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文檔簡介
第六章平板顯示器件6.1液晶顯示器〔LCD〕6.2LED顯示器6.3等離子體顯示器〔PDP〕6.4DLP投影顯示1精選課件顯示器件是各種儀器信息系統(tǒng)的終端,是視頻技術、通信技術必不可少的組成局部,是人類生活中信息展示的視窗。平板顯示器件是顯示技術中主要的開展方向。2精選課件6.1液晶顯示器〔LCD〕液晶:一些有機化合物既具有液態(tài)的流動性,又具有晶體的各向異性。微小的外部能量——電場、磁場、熱能等就能實現(xiàn)各分子狀態(tài)間的轉變,從而引起液晶的光、電、磁的物理性質發(fā)生變化。液晶分子的形狀呈棒狀,寬約十分之幾納米,長為數納米。
液晶材料用于顯示是利用它在電場作用下,光學性質發(fā)生變化從而對外部入射光產生調制。3精選課件向列相液晶分子是液晶顯示的主要材料。實用中是用30多種單質液晶組成混合液晶。4精選課件一、線偏振光在向列液晶中的傳播關于液晶介電常數;定義:P型液晶;
外電場作用時,分子長軸方向與外電場平行。N型液晶
;外電場作用時,分子長軸方向與外電場垂直。液晶顯示主要使用P型液晶。
P型液晶是正單軸晶體,分子長軸方向就是光軸。
5精選課件線偏振光正入射P型液晶材料,如果其偏振方向與光軸平行或垂直,那么它的偏振方向和傳播方向都不改變。二、扭曲向列型液晶器件〔TN-LCD〕液晶盒
:封裝液晶的間隙只有幾μm。定向層:使液晶分子從上到下扭曲90°。6精選課件TN-LCD的工作原理采用光刻技術,制作ITO玻璃上的顯示電極加電壓到相應電極上,可實現(xiàn)所期望的顯示。在下偏振片后再貼一塊反光片,就成為反射式液晶顯示器7精選課件TN-LCD的電光特性:電壓有效值電光特性與顯示比照度相關。TN-LCD的響應時間在80ms左右。三、超扭曲向列型液晶顯示〔STN-LCD〕在液晶顯示電極上加信號,是用矩陣尋址法,即X-Y尋址。8精選課件TN-LCD的液晶分子的扭曲角為90°,電光特性曲線不夠陡峭。在用矩陣尋址法驅動時,有明顯的交叉效應。
交叉效應隨矩陣行、列數目的增大而加劇,使圖像比照度降低,質量變差。STN-LCD使液晶分子的扭曲角增加到180°~270°,大大提高了電光特性的陡度。STN-LCD利用了超扭曲和雙折射兩個效應,是基于光學干預的顯示器件。9精選課件對STN-LCD的有色背景進行補償,實現(xiàn)黑白顯示實現(xiàn)黑白顯示后,再加彩色濾色器,就可實現(xiàn)彩色顯示STN-LCD的電光響應時間大于100ms。10精選課件四、有源矩陣液晶顯示器件〔AM-LCD〕在每一個像素上設計一個非線性的有源器件,使每個像素可以被獨立驅動,克服交叉效應,可以提高液晶的分辨率和實現(xiàn)多灰度級顯示。TFT-LCD就是目前性能較好的AM-LCD器件。存儲效應,得到比照度很高的顯示質量。多灰度級顯示彩色顯示11精選課件五、LCD的背光源液晶顯示屏、液晶彩電等為了實現(xiàn)高比照度的全色顯示需要加背光源。背光源主要有:熱陰極熒光燈(HCFL)、冷陰極熒光燈(CCFL)、發(fā)光二極管、電致發(fā)光板等。LCD屏加上控制、驅動電路和背光源就組成了實用的LCD模塊。背光源應有較高的亮度和發(fā)光效率,功耗小,壽命長,且背照均勻。12精選課件六、LCD的特點和應用器件厚度僅數毫米,非常適于便攜式裝置的顯示。工作電壓僅幾伏,用CMOS電路可直接驅動。功耗很低。采用彩色濾色器,易實現(xiàn)彩色顯示。LCD已成為應用最廣泛的平板顯示器之一。應用于儀器儀表、等顯示,還有計算機顯示器、液晶彩電、液晶投影機等,市場十分廣闊。13精選課件液晶投影機光路圖14精選課件6.2LED顯示器一、發(fā)光二極管大屏幕顯示超高亮度紅、綠、蘭LED組成平板陣列,進行大屏幕顯示,已是現(xiàn)代化社會的一道風景。二、有機電致發(fā)光器件-OLED
LED是無機電致發(fā)光,OLED是有機熒光材料作為發(fā)光物質,結構和發(fā)光機理上類同于無機LED器件。
〔Organiclightemittingdiode〕15精選課件ETL:電子傳輸層
EML:發(fā)光層
HTL:空穴傳輸層}有機材料OLED發(fā)光有五個步驟:⑴載流子電子和空穴分別從陰極、陽極注入ETL、HTL。⑵載流子分別從ETL和HTL向EML遷移。⑶載流子在EML中復合并產生激發(fā)子〔Exciplex〕。⑷激發(fā)子遷移,傳遞能量給發(fā)光分子,使其電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。⑸激發(fā)態(tài)電子躍遷回低能態(tài),產生輻射。16精選課件OLED是一種高亮度、寬視角、全固化的主動發(fā)光型顯示器件。主要優(yōu)點:
發(fā)光亮度可達幾百~上萬cd/m2,電視才100cd/m2。低電壓驅動:十幾V~幾V;功耗低。有機材料易得,制備工藝簡單,易制成大面積顯示器件,可以做成能彎曲的柔軟顯示器。
很多有機物都可實現(xiàn)紅、綠、藍,易實現(xiàn)高分辨率的彩色顯示屏。超輕、超薄〔厚度可低于1mm〕,響應速度是液晶的1000倍,實現(xiàn)精彩的視頻播放-大面積“薄膜電視〞。OLED制造本錢低,將會逐漸取代LCD。17精選課件OLED將會成為平板顯示的主流技術之一。彎曲的柔軟顯示器
18精選課件OLED彩色顯示屏左邊:OLED顯示右邊:LCD顯示19精選課件6.3等離子體顯示器-PDP
〔PlasmaDisplayPanel〕是利用氣體放電而發(fā)光的平板顯示屏氣體放電
等離子體激發(fā)氣體原子輻射紫外光(UV)
激發(fā)相應熒光粉,產生紅、綠、藍可見光。AC-PDPDC-PDPAC-PDP是PDP技術的主流
20精選課件一、彩色AC-PDP工作原理雙基板型:對向放電式單基板型:外表放電式21精選課件外表放電式的一種實用結構維持電壓Us書寫脈沖Uw
AC-PDP的存儲特性擦除脈沖中和壁電荷QwAC-PDP的驅動:氣體放電點火電壓Uf22精選課件二、彩色AC-PDP的特點和應用PDP的優(yōu)點:為自發(fā)光型顯示,發(fā)光效率與亮度高,圖像比照度高,視角大。顯示質量好,灰階可超過256級,色彩豐富,分辨率高,響應時間僅數ms。有存儲特性,大屏幕顯示時能得到較高的亮度。剛性結構,耐震動,機械強度高,壽命長。制造工藝簡單,投資小。23精選課件PDP的缺點:工作電壓較高〔80~150V〕,不宜在低氣壓環(huán)境下工作〔防止充填氣體膨脹〕。彩色AC-PDP最適宜于大屏幕顯示,可到70〞以上。是最正確的大屏幕壁掛HDTV顯示器。24精選課件6.4DLP投影顯示DLP〔DigitalLightProcessing〕實現(xiàn)了最終的顯示環(huán)節(jié)的完全數字化數字微反射鏡器件DMD是其核心裝置?!睤igitalMicromirrorDevice〕一、DMD的結構和工作原理DMD是帶有集成微鏡部件的微電子機械光調制器,由百萬個方形微鏡〔如16×16μm2〕組成二維陣列。25精選課件DMD芯片每個微鏡對應一個像素,微鏡反射照明光,投射出去,在屏幕上形成圖像。Mirror+10°Mirror-10°
CMOS圖像R、G、B二進制數據控制微鉸鏈,微鉸鏈控制每個鏡片偏轉,以通斷一個像素的光。
脈沖寬度調制〔PWM〕技術允許10比特灰度等級再現(xiàn)。26精選課件二、DLP投影機系統(tǒng)DMD是一個數字光調制器,自身不發(fā)光。
27精選課件為了實現(xiàn)彩色顯示,DLP投影機有三片式、單片式、兩片式等不同檔次的產品。三片式:即用三個DMD裝置。每個DMD分別用R、G、B數據控制。
單片式:即用一個DMD裝置。投影燈光先通過一個色輪再投射到DMD上。DLP工作在順序顏色模式,利用視覺暫留作用。
雙片式:即用兩個DMD裝置
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