平板顯示技術教學課件1

1、平板顯示技術基礎課程安排: 理論40學時, 實驗6學時 成績評定: 理論85%, 實驗15%. 理論成績中:期末考試70%, 作業(yè) 20%, 其他10% 要求：課前預習-課堂做筆記-課后復習及查資料 主動學習1主要參考書與雜志 主要參考書：（1）應根裕 胡文波 邱 勇 編著. 平板顯示技術 .人民郵電出版社,2002.（2）余理富 湯曉安 劉 雨 編著. 信息顯示技術 .電子工業(yè)出版社,2004.（3）李維是 郭 強 編著. 液晶顯示應用技術 .電子工業(yè)出版社,2000.（4）李文連 著.有機發(fā)光材料、器件及其平板顯示一種新型光電子技術.科學出版社，2002（5）李維是 郭 強 編著. 最新液

2、晶顯示應用 .電子工業(yè)出版社, 2006. (6) 高鴻錦,董友梅 主編 液晶與平板顯示技術. 北京郵電大學出版社,2007-6 (7) 李維杰 編著. 平板電視技術. 電子工業(yè)出版社, 2007-5雜志： （1）液晶與顯示 ISSN 1007-2780 CN22-1259/04 （2）現代顯示 ISSN 1006-6268 CN11-3670/TN2平板顯示技術基礎第1章 平板顯示技術概論 第2章 視覺與光的量度 第3章 液晶顯示的物理基礎 第4章 液晶顯示器件 第5章 液晶顯示器件的驅動技術 第6章 液晶顯示模塊及其應用第7章 背光源及其輔助電路第9章 有機發(fā)光顯示器件簡介 第8章 設計與

3、制造工藝3平板顯示技術基礎第1章 平板顯示技術概論 1-1 顯示技術的發(fā)展與應用 1 信息社會與顯示技術 信息社會的特征: 信息的生產、存儲、加工、傳遞、處理成為重要的產業(yè), 信息和知識成為重要的生產力、競爭力，也是經濟成就的重要因素. 4 N維納的定義：“信息是人們在適應外部世界并使這種適應反作用于外部世界的過程中，同外部世界進行交換的內容的名稱。” 信息是指通信系統傳輸和處理的對象，泛指消息和信號的具體內容和意義 5人類獲取信息的方式人類感知外界信息依靠眼、耳、鼻、舌、身(皮膚)所具有的視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺。 人的各種感覺器官從外界獲得的信息的比例:電視和網絡技術普及之前是: 視覺

4、占60，聽覺占20，觸覺占15，味覺占3，嗅覺占2。電視和網絡技術普及之后是: 視覺占83，聽覺占11，觸覺占3.5，嗅覺占1.5,味覺占1。6顯示技術的意義 顯示就是將各種信息轉化為視覺信息再傳達給他人的過程，實現這種轉化、傳達的技術稱為顯示技術?，F代顯示技術是一種以現代科學技術為基礎，最大限度地采用現代科學技術的成果的顯示技術。7 現代顯示技術的基本特點 將各種非電學量的信息，如聲、光、熱、力、數、氣氛等的信息源通過一定的傳感器、處理器進行感知和處理傳輸給顯示裝置，再由顯示裝置進行處理、轉換，最后由顯示器件轉換為人類視覺可識別的信息(如文字、圖形、圖像等)。8把非電學量的信息轉換成電信號，

5、再把電信號轉換成文字、圖形、圖像之類的可見光信號的一門科學。 信息顯示技術:92顯示器件的發(fā)展與分類 2.1 平板顯示器(FPD)與陰極射線管(CRT)平板顯示器(FPD): 扁平度（顯示畫面的對角線與其厚度的比）大于4的顯示器10 CRT的優(yōu)點： 很低的價格，高性價比，調整分辨力很容易，形狀和大小變化很大，尋址極為簡單，只用7根導線，好的可視性，非常好的發(fā)光效率，非常豐富的彩色，非常好的壽命特性，響應速度高，非常好的彩色和灰度，大規(guī)模生產基礎。 CRT的缺點：體積大和笨重，屏面內有光散射，圖像有閃爍和抖動，最大的直觀顯示尺寸限制在114cm，無數字尋址，圖像有畸變，應用電壓很高(2萬伏左右)

6、 ，有輻射，在蔭罩彩管內分辨力受限制。 111897年，德國學者布勞恩(KFBraun)發(fā)明了陰極射線管(CRT)，這成為現代電子顯示技術的起點。1951年，勞烏(HBLaw)研制成功蔭罩式彩色顯像管，到1954年正式播送彩色電視節(jié)目，開創(chuàng)了彩色顯示的新紀元。121888年奧地利植物學家萊尼茨爾（FReinitge）首先觀察到液晶現象。 1889年，德國物理學家萊曼(OLehmann)觀察到同樣的現象，并發(fā)現呈渾濁狀液體的中間具有和晶體相似的性質 液晶的發(fā)展在1961年出現了轉折點。 13顯示技術追求的目標是: 清晰、準確、實時、直觀、方便、節(jié)能、攜帶信息量大，甚至全彩色、立體化等等142 顯

7、示器件的分類2.1 主動顯示器件和被動顯示器件 (6) 真空熒光顯示管(VFD: Vacuum Fluorescent Display) ;主動顯示器件的有：（1） 陰極射線管(CRT：cathode Ray Tube);（2）等離子體顯示（DPP: Plasma Display Panel）；（3）電致發(fā)光顯示(ELD: Electro Luminescent Display)；（4）場致發(fā)射顯示FED(Field Emission Display)；（5）發(fā)光二極管(LED: Light Emitting Diode); (7) 激光顯示 ( Laser Display)等。15 被動顯示

8、器件的有：（1）液晶顯示(LCD: Liquid Crystal Display);（2）電致變色顯示(ECD: Electro Chromatic Display)；（3）電泳顯示(EPID: Electro Phoretic Image Display)；（4）鐵電陶瓷顯示(PLZT : Transparent Ceramics Display)等 2.2 按顯示的結構原理分類： 電子束顯示、平板顯示、光學投影顯示和數碼顯示四大類。16屬于被動顯示器件的有：（1）液晶顯示(LCD: Liquid Crystal Display);（2）電致變色顯示(ECD: Electro Chromat

9、ic Display)；（3）電泳顯示(EPID: Electro Phoretic Image Display)；（4）鐵電陶瓷顯示(PLZT : Transparent Ceramics Display)等。 2.2 結構原理不同的四大類顯示器(1) 電子束顯示器件(即陰極射線管CRT) 平板顯示器件(3) 光學投影顯示。 (4) 數碼顯示器件。 172.3 平板顯示器件的現狀及其發(fā)展方向 2.3.1 液晶顯示器液晶顯示器分有源矩陣LCD(AMLCD)和無源矩陣LCD(PMLCD)。2.3.1.1 有源矩陣LCD(AMLCD)AMLCD的優(yōu)點是：高性能、彩色、高分辨率、響應快和薄，主要用于

10、個人視頻用品(TV等)、筆記本電腦和桌上監(jiān)視器。 AMLCD技術現狀(2006年)是：亮度3000cdm2；對比度，200000：1；彩色24bit模擬；幀頻：120Hz；分辨力130dpi(每英寸點數)；視角：水平+-89，垂直+-80；大?。?.3-117cm（46in），19201080象素。 182.3.1.2 無源矩陣LCD(PMLCD) PMLCD的技術現狀是： 亮度：30%-50的反射率下為100cdm2； 對比度：5：1-40：1；彩色：單色到多色(218)；幀頻： 20Hz；分辨力：5-70dpi；視角：水平+-50，垂直+-25；大?。?.6-178cm。 PMLCD的優(yōu)點

11、是：價格便宜、不錯的性能，主要用于消費類電子產品和通信(手機等)產品，在低功率單色以及低性能的應用領域占有優(yōu)勢。 192.3.2 等離子體顯示器(PDP) ACPDP現已達到的水平是：亮度為350-500cdm2；發(fā)光效率為1.51mW；50英寸分辨力可達HDTV。100127cm級的ACPDP大型電視已商品化。一般認為PDP在30-60英寸大型平板顯示中最具優(yōu)勢，產值年增長率達38，今后將在大屏幕壁掛電視、HDTV、計算機工作站和多媒體顯示等領域形成巨大的應用市場 ACPDP的優(yōu)點是：均勻性好，全彩色，有記憶功能，無閃爍，長壽命(大于5萬小時)，堅固性好，有尖銳的閾值、結構簡單和大屏幕(大于

12、130 cm)。ACPDP的缺點是：投資大，成本高，采用高壓驅動器(約200V)，電子線路復雜以及發(fā)光效率不夠高(1.51mW)。202.3.3 電致發(fā)光板(EL) ACTFEL主要特點是：低成本、高可靠，三原色彩色都有合理的發(fā)光效率0.8-51mW；具有很尖的閾值，即信息容量高、長壽命。EL分薄膜型與粉末型兩大類，每一類中又分交流與直流兩種。目前只有交流薄膜電致發(fā)光板(ACIFEL)最先進，其他類型由于壽命和彩色問題致使無人投資。ACIFEL的現狀是：亮度為200cdm2；對比度為300：1; 彩色為16；幀頻60Hz；分辨力100dpi；視角：水平+-80，垂直十-80；尺寸：7.6-33

13、cm。212.3.4 真空熒光管顯示(VFD)VFD主要特點是對于低信息容量顯示成本很低、長壽命、堅固，主要用于可大量生產的小尺寸顯示器，在消費類電子顯示、儀表、汽車等要求主動發(fā)光顯示方面很受歡迎。 OLED的特點是：低電壓5-20V，低功耗、自發(fā)光、高亮度、高對比度，薄、輕，單片結構，重量只有LCD的一半，加工不復雜，可以彩色化，發(fā)光效率高，快速響應，寬視角，有望發(fā)展成低價格。 2.3.5 有機發(fā)光二極管 (OLED)222.3.6 場發(fā)射顯示器(FED) FED曾被認為是CRT的最好繼承者，兼有CRT與LCD的優(yōu)點，投資者一度很多。但是由于結構復雜，壽命、支撐等問題尚未徹底解決，因此一些公

14、司紛紛放棄投資，使FED的研制工作受到影響。 FED目前的技術狀況是：亮度100cdm2；對比度100：1;彩色：26，模擬方式；幀頻60Hz；分辨力為100dpi; 視角在水平和垂直方向均為+-80；大小：7.6-33cm。23 LED在低容量、低密度顯示中有廣泛的應用，如各種指示燈、各種家用電器和公共場所的平面顯示器。隨著高亮度與藍光LED的研究開發(fā)成功，LED顯示屏已從單色、多色走向全彩色，從室內顯示走向室外超大屏幕彩色顯示。2.3.7 發(fā)光二極管顯示(LED)24大面積玻璃基板生產主要技術代的情況 生產線世代 玻璃基板尺寸/mm2 商品化時間 資本支出/百萬美元 Gen1 320400

15、 1990 350 Gen2 360465 1994 450 Gen3 550650 1996 600 Gen3.5 510720 1998 800 Gen4 680880 2000 950 Gen5 11001300 2002 1500 Gen6 15001850 2004 2500 Gen7 18702200 2005 3000 Gen8 21602460 2007 Gen9 24002800 20092.4. 液晶顯示器面板生產線世代的劃分255G以上LCD電視切割數代數基片/mm222英寸27英寸32英寸37英寸46英寸52英寸57英寸5110013008661500185015108

16、67187022001512868216024601512869240028001815128626全球各代生產線分布預測27廣東成為全球最大的液晶電視模組制造基地出自：SEMI 編輯 馮磊(2009-02-13) 據新華網報道，記者昨（2.11）天從廣東省信息產業(yè)廳獲悉，廣東省已成為全球最大液晶電視模組制造基地，去年廣東省液晶電視產量達2100萬臺，同比增長56。 據廣東省信息產業(yè)廳廳長溫國輝介紹，目前，全球4大平板顯示企業(yè)中，廣東已引進其中3家大型液晶電視模組項目，設計產能超過5000萬片，占全球四分之一。佛山奇美、廣州LGD、惠州TCL、三星均開始二期工程建設，全省形成了千余家大中小平板

17、整機及配套企業(yè)群體。 在引進國外技術的同時，廣東還不斷加強自主創(chuàng)新，自主研制出液晶電視集成制造“南海機型”，降低制造成本20以上。 溫國輝表示，廣東下一步力爭引進7.5代以上液晶面板生產線，組織企業(yè)聯合開展液晶電視模組和整機開發(fā)設計，集中力量突破一批關鍵產品和共性技術，爭取到2012年，液晶電視價值鏈中本地產值比重可由目前的50上升到70。282008年福建平板顯示產業(yè)產值將超過600億元出自：SEMI 編輯：俞文杰(2009-02-17) 據賽迪網報道，2008年福建平板顯示產業(yè)產值超過600億元，已經成為中國重要的平板顯示產業(yè)基地。近年來，在全球平板顯示產業(yè)大發(fā)展的浪潮中，福建光電顯示企業(yè)

18、加快產品結構調整步伐，順利完成了由CRT向LCD轉型，目前全省共有平板顯示企業(yè)及關聯企業(yè)100多家。 福建省已初步形成平板顯示產業(yè)鏈條。據介紹，福建平板顯示產業(yè)下游集聚了一批國際知名的終端廠商，包括冠捷(捷聯)、日立數字映像、廈華等。其中冠捷(捷聯)顯示器產品市場占有率位居全球第一，日立的等離子電視在中國等離子電視銷售市場排名第一。此外，還集聚了臺灣友達、華冠科技等一批液晶模組企業(yè)、輔訊光電等一批背光模組生產企業(yè)。29 激光顯示是繼黑白、彩色、數字后的第四代顯示技術，南京激光顯示產業(yè)基地的興建是中國自主激光顯示技術產業(yè)化戰(zhàn)略布局的重點，是科技部863計劃等國家重點科技成果產業(yè)化的重要平臺。該基

19、地主要從事激光顯示光源模組及其相關產品的生產、研發(fā)、銷售及售后服務等，形成激光顯示產業(yè)鏈中的核心模組和核心部件的規(guī)模生產能力，同時集聚和帶動上游新材料領域、下游整機領域的企業(yè)和科研單位的產業(yè)群和科技群。該基地的建設標志著國內第四代顯示技術在南京正式邁向產業(yè)化，國內乃至國際的顯示行業(yè)結構也將由此發(fā)生重大調整。 國內首個激光顯示產業(yè)基地在南京棲霞正式啟動 30表1-3 2009年中國大陸部分高世代面板線投資方代數投資額(億元)地點進度TCL、深超科技8.5代245深圳已簽約LGD8.5代273廣州已簽約京東方8代280.3北京已動工中電熊貓、夏普8代300南京已簽約龍飛光電8.5代221昆山已奠基

20、廣新光電8.5代220佛山已通過環(huán)評三星電子7.522.5蘇州有意向31預習思考題：1、平板顯示器的主要性能參數有那些？那幾個是最重要的？2、分辨力與分辨率有何區(qū)別？屏分辨率與圖像分辨率 有何區(qū)別？作業(yè)題：1-2、1-3321-3 圖像質量與平板顯示器件的主要性能參量 1 電視圖像的基本參數 1.1 圖像清晰度 圖像清晰度是指人主觀感覺到的圖像的細節(jié)的程度。 1.2 分辨力（Resolution） 分辨力是指能夠分辨出電視圖像的最小細節(jié)的能力 331.3 視頻信號帶寬、場頻與掃描行數圖像信號又稱視頻信號。當要求圖像的分辨率越高時，則亮度信號的頻帶越寬。 34隔行掃描與逐行掃描352 平板顯示器

21、件的主要參量 2.1 畫面尺寸 2.3 亮度（Luminance） 2.4 對比度Contrast Ratio) 2.5 灰度(Grey)與灰度等級(Grey Scale Level) 2.6 響應時間、余輝時間 2.8 壽命 2. 9 工作電壓與消耗電流 2.7 發(fā)光效率 2. 10 顯示色 2.2 顯示容量（分辨率）362.1 畫面尺寸 畫面尺寸一般以畫面的對角線的長度表示，單位用英寸或厘米。常用對角線的英寸數作為型號表示。2.2 顯示容量（分辨率） 顯示容量表示總像素數。 總像素也以分辨率表示。分辨率可以用每1毫米的像素數表示，也常用像素節(jié)距（pitch）表示。 37 顯示屏分辨率常用術

22、語詳解格式顯示格式全稱像素數寬高比(寬:高)寬高OVGAOuarter VGA（四分之一視頻圖形陣列）3202404:3VGAVideo Graphic Array(視頻圖形陣列）6404804:3SVGASuper VGA（高級視頻圖形陣列）8006004:3WVGA Wide XGA（寬屏視頻圖形陣列）85048016:9XGAExtended Graphic Array（擴展圖形陣列）10247684:3WXGAWide XGA（寬屏擴展圖形陣列）136676816:9SXGASuper XGA（高級擴展圖形陣列）128010245:4SXGASuper XGA（高級擴展圖形陣列）136

23、610244:3SXGA+SXGA plus（SXGA的擴展）140010504:3UXGAUltra XGA（超級擴展圖形陣列）160012004:3OXGAOuad XGA（量子擴展圖形陣列）204815364:3DTV(720P)（數字電視逐行掃描）128072016:9DTV(1080i) （數字電視隔行掃描）1920108016:9382.3 亮度 對畫面亮度的要求與環(huán)境光強度有關，電影院: 亮度只要 30-45cdm2； 室內看電視: 亮度應大于 70cdm2； 室外： 亮度應達到300cdm2。 顯示器的亮度是指屏上加100%的驅動信號，顯示全白屏時的數值，即屏面亮度的最大值，常稱為峰值亮度或簡稱為屏的亮度，用L表示，其單位是坎德拉每平方米(cdm2)。 39 2.4 對比度(Contrast Ratio) 對比度(C)是指畫面上最大亮度(Lmax)和最小亮度( Lmin )之比，即： 暗室對比度 亮室對比度 402.5 灰度(Grey)與灰度等級(Grey Scale Level) 灰度是指圖像從亮到暗之間的明暗層次?；叶确从沉巳搜蹖饬炼鹊母杏X，即人眼的明度。 韋伯費赫涅耳生理學定律 人眼感覺到的明度B和光刺激強度(即亮度)L的對數成正比 4142例1-1 若取S0=0.03，則當對比度為60時，其灰度級為多少？ 解 ： 43 2.6 響應時間、余輝時間