《平板显示技术》PPT课件
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3
平板显示技术基础
第1章 平板显示技术概 论§ 1-1 显示技术的发展与应用
1 信息社会与显示技术
信息社会的特征: 信息的生产、存储、加工、传递、处理
成为重要的产业, 信息和知识成为重要的生产力、 竞争力，也是经济成就的重要因素.
4
N·维纳的定义：“信息是人们在适应外 部世界并使这种适应反作用于外部世界的过程 中，同外部世界进行交换的内容的名称。”
13
显示技术追求的目标是:
清晰、准确、实时、直观、方便、节能、携 带信息量大，甚至全彩色、立体化等等
14
2 显示器件的分类
2.1 主动显示器件和被动显示器件 主动显示器件的有：
（1） 阴极射线管(CRT：cathode Ray Tube); （2）等离子体显示（DPP: Plasma Display Panel）； （3）电致发光显示(ELD: Electro Luminescent Display)； （4）场致发射显示FED(Field Emission Display)； （5）发光二极管(LED: Light Emitting Diode);
（2）现代显示 ISSN 1006-6268 CN11-3670/TN
2
平板显示技术基础
第1章 平板显示技术概论 第2章 视觉与光的量度 第3章 液晶显示的物理基础 第4章 液晶显示器件 第5章 液晶显示器件的驱动技术 第6章 液晶显示模块及其应用 第7章 背光源及其辅助电路 第8章 设计与制造工艺 第9章 有机发光显示器件简介
术.科学出版社，2002 （5）李维是 郭 强 编著. 最新液晶显示应用 .电子工业出版社, 2006.
(6) 高鸿锦,董友梅 主编 液晶与平板显示技术. 北京邮电大学出版 社,2007-6 (7) 李维杰 编著. 平板电视技术. 电子工业出版社, 2007-5
杂志：
（1）液晶与显示 ISSN 1007-2780 CN22-1259/04
21
2.3.4 真空荧光管显示(VFD)
• VFD主要特点是对于低信息容量显示成本很低、长寿命、 坚固，主要用于可大量生产的小尺寸显示器，在消费类电 子显示、仪表、汽车等要求主动发光显示方面很受欢迎。
2.3.5 有机发光二极管 (OLED)
OLED的特点是：低电压5-20V，低功耗、自发光、高亮度、 高对比度，薄、轻，单片结构，重量只有LCD的一半，加 工不复杂，可以彩色化，发光效率高，快速响应，宽视角， 有望发展成低价格。
1951年，劳乌(H．B．Law)研制成功荫罩式彩色显像 管，到1954年正式播送彩色电视节目，开创了彩色显 示的新纪元。
12
1888年奥地利植物学家莱尼茨尔（F．Reinitge） 首先观察到液晶现象。 1889年，德国物理学家莱曼(O．Lehmann)观察到同样 的现象，并发现呈浑浊状液体的中间具有和晶体相似 的性质 液晶的发展在1961年出现了转折点。……
将各种非电学量的信息，如声、光、热、力、数、气氛等的信息源通过 一定的传感器、处理器进行感知和处理传输给显示装置，再由显示装置 进行处理、转换，最后由显示器件转换为人类视觉可识别的信息(如文 字、图形、图像等)。
8
信息显示技术: 把非电学量的信息转换成电信号，再 把电信号转换成文字、图形、图像之 类的可见光信号的一门科学。
• ACPDP现已达到的水平是：亮度为350-500cd／m2；发光效率为 1.51m／W；50英寸分辨力可达HDTV。100~127cm级的ACPDP大型电 视已商品化。一般认为PDP在30-60英寸大型平板显示中最具优势， 产值年增长率达38％，今后将在大屏幕壁挂电视、HDTV、计算机 工作站和多媒体显示等领域形成巨大的应用市场
平板显示技术基础
课程安排: 理论40学时, 实验6学时 成绩评定: 理论85%, 实验15%. 理论成绩中:期末考试70%,
作业 20%, 其他10%
要求：课前预习-课堂做笔记-课后复习及查资 料
主动学习
1
主要参考书与杂志
主要参考书：
（1）应根裕 胡文波 邱 勇 编著. 平板显示技术 .人民邮电出版社,2002. （2）余理富 汤晓安 刘 雨 编著. 信息显示技术 .电子工业出版社,2004. （3）李维是 郭 强 编著. 液晶显示应用技术 .电子工业出版社,2000. （4）李文连 著.有机发光材料、器件及其平板显示—一种新型光电子技
大面积玻璃基板生产主要技术代的情况
生产线世代
Gen1 Gen2 Gen3 Gen3.5 Gen4 Gen5 Gen6 Gen7 Gen8 Gen9
玻璃基板尺寸/mm2
320×400 360×465 550×650 510×720 680×880 1100×1300 1500×1850 1870×2200 2160×2460 2400×2800
据广东省信息产业厅厅长温国辉介绍，目前，全球4大平板显示企业中，广 东已引进其中3家大型液晶电视模组项目，设计产能超过5000万片，占全球四分 之一。佛山奇美、广州LGD、惠州TCL、三星均开始二期工程建设，全省形成了 千余家大中小平板整机及配套企业群体。
在引进国外技术的同时，广东还不断加强自主创新，自主研制出液晶电视集 成制造“南海机型”，降低制造成本20％以上。
2.2 按显示的结构原理分类： 电子束显示、平板显示、光学投影显示和
数码显示四大类。
16
属于被动显示器件的有： （1）液晶显示(LCD: Liquid Crystal Display); （2）电致变色显示(ECD: Electro Chromatic Display)； （3）电泳显示(EPID: Electro Phoretic Image Display)； （4）铁电陶瓷显示(PLZT : Transparent Ceramics Display)
19
2.3.2 等离子体显示器(PDP)
ACPDP的优点是：均匀性好，全彩色，有记忆功能，无闪 烁，长寿命(大于5万小时)，坚固性好，有尖锐的阈值、 结构简单和大屏幕(大于130 cm)。
ACPDP的缺点是：投资大，成本高，采用高压驱动器(约 200V)，电子线路复杂以及发光效率不够高(1.51m／W)。
(6) 真空荧光显示管(VFD: Vacuum Fluorescent Display) ;
(7) 激光显示 ( Laser Display)等。
15
被动显示器件的有：
（1）液晶显示(LCD: Liquid Crystal Display); （2）电致变色显示(ECD: Electro Chromatic Display)； （3）电泳显示(EPID: Electro Phoretic Image Display)； （4）铁电陶瓷显示(PLZT : Transparent Ceramics Display)等
9
2 显示器件的发展与分类
2.1 平板显示器(FPD)与阴极射线管(CRT)
平板显示器(FPD):
扁平度（显示画面的对角线与其厚度的比）大于4的显示 器
10
CRT的优点： 很低的价格，高性价比，调整分辨力很容易，形状和大
小变化很大，寻址极为简单，只用7根导线，好的可视性， 非常好的发光效率，非常丰富的彩色，非常好的寿命特性， 响应速度高，非常好的彩色和灰度，大规模生产基础。
AMLCD的优点是：高性能、彩色、高分辨率、响 应快和薄，主要用于个人视频用品(TV等)、笔 记本电脑和桌上监视器。
AMLCD技术现状(2006年)是：亮度>3000cd／m2；对
比度，200000：1；彩色>24bit模拟；帧频：
120Hz；分辨力>130dpi(每英寸点数)；视角：水
平+／-89°，垂直+／-80°；大小：1.3-117cm
22
2.3.6 场发射显示器(FED)
FED曾被认为是CRT的最好继承者，兼有CRT与LCD的优 点，投资者一度很多。但是由于结构复杂，寿命、支撑等 问题尚未彻底解决，因此一些公司纷纷放弃投资，使FED的 研制工作受到影响。
FED目前的技术状况是：亮度100cd／m2；对比度100：1; 彩色：26，模拟方式；帧频>60Hz；分辨力为100dpi; 视 角在水平和垂直方向均为+／-80°；大小：7.6-33cm。
商品化时间
1990 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2005 2007 2009
资本支出/百万美元
350 450 600 800 950 1500 2500 3000
25
5G以上LCD电视切割数
代数
基片/mm2
22英寸 27英寸 32英寸 37英寸 46英寸 52英寸 57英寸
5
1100×1300
8
6
6
1500×1850
15
10
8
6
7
1870×2200
15
12
8
6
8
2160×2460
15
12
8
6
9
2400×2800
18
15
12
8
6
26
全球各Fra Baidu bibliotek生产线分布预测
27
广东成为全球最大的液晶电视模组制造基地
出自：SEMI 编辑 冯磊(2009-02-13)
据新华网报道，记者昨（2.11）天从广东省信息产业厅获悉，广东省已成为全 球最大液晶电视模组制造基地，去年广东省液晶电视产量达2100万台，同比增长 56％。
CRT的缺点：体积大和笨重，屏面内有光散射，图像有闪烁和 抖动，最大的直观显示尺寸限制在114cm，无数字寻址，图像 有畸变，应用电压很高(2万伏左右) ，有辐射，在荫罩彩管 内分辨力受限制。
11
1897年，德国学者布劳恩(K．F．Braun)发明了阴 极射线管(CRT)，这成为现代电子显示技术的起点。
20
2.3.3 电致发光板(EL)
EL分薄膜型与粉末型两大类，每一类中又分交流与直流两种。 目前只有交流薄膜电致发光板(ACI'FEL)最先进，其他类型 由于寿命和彩色问题致使无人投资。
ACTFEL主要特点是：低成本、高可靠，三原色 彩色都有合理的发光效率0.8-51m／W；具有很尖的阈值， 即信息容量高、长寿命。 ACIFEL的现状是：亮度为200cd／m2；对比度为300：1; 彩 色为16；帧频>60Hz；分辨力>100dpi；视角：水平+／80°，垂直十／-80°；尺寸：7.6-33cm。
23
2.3.7 发光二极管显示(LED) LED在低容量、低密度显示中有广泛的应用，
如各种指示灯、各种家用电器和公共场所的平面显 示器。随着高亮度与蓝光LED的研究开发成功，LED 显示屏已从单色、多色走向全彩色，从室内显示走 向室外超大屏幕彩色显示。
24
2.4. 液晶显示器面板生产线世代的划分
信息是指通信系统传输和处理的对象， 泛指消息和信号的具体内容和意义
5
人类获取信息的方式
人类感知外界信息依靠眼、耳、鼻、舌、身(皮 肤)所具有的视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。
人的各种感觉器官从外界获得的信息的比例: 电视和网络技术普及之前是:
视觉占60％，听觉占20％，触觉占15％，味觉占 3％，嗅觉占2％。 电视和网络技术普及之后是:
视觉占83％，听觉占11％，触觉占3.5％，嗅觉 占1.5％,味觉占1％。
6
显示技术的意义 显示就是将各种信息转化为视觉信 息再传达给他人的过程，实现这种转化、 传达的技术称为显示技术。
现代显示技术是一种以现代科学技术为基础，最 大限度地采用现代科学技术的成果的显示技术。
7
现代显示技术的基本特点
（46in），1920×1080象素。
18
2.3.1.2 无源矩阵LCD(PMLCD)
PMLCD的优点是：价格便宜、不错的性能，主要 用于消费类电子产品和通信(手机等)产品，在低功 率单色以及低性能的应用领域占有优势。
PMLCD的技术现状是： 亮度：30%-50％的反射 率下为100cd／m2； 对比度：5：1-40：1；彩色： 单色到多色(218)；帧频：> 20Hz；分辨力：5-70dpi； 视角：水平+／-50°，垂直+／-25°；大小：7.6178cm。
等。
2.2 结构原理不同的四大类显示器
(1) 电子束显示器件(即阴极射线管CRT)
(2)平板显示器件
(3) 光学投影显示。 (4) 数码显示器件。
17
2.3 平板显示器件的现状及其发展方
2.3.1 液晶显示器
向
• 液晶显示器分有源矩阵LCD(AMLCD)和无源矩 阵LCD(PMLCD)。
2.3.1.1 有源矩阵LCD(AMLCD)
平板显示技术基础
第1章 平板显示技术概 论§ 1-1 显示技术的发展与应用
1 信息社会与显示技术
信息社会的特征: 信息的生产、存储、加工、传递、处理
成为重要的产业, 信息和知识成为重要的生产力、 竞争力，也是经济成就的重要因素.
4
N·维纳的定义：“信息是人们在适应外 部世界并使这种适应反作用于外部世界的过程 中，同外部世界进行交换的内容的名称。”
13
显示技术追求的目标是:
清晰、准确、实时、直观、方便、节能、携 带信息量大，甚至全彩色、立体化等等
14
2 显示器件的分类
2.1 主动显示器件和被动显示器件 主动显示器件的有：
（1） 阴极射线管(CRT：cathode Ray Tube); （2）等离子体显示（DPP: Plasma Display Panel）； （3）电致发光显示(ELD: Electro Luminescent Display)； （4）场致发射显示FED(Field Emission Display)； （5）发光二极管(LED: Light Emitting Diode);
（2）现代显示 ISSN 1006-6268 CN11-3670/TN
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平板显示技术基础
第1章 平板显示技术概论 第2章 视觉与光的量度 第3章 液晶显示的物理基础 第4章 液晶显示器件 第5章 液晶显示器件的驱动技术 第6章 液晶显示模块及其应用 第7章 背光源及其辅助电路 第8章 设计与制造工艺 第9章 有机发光显示器件简介
术.科学出版社，2002 （5）李维是 郭 强 编著. 最新液晶显示应用 .电子工业出版社, 2006.
(6) 高鸿锦,董友梅 主编 液晶与平板显示技术. 北京邮电大学出版 社,2007-6 (7) 李维杰 编著. 平板电视技术. 电子工业出版社, 2007-5
杂志：
（1）液晶与显示 ISSN 1007-2780 CN22-1259/04
21
2.3.4 真空荧光管显示(VFD)
• VFD主要特点是对于低信息容量显示成本很低、长寿命、 坚固，主要用于可大量生产的小尺寸显示器，在消费类电 子显示、仪表、汽车等要求主动发光显示方面很受欢迎。
2.3.5 有机发光二极管 (OLED)
OLED的特点是：低电压5-20V，低功耗、自发光、高亮度、 高对比度，薄、轻，单片结构，重量只有LCD的一半，加 工不复杂，可以彩色化，发光效率高，快速响应，宽视角， 有望发展成低价格。
1951年，劳乌(H．B．Law)研制成功荫罩式彩色显像 管，到1954年正式播送彩色电视节目，开创了彩色显 示的新纪元。
12
1888年奥地利植物学家莱尼茨尔（F．Reinitge） 首先观察到液晶现象。 1889年，德国物理学家莱曼(O．Lehmann)观察到同样 的现象，并发现呈浑浊状液体的中间具有和晶体相似 的性质 液晶的发展在1961年出现了转折点。……
将各种非电学量的信息，如声、光、热、力、数、气氛等的信息源通过 一定的传感器、处理器进行感知和处理传输给显示装置，再由显示装置 进行处理、转换，最后由显示器件转换为人类视觉可识别的信息(如文 字、图形、图像等)。
8
信息显示技术: 把非电学量的信息转换成电信号，再 把电信号转换成文字、图形、图像之 类的可见光信号的一门科学。
• ACPDP现已达到的水平是：亮度为350-500cd／m2；发光效率为 1.51m／W；50英寸分辨力可达HDTV。100~127cm级的ACPDP大型电 视已商品化。一般认为PDP在30-60英寸大型平板显示中最具优势， 产值年增长率达38％，今后将在大屏幕壁挂电视、HDTV、计算机 工作站和多媒体显示等领域形成巨大的应用市场
平板显示技术基础
课程安排: 理论40学时, 实验6学时 成绩评定: 理论85%, 实验15%. 理论成绩中:期末考试70%,
作业 20%, 其他10%
要求：课前预习-课堂做笔记-课后复习及查资 料
主动学习
1
主要参考书与杂志
主要参考书：
（1）应根裕 胡文波 邱 勇 编著. 平板显示技术 .人民邮电出版社,2002. （2）余理富 汤晓安 刘 雨 编著. 信息显示技术 .电子工业出版社,2004. （3）李维是 郭 强 编著. 液晶显示应用技术 .电子工业出版社,2000. （4）李文连 著.有机发光材料、器件及其平板显示—一种新型光电子技
大面积玻璃基板生产主要技术代的情况
生产线世代
Gen1 Gen2 Gen3 Gen3.5 Gen4 Gen5 Gen6 Gen7 Gen8 Gen9
玻璃基板尺寸/mm2
320×400 360×465 550×650 510×720 680×880 1100×1300 1500×1850 1870×2200 2160×2460 2400×2800
据广东省信息产业厅厅长温国辉介绍，目前，全球4大平板显示企业中，广 东已引进其中3家大型液晶电视模组项目，设计产能超过5000万片，占全球四分 之一。佛山奇美、广州LGD、惠州TCL、三星均开始二期工程建设，全省形成了 千余家大中小平板整机及配套企业群体。
在引进国外技术的同时，广东还不断加强自主创新，自主研制出液晶电视集 成制造“南海机型”，降低制造成本20％以上。
2.2 按显示的结构原理分类： 电子束显示、平板显示、光学投影显示和
数码显示四大类。
16
属于被动显示器件的有： （1）液晶显示(LCD: Liquid Crystal Display); （2）电致变色显示(ECD: Electro Chromatic Display)； （3）电泳显示(EPID: Electro Phoretic Image Display)； （4）铁电陶瓷显示(PLZT : Transparent Ceramics Display)
19
2.3.2 等离子体显示器(PDP)
ACPDP的优点是：均匀性好，全彩色，有记忆功能，无闪 烁，长寿命(大于5万小时)，坚固性好，有尖锐的阈值、 结构简单和大屏幕(大于130 cm)。
ACPDP的缺点是：投资大，成本高，采用高压驱动器(约 200V)，电子线路复杂以及发光效率不够高(1.51m／W)。
(6) 真空荧光显示管(VFD: Vacuum Fluorescent Display) ;
(7) 激光显示 ( Laser Display)等。
15
被动显示器件的有：
（1）液晶显示(LCD: Liquid Crystal Display); （2）电致变色显示(ECD: Electro Chromatic Display)； （3）电泳显示(EPID: Electro Phoretic Image Display)； （4）铁电陶瓷显示(PLZT : Transparent Ceramics Display)等
9
2 显示器件的发展与分类
2.1 平板显示器(FPD)与阴极射线管(CRT)
平板显示器(FPD):
扁平度（显示画面的对角线与其厚度的比）大于4的显示 器
10
CRT的优点： 很低的价格，高性价比，调整分辨力很容易，形状和大
小变化很大，寻址极为简单，只用7根导线，好的可视性， 非常好的发光效率，非常丰富的彩色，非常好的寿命特性， 响应速度高，非常好的彩色和灰度，大规模生产基础。
AMLCD的优点是：高性能、彩色、高分辨率、响 应快和薄，主要用于个人视频用品(TV等)、笔 记本电脑和桌上监视器。
AMLCD技术现状(2006年)是：亮度>3000cd／m2；对
比度，200000：1；彩色>24bit模拟；帧频：
120Hz；分辨力>130dpi(每英寸点数)；视角：水
平+／-89°，垂直+／-80°；大小：1.3-117cm
22
2.3.6 场发射显示器(FED)
FED曾被认为是CRT的最好继承者，兼有CRT与LCD的优 点，投资者一度很多。但是由于结构复杂，寿命、支撑等 问题尚未彻底解决，因此一些公司纷纷放弃投资，使FED的 研制工作受到影响。
FED目前的技术状况是：亮度100cd／m2；对比度100：1; 彩色：26，模拟方式；帧频>60Hz；分辨力为100dpi; 视 角在水平和垂直方向均为+／-80°；大小：7.6-33cm。
商品化时间
1990 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2005 2007 2009
资本支出/百万美元
350 450 600 800 950 1500 2500 3000
25
5G以上LCD电视切割数
代数
基片/mm2
22英寸 27英寸 32英寸 37英寸 46英寸 52英寸 57英寸
5
1100×1300
8
6
6
1500×1850
15
10
8
6
7
1870×2200
15
12
8
6
8
2160×2460
15
12
8
6
9
2400×2800
18
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12
8
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全球各Fra Baidu bibliotek生产线分布预测
27
广东成为全球最大的液晶电视模组制造基地
出自：SEMI 编辑 冯磊(2009-02-13)
据新华网报道，记者昨（2.11）天从广东省信息产业厅获悉，广东省已成为全 球最大液晶电视模组制造基地，去年广东省液晶电视产量达2100万台，同比增长 56％。
CRT的缺点：体积大和笨重，屏面内有光散射，图像有闪烁和 抖动，最大的直观显示尺寸限制在114cm，无数字寻址，图像 有畸变，应用电压很高(2万伏左右) ，有辐射，在荫罩彩管 内分辨力受限制。
11
1897年，德国学者布劳恩(K．F．Braun)发明了阴 极射线管(CRT)，这成为现代电子显示技术的起点。
20
2.3.3 电致发光板(EL)
EL分薄膜型与粉末型两大类，每一类中又分交流与直流两种。 目前只有交流薄膜电致发光板(ACI'FEL)最先进，其他类型 由于寿命和彩色问题致使无人投资。
ACTFEL主要特点是：低成本、高可靠，三原色 彩色都有合理的发光效率0.8-51m／W；具有很尖的阈值， 即信息容量高、长寿命。 ACIFEL的现状是：亮度为200cd／m2；对比度为300：1; 彩 色为16；帧频>60Hz；分辨力>100dpi；视角：水平+／80°，垂直十／-80°；尺寸：7.6-33cm。
23
2.3.7 发光二极管显示(LED) LED在低容量、低密度显示中有广泛的应用，
如各种指示灯、各种家用电器和公共场所的平面显 示器。随着高亮度与蓝光LED的研究开发成功，LED 显示屏已从单色、多色走向全彩色，从室内显示走 向室外超大屏幕彩色显示。
24
2.4. 液晶显示器面板生产线世代的划分
信息是指通信系统传输和处理的对象， 泛指消息和信号的具体内容和意义
5
人类获取信息的方式
人类感知外界信息依靠眼、耳、鼻、舌、身(皮 肤)所具有的视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。
人的各种感觉器官从外界获得的信息的比例: 电视和网络技术普及之前是:
视觉占60％，听觉占20％，触觉占15％，味觉占 3％，嗅觉占2％。 电视和网络技术普及之后是:
视觉占83％，听觉占11％，触觉占3.5％，嗅觉 占1.5％,味觉占1％。
6
显示技术的意义 显示就是将各种信息转化为视觉信 息再传达给他人的过程，实现这种转化、 传达的技术称为显示技术。
现代显示技术是一种以现代科学技术为基础，最 大限度地采用现代科学技术的成果的显示技术。
7
现代显示技术的基本特点
（46in），1920×1080象素。
18
2.3.1.2 无源矩阵LCD(PMLCD)
PMLCD的优点是：价格便宜、不错的性能，主要 用于消费类电子产品和通信(手机等)产品，在低功 率单色以及低性能的应用领域占有优势。
PMLCD的技术现状是： 亮度：30%-50％的反射 率下为100cd／m2； 对比度：5：1-40：1；彩色： 单色到多色(218)；帧频：> 20Hz；分辨力：5-70dpi； 视角：水平+／-50°，垂直+／-25°；大小：7.6178cm。
等。
2.2 结构原理不同的四大类显示器
(1) 电子束显示器件(即阴极射线管CRT)
(2)平板显示器件
(3) 光学投影显示。 (4) 数码显示器件。
17
2.3 平板显示器件的现状及其发展方
2.3.1 液晶显示器
向
• 液晶显示器分有源矩阵LCD(AMLCD)和无源矩 阵LCD(PMLCD)。
2.3.1.1 有源矩阵LCD(AMLCD)