新型光電顯示技術(shù)

關(guān)于新型光電顯示技術(shù)第1頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五7.1電致變色顯示技術(shù)

7.1.1電致變色（electrochromism，EC）現(xiàn)象有許多物質(zhì)在受到外界各種刺激，例如受熱、光照、流過電流的時(shí)侯，其顏色會(huì)發(fā)生變化，即產(chǎn)生著色現(xiàn)象。所謂電致變色現(xiàn)象，是指電致著色和發(fā)光現(xiàn)象，從顯示的角度看則是專門指施加電壓后物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)使顏色發(fā)生可逆性的電致變色現(xiàn)象。電致變色顯示器件（ElectroChromismDevice，ECD）在諸多領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力吸引了世界上許多國家不僅在應(yīng)用基礎(chǔ)研究，而且更在實(shí)用器件的研究上投入了大量的人員和資金，以求在這方面取得突破。第2頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五電致變色材料

電致變色材料能在外加較低的驅(qū)動(dòng)電壓或電流作用下，發(fā)生可逆的顏色變化，是材料的價(jià)態(tài)和組分發(fā)生可逆的變化，使材料的光學(xué)性能發(fā)生改變或者保持改變，同時(shí)電致變色材料還需要有很好的離子導(dǎo)電性，較高的對(duì)比度、變色效率和循環(huán)周期等電色性能。電致變色材料分為無機(jī)電致變色材料和有機(jī)電致變色材料。無機(jī)電致變色材料的典型代表是三氧化鎢，目前，以WO3為功能材料的電致變色器件已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化。而有機(jī)電致變色材料主要有聚噻吩類及其衍生物、紫羅精類、四硫富瓦烯、金屬酞菁類化合物等。以紫羅精類為功能材料的電致變色材料已經(jīng)得到實(shí)際應(yīng)用。第3頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，尤其是制備電致變色器件，電致變色材料一般來說應(yīng)滿足以下要求：(1)具有良好的電化學(xué)氧化還原可逆性；(2)快速的變色響應(yīng)；(3)顏色的可逆變化；(4)顏色變化的高度靈敏；(5)有較高的循環(huán)壽命；(6)有一定的存貯記憶功能；(7)穩(wěn)定的化學(xué)特性。第4頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五電致變色主要有3種形式：（1）離子通過電解液進(jìn)入材料引起變色。（2）金屬薄膜電沉積在觀察電極上。（3）彩色不溶性有機(jī)物析出在觀察電極上。第5頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五電致變色顯示有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：（1）顯示鮮明、清晰，優(yōu)于液晶顯示板。（2）視角大，無論從什么角度看都有較好的對(duì)比度。（3）具有存儲(chǔ)性能，如寫電壓去掉且電路斷開后，顯示信號(hào)仍可保持幾小時(shí)到幾天，甚至一個(gè)月以上，存儲(chǔ)功能不影響壽命。（4）在存儲(chǔ)狀態(tài)下不消耗功率。（5）工作電壓低，僅為0.5～20V，可與集成電路匹配。（6）器件可做成全固體化。

電致變色顯示也有一些不容忽視的缺點(diǎn)，如響應(yīng)慢，響應(yīng)速度（約500ms）接近秒的數(shù)量級(jí)，對(duì)頻繁改變的顯示，功耗大致是液晶功耗的數(shù)百倍；往復(fù)顯示的壽命不高（只有106～107次）。第6頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五7.1.2電致變色顯示器件（ECD）電致變色器件是一種典型的光學(xué)薄膜和電子學(xué)薄膜相結(jié)合的光電子薄膜器件，能夠在外加低壓驅(qū)動(dòng)的作用下實(shí)現(xiàn)可逆的色彩變化，可以應(yīng)用在被動(dòng)顯示、靈巧變色窗等領(lǐng)域。目前，已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的電致變色器件有一下幾類：電致變色智能調(diào)光玻璃、電致變色顯示器、汽車自動(dòng)防眩目后視鏡。

電致變色智能玻璃在電場作用下具有光吸收透過的可調(diào)節(jié)性，可選擇性地吸收或反射外界的熱輻射和內(nèi)部的熱的擴(kuò)散，減少辦公大樓和民用住宅在夏季保持涼爽和冬季保持溫暖而必須消耗的大量能源。同時(shí)起到改善自然光照程度、防第7頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五圖1調(diào)光玻璃(電致變色玻璃)圖2自動(dòng)防眩目后視鏡

用電致變色材料制備的自動(dòng)防眩目后視鏡，可以通過電子感應(yīng)系統(tǒng)，根據(jù)外來光的強(qiáng)度調(diào)節(jié)反射光的強(qiáng)度，達(dá)到防眩目的作用，使駕駛更加安全。窺的目的。解決現(xiàn)代不斷惡化的城市光污染問題，是節(jié)能建筑材料的一個(gè)發(fā)展方向。第8頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

電致變色材料具有雙穩(wěn)態(tài)的性能，用電致變色材料做成的電致變色顯示器件不僅不需要背光燈，而且顯示靜態(tài)圖象后，只要顯示內(nèi)容不變化，就不會(huì)耗電，達(dá)到節(jié)能的目的。電致變色顯示器與其它顯示器相比具有無視盲角、對(duì)比度高等優(yōu)點(diǎn)。

第9頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五圖7.1ECD結(jié)構(gòu)及顯示原理電致變色顯示器件結(jié)構(gòu)：電致變色器件一般由5層結(jié)構(gòu)組成，包括兩層透明導(dǎo)電層、電致變色層、離子導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層的夾層結(jié)構(gòu)如圖7.1（a）所示，其顯示原理如圖7.2（b）所示。第10頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

根據(jù)電致變色層材料的不同，ECD又可分為以下2種類型。1.全固態(tài)塑料電致變色器件全固態(tài)塑料電致變色器件采用低壓反應(yīng)離子鍍工藝，在ITO塑料襯底上制備WO3和NiO電致變色薄膜，采用MPEO-LiClO4高分子聚合物作電解質(zhì)，制備透射型全固態(tài)塑料電致變色器件，變色調(diào)制范圍達(dá)到30%左右。第11頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五2.混合氧化物電致變色器件混合氧化物可以改善單一氧化物電致變色的性能,引起人們的關(guān)注。TiO2具有適宜的離子輸運(yùn)的微觀結(jié)構(gòu)、高的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，它與WO3混合制作電致變色器件，加快了響應(yīng)時(shí)間及延長了器件的壽命。第12頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五7.2場致發(fā)射顯示技術(shù)第13頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五7.2.1場致發(fā)射顯示器件的構(gòu)成及工作原理

1.場致發(fā)射顯示技術(shù)場致發(fā)射顯示（FieldEmissionDisplay，F(xiàn)ED）與真空熒光顯示（VFD）和CRT有許多相似之處，它們都以高能電子轟擊熒光粉。與VFD不同的是，它用冷陰極微尖陣列場發(fā)射代替了熱陰極的電子源，用光刻的柵極代替了金屬柵網(wǎng)，這種新型的自發(fā)光型平板顯示器件實(shí)際是CRT的平板化，兼有CRT和固體平板顯示器件的優(yōu)點(diǎn)，不需要傳統(tǒng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，可平板化，無X射線，工作電壓低，比TFT-LCD更節(jié)能，可靠性高。第14頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五FED（FieldEmissionDisplay)與CRT的相同點(diǎn)：

利用陰極電子經(jīng)電場加速而轟擊熒光材料發(fā)光的主動(dòng)發(fā)型顯示器件。因此，F(xiàn)ED具有與CRT相似的顯示品質(zhì)，如高亮度、高對(duì)比度、全彩色、高顯示容量及低功耗等性能。典型場發(fā)射顯示結(jié)構(gòu)原理CRT發(fā)射顯示結(jié)構(gòu)原理第15頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五FED與CRT的區(qū)別點(diǎn)：CRT采用熱陰極，通過加熱陰極材料使其表面電子獲得克服表面勢壘的能量從而發(fā)射出來；而FED采用冷陰極，采用表面功函數(shù)較低、電子勢很小甚至為負(fù)值的材料，使之在外加電場作用下逸出。因此，F(xiàn)ED不但降低了功耗，而且可以瞬時(shí)發(fā)射電子。（2）CRT的熱陰極為點(diǎn)發(fā)射源或線發(fā)射源，需要通過偏轉(zhuǎn)磁場的作用，才能在顯示屏幕上進(jìn)行掃描而產(chǎn)生顯示。因此，CRT難以實(shí)現(xiàn)平板化；而FED的冷陰極為面發(fā)射源，可以十分方便地實(shí)現(xiàn)平板化和矩陣驅(qū)動(dòng)，無論重量還是體積都大大降低。第16頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五（3）CRT的加速電場電壓通常在1330kV之間；而采用平板結(jié)構(gòu)的FED一般加速電壓小于10kV。另一方面，CRT的消耗電流很小，因此其功耗控制在可接受的范圍內(nèi)；而FED的加速電壓較低，要達(dá)到與CRT相當(dāng)?shù)亓炼?，必然需要較高的消耗電流。（4）陰陽極距離也是兩者的主要區(qū)別之一。CRT的陰陽極距離至少在1cm以上，大尺寸CRT甚至達(dá)到幾十厘米；而FED的陰陽極距離小于3mm。第17頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五FED的優(yōu)點(diǎn)：（1）冷陰極發(fā)射；（2）低的工作電壓；（3）自發(fā)光和高亮度；（4）寬視角；（5）高速響應(yīng)；（6）很寬的環(huán)境溫度變化范圍。

1968年斯坦福國際研究所的C.A.Spindt研制成功微尖陰極發(fā)射結(jié)構(gòu)的FED，后法國政府實(shí)驗(yàn)室LETI對(duì)Spindt的方法作了改進(jìn)并于1990年研制出第一個(gè)15cm單色顯示器。第18頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

在溫度T＝0K時(shí)，為了使金屬中具有最大能量的電子能夠克服表面勢壘而逸出，必須提供的最小能量叫做逸出功。電子發(fā)射方式：（1）熱電子發(fā)射；（2）光電子發(fā)射；（3）二次電子發(fā)射；（4）場致發(fā)射。場發(fā)射理論第19頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五2.場致發(fā)射顯示器件的構(gòu)成

場致發(fā)射顯示器件，即場致發(fā)射陣列平板顯示器，或稱為真空微尖平板顯示器（MiniFlatPanel，MFP），是一種新型的自發(fā)光平板顯示器件，它實(shí)際上是一種很薄的CRT顯示器，其單元結(jié)構(gòu)是一個(gè)微型真空三極管（圖7.2），包括一個(gè)作為陰極的金屬發(fā)射尖錐，孔狀的金屬柵極以及有透明導(dǎo)電層形成的陽極，陽極表面涂有熒光粉。由于柵極和陽極間距離很小，但在柵極和陰極間加上不高的電壓（小于100V）時(shí)，在陰極的尖端會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電場，當(dāng)電場強(qiáng)度大于5×107V/cm時(shí)，電子由于隧道效應(yīng)從金屬內(nèi)部穿出進(jìn)入真空中，并受陽極正電壓加速，轟擊熒光粉層實(shí)現(xiàn)發(fā)光顯示。

第20頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

圖7.1微型真空三極管結(jié)構(gòu)第21頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五—真空器件.—列陰極，行柵極.—行列電極交叉點(diǎn)有多于4500個(gè)微尖,微尖直徑150nm.—電流0.11A/microtip.陰極陣列

微尖陣列場發(fā)射陰極第22頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五微尖形貌

第23頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五微尖陣列場發(fā)射陰極（FEA）場致發(fā)射是在金屬尖端上進(jìn)行的。如果尖端曲率半徑為1m，尖端與陽極距離為1m左右，則當(dāng)極間加上幾十伏的電壓，就會(huì)在尖端表面上產(chǎn)生109V/cm數(shù)量級(jí)的強(qiáng)電場。在忽略極間空間電荷的情況下，陰極發(fā)面尖端處場強(qiáng)與陽極電壓Ua成正比。即幾種典型的尖端形狀第24頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五微尖電子發(fā)射

第25頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五場發(fā)射陰極陣列面積240mm240mm，包含1.4x106個(gè)微尖。金屬微尖的伏安特性第26頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五FED的制造過程與LCD很類似，采用的玻璃平板相同，薄膜沉積和光刻技術(shù)也很相似。制作陣列狀的微尖錐結(jié)構(gòu)時(shí)，采用兩步光刻工藝，首先對(duì)微孔陣列光刻，這一步有很高的光刻精度（小于1.5μm），可用紫外光步進(jìn)曝光來實(shí)現(xiàn)，然后用蒸發(fā)和刻蝕制造微尖。用上述方法制造的陰極必須滿足3點(diǎn)要求：（1）在整個(gè)表面上具有均勻的電子發(fā)射。（2）提供充分的電流，以便在低電壓下獲得高亮度。（3）在微尖和柵極之間沒有短路。第27頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

為了滿足以上要求，采用了下面兩項(xiàng)技術(shù)：（1）在導(dǎo)通的陰極和選通的微尖之間利用一個(gè)電阻層來控制電流，使每一選通的像素含有大量的微尖，可保證發(fā)射的均勻性。（2）高發(fā)射密度（104微尖／mm2）和小尺寸（直徑小于1.5μm），使得在100V激勵(lì)電壓下獲得lmA/mm2的電流密度，從而實(shí)現(xiàn)高亮度。第28頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五采用上述方法制造的一種15cmFED單色顯示器的性能如下：激勵(lì)面積（mm2）110×90行列數(shù)256×256光點(diǎn)尺寸（mm2）0.12微尖密度（/mm2）104陽極-陰極空間（μm）200陰極-柵極電壓（V）80陰極-陽極電壓（V）400輝度（cd/m2）150～300對(duì)比度>100︰1響應(yīng)時(shí)間（μs）<2壽命（h）>5000平均功率耗散（屏）（W/cm2）1第29頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五2.FED工作原理

FED工作原理如圖所示，兩塊平板玻璃之間有200μm的間隙，底板上有一個(gè)排氣管可抽氣，顯示器件的陰極由交叉金屬電極網(wǎng)組成，一層金屬帶連接陰極，另一層正交的金屬帶連接?xùn)艠O，兩層金屬帶之間由lμm厚的絕緣層分開，每一個(gè)像素由相交的金屬帶行列交叉點(diǎn)所選通，涂有熒光粉的屏對(duì)應(yīng)于像素安放。每個(gè)像素有數(shù)千個(gè)微電子管，即使有一些發(fā)射尖錐失效也不會(huì)影響像素顯示，這一特點(diǎn)非常有利于提高成品率。如果在這些微尖錐發(fā)射陣列上加上矩陣選址電路，就構(gòu)成了FED。第30頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五FED基本結(jié)構(gòu)和原理結(jié)構(gòu)：由陽極基板和陰極基板構(gòu)成，陽極基板為紅綠藍(lán)三色熒光粉粉條為了保證色純度，之間用黑矩陣隔開，陰極基板由可以行列尋址的發(fā)射陣列和柵極組成。兩基板之間有支撐以抵抗大氣壓力，基板之間用低熔點(diǎn)玻璃封接原理：在柵極和陰極之間有一個(gè)電壓差形成電場，使得微尖釋出電子，再經(jīng)過陽極和陰極之間的高壓電場加速電子使之轟擊熒光粉而發(fā)光。第31頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五7.2.2FED發(fā)展?fàn)顩rFED本質(zhì)上是由許多微型CRT組成的平板顯示器，其具備下列優(yōu)點(diǎn)：（1）冷陰極發(fā)射。（2）低工作電壓。（3）自發(fā)光和高亮度。（4）寬視角和高速響應(yīng)。（5）很寬的環(huán)境溫度變化范圍。第32頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五FED是20世紀(jì)80年代末問世的真空微電子學(xué)的產(chǎn)物，兼有有源矩陣液晶顯示器（AM-LCD）和傳統(tǒng)CRT的主要優(yōu)點(diǎn)，顯示出強(qiáng)大的市場潛力。其工作方式與CRT類似，但厚度僅為幾毫米，亮度、灰度、色彩、分辨率和響應(yīng)速度可與CRT相媲美；且工作電壓低、功耗小、無X射線輻射，成為CRT的理想替代品。另外，F(xiàn)ED不需背光、視角大、工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)也對(duì)目前平板顯示器的主流產(chǎn)品AM-LCD提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

FED已經(jīng)被認(rèn)為是未來起重要作用的一種平板顯示器件和技術(shù)，甚至有可能在辦公設(shè)備和家用顯示器件方面取代CRT顯示器，當(dāng)然，從商品化角度考慮，F(xiàn)ED還需要一定的時(shí)間對(duì)工藝和制造技術(shù)進(jìn)一步完善。

第33頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五FED的用途儀器儀表的監(jiān)視器手提式計(jì)算機(jī)顯示屏壁掛電視攝像機(jī)的取景器電子照相機(jī)的顯示屏等娛樂用途炮瞄定位顯示等軍事用途汽車工業(yè)及航空工作中的導(dǎo)向系統(tǒng)監(jiān)視器等FED的研究概況及發(fā)展前景第34頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五1999年P(guān)ixTech公司制造的12英寸FED用于美軍裝備第35頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五第36頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五第37頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五臺(tái)灣工業(yè)研究院電子研究所研制的碳納米管產(chǎn)發(fā)射顯示器第38頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五韓國三星公司9英寸印刷型CNTFED（1999）第39頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五韓國三星公司32英寸印刷型CNTFED（2002）法國LETI和美國Motorola公司6英寸QVGACNTFED（2004）第40頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五FED目前面臨的問題壽命不長，這是一個(gè)關(guān)鍵因素由于玻殼和工藝問題,FED難于實(shí)現(xiàn)大屏幕化陰極大面積發(fā)射的一致性不好陰極發(fā)射的穩(wěn)定性需要繼續(xù)研究結(jié)構(gòu)復(fù)雜，支撐結(jié)構(gòu)布局困難，真空封接還不完善第41頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五7.3電致發(fā)光顯示技術(shù)（ELD）第42頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五發(fā)展歷程1最早的發(fā)現(xiàn)——1963年，法國的Destriau

（德斯特里奧）發(fā)現(xiàn)，將ZnS熒光粉末浸入油性溶液中，使其封于兩塊電極之間，施加交流電壓就會(huì)產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象，這就是EL。第一代ELD——1950年，發(fā)明了以SnO2為主要成分的透明導(dǎo)電膜，Sylvania公司利用這種電極，成功開發(fā)了分散型EL元件，作為平面型發(fā)光源.第43頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五發(fā)展歷程2第二代ELD——Vecth等人發(fā)表了一篇文章，闡明分散型EL元件熒光體表面通過Cu的處理可以實(shí)現(xiàn)直流驅(qū)動(dòng)；Kahng等人發(fā)表了另一篇文章，闡明在薄膜型EL中導(dǎo)入作為發(fā)光中心的稀土氟化物，可實(shí)現(xiàn)高輝度。成為研究課題之一——Inoguchi等人于1974年發(fā)表了關(guān)于高輝度、長壽命的二層絕緣膜結(jié)構(gòu)的薄膜型EL元件的文章，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了EL用于電視面顯示的可能性。第44頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五發(fā)展歷程3批量生產(chǎn)——1983年，日本開始了薄膜ELD的批量生產(chǎn)。目前橙紅色的ELD可由Sharp等公司供應(yīng)。引起廣泛注意——近年來，對(duì)ELD的研究更集中于全彩色顯示和更大容量的顯示方面。實(shí)現(xiàn)全彩色顯示，高質(zhì)量的紅、綠、藍(lán)三基色熒光體必不可少。最近，采用由發(fā)光層及電子輸送層，空穴輸送層構(gòu)成有機(jī)薄膜型電致發(fā)光（OLED）器件研制成功，它成功在低電壓下獲得高輝度發(fā)光，并有可能實(shí)現(xiàn)藍(lán)色發(fā)光。第45頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五ELD的分類按結(jié)構(gòu)上又可分：按發(fā)光層材料分：從驅(qū)動(dòng)方式上：無機(jī)電致發(fā)光有機(jī)電致發(fā)光薄膜型分散型交流驅(qū)動(dòng)型EL直流驅(qū)動(dòng)型EL第46頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五第47頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五無機(jī)和有機(jī)電致發(fā)光組合出的3種EL顯示器件有薄膜型交流EL分散型交流EL薄膜型交流驅(qū)動(dòng)EL實(shí)用性達(dá)到實(shí)用化達(dá)到實(shí)用化未達(dá)到實(shí)用化特性高輝度高可靠性價(jià)格低易實(shí)現(xiàn)多彩色性能可靠壽命長用作發(fā)橙黃色光的平板顯示器平面光源，如液晶顯示器的背光源平板顯示領(lǐng)域

母體材料硫化鋅為主體硫化鋅為主體聚對(duì)苯撐乙烯第48頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五電致發(fā)光顯示器與其它電子顯示器件相比突出的特點(diǎn):（1）圖像顯示質(zhì)量高。自發(fā)光型，具有顯示精度高，精細(xì)柔和，對(duì)眼睛的刺激小等優(yōu)點(diǎn)。特別由于是自發(fā)光型，視角大，對(duì)于顯示精細(xì)度要求高的漢字顯示十分有利。

（2）受溫度變化的影響小。EL的發(fā)光閾值決定于隧道效應(yīng)，因此對(duì)溫度變化不敏感。這在溫度變化劇烈的車輛等中的應(yīng)用有明顯優(yōu)勢。（3）EL是目前所知唯一的全固體顯示元件，耐振動(dòng)沖擊的特性極好，適合坦克、裝甲車等軍事應(yīng)用。（4）具有小功耗、薄型、質(zhì)量輕等特征。一般厚≤25mm,重約500g。（5）快速顯示響應(yīng)時(shí)間小于1ms（6）低電磁泄漏（ElectroMagneticInterference，EMI）。第49頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

起源于Sylvania公司，是第一代EL代表結(jié)構(gòu)形式，目前廣泛用于液晶顯示的背景光源。7.3.2ELD的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

熒光體粉末的母體材料是ZnS，其中添加了作為發(fā)光中心的活化劑和Cu、Cl、I及Mn原子等，由此可得到不同的發(fā)光顏色。黏接劑中采用介電常數(shù)較高的有機(jī)物，如氰乙基纖維素等。發(fā)光層與背電極間設(shè)有介電體層以防止絕緣層被破壞，背電極用Al膜做成。分散型交流EL元件的基本結(jié)構(gòu)

基板為玻璃或柔性塑料板。透明電極采用ITO膜，發(fā)光層由熒光體粉末分散在有機(jī)黏接劑中做成。第50頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五機(jī)理：在ZnS顆粒內(nèi)沿線缺陷會(huì)有Cu析出，形成電導(dǎo)率較大的CuxS，CuxS與ZnS形成異質(zhì)結(jié)。由此可以認(rèn)為其形成電導(dǎo)率極高的P型或金屬電導(dǎo)態(tài)。圖(b)表示這種狀態(tài)的能帶圖。當(dāng)施加電壓時(shí)，在上述CuxS/ZnS界面上會(huì)產(chǎn)生高于平均場強(qiáng)的電場強(qiáng)度。在這種高場強(qiáng)的作用下，位于界面能級(jí)的電子會(huì)通過隧道效應(yīng)向ZnS內(nèi)注入，與發(fā)光中心捕獲的孔穴發(fā)生復(fù)合，產(chǎn)生發(fā)光。當(dāng)發(fā)光中心為Mn時(shí)，如上所述發(fā)生的電子與這些發(fā)光中心碰撞使其激發(fā)，引起EL發(fā)光。

發(fā)光機(jī)制可用右圖的Fischer模型來解釋。因?yàn)閆nS熒光體粒徑為5～30μm，通常在一個(gè)ZnS顆粒中會(huì)存在點(diǎn)缺陷及線缺陷。電場在ZnS內(nèi)非均勻分布，所以發(fā)光狀態(tài)也不相同。當(dāng)觀察一個(gè)ZnS顆粒時(shí)，如圖（a）所示，發(fā)光先從若干孤立點(diǎn)開始，隨著電場增加，兩點(diǎn)的發(fā)光逐漸延伸，相互靠近，匯成彗星狀的發(fā)光。第51頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五分散型交流電致發(fā)光

發(fā)光色通過活化劑和共活化劑的組合可以在藍(lán)色到黃色之間的范圍內(nèi)變化。在ZnS：Cu，Cl系中，通過調(diào)節(jié)Cl的含量，可以獲得從藍(lán)色(～460nm)到綠色(510nm)的發(fā)光。這種發(fā)光是由于以Cu為受主，Cl為施主的I)D-A對(duì)之間的復(fù)合遷移而產(chǎn)生的。此外，由ZnS：Cu，Al系可得到綠色，由ZnS：Cu，Cl，Mn系可得到黃色發(fā)光等。第52頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五圖7.5分散型交流EL元件輝度-電壓（L-V）和發(fā)光效率-電壓（η-V）特性由此圖可以看出：在工作電壓為300V、頻率為400Hz時(shí)，可獲得約100cd/m2的輝度。輝度與頻率有關(guān)，在低于100kHz的范圍內(nèi)，輝度與頻率成正比變化。發(fā)光效率隨電壓的增加，先是增加后是減小，其最大值一般可以從輝度出現(xiàn)飽和趨勢的電壓區(qū)域得到。發(fā)光效率正在不斷地得到改善，目前可以達(dá)到1～5lm/W。第53頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

上述分散型交流EL元件的最大問題是穩(wěn)定性差(壽命短)。當(dāng)然，穩(wěn)定性與使用環(huán)境和驅(qū)動(dòng)條件相關(guān)。對(duì)于環(huán)境來說，此元件的耐濕度性很弱，需要鈍化保護(hù)。對(duì)于驅(qū)動(dòng)條件來說，當(dāng)電壓一定時(shí)，隨工作時(shí)間加長，其發(fā)光亮度下降，尤其是驅(qū)動(dòng)周波數(shù)高時(shí)，在高輝度下工作會(huì)更快地劣化。

可定義亮度降到初期值一半的時(shí)間為壽命，又稱為半衰期第一代EL的開發(fā)初期，其壽命最長為100h。最近，隨著熒光體粉末材料處理?xiàng)l件的改善，為防濕，采用了樹脂模注入以及改良驅(qū)動(dòng)條件等措施，在驅(qū)動(dòng)參數(shù)為200V，400Hz條件下，其壽命已能達(dá)到2500h。第54頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五2.分散型直流電致發(fā)光結(jié)構(gòu)原理

分散型直流EL元件的基本結(jié)構(gòu)如7.6所示。在玻璃基板上形成透明電極，將ZnS︰Cu、Mn熒光體粉末與少量黏接劑的混合物均勻涂布于上，厚度為30～50μm。由于是直流驅(qū)動(dòng)，應(yīng)選擇具有導(dǎo)電性的熒光體層，為此選用粒徑為0.5～1μm的較細(xì)的熒光粉末。將ZnS熒光體浸在Cu2SO4溶液中進(jìn)行熱處理，使其表面產(chǎn)生具有導(dǎo)電性的CuxS層，這種工藝叫做包銅處理。最后再蒸鍍Al，形成背電極，從而得到EL元件。圖7.6分散型直流EL元件的基本結(jié)構(gòu)第55頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五分散型直流EL元件制成之后，先不使其馬上發(fā)光，而是在透明電極一側(cè)接電源正極，Al背面電極一側(cè)接負(fù)極，在一定的電壓作用下，經(jīng)長時(shí)間放置后，再讓其正式發(fā)光。在這一定形化(forming)處理過程中，Cu2+離子會(huì)從透明電極附近的熒光體粒子向Al電極一側(cè)遷移。結(jié)果，如圖(a)所示，在透明電極一側(cè)會(huì)出現(xiàn)沒有CuxS包覆的、電阻率高的ZnS層(脫銅層)。這樣，外加電壓的大部分會(huì)作用在脫銅層上，在該層中形成106V／cm的強(qiáng)電場。如圖(b)所示，在此強(qiáng)電場作用下，會(huì)使電子注入到ZnS層中，經(jīng)加速，成為發(fā)光中心。例如，直接碰撞Mn2+會(huì)引起其激發(fā)，引發(fā)EL發(fā)光。關(guān)于發(fā)光色，在ZnS：Mn，Cu系中，由錳離子可獲得橙黃色光。SrS：Ce，Cl系發(fā)藍(lán)光，CaS：Ce，Cl系發(fā)綠光，CaS：Eu，Cl系發(fā)紅光。但發(fā)光效率都不高。

圖分散型直流EL的發(fā)光機(jī)制 第56頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五圖7.7分散型直流EL元件輝度-電壓（L-V）和發(fā)光效率-電壓（η-V）特性

在100V左右的電壓下可獲得大500cd/m2的輝度。即使采用占空比為l%左右的脈沖波形來驅(qū)動(dòng)，也能得到與交流驅(qū)動(dòng)相同程度的輝度。此時(shí)元件發(fā)光效率一般在0.5～1lm/W的范圍內(nèi)，且經(jīng)嚴(yán)格防濕處理后可延長其壽命。直流驅(qū)動(dòng)的壽命大約為1000h，脈沖驅(qū)動(dòng)可達(dá)5000h。第57頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五3.薄膜型交流電致發(fā)光

薄膜型交流EL元件是將發(fā)光層薄膜夾于兩層絕緣膜之間組成三明治結(jié)構(gòu)形式，其基本結(jié)構(gòu)如圖7.8所示。在玻璃基板上依次沉積透明電極、第一絕緣層、發(fā)光層、第二絕緣層、背電極（A1）等。發(fā)光層厚為0.5～lμm，絕緣層厚0.3～0.5μm，全膜厚只有2μm左右。在EL元件電極間施加200V左右的電壓，即可使EL發(fā)光。第58頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五1974年高輝度、長壽命的薄膜交流型EL元件被制成，該元件是將發(fā)光層薄膜夾于兩層絕緣膜之間組成三明治結(jié)構(gòu)。此后，人們又對(duì)這種形式的EL元件進(jìn)行了廣泛的研究開發(fā)。目前已將其投入商品市場。其基本結(jié)構(gòu)如圖所示，在玻璃基板上依次積層透明電極(ITO)、第一絕緣層、發(fā)光層、第二絕緣層、背面電極(A1)等。發(fā)光層厚0.5～1m，絕緣層厚0.3～0.5m。全膜厚只有2m左右，是非常薄的。在EL元件電極間施加200V左右的電壓，可獲得EL發(fā)光。由于發(fā)光層夾在兩絕緣層之間，可防止元件的絕緣被破壞，故在發(fā)光層中可以形成穩(wěn)定的106V／cm以上的強(qiáng)電場。而且，由于致密的絕緣膜保護(hù)，可防止雜質(zhì)及濕氣對(duì)發(fā)光層的損害。圖7.8二層絕緣膜結(jié)構(gòu)薄膜型交流EL元件第59頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五薄膜型交流電致發(fā)光ZnS：Mn系的發(fā)光機(jī)制，可按圖示的碰撞激發(fā)來解釋。即，當(dāng)施加的電壓大于閾值電壓Vth時(shí)，由于隧道效應(yīng)，從絕緣層與發(fā)光層間的界面能級(jí)飛出的電子，被106V／cm的強(qiáng)電場加速，使其熱電子化，并碰撞激發(fā)Mn等發(fā)光中心。被激發(fā)的內(nèi)殼層電子從激發(fā)能級(jí)向原始能級(jí)返回時(shí)，產(chǎn)生EL發(fā)光。激發(fā)發(fā)光中心的熱電子，在發(fā)光層與絕緣層的界面停止移動(dòng)，產(chǎn)生極化作用。這種極化電場與外加電場相重疊，在交流驅(qū)動(dòng)施加反極性脈沖電壓時(shí)，會(huì)使發(fā)光層中的電場強(qiáng)度增強(qiáng)。第60頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五圖7.9ZnS︰Mn薄膜型交流EL元件輝度-電壓（L-V）和發(fā)光效率-電壓（η-V）特性

輝度在Vth處急速上升，此后出現(xiàn)飽和傾向，發(fā)光效率在輝度急速上升的電壓范圍內(nèi)達(dá)到最大值。EL發(fā)光的上升沿約數(shù)微秒，下降沿約數(shù)毫秒量級(jí)，輝度在千赫茲范圍內(nèi)與電壓頻率成正比增加。第61頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五薄膜型交流電致發(fā)光

關(guān)于兩層絕緣膜結(jié)構(gòu)的ZnS：Mn的穩(wěn)定性，制成之后在開始工作的一段時(shí)間內(nèi)，輝度-電壓特性會(huì)發(fā)生變化，此后便會(huì)漸漸達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。這并非性能的劣化，而是制作過程中導(dǎo)入的各種變形、不穩(wěn)定因素及電荷分布的不均勻性等逐漸趨向穩(wěn)定的過程，該過程又稱作老化。老化充分的元件，其性能極為穩(wěn)定，工作20000h以上，未發(fā)現(xiàn)輝度明顯降低。第62頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

元件的結(jié)構(gòu)很簡單，在薄膜發(fā)光層的兩側(cè)直接形成電極即可。迄今為止，已試做過各種各樣的元件，但由于其穩(wěn)定性不能解決，所以至今未達(dá)到實(shí)用化，元件的發(fā)光機(jī)制為碰撞激發(fā)型，需要105~106V/cm的強(qiáng)電場來驅(qū)動(dòng)。由于沒有絕緣膜保護(hù)，很難保證不發(fā)生絕緣破壞，因此難以穩(wěn)定地維持電場。從而需要導(dǎo)入限制電流層。最近，通過將MnO2粉末電阻體夾在發(fā)光層與背面電極之間，制成了穩(wěn)定的ZnS：Mn系EL元件，這稱為直流薄膜-粉末混成型EL元件，其發(fā)光效率可達(dá)0.8lm／W，壽命可達(dá)20000h以上。4.薄膜型直流電致發(fā)光第63頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五5、有機(jī)薄膜電致發(fā)光

以上討論的EL元件的發(fā)光層等都是由無機(jī)材料做成的，最近已經(jīng)制成以有機(jī)薄膜為發(fā)光層及空穴輸送層的注入型薄膜EL元件。下圖表示這種元件的結(jié)構(gòu)及所使用材料的分子結(jié)構(gòu)。發(fā)光層由鋁喹啉絡(luò)合物(Alq3)形成，空穴輸送層由二胺系化合物真空蒸鍍形成，將二者夾在ITO電極與MgAg電極之間便構(gòu)成EL元件。發(fā)光色為綠色。若施加10V左右的直流脈沖電壓，其輝度可達(dá)1000cd/m2以上，發(fā)光效率可達(dá)1.5lm/w。圖7.10OEL元件的結(jié)構(gòu)第64頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

此后，又發(fā)現(xiàn)了發(fā)光層與電子輸送層相分離從而具有三層結(jié)構(gòu)的有機(jī)薄膜EL元件。電子輸送層采用而萘嵌苯，空穴輸送采用二胺系化合物，從而提高了載流子的輸送功能以及從電極向載流子的注入效應(yīng)，這種元件的有機(jī)材料的熒光本身即是其發(fā)光色。因此可通過材料化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化很方便地選擇發(fā)光色，如圖所示，從而獲得從藍(lán)色到紅色的EL發(fā)光。有機(jī)薄膜電致發(fā)光第65頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

有機(jī)薄膜發(fā)光層及空穴輸送層的注入型薄膜EL元件，稱為OLED。目前有機(jī)EL的研究重點(diǎn)是：研制高穩(wěn)定性的R、G、B3基色和白色器件已向?qū)嵱没~進(jìn)，并在此基礎(chǔ)上研究用于動(dòng)態(tài)顯示的矩陣屏及實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量動(dòng)態(tài)顯示的驅(qū)動(dòng)電路。第66頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

表7.1有機(jī)EL和無機(jī)EL比較OLED能提供真正像紙一樣薄的顯示器，它又?。偤穸炔坏?μm）又輕，具有低功耗（驅(qū)動(dòng)電壓5～10V），廣視角，響應(yīng)速度快（亞微秒級(jí)），工作穩(wěn)定范圍寬，成本低，易實(shí)現(xiàn)全彩色大面積顯示等一系列優(yōu)點(diǎn)。第67頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五有機(jī)EL比無機(jī)EL易于彩色化，主要是有機(jī)EL比較容易解決藍(lán)色發(fā)光問題，從而更容易實(shí)現(xiàn)全彩色顯示。實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的方式主要有以下幾種：（1）紅、綠、藍(lán)3色各點(diǎn)分別采用3色發(fā)光材料獨(dú)立發(fā)光。（2）將藍(lán)色顯示作為色變換層，使其一部分轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色和綠色，從而形成紅、綠、藍(lán)3基色。（3）使用白色有機(jī)EL為背光，采用類似LCD所用的彩色濾光片來達(dá)到全彩色的效果。（4）使用特殊材料，在不同的驅(qū)動(dòng)電壓下顯示不同的顏色。（5）激光共振方式。（6）將紅、綠、藍(lán)3色發(fā)光膜重疊起來構(gòu)成彩色像素。第68頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五1、有機(jī)ELD的優(yōu)點(diǎn)及發(fā)展概況有機(jī)薄膜電致發(fā)光(OEL)材料能提供真正的像紙一樣薄的顯示器，OEL顯示器又輕又薄，低功耗，廣視角，響應(yīng)速度快(亞微秒)，易實(shí)現(xiàn)全彩色大面積顯示。OEL顯示器結(jié)構(gòu)簡單，總厚度不到1m，特別是可采用與集成電路相匹配的直流低電壓驅(qū)動(dòng)，只要在兩個(gè)電極之間加上5～10V的電壓就可以產(chǎn)生電場效應(yīng)而發(fā)光。OEL器件與無機(jī)EL器件相比，還具有多色彩性，易處理，可加工成不同的形狀，機(jī)械性能良好及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。7.3.3有機(jī)電致發(fā)光顯示器第69頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五目前OEL已成為國際上的一個(gè)研究熱點(diǎn)。順便指出，OELD是一種低場電致發(fā)光器件，器件中具有P-N結(jié)結(jié)構(gòu)，其工作模式與無機(jī)LED相似，屬于電流器件，為注入型EL，故國外最近改稱其為OLED。本書仍按OEL討論。有機(jī)OELD與無機(jī)ELD都具有視角大、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)二者用于大信息量的彩色顯示時(shí)，各有優(yōu)缺點(diǎn)，表4-3是二者的比較。第70頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五有機(jī)OELD和無機(jī)ELD的比較第71頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五由表可以看出：有機(jī)電致發(fā)光顯示器件采用的是低溫沉積工藝，從理論上講，可以降低成本；對(duì)無機(jī)交流ELD而言，驅(qū)動(dòng)電路需要很高的電壓，而電致發(fā)光本身需要的卻是低電流，這是其主要缺點(diǎn)。而OELD使用的是恒流驅(qū)動(dòng)，因此電極中電阻損失較小；無機(jī)電致發(fā)光和有機(jī)電致發(fā)光都需要用廣譜發(fā)光材料，無機(jī)電致發(fā)光需要用濾色器，有機(jī)電致發(fā)光需要用變色介質(zhì)層(CCM)，這樣才能保證良好的色純度；OELD的半衰期壽命長達(dá)10000h，為避免其在高信息容量顯示中產(chǎn)生潛像，對(duì)穩(wěn)定性的要求相當(dāng)嚴(yán)格。

第72頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

有機(jī)EL的起源可以追溯至1963年，Pope等人以蒽單晶外加直流電壓而使其發(fā)光，但因當(dāng)時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓高(100V)且發(fā)光亮度和效率都比較低，并沒有引起太多的重視。直到1987年，美國Kodak公司的Tang等人以8-羥基喹啉鋁為發(fā)光材料，把載流子傳輸層引入有機(jī)EL器件，并采用超薄膜技術(shù)和低功函數(shù)堿金屬作注入電極，得到直流驅(qū)動(dòng)電壓低(<10V)、發(fā)光亮度高(>1000cd/m2)和效率高(1.5lm/W)的器件以后，才重新引起了人們對(duì)有機(jī)EL的極大興趣。

1990年，英國Burroughes等人以聚對(duì)苯撐乙烯(PPV)為發(fā)光層材料，制成了聚合物EL器件，將有機(jī)EL的研究開發(fā)推廣到大分子聚合物領(lǐng)域。在過去十幾年里，有機(jī)EL作為一種新的顯示技術(shù)已得到長足的發(fā)展。日本先鋒公司于1997年已將用于汽車的低信息容量的有機(jī)ELD投放市場。

第73頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

最近幾年，進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)界及工業(yè)界研究小組日益增多。努力開發(fā)和研究物理性能優(yōu)良的有機(jī)材料，探索新的制膜工藝，改進(jìn)器件結(jié)構(gòu)，發(fā)展有機(jī)EL顯示技術(shù)，研究相關(guān)的發(fā)光機(jī)理等將是這一研究工作的主要目標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)室的有機(jī)發(fā)光材料的研究成果令人振奮，例如小分子有機(jī)發(fā)光二極管的紅、綠、藍(lán)三種顏色的發(fā)光亮度已經(jīng)達(dá)到31lm/W，英國SouthBank大學(xué)的ELAM-T公司甚至宣稱他們研制的稀土有機(jī)發(fā)光材料的效率已經(jīng)超過70lm/W。

目前有機(jī)EL的研究重點(diǎn)是，研制高穩(wěn)定性的RGB三色和白色器件以向?qū)嵱没斑M(jìn)，并在此基礎(chǔ)上，研究用于動(dòng)態(tài)顯示的矩陣屏及實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量動(dòng)態(tài)顯示的驅(qū)動(dòng)電路。

第74頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五2、有機(jī)ELD的結(jié)構(gòu)及工作原理

高效有機(jī)ELD器件通常有一個(gè)基本的兩層結(jié)構(gòu)，如圖

(a)所示?？昭▊鬏攲优c電子傳輸層之間能級(jí)不匹配，在其界面處產(chǎn)生勢壘。空穴和電子集中在界面處，并在此處復(fù)合的幾率最大。如果在空穴傳輸層和電子傳輸層之間的界面處引入起熒光中心作用的物質(zhì)，可以對(duì)發(fā)光中心進(jìn)行有序的優(yōu)化，如此，可在電子傳輸層和空穴傳輸層之間形成一層很薄的發(fā)光層，見圖

(b)。這種結(jié)構(gòu)在調(diào)整電致發(fā)光的顏色方面特別有效。第75頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

有機(jī)ELD器件的典型結(jié)構(gòu)如圖

(c)所示，在透明電極(ITO膜，陽極)上，由有機(jī)空穴傳輸層HTL、有機(jī)發(fā)光層EMI、有機(jī)電子傳輸層ETL及金屬背電極(陰極)等組成。當(dāng)在器件的兩端加上正向直流電壓時(shí)(ITO為正，背電極接負(fù))，即可發(fā)光。通過選擇不同的發(fā)光材料或摻雜的方法，就可以得到不同顏色的光。第76頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五第77頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

有機(jī)薄膜EL器件的發(fā)光過程由以下四個(gè)步驟完成：載流子的注入：電子和空穴分別從陰極和陽極注入夾在電極間的有機(jī)功能薄膜層；載流子的遷移：載流子分別從電子傳輸層和空穴傳輸層向發(fā)光層遷移；激子的形成和擴(kuò)散：電子和空穴在發(fā)光層中相遇、形成激子，激子復(fù)合并將能量傳遞給發(fā)光材料，使其從基態(tài)能級(jí)躍遷為激發(fā)態(tài)；發(fā)光：激發(fā)態(tài)能量通過輻射弛豫過程而產(chǎn)生光子，釋放出光能。

第78頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五GlassorPETsubstrateITOETLHTL+_+_++++++_______+CathodeAnode電子傳輸層陰極陽極空穴傳輸層第79頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五有機(jī)薄膜EL器件的驅(qū)動(dòng)方式：1、直流驅(qū)動(dòng)：在正向直流驅(qū)動(dòng)時(shí)，空穴和電子的傳輸方向是固定不變的，其中未參與復(fù)合的多余空穴(或電子)，或者積累在HTL／EML(或EML／ETL)界面，或者越過勢壘流人電極。2、交流驅(qū)動(dòng)：在交流驅(qū)動(dòng)時(shí)，正半周的發(fā)光機(jī)制與正向直流驅(qū)動(dòng)完全一樣，但是交流驅(qū)動(dòng)的負(fù)半周卻起著十分重要的作用。即在正半周電壓過后，HTL／EML(或EML／ETL)界面處積累了未復(fù)合的多余空穴(或電子)。第80頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五當(dāng)負(fù)半周電壓來到時(shí)，這些多余的空穴和電子改變運(yùn)動(dòng)方向，朝著相反的方向運(yùn)動(dòng)，相對(duì)地消耗了這些多余的電子和空穴，從而削弱了由正半周的多余載流子在器件內(nèi)部形成的內(nèi)建電場。另外，負(fù)半周的反向偏壓處理可以“燒斷”某些局部導(dǎo)通的微觀小通道“細(xì)絲”，這種細(xì)絲實(shí)際上是由某種“針孔”引起的。針孔的消除對(duì)于延長器件的使用壽命是相當(dāng)重要的。由此可見，交流驅(qū)動(dòng)更適合于有機(jī)EL器件的發(fā)光機(jī)制。第81頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五4、RGB多色有機(jī)ELD

有機(jī)EL與無機(jī)EL相比，比較容易解決藍(lán)色發(fā)光問題，從而更容易實(shí)現(xiàn)全彩色顯示。實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的方式主要有三種：RGB三色各點(diǎn)分別采用三色發(fā)光材料獨(dú)立發(fā)光；將藍(lán)色顯示作為色變換層，使其一部分轉(zhuǎn)變成紅色和綠色，從而形成RGB三色；使用白色有機(jī)EL為背光，采用類似LCD所用的彩色濾光片，來達(dá)到全彩色的效果。第82頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五第83頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五一般情況下，RGB多色有機(jī)電致發(fā)光顯示含有紅、綠、藍(lán)三種次級(jí)像素。其制作工藝過程如下：首先，在玻璃基板上印刷有機(jī)熒光介質(zhì)層，形成紅、綠兩種次級(jí)像素，為改善藍(lán)色次級(jí)像素的純度，在藍(lán)色像素前加一藍(lán)色濾光器。然后在基板上制作保護(hù)層，再在保護(hù)層上制作用作陽極的ITO膜，最后再進(jìn)行光刻。按上述步驟，在ITO膜上制作藍(lán)色電致發(fā)光器件。Mg：Ag陰極由掩模工藝制作。第84頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五5、有機(jī)ELD器件的新進(jìn)展

先鋒公司的研究人員在8-羥基喹啉鋁溶液中摻入喹吖啶，得到了最大光效高達(dá)12lm/W的綠色電致發(fā)光。以此制成的電致發(fā)光顯示器件初始亮度為300cd/m2,半衰期壽命達(dá)10000h。在此基礎(chǔ)上，先鋒公司成功地制造了顯示面積為9.5cm×2.1cm、無源尋址256×65的點(diǎn)陣顯示屏，該屏的功耗(不包括驅(qū)動(dòng)電路的功耗)為0.5W,亮度為100cd/m2。為提高對(duì)比度，使用了濾光器，顯示屏的光效為1.3lm/W。目前先鋒公司已有256×65單色產(chǎn)品在市場銷售，并展示了320×240彩色樣機(jī)。

IdemitsuKosan公司用DPVBi作為發(fā)藍(lán)光的有機(jī)電致發(fā)光材料，其光效高達(dá)2lm/W，利用變色介質(zhì)產(chǎn)生紅、黃、藍(lán)三基色，并制成25.4cm640×480彩色的樣機(jī)。第85頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五1990年以來，人們一直研究一種新的共軛聚合物PPV有機(jī)電致發(fā)光材料。這種電致發(fā)光材料原理簡單，沉積成本低，實(shí)用性強(qiáng)。即使采用簡單的涂敷工藝也能生產(chǎn)出性能良好的器件。簡單的真空熱處理或紫外處理都能生產(chǎn)共軛聚合物。通過對(duì)PPV材料的化學(xué)組成進(jìn)行調(diào)整，就可以調(diào)整發(fā)光顏色。最近的研究表明，PPV電致發(fā)光的量子效率為3％。但有關(guān)PPV電致發(fā)光穩(wěn)定性數(shù)據(jù)卻很少。在多層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，有機(jī)ELD器件已取得長足進(jìn)展。雖然有機(jī)ELD器件要實(shí)現(xiàn)全色顯示還須克服許多困難，但作為一種新型的全固態(tài)主動(dòng)發(fā)光型顯示器，還具有驅(qū)動(dòng)電壓低、發(fā)光效率高、亮度高、壽命長、制作工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，因此，有機(jī)ELD器件具有廣闊的應(yīng)用前景。第86頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

下面主要針對(duì)已達(dá)制品化的二層絕緣膜結(jié)構(gòu)的薄膜交流EL元件的驅(qū)動(dòng)方法加以介紹。作為線順次驅(qū)動(dòng)法，有幀更新(fieldrefresh)驅(qū)動(dòng)法、對(duì)稱驅(qū)動(dòng)法。今后，隨著ELD的大容量化、高精細(xì)化，人們將寄希望于有源矩陣驅(qū)動(dòng)法。1、幀更新驅(qū)動(dòng)法幀更新驅(qū)動(dòng)法如圖所示，是將一個(gè)畫面(1個(gè)半幀或1幀)的線順次寫入進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在每次驅(qū)動(dòng)終了時(shí)，輸入幀更新脈沖，該脈沖的極性與整個(gè)顯示板中寫入脈沖的極性相反。這種驅(qū)動(dòng)方式有效地利用了前面談到的極化效應(yīng)。即因?qū)懭朊}沖而選擇發(fā)光的像素，在發(fā)光層內(nèi)產(chǎn)生極化，并且此極化一直保持。而非選擇發(fā)光的像素不會(huì)產(chǎn)生這種極化作用。當(dāng)施加與整個(gè)顯示板中的脈沖電壓相同的幀更新脈沖時(shí)，由于極化電場的疊加，僅被選擇像素發(fā)光。7.3.4ELD的各種驅(qū)動(dòng)方式第87頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五優(yōu)點(diǎn)：這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，每一幀中可以兩次發(fā)光，而且，盡管是交流型元件，用單極性的線順次寫入即能驅(qū)動(dòng)，反極性的幀更新脈沖在EL元件中一次施加即可，因此驅(qū)動(dòng)電路比較簡單。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)是，相對(duì)于更新脈沖，寫入脈沖的位相與每個(gè)掃描電極不同，而且，驅(qū)動(dòng)為正、負(fù)振幅非對(duì)稱的交流方式。正因?yàn)槿绱?，隨使用時(shí)間增長，輝度變化很大，在畫面消除時(shí)，殘像時(shí)間變長，圖像顯示質(zhì)量變差，因此，有必要施加對(duì)稱交流驅(qū)動(dòng)波形，并提出下述對(duì)稱驅(qū)動(dòng)方案。第88頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五2、對(duì)稱驅(qū)動(dòng)法

對(duì)稱驅(qū)動(dòng)法如圖4-25所示，使每幀中寫入的脈沖反轉(zhuǎn)，無論對(duì)哪個(gè)像素，正，負(fù)寫入脈沖波形的位相關(guān)系相同，振幅相等。這是理想的驅(qū)動(dòng)方式。一個(gè)交流循環(huán)由兩個(gè)半幀構(gòu)成，每個(gè)半幀發(fā)光一次。由于是對(duì)稱驅(qū)動(dòng)，能夠比幀更新法施加更高的電壓，因此可以在輝度飽和區(qū)域中使用。并且可得到顯示板的輝度分布一致的顯示結(jié)果，隨使用時(shí)間的加長其變化也很小。而且正、負(fù)極性寫入時(shí)可以進(jìn)行變頻驅(qū)動(dòng)，以獲得良好的對(duì)比度。但在這種驅(qū)動(dòng)方法中，作為掃描側(cè)的驅(qū)動(dòng)IC，需要耐高壓(約250V)的兩極性(N-MOSFET及P-MOSFET)等。第89頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五3、灰度調(diào)節(jié)顯示驅(qū)動(dòng)法

考慮到ELD要應(yīng)用于微機(jī)等領(lǐng)域，就要求其必須能進(jìn)行灰度調(diào)節(jié)。實(shí)現(xiàn)灰度調(diào)節(jié)顯示有兩種方法：

1、通過調(diào)節(jié)周波數(shù)，來調(diào)節(jié)顯示一個(gè)像素的時(shí)間間隔變化來達(dá)到調(diào)節(jié)灰度的目的。但由于這種方法是利用單位時(shí)間內(nèi)發(fā)光次數(shù)變化來調(diào)節(jié)，發(fā)光次數(shù)減少太多會(huì)發(fā)生閃動(dòng)現(xiàn)象，因此灰度調(diào)節(jié)的階數(shù)受到限制。

2、依據(jù)EL元件的輝度-電壓特性，調(diào)節(jié)脈沖寬度或脈沖幅度來達(dá)到調(diào)節(jié)灰度的目的。其中，在不降低顯示質(zhì)量的同時(shí)，能進(jìn)行多灰度調(diào)節(jié)的方式當(dāng)數(shù)脈沖幅度調(diào)節(jié)法，但是這需要專門的IC。最近人們又提出采用鋸齒波的脈沖寬度調(diào)節(jié)法，并使16階灰度的640×400，640×480像素的ELD達(dá)到實(shí)用化。第90頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五4、有源矩陣驅(qū)動(dòng)法這種驅(qū)動(dòng)方式不受掃描電極數(shù)的限制，可以對(duì)各像素進(jìn)行選擇性調(diào)節(jié)。采用這種方法，可以對(duì)低輝度的紅色和藍(lán)色像素獨(dú)立進(jìn)行高周波驅(qū)動(dòng)。有源矩陣驅(qū)動(dòng)方式使全色EL器件的實(shí)用化邁出了關(guān)鍵的一步。像LCD一樣，ELD也可以采用有源矩陣式驅(qū)動(dòng)，如在每個(gè)像素位置設(shè)置非晶硅薄膜三極管(thinfilmtransistor，TFT)等驅(qū)動(dòng)元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。如圖4-27所示，每個(gè)像素位置設(shè)置兩個(gè)TFT(T1用于選址，T2用于EL驅(qū)動(dòng))和電容(Cs用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，Cdv用于EL驅(qū)動(dòng))。由于ELD具有存儲(chǔ)效應(yīng)，可進(jìn)行100％負(fù)載驅(qū)動(dòng)。第91頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五1、ELD的用途及應(yīng)用展望1）數(shù)字及符號(hào)顯示據(jù)Lohja(荷)公司報(bào)道，ZnS:Mn薄膜型交流ELD產(chǎn)品已正式用于空港航班顯示板。圖即為赫爾辛基空港內(nèi)設(shè)置的ELD航班顯示板。每個(gè)數(shù)字或符號(hào)由8×11點(diǎn)構(gòu)成，尺寸為40mm×35mm，亮度為115cd／m2

，在50001x照度的周圍光之下，其對(duì)比度為10:1。整個(gè)顯示板的尺寸為3m×2.2m，厚度為20cm。每一行由45個(gè)符號(hào)組成，共16行。7.3.5ELD的用途及應(yīng)用展望第92頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五2）圖形顯示

由ZnS：Mn制作的雙層絕緣膜結(jié)構(gòu)的橙黃色發(fā)光薄膜交流ELD顯示器，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，正從原來的FA領(lǐng)域向OA相關(guān)聯(lián)的領(lǐng)域擴(kuò)展，并逐步推廣到筆記本電腦、微處理器等領(lǐng)域。

第93頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五目前市售的大型薄膜EL顯示器的特性如表所示，從表可以看出，EL顯示器的視角都在120°以上，非常寬；工作溫度在0～50℃，也相當(dāng)寬。第94頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五3）彩色顯示

以ZnS，CaS，SrS等作為發(fā)光層母體，可獲得不同顏色的發(fā)光。據(jù)此，人們采用下述四種方式，研究開發(fā)多色薄膜EL顯示器。①

EL積層型，將多色發(fā)光層簡單地積層；②EL平面布置型，利用光刻工藝將三原色發(fā)光層在平面上布置；③白色EL與彩色濾光器積層型，使發(fā)光波長廣布于可見光范圍內(nèi)的白色發(fā)光層與彩色濾光器相積層；④二層基板型，是上述積層型與平面布置型相組合的方法。從將來彩色化的角度看，哪種方式最好，尚難以斷言。但目前看來，EL平面布置型在制作、結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成等方面最容易實(shí)現(xiàn)，只是需要開發(fā)高輝度藍(lán)色發(fā)光的熒光體。從最近的動(dòng)向看，對(duì)白色發(fā)光EL與彩色濾光器積層型的研制更多些。下面，在給出原型實(shí)例的同時(shí)，簡單地介紹各種方式的現(xiàn)狀。第95頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五EL積層型

EL積層型，可通過不同發(fā)光色的EL元件的積層，實(shí)現(xiàn)多色發(fā)光。與平面布置型相比較，EL積層型的特點(diǎn)是，不影響顯示的精細(xì)度，不需要對(duì)EL發(fā)光層進(jìn)行特殊加工；缺點(diǎn)是，由于多層EL積層，薄膜形成難度大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜等。PlanerSystem公司在單片上積層綠色、紅色EL層，已試制出由320×240點(diǎn)構(gòu)成的三色顯示EL顯示器。EL平面布置型與積層型相比，EL平面布置型的優(yōu)點(diǎn)是制作工藝簡單，向外電路引出端子的方法及驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成基本上與單色EL顯示器相同，不必采取特殊措施；缺點(diǎn)是顯示精度低，需要對(duì)發(fā)光層進(jìn)行加工。第96頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五白色EL與彩色濾光器積層型

下圖是由這種方式制作的全色ELD的實(shí)例。在2塊重疊布置的玻璃基板內(nèi)側(cè)，分別設(shè)置發(fā)光層。在里側(cè)基板上形成藍(lán)綠色的SrS：Ce發(fā)光層，利用彩色濾光器將藍(lán)色和綠色分開。外側(cè)玻璃基板上形成紅色發(fā)光的CaS：Eu層。利用上述結(jié)構(gòu)可獲得與CRT接近的發(fā)光色。但是，考慮到透射彩色濾光器的衰減效應(yīng)，需要10倍以上的發(fā)光輝度。

是將具有與三原色譜線相當(dāng)?shù)陌咨l(fā)光EL與彩色濾光器相組合，以進(jìn)行多色顯示，目前多采用SrS，CaS發(fā)光層作為白色EL。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是制作工藝簡單，但為了減少視差，需要EL發(fā)光層與濾光器一體化，而且與彩色液晶顯示元件存在差別等。第97頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五二層基板型據(jù)PlanerSystem公司報(bào)道，他們采用高輝度藍(lán)色發(fā)光CaGa2S4c：Ce，已研制成二層基板型全色EL平板顯示器。其斷面結(jié)構(gòu)如圖所示。上層基板由平面布置的紅色(ZnS；Mn／濾光器)和綠色(ZnS：Tb)發(fā)光層構(gòu)成。為使由下部基板的發(fā)光能夠透射，上下電極都由ITO膜制作，下部ITO電極上設(shè)有金屬輔助電極。另一方面，下層基板采用CaGa2S4：Ce發(fā)光層構(gòu)成單色藍(lán)色發(fā)光EL元件。第98頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五4）LCD背照光源

上述全色EL顯示屏的色再現(xiàn)性已達(dá)到與彩色CRT相接近的水平。這種顯示屏具有640×480個(gè)像素，分辨率為VGA級(jí)，顯示色為16色，今后的發(fā)展方向是實(shí)現(xiàn)全色顯示。LCD背照光源作為LCD的背照光源，分散型交流EL的需求量正逐漸增加。從綠色發(fā)光的EL到最近白色發(fā)光的EL都有產(chǎn)品面市，并正向大型化方向發(fā)展。隨著元件特性的提高，驅(qū)動(dòng)電路的改進(jìn)，電源周波數(shù)的增加，正逐步克服其輝度較低的缺點(diǎn)。與熒光燈相比，EL背照光源功耗小、溫升低，但用于全色LCD還需進(jìn)一步提高輝度。第99頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五2、ELD的課題與發(fā)展前景

與其他顯示器相比，電致發(fā)光顯示器(ELD)的研究開發(fā)起步很早，但未能捷足先登占領(lǐng)市場，至今僅有部分產(chǎn)品達(dá)到商品化，有些姍姍來遲。主要原因是其彩色化進(jìn)展緩慢，還有價(jià)格問題等。關(guān)于彩色化，綠色和紅色發(fā)光已達(dá)到實(shí)用化水平，藍(lán)色發(fā)光達(dá)實(shí)用化尚需一段時(shí)間。關(guān)于價(jià)格，由于高耐壓驅(qū)動(dòng)IC占總價(jià)的1／3，因此降低高耐壓驅(qū)動(dòng)IC的價(jià)格是當(dāng)務(wù)之急。當(dāng)然，這方面已取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。第100頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

高性能化的課題主要是提高效率、降低驅(qū)動(dòng)電壓、擴(kuò)大顯示容量。關(guān)于降低電壓，若能使目前200V的驅(qū)動(dòng)電壓下降到30V左右，就可以采用CMOSIC驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。有機(jī)ELD的驅(qū)動(dòng)電壓可降低到10V，因此在這方面具有很大優(yōu)勢。為了降低驅(qū)動(dòng)電壓、提高發(fā)光效率，需要進(jìn)一步搞清楚發(fā)光機(jī)制。目前，由EL元件的光取出效率大致在5％~20％。為進(jìn)一步提高效率，既需要提高內(nèi)部元件的發(fā)光效率，更需要提高光的取出效率。關(guān)于擴(kuò)大顯示容量，如果驅(qū)動(dòng)掃描線數(shù)達(dá)到500～1000條以上，則需要采用具有存儲(chǔ)效應(yīng)的EL元件、有源矩陣驅(qū)動(dòng)等技術(shù)。第101頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

以上概括了ELD技術(shù)的現(xiàn)狀。展望今后的發(fā)展，大致分下述三個(gè)發(fā)展階段：第一階段：ZnS：Mn(橙黃色)單色顯示器的商品化；第二階段：二色(紅色、綠色)、三色(紅色、綠色、藍(lán)色)、多色顯示器的商品化；第三階段：全色顯示器的商品化。目前正從第一階段向第二階段進(jìn)展。單色ELD在國內(nèi)外的銷售情況，遠(yuǎn)不如LCD好，主要原因是價(jià)格太高。因此降低價(jià)格是最優(yōu)先的課題。近年來OEL的研究取得突破性進(jìn)展，并引起產(chǎn)業(yè)界的高度重視。由于OELD主動(dòng)發(fā)光，發(fā)光效率高，色彩豐富，工作電壓低，特別是可采用與集成電路相匹配的直流低電壓驅(qū)動(dòng)，是極具發(fā)展前途的顯示技術(shù)。估計(jì)OELD將首先在小尺寸的顯示領(lǐng)域獲得應(yīng)用，例如家電顯示、手機(jī)屏、PDA等。然后再與TFT技術(shù)結(jié)合，應(yīng)用到較大屏幕的顯示。預(yù)計(jì)OELD將會(huì)在許多應(yīng)用領(lǐng)域擠占LCD的市場。目前，OELD在工作狀態(tài)和保存期的性能還不夠穩(wěn)定。隨著有機(jī)材料老化機(jī)理的研究取得突破性進(jìn)展，OELD將成為一種重要的平板顯示器。第102頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五7.4電泳顯示技術(shù)和鐵電陶瓷顯示技術(shù)

1.電泳顯示技術(shù)和電泳顯示器件電泳（electrophoretic）是指懸浮于液體中的電荷粒子在外電場作用下定向移動(dòng)并附著在電極上的現(xiàn)象。1972年發(fā)現(xiàn)應(yīng)用可逆的電泳現(xiàn)象可作被動(dòng)顯示。電泳顯示（ElectroPhoreticDisplay，EPD）的工作原理是靠浸在透明或彩色液體之中的電離子移動(dòng)，即通過翻轉(zhuǎn)或流動(dòng)的微粒子來使像素變亮或變暗，并可以被制作在玻璃、金屬或塑料襯底上。第103頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五電泳顯示器主要有:扭轉(zhuǎn)球型電泳顯示(TwistingBallDisplay,TBD)技術(shù)、微膠囊化電泳顯示(MicroencapsulatedElectrophoreticDisplay,MED)技術(shù)、微杯型(Microcup)電泳顯示技術(shù)，逆乳膠電泳顯示(ReverseEmulsionElectrophoreticDisplay,REED)技術(shù)等.第104頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五電泳顯示的主要優(yōu)點(diǎn)如下:（1）在大視角和環(huán)境光強(qiáng)變化大時(shí)仍有較高的對(duì)比度。（2）具有較高的響應(yīng)速度，且顯示電流低（約1μA/cm2）。（3）具有存儲(chǔ)能力，撤出外電壓后仍能使圖像保持幾個(gè)月以上。（4）工作壽命長，在電源被關(guān)閉之后，仍能在顯示器上將圖像保留幾天或幾個(gè)月。（5）采用控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)矩陣選址，可與集成電路配合。（6）價(jià)格低，工藝簡單。第105頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五電泳顯示的基本原理在兩塊玻璃間夾一層厚約50μm的膠質(zhì)懸浮體，兩塊玻璃上都涂有透明導(dǎo)電層，膠質(zhì)懸浮體由懸浮液、懸浮色素微粒及穩(wěn)定劑或電荷控制劑組成。其中色素微粒由于吸附液體中雜質(zhì)離子而帶同號(hào)電荷，當(dāng)加上外電場，微粒便移向一個(gè)電極，該電極就呈色素粒子顏色；一旦電場反向，微粒也反向移動(dòng)，該電極又變成懸浮液的顏色。懸浮顏色相當(dāng)于背景顏色，微粒顏色就是欲顯示的字符顏色，兩者之間應(yīng)有較大的反差，將透明電極制成需要的電極形狀就可以顯示出較復(fù)雜的圖形。電泳顯示技術(shù)由于結(jié)合了普通紙張和電子顯示器的優(yōu)點(diǎn)，因而是最有可能實(shí)現(xiàn)電子紙張產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)，成為極具發(fā)展?jié)摿Φ娜嵝噪娮语@示技術(shù)之一。第106頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

扭轉(zhuǎn)球型電泳顯示是在透明塑料的密封腔體中，充滿油性液體，液體中分敞著黑白雙色球微粒，白色半球反射光，黑色半球則吸收入射光。通過氧化錮錫電極和驅(qū)動(dòng)電路控制加載電場，在脈沖電壓的作用下，由于偶極子的扭矩力，小球就在液體中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)顯示，并通過驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)整球體的旋轉(zhuǎn)角度和排列的有序度，控制圖像灰度。通過改進(jìn)制造設(shè)備和工藝，可以改變球的構(gòu)成，使得黑白兩色球微粒成為有色透明的多色球微粒。也可以制造全透明球微粒，并在半球體切面上植入一個(gè)半透明的濾色片。這樣，當(dāng)濾色片處于與顯示屏平面垂直狀態(tài)時(shí)，球是看不到的，在濾色片與顯示屏平面平行時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)濾色片顏色，就可能獲得彩色顯示。第107頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五

微膠囊型電泳顯示是先將電泳粒子和絕緣懸浮液包封于微膠囊內(nèi)，再將微膠囊置于電極間。一個(gè)微膠囊內(nèi)分散有許多帶正電的白色粒子和帶負(fù)電的黑色粒子，正、負(fù)電微粒子都分布在微膠囊內(nèi)透明的液體也就是分散介質(zhì)當(dāng)中.當(dāng)從非顯示而加正電場時(shí)，微膠囊內(nèi)帶正電的白色粒子移動(dòng)并聚集在顯示面，這時(shí)顯示為灰色:反之，當(dāng)從非顯示面加負(fù)電場時(shí)，帶負(fù)電的黑色粒子移動(dòng)并聚集在顯示面，這時(shí)看起來就是黑色。如下圖所示。這些粒子由電場定位控制，即該在什么位置顯示顏色是由一個(gè)電場控制的，控制電場由帶有高分辨力顯示陣列的底板產(chǎn)生。通過加鋪彩色濾光膜、控制電泳速度和增加子像素等方法，來實(shí)現(xiàn)彩色電泳顯示。第108頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五第109頁，共123頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期五