平板显示的发展趋势

平板显示的发展趋势张坚2010301200035电子信息学院摘要：近年来显示技术发展很快，平板显示器具有完全平面化、轻、薄、省电等特点，符合未来图像显示器发展的必然趋势。目前的主流平板显示包括液晶和等离子，随着显示技术的发展，更多新产品、新技术的出现。使平板显示的显示性能更优化。关键词：平板显示显示技术显示性能随着LCDI液晶显示器)性能的增强和市场的扩大，FPD(平面显示器)产业实现了高速成长。以此为背景，不仅LCD的制造技术在进步，LCD的构成部件及其原材料也在不断进化。很多零部件材料厂商在追求材料性能的改善和降低制造成本的过程中相互竞争，为平板技术的进化和市场的扩展做出了巨大的贡献。平板显示技术以其特有的优势将成为未来电子信息产业技术的制高点。从80年代开始CRT的普及，到20世纪液晶、等离子的取代，随着显示技术的发展，更多的新产品、新技术会替代现有技术，如图1所示。图1显示技术的发展趋势1新一代显示技术1.1LED显示在如今日新月异的电器化时代里，LED作为一种发光源，已经渗透到我们生活的方方面面，在液晶显示领域里LED的渗透率也越来越高。液晶显示器作为一种被动显示器件，本身并不发光，因此必须要有背光源给LCD提供光源。传统的背光源采用冷阴极荧光灯(CCFL)，色彩还原性差，含有对人体有害的汞蒸气。采用LED作为光源，背光源寿命长、不合汞、有利于环境，而且LED可以低电压工作、响应速度快、控制方便。另外LED背光源可以取得足够宽的色域，弥补了液晶显示设备色彩数量不足的缺陷，使之能达到甚至超过NTSC色彩标准的要求，可以达到NTSCratio100％以上。同时由于LED的平面光源特性，使LED背光还能实现CCFL无法相比的分区域的色彩和色度调节功能，从而更加精确地实现色彩还原。画面的动态调整使得在显示不同画面时，亮度与对比度可以进行动态修整，实现更高的对比度，以获得更好的画质。目前直下式动态背光技术已成熟，侧光式动态背光也在研究中。1.2OLED显示OLED基本显示单位由金属负极、透明正极和有机薄膜组成，如图2所示。可以看到，有机薄膜层是夹在金属负极、透明正极之间的，中间的有机薄膜又分为电子传输层、有机光层和空穴传输层。当电场施加到OLED基本显示单位的两极上，电子和空穴在有机光层相结合产生光，这一过程是电致发光的过程。所以OLED同LCD的显示机理是完全不同的，不需要外部光源的支持。与LCD相比，OLED的温度特性、发光效率、功耗、发光颜色、响应时间和视角特性均超过了TFT—LCD。除了寿命外，OLED显示性能优于LCD显示，如图3所示。因此，OLED被认为是LCD最强有力的竞争者，并将在未来的3～5年内成为一种重要的显示器。2007年12月份索尼公司就推出了第一款可用于商品化的OLED电视。图2OLED结构图3OLED与LCD性能比较1.3AMOLED显示AMOLED是有源矩阵有机发光二极体面板，利用像素OLED下的TFT来控制像素单元的发光，可以将扫描信号与驱动电压分开，因而可以实现大尺寸、高分辨率的矩阵显示。相比传统的液晶面板，AMOLED具有反应速度较快、对比度更高、视角较广等优势，也因为AMOLED不管在画质、效能及成本上，先天表现都较TFT—LCD优越很多，所以许多国际大厂尽管在良率方面难以突破，但依然不放弃开发AMOLED。另外，AMOLED具有自发光的特色，不需要使用背光模组，因此比TFT能够做到更轻薄，而且更省电。还有一个更重要的特点，不需要使用背光源的AM0LED可以省下占TFT—LCD3～4成比重的背光模块成本。目前，AMOLED市场在迅速扩大。特别是2011年三星显示器(SMD)推出了SuperAMOLEDplus，更是加速了AMOLED显示屏的普及。2011年AMOLED面板市场份额中，三星约占70％。此外，索尼也于2011年推出了17英寸和25英寸的AM0LED专业显示屏。1.4LTPSLTPS屏幕是通过对传统非晶硅(a—Si)TFT—LCD面板增加激光处理制程来制造的，元件数量可减少40％，而连接部分更可减少95％，极大地降低了产品出现故障的几率。这种屏幕在能耗及耐用性方面都有极大的改善，水平和垂直可视角度都可达到17O。，具有超薄、重量轻、耐久性强的特色，加上反应速度快、低耗电、高亮度、高清晰度及电路可贴在玻璃上的优势，可以应用在大尺寸产品上，其应用层面覆盖手机、笔记本电脑、液晶显示、汽车导航等。1.5柔性显示技术柔性显示器件是指能够制备在塑料薄膜或金属薄片等非玻璃基板上且具显示性能优良的显示器件，与普通的刚性显示相比，柔性显示具有诸多优点：耐冲击，抗震能力更强；重量轻、体积小，携带更加方便；采用类似于报纸印刷工艺的卷带式工艺，成本更加低廉等。近年来，柔性显示的优势日益突出，柔性显示技术目前主要有两类：一类是反射式双稳态，另一类是0LED显示器。柔性显示适用于移动电话、笔记本电脑、电子书、电子海报、汽车仪表板等，其可弯曲的特性使得工程设计不局限于平面化。这样可以实现多元化外型的显示模式。目前主要的柔性显示材料大致可分为三种：电子纸(或柔性电泳显示)、柔性OLED和柔性液晶等，其中又以电子纸最为广泛。未来彩色电子纸在显示效果上达到液晶显示技术的水平是发展方向之一。1.63D显示3D显示技术就是利用一系列光学方法使人的左右眼产生视差，从而接受到不同的画面，在大脑形成3D立体效果的技术。目前比较流行的3D技术有这几种：色差式、主动快门式和偏光式。2011年前半年即有三星、LG、AOC等众多液晶显示器知名厂商推出了自己旗下的3D液晶显示器产品。随着显示技术的不断发展，裸眼3D技术势必是未来3D显示技术的发展方向，产业的进展最终会实现裸眼3D、全视角、高分辨率，让人身临其境。1.7触摸屏随着多媒体信息查询的与日俱增，触摸屏的应用越来越普遍。因为触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，使用简单、方便、自然，而且又具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点，适用于多媒体信息查询。触摸屏的功能已从原先简单的查询导览发展成为集业务查询上网为一体的触摸查询一体机，应用领域也从最初的邮电、商场到遍布各个行业众多领域。2显示参数趋势2.1面板尺寸大小随着技术和市场需求的不断发展，显示面板可以做得更大，目前平板电视主流产品有32英寸、47英寸，也有其它尺寸型号，如37英寸、40英寸、42英寸、46英寸，以后还会有52英寸、55英寸、62英寸、70英寸、8O英寸以及更大尺寸的面板。2.2高分辨率高分辨率可以使图像更清晰，是保证彩色显示器清晰度的重要前提。较高的分辨率不仅意味着较高的清晰度，也意味着在同样的显示区域内能够显示更多的内容。从分辨效果来说，从最初的标清(SD)发展到高清(HD)、全高清(FHD)，以后还会有超清(UD)，图像更清晰、更细腻。2.3高刷新频率在2D时代，200Hz的刷新频率已经可以有效地消除拖尾和残影现象，最大程度地保护视力健康，提高视觉舒适度。而进入3D时代，应用了快门式3D眼镜，左右眼分别接收的画面刷新频率只有原先的一半，这意味着原先可以感受到的200幅的美妙画面，现在左右眼只能各感知100幅，极容易造成画面发生残影和拖尾的现象，让消费者明显感觉到视疲劳。电视厂商的改进方法主要是通过插帧技术提升画面的刷新频率，所以刷新频率从60Hz、120Hz逐渐向240Hz、480Hz挺进，可以提高显示图像的清晰度，减少闪烁度，大幅改善图像抖动程度，提高图像稳定性，使人眼在观看动态画面时不宜疲劳。目前，市场上3D电视的刷新率最高已经达到400Hz，LG电子旗下的3DFullLED电视LEX9和LX9500都配置了400Hz的刷新频率。2.4低功耗在提倡低碳生活的今天，节能环保被越来越多的消费者认可。功耗是显示产品的衡量参数之一，也是消费者选购时最方便、直观的参考标准。未来低功耗的产品会越来越受消费者的青睐，目前许多产品已实现了1英寸1瓦的低功耗设计。3结论随着一些新的显示技术的日益成熟，平板显示器市场会有更多的新技术，如LED显示、OLED显示、AMOLED显示、LTPS、柔性显示技术、3D显示和触摸屏等在市场上广泛应用。同时平板显示的性能参数如尺寸大小、高分辨率、高刷新频率和低功耗会更优化。参考文献[1]王刚.下一代背板技术[2]张成功，刘卫东．动态控制的LED背光源设计[3]TetsuoUrabe．OLED电视的发展潜力和应用前景