显示科学与器件技术

DCEL
Matrix
Matrlx
电子束显示器（CRT） 原理
⚫ 电子以高能量轰击荧光 粉发光
⚫ 电子束以扫描方式有序 轰击荧光屏上的荧光粉
电子束显示器（CRT）发展的实用化过程
⚫ 1897年 ⚫ 1935年 ⚫ 1958年 ⚫ 1960年 ⚫ 1973年 ⚫ 1991年 ⚫ 1996年 ⚫ 1997年 ⚫ 1999年
TFT－LCD HDTV时代到来
等离子体显示器（PDP）显示原理
原理：利用气体放电产生紫外线，紫外线激发光致荧 光粉，荧光粉发射可见光
气体放电 等离子体 紫外线
荧光粉 可见光
信息传递
信息高速公路
接口与处理
信息显示终端
⚫ 信息输出是一个重要的信息功能，显示技术是实 现信息输出的重要模式
人类获取信息的方式
⚫ 视觉 ⚫ 听觉 ⚫ 触觉 ⚫ 味觉 ⚫ 嗅觉
视觉获取的信息占全部信息量的 70%以上
显示技术的地位
显示无处不在
“显示器”是人机交互和信息展示的窗口 ⚫ 显示器是显示技术的关键组成，在娱乐、工业、军事
、交通、教育、航空航天、卫星遥感等有广泛应用
发展显示技术的重要性
⚫ 世界范围
— 新型显示技术的研究一直是发达国家和新兴工业国科技攻 关的制高点
—全球平板显示器产值超过了1000亿美元 ⚫ 中国
— 显示技术及其相关产业的产品占信息产业总产值的45% — 电视机和显示器的生产是我国电子制造业近三十多年来的 支柱之一，对国民经济有着举足轻重的影响 — 中国的彩电产量占世界产量的50％以上，广东是中国电视 机产品生产的重要基地
⚫ 2002年 ⚫ 2007年
布劳恩管的发明（德国） 世界最 早的电视广播开始（德国） 中国 黑白电视广播开始 日本彩色电视 广播开始 中国彩色电视广播开始 高清晰度电视机的商品化（日本）
Sorry公司推出第一台纯平面屏幕CRT彩色电视机
薄平板型CRT公开发表，其厚度只有1cm（荷兰）
中国乐华推出国内第一台纯平面屏幕CRT彩色电 视机
信息显示技术特征：显示器平板化
⚫ 20世纪阴极射线管（CRT）占图像显示器件 的绝对统治地位
⚫ 21世纪是平板显示器的时代，器件技术路线 呈现“百花齐放，百家争鸣”状态
不同发展阶段的显示器
传统显示器：阴极射线管 常用的平板显示器 ： 液晶平板显示器
新型平板显示器：OLED、 FED、微显示、三维显示、 电子纸显示、柔性显示等
各种尺寸全平面平面电视机在中国普及
日本14th International Display Workshops 最后一
次设立CRT的专题
举例
CRT平板化和微型化
液晶显示器（LCD）原理
⚫ 原理
液晶材料在光场/热场/电场作用下表现 出的物理和光学各向异性性质
⚫ 实现
液晶对投射光源起调制作用，即液晶 光阈
⚫ 色彩实现
采用滤色膜提取光源的红绿蓝三基色 以空间混色方式获得彩色重现
电场作用下的 液晶分子运动
液晶显示器（LCD）发展的实用化
过程
⚫ 1888年
液晶的发现（奥地利）
⚫ 1972年
液晶手表、液晶计算器的实用化（美国）
⚫ 1980年
a-Si TFT驱动LCD试制（英）
⚫ 1984年
液晶黑白电视机的实用化（日）
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显示科学与器件技术
内容
⚫ 第一章 显示基础知识
—显示技术及发展概述 —电视基础知识（彩色电视原理、 数字电视原理）
—电视图像的摄取与重现 —显示器性能参数
前言
二十世纪后十五年是信息爆炸时代
⚫ 信息产业（管理机构，行业） ⚫ 电子信息产业的国家“十二五”（2010-2015）重点
组织方向 — 电子信息制造业（主要是平板显示器件制造） — 集成电路产业 — 数字电视与数字家庭产业 — 太阳能光伏产业 — 电子基础材料和关键元器件 — 电子专用设备仪器
⚫ 1984年 ⚫ 1993年 ⚫ 1997年 ⚫ 1998年
液晶彩色电视机的实用化（日百度文库 日本开始建立大尺寸TFT－LCD生产线 韩国建设第3代彩色TFT－LCD生产线 中国台湾建设第3代彩色TFT－LCD生产线
47英寸TFT-LCD 电视机
⚫ 1999年 ⚫ 2000年 ⚫ 2002年
中国引进第一条TFT－LCD生产线（吉林省电子集团公司） 韩国三星将61cm UXGA TFT－LCD HDTV投入市场
显示器实现图像显示原理
显示信息信号调制到达人眼的光亮度、 颜色和空间位臵
显示器件： 主动发光型和非主动发光型
⚫ 主动发光型：器件本身发光；利用显示信 息信号来调制各发光体（称为像素）的发 光亮度和颜色，并直接显示
⚫ 非主动发光型：器件本身不发光；利用显 示信息信号调制外光源使其达到显示目 的
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中国大陆显示产业状况
显示产业集聚发展，形成四个重点区域
北京/河北
四川/湖北/ 陕西
江苏/上海/安徽
广州/深圳
9
显示产业从业人员的专业特征： 多学科聚集
显示技术是一个多学科交叉的产物
物理、材料、化学、光学工程 电子科学与技术、管理科学
材料、器件、制造工艺、设备、表征技术
电子器件、电路技术
一、显示技术及发展概述