光电子发光与显示技术 课后作业及答案

课后作业

绪论

1.显示技术的分类；阐述CRT、LCD、PDP、EL、FED各自的特点。

2.掌握显示技术的常见参数。

1.光通量：指能够被人的视觉系统所感知的那一部分光量

2.发光强度：一光源在单位立体角内所发出的光通量称为光源在该方向上的发光强度，

单位

3.亮度：指光源在某个方向的单位投影面积，单位立体角中辐射的光通量

4.彩色

5.对比度

6.效率：驱动功率、分辨率；光输出效率（流明效率）；发光材料的效率（量子效率）

7.响应速度

8.存储性能

9.寿命、视角

第一章阴极射线管显示

1、CRT的基本组成由那些？

电子枪（Electron Gun），偏转线圈（Defiection coils），荫罩(Shadow mask)，荧光粉层(Phosphor)及玻璃外壳

2、什么是电子聚焦？？分别解释静电场和磁场聚焦原理

一束发散角不大的带电粒子束，当它们在磁场B的方向上具有大致相同的速度分量时，它们有相同的螺距。经过一个周期它们将重新会聚在另一点，这种发散粒子束会聚到一点的现象与透镜将光束聚焦现象十分相似，因此叫磁聚焦

3、CRT扫描方式有哪些？其工作原理是什么

按电子束运动的规则可分为光栅扫描、圆扫描、螺旋扫描等

隔行(interlaced)和逐行(progressive)

电子束在通过两个偏转磁场时，在荧光屏上做从上到下、从左到右的匀速往复直线扫描动动。我们将一行紧跟一行的抚摸方式称为逐行扫描，在逐行扫描过程中，其图像信号的时间顺序与空间顺序是一致的。

隔行扫描即是把一帧分为两场来扫描，每秒扫描50场。规定奇数行1，3，5，7…573（显示行，其它为场逆程非显示行）的场为奇数场，偶数行2，4，6，…574的场为偶数场。若采用奇、偶两场均匀相互嵌套的话，即可以获得高的清晰度，又能保证每帧扫描起点相同，两场的扫描锯齿电流规律相同，大大降低了对扫描电路的要求。

4、三基色混色原理有那些？并分别列出几种混色关系？

三基色的本质是三基色具有独立性，三基色中任何一色都不能用其余两种色彩合成。另外，三基色具有最大的混合色域，其它色彩可由三原色按一定的比例混合出来，并且混合后得到的颜色数目最多。

混色方式：时序混色和空间混色，空间混色包括相加混色和相减混色

时序混色是利用人眼视觉暂留效应，三基色按照特定时序间隔依次出现，呈现出彩色。

空间混色：利用人间空间分辨率叠加的效应，由两种或两种以上的色光相混合时，会同时或者在极短的时间内连续刺激人的视觉器官，使人产生一种新的色彩感觉。

红色+绿色=黄色

绿色+蓝色=青色

红色+蓝色=品红

红色+绿色+蓝色=白色

除了相加混色法之外还有相减混色法。在白光照射下，青色颜料能吸收红色而反射青色，黄色颜料吸收蓝色而反射黄色，品红颜料吸收绿色而反射品红。也就是：

白色-红色=青色

白色-绿色=品红

白色-蓝色=黄色

另外，如果把青色和黄色两种颜料混合，在白光照射下，由于颜料吸收了红色和蓝色，而反射了绿色，对于颜料的混合我们表示如下： 颜料(黄色+青色)=白色-红色-蓝色=绿色

颜料(品红+青色)=白色-红色-绿色=蓝色

颜料(黄色+品红)=白色-绿色-蓝色=红色

4、荫罩与荫栅式显像管的对比？

荫罩；透过率低70%，分辨率高，边缘清晰

荫栅式：条状荫栅由固定在一个拉力极大的铁框中的互相平行的铁线阵列组成。电子透过率达到95%以上 ，亮度高

第二章 半导体发光显示器件（LED ）

1、LED 的发光原理

由于少数载流子在电场作用下能量增加，这些载流子在同质结或异质结区的注入与复合而产生的发光叫做结型电致发光（又称注入式电致发光）。根据这种发光现象制成的发光器件称为结型电致发光显示器件。

2、简述LED 的应用（至少四种）

建筑景观照明，大屏幕显示，交通信号灯，指示灯，手机及数码相机等用小尺寸背光源， 太阳能LED 照明，汽车照明，特种照明及军用等。未来市场：中大尺寸LCD 背光源；道路照明；室内普通白光照明

360°LED 环型显示器基本原理

第三章 液晶显示器件（LCD ）

1.液晶有何特点？它主要有哪些电光效应？主要有哪些应用？

液晶实际上是物质的一种形态，也有人称其为物质的第四态。液晶分为两大类：溶致液晶和热致液晶。前者要溶解在水或有机溶剂中才显示出液晶态，后者则要在一定的温度范围内才呈现出液晶状态。

电光效应：（1）液晶的各向异性 （2）折射率的各向异性

应用：开关，空间调制器，可调谐滤波片

2.试说明扭曲向列LCD 的特点。

❖ 当入射光通过偏振片后成为线偏振光，在外电场作用时，由线偏光经过扭曲向列液晶的旋光特性决定，在出射处，检偏片与起偏片相互垂直，旋转了90°的偏振光可以通过。因此呈透光态。

()TN PC GH ⎧⎧⎪⎨⎩⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩动态散射效应电流效应存储效应排列相畸变效应电光效应混合排列相畸变效应电场效应扭曲向列效应相转变效应宾主效应

❖在有电场作用时，当电场大于阈值场强后，液晶盒内液晶分子长轴都将沿电场方向排列，即与表面呈垂直排列，此时入射的线偏振光不能得到旋转，因而在出射处不能通过检偏片，呈暗态

3.光在向列液晶中传播且θ=π/4，试分析当位相差为0，π/4，π/2，3π/4，5π/4，3π/2，7π/2和2π时，输出光的偏振状态。

第四章等离子显示器件（PDP）

1.简述PDP的工作原理及其分类。

等离子显示的基本原理：等离子体显示与稀有气体中冷阴极辉光放电有关，它是在显示屏上排列上千个密封的小低压气体室（一般是氙气和氖气的混合物），电流激发气体，使其发出肉眼看不见的紫外光，这种紫外光碰击后面的玻璃上的红、绿、蓝三色荧光体，它们再发出我们在显示器上所看到的可见光。

PDP根据工作方式的不同，大致可分为两类：交流型和直流型。

2.什么叫壁电压？简述壁电压在ACPDP中的作用。

PDP在放电过程中形成的电子、离子在电场作用下分别向正、负电极移动，由于电极表面是介质，电子、离子不能直接进入电极而在介质表面累积起来、形成壁电荷。在回路中，壁电荷形成与外加电压极性相反的壁电压。

在PDP放电回路中，壁电荷形成与外加电压极性相反的壁电压。这时，放电空腔上的电压为外加电压和壁电压之和。它将小于维持电压，起到减弱放电空间电场的作用，致使放电单元在2~6μs内逐渐停止放电。因介质电阻很高，壁电荷会不衰减地保持下来，当下一个反向的维持电压脉冲到来时，上一次放电形成的壁电压与此时的外加电压同极性，叠加电压峰值大于Vf，单元再次着火发光并在放电腔的两壁形成与前半周期极性相反的壁电荷，并再次使放电熄灭直到下一个相反极性脉冲的到来。因此，单元一旦由书写脉冲电压引燃，只需要维持电压脉冲就可维持脉冲放电。这个特性称为AC-PDP单元的存储特性。

3.画图说明AC-PDP的驱动方式。

❖当放电单元的电极上加有比着火电压Vf低的维持脉冲电压VS时，单元中气体不会着火。

❖如果在维持电压间隙中加入幅度高于Vf的书写脉冲电压VWT，单元将触发放电发光。

❖放电形成的电子、离子在电场作用下分别向正、负电极移动，由于电极表面是介质，电子、离子不能直接进入电极而在介质表面累积起来、形成壁电荷。

❖在回路中，壁电荷形成与外加电压极性相反的壁电压。这时，放电空腔上的电压为外加电压和壁电压之和。它将小于维持电压，起到减弱放电空间电场的作用，致使放电单元在2~6μs内逐渐停止放电。