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平板显示技术马凤英SeminarI郑州大学物理工程学院电子科学与技术系2006-8-28课程简介：《显示技术》是电子科学与技术、电子信息科学与技术、测控技术与仪器的一门专业课程。任务是使这三专业的本科生了解光电子学显示领域内的新成果，了解目前阴极射线管(CRT)以及众多的平板显示技术。本课程主要加强基础理论、基本原理和基本概念的理解，力求反映出国内外显示技术的发展动态。课程涉及的内容主要有光、电、机方向的知识，用到的基础课有：电子技术、大学物理、光学、电子材料与工艺等。学生应有先修课程的基础，在学习本课程时注意复习以往知识，加以综合和应用。学习要求：1.认真听课，积极参与，互动学习。2.多查阅文献，多写读书报告。3.多观察，多动脑，多动手。4.业余时间要讨论、沟通。显示技术的概念和内涵显示：通讯中以图像方式显示信息的器件－金山词霸(informationdisplay)信息显示：为了将特定的信息向人们展示的全部方法和手段。－SID(SocietyofInformationDisplay)信息显示学会1963在当前的信息工程学领域，把显示技术限定在基于电子学、光学手段产生的视觉效果上，即可根据视觉可识别的亮度、颜色，将信息内容以电信号的形式传达给眼睛产生视觉效果。信息媒体是今后信息社会的主角，在信息媒体中，作为人机接口的手段，显示器是必不可少的。引言引言光电显示器件的分类按器件的发光类型分，可分为主动发光型和非主动发光型，主动发光型－利用信息来调制各像素的发光强度和颜色，进行直接显示。非主动发光型：器件本身不发光，而是利用信息调制外光源而使其达到显示的目的。按显示屏幕面积的大小：中、小型显示器－0.2m2左右大型显示器－1m2超大型显示器－4m2按照颜色可分为：黑白显示器单色显示器多色显示器彩色显示器按显示内容、形状分：数码显示器字符显示器轨迹显示器图表显示器图形显示器图像显示器引言光电显示器件的分类按所用显示材料分：固体（晶体和非晶体）显示器液体显示器气体显示器等离子体显示器液晶体显示器按显示原理分类：阴极射线管显示(CRT)液晶显示(LCD)等离子体显示板显示(PDP)电致发光显示(ELD)发光二极管显示(LED)有机发光二级管显示(OLED)真空荧光管显示(VFD)场致发射显示(FED)了解显示技术的基本原理，能够在选择显示手段时，有明确的理论依据。了解各种显示器件的结构、发光机理、工作原理，驱动方式和制造工艺了解不同显示器件的性能差异及其各自所擅长的应用领域及应用方法了解显示技术的发展现状及趋势。教学目的主要参考书应根裕,胡文波,邱勇.平板显示技术.人民邮电出版社，2002.10古千束.先进显示器技术.科学出版社，共立出版社，2002.8大石严等.显示技术基础(前沿显示技术丛书).科学出版社，2003新居宏壬等.显示器的应用(前沿显示技术丛书).科学出版社，2003山崎映一.发光型显示(前沿显示技术丛书).科学出版社，2003小林俊介.下一代液晶显示(前沿显示技术丛书).科学出版社，2003彩色液晶显示(前沿显示技术丛书).科学出版社，2003西田信夫.大屏幕显示(前沿显示技术丛书).科学出版社，2003李宏.液晶显示器件应用技术.机械工业出版社，2004.7郭强.液晶显示应用技术.电子工业出版社，2003.2国内相关研究所、院校、公司以及论坛中国电子科技集团公司第五十五研究所国家平板显示工程技术研究中心南京国显电子公司东南大学显示技术研究中心陕西科技大学电气与电子工程学院京东方科技集团股份有限公司光电论坛中国光学光电子行业论坛液晶论坛光行天下论坛大屏幕显示论坛中国论坛液晶之家光机人国内相关的学术与技术期刊《液晶与显示》《现代显示》《光电子技术》《电视技术》《现代电子技术》《现代电视技术》《电子技术》《微纳电子技术》《光电子技术与信息》《光电技术应用》《家庭电子》《电子产品世界》《视听技术》《今日电子》《电视工程》《仪器仪表学报》《中国图象图形学报》《山东理工大学学报》《世界电子元器件》《微电脑世界》《中国计算机用户》《稀土信息》《半导体行业》《山西电子技术》《电脑迷》《真空电子技术》《福建电脑》显示技术（FlatPanelDisplay，FPD)的发展史及其特点(扁平度4)视觉和电视显示基本原理液晶显示（LiquidCrystalDisplay,LCD)重点等离子显示（电浆显示，PlasmaDisplayPanel，PDP）重点发光二极管显示（LightEmittingDiode,LED)电致发光显示（Electro-luminescenceDisplay，ELD)内容提要：有机/聚合物发光二极管（Organic/PolymerLightEmittingDiodeorOrganic/PolymerElectro-luminescenceDisplay，OLEDorOELD）场致发射显示（FieldEmissionDisplay,FED)真空荧光显示（VacuumFluorescentDisplay,VFD)投影显示及其他先进平板显示技术（Surface-ConductionElectron-emitterDisplay，SED；ElectrophoreticDisplay，EPD）内容提要：一.平板显示技术（FlatPanelDisplay，FPD)的发展史及其特点显示技术的发展史各种显示器件的发展现状及特点显示器件的主要参量1.显示技术的发展史信息社会（信息产生、传输、接收显示）人类获得外界信息的途径（视觉，听觉，触觉，味觉和嗅觉）显示技术的重要性（人机对话的窗口，应用领域：娱乐，工业，军事，交通，教育，航天，医疗等）最早的显示器件阴极射线管（CathodeRayTube，CRT)发明于1897年早期的显示器(~1970年)与半导体、计算机技术共同发展(1970~1990)风靡一时的平板显示器(FPD)时代(1990～今)平板显示器与阴极射线管当前平板显示的最新进展展望－各种平板显示技术的未来1.显示技术的发展史1.显示技术的发展史早期的显示器(~1970年)、最早使用的电子式信息显示器－由阴极射线管(CRT-CathodeRayTube)构成的示波器。1897年，德国的Braun发明了最初的显像管－布劳恩管，也称阴极射线管，主要用于观测波形及相应的测量设备。1945年以后，作为接收电视台发送图像的显示技术，获得巨大市场。1950年，美国RCA公司完成了荫罩式彩色CRT的研制，1953年日本黑白电视广播开播，1958年中国黑白电视广播开播。1.显示技术的发展史与半导体、计算机技术共同发展(1970~1990)视频显示终端(VDT－VisualDisplayTerminal)的进展1970年，计算机终端显示用CRT实用化。用于显示的彩色CRT称为CDT(ColorDisplayTube)而用于电视机的彩色CRT称为CPT(ColorPictureTube)平板型显示器的实用化1970年，对电子信息显示器的需求迅速朝着多样化发展，该时期也是各种新型显示材料、器件进入实用化阶段。80年代中期以前，计算机多使用黑背景亮文字的显示方式(负显示)－显示管多采用单色显示管，其中以绿色长余辉荧光屏为主，可减轻文字的闪烁。80年代中期以后，大多使用白色背景黑色文字的显示方式(正显示)－为降低显示面的扩散光反射率，确保对比度，使用了透过率为30%~50%的深色前置玻璃；为减轻表面的镜面反射而产生的照明灯光等的眩光，进行了表面粗糙化和防止表面反射的非眩光反射表面处理。随着计算机存储器容量的增大，要求显示高清晰度图像和图像的彩色化。－彩色显示器在彩色CPT的基础上进行了诸如遮蔽屏间距的细化，改善电子束直径等高精细的产品开发。随着办公自动化的普及，健康问题凸现：眼睛疲劳等视觉障碍引发的人机工程学问题－就视力观察的环境条件，显示亮度，对比度的显示条件，文字规格大小等提出若干推荐指导方针；X射线带来的放射线引发的对人体的伤害－引发了电磁波屏蔽、防止静电的管面处理技术的开发。视频显示终端(VDT－VisualDisplayTerminal)的进展平板型显示器的实用化随着半导体技术的进步及应用领域的扩大，与此适应的小型数据显示器主要有：小型计算器，手表等显示少量数字、符号等的小型（薄型）显示器的需求量巨增，促使了荧光管显示器VFD(VacuumFluorescenceDisplay)、发光二极管LED(LightEmittingDiode)、液晶显示器(LCD:LiquidCrystalDisplay)等平板显示技术的实用化进展。20世纪80年代末，便携式笔记本电脑的诞生，大大增加了对平板显示的要求。首先是等离子显示板PDP(PlasmaDisplayPanel)的发展，进而是LCD逐渐占领小型个人计算机平面显示器的时代。风靡一时的平板显示器(FPD)时代(1990～今)LCD大放异彩90年代末，由于采用了改进的光学补偿膜和面内切模式(IPS)、多畴垂直取向(MVA)方式的TFT-LCD(非晶硅薄膜晶体管液晶显示器)大大改进了对角线的依赖性，LCD向着大屏幕、高清晰度进发了，开始拓展电视机显示器的市场。同时，网络及手机的普及，数字影象设备的发展，使小型LCD具有更多的发展空间。低能耗、高亮度反射型，超薄是当前小型LCD的发展方向。全彩色PDP的实用化－大型化，高画质40英寸以上，高清晰壁挂电视企盼已久的明亮的蓝色发光二极管LED1993年日本人采用InGaN系双异质结结构，研制出发光强度为1cd的蓝色发光二极管，随后，高亮度蓝色LED及高亮度绿色LED产量化迅猛发展，到90年代末，三色高亮度LED代替了原小型CRT，放电管等构成的全彩色大型广告牌用显示器。新器件的登场有机发光二极管OLED，场致发射显示器FED，硅基液晶显示LCOS，数字微镜显示DMD（DLP）。1.显示技术的发展史平板显示器与阴极射线管CRT的优点：1.很低的价格；2.无可匹敌的性能价格比；3.调整分辨力很容易(从VGA到VXGA到HDTV)；4.形状和大小变化很大(1.3~114cm)；5.寻址及其简单，只用7根导线；6.好的可视性(高亮度及对比度)；7.非常好的发光效率(10lm/W)；8.非常好的彩色和灰度能力；9.大规模生产基础；10.大量的销售者。CRT的缺点：1.大尺寸带来的大体积和重量无法接受；2.屏面内有光散射；3.图像有闪烁和抖动；4.最大的直观显示尺寸限制在114cm；5.无数字寻址；6.图像有畸变；7.应用电压很高(2万伏左右)；8.在荫罩彩管内分辨力受到限制。1.显示技术的发展史按不同显示内容的各类显示器市场定位按不同屏幕尺寸的各类显示器市场定位1.显示技术的发展史（CRT)威廉·克鲁克斯(William.Crookes)英国皇家学会会员1879年，英国物理讨论会汤姆逊（JosephJohnThomson）勒纳（PhilippLenard）赫兹(He