星期三, 4月 26, 2006

新聞中的科學》液晶、電漿 顯示器靠哪道光?


【記者許韶芹】
到三C大賣場,除了液晶電視外,一定少不了電漿電視;手機的螢幕,有液晶螢幕,也有機發光顯示器(OLED)等,一大堆名詞,讓人搞得丈二金剛摸不著腦袋。
其實,大家看到平面顯示器,依據發光源自主性與否,分很多類型。台灣在國際上知名的面板五虎友達、奇美電等廠商生產的LCD面板為「非自發光」,也就是必須放置一個光源於其中,才能發出光來。
至於電漿顯示器和OLED兩類,就是自發光的顯示器了。
電漿顯示器發展已久,通常用於30吋至40吋以上螢幕。相較於同尺寸的液晶螢幕,電漿螢幕重量較重、厚度高,能源消耗也大,不過價格卻便宜許多。
電漿 螢光粉決定成像色彩
電漿顯示器發光原理與日光燈發光原理相同,都是在真空玻璃中注入惰性氣體或水銀氣體,經高電壓控制,會使氣體產生電漿效應放出紫外線,照射到塗布在玻璃管壁表面上的螢光粉時,螢光粉就會被激發出可見光,可見光的顏色則由螢光粉種類所決定。
電漿顯示器可想像成有數十萬個以上被縮小化的螢光燈聚集在一起放電,每一個放電空間稱為一個cell,在這些放電空間中會封入氖(Ne)與氙(Xe)或氦(He)等惰性混合氣體。
若是彩色電漿顯示器則螢光粉的種類必須包括可發出紅、藍、綠三原色光的螢光粉。當加電壓於放電cell就引起放電,就會產生三原色的可見光,再配合驅動電路設計與影像訊號處理,則可產生各式各樣的顏色,形成彩色畫面。
OLED 發光顏色依有機材質
至於OLED,則具有自發光、高亮度、高對比、高發光效率、微秒級反應時間等特性。它是在透明陽極與金屬陰極間蒸鍍有機薄膜,注入電子與電洞,並利用其在有機薄膜間複合,將能量轉成可見光。並且可搭配不同的有機材料,發出不同顏色的光,來達成全彩需求。
OLED可分為被動式與主動式。主動式的OLED是利用薄膜電晶體(TFT),搭配電容儲存訊號,所以當掃描線掃過後畫素仍然能保持原有的亮度。至於被動式,只有被掃描線選擇到的畫素才會被點亮。
被動式OLED製作成本及技術門檻較低,卻受制於驅動方式,解析度無法提高,因此應用產品尺寸侷限於約五吋以內、解晰度較低較的小尺寸市場,例如汽車音響用顯示器、行動電話、個人數位助理(PDA)、攜帶式遊戲機、車用顯示器、電子辭典等其他消費性電子產品。
主動式OLED技術可製作高解析度、大尺寸為主的高資訊量的全彩顯示器為目標,如數位相機電腦螢幕、筆記型電腦螢幕或電視等。
1888年 膽固醇中發現「液晶」
對許多人來說,「液晶」或許是新發明;其實,早在1888年,奧地利植物學家佛萊契萊尼玆(Friedrich Reinitzer)就在膽固醇中發現液晶現象。
1960年代由美國RCA公司發現,液晶會受到電流影響產生偏轉,光線射入液晶中會出現折射,於是開始設法把這特質應用到顯示螢幕上。
1970年代,日本夏普,把液晶顯示器技術引進到日本,1973年,全球第一台使用液晶顯示器計算機上市。之後日商三洋、松下、富士通、NEC等廠商,紛紛跟進,也讓日本業者掌握了全球主要液晶面板市場。
1970年代,液晶顯示器多只能用在兩吋以下的產品上,如電子表、計算機等,且僅能顯示簡單的符號與數字,到了八○年代以後,液晶顯示器的功能逐漸增加,色彩也由單色系躍升為彩色系,解析度、反應時間等也隨之提升。
到了九○年代,液晶顯示器開始廣泛應用在筆記型電腦螢幕,並逐漸取代傳統陰極射線管(CRT)電視,目前液晶顯示器技術不僅朝大尺寸,更朝向多元化發展,如手機、個人數位助理(PDA)、GPS等,都可以見到液晶技術的影子。
液晶方向電場、磁場控制
固態晶體具有方向性,但液態晶體不但具有固體晶體方向性,同時又具有液體的流動性。改變固態晶體方向必須旋轉整個晶體,改變液態晶體就不用那麼麻煩,它的方向性可經由電場或磁場來控制。
改變液晶的方向,視液晶的成分而有所不同;有的液晶和電場平行時位能較低,所以當外加電場時會朝著電場方向轉動,相對的,也有液晶是對應電場垂直時位能較低。
一般電子產品中所用的液晶顯示器,就是是利用液晶的光電效應,藉由外部的電壓控制,再透過液晶分子的折射特性,以及對光線的旋轉能力來獲得亮暗效果,進而達到顯像的目的。 【2006/04/26 聯合報】

沒有留言: