液晶电视及新型显示器介绍.ppt

Page1 液晶电视及新型显示器介绍 Page2 液晶显示器的基本原理 Page3 TFT LCD断面剖析 Page4 TFT LCD结构 Page5 液晶的特性 液晶分子是在形状 介电常数 折射率及电导率上具有各向异性特性的物质 如果对这样的物质施加电场 电流 随着液晶分子取向结构发生变化 它的光学特性也随之变化 这就是通常说的液晶的电光效应 Page6 棒状液晶分子的排列受外加电场的控制 Page7 液晶分子的沿面排列 1 液晶显示器都以下列原理为基础 在外加电场的作用下 使液晶分子从初始的特定排列状态转变为其他排列状态 液晶的光学特性发生变化 2 液晶分子的初始排列状态 取决于基板与液晶所构成的界面状态的取向效果3 细长棒状液晶分子由于分子间的作用力 使液晶分子集合在一起时 分子长轴总是趋于互相平行 Page8 液晶分子的排列取向 图例 液晶被包在两个槽状表面中 两表面互相垂直液晶分子在两个相互垂直的槽状表面之间产生90度的旋转排列 称为扭曲向列型液晶槽状表面是在玻璃表面涂一层有机高分子薄膜 在用绒布材料高速摩擦形成 Page9 Page10 偏振光和偏振片 Page11 将偏振片和液晶组合后的光学特性 Page12 将偏振片和液晶组合后的光学特性 Page13 两个相互正交的偏光片组成LCD光开关 V 0 亮场电压值在亮暗之间可以控制透过光的数量而形成不同灰度 V 域值 暗场 Page14 液晶的电 光控制特性 Page15 液晶像素的驱动 Page16 液晶像素的驱动 TFT做像素的寻址开关 Page17 单个像素的等效电路 Page18 单个像素的等效电路 Page19 Page20 GateLine Page21 Page22 背光灯 CCFL光源 Page23 LED背光源 Page24 实际结构分解 Page25 平板显示器的一般电路构成 Page26 层出不穷的新型显示器 1 LCOS 硅基液晶2 DLP 数字光处理3 SED 表面传导电子发射显示器4 OLED 有机发光二极管显示器 Page27 一 LCOS投影电视 Page28 LCD开口率低 LCOS极大的提高了开口率 每个像素的驱动电路遮挡光线造成的低开口率影响了分辨率的近一步提高 并且大大降低了光的利用率 Page29 LCOS芯片的成像原理 Page30 一个实际的LCOS光机 原理示意图 Page31 LCOS成像芯片实物 Page32 二 DLP背投影电视 DLP DigitalLightProcessing数字光处理 基于TI TexasInstruments 开发的DMD DigitalmicroMirrorDevice 数字微镜装置 一个DMD可被简单描述成为一个半导体光开关 在0 5in 对角线 硅基片上 用集成技术制作100多万个微小的方形16x16 m镜片 每一个镜片可以 通 断 一个象素的光 铰链结构允许镜片在两个状态之间倾斜 10度为 开 10度为 关 当镜片不工作时 它们处于0度 停泊 状态 Page33 DMD的微观结构 Page34 DLP工作原理 DMD表面的一条蚂蚁腿 Page35 灰度的形成 DMD阵列上的每个镜片被以静电方式倾斜为 开 或 关 态 每个镜片倾斜在哪个方向上的时间长短 脉冲宽度调制PWM 决定该像素的显示灰度 每个扫描周期 开 态与 关 态的时间比越大 则越亮 反之 则暗 Page36 DLP投影电视原理 Page37 三 SED 表面传导电子发射显示器 Page38 SED的像素结构与发光原理 Page39 结构特点 Page40 电子发射分两步完成 第1步 电子源横向发出电子 穿越两个电极之间非常窄的间隙 生成了氧化钯膜的金属电极间距只有约5纳米 当加上约20伏的电压后 极间将形成超强电场 氧化钯膜中的电子会被牵引出来 形成电子发射 由于金属电极是沿着同一块玻璃基板排列 所以刚发射出来的电子是在玻璃基板表面传导的 这是这种器件被命名为表面传导电子发射显示器的原因 这也是SED与其它的场致发射显示器 FED 的区别所在 Page41 电子发射分两步完成 第2步穿越间隙并撞击对面电极的电子要么被吸收进对面电极 因此只产生热量 不发光 要么被散射出来 再被前玻璃板的阳极高压电场所捕获 并加速撞击某个荧光点 从而产生红 绿或蓝光点 这种组合式电子发射加电子束散射过程如图所示 其中Va是阳极电位 大约在1万伏 Vf是跨越间隙的驱动电位 约20伏 许多散射事件可能发生在电子被阳极电场捕获之前 因此被阳极捕获的电子数量的效率非常低 大约在3 但功效比较理想 Page42 选址与灰度 平面矩阵显示器都是逐行驱动的 对于SED显示器 采用无源驱动简单的X Y选址方式 灰度的实现是靠脉冲宽度的变化实现 Page43 SED的技术优势 2007年初 SED公司展出的36英寸样品曾引起轰动 厚度7 8上下玻璃各为2 7mm 真空层仅为1 8mm Page44 SED的技术优势 如图 SED几乎在图像的所有方面都优于其他显示器 甚至在制造成本上也有优势 之所以没有形成市场 普遍认为是策略失误 未向外进行技术许可 从而未能大规模生产降低生产成本 Page45 SED和FED 几种不同电子发射源的FED显示技术 Page46 四 OLED显示器 是一种全固态薄膜型平板显示器件 有人预测 OLED将会取代液晶显示器件 而且将为时不远 OLED的技术特点与LCD相比 OLED具有主动发光 无视角问题 重量轻 厚度小 高亮度 高发光效率 发光材料丰富 易实现彩色显示 响应速度快 动态画面质量高 使用温度范围广 可实现柔软显示 工艺简单 成本低 抗震能力强等一系列的优点 因此它被专家称为未来理想的显示器 Page47 OLED的结构 玻璃 阳极 空穴注入层 空穴传输层 发光材料层 电子传输层 电子注入层 阴极 Page48 结构与原理 OLED基本结构是利用一个薄而透明具导电性质的铟锡氧化物 ITO 为阳极 透明 与另一金属阴极以如同三明治般的架构 将有机材料层包夹其中 有机材料层包括空穴传输层 HTL 发光层 EL 与电子传输层 ETL 当从阳极到阴极通入适当的电流 此时注入阳极的空穴与从阴极来的电子在发光层结合时 即可激发有机材料发出可见光 而不同成分的有机材料会发出不同颜色的色光 因此选择不同的发光材料就可以实现全色的显示 金属电极层同时起了对光的反射层的作用 提高了亮度和对比度 Page49 OLED的彩色实现 实现彩色的方法主要有 RGB三色分别发光 如右图示 白光OLED加彩色滤色片 白光OLED加彩色滤色片方案 制造更容易 是目前实现大尺寸彩色屏的较实用方案 Page50 TFT寻址方式 TFT Page51 主要特点 具有低成本优势 工艺简单 使用原材料少 自发光 不需要背光源 无漏光现象 低功耗 驱动电压低 易用