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2023-08-26
电子显示器件大致分为两大类,即主动显示型和被动显示型。主动显示型的显示器件本身辐射光线,有发光二极管(LED)、真空荧光管(VFD)、阴极射线管(CRT)、等离子显示器件(PDP)和电致发光显示器件(ELD)等;被动显示型的显示器件相当于一个光阀,它的显示靠另一个光源来调制,有液晶显示器件(LCD)和电致变色显示器件(ECD)等。这些均可作为汽车电子显示器件使用。
1.发光二极管(LED)
发光二极管实质上是一种晶体管,结构如图8-22所示。发光的颜色有红、绿、黄、橙等,可单独使用,也可用来组成数字。在实际应用中,常把它焊接到印制电路板上,以形成数字显示或带色光杆显示。用七只发光二极管组成的数码显示装置如图8-23所示。有些仪表则用发光二极管组成光点矩阵型显示器。
图8-22 发光二极管结构
1—塑料外壳 2—二极管芯片 3—阴极缺口标记 4—阴极引线 5—阳极引线 6—导线
图8-23 发光二极管数码显示
1—二-十进制编码输入 2—逻辑电路 3—译码器 4—恒流源 5—小数点 6—发光二极管电源 7—“8”字形
LED(发光二级管显示)只适用于小型显示,如汽车指示灯、数字符号段或点数不太多的光杆图形显示。
2.真空荧光管(VFD)
真空荧光管实际上是一种真空低压管,它由玻璃、金属等材料构成。真空荧光管显示是一种主动显示,其发光原理与电视机中的显像管相似。汽车用的数字式车速表的真空荧光显示屏如图8-24所示。其阳极为20个字形笔画小段,上面涂有荧光体(或磷光体),各与一个接线柱连接,且笔画内部相互连接;阴极为灯丝,在灯丝与笔画小段(阳极)之间插入控制栅格,其构造与一般电子管相似。整个装置密封在一个真空玻璃罩内。
当其阳极(字形)接至电源“+”极,而阴极(灯丝)与电源“-”极相接时,便获得一定的电源电压,其灯丝作为阴极发射电子(在电场力的作用下),栅格控制电子流加热、加速,使其射向阳极(字形)。由于玻璃管(罩)内抽成真空,前面装有平板玻璃,并配有滤色镜,故能使通过栅格轰击阳极(字形)的电子激发出亮光来,因而能显示出所要的内容。
真空荧光显示具有色彩鲜艳、可见度高、立体感强等特点,是最早引入汽车仪表中发光型显示器件,也是目前汽车上采用最多的一种。但由于大型的多功能VFD制作成本较高,故现在大多由一些单功能小型的VFD组成汽车电子式仪表盘。
3.液晶显示器件(LCD)
液晶是一种有机化合物,在一定温度范围内,既具有普通液体的流动性质,也具有晶体的某些光学特性。
液晶显示器是一种被动显示装置,具有显示面积大、耗能少、显示清晰、通过滤光镜可显示不同颜色、在阳光直射下不受影响等特点,应用十分广泛。其结构如图8-25所示。
图8-24 真空荧光管及显示屏
1—前玻璃罩 2—灯丝(阴极) 3—控制栅格 4—笔画小段(阳极) 5—电位器(亮度调节) 6—微机控制电子开关(使某笔画段受激发光)
图8-25 液晶显示结构
1—前偏振片 2—前玻璃板 3—笔画电极 4—接线端 5—背板 6—反射光 7—密封面 8—玻璃背板 9—后偏振片 10—反射镜
它有两块厚约1mm的玻璃基板,基板上涂有透明的导电材料,以形成电极图形,两基板间注入5~20μm厚的液晶,再在两玻璃基板的外表面分别贴上起偏振片和检偏振片,并将整个显示板完全密封,以防湿气和氧侵入,这便构成透射式LCD。若在后玻璃基板的后面再加上反射镜,便组成反射—透射式LCD。
由于LCD为被动型显示,所以夜间显示必须采用照明光源,这便削弱了它所具有的低功耗的优点;其次是LCD的低温响应特性较差;再就是LCD的显示图形不够鲜艳明显,这是所有被动型显示器件共有的缺陷。
但是,液晶显示(LCD)的优点很多。其电极图形设计的自由度极高,设计成任何显示图形的工艺都很简单,这是作汽车用显示器件的一个很重要的优点;而且其工作电压低,一般为3V左右,功耗小(1μW/cm2),且能很好地与CMOS电路相匹配。因为它有这些优点,LCD常制作为汽车电子钟和彩色光杆式仪表板在汽车上得到应用。
4.阴极射线管(CRT)
阴极射线管(CRT)亦称为显像管或电子束管,它是一种特殊的真空管。其结构与原理与家用及办公用电脑彩色显示器相同。
由于CTR具有彩色显示、图像显示的灵活性大、分辨率和对比度高等特点,且具有50~100℃的工作温度范围,有μs级以下的响应速度,所以它是目前显示图像质量最高的一种显示器件。但是CTR作为汽车仪表盘显示用器件体积太大,即便扁平型的CTR作为汽车用,也还存在一些缺点。随着现代汽车向高度信息化显示的方向发展,CTR已进一步小型化,一些汽车公司已推出了彩色阴极射线管的汽车信息中心。
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