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深究一下电视屏幕是怎么显示出来的

来源:  |  发布时间:2017-11-10 13:53:36  |  浏览次数:
       现在每个家庭里面都有电视机,从以前的黑白电视机到彩色电视机,液晶电视机,想必大家应该都有好奇过为什么可以放出图像来呢?作为拥有将近百年历史的电视,如今已经是我们生活中不可或缺的家用电器了,它也伴着我们的成长。身为90后的小编,从《红楼梦》、《西游记》,到《快乐大本营》、《中国好声音》、《爸爸去哪儿》。到底电视图像是怎么被显示出来的呢?
       今天我们就不把全部的电视机款式的显示原理都给讲解,重点来讲一下平板电视的显像原理。
       随着科技的进步,时代的发展,电视也终于成功地减肥了。现在在商场看到的电视,大多是薄薄的平板电视,平板电视又分为很多种,比如等离子电视、LCD电视、OLED电视等等,今天,我们挑出TFT-LCD和OLED这两位选手和大家讨论。
       TFT的显像原理
       TFT,全称为“Thin Film Transistor”,翻译成中文就是“薄膜晶体管”,是LCD的一种。要理解TFT的显像原理,我们要从它的结构说起,小编这里画了一张简单的TFT面板结构示意图:
 滤光片
       可以看到,一块TFT屏幕的组成元素大概是这么几样:背光板、偏光片、薄膜晶体板、彩色滤光片和透明基板。
       背光板的作用是发出白色的光,这些光经过偏光片的散射后,将来到由薄膜晶体板和彩色率偏光片夹着的液晶面前。
       液晶是一种可以随着温度的变化而改变性质的物体,它的分子结构就像一个又一个的火柴棒,当这些“火柴棒”的摆放方式发生变化,透过液晶的光线的量也会随之发生变化。这样说可能不太容易理解,小编又画了张图:
 滤光片
       可以看到,当液晶的两端不施加电压时,它们的分子是与光线传播的方向垂直排列的,这样,光线就无法穿透液晶层,而当液晶的两端施加电压时,它们的分子是与方向传播的方向水平排列的,这样,光线就可以穿透液晶层,如下图所示:
 滤光片
       在一块液晶屏幕中,液晶分子与光线传播方向间的夹角不同,透光的光的量不同,最终传到我们眼睛里的光线的明暗就不同。
       如果把液晶分子比喻成百叶窗的叶片,那么液晶层下方的薄膜晶体板则是每个百叶窗叶片的开关。光线透过液晶层的多少,全由薄膜晶体板来控制。
       当光线通过液晶层后,画面的明暗已经成型,不过我们还需要给它加点色彩,这时,我们在前面给它拦一个彩色滤光片,当带有明暗信息的画面通过这些彩色滤光片,我们就可以得到有色彩的画面了。
       经由彩色滤光片传出的光会再次经过偏光片的散射,最后,带有明暗信息和色彩信息的经过散射的光传到我们的眼睛里,我们就可以看到有明暗、有颜色的电视画面了。
       OLED的显像原理
       和TFT-LCD这种自带光源的显示技术不同,OLED的每个显示单元可以自行发光,因此,在显示黑色时,它的像素点是完全关闭的,可以黑得更加深邃:
 滤光片
       由于它的发光原理和结构特征和LCD不同,光线无需通过偏光板进行散射,因此相比于LCD,它可视角度更好。
       小编画了一张简单的OLED面板结构示意图,如下:
 滤光片
       可以看到,OLED的组成元素大概有阴极、电子注入/传输层、有机发光层、空穴注入、传输层、阳极和透明基板。
       有机发光层是一层具有半导体特性的透明薄膜,当电子经由阴极走向阳极时,正极空穴会与阴极电荷在发光层中结合,产生不同颜色和不同亮度的光。这些光通过透明基板,传到我们的眼睛里,就是我们所看到的电视画面。
 滤光片
       由于蓝色像素相对于红色和绿色像素寿命较短,因此,OLED屏幕的次像素排量方式和LCD略有不同。
       这里我们解释一下什么是次像素,一个完整的像素,应该可以显示出所有不同的色彩,而要显示出各式各样的色彩,就需要红、绿、蓝这三种色光进行不同剂量的配比,包含红、绿、蓝这三个显示单元的像素,我们称之为单像素,而组成单像素的红、绿、蓝三个色光单元,我们称其为次像素。
 滤光片
        LCD的次像素排列方式是标准的RGB排列,就像下图这样:
 光学滤光片
       是像素自发光,相比于红色和绿色,蓝色次像素的寿命较短,因此,OLED需要将蓝色次像素的数量尽可能的减少,同时增大蓝色次像素的面积,为了平衡色光,红色次像素的数量也随之减少,并增大面积,由此,便形成了这种单像素间共享蓝色次像素的RGB-Pentile的次像素排列方式:
 滤光片

       这种次像素的排列方式,有着显示不够细腻和色彩不够准确的缺点,当然了,为了优秀的画面对比度和广阔的可视角度,这种小缺点也是可以接受的,何况经过这么多年的改进,OLED偏色的显示粗糙的问题已经基本上被攻克了。
       遥想当年,那些又薄又大的电视动辄上万,而如今,我们只需花个千把块钱就能买到入门级的液晶电视了,不得不感叹科技的发展和时代的进步。
      看完以上小编所说的内容,想必您对平板电视的显示原理都有所了解,尤其是TFT-LCD和OLED这两款,他们的显示原因其实跟我们的滤光片也是有着巨大的关系的。

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