1、液晶、等離子 顯示器介紹1電視顯示器大屏幕顯示器 背投 投影 平板 液晶顯示器 等離子顯示器2液晶顯示器3自然光與偏振光偏振光 光波電磁波橫波； 在垂直于光的傳播方向的平面內，光量子還可以存在各種不同的振動狀態(tài)，稱之為光的偏振態(tài)。 偏振面：振動方向與傳播方向構成的平面。 平面偏振光（線偏振光）：偏振面方位恒定的光。4自然光與偏振光自然光 光波電磁波，它由原子或分子振動產生，來自光源任一原子或分子的任一次輻射波列，都是有恒定的振動方向，或者就是一束振動面確定的平面偏振光。 不同原子或分子在同一時刻，同一原子或分子在不同時刻發(fā)出的不同波列，可能具有不同的振動方向和初相位。5自然光與偏振光自然光 大

2、量的原子或分子在空間分布的各向異性以及探測器的響應時間，可以認為由一般光源發(fā)出的眾多波列構成的光矢量，在垂直于傳播方向的平面上，即具有空間分布的均勻性，又具有時間分布的均勻性。 普通光源發(fā)出的光，偏振面具有各種不同取向且相位隨機分布的平面偏振光之集合自然光。 6馬呂斯定律 強度為I0的平面偏振光垂直通過檢偏器，平面偏振光的偏振方向于檢偏器的起偏方向P的夾角為，則檢偏器只允許入射的平面偏振光在檢偏器起偏方向的投影分量透射，在不考慮檢偏器吸收損耗的情況下，透射光強度7自然光與偏振光8液晶顯示器的組成液晶顯示器包括三部分 液晶面板 驅動電路及軟件 光源系統(tǒng)9液晶顯示器的組成10液晶晶體與非晶體： 晶

3、體的物理性質具有各向異性的特點。液晶液態(tài)晶體的總稱。液晶的特點： 液晶是介於固態(tài)和液態(tài)之間，不但具有固態(tài)晶體光學特性，又具有液態(tài)流動特性。它的物理特性包括：粘性（visco-sity）、彈性（elasticity）和極化（polarizalility）即各向異性。11液晶 其粘性和彈性，使其對于方向不同的作用力具有不同的效果，可實現(xiàn)流動自由能,最低的物理模型及產生自然偏轉現(xiàn)象。 液晶分子一般是棒形的，分子在長軸和短軸兩個方向上具有不同的性質，液晶分子的排列按一定的規(guī)律排列，其自然狀態(tài)總是長軸相互平行。 正因如此，使液晶的折射率在分子長軸平行方向上和垂直方向上具有各向異性。 液晶分子的排列與容器

4、的邊界形狀有關。12液晶 由于液晶本身的彈性系數(shù)很小，其分子的排列很容易在外界條件下（外電場、磁場、應力和熱能）極容易發(fā)生變動。 電介質的各向異性，使外電場可以控制液晶分子的取向；光學性質的各向異性，使得液晶分子的取向可以用來控制通過這個材料的光的能量。對這種材料加以不同的電壓時，可以改變通過這種材料的光的能量。 13液晶分子與偏振光液晶分子對偏振光的作用： 扭曲 阻斷14液晶分子與偏振光15液晶分子與偏振光 LCD是依賴偏光板(片)和光線本身。自然光線是朝四面八方隨機發(fā)散的。 偏光板(片)實際是一系列非常細的平行線。這些線形成一張網(wǎng)，阻斷不與這些線平行的所有光。 偏光板(片)的線正好與第一個

5、偏光板(片)垂直，所以能完全阻斷那些已經(jīng)偏光的光線。只有兩個偏光板(片)的光線完全平行，或者光線本身已扭轉到與第二個偏光板(片)相匹配，光線才得以穿透。16液晶分子與偏振光17液晶分子與偏振光 LCD正是由這樣兩個相互垂直的偏光板(片)構成，所以在正常情況下應該阻斷所有試圖穿透的光線。但是，由于兩個偏光板(片)之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個偏光板(片)后，會被液晶分子扭轉90度，最后從第二個偏光板(片)中穿出。 若為液晶加一個電壓，分子又會重新排列並完全平行，使光線不再扭轉，所以正好被第二個偏光板(片)擋住。 總之，加電將光線阻斷，不加電則使光線射出。 18偏光板偏光板調節(jié)層光光液晶

6、分子電源19液晶顯示原理PolarizeLiquid crystalRubbing layerVoltageLightLightRubbing layerPolarize配向膜偏光板20液晶顯示原理常亮模式常暗模式反射透射2122掃描23不能完全阻斷,背景光源不能全黑，加大對比度，影響壽命觀看角度（背投光）功耗較小24等離子顯示器工作原理25 等離子顯示屏是一種利用氣體放電的顯示裝置，這種屏幕采用了等離子管作為發(fā)光元件。大量的等離子管排列在一起構成整個全屏幕。每個等離子管作為一個像素，每個像素由三種不同顏色的發(fā)光體組成- 紅、綠、藍。由這些像素的明暗和顏色組合變化產生各種灰度和色彩的圖像，這與

7、CRT的原理很相似。等離子管的中心元件就是等離子體，它是由自由流動的離子(帶電的原子)和電子(帶負電的粒子)組成的氣體。在通常情況下，氣體主要由不帶電的粒子組成，也就是說，一個單獨的氣體分子包括了相同數(shù)量的質子(原子核里帶正電荷的粒子)和電子，帶負電荷的電子和帶正電荷的質子保持著完美的平衡，所以原子的凈電荷為零。26 如果利用加大電壓的方法把一些電子放入到氣體內，那么它就會立刻產生變化，自由的電子與原子相撞，并使原子內部的電子數(shù)目失衡，這就會使其帶正電荷，并產生了離子。在穩(wěn)定等離子體中如果有電流穿行其中，那么帶負電的粒子就會沖向那些帶正電粒子的區(qū)域，而帶正電的粒子也會殺向那些帶負電粒子的區(qū)域。

8、27在這樣的運動中，雙方的粒子不斷地進行著撞擊。這些撞擊激發(fā)了等離子體中的氣體原子，促使它們發(fā)出了光。這個工作原理很類似于普通日光燈。等離子顯示屏上每個等離子對應的小室內都充有氖、氙原子，當它們被撞擊時便發(fā)出了光。一般來講，這些原子發(fā)出的光只是紫外線光，而紫外線光人眼是無法辨別的。但正是這些紫外線光，才激發(fā)了我們可見的光線。 28等離子電視顯示原理等離子顯示器PDP是一種利用氣體放電的顯示裝置，這種屏幕采用了等離子腔作為發(fā)光元件。大量的等離子腔排列在一起構成屏幕。等離子顯示屏的屏體是由相距幾百微米的兩塊玻璃板組成，與空氣隔絕，每個等離子腔體內部充有氖氙等惰性氣體，密封在兩層玻璃之間的等離子腔中

9、的氣體會產生紫外光，從而激勵平板顯示屏上的紅綠藍三基色熒光粉發(fā)出可見光。每個離子腔體作為一個像素，其工作機理類似普通日光燈。這些像素的明暗和顏色變化組合，產生各種灰度和色彩的圖像，而電視彩色圖像由各個獨立的像素發(fā)光綜合而成。 2930 等離子體是物質存在的第四種形態(tài)。當氣體被加熱到足夠高的溫度，或受到高能帶電粒子轟擊后，中性氣體原子將被電離，空間中形成大量的電子和離子，但總體上又保持電中性。等離子體在日常生活中很少自然存在，但實際上它又無處不在。遠到宇宙天體，近到大氣中的電離層，又如生活中常用的日光燈等，都充滿了等離子體。31等離子放電過程 若在低氣壓放電管中升高電壓，同時測量放電電流，將得到

10、圖515所示的非線性電壓一電流曲線。 A、B間的區(qū)域是本底電離區(qū)， 電壓升高就可以描出一個由宇宙線和其他形式的電離本底輻射所產生的單個離子和電子的電流。隨著電壓增加電流也會增加。 B和C間的飽和區(qū) 由本底輻射所產生的離子和電子從放電區(qū)中逸出，電子并不具有產生新電離的足夠能量。隨著電壓增加電流不變。 32 C到E之間為湯生區(qū)， 放電管中的電子從電場獲得足夠的能量，可以電離一些本底中性氣體，電壓增高就導致電流非常迅速地上升。 D和E間將發(fā)生單極電暈放電，這是由于在尖端、尖端邊緣或粗糙的電極表面的局部電場集中而引起的；這些強的局部電場超過了周圍中性氣體的擊穿強度。當電壓增加至E點的電壓Vb時，發(fā)生電

11、擊穿。在伏安特性上，A和E之間的區(qū)域被稱為暗放電區(qū)，因為除了電暈放電和電火花擊穿外，肉眼是看不到放電的。33 一旦在E點發(fā)生電擊穿，放電就會轉變?yōu)檩x光放電，電流足夠高，激發(fā)的中性氣體數(shù)量足夠多，肉眼可看到放電。經(jīng)從E點到F點躍變后，進入正常輝光放電區(qū)域，在放電電流變化幾個數(shù)量級的范圍內，放電電壓幾乎不變。 當電流從F點增加到G點時，陰極被等離子體占據(jù)的部分增加，直到G點，整個表面被覆蓋。 G點到H點，進入異常輝光放電區(qū)。 若放電從曲線的G點向左移動，則在伏安特性曲線上有一滯后，正常輝光放電方式將被維持到 點，此處的電流和電流密度比F點低很多，然后躍遷返回湯生區(qū)。34 等離子體顯示屏及日光燈都工

12、作于正常輝光放電區(qū)。當電源電壓增加到Vb而內阻又不大時，氣體將會被擊穿，放電管中產生大量的高能量電子，并碰撞激發(fā)中性氣體原子發(fā)出可見光或紫外光。氣體一旦被擊穿，就能以一較低的電壓Vs將放電維持在輝光放電區(qū)，這一特性對等離子體顯示器件具有重要意義。35直流低氣壓放電管的伏安特性曲線36PDP簡介 PDP分為直流(DC)驅動型和交流(AC)驅動型兩種。直流型電極與放電氣體直接接觸，其紫外線的產生效率高，但顯示屏的結構比較復雜，在目前商用彩色PDP中已很少使用。 交流型的電極表面涂敷了一層介質層，其結構類似于一個電容器。交流型PDP又分為對向放電和表面放電兩種。對向放電型PDP的結構如圖514所示，

13、兩電極分別制作在前后玻璃板上，等離子體放電在整個放電室中進行。目前的主流彩色PDP為三電極表面交流放電型。3738 （1）結構 表面放電型AC-PDP的結構如圖516所示。掃描電極Y和維持電極Z位于放電介質的同一側，使放電在前表面進行，減少了帶電粒子對熒光粉的轟擊。放電電極與放電介質間由絕緣介質層隔開，使得壁電荷可以在電極表面聚集。壁電荷形成的電場與電極電場反向，隨著壁電荷的積累，空間電場逐步減弱。當空間電場減小到低于維持電壓V。(見圖515)時，直流放電終止，但該放電單元處于交流放電的激活態(tài)。當Z、Y電極的電壓反向后，電極電場與壁電荷形成的電場同向，即使所加電壓達不到擊穿電壓，但只要電極電壓

14、與壁電荷電壓之和大于Vb就能再次起輝，如此反復，交流放電得以維持。39 前后玻璃板被壓緊密封后，抽真空并充以惰性氣體(Ne+Xe或He+Xe或Ne+Ar+Xe等)就成了一個復雜的輝光放電器件。若每幀圖像由n行、每行m個像素組成，則需n對放電電極，它們水平方向平行、均勻排列。其中n個等電位連在一起以一個端子引出，稱為Z維持電極，另n個分別引出，稱為yi(i=1，2，n)掃描電極。垂直平行排列的數(shù)據(jù)電極有m組，每組3個電極，分別對應三基色，用Xjk(j=1，2，m；k=r，g，b)表示并分別引出。正交布置的維持電極和數(shù)據(jù)電極構成n3m個小放電管陣列，每個對應一個基色單元，而每個像素的亮度和色調由n

15、+3m+1個端口信號控制。40 (2)灰度等級的實現(xiàn) 輝光放電的電流(對應于發(fā)光強度)不容易控制，PDP利用的是其亮與不亮的兩態(tài)特性，用其發(fā)光時間的長短來實現(xiàn)灰度等級的控制，所以PDP是一種數(shù)字顯示器件。PDP發(fā)光時間的控制(即灰度)由子場驅動技術實現(xiàn)，如圖517所示。每場周期被分為8個子場(或更多)。在常用的尋址一顯示分離驅動法中，每個子場又分為啟動期、尋址期和維持期。41 啟動期和尋址期在各子場中的時間長短相同，期間全屏不發(fā)光，只是激活應發(fā)光的像元。維持期的長短則各不相同，正比于其中包含的脈沖數(shù)(圖517所示為采用二進制編碼時各子場內放電脈沖的比值)，期間被激活的像元同時點亮。某像元的灰度

16、等級由一幀期間加在其上的總的放電脈沖數(shù)決定，當采用8子場驅動時，二進制編碼一共可以獲得256個灰度等級。4243 (3)PDP驅動 圖518所示的為尋址一顯示分離驅動法中一個子場期間各電極所加電壓的波形及所形成的壁電荷示意圖。啟動期分兩個階段： 啟動升壓階段。在數(shù)據(jù)電極X和維持電極Z加0電壓，掃描電極Y上的電壓逐漸從維持電壓(如100V)升到超過擊穿電壓(如300V)，在掃描電極和維持電極、數(shù)據(jù)電極間都引起放電，形成如圖518第二步所示的壁電荷； 降壓階段。在維持電極上加維持電壓，掃描電極上的電壓逐漸降到0，由于壁電荷產生電場的疊加，在掃描電極和維持電極間發(fā)生放電，維持電極上的壁電荷被泄放掉，

17、使全部像元處于預激活狀態(tài)。44 尋址期如圖518第四步所示，期間依次給數(shù)據(jù)電極Xjk施加方波尋址電壓Va(如70V)，這個尋址脈沖的作用是列選像元，每一瞬間有n個像元被選中。在掃描數(shù)據(jù)電極Xjk的同時，各掃描電極加有不同的電壓，如果Xjk與Yi交叉點對應的像元本子場不亮，則尋址到它時，對應的Y電極為70V，A電極也是70V，不能點火，壁電荷分布不變，如圖518(3)所示，未被激活；45 如果對應點亮的像元，則尋址到它時，掃描電極Yi加0V，電極電壓形成的電場與圖518(2)所示留下的壁電荷形成的電場正好同向疊加，于是點火。然而由于Va位于熄滅電壓區(qū)，因此Y與X間的放電很快熄滅。此時X極上加有維持電壓Vs(如180V)，點火雖在Y與A間發(fā)生，卻引發(fā)了Z和Y極間放電，留下如圖518第四步所示的壁電荷，被激活；于是尋址期結束時，全屏各像元都根據(jù)要求產生激活(相當于存1)和未激活(相當于存0)的信息。 46 維持放電期間如圖518第五步所示，各數(shù)據(jù)電極保持0電壓，各掃描電極Y的電壓波形相同，是Vs與0相間的方波。維持電極電壓波形與Y電