显示器件逐个看 液晶的特点和原理分析
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显示器件逐个看 液晶的特点和原理分析
1液晶特点原理　　液晶特点原理　　一、液晶的发现　　1888年奥地利植物学家发现了一种白浊有粘性的液体，后来，德国物理学家发现了这种白浊物质具有多种弯曲性质，认为这种物质是流动性结晶的一种，由此而取名为Liquid Crystal即液晶　　二、液晶物理　　1. 液晶是白色混浊的粘性液体，显示棒状的分子形状　　2. 常见液晶相：向列(Nematic)相、胆甾相(Cholesteric)和近晶相(Smectic)等　　3. 液晶既具有晶体的各向异性，又具有液体的流动性　　4. 在分子的长轴和短轴方向，折射率不同(双折射)　　三、液晶的基本性质　　　　四、液晶显示的基本原理　　利用液晶的基本性质实现显示：　　自然光经过一偏振片后“过滤”为线性偏振光，由于液晶分子在盒子中的扭曲螺距远比可见光波长大得多，所以当沿取向膜表面的液晶分子排列方向一致或正交的线性偏振光入射后，其偏光方向在经过整个液晶层后会扭曲90°由另一侧射出，正交偏振片起到透光的作用;如果在液晶盒上施加一定值的电压，液晶长轴开始沿电场方向倾斜，当电压达到约2倍阈值电压后，除电极表面的液晶分子外，所有液晶盒内两电极之间的液晶分子都变成沿电场方向的再排列，这时90°旋光的功能消失，在正交片振片间失去了旋光作用，使器件不能透光。如果使用平行偏振片则相反。　　正是这样利用给液晶盒通电或断电的办法使光改变其透-遮住状态，从而实现显示。　　上下偏振片为正交或平行方向时显示表现为常白或常黑模式。　　　　五、液晶显示构成与彩色的实现　　　　六、液晶的驱动方式　　1. 静态驱动——段式液晶　　　　2. 无源矩阵驱动(液晶等效为高电阻的容性负载)——型液晶　　　　3. 有源矩阵驱动——TFT型等液晶　　　　七、液晶的视角特性　　与从垂直角度观看时相比，斜看的时候，转到当画面品质已经变化到无法接受的临界角度时，称之为该显示器的视角。　　晶体中的折射光分成两条，一条光的折射行为遵循折射定律，这条折射线为寻常光线;另一条光线则不同，一般情况下，折射线往往不在入射面内，即不遵循折射定律，称为非常光线。这两条线都是线偏振光。　　从不同的观察方向所看到的液晶分子有效长度(投影长度)不同，非常光线也会进入视线，在视觉效果上表现的视角的变化。具体表现为对比度下降、灰阶反转、色差、亮度下降等。 　　八、响应特性　　　　一般定义上升时间τr为透光强度由90%降到10%所需的时间;下降时间τd为透光强度由10%到90%所需的时间。不同的液晶其τr和τd是不同的，除了与材料有关外，还与电光效应、粘滞系数、弹性系数及液晶盒厚度有关。　　现在电视用的屏所定义的响应时间更合理，多为灰度到灰度的响应时间。应该比上面定义的响应时间要长。　　当温度较高时，液晶响应速度加快;当温度较低时，液晶响应速度降低。通常液晶屏所提供的响应时间都是室温下的。2液晶的关键指标　　液晶的关键指标　　一、亮度与对比度　　1. 画面最高亮度：100%信号电平的画面明亮程度。单位：cd/m2即坎[德拉]每平米，或nit尼[特]。　　画面最低亮度：0%信号电平的画面明亮程度。　　2. 对比度：画面最高亮度与画面最低亮度之比。　　　　二、分辩力　　1. 屏幕大小：显示域的对角线尺寸[英寸：1英寸≈25.4mm]　　2. 分辨率：显示列像素×显示行像素。对彩色显示，1个像素[pixel]由RGB 3个点[dot]组成　　常见分辩率　　　　三、视角　　TN、型视角较小，宽视角技术可达到左右、上下可达170°。　　关键词：对比度变化、灰阶反转、色差。　　　　四、响应速度　　毫秒级：STN、CSTN(彩色STN)几百毫秒，TFT几十毫秒、十几毫秒、几毫秒选择取决于。　　五、可靠性　　通常液晶本身通常是不会坏的，主要是驱动部分和背光部分，工业级产品不包括背光部分的MTBF[平均无故障时间]可以达到10万小时以上。现在的背光寿命有了极大的提高，而且可更换。　　六、色彩数　　液晶显示屏可以分单色和彩色，彩色STN由于其本身的特点，只能显示比较有限的颜色，常被称为“伪彩”，根据其中颜色位数组合，工业领域比较常用的为红、绿、蓝各1位，组合颜色为8色。要实现显示更多的颜色，需要通过控制器来解决，一般用不同的帧时间占空比实现。　　TFT类数字接口的液晶显示屏，常见的有红、绿、蓝各6位和各8位的，可以实现显示红、绿、蓝各64级和各256级，组合颜色为23×6=262,144色和23×8=16,777,216色。　　七、工作环境温度　　在工业领域，通常还要考虑工作环境温度，以适应不同地域、不同季节、不同环境的要求，在不同的温度环境下液晶显示性能有所差异。　　液晶屏也分常温型和宽温型的。SHARP公司很多TFT液晶屏标称工作环境温度达到-10~65℃。　　八、显示屏的接口　　数字接口的液晶屏目前常见CMOS/TTL和LVDS。　　TFT液晶屏的CMOS/TTL单端信号容易受干扰，建议连接线缆控制400mm以内。LVDS为低摆幅的差分信号，抗共模干扰能力强，传输距离可以达到10m甚至更长的距离。　　九、进货检验标准　　这一点比较容易被忽视，尤其是在“坏点”[亮点、暗点]方面容易引起争论。目前还缺少大家认同的检验标准。　　每个厂家都有自己企业的标准，对液晶屏可能出现的缺陷会影响到产品的最终显示效果，因此在选定液晶屏之前务必确认该液晶屏的检验标准是否与用户的要求相符合。　　十、产品的延续性　　在消费品领域，产品的更新换代时间间隔往往比较短，而工业产品则不同，希望产品的生命周期比较长，要有利于售后服务。　　SHARP、KYOCERA、OPTREX、AU等公司都非常注重产品的延续性，即在更新换代时注意对过去产品的兼容性和产品的长期供应。3液晶检验标准　　液晶检验标准　　进货检验标准比较容易被忽视，尤其是在“坏点”[亮点、暗点]方面容易引起争论。目前还缺少大家认同的检验标准。　　每个厂家都有自己企业的标准，对液晶屏可能出现的缺陷会影响到产品的最终显示效果，因此在选定液晶屏之前务必确认该液晶屏的检验标准是否与用户的要求相符合。　　申明：以下内容不能作为验收标准。　　一、 检验标准概要　　强烈建议：用同一套检测工装进行检验。检测工装符合液晶屏的各项接口参数的要求。　　检测图案：常用红、绿、蓝、白、黑色及灰阶。　　1. 检测条件　　1.1环境：温度20~25℃，湿度65±5%RH　　1.2外观检测：检测人员的眼睛和模块之间的距离为35cm或35cm以上，用一20W荧光灯照明。　　1.3检测区域为显示区域(Active Area)外加1.0mm宽　　　　2. 机械损伤和物理缺陷注意：　　表面是偏光片(偏振片)，一般硬度为3H，容易被尖锐的利器划伤　　2.1标准中会规定可接受划痕的尺寸　　2.2偏振片上的凹痕或偏振片和玻璃之间有气泡。　　3. 异物(开背光或白态检测)　　3.1黑斑(black spot)　　3.2亮斑( bright spot，类似亮点)　　3.3纤维状物质(Lint)&&&& 4. 点缺陷&& 　◆绿/红/蓝点：当显示屏点亮时，黑色图形模式下，点显示为亮点。　　◆当显示屏点亮时，白色图形模式下，点显示为黑点。　　4.1亮点(bright dot)或暗点(dark dot)　　4.2彩色滤光器上的刮擦伤痕　　4.3黑色矩阵(B/M)上的刮擦伤痕4液晶应用知识 　　液晶知识　　我们简单地将常用的平板显示解决方案分为3大类，即MCU接口、多媒体接口(PC端的模拟RGB、DVI，视频等)和内置平板显示控制的(如ARM、工业PC等)。具体解决方案参考“解决方案”中的相关内容。以下主要针对信号和控制原理进行介绍。　　一、LCD接口　　LVDS：Low Voltage Differential Signaling是一种小振幅差分信号技术，使用非常低的幅度信号(约350mV)通过一对差分PCB走线或平衡电缆传输数据。它允许单个信道传输速率达到每秒数百兆比特，其特有的低振幅及恒流源模式驱动只产生极低的噪声，消耗非常小的功率。　　LVDS具有高速度、低噪声/低EMI、低功耗、节省成本等方面的优点。　　应用LVDS串行/解串器技术，将数据线压缩到数对差分线，完成了数据传输，对于多通道、宽带、大动态的数据传输，LVDS串行/解串器将是很好的解决方案。　　二、信号源接口　　1. MCU接口　　1.1 8位/16位数据总线 + 片选 + 寄存器选择 + 读 + 写等　　1.2 数据总线 + 地址总线 + 读写等　　2. PC的模拟接口，采用标准的15芯D-sub接插件，信号为VESA(美国Video Electronic Standard Association)的显示器时序标准，主要包括场同步、行同步及模拟RGB信号。　　3. DVI接口：Digital Visual Interface是一种适应数字平板显示器飞速发展而产生的显示接口。DVI标准的基础是Silicon公司的PanelLink接口技术，这是一种高速串行接口，采用的是跃变最小化差分信令(Transition Minimized Differential Signaling,TMDS)传送数据到监视器。　　 DVI-D只支持数字式显示器　　 DVI-I支持数字式显示器，并兼容模拟式显示器　　4. 视频接口　　4.1. 视频信号具有图像信号、同步脉冲、消隐脉冲、色同步信号的电信号，常见三类　　◆Composite复合视频(复合在一起的单一信号，或[Composite Video Broadcast Signal])　　◆S-video(S端子)分离视频(亮度与色差分离)　　◆Component分量视频(每个基色分量作为独立的电视信号YPbPr)　　4.2 模拟电视制式　　◆NTSC(National Television Systems Committee)正交平衡调幅制　　◆PAL(Phase-Alternative Line)逐行倒相正交平衡调幅制　　◆SECAM(Sequential Coleur Avec Memoire)顺序传送彩色与存储制　　三种制式的主要区别是将色差信号频谱线插入亮度信号频谱空隙中所采用的方法不同，我国模拟电视采用PAL制，D/K伴音。　　三、控制原理　　1. MCU接口　　　　2. 多媒体接口　　5液晶的背光和驱动　　液晶的背光和驱动　　常见背光方式：(发光二极管)和(冷阴极荧光灯)。　　一、LED背光在中最为常用，现在以白光LED为常见。　　LED的驱动需要供给恒定的电压或恒定的电流，有的是LED串联，有的是LED并联。　　　　　　二、CCFL背光　　1. 冷阴极荧光灯，即CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)，或称为CCFT(Cold Cathode Fluorescent Tube)。　　　　发光原理：当高压加在灯管两端后，灯管内少数电子高速撞击电极后产生二次电子发射，　　开始放电,管内的水银受电子撞击后，激发辐射出253.7nm的紫外光，产生的紫外光　　激发涂在管内壁上的荧光粉而产生可见光。　　负载特性：高非线性负载(电流源)，启动后为负阻抗特性，即工作电流上升时工作电压会　　略有下降。　　2. 亮度特性　　2.1 电流直接影响CCFL的亮度也严重影响CCFL的寿命，电流高亮度就高，但是电流与CCFL的亮度并非线性关系。　　　　2.2 亮度衰减曲线：　　　　2.3 环境温度对CCFL亮度的影响　　　　3. 寿命特性　　灯管寿命一般定义为：在25℃的环境温度下，以额定的电流驱动灯管，亮度降低到初始亮度的50%的工作时间长度为灯管寿命。　　影响灯管寿命的2个关键因素是电流和温度。　　以KYOCERA的KCS057QV1AJ-G23为例：　　电流IL寿命(Min)寿命(Typ)环境温度　　4mArms30000小时45000小时25℃　　5mArms25000小时40000小时　　6mArms17000小时25000小时　　7mArms12500小时15000小时　　如果环境温度在10℃的话，KYOCERA的KCS057QV1AJ-G23寿命为上述寿命80%。在更低的温度下，寿命会更短。　　三、驱动CCFL的逆变器(Inverter)或叫逆变器，也有称之为高压包的。　　基本框图如下：　　　　比较简单的逆变器则没有保护和控制等，象TDK的CXA-L10。　　四、逆变器的选择与使用　　4.1 注意逆变器与CCFL的匹配　　启动电压：低温启动满足　　工作电压：测试负载的阻抗与CCFL负载阻抗，负载阻抗小意味着功耗大，逆变器驱动能力不足　　工作电流：逆变器最大输出电流符合CCFL典型值要求　　工作频率：在CCFL要求的范围内，同时又不至于干扰其它电路　　4.2 使用注意　　◆安全防护：防止电击与着火。　　◆安全措施：安装避免引起短路，保证安全电气距离(&2mm)。　　◆输入连接正确，尤其是Vin与GND;输入在允许范围内。　　◆输出不宜接反会导致负载加重。　　◆输出连接要可靠，有间隙可能导致放电、或CCFL不亮、或闪烁等，也会引起逆变器温度　　升高。　　◆从逆变器到CCFL的连接线应该越短越好，连线形成寄生电容：a. 缩短CCFL的寿命，　　b. 降低CCFL的亮度，c. 降低到CCFL后的启动电压。同时输出线相当于天线，容易　　辐射。不得已需要延长线的话，也应该选用耐高压的线材。6液晶新兴技术　　液晶新兴技术　　这里所说的新兴技术，之所以新，并不是完全是刚出现的技术，而是时下已经进入实用阶段的一些对液晶显示而言具有革命性意义的一些技术。　　主要表现在亮度、对比度、响应速度、视角等方面的改进方面。　　1. ASV()技术：分子长轴垂直于面板方向互相平行排列，每个像素都具有多个方形圆角的次像素电极，当电压加到液晶层次像素电极和另一面的电极上时，形成一个对角的电场驱使液晶向中心电极方向倾斜。各液晶分子朝着中心电极呈放射的焰火状排列。由于像素电极上的电场是连续变化的，所以这种宽视角模式被称作“连续焰火状排列”模式。　　　　　　　　最新ASV 2.3视角达到亮度700cd/m2，对比度1200:1，平均灰阶响应速度，视角176°/176°。　　2. SHARP独有的“超黑晶”技术(Black TFT Technology)，主要是针对光线的反射与透光问题而设计的，它通过在屏幕表面加入数层带有特殊化学涂层的薄膜光学物质对外来光线进行处理，一方面折射成不同的比例，使反射的光线得以改变方向并互相抵消;另一方面能最大限度地吸收外来光线，改变光线传播的波长和反射，经过这样的处理后，就能最大限度地减少外来光线在屏幕造成的反射，把在屏幕上产生的反光度和反光面积降低至最低和程度，令能在任何恶劣的光线环境下使用，即使在户外都依然能显示出亮丽细致的画质效果。　　3. SHA(Super High Aperture ratio超高开口率)，是用特殊树脂作为总布线和出入口布线的层与层之间绝缘膜，并将像素领域进行了扩大。　　4. AGLR(Anti-Glare Low Reflection TFT)技术原理与Black TFT的液晶显示技术原理是相通的。都是通过液晶表面加上特殊的化学涂层，令外界光线在屏幕上造成的反射发生变化，从而令背光源的光线能更好地透过液晶层，使亮度更高，反射更低。　　5. SHARP的CGS技术　　A-Si(Amorphous-Silicon非晶硅)，P-Si(Poly-Silicon多晶硅)，　CG-Si(Continuous Grain-　　Silicon连续晶界硅　　　　　　周围器件高集成度、像素高精细化、低功耗。LS037V分辨率为480×640。　　6. 3D(3维)显示技术 　　◆可在任何地方观看——不需特殊眼镜　　◆可进行 2D/3D切换——采用开关液晶，可进行电气切换　　◆高清晰度——显示2D时，也能获得与LCD同样的高清晰度　　原理如下：　　　　7. SHARP可控制视角的新型液晶面板　　Dual View液晶采用了夏普现已投入实用的可显示立体影像的3D液晶技术。控制视角的液晶面板在没有施加电压时，从正面及左右两面透过的光是相同的，而为它接通时，光线就仅能从正面而不能从左右方向透过。利用这一方法，从正面方向就可以看到下面的面板显示的画面，而从左右倾斜的方向则仅能看到阻挡光线的图案。　　　　8. 其它宽视角技术　　8.1 IPS(In Plane Switching平面控制模式)宽视角技术　　也是在液晶分子长轴取向上做文章，不同的是IPS广视角技术的液晶显示让观察者任何时候都只能看到液晶分子的短轴，因此在各个角度上观看的画面都不会有太大差别，这样就比较完美地改善了液晶显示器的视角。　　IPS一个最大特点就是它的电极都在同一面上，而不象其他液晶模式的电极是在上下两面。因为只有这样才能营造一个平面电场以驱使液晶分子横向运动。这种电极对显示效果有负面影响：当把电压加到电极上后，靠近电极的液晶分子会获得较大的动力，迅速扭转90度是没问题的。但是远离电极的上层液晶分子就无法获得一样的动力，运动较慢。只有增加驱动电压才可能让离电极较远的液晶分子也获得不小的动力。所以IPS的驱动电压会较高，一般需要15伏。由于电极在同一平面会使开口率降低，减少透光率，所以IPS应用在LCD TV上会需要更多的背光灯。　　　　8.2 OCB宽视角技术　　OCB(Optically Compensated Bend/Optical Compensated Birefringence，光学补偿弯曲排列/光学补偿双折射)广视角技术利用其设计巧妙的液晶分子排列来实现自我补偿视角，所以它又叫自补偿模式。　　OCB模式的液晶排列看上去非常象两层TN模式液晶相叠，但它的液晶分子排列是上下对称的，这样由下面液晶分子双折射性导致的相位偏差正好可以利用上部分的液晶分子自行抵消，相对其他配向分割模式，OCB的制造工艺更简单一些。　　OCB最大的特点就是响应速度快，即使是Tr+Td也不会超过10ms，目前已经有1ms到5ms的产品。所以OCB模式的液晶显示器最适合应用于还原动态图像。　　OCB最大的缺陷在于，由于OCB模式在无电场情况下分子是平行于Panel的，这样为了实现液晶分子的弯曲排列，每次开机都需要一定的预置时间来让液晶分子扭动到合适位置之后才能正常工作。7液晶常用术语　　液晶常用术语A&&AC PDPAC Plasma Display Panel交流型等离子体显示器ACFAnisotropic Conductive Film各向异性导电带Active AreaActive Area显示区域A/DAnalog / Digital模拟 / 数字AFLCAnti-Ferroelectric Liquid Crystal反铁电液晶AM-LCDActive Matrix Liquid Crystal Display有源矩阵液晶显示器a-si TFTAmorphous Silicon TFT非晶硅薄膜晶体管ASICApplication Specific IC专用集成电路B&&BacklightBacklight背景光（背光）BMBlack Matrix彩色滤光片基色间的黑色矩阵BrightnessBrightness亮度C&&CCFLCold Cathode Fluorescent Lamp冷阴极荧光灯CGSContinuous Grain-Silicon 连续晶界硅CFColor Filter彩色滤光片ChromaticityChromaticity色度COBChip On Board裸芯片被绑定在PCB板上COFChip On Film芯片被贴装在FPC板上COGChip On Glass芯片被贴装在玻璃基板上ColorColor彩色Color SaturationColor Saturation色彩饱和度Color TemperatureColor Temperature色温ComponentComponent Video分量视频ContrastContrast Ratio对比度COPChip On Plastic芯片被贴装在塑料基板上Cross-talkCross-talk交叉效应CRTCathode Radial Tube阴极射线管（布劳恩管，显像管）CVBSComposite Video Broadcast Signal复合视频电视广播信号D&&DACDigital to Analog Converter数字-模拟变换器DCDirect Current直流电DC-PDPDC Plasma Display Panel直流型等离子体显示器DDCDisplay Data Channel显示数据通道Decay TimeDecay Time下降时间DLPDigital Light Processing数字光处理器DMDDigital Micro-mirror Device数字微镜器件DotDot点Dot PitchDot Pitch点间距DPIDot Per Inch点每英寸DS-LCDDynamic Scattering LCD动态散射液晶显示器DSMDynamic Scattering Mode动态散射方式DVIDigital Visual Interface数字显示接口E&&ECBElectrically Controlled Birefringence电控双折射EDIDExtended display identification Data扩展显示识别数据ELElectro Luminescence电致发光显示F&&FEDField Emission Display场致发射显示器FFCFlexible Flat Cable挠性扁平导线FLCFerroelectric Liquid Crystal铁电液晶FPCFlexible Printed Circuit挠性印制电路板FPDFlat Panel Display平板显示器FSTNFilm Super Twisted Nematic带光学补偿片的STNG&&GH-LCDGuest-Host LCD宾主效应液晶显示器H&&HCFLHeat Cathode Fluorescent Lamp热阴极荧光灯HDMIHigh Definition Multimedia Interface高清数字多媒体接口HDTVHigh Definition Television高清晰度电视HMDHead Mount Display头盔显示器I&&ICIntegrated Circuit集成电路InverterInverter逆变器（逆变电源）IRInfrared红外ITOIndium Tin Oxide氧化铟锡导电膜J&&JISJapan Industrial Standard日本工业标准K&&L&&LCDLiquid Crystal Display液晶显示器LCDTV LCD Television液晶电视机LCMLiquid Crystal Module液晶模块LCOSLiquid Crystal on Silicon投影显示用的硅基液晶LEDLight Emitting Diode发光二极管LSILarge Scale Integration大规模集成电路LTPSLaw Temperature Poly-Silicon低温多晶硅LVDSLow Voltage Differential Signaling低压差分信号M&&MatrixMatrix矩阵MIMMetal-Insulator-Metal金属-绝缘体-金属MTBFMean Time Between Failure平均无故障时间MTTRMean Time To Repair修理平均时间N&&NTSCNational Television Systems CommitteeNTSC制式,全国电视系统委员会制式O&&OLEDOrganic Light Emitting Diode有机电致发光显示器OSDOn Screen Display在屏上显示P&&PALPhase Alternating LinePAL制式(逐行倒相制式)PALCPlasma Addressed Liquid Crystal等离子体寻址液晶PCPersonal Computer个人电脑PCBPrint Circuit Board印制电路板PDAPersonal Digital Assistant掌上电脑PDPPlasma Display Panel等离子体显示器PhasePhase相位PIPolyimide聚酰亚胺（取向剂）PixelPixel像素PolarizerPolarizer偏振片ProjectionProjection投影p-si TFTPoly-silicon TFT多晶硅薄膜晶体管Q&&QVGAQuarter Video Graphics Array画面像素数320×240R&&ReflectiveReflective反射Response TimeResponse Time响应时间RGBRed-Green-Blue彩色滤光片的红绿蓝三基色Rise TimeRise Time上升时间S&&SDTVStandard Definition Television标准清晰度电视SECAMSequential Coleur Avec Memoire顺序传送彩色与存储制SharpnessSharpness锐利度SIDSociety for Information Display国际信息显示学会SMDSurface Mounting Devices表面贴装器件SMTSurface Mount Technology表面贴装技术STN-LCDSuper Twisted Nematic LCD超扭曲向列液晶显示器SVGASuper Video Graphics Array画面像素数800×600SXGASuper eXtended Graphics Array画面像素数S-videoSeparate Video分离视频T&&TABTape Automated Bonding带状元件自动邦定（用ACF）TCPTape Carrier Package芯片带载封装TFT-LCDThin Film Transistor LCD薄膜晶体管液晶显示器TMDSTransition Minimized Differential Signaling跃变最小化差分信号TN-LCDTwisted Nematic LCD扭曲向列型液晶显示器TransmissiveTransmissive透射TVTele Vision电视U&&UVUltraviolet紫外线辐射UXGAUltra eXtended Graphics Array画面像素数V&&VCDVideo Compact Disc视频光盘VESAVideo Electronic Standard Association视频电子标准协会VFDVacuum Fluorescent Display真空荧光显示器VGAVideo Graphics Array画面像素数640×480Viewing AngleViewing Angle视角W&&WXGAWide XGA画面像素数WUXGAWide UXGA画面像素数X&&XGAeXtended Graphics Array画面像素数8其它显示技术&　　其它显示技术　　由1897年Braun发明屏幕开始，迄今已达一百多年的历史，而CRT技术的高显示品质与低成本优势，使得其被于最大的显示市场电视与计算机屏幕;然而就基本的技术而言，CRT仍有许多的缺点，如尺寸的限制(理论可达约40吋)、体积大不易缩小、高重量、耗电量高，在过去以计算机与电视为主的显示装置市场中，因为使用多属于固定的场合，因此上述缺点多被其高显示品质所掩盖。随着时序步入信息时代，对CRT技术改善的诉求也开始出现，不论穿戴型及便携式显示应用之短小、省电特性需求，或且是个人、多人使用乃至超大型显示应用之薄型化需求均面临CRT技术应用之明显限制，因此在完全信息时代对显示需求之殷切期盼下，平面显示(FPD，Flat Panel Display)逐渐成为显示装置之未来主流。　　　　一、OLED　　1. OLED即英文Organic Light Emitting Diode的缩写，中文译作有机发光二极管，又称为有机电致发光(Organic Electroluminesence，OEL)。　　2. 其原理是用ITO透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到，金属电极膜同时也起了反射层的作用。　　　　3. 目前主要应用市场：副屏、设备、等。　　4. 技术性能：　　◆抗振性好　　◆主动发光　　◆低功耗　　◆视角宽，响应速度快——视角大于170°，响应速度几微妙　　◆宽温工作　　◆超薄膜，重量轻　　◆工艺简单，成本低　　◆高对比度　　◆发光颜色丰富，易实现彩色显示　　◆大尺寸、高分辨率　　◆可制作在柔软衬底上，器件可挠曲化　　◆材料满足绿色环保要求　　5. 现阶段还存在的主要问题　　◆寿命短(10000小时以内)、红蓝色纯不够　　◆亮度受驱动电流制约　　◆可靠性低　　◆大面积化难度大　　◆知识产权被垄断　　◆配套产品滞后，价格还偏高　　二、EL　　EL(electroluminescence)是一种三层薄膜组成自发光器件，由于它是固体显示器件，所以它抗冲击、振动和耐高、低温的性能超群，可在-40℃~+80℃的环境下工作，EL在军事领域中得到广泛应用。EL的缺点是难以实现全彩色，亮度不足。近几年来，利用添加Mn的ZnS荧光材料，已经可以得到高亮度红色光和黄色光，但是蓝色的高亮度化仍旧很困难。　　三、PDP　　1. PDP(Plasma Display Panel )即等离子体显示技术。PDP于1964年由美国的伊利诺斯大学的两位教授发明。　　2. 等离子体(Plasma)是指正负电荷共存,处于电中性的放电气体的状态。PDP属于自发光型显示器。PDP有六大关键部件即等离子显示屏体(PANEL)、驱动电路、屏蔽玻璃(EMI filter)、(◆)、接口电路(VSC)和外壳 组成。等离子显示屏一种利用气体放电激发荧光粉发光的显示装置，其工作机理类似普通日光灯，由相距几百微米的两块玻璃板，中间排列大量的等离管密封组成的。每个等离子管是在两层间隔为100~200μm的玻璃衬板之间隔成的小室，每个小室内都充有氖氙气体(压力为几百托)。在等离子管电极间加上高压后，封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生辉光放电，产生紫外光(147nm)，激励平板显示屏上的红绿蓝三基色磷光体荧光粉发出可见光。每个等离子腔体等效一个像素。由这些像素的明暗和颜色变化，合成各种灰度和色彩的电视图像。　　　　3. 按PDP驱动方式分PDP有交流型(AC)和直流型(DC)两种类型。其中交流驱动式又分为存储效应型和刷新型，直流驱动式又分为刷新型和自扫描型。但是由于图像不会产生闪烁、具有由显示屏确定的存储特性及较高的亮度三个原因，交流电压驱动的PDP(ACPDP)处于技术主流地位。　　四、SED　　SED的全称是“-conduction Electron-emitter Display”，译成中文就是“表面传导电子发射显示器”。　　SED在最初研制时也被称作surface conduction emitter (SCE)，佳能公司在1986年开始SED技术的研发，从1999年起佳能与日本最大的半导体生产商东芝公司一起开发SED显示器。2004年10月佳能和东芝共同投资组建了SED公司，总投资达到18.2亿美元。新组建的SED公司在2005年正式将SED显示器商品化，开始生产主要供大尺寸平板电视使用的SED面板。　　　　前玻璃基板上涂有红、绿、蓝三色荧光粉，并作为阳极相对后玻璃基板加有几千伏的高压。通过丝网印刷法在后玻璃基板上制作对应每个像素的金属电极，并用喷墨印刷的方法在金属电极间制作氧化钯薄膜电子发射阴极。上图右下角就是单个像素的示意图。生成了氧化钯膜的金属电极间距只有4-6个纳米，当金属电极间加上十几伏的电压后，极间将形成超高电场，氧化钯膜中的电子会被牵引出来，形成电子发射。由于金属电极是沿着同一块玻璃基板排列，所以刚发射出来的电子是在玻璃基板表面传导的，这是这种器件被命名为表面传导电子发射显示器的原因，这也是SED与其它的场致发射显示器(FED)的区别所在。　　SED只是场致发射显示器(FED)的一种。　　SED的唯一区别就是起牵引电子作用的柵极并不是与电子发射阴极平行排列在下玻璃基板上，而是制作在电子发射阴极和阳极(上玻璃基板)之间，因此仅仅是电极制作工艺的区别。　　FED从上世纪90年代初做出实用化的样机，到90年代中期实现商业化，已经过去了十几年，至今我们也没有看到其对显示工业产生多大的影响。除了前期受到阴极和柵极的制造工艺的困扰之外，还有如下的问题需要解决：　　(1) 为了不影响电子的发射和运行，FED的内部为超高真空状态，其表面要承受超过每平方米10吨的压力，内部的支撑问题需要解决。这也决定了FED的尺寸不可能做的太大，由此我们也理解了为什么CRT会如此笨重，且其极限尺寸只能达到45英寸。　　(2) 高速电子打到荧光粉后会把其内部吸附的气体解吸出来，造成真空度降低。因此FED的寿命与真空保持问题紧紧地联系在了一起。（作者：冯双洋责任编辑：nick）欢迎在新浪微博上关注我们,&等128.3万人已关注
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