平板显示技术.docx
平板显示技术
August 5, 2016
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2.6 宽视角技术
FFS边缘场转换是IPS技术的派生技术，主要的改进是采用透明电极以增加 透光率，结构跟IPS模式大同小异，但其正负电极不再间隔排列。透明电极 不会遮挡光线，所以可以实现较高的开口率。FFS技术通过优化液晶，使得 提高透光率和缩短响应时间可兼顾。
August 5, 2016
PБайду номын сангаасge 10
2.3 TN型液晶显示
TN面板，全称Twisted Nematic（扭曲向列型）面板，由于低廉的生产 成本使TN成为了应用最广泛的入门级液晶面板，在目前市面上主流的 中低端液晶显示器（液晶手表、数字仪表、电子钟、计算器）中被广 泛使用。
August 5, 2016
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数据信号
Y1 X1 Y2 Y3 … Ym
X2
扫描信号
X3 … Xn
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School of Materials Science and Engineering, Tsinghua University
2.6 宽视角技术
LCD视角问题：对于同一种液晶分子的排列状态,视角不同,液晶分子的可视形貌也不同, 有效光程差Δnd 不同,所观察到的透射光的强度也不同,看到的光学效果也随之变化。
A1
A
α
A2
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2.6 宽视角技术
宽视角技术： 补偿模式TN+Film 垂直取向模式（VA） 面内切换模式（IPS） 光学补偿弯曲（OCB） 补偿膜模式是一种在液晶盒的表面 上加贴一片一定数值的光学各向异 性的薄膜以改善视角特性的方法
平板显示技术的研究与开发
平板显示技术的研究与开发平板显示技术是近年来电子行业最为活跃的技术之一，通过半导体材料、液晶等纳米级原材料的应用，使得显示器器件的尺寸更小、分辨率更高、显示效果更为清晰。
平板显示技术已广泛应用于消费电子、医疗、安全、汽车等领域，对于改善人们的日常生活和工作有着重要的推动作用。
一、平板显示技术的研发历程早期平板显示技术主要依赖CRT显像管，但随着技术的发展和显示设备内部构造的改变，人们开始向液晶显示、发光二极管显示等新型显示方式转型。
在1990年代初期，对于薄膜场效应管（TFT-LCD）的研究相对成熟，这种技术不仅独有广阔的市场，而且产品规模大、成本低廉。
不过，TFT-LCD的瓶颈问题在于，其加工流程难度为量子级别，加工面积大、环境要求高等限制因素限制了其进一步发展。
这时候，有人开始将TFT-LCD技术跟光学非线性材料（LC-AZO）结合起来，采用相变材料复合技术。
该技术经过不断优化、改良，才真正成为高端平板显示技术的重要来源。
二、平板显示技术的几种主要类型1. OLED显示技术OLED显示技术是目前最为成熟、最为常用的平板显示技术之一，其最大的优点是发光快速、响应时间快、显示效果好、体积小、薄度轻、功耗低，同时支持曲面屏等多种显示形式。
这种技术已经广泛应用于智能手机、平板电视等消费电子领域。
2. AMOLED显示技术AMOLED显示技术是在OLED技术基础上进行的改良与升级，其特点是能够在强光下显示效果更好、能耗更低，同时具有更高的像素密度以及刷新率，适合于高品质的视觉体验需求。
AMOLED技术已经应用于多种高端消费电子产品，如三星Galaxy 等。
3. RGB-OLED显示技术RGB-OLED技术是基于RGB三基色的发光原理而设计的，其依托于三种不同颜色的荧光器件，可以将颜色准确、均匀地还原出来。
这种技术渐渐应用于游戏机、电视机、印刷等领域，可以呈现出更加绚丽柔和的色彩。
三、平板显示技术下一步的发展方向1. 展开屏技术展开屏技术是一种新型平板显示技术，通过柔性电路板的应用，可以实现显示器的自由展开收起，大大提升其便携性。
《平板显示器技术》doc
❖显示技术是多学科交叉综合技术，是信息时代重要的标志之一。
❖1897年，德国的布朗发明了阴极射线管（CRT）（Cathode Ray Tube）的雏形。
❖CRT的缺点：从大屏幕显示方面来讲，100cm以上的CRT质量要超过100kg，体积大，搬动困难，不能适应现代家庭对高清晰度电视（HDTV）和现代战争对大屏幕显示器的要求。
❖在这种情况下平板显示技术应运面生，而且获得了迅速发展。
平板显示在国际上尚没有严格的定义，一般是指显示器的厚度小于显示屏幕对角线尺寸四分之一的显示技术。
这种显示器厚度较薄，看上去就像一块平板，平板显示因此而得名。
1-2 平板显示器的种类及其特性平板显示器因其结构上，与传统的显示器有很大的不同，因而平板显示器的种类，也因基本原理、元件结构和去方式的变化，而有不同的分类，而且其物理特性也是各有不同的表示。
❖平板显示器依其光源机制(应用层面)，可分为：▪直视型(Direct View)▪反射型(Reflective)❖直视型▪发光型▪非发光型❖反射型▪液晶平板显示器1-2-1 平板显示器的种类区分❖发光型平板显示器▪交流或直流电式的等离子体平板显示器▪有机或无机电致发光平板显示器▪发光二级管平板显示器▪冷阴极电子发射型平板显示器❖非发光型平板显示器▪二端子型的薄膜二级管元件▪金属绝缘金属元件▪三端子型的非晶硅的或高溫/低溫多晶硅的薄膜电晶体元件❖反射式的液晶平板显示器❖早期所使用之LCD如笔记型电脑的TFT-LCD面板均为穿透式平板显示器，附有一个级为耗损电量的背光源模组，藉由电压控制液晶的排列，进而调节穿透光线的强度，当使用于户外明亮的环境时，背光源模组的光强度较周边环境的光线为弱時，就会造成影像画质的劣化。
❖一般简单型反射式平板显示器，亦就是无所謂的背光源模组，藉由液晶分子调制反射光的强度，并用以显示所需的信息，因而既省电量，同時也非常适合于强光环境下使用。
❖反射式彩色高解析度之薄膜液晶平板显示器因应而生。
平板显示技术(其他显示)
电子墨水显示
• 电子纸显示器减少功率损耗的一个原因是它们 是 完全的 反射式 ，不需要背光源。 • 利用反射能力佳的白色染料粒子来显示亮态， 吸收能力佳的黑色染料粒子来显示暗态。
电子墨水显示
电子纸彩色化
电子纸产品或样机
真空荧光显示(VFD) 真空荧光显示
真空荧光显示(Vacuum Fluorescent Display, VFD)是利用真空荧光管进行显 真空荧光显示 是利用真空荧光管进行显 简称VFD。这是一种低能电子发光显示器件，它的显示特性与 示，简称 。这是一种低能电子发光显示器件，它的显示特性与CRT、 、 FED类似，但它克服了 类似， 体积大、 类似 但它克服了CRT体积大、电压高的缺点，虽然是真空器件，但 体积大 电压高的缺点，虽然是真空器件， 工作电压低、体积小和亮度高。 是利用氧化锌(ZnO:Zn)这类荧光粉在 工作电压低、体积小和亮度高。VFD是利用氧化锌 是利用氧化锌 这类荧光粉在 几十电子伏能量轰击下的发光现象。日本伊势公司的中村正于1967年最早 几十电子伏能量轰击下的发光现象。 日本伊势公司的中村正于 年最早 利用这种物理现象制作了荧光数码管，并用于当时的台式计算机上， 利用这种物理现象制作了荧光数码管，并用于当时的台式计算机上，将利 用辉光放电的数码管替代下来，所以VFD是为适应初期电子计算器和计算 用辉光放电的数码管替代下来，所以 是为适应初期电子计算器和计算 机的显示要求而产生的。 机的显示要求而产生的。
电子墨水显示
• 1996 年由剑桥与 年由剑桥与MIT所衍生的公司 所衍生的公司Ink Corp. ，做改进 所衍生的公司 成为含有微米尺寸的微胶囊， 而这些微胶囊内有带电 成为含有微米尺寸的微胶囊 ， 荷的染料粒子。 荷的染料粒子 。 分别为带正电的白色染料粒子和带负 电的黑色染料粒子。 电的黑色染料粒子。
平板显示技术C3 TFTLCD backlight design
32
薄板取代法:
師法於“半導體”的製程,主要是微小光反射元件,可增 加局 部區域能量調整的程度 ~ 100m
~ 10m
intensity
intensity 33
Parallel light
Photo mask Photo resist substrate Form the metal plate by electro-forming
refraction rule.
5
The Reflection Rule of Light
In
N
1,insert line( In ),normal( N )
Out
and reflect line( Out ) are on the same plane.
'
2,insert angle is equal to the
LCD 背光模组设计
1
液晶显示器的结构 实物图
Color filter
LCD
PCB
Backlight module
平板显示技术_C2 LCD_4TFTLCD组成.ppt
2
contents
Section 1
I: Introduction to Fundamental Optics II: Apply Optics to LGP( light-guiding plate)
36
反射板与导光板间 反射板一般为“扩散反射”,用以增加回授的 光
能可用率
37
扩散板与导光板间
'
38
Diffuser ------ prism lens
39
90o
n
新型平板显示技术OLED
4、反应速度快：OLED显示器的反应速度非常快，可以轻松达到微秒级别。 这意味着用户在观看动态图像或视频时，不会出现拖影或模糊现象。
三、OLED的应用领域
1、智能手机：随着智能手机的日益普及，OLED显示技术在智能手机领域的 应用也日益广泛。由于OLED的自发光、高对比度、轻薄和反应速度快等特点，它 成为了智能手机制造商的首选。现在，大部分高端智能手机都采用了OLED屏幕。
4.电子纸显示技术（EPD）
电子纸显示技术是一种基于电泳原理的平板显示技术。它利用带电粒子在电 场作用下的移动实现图像显示。EPD具有反光率高、视觉舒适、可实现柔性显示 等优点，在电子书、电子标签等领域得到了广泛应用。
二、探讨平板显示技术的研究进 展
1.液晶显示技术（LCD）
近年来，液晶显示技术不断取得新的突破。其中，高分辨率、柔性化、低功 耗等方向的研究成果尤为显著。在高分辨率方面，通过采用新型像素设计，LCD 的分辨率得到了显著提升，使得图像更加细腻。在柔性化方面，柔性LCD的研制 取得了重要进展，有望在未来实现更为轻薄、可弯曲的显示产品。在低功耗方面， 通过优化背光源设计和驱动电路，LCD的功耗得到了显著降低，有助于提高设备 的续航能力。
四、未来展望
随着技术的不断进步和成本的逐渐降低，OLED显示技术有望在未来几年得到 更广泛的应用。尤其是在柔性可折叠手机和可穿戴设备领域，OLED的轻薄和可弯 曲特性使其成为潜在的理想选择。此外，随着5G技术的普及和物联网的发展，智 能家居、车载娱乐系统等新兴市场也将为OLED产业带来新的增长点。
在产业趋势方面，随着越来越多的企业投入到OLED面板的生产中，OLED面板 的生产成本将逐渐降低，使得更多的消费者能够享受到OLED显示技术带来的优势。 同时，随着市场竞争的加剧，面板制造商将需要不断进行技术创新，以提高产品 的性能和降低生产成本。
平板显示技术(信息显示技术)作业2(答案).doc
作业一21.简述扭曲效应显示器件和超扭曲向列液晶显示器工作原理的差异。
为什么采用超扭曲向列效应的液晶显示板能增大液晶显示屏的行数?答：TN液晶与STN液晶的差别：(1)在TN液晶盒中扭曲角为90。
，在STN液晶盒中扭曲角为270。
或附近值；(2)在TN液晶盒中，起偏镜的偏光轴与上基片表面液晶分子长轴平行，检偏镜的偏光轴与下基片表面液晶分子长轴平行，即上下偏光轴互相成90° ;在STN液晶盒中，上、下偏光轴与上、下基片分子长轴都不互相平行，而是成一个角度，一般为30° ;(3 ) TN液晶盒是利用液晶分子旋光特性工作的，而STN液晶盒是利用液晶的双折射特性工作的；(4) TN液晶盒工作于黑白模式；STN液晶盒一般工作于黑/黄模式或白/蓝模式。
TN型液晶显示器的电光特性曲线不够陡峭，在多路驱动中只能工作于100条线以下。
超扭曲向列(STN)液晶的扭曲角一般在180°〜360。
，电光特性曲线很陡，特别当扭曲角为270。
时，电光特性曲经的陡度十分陡峭。
由最大驱动路数虹与阈值陡度P的关系N = (♦土I。
max可知,超扭曲向列效应的液晶显示板能增大液晶显示屏的行数。
2.LCD显示产生交又效应的原因是什么？用什么方法克服交又效应？答：液晶单元是容性负载，是无极性的，即正压和负压的作用效果是一样的。
在液晶显示器的多路驱动中，当一个像素上施加电压时，附近未被选中的像素上也会有一定电压。
当所施加的电压大于阈值电压较多，而液晶显示器的电光曲线又不够陡时，附近未被选中的像素也会部分呈现显示状态，这就是液晶显示器在无源多路驱动时固有的交叉效应。
克服交叉效应的方法：(1)平均电压法：将半选择点上的电压和非选择点上的电压平均化。
(2)最佳偏压法：增加选择点与半选择点间的电压差。
(3)有源电路驱动：使每个象素独立驱动。
3.说明LCD视角窄的原因。
答：LCD视角窄的缺点是由液晶的工作原理本身决定的。
平板显示技术的研究与发展
平板显示技术的研究与发展随着科技的不断发展，平板显示技术已经成为现代电子产品必不可少的一部分，如平板电脑、智能手机、电视等等。
平板显示技术是由各种显示材料、关键技术和设备组成的复杂系统。
历经数十年的发展，平板显示技术已经越来越成熟，而且还在不断突破创新。
一、平板显示技术的种类目前，平板显示技术主要分为有机发光二极管（OLED）和液晶显示技术（LCD）两类。
OLED技术是近年来涌现的新型技术，它是一种无需背光源的全自发光材料，具有高对比度、高亮度、高色彩饱和度等特点，使其能够制造出高质量的显示屏，广泛应用于智能手表、智能手机、电视等消费电子产品。
而液晶显示技术是一种发展很长的显示技术，它利用不同的液晶阵列配合电流、光源、反射镜等控制信号，来达到显示不同的图像。
二、平板显示技术的研究与发展平板显示技术的研究与发展是非常繁琐的过程，需要多学科的知识支撑，如材料学、光学、物理学等。
其中，有机发光二极管是近年来研究的热点之一，主要是因为OLED显示屏可以自发光，无需背光源，电池耗能更少、厚度更薄、重量更轻且可折叠。
许多大型电子公司，如三星、LG等，已投入大量资金用于研究OLED技术，为其性能不断提升。
随着OLED技术的不断突破，其应用领域逐步扩大。
而液晶显示技术在过去几十年中也发生了巨大的变化和进步，液晶屏幕和液晶电视屏幕的分辨率、反射率、对比度等都有了很大的提高，显示效果也越来越好。
随着LCD技术的不断升级，其市场份额不断上升。
除了OLED和LCD之外，还有一些其他的显示技术，如微机电系统（MEMS）显示技术、电子纸显示技术、柔性显示技术等等。
这些显示技术的研究和发展也在不断进行，有望在未来的科技领域中有着广泛的应用。
三、平板显示技术未来的发展方向未来，平板显示技术将会更多地向更高的分辨率、更高的对比度、更大的屏幕面积、更低的功耗等方向发展。
还有一些正在研究中的新技术，如全息技术、量子点技术等，也有望成为平板显示技术的发展方向。
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平板显示技术
Flat Panel Display Technology
课程编号： 07370780
学分：2
学时：30（其中：讲课学时： 30实验学时： 0上机学时： 0）
先修课程：发光学与发光材料
适用专业：无机非金属材料工程（光电材料与器件）
教材：《平板显示技术》，应根裕，胡文波，邱勇等编著，人民邮电出版社， 2002年 10 月第 1版。
开课学院：材料科学与工程学院
一、课程的性质与任务：
显示技术是目前在人民生活和生产中使用最普遍的光电技术之一，是人类文明
的支撑技术。
在 CRT技术出现以后，显示技术不断向前发展，目前已有多种平板显
示技术，在生活和生产中扮演着重要的角色。
本门课程是一门讲授当前所发展出来的各种平板显示器件和相关技术的课程，
是光电材料与器件专业的专业选修课。
通过对本门课程的学习，帮助学生了解目前
主要的平板显示技术及其发展趋势，开阔视野，激发学生对此领域的兴趣，促进学
科交叉，激发创新，为今后从事相关科学研究和产品开发打下一定的基础。
本门课程的基本任务是：
1、使学生了解各种平板显示器件及其优缺点。
2、使学生了解各种平板显示的基本原理。
3、让学生了解各种平板显示中的材料要求和工艺。
4、让学生了解各种平板显示器件的制备和组装工艺。
二、课程的基本内容及要求：
第一章平板显示技术的发展史及其特点
1、教学内容
（1）显示技术的发展史；
（2）显示器件的主要参量；
（3）平板显示技术的发展前景。
2、基本要求
显示技术的发展史；显示器件的主要参量；平板显示器(FPD)与阴极射线管 (CRT)；平板显示器件的现状及其发展方向；CRT与 FPD的特性比较。
第二章视觉和电视显示基本原理
1、教学内容
（1）人眼的生理特性；
（2）光度学；
（3）色度学概要；
（4）电视传像原理。
2、基本要求
了解眼睛的构造及功能，锥体和杆体细胞，明视觉、暗视觉光谱光效率函数，暗适应和明适应，视敏度和细节视觉，临界闪烁频率，视觉阈限的量子理论与差别感觉阈限；了解光通量和发光强度，照度及距离平方反比定律，亮度及朗伯定律；了解颜色的基本特性及颜色混合，色觉理论，人眼对颜色的辨别能力和彩色视野，色度图；了解图像的特点与组成，图像的顺序传送，电视扫描，同步和消隐，全电视信号，电视图像信号，按人眼视觉特点确定电视标准，彩色电视信号的传输，彩色电视的制式，高清晰度电视等概念。
第三章液晶显示
1、教学内容
（1）液晶显示的发展与特点；
（2）液晶的物理特性；
（3）液晶的光学特性；
（4）液晶分子的沿面排列和主要参量；
（5）常见的液晶显示器件；
（6）液晶材料及其分子结构；
（7）液晶显示器件的驱动技术；
（8）液晶显示器的主要材料及制造工艺。
2、基本要求
了解液晶显示的发展过程、特点、分类；了解液晶的物理特性；了解液晶的双折射特性和光学性质了解液晶显示器件基本结构、液晶分子的沿面排列和液晶显示器的主要性能参量；了解常见的液晶显示器件；了解液晶材料及其分子结构；了解液晶显示器件的驱动技术；了解液晶显示器的主要材料及制造工艺。
第四章等离子体显示器
1、教学内容
（1）气体放电的物理基础；
（2）交流等离子体显示板；
（3）彩色 AC-PDP；
（4）彩色 AC-PDP的制造材料和工艺；
（5）彩色 AC-PDP制造技术的发展状况；
（6）彩色 AC-PDP电路系统；
（7）直流等离子体显示板。
2、基本要求
了解 PDP的定义与分类、特点及发展史；了解气体放电的物理基础；了解交流等离
子体显示板的基本结构、工作原理；了解彩色AC-PDP的实施途径、发光机理、结构特点和多灰度级显示的实现方法；了解一般的彩色AC-PDP的制造材料和工艺；了解彩色 AC-PDP制造技术的发展状况；了解彩色AC-PDP电路系统；了解直流等离子体显示板的结构、工作原理、制作工艺。
第五章有机电致发光显示
1、教学内容
（1）有机电致发光显示简介；
（2）有机电致发光基本理论问题；
（3）有机电致发光材料；
（4）有机发光二极管制备工艺；
（5）有机电致发光器件的驱动技术；
（6）有源驱动有机电致发光显示器；
（7）新型 OLED显示技术。
2、基本要求
了解有机 / 聚合物半导体材料、有机/ 聚合物电致发光器件的结构及工作原理和有机
薄膜的形态结构对器件性能的影响；了解常见的有机电致发光材料；了解有机发光
二极管制备工艺；了解有机电致发光器件的驱动技术；了解有源驱动有机电致发光
显示器。
第六章电致发光显示 (ELD)
1、教学内容
（1）电致发光显示的分类与特点；
（2）粉末型交流电致发光板(ACPELP)；
（3）薄膜型交流电致发光板(ACTFELP)；
（4）电致发光用的发光材料与电介质材料；
（5）电致发光显示器件的驱动方式；
（6）薄膜电致发光板的应用。
2、基本要求
了解电致发光显示的分类与特点；了解粉末型交流电致发光板(ACPELP)和薄膜型交流电致发光板 (ACTFELP)；了解电致发光用的发光材料与电介质材料；了解电致发光
显示器件的驱动方式。
第七章场致发射平板显示器 (FED)
1、教学内容
（1）场致发射；
（2）微尖阵列场发射阴极 (FEA) ；
（3）微尖发射体的性能；
（4）FED中的发射均匀性和稳定性问题；
（5）聚焦型 FED；
（6）支撑技术；
（7）FED中真空度的维持；
（8）FED中的荧光粉问题。
2、基本要求
了解场致发射的显示原理、场发射理论；了解金属微尖阵列场发射阴极和硅衬底微
尖场发射阵列；了解微尖发射体的性能；了解电阻限流原理和FEA限流电阻层结构；了解聚焦 FEA结构和工艺；了解FED支撑技术和 FED中真空度的维持方法。
第八章发光二极管 (LED) 显示
1、教学内容
（1）有关半导体及p-n 结注入发光的基本知识；
（2）p-n 结注入发光；
（3）发光二极管的发光效率；
（4）发光二极管制造中的主要工艺技术；
（5）发光二极管材料；
（6）超高亮度和蓝光LED的结构；
（7）发光二极管的特性；
（8）发光二极管应用领域的拓展；
（9）LED的应用及相关电路。
2、基本要求
了解有关半导体及 p-n 结注入发光的基本知识；了解 p-n 结注入发光现象、发光二极管的发光效率以及发光二极管制造中的主要工艺技术；了解发光二极管材料；了
解超高亮度和蓝光LED的结构；了解发光二极管的特性和LED的应用及相关电路。
第九章投影显示
1、教学内容
（1）投影机的分类；
（2）投影管式投影机；
（3）液晶投影显示；
（4）数字光路处理器投影机。
2、基本要求
了解投影机的分类和结构；了解投影管式投影机；了解液晶投影显示；了解数字光
路处理器投影机。
三、课程学时分配：
章节讲课实验上机第一章平板显示技术的发展史及其特点2
第二章视觉和电视显示基本原理4
第三章液晶显示4
第四章等离子体显示器4
第五章有机电致发光显示4
第六章电致发光显示 (ELD)3
第七章场致发射平板显示器 (FED)3
第八章发光二极管 (LED)显示3
第九章投影显示3
四、大纲说明
本课程采用考核（翻译相关文献）的形式评定成绩。
考察内容：①出勤率（40%）；
②考核成绩（ 60%）。
本课程的期终总成绩将是以上两部分成绩的综合。
五、参考书目及学习资料
1、《电子显示技术》，张兴义，北京理工大学出版社，1995 年 10 月第 1 版。
2、《显示技术与显示器件》，彭国贤，人民邮电出版社，1981 年 3 月第 1 版。
制定人：李健审定人：李浩华批准人：
2013 年6 月日
课程简介
课程编码： 07370780
课程名称：平板显示技术
英文名称： Flat Panel Display Technology
学分： 2
学时： 30（其中：讲课学时：30实验学时：0上机学时：0）
课程内容：本课程《薄膜物理与技术》的主要内容包括有；平板显示技术的发
展史及其特点，视觉和电视显示基本原理，液晶显示，等离子体显示器，有机电致
发光显示，电致发光显示，场致发射平板显示器，发光二极管显示和投影显示等知
识点。
选课对象：无机非金属材料工程（光电材料与器件）专业本科四年级学生
先修课程：发光学与发光材料
教材：《平板显示技术》，应根裕，胡文波，邱勇等编著，人民邮电出版社，2002 年 10 月第 1 版。