的最佳顯示屏幕。PDP(PlasmaDisplayPanel，等離子顯示板，臺(tái)灣地區(qū)稱為電漿顯示)是一種利用氣體放電的顯示技術(shù)，其工作原理與日光燈很相似。它采用了等離子管作為發(fā)光元件，屏幕上每一個(gè)等離子管對(duì)應(yīng)一個(gè)像素，屏幕以玻璃作為基板，基板間隔一定距離，四周經(jīng)氣密性封接形成一個(gè)個(gè)放電空間。放電空間內(nèi)充入氖、氙等混合惰性氣體作為工作媒質(zhì)。在兩塊玻璃基板的內(nèi)側(cè)面上涂有金屬氧化物導(dǎo)電薄膜作激勵(lì)電極。當(dāng)向電極上加入電壓，放電空間內(nèi)的混合氣體便發(fā)生等離子體放電現(xiàn)象。氣體等離子體放電產(chǎn)生紫外線，紫外線激發(fā)熒光屏，熒光屏發(fā)射出可見光，顯現(xiàn)出圖像。當(dāng)使用涂有三原色(也稱三基色)熒光粉的熒光屏?xí)r，紫外線激發(fā)熒光屏，熒光屏發(fā)出的光則呈紅、綠、藍(lán)三原色。當(dāng)每一原色單元實(shí)現(xiàn)256級(jí)灰度后再進(jìn)行混色，便實(shí)現(xiàn)彩色顯示。等離子體顯示器技術(shù)按其工作方式可分為電極與氣體直接接觸的直流型PDP和電極上覆蓋介質(zhì)層的交流型PDP兩大類。目前研究開發(fā)的彩色PDP的類型主要有三種:單基板式(又稱表面放電式)交流PDP、雙基板式交流PDP和脈沖存儲(chǔ)直流PDP。PDP的優(yōu)點(diǎn)是色彩還原度極高，可以完全真實(shí)反映出真彩色；幾乎無響應(yīng)時(shí)間限制，對(duì)動(dòng)態(tài)畫面可以無損顯示，不存在拖尾現(xiàn)象，是最適合看電視的顯示屏；由于顯示原理決定，PDP的動(dòng)態(tài)功耗低于CRT及LCD技術(shù)，從節(jié)能的角度是最好的顯示技術(shù)；由于PDP是像素對(duì)像素的顯示方式，這是直接的數(shù)字技術(shù)，無需將數(shù)字電視信號(hào)再進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，因此也是無損顯像，信號(hào)保真度高；由于PDP是自發(fā)光顯示技術(shù)，因此它的可視角度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于LCD技術(shù)，且畫面均勻，無觀看角度限制。因PDP的顯示技術(shù)原理優(yōu)于CRT、LCD，可以肯定的說，PDP顯示技術(shù)將是未來占絕對(duì)主導(dǎo)地位的顯示技術(shù)。4.1PDP顯示器的基本結(jié)構(gòu)對(duì)于具有VGA顯示水平的等離子顯示器，其前玻璃板上分別有480行掃描和維持透明電極，后玻璃板表面里有2556（852×3）行數(shù)據(jù)電極，這些電極直接與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路板相連。根據(jù)顯示水平的不同，電極數(shù)會(huì)有變化。在后玻璃板上，制作有數(shù)據(jù)電極，其上覆蓋一層電介質(zhì)。紅、綠、藍(lán)彩色熒光粉分別排列在不同的數(shù)據(jù)電極上，不同熒光粉之間用障壁相間。早期等離子顯示器器件的三種熒光粉的寬度一致，由于紅、綠、藍(lán)三種熒光粉發(fā)光效率各不相同，三種色光混色產(chǎn)生的彩色范圍及亮度與CRT相比差別比較大。稱為“非對(duì)稱單元結(jié)構(gòu)”的專利技術(shù)根據(jù)三種熒光粉的發(fā)光效率，將熒光粉制作成非等寬，在彩色還原度和亮度方面比以前的產(chǎn)品有很大提高，屏幕峰值亮度可達(dá)到1000cd/m2以上，整機(jī)峰值亮度可達(dá)到400cd/m2以上（帶EMI濾光玻璃），對(duì)比度可達(dá)到10000:1（暗室，無外保護(hù)屏）。在前玻璃板上，成對(duì)的制作有掃描和維持透明電極，其上覆蓋一層電介質(zhì)，MgO保護(hù)層覆蓋在電介質(zhì)上。前后玻璃板拼裝，封口，并充入低壓氣體，在兩玻璃板間放電。以42英寸等離子顯示器為例，這一尺寸的等離子顯示器有1226880個(gè)像素點(diǎn)，子場(chǎng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等離子顯示器的亮度控制通過改變等離子放電時(shí)間實(shí)現(xiàn)，即子場(chǎng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。一個(gè)子場(chǎng)包括初始化、寫入和維持三個(gè)階段。4.2PDP顯示器的工作原理等離子顯示器（PDP）是一種利用氣體放電的顯示裝置，這種屏幕采用了等離子管作為發(fā)光元件。大量的等離子管排列在一起構(gòu)成整個(gè)全屏幕。每個(gè)等離子管作為一個(gè)像素，每個(gè)像素由三種不同顏色的發(fā)光體組成紅、綠、藍(lán)。由這些像素的明暗和顏色組合變化產(chǎn)生各種灰度和色彩的圖像，這與CRT的原理很相似。等離子管的中心元件就是等離子體，它是由自由流動(dòng)的離子(帶電的原子)和電子(帶負(fù)電的粒子)組成的氣體。在通常情況下，氣體主要由不帶電的粒子組成，也就是說，一個(gè)單獨(dú)的氣體分子包括了相同數(shù)量的質(zhì)子(原子核里帶正電荷的粒子)和電子，帶負(fù)電荷的電子和帶正電荷的質(zhì)子保持著完美的平衡，所以原子的凈電荷為零。如果利用加大電壓的方法把一些電子放入到氣體內(nèi)，那么它就會(huì)立刻產(chǎn)生變化，自由的電子與原子相撞，并使原子內(nèi)部的電子數(shù)目失衡，這就會(huì)使其帶正電荷，并產(chǎn)生了離子。在穩(wěn)定等離子體中如果有電流穿行其中，那么帶負(fù)電的粒子就會(huì)沖向那些帶正電粒子的區(qū)域，而帶正電的粒子也會(huì)殺向那些帶負(fù)電粒子的區(qū)域。在這樣的運(yùn)動(dòng)中，雙方的粒子不斷地進(jìn)行著撞擊。這些撞擊激發(fā)了等離子體中的氣體原子，促使它們發(fā)出了光。這個(gè)工作原理很類似于普通日光燈。等離子顯示屏上每個(gè)等離子對(duì)應(yīng)的小室內(nèi)都充有氖、氙原子，當(dāng)它們被撞擊時(shí)便發(fā)出了光。一般來講，這些原子發(fā)出的光只是紫外線光，而紫外線光人眼是無法辨別的。但正是這些紫外線光，才激發(fā)了熒光粉，才產(chǎn)生了我們可見的光線。4.3PDP顯示器的特性1亮度、高對(duì)比度等離子顯示其具有高亮度如何高對(duì)比度，對(duì)比度達(dá)到500;1，完成能滿足眼睛需求，亮度也很高，所以其色彩還原度非常好。2.純平面圖像無扭曲等離子顯示器的RGB發(fā)光柵格在平面中呈均勻分布，這樣就使得圖像即使在邊緣也沒有扭曲的現(xiàn)象發(fā)生。而在純平CRT顯示器中，由于在邊緣的掃描速度不均勻，很難控制到不失真的水平。3.超薄設(shè)計(jì)、超寬視角由于等離子技術(shù)顯示原理的關(guān)系，使其整機(jī)厚度大大低于傳統(tǒng)的CRT顯示器，與LCD相比也相差不大，而且能夠多位置安放。用戶可根據(jù)個(gè)人喜好，將等離子顯示器掛在墻上或擺在桌上，大大節(jié)省了房間，及整潔、美觀又時(shí)尚。4.具有齊全的輸入接口為配合接駁各種信號(hào)源，等離子顯示器具備了DVD分量接口、標(biāo)準(zhǔn)VGA/SVGA接口、S端子、HDTV分量接口（Y、Pr、Pb）等，可接收電源、VCD、DVD、HDTV和電腦等各種信號(hào)的輸出。5.環(huán)保無輻射等離子顯示器一般在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用了良好的電磁屏蔽措施，其屏幕前置環(huán)境也能起到電磁屏蔽和防止紅外輻射的作用，對(duì)眼睛幾乎沒有傷害，具有良好的環(huán)境特性。5CRT、LCD、PDP三種彩色電視的性能比較①屏幕面積與體積傳統(tǒng)顯象管電視由于使用CRT,必須通過電子槍發(fā)射電子束到屏幕，因而顯像管的管頸不能做得很短，當(dāng)屏幕增加時(shí)也必然增大掙個(gè)顯示器的體積。液晶顯示器是通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來顯示的，即使屏幕加大，它的體積也不會(huì)成正比的增加，而且在重量上臂相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多，液晶電視的重量大約是顯像管電視的1/3.但由于液晶電視里面要灌液晶，隨著顯示尺寸的增大，灌制的難度和成本會(huì)大幅提高。等離子顯示器是利用惰性氣體放電，產(chǎn)生紫外線激發(fā)熒光粉。呈現(xiàn)各種彩色光電的畫面。PDP的出現(xiàn)，使得中大型尺寸（約40—70寸）顯示器的發(fā)展應(yīng)用產(chǎn)生極大變化，其超薄體積與重量遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)大尺寸CRT電視。因此行業(yè)對(duì)等地理和液晶發(fā)展方向的判斷：液晶電視向中小屏幕發(fā)展，等離子電視向大屏幕方向發(fā)展。②圖像質(zhì)量CRT顯示器上顯示的圖像是由很多熒光點(diǎn)組成，具有高對(duì)比度，每個(gè)熒光點(diǎn)都在電子束的擊打下發(fā)光，不過熒光點(diǎn)發(fā)光的時(shí)間很短，所以要不斷地有電子束刷新極大熒光粉使之持續(xù)發(fā)光，而只有刷新時(shí)夠快，人眼才能看到持續(xù)穩(wěn)定的畫面，才不會(huì)感覺到畫面的閃爍和抖動(dòng)，眼睛也就不容易疲勞。所以CRT顯示器的刷新率在相關(guān)分辨率下不利于85Hz才能人眼看著更舒服。LCD產(chǎn)生圖像不是通過電子槍掃描，而是通過控制是否透光來控制亮和安，所以LCD的刷新是對(duì)整幅的畫面進(jìn)行刷新，LCD即使在較低的刷新率(如60Hz）下，也不會(huì)出現(xiàn)閃爍的現(xiàn)象，圖像穩(wěn)定。與LCD液晶顯示屏相比，PDP顯示有亮度高、色彩還原性好、灰度豐富、對(duì)迅速變化的畫面響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。由于屏幕亮度高達(dá)150lux，因此可以在明亮的環(huán)境之下盡情欣賞大畫面的視訊節(jié)目。另外，PDP視野開闊，能提供格外亮麗、均勻平滑的畫面和前所未有的更大觀賞角度。PDP的視角高達(dá)160度，普通電視機(jī)在大于160度的地方觀看時(shí)畫面已嚴(yán)重失真，至于視角只有40度左右的液晶顯示屏則更加望塵莫及。此外，PDP平而薄的外型使其優(yōu)勢(shì)更加明顯，特別適合公共信息顯示、壁掛式大屏幕電視和自動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)。③響應(yīng)時(shí)間所謂響應(yīng)時(shí)間是指?jìng)€(gè)像素點(diǎn)對(duì)輸入信號(hào)的反應(yīng)速度，即屏幕由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗的速度。在CRT顯示器中，只要電子束打擊熒光粉立刻就能發(fā)光，響應(yīng)時(shí)間僅為1—3ms。由于LCD利用液晶分子扭轉(zhuǎn)控制光的通斷，且液晶分子扭轉(zhuǎn)需要一個(gè)過程，所以LCD顯示器的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)于CRT，目前LCD響應(yīng)時(shí)間都能做到25ms以內(nèi)，新型的主流機(jī)種多在8ms—16ms之間。響應(yīng)時(shí)間越短看動(dòng)畫時(shí)拖尾現(xiàn)象越小。等離子PDP比LCD的響應(yīng)時(shí)間要快一些，一班PDP的響應(yīng)時(shí)間是us級(jí)別的，而LCD則是ms級(jí)別的。LCD的響應(yīng)時(shí)間雖然比PDP慢一些，但是對(duì)于觀看效果并不會(huì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響。④對(duì)比度對(duì)比度就是其亮部亮度和暗部亮度的比值，也就是顯示全白圖像時(shí)的亮度和顯示全黑圖像時(shí)的亮度的比值。CRT顯示器對(duì)比度高，畫面品質(zhì)鮮艷，可達(dá)到450:1，PDP的對(duì)比度要比LCD高得多。等離子的對(duì)比度目前多為3000:1—5000:1，而液晶電視的對(duì)比度基本在400:1—1200:1之間。PDP和LCD標(biāo)稱的對(duì)比度都是環(huán)境全黑情況下測(cè)試出來的對(duì)比度，隨著環(huán)境亮度的增加，PDP和LCD對(duì)比度的數(shù)值都會(huì)有明顯的下降，但是PDP降低得更快一下，這就導(dǎo)致在暗環(huán)境下PDP的對(duì)比度較高，在亮環(huán)境下LCD的對(duì)比度較高。⑤可視角度可視角的定義是站在屏幕中心線的上下、左右某個(gè)位置時(shí)仍可清晰看見屏幕圖像的角度范圍，可視角的大小影響電視可以觀看到理想畫面的位置，相對(duì)于電視機(jī)屏幕太靠左右邊，太高、太低都可能由于可視角問題影響觀看效果，甚至觀看不到畫面。CRT電視可視角天然的是180度。PDP的可視角度是指亮度較低到垂直觀看時(shí)亮度的1/3時(shí)的角度,而LCD的可視角度是指對(duì)比度下降到10:1時(shí)觀看角度。如果按照對(duì)比度降低到10:1的標(biāo)準(zhǔn)衡量PDP的視角，那么，PDP的視角可以達(dá)到180度，這也是物理上的最大視角。如果按照亮度降低垂直觀看時(shí)的1/3的標(biāo)準(zhǔn)來衡量LCD的視角，那么，標(biāo)稱視角170度的LCD的水平視角是122度，垂直方向上的視角是91度。按照兩種視角的定義，PDP的視角都比LCD要寬廣。⑥亮度亮度是指畫面的通亮程度，單位是cd/或稱nits，CRT顯示器的最大亮度取決于顯像管槍的加速電壓，亮度過高則加大