本帖最后由 myseeker 于 2011-4-1 11:55 编辑
TFT(Thin Film Transistor薄膜晶体管)是我们常用的液晶显示器面板的像素单元。CRT(Cathode Ray Tube阴极射线管)是显像管式电视的核心显示组件、
液晶显示器已经应用于生活逾十余年了,随着其价格不断下降,凭借其无辐射,低耗电,小体积的优势基本上取代了CRT电视、电脑显示器。
CRT与TFT之间存在着许多可供比较与借鉴的地方。
首先从色彩角度看,二者均采用RGB三原色混色原理,以及空间混色实现方法来实现彩色图像的重现。
RGB三原色可以组成自然界所有的色彩,要重现一种颜色只要知道RGB三色的比例即可将其合成。但是为了限制数据的体积,通常的显示器将RGB每个通道的量化级别设为8位,分为256个亮度级别,所以可以重现2563 种颜色,对于主观感受已经足够丰富了。当然如果为了追求更加丰富的色彩,可以加大每个通道的量化位数,但是那样做,主观感受的享受并没有增加太多,却给信息处理,传输与存储增加了极大地负荷。因此,通常每个原色通道采用8位量化。
(1)注意此处的量化位数是针对原色通道,与PC系统中的24位色,32位色不同。
空间混色是指由于人眼对于细小的物体的分辨能力有一个限值(角度),超过限值之后,眼睛就分辨不出单个微粒的颜色,感受到的其实是这几种微粒混合之后的颜色。比如液晶面板的每个像素点可以显示出2563 种颜色,是因为每个像素是有RGB三个点组成,由于他们非常小,我们观看屏幕的距离足以产生将RGB三色混合的视觉效果。但是拿放大镜还是能看出最小的像素点。
从这个角度说,CRT与TFT是相同的,那么不同点是什么呢?
发光原理不同。CRT是有RGB三个通道的电子枪射击荧光屏上的三种不同荧光物质,产生RGB三原色。由电场控制发出的电子流的强度来控制三色的混合比例;由偏转磁场控制显像的位置,以便扫描整个屏幕。 而TFT面板使用TFT来作为产生三原色的单元,由背光模块产生白色光源。每个像素点由三个TFT组成,每个TFT控制一种颜色的亮度,从而合成颜色。如何实现呢,其实看似复杂的东西都是有简单的原理和方法组成的,请看:由于液晶分子在特定空间条件下具有旋光性,施加电场强度变化时,旋光的程度会随之变化。皆有液晶分子的此种性能,可以用其控制光通量,这样,每个像素点的光通量就可控了,只要控制整幅画面的像素点,就可以产生黑白图像了,所控制的像素点越多,画面分辨率就越高。
那么彩色是如何实现呢? 其实可以想象的到,将黑白像素点光通量可控的能力,将像素点分别涂上RGB三种颜色,并且用三个这样的基点组成一组(RGB)称一个像素,再做的足够小,那么色彩就被合成(空间混色)了。只要控制好每个基点允许光透过的量,那么像素点的颜色就可控了。将整幅画面所有像素点都这样控制,就可以显示复杂的彩色画面了。
从这一点上看,CRT与TFT是相通的,其实还包括PDP(等离子),LED阵列屏幕。
所不同的是实现的技术方法,粗略的描述可以看维基百科,完整深入的介绍要查电子专业相关书籍
CRT与TFT的发明、使用都带有材料科学与电子科学发展的显著标记。
CRT的产生离不开科学家发现荧光粉的受电子而发光的特性,以及应用研究;离不开高频通信技术,电磁场理论;离不开控制电路与IC制造工艺的发展(此为电子信息专业的范畴),缺一不可。 同理,TFT的应用离不开液晶的发现,其旋光性的发现与应用研究,阵列控制IC的微型化。
由此可以看出一种新材料,新特性被发现,开发出来,如果发现它的应用领域,并且有足够的技术实力实现这个装置,那么当其他因素,像成本,性能,可量产性,市场需求度达到一个平衡点时,这种装置就会大量走向市场,进入寻常百姓家。新的市场开拓形成,产业链建立,成就一些公司(如日本索尼、夏普韩国三星)。
但是任何一种产品都在更新换代,人们对产品的要求也向着易用(如轻、薄)、新体验(3D电视)以及更加人性化(如数位产品CEC功能)的方向发展。谁的产品在这些方面做的好,谁的产品就更有竞争力(像当年索尼钻石珑管)。
最后,这些设备的发明、应用是不是遵循什么规律呢?按照苏联工程师阿奇舒勒创建的TRIZ理论(美国日本成为超级发明术)来分析,不论是CRT还是TFT均为技术系统。
按照TRIZ的研究发现,技术系统的发展分为三个阶段。第一阶段是技术系统发明出来,满足人们某方面的需求,并且不断发展,更好的满足需求。第二阶段是离开此技术系统,人们的需求也能够满足(如到此阶段时,不用电视机我们也可以获取信息和休闲娱乐)。第三个阶段是技术系统的终极阶段,人们不需要此种需求。
技术系统是有共性的,在工程技术领域,如电视广播、通信系统,甚至在行政系统中,他们的子系统,超系统的动态发展都是遵循类似的规律,如系统中的一个部分发展到一个时期,将从系统中脱离出来称为一个子系统,飞机油箱到空中加油机的发展,社会一群人由于特定的条件而成立党派的成立具有共性,都是从系统中发展为子系统。这些系统在发展,最终都将到达终极阶段。
附:时间混色:当一个物体以某几种颜色(如RGB三原色)交替出现,当频率足够高时,人眼感受的是这几种颜色的混合色彩,而不能分辨出原色。由于是在时间上的混色,为了和空间混色相区别,称为时间混色。
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