光電子技術(shù)基礎(chǔ)

光電顯示

——（FPD)平板顯示1、色度學(xué)基礎(chǔ)2、LCD3、PDP4、OLED顯示5、激光顯示6、其他新型顯示FPD(FlatPlaneDisplay)1.光電顯示技術(shù)的研究意義人們獲取信息的手段：視覺(jué)——60%

聽(tīng)覺(jué)——20%

觸覺(jué)——15%

味覺(jué)——3%

嗅覺(jué)——2%光電顯示技術(shù)應(yīng)用廣泛：電視(電腦)、手機(jī)、商場(chǎng)廣告屏、小家電顯示屏、電子表等等1.光電顯示技術(shù)的研究意義

近年來(lái)，顯示技術(shù)發(fā)展迅速，被廣泛用于各個(gè)方面：娛樂(lè)、工業(yè)、軍事、交通、教育、航空航天、衛(wèi)星遙感和醫(yī)療等。1.光電顯示技術(shù)的研究意義F-35單發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)頭盔內(nèi)嵌顯示器1.光電顯示技術(shù)的研究意義1.光電顯示技術(shù)的研究意義目前流行的電視顯示技術(shù)？陰極射線管(CRT)電視液晶(LCD)電視等離子(PDP)電視發(fā)光二極管(LED)電視

OLED電視，激光電視2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介按顯示原理分類如下：陰極射線管（CathodeRayTubes）等離子體顯示板（PlasmaDisplayPanel）電致發(fā)光顯示（Electro-LuminescentDisplay）場(chǎng)致發(fā)射顯示（FieldEmissionDisplay

）發(fā)光二極管顯示（Light-EmittingDiodedisplay）有機(jī)發(fā)光二極管顯示（OrganicLightEmittingDiodedisplay）真空熒光管顯示（VacuumFluorescentDisplay）輝光放電管顯示（GlowDischargeDisplay）2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介

液晶顯示（LiquidCrystalDisplay）電致變色顯示（Electro-ChromicDisplay

）電泳顯示（Electro-PhoreticDisplay

）鐵電陶瓷顯示（PLZT

LeadLanthanumZirconiumTitanate）投影顯示（ProjectedDisplay

）：CRT，LCD、DLP

頭盔式顯示（HMD）全息顯示（HolographicDisplay

）激光顯示（LaserDisplay

）此外還有：旋轉(zhuǎn)球顯示（TBD），電化學(xué)顯示（ECD），微鏡顯示，磁翻轉(zhuǎn)顯示等等2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介其他分類標(biāo)準(zhǔn)：按扁平度分：CRT、平板顯示器（FlatPanelDisplay

）

按顯示屏幕大小分：超大屏幕、大屏幕、中屏幕、小屏幕按色調(diào)顯示功能分：黑白色調(diào)、多色調(diào)、全色調(diào)顯示按色彩顯示功能分：?jiǎn)紊⒍嗌?、全色顯示按顯示內(nèi)容分：數(shù)碼、字符、軌跡、圖表、圖形、圖像等按成像空間坐標(biāo)分：二維平面顯示和三維立體顯示按顯示材料分：固體、液體、氣體、等離子體、液晶體2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介1.CRT技術(shù)成熟，市場(chǎng)漸縮發(fā)展歷史最久的大信息量顯示器；顯示效果極佳，工藝成熟，質(zhì)量可靠；自身發(fā)展：提高分辨率；大型化和小型化；減少反光、眩光、減小畫面失真平面化(視角平面方角、純平面屏幕等)；2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介1.CRT技術(shù)成熟，市場(chǎng)漸縮

CRT優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低，性價(jià)比高易于調(diào)節(jié)分辨力尺寸大小：1.3～114cm

尋址簡(jiǎn)單壽命長(zhǎng)發(fā)光效率高：10lm/W，響應(yīng)速度快良好的彩色和灰度能力，可視性好2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介1.CRT技術(shù)成熟，市場(chǎng)漸縮

CRT缺點(diǎn)：體積大、重量大光散射，圖像閃爍抖動(dòng)尺寸限制：<114cm

無(wú)數(shù)字尋址圖像有畸變工作電壓高（內(nèi)有幾萬(wàn)伏的電壓）2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介2.液晶顯示器LCD技術(shù)更新，應(yīng)用廣泛最具發(fā)展前景，并已成熟的顯示器；液晶顯示技術(shù)種類繁多，適應(yīng)各種需求；低壓，微功耗的特性使之可以直接與大規(guī)模集成電路（IC）結(jié)合，開(kāi)發(fā)出便攜顯示器件。2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介2.液晶顯示器LCD技術(shù)更新，應(yīng)用廣泛

有源矩陣LCD（AM-LCD）和無(wú)源矩陣LCD（PM-LCD）優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用范圍技術(shù)現(xiàn)狀A(yù)MLCD高性能、全彩色、高分辨力、響應(yīng)快、薄個(gè)人視頻用品亮度：200cd/m2對(duì)比度：>100:1彩色：>24bit模擬幀頻：>30Hz分辨力：>130bpi視角：水平60o(垂直45o)大?。?.3～56cmPMLCD價(jià)格低、性能較好電子通信產(chǎn)品100cd/m2、5:1~40:1、多色(18)、>20Hz、5~70bpi、50o(25o)、7.6~178cm2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介3.電致發(fā)光顯示ELD東山再起發(fā)明最早的平板顯示器，但一直未成氣候；缺點(diǎn)：亮度低、藍(lán)光發(fā)光效率、壽命短目前多用于：各類儀器控制面板等；指示標(biāo)志；廣告宣傳牌；發(fā)光玩具、胸章等2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介3.電致發(fā)光顯示ELD東山再起

薄膜型與粉末型直流/交流(交流薄膜電致發(fā)光板ACTFEL)優(yōu)點(diǎn)技術(shù)現(xiàn)狀A(yù)CTFEL低成本、高可靠、發(fā)光效率較高、尖閾值(即信息容量高)、壽命長(zhǎng)亮度：200cd/m2對(duì)比度：>300:1彩色：16bit幀頻：>60Hz分辨力：100dpi視角：80o（80o）尺寸：7.6～33cm2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介4.發(fā)光二極管LED顯示長(zhǎng)壽命、高可靠全固態(tài)型平板顯示器；低容量低密度顯示目前多用于：小尺寸液晶面板背光；各類照明燈；大屏幕顯示特點(diǎn)：高亮度超大屏2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介5.等離子顯示PDP不可低估早期多利用氣體輝光顯示，目前主要采用彩色熒光粉在等離子氣體激發(fā)下發(fā)光顯示；雖然驅(qū)動(dòng)電壓高，但有可制成較大面積和精細(xì)像素的特點(diǎn)，在大屏幕電視機(jī)上向CRT發(fā)起挑戰(zhàn)。存在問(wèn)題：成本、功耗、顯像性能2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介5.等離子顯示PDP不可低估交流PDP（ACPDP）和直流PDP（DCPDP）優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)技術(shù)現(xiàn)狀A(yù)CPDP均勻性好、全彩色、有記憶功能、無(wú)閃爍、壽命長(zhǎng)、有尖銳的閾值、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、大屏幕投資大、成本高、高壓驅(qū)動(dòng)、電子線路復(fù)雜、發(fā)光效率不高亮度：350~500cd/m2對(duì)比度：>100:1發(fā)光效率：1.5lm/W分辨力：HDTV要求2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介6.熒光顯示器件VFD顯示優(yōu)美、豪華低壓、直流驅(qū)動(dòng)；成本低、壽命長(zhǎng)、堅(jiān)固低信息容量顯示，顯示亮度高，圖案精美；主要用于：家電、音響、音像設(shè)備和汽車儀表盤面。2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介7.有機(jī)發(fā)光二極管顯示OLED

特點(diǎn)：低工作電壓、低功耗寬視角薄、輕、單片結(jié)構(gòu)發(fā)光效率高、高亮度、高對(duì)比度、響應(yīng)速度快無(wú)源矩陣OLED：文字顯示有源矩陣OLED：視頻及圖形表示應(yīng)用：屏幕顯示（手機(jī)、相機(jī)、汽車顯示器等）2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介8.場(chǎng)發(fā)射顯示器FED

缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壽命短、支撐等問(wèn)題技術(shù)狀況：亮度：100cd/m2

，對(duì)比度：100:1，彩色：26

，幀頻：>60Hz，分辨力：100bpi，視角：(80、80)，大?。?.6～33cm

應(yīng)用：未來(lái)電視？SED電視2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介9.激光顯示LD

激光顯示是以紅、綠、藍(lán)(RGB)三基色激光為光源的顯示技術(shù)，可以最真實(shí)的再現(xiàn)客觀世界豐富、艷麗的色彩，提供更具震撼的表現(xiàn)力。激光顯示被稱為“人類視覺(jué)史上的革命”。優(yōu)點(diǎn)：色域空間大、色彩豐富、色飽和度高；光源壽命長(zhǎng)、成本低；生產(chǎn)裝備投資規(guī)模小環(huán)保節(jié)能，功耗低；成本下降潛力大。

2.各類光電顯示技術(shù)簡(jiǎn)介10.大屏幕顯示指直觀式彩電或背投式投影電視中的大屏幕，通常屏幕的對(duì)角線尺寸大都在40英寸以上。主要通過(guò)四種顯示技術(shù)實(shí)現(xiàn)，即CRT投影技術(shù)、LCD投影技術(shù)、LED大屏幕顯示以及近些年發(fā)展起來(lái)的DLP投影技術(shù)。按投影方式可分為前投式、背投式和組合拼接。3.顯示器常用性能指標(biāo)1.像素（pixel）：構(gòu)成圖像的最小面積單位。具有一定的亮度和色彩屬性。

PAL、NTSC、SECAM、HDTV

VGA(VideoGraphicsArray)，視頻圖形陣列

SVGA(SuperVideoGraphicsArray)，高級(jí)視頻圖形陣列

XGA(ExtendedGraphicsArray)，擴(kuò)展圖形陣列

SXGA(SuperExtendedGraphicsArray)高級(jí)擴(kuò)展圖形陣列

UXGA(UltraExtendedGraphicsArray)，極速擴(kuò)展圖形陣列

QXGA(QuantumExtendedGraphicsArray)昆騰擴(kuò)展圖像陣列3.顯示器常用性能指標(biāo)2.亮度（Brightness）：從指定方向上觀察的任意表面的單位投射面積上的發(fā)光強(qiáng)度。單位：坎德拉/平方米（cd/m2）要求：與環(huán)境光強(qiáng)度有關(guān)電影院：30~45cd/m2

室內(nèi)：大于70cd/m2

室外：300cd/m2

高質(zhì)量顯示器要求：300cd/m2左右人眼可感覺(jué)的亮度范圍：0.03~50000cd/m2。3.顯示器常用性能指標(biāo)2.亮度（Brightness）：

亮度的均勻性：反映顯示器件在不同顯示區(qū)域所產(chǎn)生的亮度的均勻性。描述：亮度的不均勻性；規(guī)定取樣點(diǎn)亮度相對(duì)于平均亮度的百分比。

CRT顯示器：≥45%

其他顯示器：≥80%3.顯示器常用性能指標(biāo)3.對(duì)比度（Contrastrate）：指畫面上最大亮度和最小亮度之比。一般圖像顯示要求：顯示器對(duì)比度至少大于30

實(shí)際畫面對(duì)比度與環(huán)境光強(qiáng)度有關(guān)：L外：環(huán)境光照到顯示屏上產(chǎn)生的亮度3.顯示器常用性能指標(biāo)4.灰度（Grayscale）：指畫面上亮度的等級(jí)差別——灰度級(jí)人眼所能分辨的亮度層次與圖像對(duì)比度的對(duì)數(shù)成正比，并受圖像最大對(duì)比度限制。

δ：人眼對(duì)亮度差的分辨率，0.02~0.05

人眼可分辨的最大亮度層次為100級(jí)?；叶燃?jí)越多，圖像層次越分明，圖像越柔和。字碼、圖形顯示只要求高對(duì)比度即可，圖像顯示則要求高對(duì)比度和豐富的灰度級(jí)。創(chuàng)維42LED10液晶電視2162563.顯示器常用性能指標(biāo)5.清晰度（Definition）和分辨率（Resolution）：能夠分辨出圖像的最小細(xì)節(jié)的能力是人眼觀察圖像清晰程度的標(biāo)志通常用屏幕上能夠分辨出的明暗交替線條的總數(shù)來(lái)表示矩陣顯示的平板顯示器常用電極線數(shù)目表示要求：普通電視圖像顯示行電極數(shù)：600

高清電視圖像顯示行電極數(shù)：大于1000分辨率：指單位面積顯示像素的數(shù)量3.顯示器常用性能指標(biāo)6.解析度（DotPerInch）：圖片上在1英寸長(zhǎng)度上小投影點(diǎn)的數(shù)量分為：水平解析度和垂直解析度解析度越高，圖像越清晰3.顯示器常用性能指標(biāo)7.發(fā)光顏色（顯示色）：發(fā)光的顏色、投射或反射的顏色分類：黑白、單色、多色、全色電視圖像顯示要求：全色3.顯示器常用性能指標(biāo)8.響應(yīng)時(shí)間和余輝時(shí)間：響應(yīng)時(shí)間：從施加電壓到出現(xiàn)圖像顯示的時(shí)間（上升時(shí)間）余輝時(shí)間：從切斷電源到圖像顯示消失的時(shí)間（下降時(shí)間）

熒光粉發(fā)光的持續(xù)時(shí)間要求：小于1/30s=33.3ms

主動(dòng)發(fā)光型顯示器件：小于0.1msLCD：10～500ms

響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)拖尾或余像，使運(yùn)動(dòng)圖像模糊。3.顯示器常用性能指標(biāo)3.顯示器常用性能指標(biāo)9.發(fā)光效率：發(fā)光型顯示器發(fā)出的光通量與所消耗功率之比單位：流明/瓦（lm/W）

VFD：10lm/WLED：1~4lm/WOLED：15lm/WPDP：1lm/W

其他：0.1lm/W

發(fā)光效率決定顯示器件的功耗（便攜式顯示器件）3.顯示器常用性能指標(biāo)10.工作電壓（V）和消耗電流（A）：驅(qū)動(dòng)顯示器所施加的電壓（交/直流）流過(guò)的電流消耗功率：A×V

LCD、LED、OLED、VFD：驅(qū)動(dòng)電壓0.5～40VPDP：驅(qū)動(dòng)電壓約200V

如果驅(qū)動(dòng)電壓上限不大于45V，則易采用集成電路IC驅(qū)動(dòng)；如果驅(qū)動(dòng)電壓200V左右，則需耐高壓的MOS晶體管IC驅(qū)動(dòng)，增加成本；如果驅(qū)動(dòng)電壓高于200V，則難實(shí)現(xiàn)IC驅(qū)動(dòng)。3.顯示器常用性能指標(biāo)11.視角：視線與顯示器的垂直方向所成的角度顯示屏在所有方向上的顯示亮度是不同的，在水平方向離屏幕中心越遠(yuǎn)，亮度越低；當(dāng)亮度降到50%時(shí)的觀看角度，定義為視角。

除液晶顯示器外，其他顯示器視角都大于160o。3.顯示器常用性能指標(biāo)12.觀看距離：用絕對(duì)值表示，或用與畫面高度H的比值表示觀看電視的恰當(dāng)距離：2m；6~8H

觀看電腦顯示屏距離：50cm13.圖像的數(shù)據(jù)率：在一定時(shí)間內(nèi)、一定速度下，顯示系統(tǒng)能夠?qū)⒍嗌賳卧男畔⑥D(zhuǎn)換成圖形或圖像并顯示出來(lái)若已知一個(gè)像素需n比特表示，則圖像的數(shù)據(jù)率可以換算成比特/秒（bps）

3.顯示器常用性能指標(biāo)14.工作環(huán)境溫度：15.存儲(chǔ)功能：外加電壓去除后仍能保持顯示狀態(tài)的功能作用：減少顯示器件的功耗，簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)電路16.壽命：17.體積：18.重量：19.最大顯示尺寸：20：性價(jià)比：3.顯示器常用性能指標(biāo)觀看效果——顯示器件性能參數(shù)的重要程度：高分辨率：52.7%

亮度：20.1%

視角：17.8%

彩色飽和度：9.3%CRT的缺點(diǎn)：從大屏幕顯示方面來(lái)講，100cm以上的CRT質(zhì)量要超過(guò)100kg，體積大，搬動(dòng)困難，不能適應(yīng)現(xiàn)代家庭對(duì)高清晰度電視（HDTV）和現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)大屏幕顯示器的要求。在這種情況下平板顯示技術(shù)應(yīng)運(yùn)面生，而且獲得了迅速發(fā)展。平板顯示在國(guó)際上尚沒(méi)有嚴(yán)格的定義，一般是指顯示器的厚度小于顯示屏幕對(duì)角線尺寸四分之一的顯示技術(shù)。這種顯示器厚度較薄，看上去就像一塊平板，平板顯示因此而得名重點(diǎn)：平板顯示技術(shù)本章介紹幾種主要的顯示技術(shù)液晶LCD平板顯示器等離子體PDP平板顯示器激光投影平板顯示器主要顯示技術(shù)之——液晶顯示器件

LiquidCrystalDevice（LCD）液晶顯示器件的特點(diǎn)利用液態(tài)晶體的光學(xué)各向異性特性，在電場(chǎng)作用下對(duì)外照光進(jìn)行調(diào)制而實(shí)現(xiàn)顯示。（1）厚度僅數(shù)毫米，適合于便攜式電子裝置的顯示；（2）工作電壓低，僅幾伏，用CMOS電路直接驅(qū)動(dòng)；（3）功耗低，顯示板本身每平方厘米功耗僅數(shù)十微瓦，采用背光源也僅10mW/cm2左右，可用電池長(zhǎng)時(shí)間供電；（4）采用彩色濾色器，LCD易于實(shí)現(xiàn)彩色顯示；（5）現(xiàn)在的液晶顯示器顯示質(zhì)量已經(jīng)可以趕上甚至超過(guò)CRT。（6）視角小，對(duì)比度受視角影響較大液晶的發(fā)現(xiàn)1888年奧地利的植物學(xué)家F·Reinitzer在作加熱膽甾醇的苯甲酸脂實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加熱使溫度升高到一定程度后，結(jié)晶的固體開(kāi)始熔解。但溶化后不是透明的液體，而是一種呈混濁態(tài)的粘稠液體，并發(fā)出多彩而美麗的珍珠光澤。當(dāng)再進(jìn)一步升溫后，才變成透明的液體。他把這種粘稠而混濁的液體放到偏光顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)這種液體具有雙折射性。液晶態(tài)是物質(zhì)的一種形態(tài)液晶實(shí)際上是物質(zhì)的一種形態(tài)，也有人稱其為物質(zhì)的第四態(tài)。液晶分為兩大類：溶致液晶和熱致液晶。前者要溶解在水或有機(jī)溶劑中才顯示出液晶態(tài)，后者則要在一定的溫度范圍內(nèi)才呈現(xiàn)出液晶狀態(tài)。作為顯示技術(shù)應(yīng)用的液晶都是熱致液晶。顯示用的液晶都是一些有機(jī)化合物，液晶分子的形狀呈棒狀很像“雪茄煙”，寬約十分之幾納米，長(zhǎng)約數(shù)幾納米，長(zhǎng)度約為寬度的4～8倍。液晶分子有較強(qiáng)的電偶極矩和容易極化的化學(xué)團(tuán)。顯示器件實(shí)際使用的液晶材料都是多種單質(zhì)液晶的混合體。熱致液晶熱致液晶僅在一定的溫度范圍內(nèi)才呈現(xiàn)液晶特性。低于溫度T1，就變成固體（晶體），稱T1為液晶的熔點(diǎn)；高于溫度T2就變成清澈透明各向同性的液態(tài)，稱T2為液晶的清亮點(diǎn)。熱致液晶的分類（按排列狀態(tài)）

熱致液晶可分為：

近晶相（SmecticLiquidCrystals）向列相（NematicLiquidCrystals）和膽甾相（CholestericLiquidCrystals）1、近晶相液晶（Smectic）又稱層狀液晶隧道顯微鏡下的近晶相層狀液晶

近晶相液晶特點(diǎn)：近晶相液晶按層狀排列，由棒狀或條狀分子呈二維有序排列組成。層內(nèi)分子長(zhǎng)軸相互平行，其方向可以垂直于層面或與層面成傾斜排列。層與層之間的作用較弱，容易滑動(dòng)，因此具有二維的流動(dòng)特性。近晶相液晶的粘度與表面張力都較大，用手摸有似肥皂的滑澀感，對(duì)外界的電、磁、溫度變化都不敏感。這種液晶光學(xué)上顯示正的雙折射性。2、向列相液晶（Nematic）又稱絲狀液晶向列液晶在偏光顯微鏡下的圖向列型液晶特點(diǎn)：

向列型液晶由長(zhǎng)徑比很大的棒狀分子組成，保持與軸向平行的排列狀態(tài)。因?yàn)榉肿拥闹匦碾s亂無(wú)序，并容易順著長(zhǎng)軸方向自由移動(dòng)，所以像液體一樣富于流動(dòng)性。正由于向列型液晶分子的這種一致排列，使得它的光學(xué)特性很像單軸晶體，呈正的雙折射性。對(duì)外界的電、磁、溫度、應(yīng)力都比較敏感，是顯示器件上廣泛使用的材料。3、膽甾相液晶（Cholestevic），也稱螺旋狀液晶膽甾型液晶特點(diǎn)：1）膽甾型液晶和近晶型一樣具有層狀結(jié)構(gòu)，但層內(nèi)分子排列則與向列型液晶類似，分子長(zhǎng)軸在層內(nèi)是相互平行的，而在垂直這個(gè)平面上，每層分子都會(huì)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。

2）液晶整體呈螺旋結(jié)構(gòu)。螺距的長(zhǎng)度是可見(jiàn)光波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)。

3）由于膽甾型液晶的分子排列旋轉(zhuǎn)方向可以是左旋，也可以是右旋，當(dāng)螺距與某一波長(zhǎng)接近時(shí)，會(huì)引起這個(gè)波長(zhǎng)光的布拉格散射，呈某一種色彩。

4）膽甾型液晶具有負(fù)的雙折射性質(zhì)。一定強(qiáng)度的電場(chǎng)、磁場(chǎng)也可使膽甾相液晶轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛄邢嘁壕А?/p>

5）膽甾相液晶易受外力的影響，特別對(duì)溫度敏感，由于溫度主要引起螺距的改變，因此膽甾相液晶隨溫度改變顏色。

液晶的光電特性

液晶短軸方向ε⊥液晶長(zhǎng)軸方向ε∥液晶的光電特性液晶分子長(zhǎng)軸排列平均取向的單位矢量n稱為指向矢量，設(shè)和分別為電場(chǎng)方向與指向矢n平行和垂直時(shí)的液晶介電常數(shù)。液晶特點(diǎn)可由介電異性特點(diǎn)反映。將的液晶稱為P型液晶；的液晶稱為N型液晶。在外電場(chǎng)作用下，P型液晶分子長(zhǎng)軸方向平行于外電場(chǎng)方向，N型液晶分子長(zhǎng)軸方向垂直于外電場(chǎng)方向。目前的液晶顯示器件主要使用P型液晶。圖線偏振光在扭曲向列相液晶中的傳播

把液晶盒的兩個(gè)內(nèi)表面做處理，使盒表面上的向列相液晶分子方向互相垂直，不同層液晶分子的方向不斷變化，在兩片玻璃之間呈90o扭曲，構(gòu)成扭曲向列液晶TN-LCD（光波波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于螺距）。扭曲向列型液晶顯示器（TNLCD）氧化銦錫（ITO）透明導(dǎo)電電極密封成間隙為幾個(gè)微米的液晶盒起偏片的偏振軸與該基片上的摩擦方向一致或垂直，并使檢偏片與起偏片的偏振軸相互正交或平行扭曲向列型液晶顯示的基本原理白底上的黑字顯示，稱為正顯示。黑底白字顯示，稱為負(fù)顯示。TNLCD的類型段型，用于顯示數(shù)字和拼音字母；固定圖形，用于顯示固定符號(hào)、圖形；矩陣型（點(diǎn)陣型），用于顯示數(shù)字、曲線、圖形及視頻圖像。實(shí)用液晶顯示器超扭曲向列型液晶顯示（STNLCD）理論分析和實(shí)驗(yàn)表明，把液晶分子的扭曲角從90o增加到180o～270o時(shí)，可大大提高電光特性的陡度，這種液晶稱為超扭曲向列型液晶。目前的STNLCD產(chǎn)品，扭曲角一般在180o～240o范圍內(nèi)，生產(chǎn)中比較容易實(shí)現(xiàn)。液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)（1）為防止施加直流電壓使液晶材料發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)從而造成性能不可逆的劣化、縮短使用壽命，必須用交流驅(qū)動(dòng)，同時(shí)應(yīng)減小交流驅(qū)動(dòng)波形不對(duì)稱產(chǎn)生的直流成分；（2）驅(qū)動(dòng)電源頻率低于數(shù)千赫茲時(shí)，在很寬的頻率范圍內(nèi)LCD的透光率只與驅(qū)動(dòng)電壓的有效值有關(guān)而與電壓波形無(wú)關(guān)；（3）LCD像素相當(dāng)于一個(gè)無(wú)極性的容性負(fù)載。TNLCD主要有靜態(tài)驅(qū)動(dòng)和動(dòng)態(tài)掃描矩陣尋址驅(qū)動(dòng)

LCD產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖光刻：在ITO表面形成要求形狀的電極

LCD生產(chǎn)工藝

LCD生產(chǎn)工藝定向?qū)油扛玻涸诓ＡП砻婢鶆蛲扛惨粚佣ㄏ驅(qū)?/p>

絲印成盒：將上下兩片玻璃用絲印膠黏結(jié)在一起，形成一個(gè)空盒

LCD的生產(chǎn)工藝LCD的背光源

為了實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度的全色顯示，LCD往往選擇在透射模式下工作，這就需要外照光源。這種光源一般置于液晶盒背后，稱為L(zhǎng)CD的背光源。背光源消耗的功率是整個(gè)LCD模塊的90%以上，因此對(duì)便攜機(jī)的背光源，形狀和低功耗是兩個(gè)首先要考慮的問(wèn)題。目前采用的背光源主要有四種：熱陰極熒光燈（HCFL）、冷陰極熒光燈（CCFL）、LED和電致發(fā)光板。LCD屏加上控制、驅(qū)動(dòng)電路和背光源就組成了實(shí)用的LCD模塊LCD的背光結(jié)構(gòu)CCFL(冷陰極熒光燈)特性：高亮度，3000-4000cd/m2，長(zhǎng)壽命(約20,000小時(shí))，低發(fā)熱量，亮白色光。

CCFL背光結(jié)構(gòu)LED(發(fā)光二極管)特性：光亮度均勻，壽命長(zhǎng)(約100,000小時(shí))

，低電壓(支流)驅(qū)動(dòng)，不需要逆變器，顏色豐富。LED背光結(jié)構(gòu)LCD亮度低的原因

PDP是PlasmaDisplayPanel的簡(jiǎn)寫，也稱等離子體顯示器。主要顯示技術(shù)之——PDP顯示PDP顯示器的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)比度比LCD高，特別適用于做大屏幕電視。目前世界上生產(chǎn)PDP等離子顯示屏的廠家主要在日本和南韓.等離子體顯示器(PDP)電子和氣體分子碰撞,使后者激發(fā)到高能量狀態(tài),當(dāng)它從高能量狀態(tài)恢復(fù)到低能量狀態(tài)時(shí),將發(fā)射出紫外線.紫外線激發(fā)管壁上的熒光體,熒光體回到基態(tài)時(shí)可以發(fā)出可見(jiàn)光.PDP顯示器的構(gòu)造PDP的工作原理在兩塊玻璃板之間將放電的維持電極和信號(hào)電極排列成列陣,對(duì)每一個(gè)像素用陣列狀的隔壁墻分離,并且從涂在隔壁墻內(nèi)部的熒光體中得到面積在1平方毫米以下的點(diǎn)狀發(fā)光。PDP顯示的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1)與CRT相比,沒(méi)有聚焦問(wèn)題,顯示器表面平直;2)與LCD相比,亮度更高,色彩還原性更好,灰度豐富,響應(yīng)速度高,視角達(dá)160度.缺點(diǎn)每一個(gè)像素都是一個(gè)獨(dú)立的發(fā)光管,耗電量大到300W,發(fā)熱量大,顯示器背板上裝有多組風(fēng)扇用于散熱.主要顯示技術(shù)之——OLED顯示OrganicLightEmittingDisplay

FED和ELD顯示器

FED（FieldEmissionDisplay）場(chǎng)致發(fā)光顯示器：場(chǎng)致發(fā)光技術(shù)是利用介質(zhì)材料的分子在電場(chǎng)產(chǎn)生極化充、放電而發(fā)光或透光率改變的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行圖像顯示。

ELD（ElectronluminescentDisplay）電致發(fā)光顯示器：電致發(fā)光技術(shù)是利用物體在強(qiáng)電場(chǎng)下會(huì)進(jìn)行電子發(fā)射，然后電子撞擊其它物體而發(fā)光的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行圖像顯示。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，F(xiàn)ED和ELD并沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別，都是在電場(chǎng)的作用下，才會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)果，只不過(guò)前者相當(dāng)于對(duì)一個(gè)電容充電，后者相當(dāng)于對(duì)一個(gè)電阻加電，并且在大多數(shù)情況下，兩種形式都同時(shí)存在。

OLED顯示器簡(jiǎn)介OLED其實(shí)是英文OrganicLightEmittingDisplay（有機(jī)發(fā)光顯示器）的簡(jiǎn)稱，它的發(fā)光原理是指有機(jī)半導(dǎo)體材料和發(fā)光材料在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)載流子注入和復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的現(xiàn)象。通過(guò)搭配不同的有機(jī)材料，發(fā)出不同顏色的光，來(lái)達(dá)成全彩顯示器的需求。也有人把OLED拼寫為OrganicLightEmittingDiode（有機(jī)發(fā)光二極管），兩個(gè)種寫法意思基本一樣。

OLED因?yàn)槭亲园l(fā)光器件，每個(gè)像素自己都會(huì)發(fā)光，因此，與時(shí)下液晶電視都采用的LCD面板相比，其亮度與對(duì)比度都比LCD更勝一籌，圖像更加鮮艷。

目前OLED顯示屏現(xiàn)在還存在很多技術(shù)問(wèn)題，最大的問(wèn)題是有機(jī)薄膜管芯容易氧化使用壽命短，因?yàn)闃?gòu)成PN結(jié)的兩塊不同性質(zhì)的導(dǎo)電膜是靠機(jī)械接觸組合在一起的。

OLED顯示器的構(gòu)造OLED顯示器的構(gòu)造主動(dòng)矩陣OLED(AM-OLED)OLED的優(yōu)勢(shì)OLED的發(fā)光層比較輕，因此它的基層可使用富于柔韌性的材料，而不會(huì)使用剛性材料。OLED基層為塑料材質(zhì)，而LED和LCD則使用玻璃基層。OLED比LED更亮。因?yàn)?，OLED有機(jī)層要比LED與之對(duì)應(yīng)的無(wú)機(jī)晶體層薄很多，因而OLED的導(dǎo)電層和發(fā)射層可以采用多層結(jié)構(gòu)。此外，LED和LCD需要用玻璃作為支撐物，而玻璃會(huì)吸收一部分光線。OLED不需背光系統(tǒng)，所以它們的耗電量小于LCD。OLED制造起來(lái)更加容易，還可制成較大的尺寸。OLED為塑膠材質(zhì)，因此可以將其制作成大面積薄片狀。OLED的視野范圍很廣，可達(dá)170度左右。而LCD工作時(shí)要阻擋光線，因而在某些角度上存在天然的觀測(cè)障礙。OLED自身能夠發(fā)光，所以視域范圍很寬。OLED的缺點(diǎn)是壽命短——盡管紅色和綠色的OLED薄膜壽命較長(zhǎng)（10000～40000小時(shí)），但根據(jù)目前的技術(shù)水準(zhǔn)，藍(lán)色有機(jī)物的壽命要短很多（僅有約1000小時(shí)），因?yàn)樗{(lán)色有機(jī)物發(fā)光效率比較低，提高亮度必然會(huì)增加損耗。造成OLED元件壽命衰退的原因，一個(gè)是OLED薄膜不容易散熱，溫度升高很容易使OLED損壞；另一個(gè)是水氣和氧氣對(duì)OLED元件的滲透，會(huì)在OLED元件內(nèi)部引起陰極氧化，脫膜，以及有機(jī)層結(jié)晶等等效應(yīng)，致使元件老化，甚至損毀。存在色彩純度不夠的問(wèn)題，不容易顯示出鮮艷、濃郁的色彩。

OLED的不足OLED顯示屏OLED電視實(shí)物圖主要顯示技術(shù)之——激光顯示激光顯示技術(shù)分為三種類型：（一）激光陰極射線管LCRT（LaserCathodeRayTube），基本原理是用半導(dǎo)體激光器代替陰極射線顯像管的熒光屏來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種新型顯示器件。（二）激光光閥顯示，基本原理是激光束僅用來(lái)改變某些材料（如液晶等）的光學(xué)參數(shù)（折射率或透過(guò)率），而再用另外的光源把這種光學(xué)參數(shù)變化而構(gòu)成的像投射到屏幕上，從而實(shí)現(xiàn)圖像顯示。如：LCD、DLP、LCOS三種技術(shù)（三）直觀式（點(diǎn)掃描）激光顯示，它是將經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)制了的RGB三色激光束直接通過(guò)機(jī)械掃描方法偏轉(zhuǎn)掃描到顯示屏上。1、LCRT（LaserCathodeRayTube）1964年尼古拉·G·巴索夫博士（諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者）提出用電子束激發(fā)半導(dǎo)體導(dǎo)致受激發(fā)射或得到激光的設(shè)想。60年代中列別捷夫物理研究所在液氦溫度下實(shí)現(xiàn)了綠光的發(fā)射。直到近年來(lái)才研制出幾種主要顏色的室溫下工作半導(dǎo)體材料。1999年，PrincipiaOpticsInc公司獲得4.5萬(wàn)伏陽(yáng)極電壓下能在室溫下工作的紅、綠、藍(lán)激光CRT樣機(jī)，完成了商業(yè)化的第一步。LCRT結(jié)構(gòu)圖激光顯示系統(tǒng)主要由三基色激光光源、光學(xué)引擎和屏幕三部分組成。光學(xué)引擎則主要由紅綠藍(lán)三色光閥、合束X棱鏡、投影鏡頭和驅(qū)動(dòng)光閥組成，光閥驅(qū)動(dòng)使光閥上分別生成紅、綠、藍(lán)三色對(duì)應(yīng)的小畫面，然后分別引入三色激光照明投影到屏幕上，即產(chǎn)生全色顯示圖像。充當(dāng)光閥及驅(qū)動(dòng)源的可以是各種微型顯示系統(tǒng)、如LCD，LCOS，DLP,DMD，GLV等。2、激光光閥顯示下圖所示為激光液晶光閥顯示，它是利用激光束對(duì)液晶進(jìn)行熱寫入尋址。三基色激光光閥顯示其工作原理如下圖所示：紅、綠、藍(lán)三色激光分別經(jīng)過(guò)擴(kuò)束、勻場(chǎng)、消相干后入射到相對(duì)應(yīng)的光閥上，光閥上加有圖像調(diào)制信號(hào)，經(jīng)調(diào)制后的三色激光由X棱鏡合色后入射到投影物鏡，最后經(jīng)投影物鏡投射到屏幕，得到激光顯示圖像。激光束寫入原理為：把介電各向異性為正的近晶相液晶夾于兩片帶有透明電極的玻璃基板之間構(gòu)成液晶光閥。把聚焦激光束照射到液晶光閥上，被膜吸收后變成熱能并傳給液晶。于是照射部分的液晶隨溫度上升，從近晶相，經(jīng)由向列相變成各向同性液體。當(dāng)激光束移向他處，液晶溫度急劇下降，出現(xiàn)由各相同性液體-向列液晶-近晶相的轉(zhuǎn)變的相變過(guò)程。由于速冷作用，相變過(guò)程中形成一種具有光散射的焦錐結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)一直保持到圖像擦除。另一方面沒(méi)有照射部分的液晶仍為垂直于表面取向的透明結(jié)構(gòu)。這樣通過(guò)對(duì)激光束的調(diào)制和掃描，便可在整個(gè)畫面上形成光散射結(jié)構(gòu)和透明結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定共存。3、點(diǎn)掃描激光電視

直接掃描式激光電視系統(tǒng)如下圖所示。其中應(yīng)包括RGB激光光源，掃描裝置，光強(qiáng)調(diào)制，和掃描同步控制部分。顯示原理顯示原理外部視頻/PC信號(hào)被分解為三原色經(jīng)顏色轉(zhuǎn)換后調(diào)制三束激光的強(qiáng)度；被調(diào)制的光信號(hào)經(jīng)過(guò)光纜傳輸?shù)綊呙柘到y(tǒng)，激光束被偏轉(zhuǎn)（行掃描：轉(zhuǎn)鏡，幀掃描：振鏡）投射到屏幕上，“寫”出圖像?；窘Y(jié)構(gòu)RGB激光光源激光調(diào)制掃描投射系統(tǒng)圖像變換光學(xué)系統(tǒng)光導(dǎo)傳輸電子控制和軟件

激光掃描系統(tǒng)示意圖直接激光掃描激光電視利用了激光器的色純度高，色域比一般彩色電視大的特點(diǎn)。顯示的圖像色彩更加鮮艷、逼真。直接掃描方式與光學(xué)系統(tǒng)成像不同，無(wú)聚焦范圍限制，可以在任何反光物體上顯示，所以可以在建筑物上，水幕上（水幕電視），煙霧上（空中顯示）等特殊效果。激光電視需要解決的問(wèn)題體積較大、耗能高、噪聲大成本幾十到上百萬(wàn)激光相干性——散斑效應(yīng)逐步走向市場(chǎng)和商業(yè)化商用激光電視激光顯示解決方案-ALPD1、ALPD熒光激光技術(shù)在保留了傳統(tǒng)激光的固有高亮度的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)，采用了類似主流LED照明和顯示的藍(lán)光加熒光材料的基礎(chǔ)技術(shù)路線;2、創(chuàng)新性的發(fā)明了遠(yuǎn)程旋轉(zhuǎn)熒光器件，巧妙的解決了熒光轉(zhuǎn)換熱淬滅問(wèn)題，在高密度激光的激光激發(fā)下，仍然保持高轉(zhuǎn)化效率;3、同時(shí)采用GaN藍(lán)光激光和YAG及氮化物的熒光材料，有效的延續(xù)了LED的高可靠性和長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)。ALPD激光光源同時(shí)具備了傳統(tǒng)激光和LED的優(yōu)點(diǎn)，又解決了兩者的缺點(diǎn)，是一種顛覆性的新品類光源，是照明技術(shù)史上一次重大突破。ALPD激光顯示APLD思考題：1、為什么LCD顯示器的視角比較?。?、為什么OLED顯示器最省電？3、PDP顯示的優(yōu)缺點(diǎn)？其他最新型顯示技術(shù)電紙書3D顯示五彩LED導(dǎo)光板印制型柔性傳感器電致發(fā)光場(chǎng)致發(fā)光最新顯示技術(shù)簡(jiǎn)介電子紙：采用膽固醇液晶及反射技術(shù)，不需要背光源，反射周遭環(huán)境光，具有記憶功能，不需耗電即可顯示，獲多項(xiàng)專利，位居世界第一。已開(kāi)發(fā)出全球最長(zhǎng)(＞3米)的連續(xù)式柔性液晶電子紙，以熱、光二種模式驅(qū)動(dòng)寫入(分辨率>200dpi)，發(fā)展為數(shù)字書畫、e-Banner、大面積數(shù)字看板等革命性創(chuàng)新應(yīng)用，適合應(yīng)用于廣告、建筑及文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)新商機(jī)。最新顯示技術(shù)簡(jiǎn)介電子紙：

可以實(shí)現(xiàn)像紙一樣閱讀舒適、超薄輕便、可彎曲、超低功耗的反射式顯示技術(shù)。電子紙技術(shù)

代表性的電子紙技術(shù)電泳顯示技術(shù)(EPD)

膽甾醇液晶顯示技術(shù)(Ch-LCD)

電潤(rùn)濕顯示技術(shù)(EWD)

電流體顯示技術(shù)(EFD)

雙穩(wěn)態(tài)向列相液晶技術(shù)(Bi-TNLCD)

干涉調(diào)制技術(shù)(iMoD)。電子紙顯示的特點(diǎn)

省電節(jié)能：電子紙顯示具有雙穩(wěn)態(tài)性，只在更新顯示內(nèi)容時(shí)需要驅(qū)動(dòng)，顯示靜態(tài)圖像不耗電，且不需要背光。

光學(xué)類紙性：反射型，寬視角，同紙一樣有較好的可閱讀性，長(zhǎng)時(shí)間閱讀眼睛不易疲勞，可在戶外和陽(yáng)光下閱讀，視角接近180度。

超薄、可彎曲：電泳顯示電子紙薄膜厚度接近紙張，可選擇多種基材作為驅(qū)動(dòng)背板，制作超薄或柔性顯示屏，大大提高便攜性和抗撞擊能力。電子紙電子書與iPad的比較電子紙、電子書最新顯示技術(shù)簡(jiǎn)介3D顯示：分光立體眼鏡(Glasses-basedStereoscopic)

自動(dòng)分光立體顯示(AutostereoscopicDisplays)

全息術(shù)(Hologram)

體三維顯示(Volumetric3-DDisplay)

當(dāng)好萊塢各大片商積極推出新3D影片后，3D