《發(fā)光與顯示技術》課程教學大綱

《發(fā)光與顯示技術》課程教學大綱課程編號：04411232課程性質(zhì)：專業(yè)方向課適合專業(yè)：電子科學與技術先修課程：半導體器件及應用、數(shù)字電子技術基礎開設學期：第三學期考核方式：閉卷考試總學時數(shù)：36學分：2課程教學目標學生通過對本課程的學習，在知識方面應熟悉常見顯示器件的原理、結構、分類和特點。在能力和素質(zhì)方面應對顯示技術發(fā)展歷程、行業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢有所了解，進而了解當前企業(yè)的崗位職責和要求。課程的目的與任務發(fā)光與顯示技術在經(jīng)濟建設中有著突出貢獻，在推動科學發(fā)展中起著重要作用。隨著教育教學改革的不斷深入，本專業(yè)課程承擔了為國家培養(yǎng)和輸送大批基礎扎實且具有創(chuàng)新精神和工程實踐能力的光電顯示技術人才。在總的培養(yǎng)目標下著重掌握液晶顯示器件、有機電致發(fā)光顯示器件、大屏幕顯示器件的基本結構和原理。理論教學的基本要求需要了解：人眼的視覺特性；光度學的基本知識；顯示器件的主要技術指標；液晶的晶相；發(fā)光二極管的驅(qū)動方式；激光的基本知識；常見的激光顯示器件；各種類型的大屏幕顯示技術和基本原理；等離子體的基本知識；顯示器件的發(fā)展歷程和業(yè)內(nèi)現(xiàn)狀；光電顯示技術的發(fā)展趨勢和人才需求狀況。需要理解：光的基本特性；液晶的物理性質(zhì)；液晶的電光效應；半導體光源的物理基礎；發(fā)光二極管顯示器件的技術指標。需要掌握：三基色顯示原理和色彩再現(xiàn)原理；陰極射線管顯示器的結構和原理；陰極射線管顯示器的掃描方式；液晶顯示器件的結構和顯像原理；液晶顯示器件的驅(qū)動；發(fā)光二極管顯示器件的顯示原理；有機發(fā)光二極管顯示器件的結構和顯示原理；有機發(fā)光二極管顯示器件的分類和驅(qū)動方式；等離子顯示器件的結構和原理；等離子顯示器的驅(qū)動方式；激光顯示器件的原理。教學學時分配數(shù)章次各章名稱總學時學時分配講課實驗上機課外小計1緒論4442陰極射線管顯示技術4443液晶顯示技術6664發(fā)光二極管顯示技術6665等離子體顯示技術4446激光顯示技術4447大屏幕顯示技術444習題課和復習0-40-40-4總計32-3632-3632-36大綱內(nèi)容第一章：緒論教學目的：了解光電顯示技術的意義，了解掌握今后課程中涉及到的光度學和色彩學基本知識。教學基本要求：了解人眼的視覺特性、光度學的基本知識、顯示器的主要性能；理解光的基本性質(zhì)；掌握三基色顯示原理和色彩再現(xiàn)原理。教學內(nèi)容：研究顯示技術的意義；光的基本特性；人眼視覺特性；色彩學基礎；顯示器件主要性能指標。教學提示：常用的大學《光學》教材一般不涉及光度學的基本知識，因此光度學相關的知識需要詳細講解。教學重點：色彩學中的三基色顯示原理；顯示器的性能指標。教學難點：光度學知識。學法指導：參考《光度學》相關書籍資料；有條件的同學可以使用Photoshop、光影魔術手等圖像處理軟件處理幾張圖片，加深對色彩學的理解。作業(yè)：①人眼有哪些主要的視覺特性；②以陰極射線顯示器為例，簡述色彩再現(xiàn)原理。小結：本章主要講述光的基本特性、光度學基本知識和顯示器件的主要性能指標，為后面的課程打基礎。第二章：陰極射線管顯示技術教學目的：了解掌握陰極射線管(CRT)顯示器的相關知識。教學基本要求：掌握陰極射線管顯示器的結構和原理；掌握陰極射線管顯示器的掃描方式。教學內(nèi)容：黑白CRT顯示器的基本結構與工作原理；彩色CRT顯示器的基本結構與工作原理；CRT顯示器的驅(qū)動與控制；CRT顯示器的特點；CRT顯示器的性能指標；CRT顯示技術的發(fā)展歷史。教學提示：注意近年來顯示器業(yè)的發(fā)展狀況，教材上有些CRT的優(yōu)點和其它平板顯示器比較起來已經(jīng)不占優(yōu)勢。教學重點：黑白CRT顯示器的基本結構與工作原理；彩色CRT顯示器的基本結構與工作原理；CRT顯示器的驅(qū)動與控制。教學難點：彩色CRT顯示器的基本結構與工作原理；CRT顯示器的驅(qū)動與控制。學法指導：參考《電視機原理》等資料。作業(yè)：①簡述黑白CRT顯示器的基本結構與工作原理；②簡述彩色CRT顯示器的基本結構與工作原理；③CRT顯示器的掃描方式主要有哪兩種？分別簡述其掃描過程。小結：陰極射線管顯示器至今有100多年的歷史，長期統(tǒng)治顯示技術領域，其中的相關技術至今仍然為人類所用。本章主要學習陰極射線管顯示器的基本結構和工作原理，以及它的發(fā)展歷程。第三章：液晶顯示技術教學目的：掌握液晶顯示器件的基本結構、基本工作原理、主要類型和發(fā)展過程。教學基本要求：了解液晶的晶相；理解液晶的物理性質(zhì)、液晶的電光效應；掌握液晶顯示器件的結構和顯像原理、液晶顯示器件的驅(qū)動。教學內(nèi)容：液晶的晶相；液晶的物理性質(zhì)；液晶的電氣光學效應；液晶顯示器件的構造；液晶顯示器件的顯像原理；液晶顯示器件的分類；液晶顯示器件的驅(qū)動；液晶顯示器的特點；液晶顯示技術的發(fā)展史。教學提示：近年來，液晶顯示技術日新月異，所有的教材都存在部分內(nèi)容過時的問題，教學中要注意液晶顯示器的發(fā)展現(xiàn)狀。教學重點：液晶的晶相；液晶的電氣光學效應；液晶顯示器件的構造；液晶顯示器件的顯像原理；液晶顯示器件的驅(qū)動。教學難點：液晶的物理性質(zhì)；液晶的電氣光學效應；液晶顯示器件的驅(qū)動。學法指導：多利用網(wǎng)絡資源，查閱相關的資料。作業(yè)：①熱致液晶主要有哪幾種類型，各有什么特點；②液晶顯示器主要有哪幾部分構成？簡述單色液晶顯示器的基本原理。③液晶顯示器的驅(qū)動方式主要有哪幾種？小結：液晶顯示器是目前平板顯示器件的主流，因此是本課程重點學習內(nèi)容。本章主要學習液晶的基本知識、液晶顯示器件的結構和工作原理。第四章：發(fā)光二極管顯示技術教學目的：了解發(fā)光二極管(LED)的基本結構和原理以及LED的驅(qū)動方式；熟悉掌握有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器件的結構、原理以及驅(qū)動方式。教學基本要求：了解半導體光源的物理基礎；了解OLED顯示器件的驅(qū)動方式；理解LED顯示器件的技術指標。掌握OLED顯示器件的結構和顯示原理；掌握OLED顯示器件的分類和驅(qū)動方式。教學內(nèi)容：半導體光源的物理基礎；LED顯示器件的掃描驅(qū)動電路；LED顯示器件的技術指標；OLED器件的顯示原理；OLED器件的分類及特點；OLED前沿顯示技術。教學提示：現(xiàn)實中的發(fā)光二極管種類很多，一般教材上介紹較少，需要補充。近年來OLED發(fā)展很快，教材上的知識沒有跟上當前的技術發(fā)展節(jié)奏，每次講解該章之前需要認真查閱OLED的發(fā)展現(xiàn)狀。教學重點：OLED器件的顯示原理；OLED器件的分類及特點。教學難點：LED顯示器件的掃描驅(qū)動電路。學法指導：在做電子線路實驗時注意觀察所用到的有機發(fā)光二極管的結構、參數(shù)及其發(fā)光情況。查閱網(wǎng)絡資料，學習最新的OLED發(fā)展狀況。作業(yè)：①簡述發(fā)光二極管的結構；②一LED單元面板點數(shù)為32×16，尺寸為320mm×160mm，其物理像素密度是多少？③簡述OLED顯示器的結構和顯示原理；④比較簡單矩陣驅(qū)動OLED顯示器件和有源矩陣驅(qū)動OLED顯示器件的主要技術參數(shù)。小結：OLED顯示器件即將成為平板顯示器件的主流，因此該章占用課時較多。本章主要介紹了LED顯示器件的結構、原理和常見的技術指標、OLED顯示器件的結構和原理、OLED的新技術以拓展學生的視野。第五章：等離子體顯示技術教學目的：了解掌握等離子體顯示器的結構和原理。教學基本要求：了解等離子體的基本知識；掌握等離子顯示器件的結構和原理；掌握等離子顯示器的驅(qū)動方式。教學內(nèi)容：等離子體基本知識；等離子體顯示器件的顯示原理；等離子體顯示器件的特點；等離子體顯示器件的性能指標；等離子體顯示器件的驅(qū)動電路；等離子體顯示器件的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。教學提示：等離子體顯示器正在逐漸消失，現(xiàn)有教材上關于等離子體性能的評價和認識有失偏頗。教學重點：等離子體基本知識；等離子體顯示器件的顯示原理；等離子體顯示器件的驅(qū)動電路。教學難點：等離子體顯示器件的驅(qū)動電路。學法指導：參考電視生產(chǎn)廠家做的相關報告。作業(yè)：①簡述等離子體顯示屏的基本結構；②簡述等離子體單元的發(fā)光過程。小結：雖然大部分廠家已經(jīng)宣布停止等離子體顯示屏的生產(chǎn)，但等離子體顯示器中的一些技術原理對今后的顯示器件的發(fā)展還有一定的借鑒作用。本章主要介紹了什么是等離子體、等離子體顯示器件的主要結構和顯示過程。第六章：激光顯示技術教學目的：了解掌握激光顯示技術相關的知識。教學基本要求：了解激光的基本知識和常見的激光顯示器件；掌握激光顯示原理。教學內(nèi)容：激光技術簡介；激光的特性；常用激光器；激光顯示原理；常用激光顯示器件；激光顯示技術展望。教學提示：大學物理《光學》中一般不講激光部分，上課之前需要調(diào)查學生對光學內(nèi)容的熟悉情況。教學重點：激光顯示原理；常用激光顯示器件。教學難點：激光技術簡介；激光顯示原理。學法指導：參考大學物理《光學》激光部分或者專業(yè)的激光書籍。作業(yè)：①常用激光器有哪些？②簡述激光顯示原理；③常用的激光顯示器件有哪些類型？小結：激光顯示技術的原理和結構完全不同于傳統(tǒng)的顯示技術，是顯示技術的一次革命。本章主要介紹了激光相關的基礎知識、激光顯示原理以及常見的激光顯示器件。第七章：大屏幕顯示技術教學目的：了解各種類型大屏幕顯示技術。教學基本要求：了解各種類型的大屏幕顯示技術和基本原理。教學內(nèi)容：大屏幕顯示技術概述；被動發(fā)光型大屏幕顯示系統(tǒng)；主動發(fā)光型大屏幕顯示系統(tǒng)；投影型大屏幕顯示系統(tǒng)；HDTV多媒體大屏幕顯示墻。教學提示：大屏幕顯示技術正在高速發(fā)展時期，注意目前相關技術的發(fā)展。教學重點：主動發(fā)光型大屏幕顯示系統(tǒng)；投影型大屏幕顯示系統(tǒng)。教學難點：HDTV多媒體大屏幕顯示墻。學法指導：本章許多原理和前面章節(jié)類似，學習中結合前面章節(jié)的復習。作業(yè)：①主動發(fā)光型大屏幕顯示主要有哪幾種？②常見的投影型大屏幕顯示系統(tǒng)主要有哪些？小結：顯示器件大型化是顯示技術發(fā)展的一個重要的方向，本章主要介紹了各種類型的大屏幕顯示系統(tǒng)及其基本工作過程。課程有關說明根據(jù)顯示技術的發(fā)展歷程和發(fā)展現(xiàn)狀，參考了國內(nèi)相關教材，編寫了本教學大綱。本課程中多種學科交叉，選修本課程的學生需具備一定的光學、電子學、等離子體物理、原子物理和晶體材料的基本知識。由于顯示技術正處于快速發(fā)展時期，在具體執(zhí)行本大綱時需要與時俱進，靈活加入最新的顯示技術。本課程重點在于各種顯示器件的基本結構和原理。難點主要有兩個：本課程所涉其它大學課程太多；由于相關技術發(fā)展太快，現(xiàn)有教材均存在時效性差的問題。在執(zhí)行本大綱時，需要做好學生所學課程的前期調(diào)查，如有必要重新講授其它課程中的相關部分。另外需要隨時關注網(wǎng)絡上相關技術的最新進展，及時修改教案中過時的部分。本課程考核方式為閉卷考試。主要教學方法與媒體要求本課程主要采取課堂講授方式，需要投影設備。使用教材及主要參考書[1]李文峰，顧潔，趙亞輝，呂穎利，光電顯示技術[M]，北京：清華大學出版社，2010[2]鄒開順，王輔忠，光電顯示原理與技術[M]，北京：國防工業(yè)出版社，2014[3]傅廣生，發(fā)光與顯示技術[M]，保定：河北工業(yè)大學出版社，2007[4]高鴻錦，董友梅等，新型顯示技