《顯示技術(shù)》實驗教學(xué)大綱

顯示技術(shù)

實驗教學(xué)大綱

目錄

《顯示技術(shù)》..............................................................1

一、課程簡介....................................................2

二、課程實驗教學(xué)的目的、任務(wù)與要求..............................2

三、實驗方式與基本要求..........................................2

四、實驗項目設(shè)置................................................2

五、教材（講義、指導(dǎo)書）........................................3

六、實驗報告要求................................................3

七、考試（考核）方式..............................................3

八、使用說明....................................................4

附件：..........................................................5

《顯示技術(shù)》課程實驗項目1...................................5

《顯示技術(shù)》課程實驗項目2...................................7

《顯示技術(shù)》課程實驗項目3..................................15

《顯示技術(shù)》課程實驗項目4..................................20

《顯示技術(shù)》課程實驗項目5..................................24

《顯示技術(shù)》課程實驗項目6..................................29

《顯示技術(shù)》課程實驗項目7..................................38

《顯示技術(shù)》課程實驗項目8..................................41

課程名稱：顯示技術(shù)課程編號：056513

英文名稱：DisplayTechnology

課程性質(zhì)：非獨立設(shè)課

課程屬性：專業(yè)

應(yīng)開實驗學(xué)期：第七學(xué)期

學(xué)時學(xué)分：課程總學(xué)時40實驗學(xué)時16課程總學(xué)分3.5實驗學(xué)分一-

實驗者類別：本科生

適用專業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù)

先修課程：大學(xué)物理、模擬電子技術(shù)、固體物理、半導(dǎo)體物理，單片機(jī)等

一、課程簡介

本課程是電子科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的一門專業(yè)課，主要研究顯示技術(shù)的基本原

理、顯示器件的基本結(jié)構(gòu)、顯示驅(qū)動技術(shù)等，為培養(yǎng)學(xué)生對各種顯示電路原理的

分析、設(shè)計、使用打下基礎(chǔ)。

二、課程實驗教學(xué)的目的、任務(wù)與要求

實驗教學(xué)在顯示技術(shù)教學(xué)中具有十分重要的地位和作用，它和課堂教學(xué)相輔

相成，相得益影響。在一定意義上甚至可以說是對課堂教學(xué)內(nèi)容的補充、延伸和

深化，通過與課堂教學(xué)的密切配合，共同達(dá)到課堂教學(xué)的基本目的和要求。本課

程的實驗教學(xué)部分著重于加深學(xué)生對顯示器件及顯示電路與技術(shù)的理解與掌握，

著重于培養(yǎng)學(xué)生問題的能力。主要包括計算機(jī)CRT顯示器的基本原理、CRT電子

聚焦與偏轉(zhuǎn)、液晶顯示器的電光特性曲線測量實驗等。

三、實驗方式與基本要求

實驗方式：學(xué)生2人一實驗臺，獨立實驗，注意記錄實驗數(shù)據(jù)與結(jié)果分析。

基本要求：每次實驗課前，學(xué)生應(yīng)預(yù)習(xí)實驗講義，明確實驗?zāi)康暮腿蝿?wù)，擬

定實驗步驟，并認(rèn)真復(fù)習(xí)與實驗內(nèi)容相關(guān)的理論。實驗過程中嚴(yán)格按實驗規(guī)

程操作。愛護(hù)實驗儀器設(shè)備。實驗完成后要寫出實驗報告，其內(nèi)容包括實驗

數(shù)據(jù)的整理和計算，對實驗結(jié)果及實驗中出現(xiàn)的問題的分析討論，對實驗方

法的建議等。實驗后，按要求編寫實驗報告。

四、實驗項目設(shè)置

序?qū)嶒瀸嶒瀸嶒瀸嶒瀸嶒灻拷M

實驗項目名稱實驗內(nèi)容提要

號編號時數(shù)類型類別要求人數(shù)

11計算機(jī)CRT顯示掌握計算機(jī)CRT顯示器的基本原理2驗證專業(yè)必修2

口口4=t-1-nr；-rm

CRT電子聚焦與了解電子槍及電子透鏡的工作原理和控制方法；

222蝴氈必修2

偏轉(zhuǎn)掌握陰極射線顯像管相關(guān)特性參數(shù)的測量方法

了解液晶顯示技術(shù)的物理基礎(chǔ)和相關(guān)特性

液晶顯示器的電

33掌握液晶顯示器件特性參數(shù)的測量方法2驗證專業(yè)必修2

光特性曲線測量

熟悉筆段型LCD的靜態(tài)驅(qū)動技術(shù)

液晶顯示器的驅(qū)掌握使用AT89C51單片機(jī)驅(qū)動3又1/2位LCD軟

442驗正割必修2

動硬件的實現(xiàn)方法

測量筆段型LCD的驅(qū)動波形信號

了解輝光放電與等離子體顯示器件的物理基礎(chǔ)；

55等離子體顯示2蝴氈必修2

掌握輝光放電與等離子體顯示器件相關(guān)特性參數(shù)測量

掌握晶體電光調(diào)制的原理和實驗方法。

學(xué)會用簡單的實驗裝置測量晶體半波電壓、電光

常數(shù)的實驗方法。

66電光效應(yīng)觀察電光效應(yīng)所引起的晶體光性的變化和會聚偏2粉正專業(yè)必修2

振光的干涉現(xiàn)象

了解微電子機(jī)械系統(tǒng)及DLP顯示的工作原理及相關(guān)特

MEMS微鏡與DLP

77性；2驗證必修2

顯示掌握MEMS器件性能參數(shù)的測量方法

掌握字符型顯示模塊的構(gòu)成：

8字符型液晶顯示熟悉顯示驅(qū)動控制器的電路特性；

82給必修2

模塊的應(yīng)用掌握單片機(jī)接控制方式的接口電路：

了解間接控制方式的驅(qū)動程序設(shè)計

16

法姬磔：1.滿42.魅的給4朗球游期1籟黜1.基即291基M專'W4?熊獎?wù)冢?.必修2選修3屈

五、教材（講義、指導(dǎo)書）

《顯示技術(shù)》，肖云虹編，西安電子科技大學(xué)出版社，出版時間2011年

六、實驗報告要求

要求每個學(xué)生每次實驗均按山東工商學(xué)院實驗報告統(tǒng)一格式寫出實驗報告，

包括實驗?zāi)康呐c要求、實驗所用儀器、實驗內(nèi)容與步驟、結(jié)論、實驗存在的問題

與解決方法等項目。

七、考試（考核）方式

本課程的總成績由理論考試成績、平時作業(yè)與實驗課成績3部分組成，按百

分制計。其中：理論考試成績占70%（理論考試成績通過期末考試方式評定），

平時作業(yè)成績占10強(qiáng)（按每次作業(yè)完成情況評定），實驗課成績占20%。

實驗成績的評定方法：預(yù)習(xí)報告占10%,硬件電路連接占25%,軟件設(shè)計占

25%,系統(tǒng)調(diào)試占25%,實驗報告占15隊另外，對實驗中出現(xiàn)的問題，根據(jù)解決

的情況可獎勵。?50分（百分制）。

八、使用說明

本實驗教學(xué)大綱適用于電子科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的《顯示技術(shù)》課程，課程總

學(xué)時為48,實驗學(xué)時為8。

附件：

《顯示技術(shù)》課程實驗項目1

一、實驗項目名稱及實驗項目編號

計算機(jī)CRT顯示器的基本原理，1

二、課程名稱及課程編號

顯示技術(shù)，055518

三、實驗?zāi)康?/p>

通過本實驗使學(xué)生掌握計算機(jī)CRT顯示器的基本原理。

四、實驗原理

本實驗是基于計算機(jī)的陰極射線顯像管（CRT顯示器）的工作原理來設(shè)計的。CRT顯示

器主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈，蔭罩、高壓石墨電極和熒光粉涂層以及玻璃外殼組成。熒光屏

上涂滿了按照一定方式緊密排列的紅、綠、藍(lán)三顏色的熒光粉點或熒光粉條，稱為熒光粉單

元。相鄰的紅、綠、藍(lán)熒光粉單元各為一組，稱為像素。在陽極高壓作用下，電子槍以極高

的速度轟擊熒光粉涂層。電子槍發(fā)射出三束電子束，它們分別受計算機(jī)顯卡R、G、B三個基

頻視頻信號電壓的控制，去轟擊各自的熒光粉單元，發(fā)出強(qiáng)弱不同的紅綠藍(lán)三中光。根據(jù)空

間混色法會產(chǎn)生豐富的色彩。在偏轉(zhuǎn)線圈的作用下，顯像管內(nèi)的電子束會以一定的順序，周

期性的轟擊各個像素，由于視覺殘留和熒光粉的余暉作用，我們就可以看到一幅完整的圖形。

電子束有規(guī)律的周期性運動稱為掃描運動。通常實現(xiàn)掃描的方式很多，如直線式掃描，圓心

掃描，螺旋掃描等。其中直線式掃描又分為逐行掃描和隔行掃描兩種，在CRT顯示系統(tǒng)中兩

種都有采用。無論是逐行或是隔行掃描，為了完成對整個屏幕的掃描，掃描線并不完全水平，

而是稍微傾斜的，為此電子束既要作水平方向運動，又要作豎直方向運動。前者形成一行的

掃描稱為行掃描，后者形成一幅畫面的掃描稱為場掃描。蔭罩大概位于熒光屏火苗約10mm

處，是厚度約為0.15mm的薄金屬障板。它上面有很多小孔或細(xì)槽，它們和同一組的像素相

對應(yīng)。三支電子束經(jīng)過小孔或細(xì)槽后只能擊中同一像素中對應(yīng)的熒光粉單元，保證了色彩的

純正和正確的會聚。畫面的連續(xù)感由場掃描的速度決定。場掃描越快，形成的單一圖像越多，

畫面就越流暢。

五、實驗內(nèi)容

首先觀察紅、黑、綠三種顏色背景單獨顯示的情況，在將紅綠兩種顏色進(jìn)行混合而產(chǎn)生

黃色的效果，使學(xué)生通過觀察大面積的顏色混合效果去體會像素顯示顏色的原理，并通過了

解程序的執(zhí)行過程體會電子束掃描的特性與效果。

其次掌握顯像管陰極工作特性。

六、實驗方法與步驟

1.關(guān)閉計算機(jī)和顯示器的電源，拆下顯示器后蓋外殼，再接好顯示器電源和信號線,

然后啟動計算機(jī)

2.執(zhí)行DEBUG命令，用A命令輸入以下匯編語言語句組成的程序:

XXXX：0100MOVAH,0

XXXX：0102MOVAL,E

XXXX：0104INT10

XXXX:0106MOVCL,0

XXXX：010AMOVBH,0

XXXX：010CMOVBL,A

XXXX：010EINT10

XXXX:0110MOVAH,B

XXXX：0112MOVBH,0

XXXX：0114MOVBL,0

XXXX:0116INT0

XXXX:0118MOVAH,B

XXXX：011AMOVBH,0

XXXX：oneMOVBL,C

XXXX：OUEINT10

XXXX:0120INTCL

義XXX：0122CMPCL,F0

XXXX：0124JNZ108

XXXX:0127MOVCL,0

XXXX：0129INT20

3.執(zhí)行命令G=100no顯示綠色背景。此時只有連接綠色信號的電子槍發(fā)射電子束,

掃描轟擊背景范圍內(nèi)的每一個像素的綠色熒光粉。由于掃描速度很快以及眼睛的視

覺殘留，可以看到穩(wěn)定的綠色背景。找到與顯像管紅、綠、藍(lán)三支電子槍相插接線

電路上面的三個端點KR,KG,KB的位置，用萬用表測出這三個端點擱置的對地直流

電壓。

4.執(zhí)行命令G=110118顯示黑色背景，此時三支電子槍均不發(fā)射電子束。找到與顯

像管紅、綠、藍(lán)三支電子槍相插接線電路上面的三個端點KR,KG,KB的位置，用萬

用表測出這三個端點擱置的對地直流電壓。

5.執(zhí)行命令G=UO120顯示紅色背景，原理與上述顯示綠色背景相同。找到與顯像

管紅、綠、藍(lán)三支電子槍相插接線電路上面的三個端點KR,KG,KB的位置，用萬用

表測出這三個端點擱置的對地直流電壓。

6.執(zhí)行命令G=100131顯示黃色背景，此時程序的循環(huán)控制使背景色交替顯示紅、黑、

綠色，由于程序執(zhí)行速度很快及黑色背景時熒光粉不發(fā)光，所以可以看到綠、紅兩

種顏色的混合色為黃色。

七、實驗要求

1.實驗報告具體要求與寫實驗報告規(guī)范格式

2.實驗考核評價要求

八、場地、設(shè)備與器材

《顯示技術(shù)》課程實驗項目2

一、實驗項目名稱及實驗項目編號

CRT電子聚焦與偏轉(zhuǎn)，2

二、課程名稱及課程編號

顯示技術(shù)，055518

三、實驗?zāi)康?/p>

1、了解陰極射線顯像管（CRT）的工作原理；

2、了解電子槍及電子透鏡的工作原理和控制方法；

3、掌握陰極射線顯像管相關(guān)特性參數(shù)的測量方法；

四、實驗原理

陰極射線管顯示裝置的核心部件是CRT顯像管。CRT顯像管使用電子槍發(fā)射高速電子,

由垂直和水平的偏轉(zhuǎn)線圈控制電子的偏轉(zhuǎn)角度，高速電子擊打屏幕上的熒光物質(zhì)使其發(fā)光,

通過電壓來調(diào)節(jié)電子束的功率，就會在屏幕上形成明暗不同的光點形成各種圖案和文字。

陰極射線顯像管主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光粉層及玻璃外殼幾部分組成，彩色顯像

管還含有蔭罩或蔭柵等部件。

1.電子槍

電子槍處于外殼尾部的細(xì)圓柱形管內(nèi)，它由陰極、柵級、第一陽極（加速極）、第二陽極

（高壓極）和第三陽極（聚焦極）五部分組成。

1）.陰極是旁熱式的，其外形是個圓桶，陰極表面涂有能發(fā)射電子的氧化物，陰極筒內(nèi)

裝有加熱燈絲。當(dāng)燈絲通電后，烤熱陰極表面氧化物，使之發(fā)射電子，發(fā)射電子的數(shù)目受柵

極的電壓控制。

2）.控制柵極（G）又稱調(diào)制極，套在陰極的外面，呈圓桶形。圓桶的頂端有一個直徑為

0.6?0.8mm的小圓孔供熱電子射出?？刂茤艠O離陰極很近，改變控制柵極和陰極的電壓就

可以控制電子束的強(qiáng)弱，從而達(dá)到控制顯像管亮度的目的。

CRT在陰極電壓一定時，柵極、陰極之間的電壓與陰極束電流關(guān)系曲線稱為調(diào)制曲線,

如圖2所示。滿足：

T

I?=K（Egk-EBko）

其中：K為比例系數(shù)，與電子槍有關(guān)；取。為截止柵壓；康為實際的柵偏壓；丫是表征

控制柵壓越負(fù)，束電流越??；控制柵壓負(fù)至一定值（以=%。）時，束電流為零，此時的柵

壓稱為截止柵偏壓（截止電壓），熒光屏因束電流等于零而無光；反之，控制柵的電壓逐漸提

高，束電流按指數(shù)曲線上升，熒光屏的亮度也隨之增加。由于Y的存在，造成亮度、灰度

等級變化失真，黑色壓縮，白色擴(kuò)張，如圖3所示。重現(xiàn)圖像時，進(jìn)行Y校正放大處理，

使發(fā)送和接收綜合特性成為線性。圖中靜態(tài)工作點的電壓由亮度調(diào)節(jié)電路提供。在電子束行、

場掃描逆程回掃期間，由于應(yīng)該使電子束流截止，此時柵負(fù)壓應(yīng)該低于截止電壓。

由截止電壓到電子束流為100?150uA的柵陰極電壓范圍，叫做最大調(diào)制量。顯像管的

最大調(diào)制量越小，所需的視頻信號峰峰值也越小?？梢?，最大調(diào)制量越小越好。值得注意的

是,最大調(diào)制量會隨著加速極電壓降低而減小，但是加速極電壓降低時,會使屏幕亮度下降。

3).加速極(A1)。加速極處于控制柵的前面，它也是一個頂部開有小孔的金屬圓桶。在

加速極上通常加有幾百伏的正電壓.它的作用是把電子從陰極表面拉出來，向熒光屏方向運

動，形成一束電子流，加速轟擊熒光屏。

4).高壓陽極(A2,A4)。高壓陽極分為兩部分，中間用金屬條相連，若將靠近加速極的

一極稱為第二陽極(A2),另一極則稱為第四陽極(A4)。第四陽極與管壁內(nèi)的石墨導(dǎo)電層用彈

性金屬片相連接，石墨導(dǎo)電層又與高壓電極相連接。高壓陽極上加有9?16kV電壓，由于陽

極高壓的電壓高，不宜在管角處引出，而是從玻璃錐體側(cè)面的電極引出。陽極高壓使電子加

速至極高的速度沖射到熒光屏上。

5).聚焦極(A3)。因為電子束流

橫截面積的大小確定了重現(xiàn)圖像的像

素的大小，而電子束流是由帶負(fù)電的

電子組成的，電子之間的相互排斥則

有自然散焦的趨勢。聚焦極的作用就

是將電子束流聚攏成很細(xì)的一束射向20-60V4OOV0-400V

熒光屏。聚焦極位于兩節(jié)高壓陽極之

間，它是一個直徑較大的金屬圓桶，

其上加有數(shù)百伏的可調(diào)電壓，調(diào)整此

電壓大小，就可以改變它與高壓陽極

之間非均勻分布的聚焦電場，使電子

束聚攏成一細(xì)束，熒光屏上呈現(xiàn)一細(xì)￡，使圖像最清晰。由于電子束的聚焦恰似光線經(jīng)光學(xué)

透鏡而聚焦，因此又常將電子聚焦系統(tǒng)稱為電子透鏡。

在電子槍中，由于各極電壓不同，共有三只電子透鏡，第一只是由陰極K、控制柵極G

第一陽極A1形成的，由于第一陽極電壓比陰極高得多，因此等位面穿過柵孔向陰極方向凸

出，把由陰極發(fā)出的電子在穿過柵極孔之后會聚成一點，但經(jīng)過這點之后又重新發(fā)散開了。

如圖4的左半部所示。

第二只透鏡是由第一陽極A1與第二陽極A2(即高壓電極的一半)所形成的，由于第二

陽極比第一陽極電壓高得多，所以其電場分布如圖4的右半部所示。這是一個會聚透鏡，在

電子槍中把它叫做預(yù)聚焦透鏡。它的作用是把離開第一透鏡的發(fā)散電子束，預(yù)聚到與管軸平

行的方向上來。這樣做既可以使顯像光點變小，又可以減少電子束在偏轉(zhuǎn)磁場中的直徑，從

而減少偏轉(zhuǎn)像差，使屏幕中心和邊緣聚焦比較一致。

第三只透鏡是聚焦電極A3和第四陽極A4所構(gòu)成的聚焦透鏡，是電子聚焦的主要透鏡。

其電場分布如圖5所示?

圖5：電子槍聚焦透鏡——第三電子透鏡（主聚焦透鏡）

圖6：電子聚焦過程

由圖可知，當(dāng)電子以很高的速度射入此聚焦透鏡時，首先受到會聚場的作用，但作用時

間很短，隨后進(jìn)入發(fā)散場，電子速度減慢下來，當(dāng)進(jìn)入到聚焦電極右側(cè)時，又受到會聚場作

用，此時電子速度最低，會聚作用最強(qiáng)，最后又以高速進(jìn)入發(fā)散場。因此總的看來，會聚作

用遠(yuǎn)大于發(fā)散作用，此透鏡是一會聚透鏡，又稱作聚焦透鏡。改變聚焦電極上的電壓可以調(diào)

節(jié)電子束的聚焦點，如圖6所示。聚焦電極的電位越低，聚集作用越強(qiáng)。

高壓陽極（第二、第三陽極）所加電壓最高，一般有9-16kV,不同顯像管所加的陽極高

壓不同，屏幕尺寸越大所加的陽極高壓越高。陽極高壓低于規(guī)定值時，電子速度較小，屏幕

的發(fā)光亮度下降，在同樣的偏轉(zhuǎn)磁場作用下，電子束的偏轉(zhuǎn)角將加大，從而圖像的尺寸將擴(kuò)

大。反之，當(dāng)陽極高壓偏高時，亮度提高，圖像尺寸縮小。

2.玻璃外殼

玻璃外殼包括管頸、玻璃錐體和屏面玻璃三個部分。

管頸是一個細(xì)長的玻璃管子，里面裝有電子槍。屏面玻璃內(nèi)表面沉積了一層熒光粉膜,

厚度約10um,通常稱為熒光屏，俗稱熒幕。在熒光膜上還蒸鍍了一層lum厚的鋁膜導(dǎo)電層。

電子束可穿過鋁膜，轟擊熒光屏發(fā)光。玻璃錐體把屏面玻璃和管頸連接起來，里面抽成高度

真空。錐體張開角的大小決定了電子束偏轉(zhuǎn)的最大角度。錐體的內(nèi)、外壁涂有石墨導(dǎo)電層,

內(nèi)壁石墨導(dǎo)電層與高壓陽極、熒光屏鋁膜相連，并在錐體側(cè)面安有一個金屬高壓插座以接高

壓，從而使錐體內(nèi)整個空間成為一個等位空間，高速電子一旦進(jìn)入此空間則勻速前進(jìn)到達(dá)熒

光屏。錐體外壁石墨導(dǎo)電層與電視機(jī)的地線相接以實現(xiàn)電屏蔽。內(nèi)、外導(dǎo)電層以錐體玻璃作

為介質(zhì)形成一個500-1000pF的電容，此電容正好作為陽極高壓整流器的濾波電容。

3.熒光屏

顯像管屏幕從正面看近似長方形，其寬、高比約4:3。國產(chǎn)黑白電視機(jī)習(xí)慣上以熒幕對

角線的長度尺寸作為分類標(biāo)準(zhǔn)。

電子槍產(chǎn)生電子射束，以很高的速度轟擊熒光屏，屏上的熒光粉受到電子轟擊后發(fā)光。

其發(fā)光強(qiáng)度主要決定于熒光粉的發(fā)光效率、電子轟擊熒光屏的速度以及電子束電流的強(qiáng)度。

電子束電流越大，熒光屏越亮；反之，熒光屏越暗。

熒光屏在電子轟擊下發(fā)光，停止轟擊后亮度并不立即消失，而是逐漸暗下來，熒光粉的

這種特性叫余輝特性。不同熒光粉余輝時間不同。電視顯像管屬于中短余輝，余輝時間1ms

左右。

熒光屏的熒光膜鍍了一層lum厚的鋁膜，鋁膜與內(nèi)石墨導(dǎo)電層相連。電子射束可穿過鋁

膜，轟擊熒光膜發(fā)光。光亮如鏡的鋁膜將光線反射向管外，增加了熒幕亮度，同時保護(hù)熒光

膜免受負(fù)離子的轟擊（因為離子的質(zhì)量大、速度慢，很難穿過鋁膜），防止產(chǎn)生離子斑。

4.偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)

偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是控制電子束作掃描運動的部件，主要由偏轉(zhuǎn)線圈和中心調(diào)節(jié)器組成。

1）偏轉(zhuǎn)線圈包括行偏轉(zhuǎn)線圈和場偏轉(zhuǎn)線圈，它們套在玻璃外殼的錐體與管頸的連接處。

在偏轉(zhuǎn)線圈中流過鋸齒波電流的時候，就形成線性變化的偏轉(zhuǎn)磁場，使顯像管電子槍發(fā)射的

電子束從左到右、自上而下地掃描，在屏幕上形成光柵。

（1）電磁偏轉(zhuǎn)基本原理

電子束的偏轉(zhuǎn)方式有兩種:靜電偏轉(zhuǎn)和電磁偏轉(zhuǎn)。由于電磁偏轉(zhuǎn)容易實現(xiàn)大角度的偏轉(zhuǎn)，

一般的顯示器都采用電磁偏轉(zhuǎn)。電磁偏轉(zhuǎn)的基本原理是，在偏轉(zhuǎn)線圈中流過電流時將產(chǎn)生磁

場，電子槍發(fā)射的電子束通過偏轉(zhuǎn)磁場時受到力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其受力的方向可由左手

定則來確定。電子束偏轉(zhuǎn)角度的大小與流過偏轉(zhuǎn)線圈中電流的大小成正比。為了使電子束在

熒光屏上做均勻的水平掃描運動，行偏轉(zhuǎn)線圈中的電流就必須是良好的鋸齒波電流，如圖7

所示。在點a時，偏轉(zhuǎn)電流為負(fù)的最大值，使電子束偏轉(zhuǎn)達(dá)到屏幕的左邊緣。由a到b,偏

轉(zhuǎn)電流由負(fù)的最大值逐漸減小為零，它產(chǎn)生的磁場也減小到零，電子束偏轉(zhuǎn)角度隨著減小而

回到屏幕的的中央。由b到c,偏轉(zhuǎn)電流逐漸增加到正的最大值，電子束從屏幕的中央向右

偏轉(zhuǎn)到右邊緣?？傊蒩經(jīng)b到c,偏轉(zhuǎn)電流線性增加，使電子束從屏幕左邊緣向右邊緣

偏轉(zhuǎn)，完成了行掃描的正程，時間約為52uS。由c經(jīng)d到e,偏轉(zhuǎn)電流又由正的最大值減小

為零至負(fù)的最大值，使電子束從右邊緣回到左邊緣，完成行掃描的逆程，時間約為12uS。

整個行掃描周期為64uS?

TH=THS+THR=52US+12uS=64uS

圖7:行掃描原理圖

如果將圖7所示的磁場方向轉(zhuǎn)一個90°角，電子束就上下偏轉(zhuǎn)進(jìn)行場掃描。因此，行、

場掃描的偏轉(zhuǎn)磁場是互相垂直的。要使電子束在熒光屏上均勻地做垂直掃描，則在場偏轉(zhuǎn)

線圈中也應(yīng)該流過鋸齒波電流，不過它的周期是20mS,其中逆程約占1.6mS,如圖8所示。

TV=TVS+TVR=18.4mS+l.6mS=20mS

圖8:場掃描原理圖

電子束行、場掃描的結(jié)果，在熒光屏上形成光柵。行、場偏轉(zhuǎn)線圈中鋸齒波電流分別是

由行、場掃描電路提供，行、場偏轉(zhuǎn)電流必須是線性良好，幅度足夠，而且經(jīng)行、場同步信

號同步的鋸齒波電流。

(2)偏轉(zhuǎn)線圈的結(jié)構(gòu)

偏轉(zhuǎn)線圈主要由磁環(huán)和行、場兩組線圈組成。

行偏轉(zhuǎn)線圈分成兩部分，放在顯示器管頸接近圓錐體部分。行偏轉(zhuǎn)線圈平面是水平放

置的，它產(chǎn)生的磁場是垂直方向的，因此使電子束做水平方向的偏轉(zhuǎn)。

場偏轉(zhuǎn)線圈是繞在磁環(huán)上的，在線圈中流過電流時形成磁場的情況如圖9所示，它形成

的磁場是水平方向的，因此使電子束作垂直方向的偏轉(zhuǎn)。行、場偏轉(zhuǎn)線圈組裝在一起套到顯

示器管頸上。

電流方向行偏轉(zhuǎn)線圈

圖9:場偏轉(zhuǎn)線圈形成的磁場及其組成

對偏轉(zhuǎn)線圈的主要要求是偏轉(zhuǎn)效率高及使光兒何失真小。偏轉(zhuǎn)效率高是指只要較小的偏

轉(zhuǎn)功率就可以達(dá)到滿幅光柵。幾何失真分枕形失真、桶形失真、平行四邊形失真和梯形失真

等。圖10說明了枕形失真及桶形失真的原因。因為電子束偏轉(zhuǎn)方向與磁場方向是垂直的，

如果磁場方向不規(guī)則，不均勻，那么光柵就會變形。例如磁力線中間疏邊緣密，電子束在中

間時偏轉(zhuǎn)小，兩邊偏轉(zhuǎn)大，就形成枕形失真；如磁力線中間密，兩邊疏，則電子束在中間偏

轉(zhuǎn)大，兩邊偏轉(zhuǎn)小，形成桶形失真。如果偏轉(zhuǎn)線圈太靠后了而沒有緊貼到圓錐部分上，邊緣

部分電子束被玻璃殼圓錐部分擋住，那就可能出現(xiàn)熒光屏四角有暗角的情況。

圖10：桶形失真和枕形失真

3）中心調(diào)節(jié)器

中心調(diào)節(jié)器一般放在顯像管偏轉(zhuǎn)線圈后面，它由兩片充有磁性的鐵鉆機(jī)薄圓片組成，如

圖11所示。中心調(diào)節(jié)器的作用是產(chǎn)生一個附加磁場，使電子束發(fā)生固定偏移，用來校正光

柵中心和屏幕中心的不一致，當(dāng)改變兩片圓片磁性之間的夾角或改變磁性所在位置時，可改

變附加磁場的強(qiáng)弱和方向，使整個光柵中心在一定范圍內(nèi)上下、左右移動，直至光柵中心和

屏幕中心重合。

合成磁場為零合成磁場向下.光柵向右移合成磁場向下（最大），光柵向右移

（⑴（＜,）⑴

合成磁場向上,光柵向左移合成磁場向左，光柵向下移合成磁場向右,光柵向上移

圖11：中心調(diào)節(jié)器

顯示器的光性能參數(shù)包括光點聚焦、亮度、分辨率等。

1.聚焦光點大小

因為光點直徑?jīng)Q定像素的大小，所以光點直徑越小越好，一般要求直徑略小于0.2mm。

2.最大亮度

一般為ISOcd/nA并且要求熒光屏各部分的亮度均勻。亮度應(yīng)滿足白天室內(nèi)觀看的需要，

并且要求對比度大，灰度等級不小于七級。

3.分辨率

指分辨圖像細(xì)節(jié)的能力。通常以能分辨清楚的線數(shù)多少來表示，能分辨清楚的線數(shù)越多

越好。沿著垂直方向的分辨能力稱為垂直分辨率，對于625行的隔行掃描來說，由于在有

50行的場回掃期間不傳送圖像，有效行數(shù)僅575行。因此，在電子束聚焦良好的條件下，

垂直分辨率最多也只能是575錢。沿著水平方向的分辨能力稱為水平分辨率，影響水平分辨

率的因素很多。水平分辨率在屏幕中心部分一般為550?600線，四角及邊緣部分的分辨率

會差一些，一般為450?500線。分辨率越高，圖像越清晰。圖像的清晰度也體現(xiàn)在顯像管

重顯圖像能分清的最高線數(shù)，它是由多方面因素決定的一個重要指標(biāo)。

另外，對顯示器發(fā)光的色調(diào)等也有要求，例如黑白顯示器一般要求光柵為自然光色調(diào)。

五、實驗內(nèi)容

電子槍及電子透鏡的工作原理和控制方法以及陰極射線顯像管相關(guān)特性參數(shù)的測量方法;

六、實驗方法與步驟

1.將CRT實驗?zāi)K置于光學(xué)平臺之上，將光電二極管（Si-PD）正對顯像管屏幕固定，要

求Si-PD受光面距離顯像管屏幕30mm左右。CCD也固定于光學(xué)平臺之上，蓋上鏡頭蓋。

2.按以下要求連接線路：

a）將CCD視頻輸出連接至CRT視頻輸入（VIDEO）；

b）將CRT陰極電壓輸入（K）連接至主機(jī)高壓信號源輸出（PSG）；

c）將CRT陰極電流輸出（IK）連接至主機(jī)光電信號檢測器輸入（PD.IN）；

d）將CRT電源輸入（+12V、GND）分別連接至主機(jī)直流電源輸出（DCS,GND）；

3.接通CCD電源，打開主機(jī)電源，按以下要求設(shè)置參數(shù)：

a.設(shè)置PSG工作模式為高壓電源模式（HVS）；

b.設(shè)置PD工作模式為直流電流計模式（ADC）,量程（RTO）切換至1mA；

c.由17V開始增加陰極電壓仇，每隔IV測一個點，直至45V結(jié)束，記錄各電壓下的

陰極電流I束（忽略符號），作I束?E小曲線，即CRT調(diào)制特性曲線，求截止柵偏壓

和最大調(diào)制量（對應(yīng)I求為0?lOOuA）。

4.將主機(jī)信號檢測器輸入（PD.IN）改接至Si-PD電流輸出，PD量程（RTO）切換至lOOuA,

由45V開始降低陰極電壓E.k,每隔IV測一個點，直至17V結(jié)束，記錄各電壓下的屏幕

亮度Ip,作Ip?渡曲線。

5.將主機(jī)高壓信號源輸出（PSG）改接至CRT聚焦極電壓輸入（A3）,聚焦極電壓先調(diào)至

0V；取下CCD鏡頭蓋，調(diào)整鏡頭光圈并對焦，使在CRT屏幕上的圖像最為清晰；由0V

開始增加聚焦極電壓，至200V結(jié)束，觀察CRT分辨率的變化。

六、實驗要求

3.實驗報告具體要求與寫實驗報告規(guī)范格式

4.實驗考核評價要求

七、場地、設(shè)備與器材

《顯示技術(shù)》課程實驗項目3

一、實驗項目名稱及實驗項目編號

液晶顯示器的電光特性曲線測量，3

二、課程名稱及課程編號

顯示技術(shù)，055518

三、實驗?zāi)康?/p>

1、了解液晶顯示技術(shù)的物理基礎(chǔ)和相關(guān)特性

2、掌握液晶顯示器件特性參數(shù)的測量方法

四、實驗原理

通常固體加熱或濃度減少后可以變成透明液體，其組成原子或分子由整齊的有序排列轉(zhuǎn)

變?yōu)闊o序排列。同樣物體隨著溫度降低或濃度的增加，可以從液體向固體轉(zhuǎn)變，由無序排列

轉(zhuǎn)變?yōu)檎R的有規(guī)則的排列。

有些有機(jī)材料卻不是直接從固體變液體，或者液體變固體，而是先經(jīng)過一個中間狀態(tài),

這種中間狀態(tài)的外觀是流動性的混濁液體，但其分子組成單元卻轉(zhuǎn)變?yōu)檎R、有規(guī)則的排列：

每個組成單元都處在一定的位置，規(guī)則地排列。這種能在某個溫度范圍內(nèi)兼有液體和晶體二

者特性的物質(zhì)稱為液晶，它是不同于通常固體、液體和氣體的一種新的物質(zhì)狀態(tài)。

物質(zhì)中基本組成單元非球形結(jié)構(gòu)的很多，從形狀上來看，有棒形、盤形等：從結(jié)構(gòu)上看

是復(fù)合結(jié)構(gòu)，而它們都具有介于嚴(yán)格的液體與嚴(yán)格的晶體之間的中介相，即液晶。顯示技術(shù)

應(yīng)用最廣的是由簡單的桿形有機(jī)分子（即剛性棒狀分子）為組成單元的液晶。

液晶由奧地利植物學(xué)家萊尼次爾（F.Reinitzer）于1988年發(fā)現(xiàn)。他在測定有機(jī)物的熔點

時，驚奇地發(fā)現(xiàn)某些有機(jī)物（膽幽靜的苯甲酸脂和醋酸脂）溶化后會經(jīng)歷一個不透明的呈白色

渾濁液體狀態(tài)，并發(fā)出多彩而美麗的珍珠光澤，只有在繼續(xù)加熱到某一溫度才會變成透明清

亮的液體；第二年，德國的物理學(xué)家萊曼（0.Lehmann）使用由他親自設(shè)計、在當(dāng)時最新式的

附有加熱裝置的偏光顯微鏡對這些脂類化合物進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)這類白色渾濁的液體在外觀

上雖然屬于液體，但卻顯示出光學(xué)中各向異性晶體特有的雙折射特性。萊曼將其命名為“液

體晶體”，這就是液晶名稱的由來。

液晶物質(zhì)基本上都是有機(jī)化合物，從其成分和物理條件上可分為熱致液晶和溶致液晶。

后者主要在生物系統(tǒng)中大量存在，采用溶劑破壞結(jié)晶晶格，而熱致液晶是加熱破壞結(jié)晶品格

而形成的，主要用于顯示液晶材料。

液晶一方面具有像液體一樣的流動性和連續(xù)性，另一方面又具有像晶體一樣的各向異性

（在晶格結(jié)點上作有規(guī)則的排列，即三維有序），這種液體和晶體之間的中間物質(zhì)是一種有序

的流體。各類液晶具有不同的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，液晶分子排列沒有晶體結(jié)構(gòu)那樣牢固，容易受到

電場、磁場、溫度等外部因素影響，使其各種光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化。液晶的這種作用微弱的分

子排列正是液晶能開拓廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵條件。

液晶是單軸晶體。單軸晶體是只有一個光軸的晶體，三個互相垂直的主軸x、y、z沿三

個主軸方向的介電常數(shù)￡x、ez有e?=￡華￡”折射率廿11，=止,片八。在單晶中，z

軸方向稱為光軸方向，。光和e光都是線偏振光，其振動方向互相垂直。由此，液晶具有特

別有用的光學(xué)特性。

1）能使入射光的前進(jìn)方向向液晶分子長軸即指向矢量n的方向偏轉(zhuǎn)

入射光線

（a）均勻介質(zhì)（b）液晶（＜,）液晶（d）液晶

俵示垂直干紙面的偏振光一表示與紙面平行的偏振光g表示液晶分子

圖1：射入液晶的光線的前進(jìn)方向

2）能改變?nèi)肷涔獾钠駹顟B(tài)（線偏振、圓偏振、橢圓偏振）或偏振方向

3）能使入射偏振光相應(yīng)于左旋光或右旋光進(jìn)行反射或者投射。

圖1為射入液晶的光線的前進(jìn)方向的變化圖，其中圖（a）、（b）為光線垂直地入射兩個均

勻的各向同性介質(zhì)界面，即使折射率不同光仍然照直前進(jìn)。而對圖（c）、（d）而言就要考慮到

液晶是各向異性物質(zhì)，而且還要考慮到液晶的分子軸和入射光線不同的方向，它可分解為垂

直于紙面的偏振光。偏振光分為兩部分，一部分的偏振平行分子長軸，另一部分垂直于分子

長軸。平行于分子軸和垂直于分子軸方向的速度只是由V〃=C〃/n」，VLj/n〃所決定，這兩

部分光的矢量都與液晶分子長軸垂直，V〃=VQ光線照直前進(jìn)，光不發(fā)生折射，即是單軸晶

體中的尋常光。光。

另一方面，可把入射光的偏振面與紙平面平行光線分成兩個部分傳播,其一部分偏振面

平行于分子長軸，另一部分偏振面垂直于分子長軸；此時，

V〃=C〃/ru=Ccos9/n±V_L=Cj_/n〃=Csin。/n〃

由于n〃>ru,所以V〃>V」。所以光速合成方向與液晶長軸夾角變小，光線方向向液晶分

子長軸方向靠攏，這束光即是單軸晶體中的非尋常光e光。綜上所述，一入射光既可產(chǎn)生尋

常光，也可產(chǎn)生非尋常光，這就說明液晶體中發(fā)生了雙折射，對液晶而言分子長軸就是光軸。

液晶之所以作為顯示材料有兩大特性：

①可使入射光偏向分子軸方向

②可使入射光的偏振方向發(fā)生改變。

液晶顯示器基本結(jié)構(gòu)

兩塊導(dǎo)電玻璃夾持一個液晶層，封接成一個扁平盒，是液晶顯示器的基本結(jié)構(gòu)。不同類

型的液晶顯示器件的部分部件可能會有不同，有的不要偏光片，如TN型。如圖2,將兩片

己光刻好的透明導(dǎo)電電極圖案的平板玻璃相對放置在一起，間距約為7um。四周用環(huán)氧樹脂

密封制接一個扁平的玻璃盒。但在一個側(cè)面封接邊上留下一個開口，通過抽真空將液晶注入,

然后將此用膠封住，再在前后導(dǎo)電玻璃外側(cè)正交地貼上偏振片即構(gòu)成一個液晶顯示器。

向

取

層

片

光

液晶層偏

璃

玻

電

極

框

封

過渡電極接

玻

璃

偏

光

電極片

反射片

圖2：TN型液晶顯示器結(jié)構(gòu)圖

由于玻璃盒內(nèi)側(cè)的定向?qū)幼饔茫瑠A在中間的液晶分子長軸沿玻璃面并行，并在兩片玻璃

基片之間連續(xù)扭曲90。，這種TN型排列盒的扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于可見光波長。因偏光片有一個固

定的偏光軸，偏光片的作用是只允許振動方向與其偏光軸方向相同的光通過，而振動方向與

偏光軸垂直的光被其吸收，當(dāng)光源射來的光經(jīng)過偏振片，變成垂直線偏振光射入液晶盒內(nèi)的

過程中，就被液晶分子旋轉(zhuǎn)了90°,呈水平線偏振光，再由水平光軸的檢偏器（偏光片）射

出，經(jīng)反射片反射，按原光路折回射出，呈亮視場。這樣光通過檢偏器的量的大小，取決于

線偏振光經(jīng)過液晶盒后的偏振狀態(tài)，從而控制最后透過檢偏器的光狀態(tài)來實現(xiàn)顯示。如圖3

所示。

（a）不通電時光透過（b）通電時光不透過

圖3：TN型器件分子排布與透過光示意

然而一旦對90°扭曲排列的液晶盒施加電壓（電場），液晶分子的長軸就開始向電場方

向傾斜（是極性分子）。當(dāng)外在電壓達(dá)到一定值（21k）時，分子會沿著電場方向重新排列，從

而導(dǎo)致90。旋光性消失，因而垂直偏振光無法透過水平光軸的光檢偏振片，也就不能被反

射，所以形成暗視場，這就是電光效應(yīng)。

無外加電壓時，將TN液晶盒置于兩塊平行偏光片之間時，光線不能通過；而置于兩塊

垂直的偏光片之間時，光線就能通過。

有外加電壓時，TN液晶盒在兩平行偏光片之間時光線能通過：而在兩塊垂直的偏光片

之間時，光線不能通過，與不施加電場的情況完全相反。

對于白底黑字型的液晶顯示器，上下偏光片是正交放置的，即偏光軸相互垂直，入射自

然光經(jīng)上偏光片后，變成平面偏振光。在液晶未施加電場時，偏振光將順著分子的扭曲結(jié)構(gòu)

扭轉(zhuǎn)90°,振動的方向變成和檢偏器（下偏光片）的偏光軸一致，因此可順利通過檢偏器呈

亮視場，處于非顯示態(tài)。當(dāng)施加電場時（即加電壓到有關(guān)電極時），由于偏振方向與檢偏器方

向（光軸）垂直，該液晶盒分子扭曲結(jié)構(gòu)消失，喪失了旋光能力，偏振光無法透過檢偏器，呈

現(xiàn)出暗視場，處于顯示態(tài)。而當(dāng)電場撤除以后，液晶分子受取向?qū)颖砻妫ǘㄏ驅(qū)樱┑淖饔?，?/p>

復(fù)原來的扭曲狀態(tài)（排列），顯示器又變得透明。若采用適當(dāng)?shù)囊壕Ш秃线m的電壓，也可顯示

中間色調(diào)，即在“全亮”與“全暗”之間產(chǎn)生連續(xù)變化的灰度級。這就是液晶的電光效應(yīng)。

液晶的電光效應(yīng)是指液晶在外電場下的分子排列狀態(tài)發(fā)生變化，從而引起液晶盒的光學(xué)

性質(zhì)隨之變化的一種電的光調(diào)制現(xiàn)象。因為液晶具有介電各向異性和電導(dǎo)各向異性，因此外

加電場能使液晶分子發(fā)生變化進(jìn)行光調(diào)制；同時由于雙折射特性，可以顯示旋光性、光干涉、

光散射等特殊的光學(xué)性質(zhì)。

液晶在電場（即外加電壓）的作用下將引起投射光強(qiáng)度的變化，其電光特性曲線如圖4

所示?

正型電光曲線負(fù)型電光曲線

圖4-a：常白型液晶顯示器件的電光曲線圖4-b：常黑型液晶顯示器件的電光曲線

如果選擇在液晶盒兩畫放置互相正交的偏振片，在不加外加電壓時，投射光強(qiáng)度最大,

隨外加電壓的增加，它的投射光強(qiáng)度開始減弱，當(dāng)外加電壓達(dá)到一定值兒時，投射光強(qiáng)度

下降速率陡增（加快）；而達(dá)到Us值時，可近似認(rèn)為投射光強(qiáng)度最小（10%）,即扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)消

失，喪失旋光能力，如圖4-a所示。如果選擇在液晶盒兩面放置平行偏光片，在未加外加電

壓時，或外加電壓的值小于一定值（Uu,）,投射光強(qiáng)度幾乎不發(fā)生變化（很?。欢?dāng)外加電

壓超過一定值⑴?。r，投射光強(qiáng)度開始逐漸增大（變化較快）；而當(dāng)外加電壓增大到一定數(shù)

值（UJ后，投射光強(qiáng)度達(dá)到最大值以后，投射光的強(qiáng)度不隨外加電壓變化，如圖4-b所示。

引起投射光強(qiáng)度明顯變化的起始電壓稱為閥值電壓（心），正型電光曲線90%,負(fù)型電

光曲線10%,標(biāo)志了液晶電光效應(yīng)可觀察透視光強(qiáng)度變化（±10%）驅(qū)動電壓的有效值。它

的值越小，則顯示器的工作電壓越低。TN型一般為2V左右，動態(tài)散射型（DS型）為7V左右。

液晶顯示器亮度變化達(dá)到最大變化量的90%時驅(qū)動電壓的有效值稱為飽和電壓Us,標(biāo)

志著顯示器得到最大或最小對比度的外加驅(qū)動電壓有效值，Us小易獲得良好的顯示效果，功

耗低。

液晶顯示器是被動發(fā)光型器件，不能用亮度去標(biāo)定顯示效果，只能用對比度。

對比度Cr=Tmax最大投射光強(qiáng)度/Tmin最小投射光強(qiáng)度

?f>C）

圖5：對比度和視覺的關(guān)系

通常用陡度。來描述電光曲線的變化斜率（坡度）：

B=Us/Uth

B表示閥值和飽和電壓的比值，B值愈小，Us和Uu,愈近；B值愈大，Us和U“愈遠(yuǎn)。一

般TN液晶顯示器：B=1.4?1.6。

電光曲線中,透射光強(qiáng)度從10%到90%之間所需時間（負(fù)型電光曲線）稱為上升時間Tr,

對正型電光曲線，則為下降時間Td。

五、實驗內(nèi)容

液晶顯示器的電光特性

六、實驗方法與步驟

1.按圖6放置并固定各光學(xué)器件，各器件通光孔等高同軸。

2.按以下要求連接線路：

a)將635nm半導(dǎo)體激光器控制端口連接至主機(jī)半導(dǎo)體激光控制器輸出(LD1)；

b)將TN液晶盒驅(qū)動電壓輸入連接至主機(jī)函數(shù)信號發(fā)生器輸出(SIG);

c)將Si光電二極管電流輸出連接至主機(jī)光電信號檢測器輸入(PD)。

3.打開主機(jī)電源，按以下要求設(shè)置參數(shù)：

a.設(shè)置LDC工作模式(LDCMOD)為恒流模式(ACC),調(diào)節(jié)LDC驅(qū)動電流(Ic)至20.0mA0

b.設(shè)置SIG工作模式為方波輸出(SQU),輸出信號頻率Fs調(diào)至32Hz,輸出信號幅度

Vs調(diào)至0V),

c.設(shè)置OPM工作模式為直流電流計模式(PD/mA),量程(RTO)切換至1M；

4.暫時移開液晶盒，微調(diào)各器件位置，使激光光束照射到Si-PD受光面的中心。將起偏

器光軸調(diào)至與水平面成45°夾角。觀察PD輸出，將檢偏器光軸調(diào)至與起偏器平行。將液晶

盒重新固定到位。

5.由0V開始增加液晶盒驅(qū)動電壓UTN,每隔0.2V測一個點，直至5V結(jié)束，記錄各電壓

下的探測器電流數(shù)據(jù)歸一化后作T?U曲線，即LCD電光特性曲線，求閾值電壓、飽和

電壓、最大對比度。

七、實驗要求

1.實驗報告具體要求與寫實驗報告規(guī)范格式

2.實驗考核評價要求

八、場地、設(shè)備與器材

圖6：LCD電光特性曲線測量實驗裝置

《顯示技術(shù)》課程實驗項目4

7\\實驗項目名稱及實驗項目編號

液晶顯示器的驅(qū)動，4

七、課程名稱及課程編號

顯示技術(shù)，055518

八、實驗?zāi)康?/p>

1、熟悉筆段型LCD的靜態(tài)驅(qū)動技術(shù)

2、掌握使用AT89C51單片機(jī)驅(qū)動3又1/2位LCD軟硬件的實現(xiàn)方法

3、測量筆段型LCD的驅(qū)動波形信號

九、實驗原理

靜態(tài)驅(qū)動法是獲得最佳顯示質(zhì)量的最基本的方法。它適用于筆段型液晶顯示器件的驅(qū)動。

圖1(a)示出此類液晶顯示器件的電極結(jié)構(gòu)，當(dāng)多位數(shù)字組合時，各位的背電極BP是連接在

一起的。靜態(tài)驅(qū)動法的電路實現(xiàn)見圖1(b)。振蕩器的脈沖信號經(jīng)分頻后直接施加在液晶顯

示器件的背電極BP上，而段電極的脈沖信號是由顯示選擇信號A與時序脈沖通過邏輯異或

合成產(chǎn)生，異或邏輯的真值表如表1所示。

表1-1-異或門真值表?

A端.BP.SEG-1顯示

狀態(tài)“

0+，非顯示。

1，

b顯示屋

0<

圖1寶段型LCD的靜態(tài)疆動技術(shù)

當(dāng)某位像素被顯示選擇時，A=l,該像素上段電極和背電極脈沖電壓相位相差180o,在

像素上產(chǎn)生2V的電壓脈沖序列，使該像素呈現(xiàn)顯示特性，當(dāng)某位像素為非顯示選擇時,A=0,

該像素上兩電極的脈沖電壓相位相等，在顯示像素上合成電壓脈沖為0V,從而實現(xiàn)顯示的

效果。這就是靜態(tài)驅(qū)動法，驅(qū)動波形見圖1(c)。為了提高顯示的對比度，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整脈沖

的電壓即可。

用MPU直接與液晶顯示器件連接，然后通過軟件編程實現(xiàn)對液晶顯示器件的驅(qū)動，這是實現(xiàn)

液晶顯示器件驅(qū)動的一種方法。圖2就是用AT89c51單片機(jī)的Pl、P2、P3三個并行口聯(lián)合

驅(qū)動31/2位液晶顯示器件的電路，使用晶振為12MHz。

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