物理与现代科技.doc

浅述平板显示技术专业：应用物理 姓名：韩少华 学号：摘要：平板显示技术是一个新兴产业，从产生到发展在短短几十年中，得到了越来越广泛的应用。它以其完全不同的显示和制造技术使之同传统视频图像显示器有很大的差别。平板显示器具有完全平面化、轻、薄、省电等特点，符合未来图像显示器发展的必然趋势。关键词：液晶显示器（LCD）、等离子显示屏（PDP）、有机发光显示器（OLCD）一·时代先锋LCD液晶显示器是通过液晶盒使光发生变化而产生显示作用的非主动发光型显示器。它是利用液晶特定的分子排布，在施加电压时，局部分子的排列状态发生不同于其它分子排列的变化，由此产生了液晶盒的各项光学性质的变化，再通过偏振片等变换为视觉可感知的变化。LCD又称液晶屏。其工作原理以液晶电光效应为基础的。液晶是一种特殊的有机化合物，其特性介于液体和晶体之间，既有液体的流动性，又有晶体的光学、电学等特性。【1】LCD是目前使用最为广泛的液晶显示器，随着半导体技术的不断发展人们已成功地将半导体技术和LCD技术结合在一起，从而产生了LCD的一个新兴产业TFT-LCD由于LCD具有超薄、省电、显示画质好的优点；大小皆宜的尺寸，从而使液晶显示器得到了广泛的应用。不论以数量计还是以使用种类计，液晶显示技术都远远领先于其它显示技术。LCD技术相当成熟，是目前和将来相当长时间的最主要的平板显示器件，可从小尺寸做到大尺寸，物理分辨率高，寿命长，但在响应时间上存在一定劣势。小尺寸显示如手持设备，中尺寸显示计算机终端显示器，车载设备等现在是LCD的优势项目。同时LCD是这三种器件里面唯一的非自发光器件，所以还有一些专有的应用领域，比如投影机和背投电视机以及一些特殊的应用。随着电子产品智能化的发展，LCD的应用领域不断开拓，产品需求量逐年攀升。LCD除了作为传统的平面显示终端外，Lcos投影显示、3D立体显示、反射节能模式以及夜视产品等都将可能把LCD带入新的应用领域。产品应用技术和应用领域的进一步开发是LCD产业发展的突破点。【2】TFT-LCD是科技含量、经济效益及社会效益都很高的技术，是现代通信和计算机等信息产业最重要的基础之一。电子计算机的普及应用，对21世纪信息化社会将产生深远的影响，而TFT-LCD是电子计算机重要的人机接口。近几年来，LCD的性能提高很快，已优于CRT，今后的发展前景及市场潜力很大，已成为近年来东南亚地区投资热点之一。大力发展彩色TFT-LCD产业不仅可缩短与经济发达国家在信息产业上的技术差距，同时还可带动一大批相关产业的发展。目前困扰我国TFT-LCD产业发展的主要因素是人才与资金的不足。故要想方设法使科研生产趋于合理，必须调整资产结构，增强投入力度，进行企业重组，形成集团优势，实现强强联合，使科研成果能迅速地转化为生产力，无疑将会加快我国TFT-LCD产业的发展。二·大屏幕的领先者PDP等离子显示屏PDP基本上是由一个红、绿、蓝荧光粉的介质放电单元组成的介质网络，它被固定在两片薄玻璃基板之间。然后充以惰性气体密封后制成。在PDP屏的上下基板施加电脉冲来激励惰性气体使之放电，产生等离子体并发射紫外线，紫外线激励荧光粉而放光，由于PDP所有的像素都是同时被激发放电，因此不会产生闪烁。PDP是一种主动发光器件，具有视角宽、响应快、高对比度、工艺比较简单、易于实现大尺寸显示等优点，是将来大尺寸显示的主流产品，但PDP存在发光效率低、驱动电压高、功耗大、分辨率低等缺点，不适宜用于制造40英寸以下的FPD器件。【3】同时PDP可制造尺寸大，亮度高，视角大，但功耗大，物理分辨率较低。在大尺寸显示领域有得天独厚的优势，大屏幕电视机是它的优势领域，也是它几乎唯一的应用领域。但现在这个领域也遇到了LCD的挑战。甚至有82英寸的LCDTV推出，使得PDP只有利用相对的成本优势来保护优势市场。而且PDP具有亮度均匀，不受磁场影响，环境适应能力强；工艺简单，适宜大批量生产；具有记忆特性，图像效果好；色彩还原性好；视角大等优点。所以PDP是科技含量、经济效益及社会效益都很具有潜力的技术，是现代通信和计算机等信息产业最重要的基础之一。虽然PDP在上世纪60年代就有雏形，但实际的发展也不过几年的时间，虽然利用了相关产业的成熟技术，但整体制造技术没有LCD成熟，在基本结构方面还存在技术更新的可能。但却不能忽视它巨大的价值，只要人们取得了PDP技术的突破，我相信PDP就会如雨后春笋般迅猛发展。三·OLEDOLED(Organic light emitting diode) 即有机电致发光是继TFT-LCD(Thin film transistor liquid crystal display)，新一代之平面显示器技术。其具备有构造简单、自发光不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广等优点。而其原理是利用一个薄而透明具导电性质的铟锡氧化物（ITO）为正极，与另一金属阴极以如同三明治般的架构，将有机材料层包夹其中，有机材料层包括电洞传输层（HTL）、发光层（EL）、与电子传输层（ETL）。当通入适当的电流，此时注入正极的电洞与阴极来的电荷在发光层结合时，即可激发有机材料生成光线，而不同成分的有机材料会发出不同颜色的色光，因此选择不同的发光材料就可以实现全色的显示。OLED也是一种主动发光显示器件，具有低功耗、高亮度、高对比度、高分辨率、宽视角、快响应、宽温度范围、可以实现柔软显示及工艺简单等优点，从长远来看，是一种极为理想的显示器件，目前OLED 技术还不是很成熟，材料的发光效率、寿命、色纯度还不高，器件制造工艺技术，特别是LTPSTFT驱动技术、喷墨打印技术、彩色化技术还在进一步开发中，设备还需要进一步改进。OLED超轻超薄可弯曲，亮度高，可视角度大，自发光不需要背光源，功耗低，响应速度快，物理分辨率高，发热低，抗震，制造成本低，从理论角度讲具有很光明和广泛的市场前景。从手机到TV，几乎现在所有显示领域都是OLED的目标市场，但由于技术和产业配套的原因，OLED并没有想当然的分析来得那么快。【4】但随着技术的成熟和产业的发展，OLED会充分展示自身优势来获得更大的市场应用。OLED基本显示单位金属阴极 透明阳极和有机薄膜组成，而有机薄膜层是夹在金属阴极、透明阳极之间的，像个三明治；中间的有机薄膜又分为电子传输层、有机发射层和空穴注入层。当电场施加到OLCD基本显示单位的两极上，电子和空穴在有机发射层相结合产生出光，这一过程是电致发光过程。所以OLED同LCD的显示机理是完全不同的，不需要外部光源的支持。并且OLED主要性能特点包括：亮度高（目前OLED的发光亮度已可以超过cd/m）、对比度大、色彩效果好、环境适应性能强可以适应巨大的加速度、振动等恶劣环境、视角大、响应速度快，可以实现高速度的视频重放、功耗小、分辨率高等。【5】OLED原材料品种少，制程简单，但由于产业化时间短，相关产业配套较弱，虽然理论成本低，但实际市场价格并没有优势。OLED要实现一统平板显示的梦想，就要在成本上展现优势。提高技术成熟度，通过扩大产业规模提高配套能力，降低边缘成本，从而实现对成本的控制。因此OLED目前主要是要进一步改进彩色化工艺及制造设备，提高材料的利用率，提高生产节拍和成品率，此外还要大幅度降低材料及驱动电路的价格，只有这样，才有可能在与TFT-LCD的竞争中，逐步取得优势地位。OLED被称为当代梦幻般的显示技术，具有所希望的优良显示性能，是下一代平板显示器的主流产品的有力竞争者。目前因受产品寿命、发光效率以及面板尺寸等因素限制，刚刚开始用于MP3和手机等便携式产品及车载产品。产品寿命和发光效率主要取决于OLED材料，这两项指标正在逐年提升，OLED显示的均匀性受各层电极表面平坦度影响明显，大尺寸OLED面板的研发一直存在困难。尽管如此，仍然不断有新的大尺寸OLED面板研究的报道。有机构已经将40英寸的OLED电视提上日程，一旦研究成功，将标志着大尺寸OLED面板技术及应用方面都将取得重大突破。四·LCD、PDP、OLCD三种显示器在我们的生活中的优势和劣势。LCD优势是综合方面的，包括量产技术成熟，产品种类可覆盖从小到大几乎所有尺寸，性能稳定，能耗小，显示性能优越，性价比高。其劣势包括响应时间不够理想、温度性能有待提高、投资大(TFT)、制造复杂等。 PDP的优势主要包括温度性能好、能经受严格机械振动冲击、抗电磁干扰能力强。但只适合大尺寸的显示，能耗大、分辨率低、制造复杂。OLED显示性能优异，能耗低(目前能耗与TFT-LCD相比不具优势，但发展潜力较大)，温度性能卓越，抗震性能优良，可以制成可弯曲的显示器，投资小，制造成本低等。其劣势主要有纯色发光元件寿命较短，红色和蓝色色纯度不够，量产技术普遍不足，大尺寸产品有待研发。通过以上的介绍我们了解了平板显示技术的原理和应用现状。然而平板显示技术在蓬勃发展的同时也有它还未解决的缺点。所以在未来平板显示技术发展中，优先应先解决这些缺点。只有解决这些缺点我们才能在这一领域更好地发展。并且我认为随着LCD技术的不断完善和PDP、OLCD技术的深入研究，平板显示器将会向着环保、清晰、舒适、健康等方面发展，并逐渐取代传统显示器，成为社会的主流。参考文献：【1】 田明波.叶峰平板显示器技术发展【M】北京.科学出版社.2010【2】 田明波.叶峰平板显示器技术发展【M】北京.科学出版社.2010【3】 田明波.叶峰平板显示器技术发展【M】北京.科学出版社.2010【4】 应根欲.胡文波.邱勇平板显示技术【M】北京人民邮电出版社.2002【5】 应根欲.胡文波.邱勇平板显示技术【M】北京人民邮电出版社.2002 Flat panel display technology's present and future Professional: the application of physical Name: Han ShaoHua Student id: Abstract: the flat panel display technology is a new industry, the emergence and development in just a few years, have been applied more and more. With its completely different display and manufacturing technology with traditional video images of the display have very big difference. Flat panel display has completely superficial and light, thin, save electricity and other characteristics, meet the future image display the inevitable trend of development. Keywords: liquid crystal display (LCD), plasma display panel (PDP), organic light emitting displays (OLCD)