CRT、LCD、PDP三种显示器件的工作原理及特点分析

CRT、LCD、PDP三种显示器件的工作原理及特点分析摘要显示器又称监视器，是将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的一种工具。是完成电光转换并将各像素综合成为图像的作用最终把接受到的电视信号在荧光屏上重现出来。它的应用也非常广泛，大到卫星监测、小至看视频，可以说在现代社会里，它的身影无处不在，其结构一般为圆型底座加机身，随着彩显技术的不断发展，现在出现了一些其他形状的显示器，而且越来越明细，而且它们经历了从黑白到彩色，从球面到柱面再到平面直角，直至纯平的发展。在这段加速度前进的历程中，显示器的视觉效果在不断得到提高，色彩、分辨率、画质、带宽和刷新率等各项指标均有大幅度的提升。目前广泛应用的电视显示器主要分以下几种：CRT（阴极射线管）显示器、LCD（液晶）显示器、PDP（等离子）显示器、LED（发光二极管）显示器等新型的平板显示器。本文重点分析了CRT、LCD、PDP显示原理和特点，也对它们的基本构造做了相应的介绍。关键词：CRT，LCD，PDP，特性分析目录1概论..........................................................................................................................12阴极射线管（CRT）显示器....................................................................................12.1CRT显像管的基本结构.............................................................................22.2CRT的工作原理.........................................................................................42.3CRT的特性.................................................................................................52.4CRT显示器优缺点…..................................................................................63液晶（LCD）显示器................................................................................................73.1LCD的物理特性.........................................................................................73.2LCD工作原理.............................................................................................83.3LCD显示器优缺点.....................................................................................84等离子（PDP）显示器.............................................................................................84.1PDP的基本结构.........................................................................................94.2PDP的工作原理..........................................................................................94.3PDP显示器优缺点....................................................................................10总结..........................................................................................................................11致谢..........................................................................................................................12参考文献...................................................................................................................131概论液晶显示器，或称LCD（LiquidCrystalDisplay），为平面超薄的显示设备，它由一定数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗很低，因此倍受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。它的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。CRT显示器是一种使用阴极射线管（CathodeRayTube）的显示器，阴极射线管主要有五部分组成：电子枪（ElectronGun），偏转线圈（Deflectioncoils），荫罩(Shadowmask)，高压石墨电极和荧光粉涂层(Phosphor)及玻璃外壳。它是目前应用最广泛的显示器之一，CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超过的优点，而且现在的CRT显示器价格要比LCD显示器便宜不少。阴极射线显像管显示器(CRT)过去使用情境偏重于文字处理，显示器的亮度如果过大，在高解析度下，字体往往会发虚，然而随着显示器在网络及多媒体上的普及应用，单一亮度的使用情境，已经无法满足消费者的需求。显示器必须满足电脑及其他数字产品所提供的各项功能输出。显示器的发展已经由参数竞争延伸到功能的竞争，感官娱乐享受的体验需求逐步引导市场。等离子显示器（PDP)从上世纪90年代开始进入商业化生产以来，其性能指标、良品率等不断提高，而价格却不断下降。特别是2005年以来，其性价比进一步提高，从前期以商用为主转变成以家用为主。其特点是厚度极薄，分辨率佳。从工作原理上讲，等离子体技术同其它显示方式相比存在明显的差别，在结构和组成方面领先一步。其工作原理类似普通日光灯和电视彩色图像，由各个独立的荧光粉像素发光组合而成，因此图像鲜艳、明亮、干净而清晰。2阴极射线管（CRT）显示器CRT显示器是一种使用阴极射线管（CathodeRayTube）的显示器，在大约2005年以前，电脑基本上都是使用这种显示器。阴极射线管主要有五部分组成：电子枪（ElectronGun），偏转线圈（Deflectioncoils），荫罩(Shadowmask)，荧光粉层(Phosphor)及玻璃外壳。它是目前应用最广泛的显示器之一，CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超过的优点，最重要的是在CRT和LCD共存的年代，CRT显示器价格要比LCD显示器便宜不少。2.1CRT显像管的基本结构显像管是将电信号转化为光信号的器件，它能实时地将计算机工作情况和结果以光的形式显示在荧光屏上，具有监视和显示的作用，国外通常叫监视器（即PC、信号、信号处理、电路、控制、场扫描形成电路、行扫描形成电路、视放处、理回路、R、PC、G、B、供电、回路、市电、90-260V、阴极射线管CRT）。国内通常叫显示器。显像管由玻璃制成，它由电子枪、玻壳、荧光屏和管脚四部分组成。下面分别加以叙述。图1CRT显像管结构图A、电子枪电子枪由灯丝、阴极、栅极、加速极、聚焦极和阳极组成。显示器的中心处就是电子枪，位于CRT的最底端，是显像管中极为重要的组成部分。从本质上讲，电子枪不过是体积更大、功率更大的二极管。电子枪电子束的发射、调制、加速、聚焦均由电子枪来承担。所以，电子枪是显像管的心脏。显示管用电子枪属于弱流电子枪，由圆筒、圆帽和原片等旋转对称的金属电极同轴排列、装配和固定而成，一般分双电位电子枪(BPF)和单电位电子枪(UPF)。B、玻壳显像管的屏玻璃、锥体和管颈组成，里面抽成真空。锥体部分内、外壁均涂了一层石墨导电层，内壁涂层接阳极，外壁用弹簧接上金属屏蔽导线接显示器地线（底板），两导电层之间构成数百微法拉的大电容，作为阳极高压过滤之用。玻璃外壳包括管颈、管锥体和屏面玻璃三部分。在里面抽成真空的显像管玻璃外壳管锥体部分的内外壁上分别涂有石墨导电层，内壁涂层接阳极外壁，用弹簧接上金属屏蔽，导线接显示器地线底板，两导电层之间从而形成一个以玻璃为介质、以内外壁石墨层为两个极片的电容器(电容量约为600—1200pF)。这个电容器可作为第二、四高压阳极的滤波电容，因而在高压供电电路中不必另接高压滤波电容。在管锥体部分装有高压嘴，它与显像管的内部高压阳极相连，作为高压供电端。内壁石墨层与高压阳极相连，形成一个等电位空间，以保证电子束流进入管锥体空间后能高速径直地飞向荧光屏，不会产生杂乱的偏离或散焦。C、荧光屏荧光屏是实现显像管电光转换的关键部位之一，要求发光亮度和发光效率足够高，发光光谱适合人眼观察，图像分辨率高、传递效果好，余辉时间适当，机械、化学、热稳定性好，寿命长。荧光屏由屏面玻璃、涂覆在玻壳内表面的荧光粉层和叠于荧光粉层上面的铝膜共同组成。为了减少光晕和光反射影响对比度的下降，显像管的管面采用烟灰色玻璃。显像管荧光屏玻璃内壁涂一层荧光膜，受电子轰击而发光。显像管的发光颜色与荧光粉颜色有关，黑白显像管的荧光粉一般用发黄光和发蓝光的两种荧光粉按一定比例混合制成；彩色荧光屏根据三基色原理则需要涂敷红绿蓝三种颜色的荧光粉。在荧光粉层表面蒸度一层0.1—0.5μm的铝膜，并使之与电子枪的阳极相连，电子束很容易通过，可以提高图像显示性能：加大了荧光粉的发射效率和荧光屏的亮度，还可遮挡后面的杂散光，增强了对比度。荧光粉受电子轰击后受激而发光，在电子束停止轰击后，其光亮的建立和衰减有一过程，通常把电子束停止轰击后光亮并非立即消失的现象称为荧光粉的余辉特性。考虑到重现图像的连续性，显像管的荧光粉应采用中短余辉荧光粉，即余辉时间=5—20ms。屏幕的亮度取决于荧光粉的发光效率、余辉时间及电子束轰击的功率。另外，荧光屏发光亮度还和阳极高压有关，当阳极高压大于熄点电压后，荧光屏发光亮度随阳极高压增加而呈指数增大，所以提高阳极电压是提高亮度的有效方法之一。2.2CRT的工作原理CRT(阴极射线管)显示器的核心部件是CRT显像管，其工作原理和我们家中电视机的显像管基本一样，我们可以把它看作是一个图像更加精细的电视机。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。经典的CRT显像管使用电子枪发射高速电子，经过垂直和水平的偏转线圈控制高速电子的偏转角度，最后高速电子击打屏幕上的磷光物质使其发光，通过电压来调节电子束的功率，就会在屏幕上形成明暗不同的光点形成各种图案和文字。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