CRT、LCD、PDP、OLED三种显示器件的工作原理及特点分析

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1、CRT、LCD、PDP、OLED 三种显示 器件的工作原理及特点分析CRT、LCD、PDP、OLED三种显示器件的工作原理及特点分析摘要显示器应该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显示工具。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

2、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、OLED （发光二极管面光 源）显示器等新型的平板显示器。本设计主要分析了 CRT、LCD、PDP、OLED显示原理和特点，优缺点，和介 绍了主要的生产厂家以及未来的发展趋势。关键词：CRT LCD PDP OLED显示原理目录CRT是一种使用阴极射线管的显示器,曾是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

3、应时间极短等 LCD显示器难以超越的优点，而且现 在的CRT显示器价格要比LCD显示器便宜不少。LCD液晶显示器是，LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶 体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水 晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。比CRT 要好的多，但是价钱较其 贵。现在LCD已经替代CRT成为主流，价格也已经下降了很多，并已充分的普 及。PDP等离子显示板，是一种利用气体放电的显示技术，其工作原理与日光灯 很相似。它采用等离子管作为发光元件，屏幕上每一个等离子管对应一个像素, 屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，四周经气密性封接形成一个个放电 空

4、间。放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质。在两块玻璃基板 的内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作激励电极。当向电极上加入电压，放电 空间内混合气体便发生等离子体放电现象。气体等离子体放电产生紫外线，紫 外线激发荧光屏，荧光屏发射出可见光，显现出图像。第一章 LCD /PDP /OLED/CRT 的类型1. 1 LCD （液晶显示器）的类型LCD是一种靠液晶态物质的液晶分子排列状态在电场中改变而调制外界光 的平板显示器。根据目前实际产业化现状，LCD主要可划分为TN （扭曲向列型）、 STN （超扭曲向列型）、a - Si TFT （非晶硅薄膜晶体管型）、LTPS TFT（低温 多晶硅薄膜

5、晶体管型）、TFD （薄膜二极管型）等。LCD的特点是非主动发光、高 清晰、省电、低压驱动、高亮度,但响应时间和宽视角仍在进一步完善之中。它 的适用尺寸主要有：33 mm38 mm （笔记本电脑）、38 mm46 mm （桌面显示 器）、53 mm107 mm （电视机）、3. 3 mm56 mm （手机）等。1. 2 PDP （等离子体显示器）的类型PDP是指所有利用气体放电而发光的平板显示器的总称。PDP按工作方式的 不同主要可分为电极用覆盖介质层与气体相隔离的交流型（AC - PDP）和电极与 气体直接接触的直流型（DC - PDP）两大类。AC - PDP与DC - PDP在结构上最大

6、 不同之处是在电极表面覆盖有介质层，由于AC - PDP具有结构简单、亮度和光效 高的优点，因此世界上各PDP制造公司绝大多数采用AC - PDP结构。PDP的特点是 主动发光、宽视角、响应速度快、大屏幕、高亮度、但耗电和生产成本稍高。 它的适用尺寸大致在81 mm152 mm （大屏幕电视机）。1. 3 OLED （有机电致 发光显示器）的类型OLED即有机电致发光显示，又称有机发光二极管显示或有机 发光显示,其原理是通过正负载流子注入有机半导体薄膜后复合产生发光。它根 据材料的不同，分为小分子器件和高分子器件。高分子器件又称PLED。根据驱动 方式的不同，可分为无源驱动0LED和使用TFT

7、的有源驱动OLED。根据显示的颜色, 又可分为单色、多色和全彩色。目前，实际批量生产的主要是小分子无源驱动 OLED。OLED的特点是主动发光、宽视角、响应速度快、高亮度、电流驱动、但 寿命和红色显示还有问题。它的适用尺寸一般为4. 57 mm5. 6 mm （手机）、 12. 7 mm17. 8 mm （ PDA）等。1.3 CRT分类（1）.根据调控方式不同可分为：模拟调节、数字调节和OSD调节模拟调节是在显示器外部设置一排调节按钮，手动调节亮度、对比度等一些 技术参数。由于模拟器件较多，故障的几率较大，而且可调节的内容极少，所 以目前已销声匿迹。数字调节是在显示器内部加入专用微处理器，操

8、作更精确，能够记忆显示模 式，而且其使用的多是微触式按钮，寿命长，故障率低。OSD调节严格说算是数控方式的一种，能以量化的方式将调节直观地反映到 屏幕上。（2）.按显像管种类的不同可分为：球面显像管、柱面显像管和纯平显像管球面管的缺陷非常明显，在水平和垂直方向上都是弯曲的，边角失真现象严 重，随着观察角度的改变，图像会发生倾斜，而且容易引起光线的反射，会降 低对比度，对人眼的刺激较大。柱面显像管采用栅式荫罩板，在垂直方向上不存在任何弯曲，在水平方向上 略有弧度。目前常见的柱面管可分为单枪三束和三枪三束管。纯平显像管是CRT 彩显的发展方向，纯平显像管在水平和垂直方向上均实现了真正的平面，失真、

9、 反光都被减到了最低限，使观看时的聚焦范围增大。第二章 LCD /PDP /OLED的用途（CRT基本淘汰不在论述）LCD /PDP /OLED的主要用途和市场份额可见表1。明显看出LCD用途最广，除 了表中提到的商品外，LCD还可用于手表、挂钟、计数器、电子辞典、电饭堡、 微波炉、血压计、体温计、遥控器、DVD等。表L匸CD丿血P. O匸ED的主要用途及市场粉额商昭市场份额2004 年LCDTOPOLED車面显示器38 %笔记本电脑L9 %手机14 %yV平板电视13 %v7V产业设备3 %V车载2 %V数码相机1 %yV投影1 %其他9 %y小型游戏机M和LCD相比，PDP和0LED的用途

10、现在还有相当的限制。PDP由于具有视频功能 和大屏幕特点，近年来开始大量出现在公共场所，比如机场、车站、教室、会议 室、了望台等。OLED的用途目前主要限定在手机（主要是副屏）、车载、数码相 机、小型游戏机等领域。从表1的市场份额还可以看出，现在LCD是市场的主流。其中桌面显示器、笔 记本电脑、手机、平板电视四项就占了市场份额的84 %。3 LCD /PDP /OLED、CRT的基本原材料和显示原理LCD /PDP /OLED基本原材料和显示原理的相互比较见表2和表3。上述三种显示 器的共性是衬底基板都使用玻璃。简单矩阵（TN、STN）的LCD般用纳钙玻璃， 有源矩阵（如TFT）的LCD用无碱

11、玻璃。OLED与LCD有些相似，无源驱动OLED用纳钙 玻璃,有源驱动OLED用无碱玻璃。PDP由于制作工艺温度一般比简单矩阵LCD要高, 所以根据工艺要求，可选用热稳定性好、变形点高的纳钙玻璃或高应变点玻璃。表2 LCD /TOP /OLED材料方面的岀较LCDropOLED基板钠钙玻璃或 无碱玻璃钠钙玻璃或 高应变点玻璃钠钙玻璃或 无碱玻璃偏光板2片无1片电极no1noJTO/Cr C1AgrHO/Cr1Li-Al等背光源有无无彩色滤光片有无无表3 LCD/TOP/OLED显示嫌理的比较LCDPDPOLED显示原5菲主动发光主动发光主动发光显示材料液晶偏光板荧光粉气体有机发光层驱动原理电压

12、驱动电压驱动电流驱动彩色显示方法彩色滤光片紫外线照射 基色荧光粉一丛12独我 光彩色滤光 片色转换法对LCD来讲2面贴偏光板是必不可少的。但PDP是不用偏光板的。0LED仅在显 示屏表面一侧的玻璃基板上贴1张偏光板，其功能是防止反射和调整对比度。在 电极材料方面，LCD /PDP /OLED相同的是都使用到ITO （氧化铟锡）透明导电膜。 由于LCD非主动发光,光源调制依靠背光源,因此上下二片基板的电极都使用 ITO。PDP和OLED因是主动发光，没有背光源，因此上侧基板需使用ITO,下侧基板 则没有必要使用透明导电膜而可以使用其它导电材料。背光源只有LCD才用。彩 色滤光片虽有极少部分PDP

13、或OLED也用到，但基本属LCD专用。CRT显示器：第三章结构图与显示原理3.1、CRT结构图N主要结构及作用名秫柞用M注屏:FftNEL)屏的內丢面帽看裁光粗.在电F的議击下发光， 产斗.图彖，持倉吸席制咸锥(FUM4EL |键和屏诡过低竝槪右苣退下封按成日UELE状 封闍体.帑成匚口的的幕.并加王成莫空管.电子 枪鷹顶占真空狀态下方力蚩时电了宋持泳喰墻制战电 了枪(ELECTRON GUN：具件启是蚩时中F,电子枱是CRT最芜澤的郛件. 绪桂也较覆茯.知创，32, G3.閃如胡拟直十电 扱唱松由全属柑斜制应.固定苻 芯桩峨杼上，务岂极理状尺寸 和辻离酬非常料密荫蚤:MASK )很商的歆極，

14、井打百很善小ft，其博作用-1.分企的作用a 2.拦植务嵐划电子，辂殊全底制洞在管內形成一半相对屏蔽的晞场，减小坏畀 琨坷对也了朿的區响.握衣色扯余裕座洁洪金届制骂偏转线fSICDY：产生一定频率的奁变硝场，AE电子枪发氐的 电孑产生有规律的扫描-打劃英穽屏上产生画面洞軽邑応利会厭的玮齟件*专蛛磁T1JM科制成防屐钢带isnrinK BAnD：1屏和唯依誥生琐製刖1讷止秋禰肉匹闱飞贱：2. 2 CRT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(Electro

15、n gun)、偏转线圈(Deflec tion coils)、荫 罩(Shadow mask)、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枪阴极发出 的电子束，经强度控制、聚焦和加速后变成细小的电子流，再经过偏转线圈的 作用向正确目标偏离，穿越荫罩的小孔或栅栏，轰击到荧光屏上的荧光粉。这 时荧光粉被启动，就发出光线来。R、G、B三色荧光点被按不同比例强度的电子 流点亮，就会产生各种色彩。LCD显示器:1、结构图框胶号膜晶体管TAB彩色滤光片偏光板玻璃基板黑色框罩1L 了X保护膜公共电极 配向膜為液