平板显示-1.

1平板显示器件原理与技术朱海东电话：[phone]邮箱：[e-mail]2绪论一、显示技术的意义二、显示器的分类三、显示技术的发展与现状四、显示技术的主要参量3一、显示技术的意义1、显示技术是传递视觉信息的一种技术2、Display：在电子学中可理解为显示或信息显示3、视觉获取的信息量：80％以上非电量信息（声、光、热、力等）4、信息电量信息（电信号）41、显示技术：把电信号变换成可见光信号的技术2、显示技术的基本过程：信息源数据处理器显示器3、信息源：摄像机、雷达、计算机、磁盘、传感器等显示技术处理信息的特点：准确、实时、直观、处理的信息量大显示技术的应用：电视、摄像机、雷达仪表、工业生产、计算机、交通、文化、教育、体育、医学、生物等几个概念；5二、显示器的分类A、按性质分类：阴极射线管等离子体显示板主动发光型电致发光显示器（发光型）场致发射阵列平板显示器电子真空荧光管显示器显示光发射二极管显示器器件液晶显示器电化学显示器非主动发光型电泳成像显示器（受光型）悬浮颗粒显示器旋转球显示器数字微镜显示器61、阴极射线管（CathodeRayTube，CRT)1工作原理：用适当的控制电路控制电子束，使其在屏上扫描,激发荧光粉发光，以达到显示的目的。2特点:亮度高300－3000cd/m2良好的灰度等级彩色丰富寿命长体积大而笨重、功耗大（一般为8级灰度，即2的8次方，256）（8级灰度，RGB，256*256*256,16M）可达3万小时以上7•AllCRTmonitorshaveaCRT,whichisavacuumtube.•Oneendofthistubeisaslendercylinderthatconsistsofthreeelectronguns.•ThewideendoftheCRTisthedisplayscreen.•Whenpowerisappliedtooneormoreoftheelectronguns,astreamofelectronsisgenerated.•Thisstreamissubjectedtoamagneticfieldgeneratedbyaringofelectromagnetscalledayoke.•Thephosphorcoating,whenstruckbytheelectronbeam,releasesenergyasvisiblelight.8CRT的分类•ColorPictureTubes(CPTs)彩色显像管（电视用）•ColorDisplayTubes(CDTs)彩色显示管（监视器用）9CharacteristicsofCPTsandCDTsCharacteristicCPTs:TVCDTs:monitorSize(ininches)14-4014-21Aspectratio4:3and16:94:3(mainly)ResolutionLow(NTSC,PAL)High:VGA-SXGABrightnessHigh(max.~700cd/m2)Low(max.~200cd/m2)10FunnelElectronbeamFacePlatePhosphorscreenShadowmaskDeflectionyokeConvergencemagnetElectrongunBaseNeck11Shadowmask12WeightversusScreenDiagonalWEIGHT(lbs)SCREENDIAGONAL(inches)01020304050600510157080CRTDIAGONALFLATPANELDISPLAYDIAGONALRASTERCRTDiagonal132、真空荧光显示（VacuumFluorescentDisplay，VFD)•工作原理：从阴极发射的电子受栅极的控制和加速，在阳极电压作用下，轰击阳极上涂有ZnO荧光粉的字型电极产生发光进行显示。•特点：工作电压低（12－24V)功耗小（10－200mw/字）亮度高(700cd/m2)体积小、厚度薄14•VFdisplaysarecommonlyusedinautomobilesbecausetheyoperateatthepropervoltages,haveapleasingblue-greencolor,areeasytoseeevenwhenviewedunderlowerlightconditions,andwilloperateatwideextremesoftemperature.•VFdisplaysarebasedonanoldertriodevacuumtubetechnology.•VFdisplaysarealsocommonlyusedinpoint-of-saleterminalsandsomedesktopcalculators.15VACUUMFLUORESCENTDISPLAYKGfaegdcbKCathodes(heaters)GridGlassbackPlates16VFD优点（1）由于VFD为自发光数字，因此，与其它显示数字相比，具有更广阔的视野角以及更鲜明的显示效果。（2）显示部分的图案及文字均可自由设计。（3）可实现多色化显示。（4）由于VFD是在真空环境下进行驱动，因此，其对应用环境具有强的适应性、可靠性也较高、使用寿命长。工作温度范围较广，特别适用于车载显示。（5）工作电压低，易于驱动，市面上销售的微处理机即可直接驱动。17VFD18VFD19VFD203、等离子体显示板（PlasmaDisplayPanel，PDP)•工作原理：在两个平板电极之间充惰性气体（如Ne＋Ar），当在电极之间加上一定的电压时，在电极之间产生辉光放电，以实现显示。•特点：功耗较小（0.6-1mw/段）亮度高、视角大体积小、厚度薄（7－8mm）有存储功能、及大屏幕、宽视角等•分类：AC－电极上覆盖有介质层结构上DC－电极暴露在气体中214、电致发光（ElectroluminescentPanel,ELP)•工作原理：将发光体加介质混合放于两平板电极之间，在电极上加上电压，产生光辐射进行显示。•特点：工作电压低（几伏－200伏）功耗小（10－200mw/cm2)亮度逐渐提高（105cd/m2)寿命长（几千－几万小时）有记忆功能（TFEL)彩色困难•分类粉末型ACPEL薄膜型ACTFELDCPELDCTFEL有机物型OEL22StructuresofELDs.ThickFilmACELisobsoletenow238.5”fullcolorTFELDofthecompanyifire,shownatSIDinSanJose2413”fullcolorAMOLED,600x800pixels.ShownbySonyatSIDinSanJosein200125AdvantagesofOLED•Electroluminescentpolymersdonotrequirebacklightingorpolarizers•Thin,flexibleformfactor•Brighter,bettercontrastratiosandresponsetimes,widerviewingangles•Potentiallymuchcheapertomanufacture(roll-to-roll)•Lowerpowerconsumption265、电致发光二极管（LightEmittingDiode，LED)•工作原理：在半导体PN结上加上正向偏压，利用少数载流子在复合区产生光辐射来实现显示。•特点：电压低（1、5v－2V）功耗较小（1－10mw/段）响应快（10ns)寿命长工作电流大显示面积小27ALEDisexpectedtoliveanywherefrom100,000to1,000,000hours.Thisisalongtimeforalightthatdoesn’tchangehowbrightitis.ThisisbecausewhencurrentflowsthroughtheLEDthecurrentflowisnotthesame,causingasmalltemperaturedifferenceinthechip.Thetemperaturedifferencesputstressonthelattice,resultinginsmallcrackstooccur.Thelatticedefectsgatherwithuse,andreducethephotonproductivityofthechip,whichmeansreducingthelightoutput.286、场致发射显示（FieldEmissionDisplay，FED)•工作原理：ITO（透明电极）上涂覆一层荧光粉，当阳极加上几百到几千伏的电压，栅极加上几十伏电压时，在阴极尖端附近产生大于5x107V/cm的强电场，引起尖端场致电子发射，在阳极电压作用下，电子打到荧光粉上，激发发光。•特点：响应快、视角宽、功耗小成本低（与AMLCD相比）显示面积小需超高真空29TheFieldEmissionDisplayLightOutputITOCond.GlassFaceplatePhosphorGlassSealSiO2NiElectrodeSiFilmGlassbackplate“Tipoff”tubeMolybdenumTipsNiobiumGate307、液晶显示器（LiquidCrystalDisplay，LCD)•工作原理：在两平行平板电极之间充有液晶物质，利用液晶在电场或磁场作用下，光学性能的改变来实现显示。•在显示过程中，液晶本身不产生光辐射，必须外加背景光源，称为被动显示或非辐射发光•特点：工作电压低（1.5-3V)、有存储功能微功耗（1mw/cm2)、可实现彩色显示响应慢、需外界光源、视角窄功耗小、显示面积小工作温度范围小（0－50℃）31Changingofthealignmentoftheliquidcrystalswhenanelectricfieldisapplied328、电致变色显示（ElectrochromicDisplay，ECD)•工作原理：在两平板电极之间加电压或通电流引起材料着色和消色，实现显示。•典型：材料是WO3（无色）加电压后，质子注入WO3生产钨青铜（蓝色）•特点：功耗小、对比度高、视角大响应速度慢（0.1－2秒）、有存储功能寿命短（106－108次）彩色不丰富（只有蓝黑色或其它少量彩色）需要擦除电压339、电泳显示（ElectrophoresisImageDisplay，EPID)•工作原理：在两平板电极之间加入含颜料微粒的胶体悬浮液，在电场作用下，胶体中的色素微粒移向某一电极，于是该电极便呈现出色素的颜色，如果外加电场反向，该电极便呈现原液体的颜色，外电场去除后，图像仍能保持数月的时间。•特点：有存储功能、对比度高响应速度慢（比ECD快几十－几百ms）视角大、寿命长、功耗小需要擦除电压34•ArtWriting,Drawing,PaintingandIllustration35大屏幕：40英寸以上供百人以致千人观看中屏幕：20－29英寸供十人观看小屏幕：供个人使用的显示器，如头盔显示、计算机显示等B：按屏幕大小分类36C：按显示器件的种类分类：1、CRT2、FPD(FlatPanelDisplays）：PDP、ELP、LED、FED、LCD、ECP、EPID3、光学投影显示：用光学系统将投影显示管（屏）的图像放大投影到大屏幕上的显示4、数码显示：将数字式电信号及时而准确地显示出来。主要指台式计算器、袖珍计算机、电子手表和数字仪表等小型电子设备中显示0－9数字的显示器，又称固定信息显示。包括LED、VFD、辉光放电显示、灯丝显示、EPID、ECD等37其中，光学投影显示按照所用器件的分类：1、CRT投影方式：将高亮度、高分