光电显示技术概述

0.课程信息课程代码：L12106教材：《光电显示技术》李文峰《平板显示技术》应根裕《平板电视技术》李雄杰《数字电视显示技术》童林夙《信息显示技术》余理富网站：中华显示网中国液晶网中华液晶网光电新闻网课程信息课程安排：1.各类显示技术简介；2.光度学、色度学相关知识；3.人眼视觉生理特性；4.电视传像原理；5.阴极射线管显示CRT；6.液晶显示LCD；7.等离子显示PDP；8.发光二极管显示LED和OLED；9.其他显示技术介绍；10.投影显示、立体显示、激光显示。0.课程信息考核方式：考查/考试成绩评定：平时成绩——20%期中成绩——30%期末成绩——50%课次1：光电显示技术概述1.光电显示技术的研究意义光电子技术纳米技术生物工程技术显示：对信息的表示光电显示技术：将电子设备输出的电信号转换成视觉可见的图像、图形、数码、字符等光信号的技术信息电子技术能量电子技术光电显示技术光电检测技术1.光电显示技术的研究意义科技的发展带来了信息量的急剧增长，而信息量的增加又促进了科技的发展。公元105年，蔡伦发明了纸；1041~1048年，毕昇首创了活字印刷术；19世纪末，无线电通信技术；20世纪初，无线电广播；20世纪30年代，电视广播；21世纪，多媒体技术。1750-1900年：信息量翻番1900-1950年：信息量翻番1950-1960年：信息量翻番1960-1990年：每5年翻番2020年：预计每2.5月翻番1.光电显示技术的研究意义人们获取信息的手段：视觉——60%听觉——20%触觉——15%味觉——3%嗅觉——2%光电显示技术应用广泛：电视(电脑)、手机、商场广告屏、小家电显示屏、电子表等等1.光电显示技术的研究意义近年来，显示技术发展迅速，被广泛用于各个方面：娱乐、工业、军事、交通、教育、航空航天、卫星遥感和医疗等。1.光电显示技术的研究意义F-35单发战斗机头盔内嵌显示器1.光电显示技术的研究意义F-35单发战斗机1.光电显示技术的研究意义目前流行的电视显示技术？阴极射线管(CRT)电视液晶(LCD)电视等离子(PDP)电视发光二极管(LED)电视OLED电视，激光电视1.光电显示技术的研究意义总结：1.光电显示技术应用广泛、显示信息量大，能满足人们实时处理各种信息的要求，促进科技发展；2.光电显示技术发展迅速，种类繁多，各类显示器件市场庞大，产值高，约占信息产业的一半；3.光电显示技术是多学科交叉的综合、高新技术学科，是科研热门。4.了解相关知识，防止上当受骗！2.各类光电显示技术简介按显示原理分类如下：阴极射线管（CathodeRayTubes）等离子体显示板（PlasmaDisplayPanel）电致发光显示（Electro-LuminescentDisplay）场致发射显示（FieldEmissionDisplay）发光二极管显示（Light-EmittingDiodedisplay）有机发光二极管显示（OrganicLightEmittingDiodedisplay）真空荧光管显示（VacuumFluorescentDisplay）辉光放电管显示（GlowDischargeDisplay）2.各类光电显示技术简介液晶显示（LiquidCrystalDisplay）电致变色显示（Electro-ChromicDisplay）电泳显示（Electro-PhoreticDisplay）铁电陶瓷显示（PLZTLeadLanthanumZirconiumTitanate）投影显示（ProjectedDisplay）：CRT，LCD、DLP头盔式显示（HMD）全息显示（HolographicDisplay）激光显示（LaserDisplay）此外还有：旋转球显示（TBD），电化学显示（ECD），微镜显示，磁翻转显示等等2.各类光电显示技术简介其他分类标准：按扁平度分：CRT、平板显示器（FlatPanelDisplay）按显示屏幕大小分：超大屏幕、大屏幕、中屏幕、小屏幕按色调显示功能分：黑白色调、多色调、全色调显示按色彩显示功能分：单色、多色、全色显示按显示内容分：数码、字符、轨迹、图表、图形、图像等按成像空间坐标分：二维平面显示和三维立体显示按显示材料分：固体、液体、气体、等离子体、液晶体2.各类光电显示技术简介1.CRT技术成熟，市场渐缩发展历史最久的大信息量显示器；显示效果极佳，工艺成熟，质量可靠；自身发展：提高分辨率；大型化和小型化；减少反光、眩光、减小画面失真平面化(视角平面方角、纯平面屏幕等)；2.各类光电显示技术简介1.CRT技术成熟，市场渐缩CRT优点：价格低，性价比高易于调节分辨力尺寸大小：1.3～114cm寻址简单寿命长发光效率高：10lm/W，响应速度快良好的彩色和灰度能力，可视性好2.各类光电显示技术简介1.CRT技术成熟，市场渐缩CRT缺点：体积大、重量大光散射，图像闪烁抖动尺寸限制：114cm无数字寻址图像有畸变工作电压高（内有几万伏的电压）2.各类光电显示技术简介2.液晶显示器LCD技术更新，应用广泛最具发展前景，并已成熟的显示器；液晶显示技术种类繁多，适应各种需求；低压，微功耗的特性使之可以直接与大规模集成电路（IC）结合，开发出便携显示器件。2.各类光电显示技术简介2.液晶显示器LCD技术更新，应用广泛有源矩阵LCD（AM-LCD）和无源矩阵LCD（PM-LCD）优点应用范围技术现状AMLCD高性能、全彩色、高分辨力、响应快、薄个人视频用品亮度：200cd/m2对比度：100:1彩色：24bit模拟帧频：30Hz分辨力：130bpi视角：水平60o(垂直45o)大小：1.3～56cmPMLCD价格低、性能较好电子通信产品100cd/m2、5:1~40:1、多色(18)、20Hz、5~70bpi、50o(25o)、7.6~178cm2.各类光电显示技术简介3.电致发光显示ELD东山再起发明最早的平板显示器，但一直未成气候；缺点：亮度低、蓝光发光效率、寿命短目前多用于：各类仪器控制面板等；指示标志；广告宣传牌；发光玩具、胸章等2.各类光电显示技术简介3.电致发光显示ELD东山再起薄膜型与粉末型直流/交流(交流薄膜电致发光板ACTFEL)优点技术现状ACTFEL低成本、高可靠、发光效率较高、尖阈值(即信息容量高)、寿命长亮度：200cd/m2对比度：300:1彩色：16bit帧频：60Hz分辨力：100dpi视角：80o（80o）尺寸：7.6～33cm2.各类光电显示技术简介4.发光二极管LED显示长寿命、高可靠全固态型平板显示器；低容量低密度显示目前多用于：小尺寸液晶面板背光；各类照明灯；大屏幕显示特点：高亮度超大屏2.各类光电显示技术简介5.等离子显示PDP不可低估早期多利用气体辉光显示，目前主要采用彩色荧光粉在等离子气体激发下发光显示；虽然驱动电压高，但有可制成较大面积和精细像素的特点，在大屏幕电视机上向CRT发起挑战。存在问题：成本、功耗、显像性能2.各类光电显示技术简介5.等离子显示PDP不可低估交流PDP（ACPDP）和直流PDP（DCPDP）优点缺点技术现状ACPDP均匀性好、全彩色、有记忆功能、无闪烁、寿命长、有尖锐的阈值、结构简单、大屏幕投资大、成本高、高压驱动、电子线路复杂、发光效率不高亮度：350~500cd/m2对比度：100:1发光效率：1.5lm/W分辨力：HDTV要求2.各类光电显示技术简介6.荧光显示器件VFD显示优美、豪华低压、直流驱动；成本低、寿命长、坚固低信息容量显示，显示亮度高，图案精美；主要用于：家电、音响、音像设备和汽车仪表盘面。2.各类光电显示技术简介7.有机发光二极管显示OLED特点：低工作电压、低功耗宽视角薄、轻、单片结构发光效率高、高亮度、高对比度、响应速度快无源矩阵OLED：文字显示有源矩阵OLED：视频及图形表示应用：屏幕显示（手机、相机、汽车显示器等）2.各类光电显示技术简介8.场发射显示器FED缺点：结构复杂、寿命短、支撑等问题技术状况：亮度：100cd/m2，对比度：100:1，彩色：26，帧频：60Hz，分辨力：100bpi，视角：(80、80)，大小：7.6～33cm应用：未来电视？SED电视2.各类光电显示技术简介9.激光显示LD激光显示是以红、绿、蓝(RGB)三基色激光为光源的显示技术，可以最真实的再现客观世界丰富、艳丽的色彩，提供更具震撼的表现力。激光显示被称为“人类视觉史上的革命”。优点：色域空间大、色彩丰富、色饱和度高；光源寿命长、成本低；生产装备投资规模小环保节能，功耗低；成本下降潜力大。2.各类光电显示技术简介10.大屏幕显示指直观式彩电或背投式投影电视中的大屏幕，通常屏幕的对角线尺寸大都在40英寸以上。主要通过四种显示技术实现，即CRT投影技术、LCD投影技术、LED大屏幕显示以及近些年发展起来的DLP投影技术。按投影方式可分为前投式、背投式和组合拼接。3.各类光电显示技术发展史、现状及前景CRT发展纪年表：3.各类光电显示技术发展史、现状及前景LCD发展纪年表：3.各类光电显示技术发展史、现状及前景PDP发展纪年表：3.各类光电显示技术发展史、现状及前景ELD发展纪年表：3.各类光电显示技术发展史、现状及前景LED发展纪年表：3.各类光电显示技术发展史、现状及前景OLED发展纪年表：3.各类光电显示技术发展史、现状及前景FED发展纪年表：3.各类光电显示技术发展史、现状及前景VFD发展纪年表：年份CRT主动发光FPD非主动发光FPD1888Reimtzer（奥）：发现液晶1889Lehmann（德）：发现液晶相的光学各相异性1897Braunn（德）：有荧光屏的CRT，命名为布劳恩管1923Lossew（俄）：发现SiC单晶注入型荧光现象1936Destriau（法）：发现ZnS:Cu荧光粉电致发光（EL）现象1950美国RCA公司：制成阴罩式彩色显象管1953Aiken（美）,Gabor（英）：分别发明扁平型CRT1954日本批量生产部14英寸、70度偏转角的黑白显象管1955Braunsein（美）：发现可发红光的GaAs二极管显示技术发展历史年表显示技术发展历史年表年份CRT主动发光型FPD非主动发光型FPD1956Burrougs公司（美）：发表冷阴极放电显示管（Nixic管）1964Bitzer,Slottow（美）：发明存储型（AC-PDP）显示器1968索尼公司（日）：发表新型单枪三束彩色显像管孟山都公司（美）：完成GaAsP红色LED的实用化美国RCA公司：公开液晶显示图像的实验:DS型、GH型相变LCD1969美国齐尼思公司：发明黑底彩色显像管Kelkre:最先合成室温下的液晶MBBA1970液晶显示数字时钟产品化1971在彩色显像管中使用添加有SrO材料的能大量吸收X射线的玻璃孟山都公司（美）：开发出实用的GaP黄绿色LEDSchadt(瑞士):TN-LCDLechner(美RCA)：提出有源矩阵驱动的思想1972日本各公司出售显示器用彩色CRT豬口（日夏普）：发明高亮度长寿命的双层绝缘ELD瑞士奥米伽公司、美国Microma:推出液晶电子手表美国Rockwell公司：推出LCD计算器显示技术发展历史年表年份CRT主动发光型FPD非主动发光型FPD1973中国彩色电视开播1974NHK、日立、索尼(日):进行PDP的彩色显示演示1975Meyer：合成了铁电液晶,第一界液晶讨论会1977富士通(日):发布自移动式弯曲电极型AC-PDP1978夏普公司：实现双层绝缘薄膜型AC-EL美国WH：采用CdSe-TFT试制了AM-LCD1980罗西亚(芬兰)、Suntola(俄)：原子外延薄膜AC-EL实用化东北大学和斯坦利公司：发布高亮度红光LEDClark等发表铁电液晶光电效应的