顯示器分類與 液晶顯示器原理 - dee.hust.edu.t · 顯示器分類與...
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1.顯示器分類2.電磁波與偏振 (Polarization)3.液晶顯示器原理
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各類彩色顯示器的色彩原理均是利用色彩加法與同色異譜的概念，主要差別即在於
1、每一畫素中所包含的三個次畫素(即三原色R,G,B)的光線產生方式不同。
2、以適當方法控制個別次畫素的強弱比例，以表現出該畫素欲呈現的顏色。
A. How to produce R,G,B, with proper density?B. How to control each of their intensity quickly?
顯示器分類
控制每一次畫素之外加電場強度(交流或直流型)
當紫外光照射到(次畫素)R,G,B三種不同材料的螢光粉時，可分別產生R,G,B三原色
利用電漿中被外加電場游離的離子與電子再結合後，會放出UV(紫外光)
PDP(Plasma DisplayPanel)
電漿顯示器
利用液晶模組(控制光的極化方向)來控制
以彩色濾光片(Color Filter)將所需色彩濾出
以背光板做光源(冷陰極管CCFL或白光LED)
TFT-LCD
控制通過LED的電流大小
不同的材料(或能隙)的LED可直接產生不同的色光.
以直接能隙半導體製造，外加電流後由於電子、電洞復合後，可產生光子(光線)
LED全彩看板
控制電子束之強度R,G,B三色螢光粉被激發後可分別產生三種顏色
以電子束撞擊螢光粉
CRT
強弱控制三原色發光方式發光原理
R G B
控制電子束之強度
R,G,B三色螢光粉被激發後可分別產生三種顏色
以電子束撞擊螢光粉
CRT
強弱控制三原色發光方式發光原理
控制每一次畫素之外加電場強度(交流或直流型)
當紫外光照射到(次畫素)R,G,B三種不同材料的螢光粉時，可分別產生R,G,B三原色
利用電漿中被外加電場游離的離子與電子再結合後，會放出UV(紫外光)
PDP(PlasmaDisplayPanel)電漿顯示器
強弱控制三原色發光方式發光原理
控制通過每顆LED的電流大小
不同的材料(或能隙)的LED可直接產生不同的色光.
以直接能隙半導體製造，外加電流後由於電子、電洞復合後，可產生光子(光線)
LED全彩看板
強弱控制三原色發光方式發光原理
R G B
利用液晶模組(控制光的極化方向)來控制
以彩色濾光片(Color Filter)將所需色彩濾出
以背光板做光源(冷陰極管CCFL或白光LED)LCD 不發光！！
TFT-LCD
強弱控制三原色發光方式發光原理
光波(電磁波)
光波如同周期性振動的繩波或水波一般，有下列特性:
人眼的三種錐狀細胞只對電磁波的某一波長範圍起反應(約400nm~800nm) ，故把這一段稱為光波。
1.波長2.振幅3.波之前進方向 (光線方向)4.波之振動方向
A
•波之前進方向•波之振動方向
(偏振，極化，偏極)
：電磁波中電場之振動方向
光波之前進方向 (光線方向)
Nature light is unpolarized,
(Sun, candle light, light bulb, CCFL,LED…, except Laser)
How to produce
polarized light?非偏極光(Unpolarized Light)
Using Polarizer ! (偏振片)
Principle:
The polarizer is made of some kind of long shape of moleculeswhich can absorb the electric field along its long axis, because ofthe work done by oscillation, and let the electric fieldperpendicular to its long axis pass.
An electric field E that oscillates parallel tothe long molecules can set electrons into motion along themolecules, thus doing work on them andtransferring energy. Hence, if E is parallel to the molecules, it getsabsorbed. An electric field E perpendicularto the long molecules does not have this possibility of doing workand transferring itsenergy, and so passes through freely.When we speak of the axisof a Polaroid, we mean the direction forwhich E is passed, so a Polaroid axis is perpendicular to the longmolecules.
1 01( )2I I
22 1 cos ( )I I
Example for usingMalus’Law:
What would happen if you take theone in the middle?
液晶顯示器原理
TFT-LCD彩色化方式(Color Filter)
R,G,B : By color filter + Backlight Module
Intensity control: By TFT-LCD
LCD為一種非自發光之平面顯示產品。
LCD 基本架構
Backlight Module.
TFT-LCD Module.
燈管
導光板
液晶面板BEF
difusser
背光模組種類
直下式(Bottom lighting)背光模組:(大尺寸）
側光式(Edge lighting)背光模組(中小尺寸)
LED light source (white or RGB LEDs) can have better colorgamma than CCFL
LCD Module
Liquid Crystal
Liquid crystalhas dipoleprosperities,
So itsorientation canbe altered byapplied electricfield.
+
_
~3V
Alignmentverticallyboth sides.
Alignmenthorizontally frontside and verticallyback side.
Liquid Crystalis capable ofrotating thepolarization ofthe light! ~3V
Maulus’s Law.
22 1 cos ( )I I
X
~3V~0V
TFT
Voltage
Electric Field
Liquid Crystal
Polarization
Transmission
Intensity
LCLV:
Liquid Crystal
Light Valve
(液晶光閥）
Color:
先減法(color filter)
再加法.
TFT-LCD彩色化方式(Color Filter)
TFT-LCD彩色化方式(Color Filter)
TFT-LCD Structure(all in one)
Actually it is45 and 135degrees in theback and frontsiderespectively,because ofthepolarization.
Some New Technology for Display!
FED!
Conclusions:
1. There are many more possibilities ininventing new displays or in improving theprocess of existed displays.
2. Display technology is a highly cross-disciplinary field and it is very suitable forstudents with different background tocontribute their invention and energy andat the same time to learn something fromother expertise.
Thank you for your attention!
TFT-LCD Basic Structure (2)
TFT-LCD Basic Structure (4)
How TFT-LCD Work inLC(Normally White Mode)
How TFT-LCD Work inLC(Normally Black Mode)
