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发表于 2016-8-22
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二、液晶显示器的原理简要
2-1、液晶显示(LiquidCrystatDisplay,LCD)特点
优点:
1、低电压、微功耗
极低的工作电压,只要2-3V,工作电流只有几个微安,即功耗只有10-6—10-5W/cm2,这是其他任何显示器件所做不到的。
2、平板式结构
液晶显示器的基本结构是两片导电玻璃,中间灌有液晶的薄形盒。
A、开口率高最有利于用作显示窗口
B、显示面积做大做小都较容易
C、便于自动化大量生产生产成本低
D、器件很薄只有几毫米后
3、被动显示型
液晶本身不发光,靠调制外界光达到显示目的,即依靠对外界光的不同反射和透射形成不同对比度来达到显示目的。液晶在黑暗中无法显示,但在自然界中人类所获得的视觉信息中,90LL%以上是靠外部物体的反射光,而不是靠物体本身发光,所以被动显示更适合人眼的视觉,不容易引起眼部疲劳。
4、显示信息量大
液晶显示器中,各像素之间不用采取隔离措施,所以在同样显示面积中能容纳更多的像素,利于制成高清晰度电视显示器。
5、易于彩色化
一般液晶无色,采用滤色膜很容易实现彩色。液晶所能重现的彩色可予CRT显示器相媲美。
6、寿命长
只要液晶的配套件不损坏,液晶本身由于工作电压低、电流小,所以几乎不会劣化,寿命很长。
7、无辐射、无污染
CRT显示器中有X射线辐射,PDP显示器有高频电磁辐射,而液晶显示中不会出现这些问题。
缺点:
1、显示视角小
由于大部分液晶显示的原理依靠液晶分子的各向异性,对不同的入射光,反射率不一样,所以视角较小,只有30—40度。随着视角的变大,对比度迅速变坏。
2、响应速度慢
液晶显示大多是依靠在外加电场作用下,液晶分子的排列发生变化,所以响应速度受材料的粘滞度影响很大。响应速度一般为100-200ms,温度越低响应速度越慢,动态图像质量差。
3、怕高温
高温会破坏液晶的定向层,造成不可修复的损坏。局部高温会形成残像。
4、由于是非主动发光暗时看不清。
2-2、什么是液晶
物质的第四态――液晶
我们都知道物质有三态:固体、液体和气体。通常固体加热至溶点就变成透明的液体。然而,有些有机材料不是直接从固体转变为液体,而是经过中间状态,然后才转变为液体。这种中间状态外观是流动性的混浊液体,同时又有光学各向异性晶体所特有的双折射特性。
处于中间状态物质,一方面具有象液体一样的流动性和连续性,另一方面又具有象晶体一样的各向异性,象这样的有序流体就是液晶。
2-3、液晶显示器件的基本结构
不同类型的液晶显示器件的部分部件可能会不同,如有的不要偏振片。但是两块导电玻璃夹持一个液晶层,封接成一个扁平盒的基本结构相同。如需要偏振片,则将偏振片贴在导电玻璃的外表面。
2-4、以TN型液晶讲解显示的三种方式
TN—LCD(扭曲向列液晶显示器件)
在两块导电玻璃基片之间充入后约10um的具有正介电各向异性的向列液晶(Np液晶),液晶分子沿面排列,但分子长轴在上下基片之间连续扭曲90度,形成扭曲(TN)排列的液晶盒。
1、反射式
反射式可以利用外光节省功率TN型(扭曲向列型)液晶器件一般工作在反射式,入射光先穿过液晶盒,然后被反射器所反射。反射器由一个漫反射器和一个镜面组成,它们粘附在底玻璃外表面上。当两个偏振片正交,器件工作于正性显示时,不加电时光通过上偏振片,变成线偏振光,经过液晶层时,偏振方向转过90度,刚好可通过下偏振片到达反射器,反射回来的光偏振性没有改变,又再一次穿过液晶盒和上偏振片到达人眼。当加上足够高的电压后,液晶分子将与电场平行,光的偏振面不再发生旋转,所以光不能穿过液晶盒到达反射面。反射式即使在阳光直射下也不会被冲刷。然而,当在暗处或背景亮度不够高处观察液晶器件,需要加别的人工光源。为此常在漫反射板的边缘处装一个灯泡。
2、透射式
TN型液晶也可工作于透射式,液晶盒上方的偏振片为线性起偏器。下方的偏振片为线性检偏器。它们的偏光轴互相平行,并都与顶部基片表面处的液晶分子取向一致。当为加外电场时(驰豫态)入射光到达液晶盒底部时,光的偏振面将与检偏器的偏光轴垂直,光线被检偏器挡住了,从背面看过去液晶盒不透明,加外电场后,入射光经过液晶盒时不发生旋转,能从检偏器穿过,液晶盒仿佛是透明的。所以透射式液晶是将光源放在显示器之后,显示器调制入射光。
3、投影式
另近年发展很迅速的LCOS(LConSilicon)更是投影式的典型。在LCOS中有源矩阵直接制作在单晶硅片上,尺寸可以做得很小,并可以充分利用发展已很成熟的硅集成工艺。将在背投影电视中讲解。
以上只对液晶显示器的简单工作原理进行了讲解。
三、PDP(等离子体显示器)显示原理简要
等离子体显示板(PlasmaDisplayPanel,PDP)具有易于实现大屏幕、厚度薄、重量轻、图像质量高和工作在全数字化模式等优点。特别是20世纪90年代以来,等离子显示技术在实现全彩色显示、提高亮度和发光效率、改善动态图像显示质量、降低功耗和延长寿命方面取得了重大突破,使PDP成为大屏幕壁挂电视、HDTV和多媒体显示器的首选器件。
3-1、PDP的定义分类与特点
PDP是指所有利用气体放电而发光的平板显示器件的总称。它属于冷阴极放电管,其利用加在阴极和阳极间一定的电压,使气体产生辉光放电。彩色PDP是通过气体放电发射的真空紫外线(VUV),照射红、绿、蓝三基色荧光粉,使荧光粉发光来实现彩色显示。其放电气体一般选择含氙的稀有混合气体,如氖氙混合气(Ne-Xe)。
PDP按工作方式的不同主要可分为电极与气体直接接触的直流型(DC-PDP)和电极用覆盖介质层与气体相隔离的交流型(AC-PDP)。
PDP的特点:
1、易于实现薄型大屏幕
厚度一般小于12cm,重量只有几十斤,分别约为CRT的1/10和1/6,PDP的显示面积可以做得很大,不存在原理上的限制,而目前主要受限于制作设备和工艺技术。目前,PDP屏的尺寸主要集中在对角线37—80英寸的范围。
2、具有高速响应特性
PDP显示器以气体放电为基本物理过程,其“开”“关”速度极高,在微秒量级。因而扫描线数和像素数几乎不受限制,特别适合大屏幕高分辨率显示。
3、可实现全色彩显示
利用稀有混合气体放电产生的紫外线激励红、绿、蓝三基色荧光粉发光,并采用时间调制(脉冲调制)灰度技术,可以达到256级灰度和1677万种颜色,能获得与CRT同样宽的色域,具有良好的色彩还原性。
4、视角宽可达160度
5、伏安特性非线性强,具有很陡的阀值特性。
PDP工作时,非寻址单元几乎不发光,因而对比度可以达到很高。
6、具有存储功能
AC-PDP屏本身具有存储特性,工作在存储方式,从而使扫描线数达到1000线以上时,也不会使显示屏亮度明显下降,容易实现大屏幕和高亮度。
7、无图像畸变,不受磁场干扰
8、应用环境范围宽
结构整体性好,抗震能力强。可在很宽的温度和湿度范围内及在有电磁干扰、冲击等恶劣环境条件下工作。
9、工作于全数字化模式
10、具有长寿命
单色PDP的寿命可达10万小时,彩色PDP也可达3—4万小时。
11、因PDP内部气压为0.5个大气压,所以海拔2000m以上不能使用。
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