1、1、光电子技术是当今世界上竞争最为激烈的高新技术领域之一。光电显示技术是将电子设备输出的电信号转化为视觉可见的图像、图形、数码及字符等光信号。2、所谓显示，就是指对信息的表示。在信息工程领域中，把显示技术限定为基于光电子手段产生的视觉效果，即根据视觉可识别的亮度、颜色，将信息内容以光电信号的形式传达给眼睛产生的视觉效果3、1897 年德国人布劳恩发明阴极射线管。全世界第一支球形彩色布劳恩管于 1950 年问世。虽然存在体积、重量方面的缺点，但是人们关心的屏幕上显示图像的质量，如亮度、对比度、分辨率、视野角、刷新频率和响应时间等综合性的视觉性能。4、光电显示器件的分类：如果根据收视信息的状态分类
2、，可分为以下几种：直观型、投影型、空间成像型。 5、从显示原理的本质来看，光电显示技术利用了发光和光电效应两种物理现象。所谓光电效应是指加上电压后物质的光学特性（如折射率、反射率、透射率等）发生改变的现象。因此，根据像素本身发光与否，又可将显示器间分为以下两大类，主动发光型和被动发光型。6、光的基本特性：光是一种波长很短的电磁波其波长为380-780nm。频率 7.5*108-4.0*108MHZ7、光通量 光源单位时间内的光量称为光通量，符号 ，单位流明。8、发光强度 光源在给定方向的单位立体角辐射的光通量为发光强度，符号 I 单位坎德拉。 9、光照度 单位受光面积上所接受的光通量称为光照度
3、，符号 E，单位勒克斯。10、亮度 垂直于传播方向单位面积上的发光强度称为亮度，符号 L，单位 cd/m2。11、视觉二重功能： 人的视觉具有明视觉功能和暗视觉功能。12、暗适应：当从明亮的地方进入黑暗环境，或突然关掉灯，要经过一段时间才能看清物体，这就是暗适应现象。明适应：从黑暗环境到明亮环境变化的逐渐习惯过程为13、视觉惰性：在外界光作用下，感光细胞内视敏感物质经过曝光染色过程是需要时间的，响应时间大约为 40ms；另一方面，当外界光消失后，亮度感觉还会残留一段时间，大约为 100ms。 14、颜色包括 3 个特征参数：亮度、色调、饱和度。15、色调表示颜色彼此区分特性，不同波长的光辐射在
4、物体上表现出不同色调特性。16、像素:指构成图像的最小面积单位，具有一定的亮度和色彩特性。17、发光颜色：发光颜色的衡量方法，可用于发射光谱或显示光谱的峰值及带宽，或用色度坐标表示。显示器件的颜色显示能力，包括颜色的种类、层次和范围。是重要指标。18、收看距离：可以用绝对值来表示，也可以用于画面高度 H 的比值来表示。收看电视的距离约为距离屏幕 2m，以利于通过眼球四周的肌肉收缩和松弛来调节眼睛的焦点。在现行彩色电视的隔行扫描的场合，以 6-8H 为宜。在办公自动化中，距离视频显示终端的距离为 50cm 为宜。 19、周围光线环境 周围光线环境主要指观看者所在的水平照度及照明装置。收看电视时四
5、周光线的反射亮度应控制在2 cd/m21、黑白 CRT 显示器的基本结构于工作原理：黑白 CRT 即单色 CRT，只有单一的电子枪，仅能产生黑白两种颜色。它的主要用途是在电视机中显示图像，以及在工业控制设备中用作监视器。 基本结构：圆锥形玻壳、玻壳正面用于显示的荧光屏、封入玻壳中用于发射电子束的电子枪系统、位于玻壳之外控制电子束偏转扫描的磁轭器件。结构中灯丝、阴极（K）、第一控制栅极（GI 或称调制器）、加速器（G2 或称屏蔽极）构成发射系统；第二阴极（G3）、焦距极（G4）、高压阳极（G5）构成聚焦系统。原理：工作时，电子枪中阴极（K）被灯丝加热至 200K 时，阴极（K）大量发射电子。电子
6、束首先由加在第一控制栅极的视频电信号调制，然后经加速和聚焦后，高速轰击荧光屏上的荧光体，荧光体发出可见光。电子束的电流是受显示信号控制的，信号电压高，电子枪发射的电子束流也越大，荧光体发光亮度也越高。最后通过偏转磁轭控制电子束，在荧光屏上从上到下，从左到右依次扫描，从而将原被摄图像或文字完整的显示在荧光屏上。偏转系统：如果不加偏转电压，经加速、聚焦后具有很高动能的电子束轰击荧光屏时，仅能在荧光屏中心位置产生亮度很高的光电难以成像。为了显示一幅图像必须让电子束在水平方向和垂直方向上同时偏转，使整个荧光屏上任意一点都能发光形成光栅，这就是作用。2、CRT 显示器的特点：价格低 亮度高 对比度高 色
7、域广 分辨率高 响应速率快 视角宽 显示版式可以灵活转化 寿命长3、刷新率：刷新率是指显示屏幕刷新的速度，单位 Hz,刷新频率越低，图像闪烁和抖动得越厉害，眼睛观看时疲劳得越快。刷新频率越高，图像显示就越自然、越清晰。刷新率又分为水平刷新率和垂直刷新率。4、色温：色温是表示光源光谱质量最通用 的指标。色温是按绝对黑体来定义的，光源的辐射在可见区域和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称此光源的色温。 1、液晶显示器间的主要构成材料为液晶。所谓液晶，是指在某一温度范围内，从外观看属于具有流动性的液体，同时又具有光学双折射的晶体。2、液晶的分类：溶质液晶和热致液晶。有些材料在溶剂中，处于一定
8、的浓度区间便会产生液晶，这类液晶称之为溶质液晶。把某些有机物加热溶解，由于加热破坏了结晶晶格而形成的液晶称之为热致液晶在热致型液晶中。在热致液晶中，又根据液晶晶相可分为 3 大类：向列型、近晶型和胆甾型。3、液晶的物理性质：液晶受扰动时，分子取向有恢复平行排列的能力，称为曲率弹性，弹性系数一般很小。液晶既是抗磁体，又是介电材料，介电各向异性依材料而定，并于频率有关。 液晶的电气光学效应包括 1 液晶的双折射现象2 电控双折射效应 3 动态散射 4 旋光效应 5 宾主效应4、电控双折射效应：对液晶施加电场，使液晶的排列方向发生变化，因为排列方向的改变，按照一定的偏振方向入射的光，将在液晶中发生双
9、折射现象。这一效应表明，液晶的光轴可以由外电场改变，光轴的倾斜随电场的变化而变化，因而两双折射光束间的相位差也随之变化，当入射光为复色光时，出射光的颜色也随之变化。因此液晶具有比晶体灵活多变的电旋光性质。 5、动态散射：当在液晶两极加电压驱动时，由于光电效应，液晶将产生不稳定性，透明的液晶会出现一排排均匀的黑条纹，这些条纹彼此间隔数 10 微米，可以用作光栅。进一步提高电压，液晶不稳定性加强，出现湍流，从而产生强烈的光散射，透明的液晶变得混浊不透明。断电后液晶又恢复了透明状态，这就是液晶的动态散射。6、宾主效应：将二向色性燃料掺入液晶中，并均匀混合起来，处在液晶分子中的染料分子将顺着液晶指向矢
10、量方向排列。在电压为 0 时，燃料分子与液晶分子都平行于基片排列，对可见光有一个吸收峰，当电压达到某一值时，吸收峰值大为降低，使透射光的光谱发生变化。可见，加外电场就能改变液晶盒的颜色，从而实现色彩显示。由于燃料少，且以液晶方向为准，所以燃料为“宾”，液晶为“主”。7、液晶的双折射效应：双折射现象是液晶的主要特性之一，因折射率的各向异性而发生双折射现象。从而呈现出许多种光学性质：能使入射光的前进方向偏于分子长轴方向；能够改变入射光的偏振状态或方向；能够使入射光以左旋光或右旋光进行反射或透射。8、液晶显示器件的分类：根据液晶驱动方式分类扭曲向列型：上下两片导电玻璃基板，外侧各有一片偏振板，其间注
11、入向列型的液晶，另外在导电膜上涂布一层摩擦后具有极细沟纹的配向膜。液晶分子具有流动特性，顺着沟纹方向排列。以 900 垂直配置的内部，接近基板沟纹约束力较大，液晶分子会沿着上下极板沟纹方向排列，中间约束力较小，会形成扭曲排列。因使用液晶是向列型液晶且液晶分子扭转 90 度，故成为超扭曲向列型： STN 型液晶显示器工作原理和 TN 大致相同，不同的是液晶分子的配向处理和扭曲角度。STN 必须做配向处理，使液晶分子与基板表面的初期倾斜角增加，而且液晶分子中加入了微量胆石醇液晶使向列型液晶可以旋转角度 800-2700，为 TN 的 2-3 倍。9、液晶显示器的特点 低压微功耗；平板型结构；被动显
12、示型；显示信息量大；易于彩色化；无电磁辐射；长寿命1、发光二极光 LED 是一种固体的半导体器件，它可以直接把电转化为光。所谓发光二极管是指在当其整流方向施加电压时，有电流注入，电子与空穴复合，其一部分能量变换为光并发射的二极管。LED 发光来源于电子与空穴发生复合时放出的能量。作为 LED 用材料，一是要求电子与空穴的数量要多；二是要求电子与空穴复合时放出的能量应与所需要的发光波长相对应。2、 LED 的主要特点： LED 为非相干光，光谱较宽，发射角大；LED 发光颜色非常丰富，通过红、绿、蓝三基色的组合，可以实现全色化LED 辉度高，即使在日光下，也能辨认；LED 单元体积小、重量轻、适
13、用性强；稳定性好、寿命长、基本上不需要维修。3、LED 的主要应用：指示灯，LED 正在成为指示灯的主要光源；数字显示用显示器，点矩阵型和字段型两种；平面显示器，可进行电视画面显示；光源，电视机、空调等的遥控器的光源，干涉仪的光源，低速率、短距离光纤通信系统的光源。4、有机发光二极管：本质上属于电致发光显示器件。有机发光二极管是基于有机材料的一种电流型半导体发光器件，其原理是通过正负载流子注入有机半导体薄膜后复合产生发光。与液晶显示器件相比，OLED 具有全固态、主动发光、高亮度、高对比度、超薄、低成本、低功耗、快速响应、宽视角、工作温度范围宽、易于柔性显示等诸多优点。5、有机发光显示器分类：
14、一是以有机染料和颜料等为发光材料的小分子基 OLED，典型的小分子发光材料为 Alq；另一种是以共轭高分子为发光材料的高分子基 OLED，简称PLED，典型的高分子发光材料为 PPV。6、有机小分子 OLED 的原理是：从阴极注入电子，从阳极注入空穴，被注入的电子和空穴在有机层内传输。第一层的作用是传输空穴和阻挡电子，使得没有与空穴复合的电子不能进入正极；第二层是电致发光层，被注入的电子和空穴在有机层内传输，并在发光层内复合，从而激发发光层中的分子产生单重态激子，单重态激子辐射跃迁而发光。7、 OLED 发光过程：1 电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能薄膜注入 2 注入的电子和
15、空穴分别从电子输送层和空穴输送曾向发光层迁移。3 电子和空穴复合产生机子 4 激子在电场作用下迁移，能量传递给发光分子并激发电子从基态跃迁到激发态。5 激发态能量通过辐射跃迁，产生光子，释放出能量。1、等离子体：等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它是除去固、液、气态外，物质存在的第四态。等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。现在人们已经掌握利用电场和磁场产生来控制等离子体，如焊工们用高温等离子体焊接金属。2、根据等离子体焰温度，可以分为高温等离子体和低温等离子体。高温等离子体：温度相当于 108109
16、K 完全电离的等离子体，如太阳、受控热核聚变等离子体；低温等离子体：包括热等离子体，如电弧、高频和燃烧等离子体；冷等离子体，如稀薄低压辉光放电等离子体和电晕放电等离子体。3、等离子体主要特征：气体高度电离。在极限情况下，所有中性粒子都被电离了；具有很大的带点粒子浓度一般为 10161015 个/CM3等离子体具有电震荡的特征，等离子体具有加热气体的特征在稳定情况下，气体放电等离子体中的电场相当弱，并且电子与气体原子进行着频繁的碰撞，因此气体在等离子体中的运动可看作是热运动。4、等离子体显示单元的发光过程分为 4 个阶段：P 82 图预备放电：给扫描/维持电极和维持电极之间加上电压，使单元内的气
17、体开始电离形成放电条件；开始放电：接着给数据电极与扫描/维持电极之间加上电压，单元内的离子开始放电；放电发光与维持放电：去掉数据电极上的电压，给扫描/维持电极和维持电极之间加上交流电压，使单元内形成连续放电，从而可以维持发光；消去放电：去掉加到扫描/维持电极和维持电极之间的交流信号，在单元内变成弱的放电状态，等待下一个帧周期放电发光的激励信号。1、光波调制：是指改变载波（光波）的振幅、强度、频率、相位、偏振等参数使之携带信息的过程。光频载波调制和无线电载波调制在本质上是一样的，但在调制与解调方式上有所不同。电光调制：电光调制的物理基础是电光效应。电光效应是指物质的折射率因外加电场而发生变化的一
18、种效应2、声光调制：超声波是一种弹性波，超声波在介质中传播时，将引起介质密度呈疏密交替地变化，其折射率也将发生相应的变化。这样对于入射光波来讲，存在超声波场的介质可以视作一个超声光栅，光栅常数等于声波波长。3、调 Q 技术：能够使输出峰值功率达到 MW 级以上，使分散在数百个小尖峰序列脉冲中辐射出来的能量集中在很短的一个时间间隔内释放（10 -9s） 。获得巨脉冲4、锁模技术：锁模技术就是获得超短脉冲的一种技术（10 -1510-12s） 。激光特性：1 高方向性和空间相干性 2 单色性和时间相干性3 高亮度和光子简并度5、高亮度和光子简并度：对激光辐射而言，由于发光的高定向性、高单色性等特点
19、，决定了它具有极高的单色定向亮度值。对于激光辐射而言，尤其重要的是激光功率或能量可以集中在少数的波型之内，因而具有极高的光子简并度。这是激光区别于普通光源的重要特点，也就是说高的光子简并度是激光的本质，它表示有多少个性质完全相同的光子共处于一个波型之内，这种处于同一光子态的光子数称为光子简并度。6、气体激光器可分为原子、分子、离子气体激光器 3 大类。7、气体激光器特点：发射的谱线分布在一个很宽的波长范围内，已经观测到的激光谱线不下万条，波长几乎遍布了从紫外到红外整个区域；气体工作物质均匀性比较好，使得输出光束的质量较高；气体激光器很容易实现大功率连续输出，如 CO2 激光器目前可达万瓦级；气
20、体激光器转换效率高、工作物质丰富、结构简单和器件成本低。8、液体激光器可分为两类：有机化合物液体（染料）激光器（简称燃料激光器）和无机化合物激光器（简称无机液体激光器） 。9、染料激光器特点：激光波长可调谐且谐调范围较宽；可产生极短的超短脉冲，脉冲宽度可压缩到 310-15s；可获得窄的谱线宽度，线宽可达 610-5nm，连续染料激光可达 10-6nm。10、激光优点：单色性好；方向性好；亮度高等。11、激光用于显示的优势：激光发射光谱为线谱，色彩分辨率高。色饱和度高，能够显示非常鲜艳而且清晰的颜色；激光可供选择的谱线（波长）很丰富，可构成大色域色度三角形，能够用来显示丰富的色彩；激光方向性好
21、，易实现高分辨显示；激光强度高，可实现高亮度、大屏幕显示。12、激光显示器件 LPD 优点：体积小。亮度高，颜色鲜明。制造工艺简单。功耗低。显示速度快，视角范围广；显示颜色丰富造型灵活。1、电致变色现象 EC：从显示的角度看则是专门指施加电压后物质发生氧化还原反应使颜色发生可逆性的变色现象。2、场致发射显示 FED 工作原理：图 P114 两块平板玻璃之间有 200 微米的间隙，底板上有一排气管可排气，显示器件的阴极由交叉金属电极网组成，一层金属带连接阴极，另一层正交的金属带连接栅极，两层金属带之间由 1 微米厚的绝缘层分开，每一个像素由相交的金属带行列交叉点所选通，涂油荧光粉的屏对应于像素安
22、放。每个像素有数千个微电子管，即使有一些发射尖锥失效也不会影响像素显示，这一特点非常有利于提高成品率。如果在这些微尖锥发射阵列上加上矩阵选址电路，就构成了 FED。3、 电泳 ：是指悬浮于液体中的电荷粒子在外电场作用下定向移动并附着在电极上的现象。4、 电泳显示的工作原理：靠浸在透明或彩色液体之中的电离子移动，即通过翻转或流动的微粒子来使像素变亮或变暗，并可以被制作在玻璃、金属或塑料衬底上。在两块玻璃间夹一层厚约 50 微米的胶质悬浮体，两块玻璃上都涂有透明导电层，胶质悬浮体由悬浮液、炫富色素微粒及稳定剂或电荷控制剂组成。其中色素微粒由于吸附液体中杂质离子而带同号电荷，当外加电场，微粒便移向一
23、个电极，该电极就呈现色素粒子颜色；一旦电场反向，微粒也反向移动，该电极又变成悬浮液的颜色。5、 铁电陶瓷的主要特征：在一定温度范围内存在自发极化，当高于某一居里温度时，自发极化消失，铁电相变为顺电相；存在电畴；发生极化状态时，某介电常数-温度特性发生显著变化，出现峰值；极化强度随外加电场强度而变化，形成电滞回线；介电常数随外加电场呈非线性变化；在电场作用下产生电致伸缩或电致应变。1、实现大屏幕显示途径：采用单元显示器件按矩阵排布，构成大屏幕显示；将直观型或背投式显示器按纵、横矩阵排列，构成多影像系统，或称“电视拼接墙”简“电视墙” 。大屏幕显示系统要求：1 图像亮度 2 保证足够的图像对比度和
24、灰度等级 3 清晰度在机械式中有磁反转，磁泳成像，静电吸引显示等2、磁反转型：早期采用的基本元件是借助电场力，使被磁化的平板发生反转来实现平板正面和反面内容的二值显示元件。将大量的这种基本元件按矩阵排列，即可构成大型显示屏。3、静电吸引型：静电吸引方式显示器是依靠静电力对箔的吸引，使其变化位置或变形等，从而改变其对光的反射性，从而进行显示的方法。4、直观性大画面显示：直观性大画面与前面讲述的将大量发光元件按矩阵排布而构成的大屏幕显示器不同，采用大屏幕拼接墙技术。该技术可以将各类计算机信号、视频信号在大屏幕拼接墙上显示，形成一套功能完整、技术先进的信息管理控制系统。大屏幕显示墙是由多个电视机以矩阵排列组成一个大显示屏，每个子屏幕显示大图像的一部分，共同显示一个大的图像因大如墙壁，故称为显示墙
