《平板显示技术》PPT课件.ppt

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1、1,平板显示技术基础,课程安排:理论40学时,实验6学时,成绩评定:理论85%,实验15%.理论成绩中:期末考试70%,作业 20%,其他10%,要求：课前预习-课堂做笔记-课后复习及查资料 主动学习,2,主要参考书与杂志,主要参考书：（1）应根裕 胡文波 邱 勇 编著.平板显示技术.人民邮电出版社,2002.（2）余理富 汤晓安 刘 雨 编著.信息显示技术.电子工业出版社,2004.（3）李维是 郭 强 编著.液晶显示应用技术.电子工业出版社,2000.（4）李文连 著.有机发光材料、器件及其平板显示一种新型光电子技术.科学出版社，2002（5）李维是 郭 强 编著.最新液晶显示应用.电子工

2、业出版社,2006.(6)高鸿锦,董友梅 主编 液晶与平板显示技术.北京邮电大学出版社,2007-6(7)李维杰 编著.平板电视技术.电子工业出版社,2007-5杂志：（1）液晶与显示 ISSN 1007-2780 CN22-1259/04（2）现代显示 ISSN 1006-6268 CN11-3670/TN,3,平板显示技术基础,第1章 平板显示技术概论,第2章 视觉与光的量度,第3章 液晶显示的物理基础,第4章 液晶显示器件,第5章 液晶显示器件的驱动技术,第6章 液晶显示模块及其应用,第7章 背光源及其辅助电路,第9章 有机发光显示器件简介,第8章 设计与制造工艺,4,平板显示技术基础,

3、第1章 平板显示技术概论,1-1 显示技术的发展与应用,1 信息社会与显示技术,信息社会的特征:信息的生产、存储、加工、传递、处理成为重要的产业,信息和知识成为重要的生产力、竞争力，也是经济成就的重要因素.,5,N维纳的定义：“信息是人们在适应外部世界并使这种适应反作用于外部世界的过程中，同外部世界进行交换的内容的名称。”,信息是指通信系统传输和处理的对象，泛指消息和信号的具体内容和意义,6,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1

4、5，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。,7,显示技术的意义,显示就是将各种信息转化为视觉信息再传达给他人的过程，实现这种转化、传达的技术称为显示技术。,现代显示技术是一种以现代科学技术为基础，最大限度地采用现代科学技术的成果的显示技术。,8,现代显示技术的基本特点,将各种非电学量的信息，如声、光、热、力、数、气氛等的信息源通过一定的传感器、处理器进行感知和处理传输给显示装置，再由显示装置进行处理、转换，最后由显示器件转换为人类视觉可识别的信息(如文字、图形、图像等)。,9,把非电学量的信息转换成电信号，再把电信号转换成文

5、字、图形、图像之类的可见光信号的一门科学。,信息显示技术:,10,2显示器件的发展与分类,2.1 平板显示器(FPD)与阴极射线管(CRT),平板显示器(FPD):扁平度（显示画面的对角线与其厚度的比）大于4的显示器,11,CRT的优点：很低的价格，高性价比，调整分辨力很容易，形状和大小变化很大，寻址极为简单，只用7根导线，好的可视性，非常好的发光效率，非常丰富的彩色，非常好的寿命特性，响应速度高，非常好的彩色和灰度，大规模生产基础。,CRT的缺点：体积大和笨重，屏面内有光散射，图像有闪烁和抖动，最大的直观显示尺寸限制在114cm，无数字寻址，图像有畸变，应用电压很高(2万伏左右)，有辐射，在

6、荫罩彩管内分辨力受限制。,12,1897年，德国学者布劳恩(KFBraun)发明了阴极射线管(CRT)，这成为现代电子显示技术的起点。,1951年，劳乌(HBLaw)研制成功荫罩式彩色显像管，到1954年正式播送彩色电视节目，开创了彩色显示的新纪元。,13,1888年奥地利植物学家莱尼茨尔（FReinitge）首先观察到液晶现象。,1889年，德国物理学家莱曼(OLehmann)观察到同样的现象，并发现呈浑浊状液体的中间具有和晶体相似的性质,液晶的发展在1961年出现了转折点。,14,显示技术追求的目标是:,清晰、准确、实时、直观、方便、节能、携带信息量大，甚至全彩色、立体化等等,15,2 显

7、示器件的分类,2.1 主动显示器件和被动显示器件,(6)真空荧光显示管(VFD:Vacuum Fluorescent Display);,主动显示器件的有：,（1）阴极射线管(CRT：cathode Ray Tube);,（2）等离子体显示（DPP:Plasma Display Panel）；,（3）电致发光显示(ELD:Electro Luminescent Display)；,（4）场致发射显示FED(Field Emission Display)；,（5）发光二极管(LED:Light Emitting Diode);,(7)激光显示(Laser Display)等。,16,被动显示器件

8、的有：（1）液晶显示(LCD:Liquid Crystal Display);（2）电致变色显示(ECD:Electro Chromatic Display)；（3）电泳显示(EPID:Electro Phoretic Image Display)；（4）铁电陶瓷显示(PLZT:Transparent Ceramics Display)等,2.2 按显示的结构原理分类：,电子束显示、平板显示、光学投影显示和数码显示四大类。,17,属于被动显示器件的有：（1）液晶显示(LCD:Liquid Crystal Display);（2）电致变色显示(ECD:Electro Chromatic Disp

9、lay)；（3）电泳显示(EPID:Electro Phoretic Image Display)；（4）铁电陶瓷显示(PLZT:Transparent Ceramics Display)等。,2.2 结构原理不同的四大类显示器,(1)电子束显示器件(即阴极射线管CRT),平板显示器件,(3)光学投影显示。,(4)数码显示器件。,18,2.3 平板显示器件的现状及其发展方向,液晶显示器液晶显示器分有源矩阵LCD(AMLCD)和无源矩阵LCD(PMLCD)。,有源矩阵LCD(AMLCD)AMLCD的优点是：高性能、彩色、高分辨率、响应快和薄，主要用于个人视频用品(TV等)、笔记本电脑和桌上监视器

10、。,AMLCD技术现状(2006年)是：亮度3000cdm2；对比度，200000：1；彩色24bit模拟；帧频：120Hz；分辨力130dpi(每英寸点数)；视角：水平+-89，垂直+-80；大小：1.3-117cm（46in），19201080象素。,19,无源矩阵LCD(PMLCD),PMLCD的技术现状是：亮度：30%-50的反射率下为100cdm2；对比度：5：1-40：1；彩色：单色到多色(218)；帧频：20Hz；分辨力：5-70dpi；视角：水平+-50，垂直+-25；大小：7.6-178cm。,PMLCD的优点是：价格便宜、不错的性能，主要用于消费类电子产品和通信(手机等)产

11、品，在低功率单色以及低性能的应用领域占有优势。,20,等离子体显示器(PDP),ACPDP现已达到的水平是：亮度为350-500cdm2；发光效率为1.51mW；50英寸分辨力可达HDTV。100127cm级的ACPDP大型电视已商品化。一般认为PDP在30-60英寸大型平板显示中最具优势，产值年增长率达38，今后将在大屏幕壁挂电视、HDTV、计算机工作站和多媒体显示等领域形成巨大的应用市场,ACPDP的优点是：均匀性好，全彩色，有记忆功能，无闪烁，长寿命(大于5万小时)，坚固性好，有尖锐的阈值、结构简单和大屏幕(大于130 cm)。ACPDP的缺点是：投资大，成本高，采用高压驱动器(约200

12、V)，电子线路复杂以及发光效率不够高(1.51mW)。,21,电致发光板(EL),ACTFEL主要特点是：低成本、高可靠，三原色彩色都有合理的发光效率0.8-51mW；具有很尖的阈值，即信息容量高、长寿命。,EL分薄膜型与粉末型两大类，每一类中又分交流与直流两种。目前只有交流薄膜电致发光板(ACIFEL)最先进，其他类型由于寿命和彩色问题致使无人投资。,ACIFEL的现状是：亮度为200cdm2；对比度为300：1;彩色为16；帧频60Hz；分辨力100dpi；视角：水平+-80，垂直十-80；尺寸：7.6-33cm。,22,真空荧光管显示(VFD),VFD主要特点是对于低信息容量显示成本很低

13、、长寿命、坚固，主要用于可大量生产的小尺寸显示器，在消费类电子显示、仪表、汽车等要求主动发光显示方面很受欢迎。,OLED的特点是：低电压5-20V，低功耗、自发光、高亮度、高对比度，薄、轻，单片结构，重量只有LCD的一半，加工不复杂，可以彩色化，发光效率高，快速响应，宽视角，有望发展成低价格。,2.3.5 有机发光二极管(OLED),23,场发射显示器(FED),FED曾被认为是CRT的最好继承者，兼有CRT与LCD的优点，投资者一度很多。但是由于结构复杂，寿命、支撑等问题尚未彻底解决，因此一些公司纷纷放弃投资，使FED的研制工作受到影响。,FED目前的技术状况是：亮度100cdm2；对比度1

14、00：1;彩色：26，模拟方式；帧频60Hz；分辨力为100dpi;视角在水平和垂直方向均为+-80；大小：7.6-33cm。,24,LED在低容量、低密度显示中有广泛的应用，如各种指示灯、各种家用电器和公共场所的平面显示器。随着高亮度与蓝光LED的研究开发成功，LED显示屏已从单色、多色走向全彩色，从室内显示走向室外超大屏幕彩色显示。,2.3.7 发光二极管显示(LED),25,大面积玻璃基板生产主要技术代的情况,2.4.液晶显示器面板生产线世代的划分,26,5G以上LCD电视切割数,27,全球各代生产线分布预测,28,29,2008年福建平板显示产业产值将超过600亿元,出自：SEMI 编

15、辑：俞文杰(2009-02-17),据赛迪网报道，2008年福建平板显示产业产值超过600亿元，已经成为中国重要的平板显示产业基地。近年来，在全球平板显示产业大发展的浪潮中，福建光电显示企业加快产品结构调整步伐，顺利完成了由CRT向LCD转型，目前全省共有平板显示企业及关联企业100多家。福建省已初步形成平板显示产业链条。据介绍，福建平板显示产业下游集聚了一批国际知名的终端厂商，包括冠捷(捷联)、日立数字映像、厦华等。其中冠捷(捷联)显示器产品市场占有率位居全球第一，日立的等离子电视在中国等离子电视销售市场排名第一。此外，还集聚了台湾友达、华冠科技等一批液晶模组企业、辅讯光电等一批背光模组生产

16、企业。,30,国内首个激光显示产业基地在南京栖霞正式启动,31,表1-3 2009年中国大陆部分高世代面板线,32,预习思考题：,1、平板显示器的主要性能参数有那些？那几个是最重要的？,2、分辨力与分辨率有何区别？屏分辨率与图像分辨率 有何区别？,作业题：1-2、1-3,33,1-3 图像质量与平板显示器件的主要性能参量,1 电视图像的基本参数,1.1 图像清晰度,图像清晰度是指人主观感觉到的图像的细节的程度。,1.2 分辨力（Resolution）,分辨力是指能够分辨出电视图像的最小细节的能力,34,1.3 视频信号带宽、场频与扫描行数,图像信号又称视频信号。当要求图像的分辨率越高时，则亮度

17、信号的频带越宽。,35,隔行扫描与逐行扫描,36,2 平板显示器件的主要参量,2.1 画面尺寸,2.3 亮度（Luminance）,2.4 对比度Contrast Ratio),2.5 灰度(Grey)与灰度等级(Grey Scale Level),2.6 响应时间、余辉时间,2.8 寿命,2.9 工作电压与消耗电流,2.7 发光效率,2.10 显示色,2.2 显示容量（分辨率）,37,2.1 画面尺寸,画面尺寸一般以画面的对角线的长度表示，单位用英寸或厘米。常用对角线的英寸数作为型号表示。,2.2 显示容量（分辨率）,显示容量表示总像素数。,总像素也以分辨率表示。分辨率可以用每1毫米的像素数

18、表示，也常用像素节距（pitch）表示。,38,显示屏分辨率常用术语详解,39,2.3 亮度,对画面亮度的要求与环境光强度有关，电影院:亮度只要 30-45cdm2；室内看电视:亮度应大于 70cdm2；室外：亮度应达到300cdm2。,显示器的亮度是指屏上加100%的驱动信号，显示全白屏时的数值，即屏面亮度的最大值，常称为峰值亮度或简称为屏的亮度，用L表示，其单位是坎德拉每平方米(cdm2)。,40,2.4 对比度(Contrast Ratio),对比度(C)是指画面上最大亮度(Lmax)和最小亮度(Lmin)之比，即：,暗室对比度,亮室对比度,41,2.5 灰度(Grey)与灰度等级(Gr

19、ey Scale Level),灰度是指图像从亮到暗之间的明暗层次。灰度反映了人眼对光亮度的感觉，即人眼的明度。,韦伯费赫涅耳生理学定律,人眼感觉到的明度B和光刺激强度(即亮度)L的对数成正比,42,43,例1-1 若取S0=0.03，则当对比度为60时，其灰度级为多少？,解：,44,2.6 响应时间、余辉时间,响应时间是指从施加电压到出现图像显示的时间，又称上升时间，用 表示。从切断电源到图像显示消失的时间称为下降时间，又称余辉时间，用 表示。,45,图1-2 上升时间和下降时间,46,47,2.7 发光效率,发光效率是发光型显示器件所发出的光通量与器件所消耗功率之比，单位为流明每瓦(1mW

20、)。,2.8 寿命,平板显示器件在发展过程中都遇到过寿命这个重要的问题，因为作为实用化的显示器件，特别是作为娱乐型大家电显示器件，寿命都应在3万小时以上。,48,2.9 工作电压与消耗电流,驱动显示器件所施加的电压为工作电压(V)，流过的电流称为消耗电流(A)。工作电压与消耗电流的乘积就是显示器件的消耗功率。外加电压有交流电压与直流电压之分，如LCD必须用交流供电，OLED、LED等则用直流供电。,49,2.10 显示色,发光型显示器件发光的颜色和非发光型显示器件透射或反射光的颜色称作显示色。显示色分为黑白、单色、多色和全色四大类。,50,人们理想的显示器是：,亮度高、对比度好、分辨力高、显示

21、器容量大、视角宽、响应速度快、全彩色显示、驱动电压低、功耗少、显示屏本身与驱动电路可以连接为一体、可靠性高、寿命长、轻而薄的平板显示器。,51,思考与练习题1-1.人类哪些器官感知外部信息?各器官获得信息量的比例：早期结果多少？近期结果为多少？为什么会有差别？1-2.显示器件的主要参量有哪些？若要获得高质量的图像显示哪几项参量是关键？1-3平板显示器的定义是什么？其主要的种类有哪些？你认为理想的平板显示器是怎样的？1-4.设有一画面的对比度为50，取，求灰度值。1-5某一显示器画面的最大亮度为100勒克斯，最小亮度为2勒克斯，环境光在屏面的垂直照度为1.5勒克斯，取，求灰度值。,52,预习思考题,1、照度与亮度的区别是什么？何谓朗伯定律？2、照度及平方反比定律的内容是什么？有何用？,作业题：1-5、1-6,