摘要:目前市场上显示器品种繁多,为了更好的了解各自的特点,文章结合检测标准,从原理结构对其性能指标进行探讨。
关键词:显示器;显示原理;性能;
随着科技的进步,经济的提升,人们对显示器的要求也越来越高,导致新产品、新型号层出不穷,目不暇接。目前市场上不仅有占据了100多年主导地位的阴极射线管显示器(CRT),还有平板显示器,如液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、有机发光显示器(OLED)等,而它们在显示原理和特性等方面各不相同。
一、 显示原理
1、 阴极射线管显示器(CRT):由显像管内部的电子枪阴极发出的电子束,经过强度控制、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,使得荧光粉被激活,从而发出光。R、G、B三色荧光点又被按不同比例强度的电子流点亮,从而产生出各种色彩。
2、 液晶显示器(LCD):利用液晶器件的光学特性随着分子排列变化的特性,通过施加不同电压来改变液晶分子排列,而产生的透光度不同来控制背光灯的灯光导通到屏幕的荧光粉上使对应的荧光粉发出不同的光而成像。
3、 等离子显示器(PDP):PDP的显示原理类似于CRT,它是通过施加在电极的电压,使里面的惰性气体电离发出紫外线,轰击到荧光粉上而发光。
4、 有机发光显示器(OLED):通过在透明阳极和金属阴极施加上电压,使阴极和阳极的电子和空穴分别经过由有机薄膜组成的电子和空穴传输层迁移到由发光材料组成的发光层,并在发光层中相遇激发发光分子,再经过辐射而发出可见光。
二、常见性能指标
1、亮度:用于反映显示器件的发光程度,在标准中,亮度用“有用峰值亮度”和“有用平均亮度”表示,是指在符合标准的暗室里,在正常的对比度调整位置,把亮度调为最大,用4%的白窗口信号测得的值叫“有用峰值亮度”,而用全白场信号测得的叫“有用平均亮度”。根据《GB/T 9313-1995 数字电子计算机用阴极射线管显示设备通用技术条件》的要求,亮度只需大于等于45 cd/m2即可,而厂家广告和说明书中可达5000~10000cd/m2的亮度,是在最大对比度和最大亮度位置时用全白场信号测得的“最大峰值亮度”,而在此状态下,显示器不能给出最佳的图像质量,人们也不会在此状态下使用,因此该值没有什么的实际意义,也没有可比性。
因液晶器件自身不能发光,所以LCD亮度比较低,其与背光灯的功率有关。而其它三种都可以通过激发发光材料(如荧光粉)来发光,所以亮度都与发光材料的发光效率有关,当然也与加速电压及亮度、副亮度、对比度、副对比度调整电路设计有关。
2、对比度:是指在一定照明条件下显示器显示亮态与暗态的亮度之比。其测量值与对比度和亮度控制的调整有着密切的关系,因此在CRT标准中是要求把对比度和亮度调整到“正常对比度位置”和“正常亮度位置”的状态下,中心白窗口的亮度值与4个黑窗口的平均亮度值之比。而有的企业则将对比度和亮度控制调到最大位置用100%全场信号测得的值与将对比度和亮度控制调到最小位置用O%的全黑场信号测得的值之比表示对比度。这样所测得的值也没有任何实际意义,因人们不能在此种状态下使用。
因LCD的背光灯始终处于点亮的状态,液晶器件必须完全挡掉背光的灯光才能得到黑屏,但是这样不可能实现,因总会有漏光,因此LCD的对比度比较差。而对于另外三种对比度其实是发光体的激发部份与未激发部份的亮度之比,因此其值取决于发光体的动态范围和亮度通道的动态范围。
3、亮度(色度)不均匀性:反映显示器各区域亮(色)度的一致性,用中心位置的亮度(色坐标)与四周(四角和边缘)的亮度(色坐标)的百分比表示。其与LCD的背光板和CRT的电子、PDP的紫外线着屏误差及OLED激发发光分子误有关,发光体受污染也是造成亮色度不均匀的原因。
4、彩色:一般用色温为6500K或9300K时的色坐标(1931 CIE-XYZ)表示,它反映了对RGB三基色的表现能力、三基色色饱和度和白色的纯度。一般情况下,色坐标与亮度和色度都有关系,所以一般在亮度80cd/m2(CRT)状态下用白色信号测量。
5、几何失真、非线性失真:只有CRT显示器才有这种问题,它是由于电子束扫描速度发生变化造成的。实际是由于显象管曲面效应,造成光栅延伸失真,使光栅中心部分图像压缩,边缘部分图像伸长。其主要与行、场扫描电路、偏转线圈设计、制造、装配有关。
6、响应时间:是亮度随信号转变时所需时间,包括开启时间和关闭时间(也叫上升时间和下降时间),以两者之和表示。由于LCD是靠液晶分子排列来控制亮、暗,而转换时间比较长,所以其响应时间也较长。而CRT等都是通过激发发光体就能发光,所以时间比较短,一般不会被人们提及。
7、可视角:是指当屏幕中心亮度降低50%时的角度。由于LCD是靠液晶分子排列来控制亮、暗,导致只有一个最佳的观看角度,而在其它角度,因背光穿透相邻像素,造成颜色的失真和对比度变差,因此的可视角明显不如自发光CRT、PDP和OLED。
参考文献
[1]、GB/T 9313-1995 数字电子计算机用阴极射线管显示设备通用技术条件
[2]、刘全恩. 数字电视接收设备的显示特性及标准规范.信息技术与标准化,2003,(10)
[3]、邵作叶 郑喜凤 陈宇.平板显示器中的OLED.液晶与显示,2005,(2)
