平板顯示技術(shù)

LCD 器件是眾多平板顯示器件中發(fā)展最快、技術(shù)最成熟、應(yīng)用面最廣、已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化并仍在迅猛發(fā)展的一種顯示器件,隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展,人們已成功地將半導(dǎo)體技術(shù)與LCD 技術(shù)結(jié)合在一起,從而產(chǎn)生了LCD 的一個新興產(chǎn)業(yè)TFT-LCD。由于LCD 具有超薄、省電、顯示畫質(zhì)好(即三高:高亮度、高對比度、高分辨率) 的優(yōu)點;大小皆宜的尺寸,從而使液晶顯示器得到了廣泛的應(yīng)用。不論是以數(shù)量計還是以使用種類計,液晶顯示技術(shù)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)地領(lǐng)先于包括CRT 在內(nèi)的其他顯示技術(shù)。

LCDTV采用液晶屏和大規(guī)模集成電路相配接, 因此它具有以下的特點:

(1) 體積小、 重量輕, 因而可以做成便攜式和壁掛式, 甚至做到手表上。

(2) 功耗小: 液晶屏的驅(qū)動電壓低、 耗電小。

(3) 失真小: 由于LCDTV采用行列電極加信號顯示, 故不存在因電子束偏轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的幾何失真和三基色失聚問題。

(4) 被動顯示型。

(5) 無輻射、無污染。

液晶顯示器(LCD)又稱液晶屏, 其工作原理是以液晶電光效應(yīng)為基礎(chǔ)的。 液晶是一種特殊的有機(jī)化合物, 其特性介于液體和晶體之間, 既具有液體的流動性, 又具有晶體的光學(xué)、 電學(xué)等特性。 LCD的結(jié)構(gòu)如圖1所示, 其內(nèi)有兩塊相距10~15 μm的玻璃基板, 內(nèi)表面有一薄層透明電極, 基板間充滿了10 μm厚的扭曲向列(TN)型的液晶材料, 它在外加電場作用下會產(chǎn)生上下扭曲(90°)、色散和反射等光學(xué)效應(yīng)。

圖1. 液晶顯示原理

基板外表面有上下兩塊偏振片, 入射光側(cè)的偏振片為起偏器, 出射光側(cè)的為檢偏器。在施加電場的作用下, 當(dāng)施加的電場高于液晶特性的閾值時, 液晶分子軸平行于電場方向排列, 入射光的偏振光軸很少扭曲, 通過檢偏器的光通量就增加了, 如果電場比閾值大到了飽和值時 , 入射光與呈垂直狀偏振光軸同向, 幾乎不受液晶的影響而穿過檢偏器, 這時液晶呈透明狀態(tài)。

LCD內(nèi)上下透明電極作成矩陣狀, 將橫豎電極交叉處對應(yīng)的液晶看成一個像素, 其中裝于檢偏器一側(cè)的X電極(行電極)為掃描電極, 其上加掃描電壓 裝于起偏器一側(cè)的Y電極(列電極)為信號電極, 其上加信號電壓, 這樣每個像素等效為一個電阻和一個電容的并聯(lián)電路, 所有液晶像素就等效為立體電路, 如圖2所示。改變外加電壓大小, 可以控制LCD的明暗程度, 得到黑白圖像。

彩色液晶屏的結(jié)構(gòu)是通過一系列特殊工藝將紅、綠、藍(lán)R、G、B三種色素以某種排列方法沉積在玻璃基板內(nèi)形成濾色片, 相對某一像素都要形成紅、 綠、 藍(lán)三色點, 三基色只需一套信號電極驅(qū)動, 但彩色LCD的像素是單色屏的三倍。 在驅(qū)動電路作用下, 各像素分別發(fā)出三色光, 通過空間混色而實現(xiàn)彩色圖像顯示。

為了使液晶的電光效應(yīng)響應(yīng)速度快一些,目前一般采用有源矩陣驅(qū)動方式, 即在每個像素位置上, 按照集成工藝, 形成一個非線性開關(guān)元件--非晶硅薄膜晶體三極管(a-sitft), 使各像素的尋址完全獨立, 從而消除交叉串?dāng)_, 彩色LCD的電路框。

等離子體顯示屏PDP基本上是由一個包含紅、綠、藍(lán)熒光粉的介質(zhì)放電單元組成的介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，它被固定在兩片薄玻璃基板之間。然后充以惰性氣體密封后制成。在PDP屏的上下基板施加電脈沖來激勵惰性氣體使之放電，產(chǎn)生等離子體并發(fā)射紫外線，紫外線激勵熒光粉而發(fā)光，由于PDP所有的像素都是同時被激發(fā)放電因此不會產(chǎn)生閃爍。

PDP分為交流和直流型兩種類型，AC-PDP占主導(dǎo)地位。

PDP優(yōu)點:

1. 亮度均勻，不受磁場影響，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。

2. 工藝簡單，適宜大批量生產(chǎn)。

3. 具有記憶特性，圖像效果好。

4. 色彩還原性好。

5. 視角大。

近年來顯示技術(shù)發(fā)展很快，平板顯示器以其完全不同的顯示和制造技術(shù)使之同傳統(tǒng)的視頻圖像顯示器有很大的差別。傳統(tǒng)的視頻圖像顯示器主要為陰極射線管CRT(Cathode ray tubes);而平板顯示器與之的主要區(qū)別在于重量和體積(厚度) 方面的變化,通常平板顯示器的厚度不超過10cm (4in) ,當(dāng)然還有其他的不同,如顯示原理、制造材料、工藝以及視頻圖像顯示驅(qū)動方面的各項技術(shù)等。

平板顯示器具有完全平面化、輕、薄、省電等特點,符合未來圖像顯示器發(fā)展的必然趨勢。目前主要的平板顯示器包括: PDP (Plasma display panel)、LCD( Liquid crystal displays) 、FED( Field emission displays)、 OLED ( Organic light-emittingdiode displays )以及投影顯示技術(shù)(CRT、LCD、LCOS、DLP)等。

受關(guān)稅政策和產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)大的影響，預(yù)計2013年，我國液晶面板進(jìn)出口逆差將進(jìn)一步收窄，同時，出口顯示面板產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有望優(yōu)化，大尺寸面板出口比例將有所增加。

隨著我國多條高世代線的建設(shè)，我國平板顯示產(chǎn)業(yè)布局將更加合理。2013年，每個產(chǎn)業(yè)基地至少有3條以上面板生產(chǎn)線，使得我國平板顯示產(chǎn)業(yè)在區(qū)域分布上更加合理。有消息稱，重慶擬與國內(nèi)龍頭企業(yè)商談上馬8.5代LCD生產(chǎn)線項目，項目落地我國四大基地都將擁有高世代線，產(chǎn)業(yè)布局將更加均衡。同時，2013年將有更多的兩岸平板顯示企業(yè)展開合作。

與LCD 相比,OLED 的溫度特性、發(fā)光效率、功耗、發(fā)光顏色、響應(yīng)時間和視角特性均超過了TFT-LCD。因此,OLED 被認(rèn)為是LCD最強(qiáng)有力的競爭者,并將在未來的3~5 年內(nèi)成為一種重要的顯示器。

OLED 基本顯示單位由金屬陰極、透明陽極和有機(jī)薄膜組成,如圖1 所示?？梢钥吹接袡C(jī)薄膜層是夾在金屬陰極、透明陽極之間的,像一個三明治;中間的有機(jī)薄膜又分為電子傳輸層、有機(jī)發(fā)射層和空穴注入層(有時又分為空穴注入層和空穴傳輸層) 。當(dāng)電場施加到OLED 基本顯示單位的兩極上,電子和空穴在有機(jī)發(fā)射層相結(jié)合產(chǎn)生出光,這一過程是電致發(fā)光的過程。所以O(shè)LED同LCD的顯示機(jī)理是完全不同的,不需要外部光源的支持。

OLED的有機(jī)薄膜很薄,僅僅為500 nm ,而且其可以觀察的視角很寬,達(dá)到160°以上,同時電場的電壓也低,僅為2~10V。

1.亮度高，目前OLED的發(fā)光亮度已可以超過100 000 cd/ m。

2.對比度大

3.色彩效果好

4.環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可以適應(yīng)巨大的加速度、振動等惡劣環(huán)境。

5.視角大。

6. 響應(yīng)速度快，可以實現(xiàn)高速度的視頻重放。

7.功耗小。

8.分辨率高

9.基板要求

《平板顯示器技術(shù)發(fā)展》內(nèi)容簡介:TFTLCD液晶顯示器在平板顯示器中脫穎而出，在顯示器市場獨占鰲頭。目前以TFTLCD為代表的平板顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，為適應(yīng)平板顯示產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的要求，《平板顯示器技術(shù)發(fā)展》作者編寫了薄型顯示器叢書。

《平板顯示器技術(shù)發(fā)展》內(nèi)容系統(tǒng)完整、詮釋確切、圖文并茂、深入淺出，特別是《平板顯示器技術(shù)發(fā)展》源于生產(chǎn)一線，具有重要的實際指導(dǎo)意義和參考價值。

《平板顯示器技術(shù)發(fā)展》適合作為大學(xué)或研究所各相關(guān)專業(yè)的教科書，特別適合產(chǎn)業(yè)界技術(shù)人員閱讀。

平板顯示器是指顯示屏對角線的長度與整機(jī)厚 度之比大于4：1的顯示器件，包括液晶顯示器、等離子體顯示器、電致發(fā)光顯示器、真空熒光顯示器、平板型陰 極射線管和發(fā)光二極管等。平板顯示器有許多優(yōu)點：薄型而輕巧，整機(jī)可做成便攜式；電壓低、無X射線輻射、 沒有閃爍抖動、不產(chǎn)生靜電，因而不會有礙健康；功耗低，可用電池供電；大部分平板顯示器的壽命比陰極射線管 的長。平板顯示器的軍事、民用領(lǐng)域都有極其廣泛的用途。在軍事上凡是需要用到顯示器的地方，幾乎都可以 使用平板顯示器，如：C（U3）I系統(tǒng)、通信系統(tǒng)（特別是便攜式通信機(jī)），電子戰(zhàn)系統(tǒng)、導(dǎo)彈火控系統(tǒng)，以及坦克、飛機(jī) 和航天飛機(jī)的座艙，等等。平板顯示器是近年來發(fā)展較快的高新技術(shù)，被認(rèn)為是“20世紀(jì)最后幾項高技術(shù)之一” 。

平板顯示器的軍事、民用領(lǐng)域都有極其廣泛的用途。在軍事上凡是需要用到顯示器的地方，幾乎都可以 使用平板顯示器，如：C（U3）I系統(tǒng)、通信系統(tǒng)（特別是便攜式通信機(jī)），電子戰(zhàn)系統(tǒng)、導(dǎo)彈火控系統(tǒng)，以及坦克、飛機(jī) 和航天飛機(jī)的座艙，等等。