我们都很熟悉电脑显示器.我们花好几个小时坐在电脑前工作、玩游戏或看电影。显示器用来显示任何计算机系统的输出。良好的显示效果至关重要,无疑会增强用户体验。显示技术的创新提高了包括显示器在内的显示设备的质量。现在的台式电脑有各种各样的显示器,从技术上已经过时的CRT监视器最新的苗条LCD, LED或OLED显示器.
图1:最新超薄液晶显示器的表征图像
计算机显示器,技术上称为可视显示单元,是一种输出设备,它将中央处理器的信息显示在屏幕上,作为中央处理器和用户之间的接口。一根电缆将显示器连接到设置在计算机主板上的视频适配器或视频卡。中央处理器向视频适配器发送指令,告诉需要在屏幕上显示什么。视频适配器将指令转换为一组相应的信号并发送到监视器。监视器包含一个电路,从信号集生成屏幕上的图像。
衡量显示器性能的主要参数是亮度、对比度、分辨率、点间距、响应时间、刷新率和功耗。显示器出现的常见问题是死像素,屏幕模糊,磷燃烧等。
历史
第一台显示器的历史可以追溯到很久以前。在其发展的早期阶段,它们被称为终端,
图2:第一个被称为视频显示终端的单色显示器的图像
即四四方方的视频显示终端(vdt)。vdt是采用阴极射线管(CRT)技术的单色显示器。通过串行接口连接,他们能够与任何类型的计算机一起工作。
IBM的阴极射线管
- 1981年,IBM推出了第一台计算机,也被称为“三件式计算机”。它有三个不同的单元,分别是CPU、显示器和键盘。到1984年,IBM推出了新的CRT显示器,具有增强的彩色图形适配器(CGA),具有16种颜色,分辨率为640 x 350像素。1987年,IBM开始提供视频图形阵列作为其新pc的一部分,它允许256种不同的颜色和640 x 480像素的分辨率。
XGA和UXGA
-在1990年推出一项名为“增强型图形阵列”的新技术,以800 x 600像素的分辨率,可显示1680万种颜色。新的显示器现在提供与人眼匹配的真实颜色(人眼可以检测到1000万种不同的颜色)。后来该技术扩展为UXGA,即允许1600 x 1200像素的超扩展图形阵列。
在90年代,液晶显示器进入市场,并逐渐开始与CRT显示器竞争。20分钟后th本世纪以来,随着液晶技术(LCD)的日益普及,CRT时代正在衰落。这种技术比CRT显示器产生更清晰的图像,LCD显示器明显更薄,辐射排放更低。
几年前,LED显示屏出现在市场上,并逐渐在市场上占有一席之地。LED技术比LCD技术有许多优点,如更好的图像质量,低功耗等。
显示技术
自从计算机时代开始以来,有许多技术用于显示输出。主要技术有CRT、LCD、等离子、LED和OLED显示。
1.阴极射线管(CRT)监视器
这些显示器采用CRT技术来显示。CRT(显像管)接收
图3:图示CRT技术在显示器中用于显示
信号通过电缆和信号被显示控制器解码,最后出现在荧光屏上。具体工作如下:
如图所示,crt呈圆锥形,在显示器的后端有电子枪或阴极射线枪,在前面有荧光屏。电子枪通过真空管向显示屏发射电子流。这种电子流也被称为阴极射线。在显示器的中间,有磁阳极,根据显示控制器的指令进行磁化。当电子(阴极射线)通过磁阳极时,它们被推或拉向一个或另一个方向,这取决于阳极上的磁场。这将引导电子到达显示玻璃内磷涂层的正确部分。当电子通过网眼(荫罩或光圈格栅)撞击荧光粉涂层的屏幕时,荧光粉就会亮起来,在计算机屏幕上形成一个可显示的点。每个像素有三种不同颜色的荧光粉(红、绿、蓝),而像素的颜色取决于电子击中的荧光粉。
这张图片显示了荧光粉粒子的颜色组合示意图。只有一个电子枪的显示器
图4:荧光粉粒子的颜色组合示意图
每个像素有三个不同的荧光粉。阴极射线击中一个或多个荧光粉,相应的彩色像素出现在屏幕上。然而,高质量的监视器使用单独的电子枪为每一个颜色,以提高图像质量。两个相同颜色的荧光粉(对于单电子枪监视器)的距离称为点距。网点间距越小,显示器的质量越高。
光圈格栅v/s阴影遮罩
crt在显示屏后面加入了一块金属片,这影响了屏幕上的像素以及
图5:阴极射线管显示器中的阴影遮罩和孔径格栅的图像显示
屏幕亮度。遮光罩是一种过时的技术,它有一个带有数百万个孔洞的金属片,通过电子以击中磷涂层。阴影罩覆盖整个屏幕,从而保护荧光粉免受杂散离子(由于真空)的伤害,也限制了射线的强度,降低了显示器上的亮度。
孔径格栅是一种金属丝网,而不是任何带孔的金属片。虽然烤架很脆弱,但它可以让显示器更亮。
屏幕的分辨率是多少?
- - - - - -显示器的分辨率说明像素在屏幕上排列的密集程度。点间距和可视图像区域的组合定义了屏幕的最大分辨率。例如,如果一个21英寸的显示器屏幕,可视面积为401mm x 298mm,点间距为0.26 mm,那么它的分辨率为1843 x 1370像素。
液晶显示器
液晶显示器
液晶显示(LCD)或液晶二极管(LCD Diode)是目前最流行的显示技术之一
图6:液晶显示器或液晶二极管显示器的表征图像
目前。液晶显示器重量轻,结构紧凑,占地面积小,功耗低,价格合理。目前使用的液晶显示技术有两种:有源矩阵液晶显示技术(TFT)和无源矩阵技术。TFT技术更可靠,图像质量更好,而无源矩阵技术响应速度较慢,逐渐过时。
顾名思义,液晶是显示屏的关键元素。通过操纵晶体,我们可以改变它们与光相互作用的方式。显示器中有一个显示控制器,它接收来自主板中的视频适配器的显示信号。显示控制器控制两件事-液晶的电信号和背光。液晶显示器的结构如下图所示液晶是如何工作的).
图7:结构和工作示意图一个液晶
液晶显示器(LCD)中使用的液晶是在90度左右扭曲的TN (Twisted Nemantic)液晶o表面。在这种状态下,晶体允许光通过偏振片,但在施加电压时,它们被解扭并阻止光通过偏振片。显示控制器启动通过第一块玻璃的背光。与此同时,显示控制器还将电流发送到液晶分子以对齐,并允许不同水平的光通过第二片玻璃,在屏幕上形成所需的图像。在彩色显示器中,每个像素由三个液晶单元组成,前面分别有红、绿、蓝三个滤光片。光通过滤过的屏幕形成你在显示器上看到的颜色。通过改变彩色像素的强度,形成了广泛的颜色范围。
背光是由阴极组成的,根据显示器的质量不同,可以在顶部有一个阴极,也可以在顶部有一个阴极,在底部有一个阴极,或者在顶部有两个阴极,在底部有两个阴极,以提高显示器的亮度和清晰度。这些阴极通过一层塑料和扩散材料扩散。
决议
-与CRT显示器不同,它没有复杂的点间距和分辨率方程。显示器的分辨率就是矩阵中包含的像素数。通常,17英寸显示器的分辨率为1280 x 1024像素。
在下面的视频中,Bill Hammack解释了TFT显示器是如何工作的,它是如何使用液晶、薄膜晶体管和偏振器来显示信息的。
液晶显示器
液晶显示器
在过去的十年里,显示技术发生了显著的变化。LED显示器是最新的发展之一。
无花果。8:LED显示器的表征图像
在这一领域。LED显示器使用发光二极管作为显示器的性能助推器。基本上LED显示器是液晶显示器与LED背光电源液晶面板。这意味着led被放置在LCD面板的后面或周围,以提高显示器屏幕的亮度和视频清晰度。
正如我们在上面的液晶显示器部分看到的,它们使用冷阴极光作为背光。在LED显示器中所有的概念都是一样的,除了这个背光,它被LED所取代。
根据二极管在显示器中的排列方式,有三种不同类型的LED显示器可供选择。这些是-直接led,边缘led和RGB led。Edge和Direct LED显示器都使用白色二极管来照亮LCD面板,以提高图像质量。显示器中led的排列如下图所示:
图9:直接LED和边缘LED技术的对比图
在直接led显示屏中,白色二极管被放置在整个面板上,以产生更高质量的图像,而边缘led显示屏只在LCD面板的边界上使用led。直接led通常用于生产高清晰度电视,而边缘led主要用于生产计算机屏幕。RGB LED显示器在三种LED显示器中表现较好,它使用红、绿、蓝三种二极管,产生逼真的图像,对比度惊人。
LCD v/s LED显示器/为什么LED显示器比LCD显示器更好:
这两种类型的监视器工作在相同的技术上。LED显示器是用冷阴极背光替换为LED背光的液晶显示器。以下是LED显示屏优于液晶显示屏的不同点
LED屏的对比度和黑色水平优于LCD屏,因为液晶无法阻挡100%的背光来自冷阴极背光,因此当黑屏显示在显示器上时,它不是完全黑的(如下图所示)。但Edge LED屏幕完美地显示黑屏,因为根本没有背光。
无花果。10:液晶显示器和LED显示器对比度和画质的图像显示比较
·直接和边缘LED显示器和LCD显示器的颜色精度几乎相同,但RGB LED显示器有相当好的颜色精度。
·当比较LED和LCD显示器的视角时,背光和视角是一样的。
·LED显示屏耗电更少。据报道,它们比液晶显示器节省40%的电力。
·LED显示屏不使用汞(用于LCD背光阴极灯),所以它们是环保的。
·Edge和RGB显示器的尺寸比LCD显示器略薄,价格略高。
等离子体显示器
等离子体显示器
等离子体技术是另一种用于显示设备的技术。等离子体技术背后的基本思想是
图11:一种基于等离子体技术的等离子体显示器的表征图像
照亮微小的彩色荧光灯来创建图像像素。每个像素由三盏这样的荧光灯组成——红、绿、蓝。为了创造一个广泛的颜色范围,这些光的强度是相应的变化。
等离子体显示器的核心是等离子体,它基本上是一种由自由流动的电子和离子组成的气体(通常是氙和氖)。当电流流过等离子体时,带负电的粒子向等离子体的带正电的区域移动,反之亦然。这会产生碰撞,从而激发等离子体中的气体原子,然后以光光子的形式释放能量。
图12:等离子体技术工作原理示意图
有数百万的微小细胞充满了像氙和氖这样的气体。它们被放置在两块玻璃之间,称为前板玻璃和后板玻璃。在整个屏幕上的电池两侧的玻璃板之间,还夹着两个透明电极,电极上覆盖着绝缘介质材料和氧化镁保护层。
当中央处理器将信号发送到等离子监视器时,相应的电极被充电,通过电流使交叉的电池中的气体电离。由于气体离子之间的碰撞,它们以光光子的形式释放能量,照亮各自的细胞。这一过程在短短几分之一秒内发生数千次,使显示速度加快。释放的紫外线光子撞击在电池内壁上的磷材料,因此磷电子跃迁到更高的能级。当电子回落到正常状态时,它以可见光光子的形式释放能量。屏幕上的每个像素都是由三种不同颜色的荧光粉组成的——红、绿、蓝。
OLED显示器
OLED显示器
OLED是有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode)的简称,是最新的显示设备技术。顾名思义
图13:OLED或有机发光二极管显示器的表征图像
是一些有机材料(含碳,如木材、塑料或聚合物),用来将电流转化为光。由于led能够产生不同颜色的光,它们被直接用于产生正确的颜色,不需要背光,这节省了电力和空间。OLED显示屏响应时间快、视角宽、对比度高、亮度好,无疑优于现有的其他显示技术。
图14:结构和工作原理示意图一个OLED显示
OLED显示器的核心是夹在两个导体之间的一层薄薄的有机层——一个透明的阳极和一个金属阴极,而这两个导体又夹在被称为密封和衬底的两块玻璃板之间。有机层由空穴注入层、空穴输运层、发射层和电子输运层组成。当施加适当的电压时,电流通过有机层从阴极流向阳极。阴极向有机分子的发射层提供电子,而阳极从有机分子的导电层获得等价的电子。在发射层和导电层的边界处,电子和空穴聚集在一起。在这里,电子通过释放光子形式的能量与空穴重新结合。因此,有机层发出的光产生显示。光的颜色取决于有机分子的类型,而亮度取决于电流的大小。通过最大化发射层的重组过程,OLED器件的输出光可以得到改善。因此,在发射层中加入少量高荧光分子,以提高电致发光效率和对颜色的控制。
与传统显示技术相比的优势:
·其制作工艺简单,且显示器件比传统显示器件更薄。
图15:显示OLED显示器发射特性的图像
·与LCD设备相比,OLED显示器可以从不同的角度观看,因为它们是“发射”设备,即它们发射光,而不是调制透射光或反射光。
·他们不使用背光。
·与其他显示技术相比,驱动电压和总功耗较低。
·使用的材料是环保的,不使用铅或其他此类材料。
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