光电显示技术及产品
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任务 认识新型光电显示产品
• ５.灰度 • 灰度是指画面上亮度的等级差别。 例如， 一幅电视画面图像应有八
级左右的灰度。 • ６.分辨率 • 分辨率是指单位面积显示的像素的数量。 • ７.清晰度 • 清晰度是指人眼能察觉到的图像细节清晰的程度， 用光高度(帧高)
范围内能分辨的等宽度黑白条纹(对比度为１００％) 数目或电视扫描 行数来表示。
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任务 认识新型光电显示产品
• 五、激光显示(ＬＰＤ) 技术概述 • 激光显示基本上有３ 种形式: 第一种采用阴极射线－ 半导体激光显
示管； 第二种是激光光阀显示； 第三种是直观式电视激光显示。 激 光显示装置主要由激光器、光调制器、光偏转器、银幕等组成。 典 型的激光彩色显示原理如图５ －８ 所示。 • 六、新型光电显示技术概述 • １.电致变色显示(ＥＣＤ) 技术 • 电致变色是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。 电致变色显示器件(ＥＣＤ) 在诸多领域有巨大应用， 其 包括全固态塑料电致变色器件和混合氧化物电致变色器件。
情境五 光电显示技术及产品
• 任务 认识新型光电显示产品
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任务 认识新型光电显示产品
• 任务描述
• 一、光的基本特性 • 光是一种波长很短的电磁波， 人眼所能看见的电磁波称为可见光。
可见光的波长范围为３８０ ~７８０ ｎｍ， 频率为４.３ ×１０８ ~ ７.５ ×１０８ ＭＨｚ。 如图５ －１所示， 可见波谱很窄； 而电磁Βιβλιοθήκη Baidu波的波谱范围很广， 包括甚低频(ＶＬＦ) 超长波、低频(ＬＦ) 长波、 中频(ＭＦ) 中波、高频(ＨＦ) 短波、甚高频(ＶＨＦ) 超短波、特高频( ＵＨＦ) 分米微波、超高频(ＳＨＦ) 厘米微波、极高频(ＥＨＦ) 毫米 微波、红外线、光波、紫外线、Ｘ 射线、γ 射线等， 如图５ －１ 所 示。
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任务 认识新型光电显示产品
• ８.分辨力 • 分辨力是人眼观察图像清晰程度的标志， 与清晰度定义近似， 分辨
力可以用图像小投影点的数量表示， 如ＳＶＧＡ 彩色显示器的分辨 力是８００ ×６００， 就代表画面是由８００ × ６００ 个点所构 成， 组成方式为每条线上有８００个投影点， 共有６００ 条线。 • ９.发光颜色 • 发光颜色(或显示颜色) 的衡量方法， 可用发射光谱或显示光谱的峰 值及带宽， 或用色度坐标表示。 真(全) 色彩的色彩数目为１６ ７７ ７ ２１６色， 即红、绿、蓝各２５６ 级灰度。
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任务 认识新型光电显示产品
• ２.场致发射显示(ＦＥＤ) 技术 • 场致发射显示(ＦＥＤ) 与真空荧光显示(ＶＦＤ) 和ＣＲＴ 有许多相似
之处， 它们都以高能电子轰击荧光粉。 场致发射显示器件， 即场致 发射阵列平板显示器， 或称为真空微尖平板显示器(ＭＦＰ)， 是一 种新型的自发光平板显示器件， 它实际上是一种很薄的ＣＲＴ 显示 器。 • ３.电致发光显示(ＥＬＤ) 技术 • 无机和有机电致发光均可组合出４ 种电致发光显示器件， 有机电致 发光比无机电致发光易于彩色化。
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图５ －１ 电磁波谱
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图５ －２ 三基色原理
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图５ －３ ＣＲＴ 的发展历史
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图５ －４ 电子枪的结构
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图５ －５ 彩色ＣＲＴ 的工作原理
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图５ －６ 液晶显示器的构造
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图５ －７ ＰＤＰ 的构造
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图５ －８ 彩色激光显示结构
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任务 认识新型光电显示产品
• ３.亮度均匀性 • 亮度均匀性反映的是显示器件在不同显示区域所产生的亮度的均匀性
。 通常也用它的反面概念———不均匀性来描述， 或者用规定取样 点的亮度相对于平均亮度的百分比来描述。 • ４.对比度 • 对比度是指画面上最大亮度和最小亮度之比。 该指标与环境光线有 很大关系， 另外测试信号一般采用棋盘格信号， 并将亮度控制器调 整到正常位置、对比度调整到最大位置， 此时对比度为白色亮度和 黑色亮度的比值。 一般显示器应有３０∶ １ 对比度。
• 二、液晶显示(ＬＣＤ) 技术概述 • 液晶显示器件(Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ， Ｌ
ＣＤ) 的主要构成材料为液晶。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性的晶体。 液晶 显示器件的构造如图５ －６ 所示。
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任务 认识新型光电显示产品
• 相关知识
• 一、阴极射线管(ＣＲＴ) 显示技术概述 • ＣＲＴ 显示技术的历史， 如图５ － ３ 所示。 ＣＲＴ 显示器即为一
种使用阴极射线管的显示器， 主要分为黑白ＣＲＴ 显示器和彩色Ｃ ＲＴ 显示器两大类。它的核心部件是ＣＲＴ 显像管(即阴极射线管) ， 其主要由五部分组成: 电子枪、偏转线圈、荫罩、荧光粉层及玻璃 外壳， 其中电子枪是显像管的核心， 如图５ －４ 所示。
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任务 认识新型光电显示产品
• 彩色ＣＲＴ 是通过红(Ｒ)、绿(Ｇ)、蓝(Ｂ) 三原色组合产生彩色视觉 效果。 荧光屏上的每一个像素由产生红(Ｒ)、绿(Ｇ)、蓝(Ｂ) 的３种 荧光体组成， 同时电子枪中设有３ 个阴极， 分别发射电子束， 轰击 对应的荧光体。 为了防止每个电子束轰击另外两个颜色的荧光体， 在荧光面内侧设有选色电极———荫罩， 其工作原理如图５ －５ 所 示。
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任务 认识新型光电显示产品
• 四、等离子体显示技术概述 • 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， 它是除固态、液态、气态外， 物质存 在的第四态。 根据等离子体中各种粒子的能量分布情况， 又可将等 离子体分为等温等离子体和非等温等离子体两类。 • 等离子体显示板(Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ， ＰＤ Ｐ) 具有易于实现大屏幕、厚度薄、重量轻、视角宽、图像质量高和 工作在全数字化模式等优点， 因此受到世界电子工业界的广泛关注 。 ＰＤＰ 的主要优点有固有的存储性能、高亮度、高对比度、能随 机书写及擦除、长寿命、大视角等， 如图５ －７ 所示。
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任务 认识新型光电显示产品
• 三、显示器件主要性能指标 • １.像素 • 像素是构成图像的最小面积单位， 具有一定的亮度和色彩属性。 在
显示器中， 像素点的大小可依据该系统的观看条件(如观看距离、照 明环境等) 下， 肉眼所能分辨的最小尺寸确定。 • ２.亮度 • 显示器件的亮度指从给定方向上观察的任意表面的单位投射面积上的 • 发光强度。 亮度值用ｃｄ/ ｍ２ 表示。
。 • 四、新型光电显示产品的实训要求 • (１) 在任务实施过程中， 列出产品名称。
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任务 认识新型光电显示产品
• (２) 根据任务描述， 在教师指导下理解显示技术性能指标。 • (３) 拆开黑白电视机或计算机显示器， 观察显像管或液晶屏结构。 • (４) 在规定课时内完成显示产品的结构认识。
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任务 认识新型光电显示产品
• １０.余辉时间 • 余辉时间是指荧光粉的发光从电子轰击停止后起， 到亮度减小到电
子轰击时稳定亮度的１/１０ 所经历的时间。 • １１.解析度ＤＰＩ • 解析度是指图片１ 英寸长度上小投影点的数量， 分为水平解析度和
垂直解析度。 解析度越高， 显示出来的影像也就越清晰。 • １２.收看距离 • 收看距离可以用绝对值表示， 也可以用与画面高度Ｈ 的比值来表示
• 三、发光二极管(ＬＥＤ) 及有机发光二极管(ＯＬＥＤ)显示技术概述 • ＬＥＤ (Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ， 发光二极管) 是
一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。 ＬＥＤ 的心脏 是一个半导体的晶片， 晶片的一端附在一个支架上， 一端是负极， 另一端连接电源的正极， 使整个晶片被环氧树脂封装起来。 ＬＥＤ 显示屏是２０ 世纪８０ 年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显 示媒体， 早期开发的为普通型ＬＥＤ， 中、低亮度的红、橙、黄、 绿ＬＥＤ 已获得广泛使用。 近期开发的为新型ＬＥＤ， 是指蓝光Ｌ ＥＤ 和高亮度、超高亮度ＬＥＤ。 其为平板显示的主流产品， 在信 息显示领域得到了广泛的应用。
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任务 认识新型光电显示产品
• ２.三基色原理 • 自然界中任意一种颜色均可以表示为３ 个确定的相互独立的基色的
线性组合。 国际照明委员会(ＣＩＥ) 的色彩学ＣＩＥ － ＲＧＢ 计色 系统规定: 波长为７００ ｎｍ， 光通量为１ ｌｍ 的红光为一个红基 色单位， 用Ｒ 表示； 波长为５４６.１ ｎｍ， 光通量为４.９５ ｌ ｍ 的绿光为一个绿基色单位， 用Ｇ 表示； 波长为４３５.８ ｎｍ， 光通量为０.０６０ ｌｍ 的蓝光为一个蓝基色单位， 用Ｂ 表示。 • 等量的ＲＧＢ 能配出等能的白光。 这样三基色按不同比例就能合成 出图５ －２ 所示的以三基色为顶点的三角形所包围的各种颜色。
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任务 认识新型光电显示产品
• ４.电泳显示(ＥＰＤ) 技术 • 电泳显示(Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ， Ｅ
ＰＤ) 的工作原理是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 • 七、大屏幕显示技术概述 • ＨＤＴＶ 多媒体大屏幕显示墙兼有大型、彩色、动画的优势。 ＣＲ Ｔ 电视墙是应用最早的一种显示技术。 ＰＤＰ 器件是一种全新的显 示器件， 它装有成千上万个密封低压玻璃管， 管内充有以氖为主体 的混合气体。 ＬＣＤ 作为成熟的第二代显示技术， 拥有清晰图像、 艳丽画面、低耗能、高寿命的特点。 大屏幕投影是指一台或多台以 上的投影机进行画面相互拼接， 组成一面投影墙来显示单个或多个 图像。
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任务 认识新型光电显示产品
• 二、色彩学基础 • １.发光 • 每个物体都是一个辐射源， 向周围辐射能量。 按能量转化的特点，
可以将物体发光(发射辐射) 的方式分为两大类。 • (１) 热辐射发光， 即物体在发射辐射的过程中， 不改变原子或分子
的内部运动状态， 发射的辐射能是由物体中原子、分子的热运动能 量转变的。 • (２) 物体在发射辐射的过程中， 原子或分子的内部状态要发生变化 ，这种由原子或分子内部运动能量转变为辐射能的过程称为发光， 也称为冷发光。
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• ５.灰度 • 灰度是指画面上亮度的等级差别。 例如， 一幅电视画面图像应有八
级左右的灰度。 • ６.分辨率 • 分辨率是指单位面积显示的像素的数量。 • ７.清晰度 • 清晰度是指人眼能察觉到的图像细节清晰的程度， 用光高度(帧高)
范围内能分辨的等宽度黑白条纹(对比度为１００％) 数目或电视扫描 行数来表示。
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• 五、激光显示(ＬＰＤ) 技术概述 • 激光显示基本上有３ 种形式: 第一种采用阴极射线－ 半导体激光显
示管； 第二种是激光光阀显示； 第三种是直观式电视激光显示。 激 光显示装置主要由激光器、光调制器、光偏转器、银幕等组成。 典 型的激光彩色显示原理如图５ －８ 所示。 • 六、新型光电显示技术概述 • １.电致变色显示(ＥＣＤ) 技术 • 电致变色是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。 电致变色显示器件(ＥＣＤ) 在诸多领域有巨大应用， 其 包括全固态塑料电致变色器件和混合氧化物电致变色器件。
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• 任务描述
• 一、光的基本特性 • 光是一种波长很短的电磁波， 人眼所能看见的电磁波称为可见光。
可见光的波长范围为３８０ ~７８０ ｎｍ， 频率为４.３ ×１０８ ~ ７.５ ×１０８ ＭＨｚ。 如图５ －１所示， 可见波谱很窄； 而电磁Βιβλιοθήκη Baidu波的波谱范围很广， 包括甚低频(ＶＬＦ) 超长波、低频(ＬＦ) 长波、 中频(ＭＦ) 中波、高频(ＨＦ) 短波、甚高频(ＶＨＦ) 超短波、特高频( ＵＨＦ) 分米微波、超高频(ＳＨＦ) 厘米微波、极高频(ＥＨＦ) 毫米 微波、红外线、光波、紫外线、Ｘ 射线、γ 射线等， 如图５ －１ 所 示。
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• ８.分辨力 • 分辨力是人眼观察图像清晰程度的标志， 与清晰度定义近似， 分辨
力可以用图像小投影点的数量表示， 如ＳＶＧＡ 彩色显示器的分辨 力是８００ ×６００， 就代表画面是由８００ × ６００ 个点所构 成， 组成方式为每条线上有８００个投影点， 共有６００ 条线。 • ９.发光颜色 • 发光颜色(或显示颜色) 的衡量方法， 可用发射光谱或显示光谱的峰 值及带宽， 或用色度坐标表示。 真(全) 色彩的色彩数目为１６ ７７ ７ ２１６色， 即红、绿、蓝各２５６ 级灰度。
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• ２.场致发射显示(ＦＥＤ) 技术 • 场致发射显示(ＦＥＤ) 与真空荧光显示(ＶＦＤ) 和ＣＲＴ 有许多相似
之处， 它们都以高能电子轰击荧光粉。 场致发射显示器件， 即场致 发射阵列平板显示器， 或称为真空微尖平板显示器(ＭＦＰ)， 是一 种新型的自发光平板显示器件， 它实际上是一种很薄的ＣＲＴ 显示 器。 • ３.电致发光显示(ＥＬＤ) 技术 • 无机和有机电致发光均可组合出４ 种电致发光显示器件， 有机电致 发光比无机电致发光易于彩色化。
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图５ －１ 电磁波谱
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图５ －２ 三基色原理
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图５ －３ ＣＲＴ 的发展历史
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图５ －４ 电子枪的结构
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图５ －５ 彩色ＣＲＴ 的工作原理
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图５ －６ 液晶显示器的构造
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图５ －７ ＰＤＰ 的构造
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图５ －８ 彩色激光显示结构
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• ３.亮度均匀性 • 亮度均匀性反映的是显示器件在不同显示区域所产生的亮度的均匀性
。 通常也用它的反面概念———不均匀性来描述， 或者用规定取样 点的亮度相对于平均亮度的百分比来描述。 • ４.对比度 • 对比度是指画面上最大亮度和最小亮度之比。 该指标与环境光线有 很大关系， 另外测试信号一般采用棋盘格信号， 并将亮度控制器调 整到正常位置、对比度调整到最大位置， 此时对比度为白色亮度和 黑色亮度的比值。 一般显示器应有３０∶ １ 对比度。
• 二、液晶显示(ＬＣＤ) 技术概述 • 液晶显示器件(Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ， Ｌ
ＣＤ) 的主要构成材料为液晶。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性的晶体。 液晶 显示器件的构造如图５ －６ 所示。
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• 相关知识
• 一、阴极射线管(ＣＲＴ) 显示技术概述 • ＣＲＴ 显示技术的历史， 如图５ － ３ 所示。 ＣＲＴ 显示器即为一
种使用阴极射线管的显示器， 主要分为黑白ＣＲＴ 显示器和彩色Ｃ ＲＴ 显示器两大类。它的核心部件是ＣＲＴ 显像管(即阴极射线管) ， 其主要由五部分组成: 电子枪、偏转线圈、荫罩、荧光粉层及玻璃 外壳， 其中电子枪是显像管的核心， 如图５ －４ 所示。
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• 彩色ＣＲＴ 是通过红(Ｒ)、绿(Ｇ)、蓝(Ｂ) 三原色组合产生彩色视觉 效果。 荧光屏上的每一个像素由产生红(Ｒ)、绿(Ｇ)、蓝(Ｂ) 的３种 荧光体组成， 同时电子枪中设有３ 个阴极， 分别发射电子束， 轰击 对应的荧光体。 为了防止每个电子束轰击另外两个颜色的荧光体， 在荧光面内侧设有选色电极———荫罩， 其工作原理如图５ －５ 所 示。
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• 四、等离子体显示技术概述 • 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， 它是除固态、液态、气态外， 物质存 在的第四态。 根据等离子体中各种粒子的能量分布情况， 又可将等 离子体分为等温等离子体和非等温等离子体两类。 • 等离子体显示板(Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ， ＰＤ Ｐ) 具有易于实现大屏幕、厚度薄、重量轻、视角宽、图像质量高和 工作在全数字化模式等优点， 因此受到世界电子工业界的广泛关注 。 ＰＤＰ 的主要优点有固有的存储性能、高亮度、高对比度、能随 机书写及擦除、长寿命、大视角等， 如图５ －７ 所示。
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• 三、显示器件主要性能指标 • １.像素 • 像素是构成图像的最小面积单位， 具有一定的亮度和色彩属性。 在
显示器中， 像素点的大小可依据该系统的观看条件(如观看距离、照 明环境等) 下， 肉眼所能分辨的最小尺寸确定。 • ２.亮度 • 显示器件的亮度指从给定方向上观察的任意表面的单位投射面积上的 • 发光强度。 亮度值用ｃｄ/ ｍ２ 表示。
。 • 四、新型光电显示产品的实训要求 • (１) 在任务实施过程中， 列出产品名称。
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• (２) 根据任务描述， 在教师指导下理解显示技术性能指标。 • (３) 拆开黑白电视机或计算机显示器， 观察显像管或液晶屏结构。 • (４) 在规定课时内完成显示产品的结构认识。
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• １０.余辉时间 • 余辉时间是指荧光粉的发光从电子轰击停止后起， 到亮度减小到电
子轰击时稳定亮度的１/１０ 所经历的时间。 • １１.解析度ＤＰＩ • 解析度是指图片１ 英寸长度上小投影点的数量， 分为水平解析度和
垂直解析度。 解析度越高， 显示出来的影像也就越清晰。 • １２.收看距离 • 收看距离可以用绝对值表示， 也可以用与画面高度Ｈ 的比值来表示
• 三、发光二极管(ＬＥＤ) 及有机发光二极管(ＯＬＥＤ)显示技术概述 • ＬＥＤ (Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ， 发光二极管) 是
一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。 ＬＥＤ 的心脏 是一个半导体的晶片， 晶片的一端附在一个支架上， 一端是负极， 另一端连接电源的正极， 使整个晶片被环氧树脂封装起来。 ＬＥＤ 显示屏是２０ 世纪８０ 年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显 示媒体， 早期开发的为普通型ＬＥＤ， 中、低亮度的红、橙、黄、 绿ＬＥＤ 已获得广泛使用。 近期开发的为新型ＬＥＤ， 是指蓝光Ｌ ＥＤ 和高亮度、超高亮度ＬＥＤ。 其为平板显示的主流产品， 在信 息显示领域得到了广泛的应用。
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• ２.三基色原理 • 自然界中任意一种颜色均可以表示为３ 个确定的相互独立的基色的
线性组合。 国际照明委员会(ＣＩＥ) 的色彩学ＣＩＥ － ＲＧＢ 计色 系统规定: 波长为７００ ｎｍ， 光通量为１ ｌｍ 的红光为一个红基 色单位， 用Ｒ 表示； 波长为５４６.１ ｎｍ， 光通量为４.９５ ｌ ｍ 的绿光为一个绿基色单位， 用Ｇ 表示； 波长为４３５.８ ｎｍ， 光通量为０.０６０ ｌｍ 的蓝光为一个蓝基色单位， 用Ｂ 表示。 • 等量的ＲＧＢ 能配出等能的白光。 这样三基色按不同比例就能合成 出图５ －２ 所示的以三基色为顶点的三角形所包围的各种颜色。
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• ４.电泳显示(ＥＰＤ) 技术 • 电泳显示(Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ， Ｅ
ＰＤ) 的工作原理是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 • 七、大屏幕显示技术概述 • ＨＤＴＶ 多媒体大屏幕显示墙兼有大型、彩色、动画的优势。 ＣＲ Ｔ 电视墙是应用最早的一种显示技术。 ＰＤＰ 器件是一种全新的显 示器件， 它装有成千上万个密封低压玻璃管， 管内充有以氖为主体 的混合气体。 ＬＣＤ 作为成熟的第二代显示技术， 拥有清晰图像、 艳丽画面、低耗能、高寿命的特点。 大屏幕投影是指一台或多台以 上的投影机进行画面相互拼接， 组成一面投影墙来显示单个或多个 图像。
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• 二、色彩学基础 • １.发光 • 每个物体都是一个辐射源， 向周围辐射能量。 按能量转化的特点，
可以将物体发光(发射辐射) 的方式分为两大类。 • (１) 热辐射发光， 即物体在发射辐射的过程中， 不改变原子或分子
的内部运动状态， 发射的辐射能是由物体中原子、分子的热运动能 量转变的。 • (２) 物体在发射辐射的过程中， 原子或分子的内部状态要发生变化 ，这种由原子或分子内部运动能量转变为辐射能的过程称为发光， 也称为冷发光。