显示技术导论

null第一章 显示技术基础第一章 显示技术基础王衢 广东工业大学显示技术参考参考书［1］田民波编，《电子显示》，清华大学出版社，2001年出版 ［2］应根裕，胡文波，邱勇等编，《平板显示技术》，人民邮电出版社，2002年出版 ［3］黄子强编，《液晶显示原理》，国防工业出版出版社，2006年出版 ［4］李维諟、郭强、周云仙编，《液晶显示应用技术》，电子工业出版社，2002年出版 ［5］刘永智、杨开愚等编，《液晶显示技术》，电子科技大学出版社，2000年出版null课程的性质和目的讲解显示器的基本原理、基本结构、制造工艺及材料、实际应用、开发史等多方面内容。分类介绍CRT、液晶显示器、等离子体显示板、电致发光显示器、荧光显示管、场发射和场离子显示器、发光二极管显示器、立体显示器及特殊显示器、大屏幕显示器。课程重点将主要集中在介绍CRT显示器和液晶显示器。一、显示技术发展史及其特点1.1、发展史null显示器是一种信息显示载体。随着人类社会的发展信息载体（媒体）也在不断发生变化图像比声音文字更加直观，因此显示器在信息显示中起到了非常重要的作用，它是一种视觉类的电子媒体，也可以说它是一人机互动的界面nullnull显示器技术经历了两次革命第一次：CRT（阴极射线管）二十世纪居于统治地位第二次：液晶显示（LCD）技术为代表的平板显示器 图像信息可以用电子设备生动显示出来，不再依靠图画与文字，极大地提高了信息传播的效率和质量。 应用到电视、电脑以及其他生产生活的各个方面，全色性好，性价比高。缺陷：笨重、辐射、耗能、小屏幕、图像失真LCD实现平板显示、体积小（20%）、重量轻（10%）、节能（10%）、无辐射、无闪烁缺陷：视角小、响应时间长、亮度、对比度低nullPDP(等离子体显示)实现大平板显示 超薄轻、宽视角、无辐射、无失真缺陷：烧屏、昂贵、不能做小在我国，显示技术及其相关产业约占信息产业总产值的45%null3无论何时何地何人均可使用 便携、节能、寿命长1 适应多媒体 适应电子媒体：高显示性能 动态： 动画效果 色纯度 再现性好 静态： 静画无闪烁 高清晰度适应非电子媒体： 需要较高的分辨率 很多非电子媒体分辨率远高于电子媒体2 真实传情 高临场感、高图像画质null发展方向null各种显示器的显示特性比较圈：不存在问题，易实现；三角：存在一些问题，可实现；叉：存在难以解决问题null1、 亮度（L）坎德拉/平方米2、 对比度和灰度C=最大亮度/最小亮度1.2、显示器件的主要参量null灰度：反映了图像的黑白亮度层次人眼对亮度差的分辨率 0.02~0.05与对比度对数呈正比3、 分辨力能够分辨电视图像最小细节的能力，是人眼观察图像清晰程度的标志。用屏幕上能够分辨出的明暗交替线条（或电极线总数）来表示。以上三个指标是获得高质量电视必不可少的参数null4、 响应时间、余辉时间上升时间：从施加电压到图像显示的时间余辉时间（下降时间）：从切断电源到图像消失的时间电视图像显示需要小于1/30s5、 显示色发光型显示器件发光的颜色和非发光型显示器件投射或反射光的颜色称作显示色黑白、单色、多色、全色CRT：能实现逼真全彩发光型平板显示：蓝光不易实现非发光型平板显示：黑白显示屏上加滤色膜null6、 发光效率发光型显示发光器件发出的光通量与所消耗功率的比值：流明/瓦其他平板发光型显示器件发光效率 0.1lm/W高光学效率对便携式器件和大面积显示尤为重要42寸PDP 450W能耗7、 工作电压与消耗电流驱动显示器件所施电压和流过的电流，两者乘积为消耗功率工作电压与驱动集成电路工作电压（通常小于45伏）要相适应，使用TTL电路一般就可完成驱动特殊：PDP工作电压200伏，需使用耐高压MOS管null8、 存储功能撤去工作电压之后，仍能保持显示状态的功能叫做存储功能。存储功能能减小能耗，简化电路。9、寿命3万小时以上PDP近年已经解决，OLED正在解决之中，其他平板显示器的寿命问题基本已经解决1、 CRT 优点：高性价比；容易调整分辨力；寻址简单（7根导线） 高亮度、高对比度；1024色彩（全彩）；寿命10万；发光效率10lm/W；生产基础雄厚缺点：大、重量；光散射；闪烁抖动；不能数字寻址；图像畸变；电压高（2万伏）1.3、显示器件的发展现状nullnullnullnull2、 液晶显示器（LCD）有源矩阵LCD（AM-LCD） 无源矩阵LCD（PM-LCD）技术现状：亮度200cd/m2；对比度>100；彩色>24bit;帧频：20Hz；分辨力>130dpi；视角：水平正负60度，垂直正负45度正在由个人PC向家庭视听方向发展null PM-LCD用途：消费类电子产品、手机、低功率、低性能、单色领域价格便宜，结构简单技术现状：亮度100cd/m2；对比度5~40；彩色可达18bit; 帧频：20Hz；分辨力 5~70dpi；视角：水平正负50度，垂直正负25度3 PDP（等离子体显示器）交流PDP（ACPDP）和直流PDP（DCPDP）null技术现状：亮度350~500cd/m2；发光效率 1.5lm/W；50英寸分辨力可达高清电视水平；100~127cm已经商品化；视角：水平正负80度；对比度 4004 EL（电致发光板）薄膜、粉末两类交流薄膜电致发光板（ACTFEL）低成本、坚固可靠、三原色发光效率均衡合理（05~5lm/W）、寿命长技术现状：亮度200cd/m2；色彩 16；帧频>60Hz；100~127cm已经商品化；分辨力>100dpi；视角：水平和垂直均为正负80度；对比度 300；尺寸：7.6~33cm无法大型化，但是为全固化结构，利于军事使用null5 VFD（真空荧光管显示）低信息容量显示、低成本，坚固长寿命、批量生产大量小型显示器。适于环境亮度变化，低功耗条件下6 FED（场发射显示器）许多技术问题难以解决技术现状：亮度100cd/m2；色彩 26；帧频>60Hz；100~127cm已经商品化；分辨力 100dpi；视角：水平和垂直均为正负80度；对比度 100；尺寸：7.6~33cmnull8、电子纸 Librie使用了电子墨水技术（E-INK电子纸）由于未采用液晶显示屏，不存在屏幕可视角度的问题，即使侧面阅读，屏幕依然十分清晰。 EBR-1000EP 电子图书阅览器null2 该电子纸使用塑料保护层，可以折叠弯曲。1 采用的是6英寸分辩率为SVGA(800×600)的电子纸张，4灰度等级grey scale黑白显示 3 只有在图形改变时才需要耗能，电力消耗低。 4 EBR-1000EP采用四节7号碱性电池或附属AC电源供电，四节碱性电池可阅读超过10000页特点nullnullnull9 激光显示技术光能利用率高、能耗低、寿命长 nullnullnullnull索尼OLED电视XEL-1（2007） 11寸960×5403mm厚14000元人民币null产品路线图虽然现在LCD液晶电视牢牢占据着市场的主流，但是，我们也可以想象出当OLED电视摆进卖场后对LCD所造成的冲击。 nullSony刚刚宣布，完成世界第一块1670万色可弯曲OLED屏幕原型产品。Sony这款可弯曲OLED屏幕尺寸2.5英寸，厚度仅有3mm，24bit色深，分辨率160×120，对比度超过1000：1 null挠曲型OLEDOLED头带与OLED显示球鞋可让夜间慢跑更安全null白光OLEDnull1. 节能：使用OLED照明，到2020年，预计可减少670万吨，约2.3%的二氧化碳排放量2. 有利身体健康：OLED不含汞，且无紫外线3. OLED为自然平面光源，无光线集中刺眼的问题, 无眩光问题4. OLED几乎不放射红外光，又称为冷光OLED光源和白炽灯泡、荧光灯管与LED光源的比较5. OLED的显色性极佳，适合摄影、美术馆或博物馆之使用6. OLED灯具可以任意调整亮度7. OLED轻薄易散热nullnullOLED发明者邓青云博士nullnull12 碳纳米管型场发射显示器（CNT-FED）什么是碳纳米管? 1991年日本NEC公司的饭岛纯雄(Sumio Iijima)首次利用电子显微镜观察到中空的碳纤维，直径一般在几纳米到几十个纳米之间，长度为数微米，甚至毫米，称为“碳纳米管”。理论分析和实验观察认为它是一种由六角网状的石墨烯片卷成的具有螺旋周期管状结构。按照石墨烯片的层数，可分为： 单壁碳纳米管（Single-walled nanotubes, SWNTs）：一层石墨烯片。直径和长度分别为0.75～3nm和1～50μm。 多壁碳纳米管（Multi-walled nanotubes, MWNTs）：含有多层石墨烯片。形状象同轴电缆。其层数从2～50不等，层间距为0.34±0.01nm，与石墨层间距(0.34nm)相当。直径和长度分别为2～30nm和0.1～50μm。