平板显示器件

平板显示器件第一页，共二十九页，2022年，8月28日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。第二页，共二十九页，2022年，8月28日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。第三页，共二十九页，2022年，8月28日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。第四页，共二十九页，2022年，8月28日一、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。

第五页，共二十九页，2022年，8月28日线偏振光正入射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μm。定向层：使液晶分子从上到下扭曲90°。第六页，共二十九页，2022年，8月28日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第七页，共二十九页，2022年，8月28日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。第八页，共二十九页，2022年，8月28日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180°～270°，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。

第九页，共二十九页，2022年，8月28日对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100ms。第十页，共二十九页，2022年，8月28日四、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第十一页，共二十九页，2022年，8月28日五、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。第十二页，共二十九页，2022年，8月28日六、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。第十三页，共二十九页，2022年，8月28日液晶投影机光路图第十四页，共二十九页，2022年，8月28日6.2LED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。

（Organiclightemittingdiode）第十五页，共二十九页，2022年，8月28日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：⑴载流子电子和空穴分别从阴极、阳极注入ETL、HTL。⑵载流子分别从ETL和HTL向EML迁移。⑶载流子在EML中复合并产生激发子（Exciplex）。⑷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。⑸激发态电子跃迁回低能态，产生辐射。第十六页，共二十九页，2022年，8月28日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。第十七页，共二十九页，2022年，8月28日OLED将会成为平板显示的主流技术之一。弯曲的柔软显示器

第十八页，共二十九页，2022年，8月28日OLED彩色显示屏左边：OLED显示右边：LCD显示第十九页，共二十九页，2022年，8月28日

6.3等离子体显示器-PDP

（PlasmaDisplayPanel）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-PDPDC-PDPAC-PDP是PDP技术的主流

第二十页，共二十九页，2022年，8月28日一、彩色AC-PDP工作原理双基板型：对向放电式单基板型：表面放电式第二十一页，共二十九页，2022年，8月28日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QwAC-PDP的驱动：气体放电点火电压Uf第二十二页，共二十九页，2022年，8月28日二、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。第二十三页，共二十九页，2022年，8月28日PDP的缺点：工作电压较高（80～150V），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。第二十四页，共二十九页，2022年，8月28日6.4DLP投影显示DLP（DigitalLightProcessing）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。（DigitalMicromirrorDevice）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16×16μm2）组成二维阵列。

第二十五页，共二十九页，2022年，8月28日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。第二十六页，共二十九页，2022年，8月28日二、DLP投影机系统DMD是一个数字光调制器，自身不发光。

第二十七页，共二十九页，2022年，8月28日为了实现彩色显示，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。

第二十八页，共