CRT、LCD、PDP三種顯示器件的工作原理及特點分析

課程設(shè)計說明書第PAGEII頁CRT、LCD、PDP三種顯示器件的工作原理及特點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分析，通過詳細的介紹，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 181概論顯像管可分為黑白和彩色顯像管，它是將電信號轉(zhuǎn)化為光信號的器件，能實時地將計算機工作情況和結(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距是顯像管最主要的兩個參數(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)品所提供的各項功能輸出。顯示器的發(fā)展已經(jīng)由參數(shù)競爭延伸到功能的競爭，感官娛樂享受的體驗需求逐步引導(dǎo)市場。液晶顯示器（LCD)是通過數(shù)字信號來顯示影像的，和陰極射線管采用模擬信號不太相同，不過為了符合市場要求，目前液晶顯示器的信號種類是模擬與數(shù)字兩種均有。采用模擬信號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APC，將傳輸進來的模擬信號再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，這樣可能會影響顯示品質(zhì)。目前一些供應(yīng)商正在制定PC機與LCD之間的專用標(biāo)準(zhǔn)接口，其目的是提供在主流機型已存在的端口上直接兼容數(shù)字信號，不過目前的顯卡很少有支持數(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90年代開始進入商業(yè)化生產(chǎn)以來，其性能指標(biāo)、良品率等不斷提高，而價格卻不斷下降。特別是2005年以來，其性價比進一步提高，從前期以商用為主轉(zhuǎn)變成以家用為主。其特點是厚度極薄，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，由各個獨立的熒光粉像素發(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、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)時間極短等LCD顯示器難以超過的優(yōu)點，最重要的是在CRT和LCD共存的年代，CRT顯示器價格要比LCD顯示器便宜不少[3]。2.1CRT顯像管的基本結(jié)構(gòu)顯像管是將電信號轉(zhuǎn)化為光信號的器件，它能實時地將計算機工作情況和結(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、信號處理、電路、場掃描形成電路、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的激勵信號加在該極。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。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，電壓越高光點越亮，但由于電子束速度快偏轉(zhuǎn)的角度就會減小，從而使行幅相對減小，陽極電壓偏低時，光柵亮度變暗，在同樣偏轉(zhuǎn)磁場作用下，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，陰極表面中心部位出現(xiàn)電子加速場，達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]。電子槍的第二個作用是用視頻信號調(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，將視頻信號加到陰極上，此時陰極電壓越向負極變化，電子束流就越大，所以稱負極性調(diào)制。這種調(diào)制方式對電子束的控制較強，調(diào)制靈敏度較高。電子槍的第三個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。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；同時在偏轉(zhuǎn)線圈形成的行、場偏轉(zhuǎn)磁場作用下，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，它們分別受計算機顯卡R、G、B三個基色視頻信號電壓的控制，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)出強弱不同的紅、綠、藍三種光，通過控制電子束的強弱和通斷，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的圖像。很顯然，像素越多，圖像越清晰、細膩，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以玻璃為介質(zhì)、以內(nèi)外壁石墨層為兩個極片的電容器(電容量約為600—1200pF)。這個電容器可作為第二、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，形成一個等電位空間，以保證電子束流進入管錐體空間后能高速徑直地飛向熒光屏，不會產(chǎn)生雜亂的偏離或散焦。C、熒光屏熒光屏是實現(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，余輝時間適當(dāng)，機械、化學(xué)、熱穩(wěn)定性好，壽命長。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，增強了對比度[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，即余輝時間=5—20ms。屏幕的亮度取決于熒光粉的發(fā)光效率、余輝時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的顯像管基本一樣，我們可以把它看作是一個圖像更加精細的電視機。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，就會在屏幕上形成明暗不同的光點形成各種圖案和文字。簡單的理解，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)強度控制、聚焦和加速后變成細小的電子流，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。這時熒光粉被啟動，就發(fā)出光線來。R、G、B三色熒光點被按不同比例強度的電子流點亮，就會產(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多極管電子束，電流受調(diào)制柵極電壓對陰極的調(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)實測，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)制特性曲線的增長規(guī)律，是顯像管電光轉(zhuǎn)換特性的一個重要參數(shù)，稱為顯像管的值。γ越大，曲線越陡峭，信號電壓對電子束控制的靈敏度越高。圖3示出正常工作下，圖像信號電壓及電子槍產(chǎn)生出電子束電流ik的情況。圖3圖像信號激勵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時，ik的級差是逐漸增大的，即失真為亮擴展、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)品其實對我們來說并不陌生，我們常用的電子表、計算器都是屬于液晶產(chǎn)品。液晶（LiquidCrystal）字面意思是流動的結(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LiquidCrystalDisplay，它一種是采用了液晶控制透光度技術(shù)來實現(xiàn)色彩的顯示器。和CRT顯示器相比，LCD的優(yōu)點是很明顯的。由于通過控制是否透光來控制亮和暗，當(dāng)色彩不變時，液晶也保持不變，這樣就無須考慮刷新率的問題。對于畫面穩(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，即使長時間觀看LCD顯示器屏幕也不會對眼睛造成很大傷害。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為是由兩片光刻有透明導(dǎo)電電極的基扳，夾持一個液晶層，封接成一個偏平盒，有時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，每一個像素都是由三個液晶單元格構(gòu)成，其中每一個單元格前面都分別有紅色，綠色，或藍色的過濾器。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，但也同時帶來了造價過高、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(每個單元就是一個像素)。CRT通常有三個電子槍，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，因為每個液晶單元都是單獨開關(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比75Hz下顯示的圖像更閃爍。不過，LCD屏的液晶單元會很容易出現(xiàn)瑕疵。對1024×768的屏幕來說，每個像素都由三個單元構(gòu)成，分別負責(zé)紅、綠和藍色的顯示一所以總共約需240萬個單元(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”)，或者斷路(出現(xiàn)“黑點”)。所以說，并不是如此高昂的顯示產(chǎn)品并不會出現(xiàn)瑕疵。3.3LCD顯示器的特性液晶是這樣一種有機化合物,在常溫條件下，呈現(xiàn)出既有液體的流動性，又有晶體的光學(xué)各向異性，因而稱為“液晶”.在電場、磁場、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、磁場的控制.正是利用這一液晶的物理基礎(chǔ),即液晶的“電－光效應(yīng)”,實現(xiàn)光被電信號調(diào)制，從而制成液晶顯示器件.在不同電流電場作用下，液晶分子會做規(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，依此原理控制每個像素，便可構(gòu)成所需圖像.液晶的物理特性是：當(dāng)通電時導(dǎo)通，排列變的有秩序，使光線容易通過；不通電時排列混亂，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，液晶本身會排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過。大多數(shù)液晶都屬于有機復(fù)合物，由長棒狀的分子構(gòu)成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長軸大致平行。將液晶倒入一個經(jīng)精良加工的開槽平面，液晶分子會順著槽排列，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、獨特的數(shù)字信號直接驅(qū)動方式而成為優(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，屏幕上每一個等離子管對應(yīng)一個像素，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個放電空間。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、藍三原色。當(dāng)每一原色單元實現(xiàn)256級灰度后再進行混色，便實現(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和脈沖存儲直流PDP。PDP的優(yōu)點是色彩還原度極高，可以完全真實反映出真彩色；幾乎無響應(yīng)時間限制，對動態(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)字電視信號再進行D/A轉(zhuǎn)換，因此也是無損顯像，信號保真度高；由于PDP是自發(fā)光顯示技術(shù)，因此它的可視角度遠遠大于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)將是未來占絕對主導(dǎo)地位的顯示技術(shù)。4.1PDP顯示器的基本結(jié)構(gòu)對于具有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)動電路板相連。根據(jù)顯示水平的不同，電極數(shù)會有變化。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，屏幕峰值亮度可達到1000cd/m2以上，整機峰值亮度可達到400cd/m2以上（帶EMI濾光玻璃），對比度可達到10000:1（暗室，無外保護屏）。在前玻璃板上，成對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個像素點，子場驅(qū)動系統(tǒng)等離子顯示器的亮度控制通過改變等離子放電時間實現(xiàn)，即子場驅(qū)動技術(shù)。一個子場包括初始化、寫入和維持三個階段。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)成整個全屏幕。每個等離子管作為一個像素，每個像素由三種不同顏色的發(fā)光體組成紅、綠、藍。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，它是由自由流動的離子(帶電的原子)和電子(帶負電的粒子)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，一個單獨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，那么帶負電的粒子就會沖向那些帶正電粒子的區(qū)域，而帶正電的粒子也會殺向那些帶負電粒子的區(qū)域。在這樣的運動中，雙方的粒子不斷地進行著撞擊。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。這個工作原理很類似于普通日光燈。等離子顯示屏上每個等離子對應(yīng)的小室內(nèi)都充有氖、氙原子，當(dāng)它們被撞擊時便發(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、高對比度等離子顯示其具有高亮度如何高對比度，對比度達到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、超寬視角由于等離子技術(shù)顯示原理的關(guān)系，使其整機厚度大大低于傳統(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、美觀又時尚。4.具有齊全的輸入接口為配合接駁各種信號源，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)屏幕增加時也必然增大掙個顯示器的體積。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小于傳統(tǒng)大尺寸CRT電視。因此行業(yè)對等地理和液晶發(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組成，具有高對比度，每個熒光點都在電子束的擊打下發(fā)光，不過熒光點發(fā)光的時間很短，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，而只有刷新時夠快，人眼才能看到持續(xù)穩(wěn)定的畫面，才不會感覺到畫面的閃爍和抖動，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的刷新是對整幅的畫面進行刷新，LCD即使在較低的刷新率(如60Hz）下，也不會出現(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、對迅速變化的畫面響應(yīng)速度快等優(yōu)點。由于屏幕亮度高達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160度，普通電視機在大于160度的地方觀看時畫面已嚴重失真，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監(jiān)視系統(tǒng)。③響應(yīng)時間所謂響應(yīng)時間是指個像素點對輸入信號的反應(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)需要一個過程，所以LCD顯示器的響應(yīng)時間長于CRT，目前LCD響應(yīng)時間都能做到25ms以內(nèi)，新型的主流機種多在8ms—16ms之間。響應(yīng)時間越短看動畫時拖尾現(xiàn)象越小。等離子PDP比LCD的響應(yīng)時間要快一些，一班PDP的響應(yīng)時間是us級別的，而LCD則是ms級別的。LCD的響應(yīng)時間雖然比PDP慢一些，但是對于觀看效果并不會產(chǎn)生實質(zhì)性的影響。④對比度對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的亮度和顯示全黑圖像時的亮度的比值。CRT顯示器對比度高，畫面品質(zhì)鮮艷，可達到450:1，PDP的對比度要比LCD高得多。等離子的對比度目前多為3000:1—5000:1，而液晶電視的對比度基本在400:1—1200:1之間。PDP和LCD標(biāo)稱的對比度都是環(huán)境全黑情況下測試出來的對比度，隨著環(huán)境亮度的增加，PDP和LCD對比度的數(shù)值都會有明顯的下降，但是PDP降低得更快一下，這就導(dǎo)致在暗環(huán)境下PDP的對比度較高，在亮環(huán)境下LCD的對比度較高。⑤可視角度可視角的定義是站在屏幕中心線的上下、左右某個位置時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，相對于電視機屏幕太靠左右邊，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亮度的1/3時的角度,而LCD的可視角度是指對比度下降到10:1時觀看角度。如果按照對比度降低到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