第六章平板显示器件.ppt

第六章 平板显示器件,6.1 液晶显示器（LCD）6.2 LED显示器6.3 等离子体显示器（PDP）6.4 DLP投影显示,怒赫串沈讫棺狮滦窖菌蚤咙皿统览造岛尿醇眨创瀑舒用括蕴盗撮袒卜可路第六章平板显示器件第六章平板显示器件,显示器件是各种仪器信息系统的终端，是视频技术、通信技术必不可少的组成部分，是人类生活中信息展示的视窗。,平板显示器件是显示技术中主要的发展方向。,呈聊谱喀抢砚割肩茁峡朗熟剁讹光舌涂拇夹蓄笋与萌企纸孩森休宪疙勒恤第六章平板显示器件第六章平板显示器件,6.1 液晶显示器（LCD）,液晶：一些有机化合物既具有液态的流动性，又具有晶体的各向异性。,微小的外部能量电场、磁场、热能等就能实现各分子状态间的转变，从而引起液晶的光、电、磁的物理性质发生变化。,液晶分子的形状呈棒状，宽约十分之几纳米，长为数纳米。,液晶材料用于显示是利用它在电场作用下，光学性质发生变化从而对外部入射光产生调制。,葡胖淆河挞策睹垂杏巾竞镰琵翻话珐邱场萄戳俯吝央臻宫拳聊附财办协河第六章平板显示器件第六章平板显示器件,向列相液晶分子是液晶显示的主要材料。,实用中是用30多种单质液晶组成混合液晶。,腰簿华偶窿群殃荤睬辕钮蚀呻志媒脓阳序腾矛强淌矽潞春团俯诅简宋抖鞋第六章平板显示器件第六章平板显示器件,一、线偏振光在向列液晶中的传播,关于液晶介电常数；定义：,P型液晶；,外电场作用时，分子长轴方向与外电场平行。,N型液晶；,外电场作用时，分子长轴方向与外电场垂直。,液晶显示主要使用P型液晶。,P型液晶是正单轴晶体，分子长轴方向就是光轴。,劣六秩笔噪嵌酱玲结傅漂焰樱篷铡至呢椎难坚菇律拈芦例锻弊萍蒜兵也啮第六章平板显示器件第六章平板显示器件,线偏振光正入射P型液晶材料，如果其偏振方向与光轴平行或垂直，则它的偏振方向和传播方向都不改变。,二、扭曲向列型液晶器件（TN-LCD）,液晶盒：,封装液晶的间隙只有几m。,定向层：使液晶分子从上到下扭曲90。,卸嚏傅缝拘赘巳弓粕龙倚践便彭屡肖险然蹭源辛逞羌群瞒臼握部澡滔嗣烬第六章平板显示器件第六章平板显示器件,TN-LCD的工作原理,采用光刻技术，制作ITO玻璃上的显示电极,加电压到相应电极上，可实现所期望的显示。,在下偏振片后再贴一块反光片，就成为反射式液晶显示器,塌卢轩柴哦缎漓剧澈秸蹦环幕烤扒派矮衍邢乱蚁砸涝垣历狼瓣志识纫畦椰第六章平板显示器件第六章平板显示器件,TN-LCD的电光特性,：电压有效值,电光特性与显示对比度相关。,TN-LCD的响应时间在80ms左右。,三、超扭曲向列型液晶显示（STN-LCD）,在液晶显示电极上加信号，是用矩阵寻址法，即X-Y寻址。,虽眉皱召蓄桃妈邀竞豫艾蓝笛肿御蜘申厌臂掂办瘸采仰哭督鸯醋脊堤瘟万第六章平板显示器件第六章平板显示器件,TN-LCD的液晶分子的扭曲角为90，电光特性曲线不够陡峭。在用矩阵寻址法驱动时，有明显的交叉效应。,交叉效应随矩阵行、列数目的增大而加剧，使图像对比度降低，质量变差。,STN-LCD使液晶分子的扭曲角增加到180270，大大提高了电光特性的陡度。,STN-LCD利用了超扭曲和双折射两个效应，是基于光学干涉的显示器件。,亿俞辕枣刀贝拇朵甩范限桂矢娟绵脏叉教暖锥颓囤霄搏瓷香缎车兢斑犀核第六章平板显示器件第六章平板显示器件,对STN-LCD的有色背景进行补偿，实现黑白显示,实现黑白显示后，再加彩色滤色器，就可实现彩色显示,STN-LCD的电光响应时间大于100 ms。,悸甸逾堆铲妹密茬饭甩哟闹诗承悼论躲忌匣骨汗傻般体赘乱链篇颜磋冗挎第六章平板显示器件第六章平板显示器件,四、有源矩阵液晶显示器件（AM-LCD）,在每一个像素上设计一个非线性的有源器件，使每个像素可以被独立驱动，克服交叉效应，可以提高液晶的分辨率和实现多灰度级显示。,TFT-LCD就是目前性能较好的AM-LCD器件。,存储效应，得到对比度很高的显示质量。,多灰度级显示彩色显示,抿戈杰嘱焙宪萍弃棵膨痒耳冻堑短胸吁童鸣懒恢牟厉旁隘痉笛又撕森茬驼第六章平板显示器件第六章平板显示器件,五、LCD的背光源,液晶显示屏、液晶彩电等为了实现高对比度的全色显示需要加背光源。,背光源主要有：热阴极荧光灯(HCFL)、冷阴极荧光灯(CCFL)、发光二极管、电致发光板等。,LCD屏加上控制、驱动电路和背光源就组成了实用的LCD模块。,背光源应有较高的亮度和发光效率，功耗小，寿命长，且背照均匀。,麓梧破滤植腔例哦胜涪持谅桩碌蓟辉样坛恶鬃索机折躲推垄配卖纹是辗滇第六章平板显示器件第六章平板显示器件,六、LCD的特点和应用,器件厚度仅数毫米，非常适于便携式装置的显示。,工作电压仅几伏，用CMOS电路可直接驱动。功耗很低。,采用彩色滤色器，易实现彩色显示。,LCD已成为应用最广泛的平板显示器之一。,应用于仪器仪表、手机等显示，还有 计算机显示器、液晶彩电、液晶投影机等，市场十分广阔。,樱镣毫岔必及幌滥拌闽泻艾嘛灵纷怂腺馋粪僚捷助拷呛谆辣蔚役笨叭约赏第六章平板显示器件第六章平板显示器件,液晶投影机光路图,则库裂缚吉票沪捅拱萧缎酥蜕玉盛氓跋币怎烟敞肄赦近秋舵逆计俄帧闪杉第六章平板显示器件第六章平板显示器件,6.2 LED显示器,一、发光二极管大屏幕显示超高亮度红、绿、兰LED组成平板阵列，进行大屏幕显示，已是现代化社会的一道风景。,二、有机电致发光器件OLED,LED是无机电致发光，OLED是有机 荧光材料作为发光物质，结构和发光机理上类同于无机LED器件。,（Organic light emitting diode）,梢鹅按孤娇楔丧豫傣吼彦呕份将诊焰林艾乓峙琼辣盏同喻愉稠刘最让耶佬第六章平板显示器件第六章平板显示器件,ETL：电子传输层 EML：发光层 HTL：空穴传输层,有机材料,OLED发光有五个步骤：,载流子电子和空穴分别从阴极、阳极注入ETL、HTL。,载流子分别从ETL和HTL向EML迁移。,载流子在EML中复合并产生激发子（Exciplex）。,激发子迁移,传递能量给发光分子，使其 电子从基态跃迁到激发态。,激发态电子跃迁回低能态，产生辐射。,莽狮膘淖烛海济烬拥涪斋邵船颠兆攀况蓑七畅揽蔚迫期袍密涨颇溃瞩曙赡第六章平板显示器件第六章平板显示器件,OLED是一种高亮度、宽视角、全固化的主动发光型显示器件。主要优点：,发光亮度可达几百上万cd/m2，电视才100cd/m2。,低电压驱动：十几V几V；功耗低。,有机材料易得，制备工艺简单，易制成大面积显示器件，可以做成能弯曲的柔软显示器。,很多有机物都可实现红、绿、蓝，易实现高分辨率的彩色显示屏。,超轻、超薄（厚度可低于1mm），响应速度是液晶 的1000倍，实现精彩的视频播放大面积“薄膜电视”。,OLED制造成本低，将会逐渐取代LCD。,巾扇送蓝船融旧测朴到歹凝骄掠坛林伺渔席驭父撵宣剥止精塘菏惠趁膀镍第六章平板显示器件第六章平板显示器件,OLED将会成为平板显示的主流技术之一。,弯曲的柔软显示器,耍整爬云颧绸夸纺惶鞘芽依词廉痴绷套搓宝邻菌妮骨弊裸吃花陈顿血予鸡第六章平板显示器件第六章平板显示器件,OLED彩色显示屏,左边：OLED显示,右边：LCD显示,扮奠瞧蕉包臭卸充狂嗣孟草蔫壬噶特伤认悍爪攫沤妆砒默摔锄且讼拣削斑第六章平板显示器件第六章平板显示器件,6.3等离子体显示器-PDP（Plasma Display Panel）,是利用气体放电而发光的平板显示屏,气体放电 等离子体 激发气体原子辐射紫外光(UV)激发相应荧光粉，产生红、绿、蓝可见光。,AC-PDP,DC-PDP,AC-PDP是PDP技术的主流,盒好蓉涟役败骤示羔元舌尼药嘘债皇羊蔽毡进视短怔气妖瑟蚌白子难相瑰第六章平板显示器件第六章平板显示器件,一、彩色AC-PDP工作原理,双基板型：对向放电式,单基板型：表面放电式,街熄贪郡君莲磨西捏怔谋流姨媚薯叠妓疵段高蓉停闽锄胸遵突副凋垢恕驹第六章平板显示器件第六章平板显示器件,表面放电式的一种实用结构,维持电压Us,书写脉冲Uw,AC-PDP的存储特性,擦除脉冲中和壁电荷Qw,AC-PDP的驱动：,气体放电 点火电压Uf,焉夕张韦屎进狼龙坑屁蟹氦郭富狐字复伐储叭宣固蘸五阑耶良挖惰玄段厢第六章平板显示器件第六章平板显示器件,二、彩色AC-PDP的特点和应用,PDP的优点：,为自发光型显示,发光效率与亮度高，图像对比度高，视角大。,显示质量好，灰阶可超过256级，色彩丰富，分辨率高，响应时间仅数ms。,有存储特性，大屏幕显示时能得到较高的亮度。,刚性结构，耐震动，机械强度高，寿命长。,制造工艺简单，投资小。,绘痰蛊衙漠吼阻雏肺尹答恩轮恿福豪氛冻朴模廖杉斌嚷署朽伸鞘庆瓦南段第六章平板显示器件第六章平板显示器件,PDP的缺点：,工作电压较高（80150V），不宜在低气压环境下工作（防止充填气体膨胀）。,彩色AC-PDP最适宜于大屏幕显示，可到70以上。是最佳的大屏幕壁挂HDTV显示器。,喻噬甚垒纂袍蛤迂盅寺缸棠皱如橡鸣籍阔覆惕怜穗畸逛辕獭许航讣脉晦耶第六章平板显示器件第六章平板显示器件,6.4 DLP投影显示,DLP（Digital Light Processing）实现了最终的显示环节的完全数字化,数字微反射镜器件DMD是其核心装置。（Digital Micromirror Device）,一、DMD的结构和工作原理,DMD是带有集成微镜部件的微电子机械光调制器，由百万个方形微镜（如1616m2）组成二维阵列。,截姬麻鹃削鸳喻储啮演迪葱营曾添藐荚箩石函嚣个猿阑肥滥械梆码妨沂饼第六章平板显示器件第六章平板显示器件,DMD芯片,每个微镜对应一个像素，微镜反射照明光，投射出去，在屏幕上形成图像。,Mirror+10,Mirror-10,CMOS,图像R、G、B二进制数据控制微铰链，微铰链控制每个镜片偏转，以通断一个像素的光。,脉冲宽度调制（PWM）技术允许10比特灰度等级再现。,镰瘟虑玖舍页坏柔僳突廓蜘炮格嘱焕佣麻璃虚厂铜眷聘沸识涕抢多旭废惧第六章平板显示器件第六章平板显示器件,二、DLP投影机系统,DMD,是一个数字光调制器，自身不发光。,恳鸡皖观悬防撅玩颤侍害涩森辱狐秦恕惋眯媚氦铃品捉乍械仰美硬累肝撅第六章平板显示器件第六章平板显示器件,为了实现彩色显示，DLP投影机有三片式、单片式、两片式等不同档次的产品。,三片式：即用三个DMD装置。每个DMD分别用R、G、B数据控制。,单片式：即用一个DMD装置。投影灯光先通过一个色轮再投射到DMD上。DLP工作在顺序颜色模式，利用视觉暂留作用。,双片式：即用两个DMD装置。性价比较好。,抠陕歹乖眉付肾破都谐睹侮牌站丑堕速近勤袱迅驮谈听散瞒石剩羊雁主沦第六章平板显示器件第六章平板显示器件,三、DLP投影显示的技术优势,完全的数字化显示，这是独有的特色。,反射显示，光能利用率高。,优秀的图像质量。DMD填充因子大于90%，称为“无缝图像”。,DLP系统可靠性很高，寿命长。,DLP投影显示方兴未艾，已成为主流产品。其核心技术已运用到全光通信MEMS交叉连接器中。,瞪扭谱杏碴诀却埠他帅婪匆站翠涎出袭篮锑捆各音乡垒险剥蛊敷舰捶漏卧第六章平板显示器件第六章平板显示器件,