光电显示技术绪论

目录1.绪论2.阴极射线管(CRT)显示技术3.液晶显示器件4.发光二极管(LED)显示技术5.等离子显示器件6.激光显示技术7.新型光电显示技术8.大屏幕显示技术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》考核方式平时成绩（30%）：包括考勤、作业（A4纸）、平时回答问题等。期末成绩（70%）：采取闭卷考试形式，考查课程基本和重点内容。第1章绪论1.1光电显示技术概述1.2显示参量与人的因素习题一人类获取信息的方式人类感知外界信息依靠眼、耳、鼻、舌、身(皮肤)所具有的视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。人的各种感觉器官从外界获得的信息的比例:电视和网络技术普及之前是:视觉占60％，听觉占20％，触觉占15％，味觉占3％，嗅觉占2％。电视和网络技术普及之后是:视觉占83％，听觉占11％，触觉占3.5％，嗅觉占1.5％,味觉占1％。一、显示技术的重要性人类获得信息的方式1.1.1.显示技术研究的意义1.1显示技术的概述人类感知外界信息依靠眼、耳、鼻、舌、身(皮肤)所具有的视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。人的各种感觉器官从外界获得的信息的比例:电视和网络技术普及之前是:视觉占60％，听觉占20％，触觉占15％，味觉占3％，嗅觉占2％。视觉信息特别是图像，能达到“眼见为实”、“一目了然”的效果。图像显示成为信息显示的最重要的方式。信息源信号处理与传送显示电子显示技术是用电子学等手段将各种信息以文字、符号、图形和图像的形式付诸于人的视觉的技术。电视和网络技术普及之后是:视觉占83％，听觉占11％，触觉占3.5％，嗅觉占1.5％,味觉占1％。二、显示技术研究的意义光电子（OpticalElectronic）技术是由光学、激光、电子学和信息技术互相渗透、交叉而形成的一门高新技术学科，具有广泛应用背景。光电子技术以物理学为基础，涉及激光技术、光波导技术、光检测技术、光计算和信息处理技术、光存储技术、光电显示技术、激光加工与激光生物技术、光生伏特技术、光电照明技术，已逐渐形成了光电子材料与元件产业、光信息产业、现代光学产业、光通信产业、激光器与激光应用产业等五大类光电子信息产业，开创出了“光电子时代”！光电子技术也是当今世界上竞争最为激烈的高技术领域之一，许多科学家认为：光电子技术、纳米技术及生物工程技术构成当今三大高新技术，是21世纪的代表产业。显示（display），就是指对信息的表示，即informationdisplay。在信息工程学领域中，把显示技术限定在基于光电子手段产生的视觉效果上，即根据视觉可识别的亮度、颜色，将信息内容以光电信号的形式传达给眼睛产生视觉效果。光电显示技术是将电子设备输出的电信号转换成视觉可见的图像、图形、数码以及字符等光信号的一门技术。它作为光电子技术的重要组成部分，近年来发展迅速，应用广泛。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。当时因为它的体积大、重量沉，而且还拖了一个“尾巴”，就有人认为不超过10年，它就会被某些平板显示器所替代。殊不知，体积和重量不是它的缺点，而是存在的问题，如CRT电视机只能做到40英寸以下，但人们关心的屏幕上显示图像的质量，如亮度、对比度、分辨率、视野角、刷新频率和响应时间等综合性的视觉性能，迄今为止，任何平板显示器件的工作性能都不如CRT。而且，由于它的工作原理很巧妙，本身及相应配合线路也简单，成本低，所以在显示器件中，CRT的性能价格比是最高的。2001年，市场规模达到了2.74亿只、250亿美元。1.显示技术的发展史三、显示技术的发展及分类1950年，RCA公司研制了第一只彩色显像管。到1954年正式播送彩色电视节目，开创了彩色显示的新纪元。1953年日本黑白电视广播开播，1958年中国黑白电视广播开播。1924年，美国无线电公司(RCA)俄裔科学家佐里金发明的光电摄像管和显像管打开了电视系统由机械进入电子时代的大门，出现了黑白电视。1928年，佐里金又取得了彩色电视系统的发明专利。1935年，德国开始了世界上最早的电视广播。1923年，英国人约翰·贝尔德根据尼普可夫原理设计出机械式电视系统。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称为彩色显示器(ColorDisplayTube,CDT)，而用于电视机的彩色CRT称为彩色显像管(ColorPictureTube,CPT)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。现今的显示器发展方向是平板显示器，平板显示器是60-70年代发展起来的LCD、LED、PDP、ELD等显示器，如今平板显示器所占市场份额已超过CRT。平板显示有CRT无法超越的优点：分辨率不断提高、显示面积不断扩大、功耗低、体积小，与数字技术很容易融合。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，PDP（等离子体显示器）不仅用于40英寸以上的彩色显示器，用于高清晰度电视（HDTV）的PDP已进入家庭用显示器领域，并成为一个新兴显示器件产业。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(OrganicLightEmittingDiode)，场致发射显示器FED（FieldEmissionDisplay)，硅基液晶显示LCOS，数字微镜显示DMD（DLP）。OLED甚至可以折叠，被誉为“梦幻显示器”，可用于可视移动多媒体。显示器件Display发展趋势显示器件发展趋势阴极射线管CRT提高分辨率，小型化，平板化电致变色显示器ECDelectrochomericdisplay改进可靠性真空荧光显示器VFD多色，矩阵显示的实际使用液晶显示器LCD彩色，小电视的实际使用交流等离子体显示器AcPlasmaDisplayPanel驱动的简化发光二极管高亮度，蓝LED的实际使用直流等离子体显示器DCPlasmaDisplayPanel提高电视显示效率电致发光显示器ELD矩阵显示商品化电泳显示器ElectrophoreticDisplay改进可靠性在大屏幕显示方面，除了当前教学和商业用投影器的主流产品透射式TFT-LCD投影仪外，近期开发的直观式HDTV大屏幕显示系统把HDTV(High-definitionTV)、PAL(PhaseAlternatingLine)和NTSC(NationalTelevisionSystemCommittee)制式普通电视以及计算机的VGA、SVGA、XGA等全在一个大屏幕上显示，被称为“多媒体大屏幕显示墙”（MultimediaDisplayWall)，还有蓝光LED（LightEmittingDiode）和高亮度、超高亮度LED组成的三基色全彩色LED大显示屏由于使用寿命长、环境适应能力强、价格性能比高、使用成本低等特点，在大屏幕显示领域得到了广泛的应用。如今的显示器件世界，无论是市场还是技术都处于急剧变化的时期，可谓是百花齐放、争奇斗艳。各种显示器的应用范围不断扩大，争夺未来潜在的大市场。2002年全世界显示器件销售额为500亿美元，估计到2025年将达到5000亿美元。显示器行业群雄争霸，前景难料。1.1.2光电显示器件分类如果根据收视信息的状态分类，可分成：1.直观型（DirectViewType）2.投影型（ProjectionType）3.空间成像型（SpaceImagingType）原则上把显示设备上出现的视觉信息直接观看的方式称为直观型把由显示设备或者光控装置所产生的比较小的光信息经过一定的光学系统放大投射到大屏幕后收看的方式称为投影型。指采用某种光学手段（如激光）在空间形成可供观看图像的方式，从原理上说，图像大小与显示器无关,可以很大。空间成像显示因为图像具有纵深而大大提高了真实感和现场感。从显示原理的本质来看，光电显示技术利用了发光和电光效应两种物理现象。所谓电光效应是指加上电压后物质的光学性质（如折射率、反射率、透射率等）发生改变的现象。因此，根据像素本身发光与否，又可将显示器件分为以下两大类：1.主动发光（emissive）型2.被动显示(passive)型在外加电信号作用下，主动发光型器件本身产生光辐射刺激人眼而实现显示。