光电显示技术3.8 有源矩阵液晶显示器件
光电产业技术术语大全
有源矩阵显示器
一种平板显示器，其屏幕刷新频率比传统无源矩阵显示器高。最常见类型的有源矩阵显示器是基于一种名为TFT（薄膜晶体管）的技术，因此有源矩阵和TFT这两个术语通常可以互换使用。
Active Matrix Liquid Crystal Displays (AMLCDs)
Alternating Current (AC)
交流电(AC)
定期逆转方向的电流，通常每秒逆转多次。
Ammeter
电流计
用于测量电路某个部分的电流量的仪表。
Amorphous
非晶体
在提纯加工前无明显原子排列的材料，如塑料和硅。
Analog Display
模拟显示器
提供沿预定校准路径进行的连续、明亮的移动动作的读数装置，用于显示所需测量。
CBE
CBE
化学束外延
CCD-sensor
CCD传感器
（用于数码相机）电荷耦合器件，通常由光敏光电二极管矩阵组成。这些光电二极管所占面积越大，光敏度越高，CCD传感器的动态范围越广。光电二极管的数量越多，CCD的分辨率越高。
CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamps)
CCFL（冷阴极荧光灯）
ALCVD
原子层化学气相沉淀
ALE
ALE
原子层外延，以单个原子层为增量的晶体生长。
AlGaAs
AlGaAs
铝镓砷
AllnGaP
AllnGaP
铝铟镓磷
AllnGaP chip (LED)
AllnGaP芯片(LED)
基于铝铟镓磷化物的芯片/LED。
Alphanumeric Display
光电显示技术练习题(期末)
一、填空题1.彩色CRT是通过红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色组合产生彩色视觉效果。
荧光屏上的每一个像素由产生红(R)、绿(G)、蓝(B)的三种荧光体组成,同时电子枪中设有个阴极。
为了防止每个电子束轰击另外两个颜色的荧光体,在荧光面内侧设有。
2.液晶的电光效应包括4个:,,,。
3. LCD驱动方式中,有源矩阵方式利用LCD所具有的存储作用,以一次性的扫描,即可进行图像显示。
4.利用人眼的视觉暂留特性,采用反复通断电的方式使LED器件点燃的方法就是法,该技术的优点在于:能够提供高质量的白光、应用简单、效率高。
但有一个致命的缺点是容易产生,有时甚至会产生人耳能听见的噪声。
5.等离子体显示板是由几百万个像素单元构成的,每个像素单元中涂有荧光层并充有气体。
它主要利用电极加电压、惰性气体游离产生的激发荧光粉发光制成显示屏。
6.激光电视机有3种光线处理方式:一种是技术,此项技术需要很精细的镜片加工和装配;另外两种是技术和激光技术。
是非判断题1.对比度指画面上最大亮度和最小亮度之比,该指标与环境光线有很大关系()2.电子枪是由灯丝和阴极构成的()3. 液晶的双折射效应只有在加电的情况下才能表现出来()4.TFT液晶和TN液晶显示原理的最大不同是TFT液晶FET晶体管具有电容效应,而TN液晶没有()5.OLED与LCD一样,也有主动式和被动式之分,被动方式下由行列地址选中的单元被点亮;主动方式下,发光单元在TFT驱动下点亮()6.LED屏不能播放视频()7.PDP显示器前玻璃板结构在前玻璃板上,成对地制作有扫描和维持透明电极, 其上覆盖一层电介质,MgO保护层覆盖在电介质上()8. PDP的亮度控制通过改变等离子体放电时间实现,即子场驱动技术()9. 场致发射显示就是CRT显示的改进()10. CRT显示,电视机扫描一帧图像要返回525次,但实际上要少于525次()二.选择题1.显示器件的主要性能指标不包括()A像素B亮度、对比度、灰度C分辨力、清晰度D驱动电源2.描述彩色光的3个基本参量不包括()A色调 B 饱和度C 明度 D 灰度3.CRT显示器工作时,电子枪中()大量发射电子。
光电显示技术概述
4. 了解相关知识，防止上当受骗！
2. 各类光电显示技术简介
按显示原理分类如下： 阴极射线管（Cathode Ray Tubes）
等离子体显示板（Plasma Display Panel）
电致发光显示（Electro-Luminescent Display）
场致发射显示（Field Emission Display ）
2. 液晶显示器LCD技术更新，应用广泛
有源矩阵LCD（AM-LCD）和无源矩阵LCD（PM-LCD） 优点 应用范围 技术现状
亮度：200cd/m2 对比度：>100:1 彩色：>24bit模拟 帧频：>30Hz 分辨力：>130bpi 视角：水平60o(垂直45o) 大小：1.3～56cm
高性能、全彩 AMLCD 色、高分辨力、 个人视频用品 响应快、薄
1. CRT技术成熟，市场渐缩 CRT优点：
价格低，性价比高
易于调节分辨力
尺寸大小：1.3～114cm
寻址简单 寿命长 发光效率高：10lm/W，响应速度快 良好的彩色和灰度能力，可视性好
2. 各类光电显示技术简介
1. CRT技术成熟，市场渐缩 CRT缺点：
体积大、重量大
光散射，图像闪烁抖动
尺寸限制：<114cm
0. 课程信息
课程代码：L12106 教材：《光电显示技术》李文峰
《平板显示技术》应根裕
《平板电视技术》李雄杰
《数字电视显示技术》童林夙
《信息显示技术》余理富 网站：中华显示网 / 中国液晶网 / 中华液晶网 /
1. 光电显示技术的研究意义
近年来，显示技术发展迅速，被广泛用于各个方面： 娱乐、工业、军事、交通、教育、航空航天、卫星遥 感和医疗等。
AMOLED(有源矩阵有机发光二极体面板)
AMOLED采用AMOLED屏幕的手机AMOLED（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode）是有源矩阵有机发光二极体面板。
相比传统的液晶面板，AMOLED具有反应速度较快、对比度更高、视角较广等特点。
目录简介可以折叠显示的AMOLED显示屏有源矩阵有机发光二极体面板（AMOLED）被称为下一代显示技术，包括三星电子、LG、飞利浦都十分重视这项新的显示技术。
发展现状目前除了三星电子与LG、飞利浦以发展大尺寸AMOLED产品为主要方向外，三星SDI、友达等都是以中小尺寸为发展方向。
大陆有佛山彩虹正建设生产线，预计2年内正式投产。
上述厂家中已量产的仅有三星SDI，尺寸为3寸~4寸。
日前夏普(Sharp)社长片山干雄被问到对OLED未来发展的看法，他说5年内不可能，个人认为他说的在TV市场可能是事实，但是在中小尺寸市场，AMOLED很有机会在2年内与TFT LCD并存，如果未来AMOLED的良率能够达到跟TFT LCD一样的水平，那取代TFT LCD绝对是指日可待。
因为AMOLED不管在画质、效能及成本上，先天表现都较TFT LCD优势很多。
这也是许多国际大厂尽管良率难以突破，依然不放弃开发AMOLED的原因。
目前还持续投入开发AMOLED的厂商，除了已经宣布产品上市时间的Sony，投资东芝松下Display(TMD)的东芝，以及另外又单独进行产品开发的松下，还有宣称不看好的夏普。
2008年8月发布的NOKIA N85，以及2009年第一季度上市的NOKIA N86都采用了AMOLED。
在显示效能方面，AMOLED反应速度较快、对比度更高、视角也较广，这些是AMOLED天生就胜过TFT LCD的地方；另外AMOLED具自发光的特色，不需使用背光板，因此比TFT更能够做得轻薄，而且更省电；还有一个更重要的特点，不需使用背光板的AMOLED可以省下占TFT LCD 3~4成比重的背光模块成本。
柔性有源矩阵OLED显示器：挑战和发展
机械耐久性 、 良好的渗透阻隔性和潜在低成本。 其
今天， 我们可以看到一些在柔性显示器方面具
多年来 ， 全世界的研究人员一直在该领域积极 构造基础的 Ｏ Ｅ Ｌ Ｄ显示器 ， 低温多晶硅（Ｔ Ｓ 在 ＬＰ ）
金 属 箔 上 驱 动 的有 源 矩 阵 有 机 发 光 二 极 管 （ Ｍ Ｌ Ｄ ５ ） 有机薄膜 晶体 管（Ｆ ｓ在塑料 Ａ Ｏ Ｅ ）＿ ）． ６ Ｔ Ｔ） 上驱动的有源矩 阵有机发光 二极 管（ Ｍ Ｌ Ｄ ｓ Ａ ＯＥ ）
阵有机发 光二极 管 （ ＭＯ Ｅ 。 Ａ Ｌ Ｄ）
关键词 一 有机发 光二极 管（ Ｌ Ｄ 器件， ＯＥ ） 磷光有机发光器件 （Ｈ Ｌ Ｄ ， Ｐ Ｏ Ｅ ）柔性有机发光器 件 （Ｏ Ｅ ）项部发射式有机发光器件（Ｏ Ｅ ）薄膜晶体 管（ ）有 源矩阵有机发光二极管 ＦＬＤ ， Ｔ ＬＤ ， ， （Ｍ Ｌ Ｄ ， Ａ Ｏ Ｅ ）非晶硅 （— ｉ， ａＳ）低温多晶硅 （Ｔ Ｓ ， Ｌ Ｐ ）复合 阴极 ， 透明导 电氧化物（Ｃ ） Ｔ Ｏ。
Ｄ ＃ ０ １ ８ ／．８ ５ ２ ＯＩ １ ．８ ９ １ ３ ０ ５ ２
１介绍
有机薄膜结构 ， 有机发光二极 管（ Ｌ Ｄ） ＯＥ ｓ 可以很 容易地以柔性基板构造。 基于这些属性特征 ， 我们
的策略是把重点放在柔性全彩色有源矩阵有机发
光 二极 管（ ＭＯ Ｅ 视频 显示 器上 。 Ａ Ｌ Ｄ）
很 难处理 。 制 了底板 的最 高 工艺 温度 。有 源矩 阵 Ｏ Ｅ ＬＤ
低功耗 对于移 动应 用是一 个重 要 的显 示要 求 。 第 一个 有效 的低 分 子 Ｏ Ｅ Ｓ Ｌ Ｄ） Ｌ Ｄ（ＭＯ Ｅ 器件 是 在 ２ 纪 ８ 代 由柯 达 公 司 的 Ｔ ｎ 等 人 在 这些 ０世 ０年 ａｇ 从单 线 态 激 子 发 出 的传 统 的 荧 光 低 分 子 Ｏ Ｅ ＬＤ （ＭＯ Ｅ ｓ 发射 中发 明的 ， 而 限 制 了约 为 Ｓ Ｌ Ｄ ）光 从 ２ ％的内部 量子效率 ，因为大 约 ７ ％的激子 是在 ５ ５ 三 重 态 中形 成 的 。基 于 ＭａｋＴ ｏ ｓｎＳｅｈｎ ｒ ｈｍｐｏ 、ｔ ｅ ｐ Ｆｒ ｓ和他们 的研 究 团队早期 的开创性 工作 ， ， ｏｒ ｔ ｅ Ｕ ｉ ｒ ｌ ｉ ｌｙＣｒ．美 国环宇 显示 技术 Ｕ Ｃ） ｎ ｅｓ ｓ ａ ｏｐ（ ｖ ａＤ ｐ Ｄ
054液晶显示(第四部分)
TFT的开关速度必须能满足图象显示的要求，即从断态到通态 的电流上升要陡。
TFT应有合适的导电沟道宽长比W/L。
十四. 有源矩阵液晶显示器件（AM-LCD）（13）
-Si FET的优点： 因为不掺杂或轻掺杂的-Si 具有很高的电阻率，故器 件不需p-n结构的特别隔离工艺，可以采用简单的结构； -Si FET具有高的开态与关态电流比； 器件的所有制作过程可以用传统的光刻工艺，所以可 能实现高集成度； 器件在低于350C的低温过程中制造，因此可以采用大 面积、廉价的平板玻璃作衬底。 缺点： 电子迁移率低
十四. 有源矩阵液晶显示器件（AM-LCD）（16）
（3）驱动电路是直接装在玻璃上，不存在驱动器IC芯片连 接中断，所以LTPS LCD屏可靠性大大提高； （4） LTPS的电磁辐射比-Si显示器减少5dB，在系统设计 中控制电磁辐射是较容易的； （5）LTPS显示器比-Si屏更薄、更轻； （6）LTPS显示器中全部驱动扫描线都只从显示器一边引出， 所以显示器设计简单。
液晶显示
（4）
十四. 有源矩阵液晶显示器件（AM-LCD）（1） 有源矩阵液晶显示器件(AM LCD)分类
单晶硅 MOSFET 三端有源 TFT 有源矩阵 MIM MSM 二端有源 二极管环 背对背二极管 ZnO变阻器 CdSe Te α -si P-si
由于扫描输入与寻址输入 可以分别优化处理，所以 图像质量好，但其工艺制 作要复杂一些。
稀释剂、溶剂、清洗剂、摩擦布等。
十六. 液晶显示器的主要材料（3）
液晶显示对平板玻璃的要求：
（1）含钠成分很低。含石灰的玻璃板和硼硅玻璃板的软化 点为500°C，可以用于-Si：H TFT的衬底。
（2）要求有精确的尺寸，并且玻璃板经受工艺过程中的高 温时变化极小。 （3） 要求玻璃表面光滑平整，两板之间的间隙均匀，同时 要求在加工过程中经受一定温度时，仍然保持其间隙均匀。 （4） 玻璃板表面没有缺陷，或缺陷在10nm级以下，并且没 有气泡。 （5） 玻璃板在加热过程中不产生应力。 （6） 有一定的抗蚀能力。
显示器件制造新技术与发展动态考核试卷
B. STN-LCD
C. OLED
D. LED
2.以下哪个不是显示器件的主要性能指标？()
A.分辨率
B.响应时间
C.色域
D.电池寿命
3.目前主流的AMOLED显示技术采用的是以下哪种背板技术？()
A.非晶硅
B.多晶硅
C. IGZO
D.石英
4.在显示器件制造过程中，下列哪种材料主要用于制造OLED的发光层？()
4.讨论新型显示技术（如QLED、OLED、MicroLED等）对环境保护和可持续发展的潜在影响，并探讨如何减少显示器件制造过程中的环境影响。
标准答案
一、单项选择题
1. A
2. D
3. B
4. C
5. A
6. A
7. D
8. B
9. B
10. A
11. D
12. B
13. B
14. B
15. A
16. C
16.下列哪种技术主要用于提高显示器件的触控响应速度？()
A. TFT技术
B. ITO技术
C. Capacitive Touch技术
D. Resistive Touch技术
17.在显示器件制造过程中，下列哪个步骤主要用于去除光刻工艺后的光刻胶？()
A.清洗
B.烘干
C.氧化
D.剥离
18.以下哪种技术可以实现更广的视角显示效果？()
4.显示器件的色域覆盖率通常用______百分比来表示。
5. TFT-LCD的TFT是指______。
6. OLED显示器件的发光层主要是由______材料组成。
7.显示器件的像素密度通常用______（PPI）来衡量。
有源矩阵Micro-LED微显示简介
Illuminatio n
Hybrid UV imager, with AlGaN detector chip (top) integrated by flip-chip bonding with the CMOS readout (bottom) using indium solder bumps.
微显示像素尺寸通常为 <20um ， 分辨率 >1000dpi
注：此图示非技术
虚像放大
7
微显示技术要点
DPI，亮度，效率
• 高dpi 芯片尺寸小 要求高精度工艺
成本低（基于技术， 单位晶圆产量高）， 成像系统体积小，便携/可穿戴
分辨率 1080p 显示区域尺寸
1270ppi (20um) 38.4mmx 21.6mm
• 可量产
17
Micro-LED微显示在AR运用中的技术优势
户外使用
>10,000nits
抵抗环境亮度
/
大视场角
超高分辨率
保证大视场角 下的图像清晰度
\ 小巧
尽可能小(<1cm) 可穿戴
100万nits亮度，可适用于各类AR系统 。较 OLED，优势明显
高PPI，像素 尺寸<5um
单片混合集成技术，依赖于传 统 半导体制成工艺，精度可达
µLED 微显 示 全彩光机
• 体积小巧，与LCoS光机接近 • 借助合光棱镜实现三色合光，
三色自发光同时点亮且无偏振 损耗，不仅提高了色彩亮度， 也提高了整体效率.
谷歌眼镜使用的LCoS光机
焦距
横
向
尺
光学成像系统
寸
单色芯片+合光棱镜
焦距 横
向 尺
平板显示技术基础—习题答案
第一章习题答案一、填空题1. 投影型空间成像型直视型阴极射线管显示器平板显示器2. 主动发光型非主动发光型3. CRT投影技术LCD投影技术数字光处理器表面数字微晶装置4. 阴极射线管电子束电子枪阴罩荧光粉层5. 等离子体气体放电发光6. 半导体硅上的液晶玻璃半导体硅材料7. 头盔显示器全息显示器8. 真空荧光真空荧光管9. 无数个小发光二极管拼接10. 300mm×400mm 2二、名词解释1. 主动发光型显示器是指利用电能使器件发光，显示文字和图像的显示技术。
2. 被动发光型显示器是指器件本身不发光，需要借助于太阳光或背光源的光，用电路控制外来光的反射率和透射率，才能实现显示。
3. 投影型显示器是用显示器显示图像后，再经光学系统放大后投影到屏幕上的一种显示。
4. 空间成像型显示器是空间虚拟图像，也是投影显示的一种，代表技术是头盔显示器5. 电致发光显示器是利用某些材料在外界电场作用下发光实现显示的一种主动发光显示器。
6. 场致发射显示器是一种用冷阴极在高电场作用下发射电子，轰击涂覆在屏幕上的荧光粉发光实现显示的。
7. 发光二极管显示器是采用无数个小发光二极管拼接组成的显示器。
8. 响应时间是指显示器对输入信号的反应时间，如像素由暗转到亮，再由亮转到暗的图像完全显示所用的时间。
9. 亮度是指在单位面积上显示器画面明亮程度。
10. 开口率是像素的有效透光区面积与像素总面积的比值。
11. 对比度是指显示器的最大亮度与最小亮度的比值。
12. 灰度是指在白和黑之间的亮度层次分成几个等级，表示显示亮度不同的反差。
13. 拖尾是显示器在显示动态图像时出现的边缘模糊、看不清细节的现象。
14. 像素是平板显示图像的很多纵横排列的点中最小单位的点。
15. PPI，Pixels per inch，是每英寸所拥有的像素数目。
16. 画面尺寸是指显示区域对角线的长度。
17. 长宽比是显示画面横方向尺寸和纵方向尺寸的比。
第六章光电子显示技术-4液晶显示技术
❖ 人们在第一个像素上设计 一个非线性的有源器件， 使每个像素可以被独立驱 动，克服了“交叉效应”。
图6.3.3 MIM液晶显示器件的电极排布
❖ 有源矩阵液晶显示采用了像质最优的扭曲向列型 液晶显示材料。有源矩阵液晶显示根据有源器件 的种类分为二端型和三端型两种。
❖ 二端型以MIM（金属-绝缘体-金属）二极管阵列为 主；
❖ 在有电场作用时，当电场大于阈值场强后，液晶盒内液晶 分子长轴都将沿电场方向排列，即与表面呈垂直排列，此 时入射的线偏振光不能得到旋转，因而在出射处不能通过 检偏片，呈暗态。
❖ 这种黑色的显示称正显示。同样如果将偏振片平
行放置，则可得到负显示。扭曲效应的阈值电压
为
U th
1
0
[K11
2
(K33
❖ 1990年销售额15亿美元,占整个LCD市场的83%。
6.3.6、有源矩阵液晶显示器件（AM-LCD）
❖ 属于第4代液晶显示器。 ❖ 普通简单矩阵液晶显示器TN型及STN型的电光特
性，对多路、视频运动图像的显示很难满足要求。
❖ 有所谓的“交叉效应”。由于每个像素相当于
一个电容，必产生串扰。当一个像素被先通时， 相邻行，列像素将处于半选通状态。
一般都呈现正单轴晶体的光学性质。
❖ 胆甾型液晶具有负单轴晶体的光学性质，这是因
为： 1
nO
1 2
(n//
2
n 2 ) 2
ne n
n ne nO 0
液晶器件所基于的三种光学特性
由于液晶具有单轴晶体的光学各向异性，所以具有以下光 学特性：
▪ 1）能使入射光沿液晶分子偶极矩的方向偏转； ▪ 2）使入射的偏光状态，及偏光轴方向发生变化； ▪ 3）使入射的左旋及右旋偏光产生对应的透过或反