显示器的基本原理及其介绍
液晶显示器基本原理
液晶显示器基本原理
液晶显示器基本原理涉及液晶材料的特性和电场的作用。
液晶是一种特殊的有机物质，具有自发性的分子排列结构。
液晶分子呈现出定向排列，即长轴一致地朝向同一方向。
液晶分子可以分为两种类型：极性与非极性。
当施加电场时，电场力会作用于液晶分子，使其改变排列方向。
具体来说，如果液晶是极性的，电场力会使分子朝向电场方向旋转；如果液晶是非极性的，电场力会使分子平行于电场方向。
液晶显示器的屏幕由一层薄膜晶体管（TFT）阵列和一个液晶
层组成。
TFT阵列由许多微小的晶体管组成，通过电压控制每个像素的亮度。
每个像素都与一个亮度调节电压（V_LG）和
一个透明电极连接。
当施加电压时，液晶层中的液晶分子排列方向发生变化。
通过调节液晶分子的校准角度，可以控制光的穿透与否。
具体来说，当液晶分子与光的振动方向垂直时，光无法通过，显示为黑色；当液晶分子与光的振动方向平行时，光可以通过，显示为白色。
液晶显示器的图像变化是通过控制液晶层中液晶分子的排列方向来实现的。
电子设备中的图像处理器会根据输入信号调整每个像素的电压，从而控制液晶分子的排列方向，进而实现不同亮度和颜色的显示。
总体来说，液晶显示器的基本原理是通过控制液晶分子的排列
方向来调节光的穿透与否，从而实现图像显示。
这种电场控制的原理使得液晶显示器具有高分辨率、低功耗和可视角度广等优点，成为现代电子设备中常用的显示技术。
显示器的基本原理
综上所述， 我们可以 得到如下 分类
6 图像系统
图像系统与图像信号
图像系统： 指如照片、印刷、电影、电视、传真、计算机，以及包括医疗 用或产业部门用的观测计量系统在内的处理图像的系统。
本课主要研究电子式图像系统（以上举例电视以后各种系统）。 在这种系统中，图像信息以电信号的形式被传送、处理并显示。
直角坐标
对数坐标 人眼对明暗的感觉与亮度的关系呈对数函数的关系。常使用
对数坐标图。对数坐标曲线的正切值就是所谓的
原则上要求显示器上再现图像的应该忠实反映被摄物体 原来的样子，即图a中的图像曲线为过原点的45度直线。
现实生活中，被摄物周围环境亮度千差万别，实际很难做到恢复 本来模样。而且也完全没有必要这样做。但是需要做到同一景致 内亮度分布必须与被摄物原来的亮度分布成比例，否则就称为亮 度失真。
光栅扫描 按左上到右下顺序描绘若干横线来指定显示位置的扫描方式。 以指定扫描起点的同步信号为基准，把电信号的时间位置与 显示屏上的空间位置相对应。（电视、计算机终端）
放射状栅扫描
通常从圆形显示屏的中心沿半径方向指出显示位置的同 时，使圆形显示屏旋转一周就构成画面。（雷达） 随机扫描
跟据输入的显示位置指定信号，把针移到指定位置。
存在的问题：
同一时刻只能传送一部分信息，换句话说，眼睛在同一时刻 只能看到一部分图像。
由于图像是由大量像素组成，要使眼睛同时感知这些像 素就需要每个像素都设置一个电信号通道，且并行传送
多条电信号通道 空间图像信息 （光信号）
显示器的显示的空间 图像信息（光信号）
适合短距离传输少像素图像
存在问题：
对于大型图像的传输广播不现实
液晶显示基本原理
液晶显示基本原理
液晶显示是一种利用液晶材料的光学特性进行图像显示的技术。
液晶是一种介于液体和固体之间的物质，具有流动性和定向性。
液晶显示基本原理包括两个关键概念：极化和光学效应。
首先是极化。
液晶分子具有偏振性质，它们可以根据电场的方向进行定向。
当液晶材料没有经过处理时，液晶分子呈现杂乱的状态。
但是，当液晶材料经过处理后，液晶分子的定向方向会发生改变，使得液晶材料具有偏振性质。
其次是光学效应。
液晶具有两种光学效应：旋转效应和吸收效应。
旋转效应是指当电场施加在液晶材料上时，液晶分子会沿着电场方向旋转一定角度。
这种旋转会改变通过液晶材料的光的偏振方向。
吸收效应是指当电场施加在液晶材料上时，液晶分子会吸收一定波长范围内的光，从而改变通过液晶材料的光的强度。
液晶显示的基本原理是利用这些光学效应。
当液晶材料处于未受电场影响的状态时，光线通过液晶材料时的偏振方向将会被液晶分子的定向方式所改变。
而当电场施加到液晶材料上时，液晶分子会根据电场的方向进行旋转或吸收，从而改变通过液晶材料的光的偏振方向和强度。
通过调整电场的强度和方向，液晶显示器可以根据输入的电信号来显示图像。
总之，液晶显示的基本原理是通过电场对液晶分子的定向方式进行控制，以改变光的偏振方向和强度，从而实现图像的显示。
简述显示器工作原理
简述显示器工作原理
显示器是一种电子设备，用于显示图像和文字。
它主要由以下几个组件构成：像素阵列、驱动电路、控制电路和光源。
显示器的基本原理是利用光的传播和颜色叠加原理。
像素阵列是显示屏上的小方格单元，每个像素可以显示不同的颜色或亮度。
每个像素由三个子像素（即红绿蓝三原色）组成，通过不同的颜色和亮度的叠加来形成所需的图像。
驱动电路的作用是将电子信号转换成像素。
当接收到来自电脑或其他输入设备的信号时，驱动电路会根据信号来设定每个像素的亮度和颜色，从而控制像素的显示。
控制电路则用于管理和控制整个显示器的操作。
它接收来自电脑或其他输入设备的指令，并将其转化为驱动电路可以理解的信号。
控制电路还负责控制显示器的亮度、对比度、色彩饱和度等参数。
光源主要是用于照亮屏幕的组件。
现代显示器通常采用LED 作为光源，LED能够提供高亮度和低功耗的特点。
当各个组件协同工作时，显示器可以产生清晰、逼真的图像和文字，满足人们对图像显示的需求。
LCD显示原理范文
LCD显示原理范文
LCD（Liquid Crystal Display）是液晶显示技术的一种应用，被广泛应用于电子设备中，如计算机显示器、电视屏幕、智能手机等。
液晶是一种介于液体和固体之间状态的物质，它具有流动性和分子有序性。
液晶分子的有序性可导致光的极化，从而可用于制造显示器。
1.后光源：LCD显示器通常使用后光源，如荧光灯或LED，以提供显示需要的背光。
2.光通过偏振：后光源发出的光通过一个偏振片，使其仅通过一个方向上的光线。
3.液晶层：光线通过偏振片后，会通过液晶层。
液晶层是一个薄膜，其中包含液晶分子。
液晶分子可以通过电场的作用进行定向。
通常有两个玻璃板分别包含液晶分子，形成液晶层。
4.电场作用：在液晶层的两侧，有一对电极，通过控制这对电极施加电场，可以改变液晶分子的定向。
当电场施加时，液晶分子会重新排列，改变光的传播路径。
5.像素亮暗调节：液晶层上的每个像素都由液晶分子控制，液晶分子的定向决定了光的透过程度。
定向与电场的强度成正比，因此可以通过调节电场的强度来控制像素区域的光亮度。
6.颜色过滤：在液晶层的前面，有一组颜色过滤器，用于对通过的光进行颜色过滤，使液晶显示器可以显示彩色图像。
7.最终显示：通过反射或透射光来观察像素显示的图像，由液晶层中的液晶分子定向决定光如何透过或反射出来。
总结来说，LCD显示原理是通过施加电场控制液晶分子的定向，从而改变光的透过程度，最终实现像素的亮暗调节。
颜色过滤器可以实现彩色显示。
这种显示技术具有低功耗、薄型化、高分辨率和广视角等优势，因此被广泛应用于各种电子设备中。
显示器工作原理
显示器工作原理
显示器工作原理主要由电子束的发射、偏转和扫描三个过程组成。
首先，显示器通过发射电子束来产生图像。
这一过程是通过加热阴极来释放电子，而这些电子则会被聚束电极所吸引，形成一个电子束。
接下来，电子束会经过偏转系统。
偏转系统会根据输入信号来控制电子束的位置，进而决定图像的显示位置。
最后，电子束会在屏幕上进行扫描。
扫描是通过水平和垂直的偏转电场来实现的，使得电子束在屏幕上来回扫描。
当电子束扫描到特定位置时，会通过撞击荧光物质来激发光的发射，从而形成图像。
显示器上的像素点由许多这样的荧光物质组成，它们能够发射不同颜色的光，通过电子束的扫描，就能够形成丰富多彩的图像。
显示器显示点的原理
显示器显示点的原理
显示器是一种通过发光点来显示图像的设备，其原理是利用光的衍射和反射。
下面将详细介绍显示器显示点的原理。
1. 像素点：显示器的图像由像素点组成，每个像素点都可以独立地发光或者不发光。
一个像素点通常由红(R)、绿(G)、蓝(B)三个亚像素点组成，通过改变这三个亚像素点的亮度来混合出各种颜色的图像。
2. 背光源：在显示器的背面，通常会有一个背光源。
背光源通常使用冷阴极荧光灯(CFL)或者LED背光。
背光源会发射出均匀的白光，这个白光会经过液晶面板进一步进行处理。
3. 液晶面板：液晶面板是显示器的核心部件，位于背光源和玻璃面板之间。
液晶面板上铺满了液晶分子，这些分子可以通过电场来调整其排列方式，从而控制光线的透射和衍射。
4. 示波器：显示器中的示波器可以根据处理器发送的信号，调整电场作用于液晶分子，从而控制光线的透射和衍射。
液晶分子的排列方式会影响光线的传播路径，进而控制像素点的亮度和颜色。
5. 颜色滤光片：液晶面板的前面覆盖着颜色滤光片。
这些滤光片将白光分解成红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色光，每个像素点
都有相应的颜色滤光片。
6. 反射和透射：当液晶分子排列方式改变时，光线经过液晶面
板时会发生衍射和反射现象。
透射的光线穿过颜色滤光片时会被过滤并形成最终的颜色，而反射的光线经过一系列的反射处理后再被显示出来。
通过调整液晶面板上的液晶分子排列方式，控制透射和衍射现象，显示器可以显示出不同的像素点，从而显示出丰富多彩的图像和文字。
这就是显示器显示点的基本原理。
简述液晶显示器的基本显示原理
简述液晶显示器的基本显示原理液晶显示器是目前广泛应用于电子产品中的一种显示技术，其基本显示原理是通过液晶材料的光学特性来实现图像显示。
液晶显示器由液晶材料、导电玻璃基板、色彩滤光器、背光源和驱动电路等组成。
液晶材料是液晶显示器的核心部件，是一种介于固体和液体之间的物质。
液晶材料分为向列型液晶和扭曲向列型液晶两种。
液晶分子在电场作用下可以发生定向排列，从而改变光的透过性。
液晶分子的排列状态决定了光的偏振方向，进而影响到图像的显示效果。
导电玻璃基板是液晶显示器的底部基板，上面附着有透明导电膜。
透明导电膜可以通过外部电压来改变液晶分子的排列状态。
导电玻璃基板上的透明导电膜通常使用氧化锡或氧化铟等材料制成。
色彩滤光器是液晶显示器用来显示彩色图像的关键部件，它由红、绿、蓝三种颜色的滤光膜组成，通过调节不同颜色的透光率来实现彩色显示。
色彩滤光器可以根据液晶分子的排列状态来选择透过的颜色，从而呈现出不同的色彩。
背光源是液晶显示器的光源，用于照亮液晶屏幕。
常见的背光源有冷阴极灯（CCFL）和LED背光两种。
背光源发出的光通过液晶屏幕后，经过液晶分子的调节，形成图像的显示。
驱动电路是液晶显示器的控制中心，负责控制液晶分子的排列状态。
驱动电路通过向导电玻璃基板施加电压，改变透明导电膜的电场强度，从而控制液晶分子的排列方向。
不同的排列方向可以调节光的透过性，实现图像的显示效果。
液晶显示器的工作原理是通过控制液晶分子的排列状态来改变光的透过性，从而实现图像的显示。
当液晶分子排列呈现不同的状态时，光的偏振方向也会随之改变。
当背光源发出的光通过液晶屏幕后，经过液晶分子的调节，只有特定偏振方向的光才能通过色彩滤光器并最终显示出来，其他方向的光则被阻挡。
这样，液晶显示器就能够根据液晶分子的排列状态来显示图像。
总结起来，液晶显示器的基本显示原理是通过控制液晶分子的排列状态，调节光的透过性来实现图像的显示。
液晶材料、导电玻璃基板、色彩滤光器、背光源和驱动电路等组成了液晶显示器的基本结构，各部件协同工作，完成图像的显示过程。
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CCFL Spectrum
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(Light Emitting Diode) 白光LED作用原理
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R G B W
e e
P-type semiconductor
e e
e e e
GY B W
N-type semiconductor
B Y W
＋
－
Nichia：
順向電壓 VF
e
+
e
1240 E g (eV )
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顯示原理
偏光板 玻璃基板 配向層
液晶分子 配向層 玻璃基板 偏光板
1.在沒有施加電壓的時候， 液晶分子會隨著兩玻璃基板 表面的配向方向扭曲配向， 當光線通過上方偏光片後， 光線進入經配向過的液晶， 其偏極方向隨液晶的排列而 旋轉90度，最後在通過下方 電壓 的偏光片，成為亮的狀態。 2.當施加電壓在液晶層上， 所有的液晶分子皆朝同一方 向排列，入射光的偏極方向 沒有改變，使得入射光會受 到下方偏光片的遮蔽成為暗 的狀態。
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稜鏡片
‧ 光線在稜鏡片中折反射的模式 兩次反射 一次折射 一次反射+一次折射
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稜鏡片
BEF II 90/50:
固定的頂面稜角 / 稜與稜間pitch 增亮效果佳 固定的pitch易與TFT pattern產生 Moire 於特定的視角，正面亮度會急遽 下降(cut off)
BEF III 90/50:
隨機的頂面稜角 / 稜與稜間pitch 可避免Moire發生 增亮效果略遜BEF II 稜鏡片易刮傷
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稜鏡片
DBEF vs 傳統型偏光片
傳統型偏光片是屬於吸收型偏光片，主要是以碘系化合物經由拉伸而成。光行 進時與吸收軸同方向的光，會與碘化合物產生共振而被吸收，另一方向的光才 能穿透。 如此一來，最多僅有50%的光會通過下偏，這造成光極大的損耗。 DBEF 則是利用高分子的特性，使與穿透軸同方向的光能通過，但另一方向的 光能被反射回去，這些被反射回去的光，經由各元件的非極化後，又能再度且 不斷的被DBEF利用，使其能有更多的光能通過下偏光片。
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稜鏡片
稜鏡片 (Prism sheet) (增亮膜Brightness Enhancement Film) 液晶螢幕的需求為高亮度以及高對比度，未來更朝向輕/薄，且省能源的走 向，稜鏡片利用特殊的物理結構及材質，便能在不增加能源消耗以及增加 燈管數目的前提下，即能達到高亮度的需。稜鏡片的主要功能為將經過導 光板與下擴散片的光線集中,以提高面板的正面光線輝度。 BEF的增亮效果為何，該如何使用？ BEF的增亮原理為利用其特殊的稜鏡結構管理，將光的角度將光線集中在 +/-35的範圍內，以提高中心視角的輝度 ，通常一片BEF約可提高60%的 輝度，通常建議搭配2張cross的BEF可達到最佳的增亮效果 (最高可達到 120%的增益)
缺點
1.會產生UV光,易使材料變質或 黃化 2.燈管含Hg有環保考量 1.點光源 2.單顆價錢較便宜，但是一般多 使用數顆以上，使得成本增加
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LED
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導光板
導光板材料
導光板為壓克力所製造，一般是使用聚甲基丙烯酸甲酯。
導光板的原理
利用全反射原理將光線傳至導光板的遠端。 利用在導光板的底面印刷上圖樣，來破壞全反射，將光線射 至導光板正面。
－
InGaN+YAG
e
(nm)
常用規格：順向電流、順向電壓 亮度(效率)、色度、壽命
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光源-CCFL vs LED
0.0010
0.0010
Emission Intensity (arb. units)
Emission Intensity (arb. units)
• 偏光片依製程與使用材料可以分為兩類： (1) 碘系偏光膜 現今材料與延伸技術不斷改良下偏光度及透過率 都相當 接近理論值(偏光度100%，透過率50%)。 (2) 耐久性偏光膜 使用染料配方讓偏光膜具有耐高溫高濕、耐光等特性，大 多使用在車、船舶或飛機用的LCD上。但偏光率不及碘系 且價格昂貴是其缺點。
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面板(Cell)
• 偏光片:利用偏光板可以使進入或射出液晶面板的光有特定的極化方向，可 利用液晶來控制光通過的量。 • CF玻璃:內含Color Filter、ITO及配向膜。 Color Filter:為了達到全彩色的目的，必須利用紅、綠、藍三元色來調 配，彩色濾光片便為紅、綠、藍三顏色所組成，經由液晶適 當的控制光的通過量，便可以調配出各種顏色，以達全彩色 顯示。 • 液晶:液晶分子的結構為異方性 (Anisotropic)，所以所引起的光電效應就會 因為方向不同而有所差異，簡單的說也就是液晶分子在介電係數及折 射係數等光電特性都具有異方性，因而可以利用這些性質來改變入射 光的強度，以便形成灰階，來應用於顯示器元件上。 • Spacer:為矽化物或有機樹脂製成的球裝物，用來控制液晶層的厚度。 • TFT玻璃:內含TFT、儲存電容、ITO及配向膜。 TFT:作為液晶旋轉控制電壓的開關元件。 儲存電容:作為保持液晶畫素所需的電壓，目的為解決反應速率問題。 ITO:透明電極，用來連接液晶及開關元件，以提供液晶旋轉時所需的電 壓。 配向膜:此層通常為有機材料所組成，目的是用來使液晶材料能夠對準 排列 。
(B)側入式:
Reflector
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背光模組零件
• 光源:提供LCD Panel的發光源,目前可分為CCFL與LED兩種。 • 導光板:導光板的目的為將燈管或LED提供之入射光源在利用內部全反 射原理轉換成面光源。通常為了調整出射光線的均勻性及方向性，多 在導光板上下表面設置特定之調光構形。 • 反射片:反射片是提供光線在導光板底部之反射面。 • 稜鏡片:稜鏡片的主要功能為將經過導光板與下擴散片的光線集中,以 提高面板的正面光線輝度。 • 擴散片:擴散片之作用在增加光線之方向性，使光線均勻化並可將顯 示面上之pattern模糊化，此外對於液晶模組正面輝度之提升亦有助 益。 • 外框:將背光模組與panel固定在特定的位置上。
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背光模組(BLU)
LCD Panel在顯示色彩時,不是自發光的方式,所以需要背光模組提供光源 在由CF將光源分出三原色顯示畫素。而背光模組依光源設置位置主要分為 兩種:直下式及側入式。 (A)直下式:
DBEF
Diffuser Diffuser Plate CCFL
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TFT-LCD製程
• TFT-LCD的製程可分為三大段：
Array段:TFT-LCD的陣列電路製程技術極類似矽半導體材料的製造過 程，以黃光、蝕刻與薄膜等不同製程，可以在玻璃基板上形 成薄膜電晶體之陣列電路工程。 Cell段:在完成TFT玻璃基板後，再配合另一片上面有彩色濾光片的玻 璃，先配向膜印刷、Rubbing、灑上Spacer及上膠。隨後再進 行兩片玻璃上下對組，對組完成後再進行切割、磨邊、清 洗。最後再進行液晶的注入及封口，接著再貼上偏光片及電 性測試。 Module段:將組裝完成的TFT-LCD面板與驅動IC(Drive IC)、印刷電路 板(PCB)連接，並裝上背光源(Backlight Module)及固定框架 (Frame)即完成液晶顯示器模組組裝。
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偏光片 (Polarized Sheet)
PVA:聚乙稀醇膜，吸附許多偏光元素(碘系或染料系分子) ，此時偏光元素呈散亂 狀(amorphous)排列，接著沿著某一特定方向不斷拉伸3~5倍 後使偏光元素 能沿此方向排列，產生配向的效果，此拉伸方向便形成偏光片的吸收軸。 TAC:三醋酸纖維素薄膜，作用為增加安定性，支撐保護偏光離子與防止回縮。
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導光板
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導光板-Pattern成型
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導光板
項目 模具或網板成本 Sample 時間 製程時間 良率 單品價格 改版時間 模具或網板壽命 印刷式導光板 低(數千元) 快(一週) 慢(裁板-拋光-清洗-乾燥-印 刷-烘乾) 低 高 快(3天) 短 非印刷式導光板 高(數十萬-百萬) 慢(四週或更久) 快(60sec/cycle) 高 低 慢(一週或更長) 長
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Color Filter
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顯示原理
在每個畫素具有一TFT(下圖)，其閘極連接至水平向的掃描線，汲極連接至垂 直向的信號線，而源極連接至液晶電極。顯示器同時間一次起動一條水平掃 描線，以將TFT打開，而垂直信號線送入對應的視訊信號，對液晶電極充電至 適當電壓，接著關閉TFT，直到下次重新寫入信號前，使得電荷保存在電容 上；同時啟動下一條水平掃描線，一般此重覆的頻率為30~75Hz。 液晶上所跨的電壓和光的穿透度具有一定的關係，只要控制所寫入的電壓， 即可顯示想要的畫面，而成顯示器 。