ch1 平板顯示技術(shù)的發(fā)展

教材《平板顯示技術(shù)基礎(chǔ)》平板顯示技術(shù)基礎(chǔ)，2013年，北京大學出版社一種永遠堅持的刻苦精神知識，在大家四年的生活中，已經(jīng)裝了滿腹，那么我要給大家的是信心和勇氣。堅持做到六個不要：不要自私不要抱怨不要借口不要自滿不要放棄不要拖延新東方教育科技集團總裁俞敏洪一顆永遠超越的心京東方科技集團股份有限公司上海天馬微電子有限公司信利半導(dǎo)體有限公司國內(nèi)的TFT-LCD產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，追臺趕韓超日的趨勢越發(fā)明顯。國內(nèi)產(chǎn)業(yè)人士為此感到振奮??！主講內(nèi)容韓國LG2009橫濱光電展示4.3英寸FlexibleAMOLED日本NHK和夏普開發(fā)85英寸TFT-LCDAMOLED技術(shù)液晶顯示技術(shù)廣視角技術(shù)薄膜晶體管技術(shù)有機發(fā)光顯示技術(shù)有源矩陣有機發(fā)光顯示技術(shù)3D技術(shù)觸摸屏技術(shù)TFT-LCD技術(shù)新型的顯示技術(shù)參考書目：平板顯示應(yīng)用技術(shù)手冊，應(yīng)根裕，電子工業(yè)出版社，2007年第1版液晶與平板顯示技術(shù)，高鴻錦，北京郵電大學出版社，2007年第1版薄膜晶體管液晶顯示器件的制造、測試與技術(shù)發(fā)展，王大巍，機械工業(yè)出版社，2007年第1版有機電致發(fā)光材料與器件，黃春輝，復(fù)旦大學出版社，2005年第1版OLED有機電致發(fā)光材料與器件，陳金鑫，清華大學出版社，2005年第1版，中華液晶網(wǎng)

，技術(shù)在線，維基百科第1章平板顯示技術(shù)簡介1.1顯示技術(shù)的發(fā)展1.2顯示技術(shù)的種類1.3顯示器的性能對比1.4顯示器的性能參數(shù)1.1顯示技術(shù)的發(fā)展信息時代京東方110英寸全球最大尺寸的超高清顯示屏集眾多先進技術(shù)于一身：超大尺寸面板拼接曝光技術(shù)超大尺寸先進工藝制程技術(shù)高幀速面板設(shè)計技術(shù)超大尺寸拼接鏡像同步掃描技術(shù)120Hz高頻驅(qū)動技術(shù)局域動態(tài)背光技術(shù)1.1顯示技術(shù)的發(fā)展信息時代1G:有聲通信通話翻頁發(fā)接短信2G:數(shù)字手機網(wǎng)頁瀏覽音樂游戲3G:數(shù)字通信電影音樂視頻會議購物未來手機錢包式電腦辦公設(shè)備柔性顯示1.1顯示技術(shù)的發(fā)展顯示技術(shù)發(fā)展的時代第一代顯示——CRT顯示第二代顯示——LCD顯示新一代顯示——OLED顯示未來顯示——柔性顯示在平板顯示中，屏幕變得非常薄CRT顯示平板顯示在CRT顯示中，電子槍距陽極很遠，體積龐大三星的柔性AMOLED日商電子集團52英寸裸眼3D液晶顯示器1.2顯示器的種類顯示器的分類按顯示器顯示圖像的方式分：投影型、空間成像型和直視型三種。按顯示器的形態(tài)分：陰極射線管顯示器和平板顯示器兩種。按發(fā)光方式分：主動發(fā)光型和非主動發(fā)光型兩種。按是否含有源器件分：無源矩陣和有源矩陣兩種。屏幕透鏡折射鏡折射鏡三片液晶屏三片分光鏡光源三片式LCD投影顯示空間成像型顯示器——頭盔顯示器直視型顯示器主動發(fā)光型非主動發(fā)光型陰極射線管顯示器（CathodeRayTube,CRT）等離子體顯示器（PlasmaDisplayPanel,PDP）場致發(fā)射顯示器（FieldEmissionDisplay,FED）真空熒光顯示器（VacuumFluorescenceDisplay,VFD）電致發(fā)光顯示器（ElectroluminescentDisplay,ELD）發(fā)光二極管顯示器（LightEmittingDiode,LED）有機發(fā)光二極管顯示器（OrganicLightEmittingDiode,OLED）液晶顯示器（LiquidCrystalDisplay,LCD）電致變色顯示器（ElectrochromismDisplay,ECD）平板顯示1.2顯示器的種類顯示器的分類直視型顯示器是當前顯示器的主流，根據(jù)顯示原理和發(fā)光類型又分為很多種。CRT：由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈、陰罩、熒光粉層和圓錐形玻殼5大部分組成。原理：由電子槍發(fā)出高能電子束，幾經(jīng)聚焦、調(diào)控打在熒光粉上，產(chǎn)生亮點。通過控制電子束的方向和強度，產(chǎn)生不同的顏色與亮度，并接受信號掃描后形成影像。1.2顯示器的種類陰極射線管顯示器(CRT)陰罩玻殼垂直偏轉(zhuǎn)水平偏轉(zhuǎn)電子束聚焦系統(tǒng)控制柵電子槍陰極熒光粉層帶正電的內(nèi)部金屬層偏轉(zhuǎn)線圈1.2顯示器的種類等離子體顯示器(PDP)介質(zhì)層發(fā)光掃描電極MgO紫外線放電熒光粉玻璃基板玻璃基板信號電極壁障保護層掃描電極介質(zhì)層信號電極玻璃基板熒光粉層（R、G、B）玻璃基板介質(zhì)層等離子體顯示器是利用氣體放電發(fā)光激發(fā)熒光粉實現(xiàn)顯示的一種主動發(fā)光型平板顯示器。具有薄型、大屏幕、色彩豐富的特點，在大屏幕電視市場占有一席之地。優(yōu)點響應(yīng)速度快（<20ns）視角大、體積小、重量輕，適合大屏幕顯示顯示容量大、亮度高，滿足高清晰度電視要求制作工藝易于批量生產(chǎn)，有利于產(chǎn)業(yè)形成應(yīng)用數(shù)字電視、高清晰度電視、多媒體顯示缺點顯示固定畫面時會存在潛像；采用障壁結(jié)構(gòu)，小尺寸高分辨率困難；高驅(qū)動電壓形成的高瞬時功率對集成電路是致命的。1.2顯示器的種類等離子體顯示器(PDP)場致發(fā)射顯示（FED）場發(fā)射顯示（FED）是一種是用冷陰極在高電場作用下發(fā)射電子，轟擊涂覆在樣機上的熒光粉，使其發(fā)光的顯示器件。1.2顯示器的種類尖錐基板樹脂層絕緣層陰極隔墊物基板發(fā)射陣列柵極孔像素柵極聚焦柵格黑矩陣陽極FED是陣列型發(fā)生源冷陰極發(fā)射平板顯示場致發(fā)射顯示（FED）1.2顯示器的種類隔墊物尖錐陰極基板柵極絕緣層熒光粉黑矩陣陽極+++_電子束FED顯示原理：1）尖錐陰極與柵極之間加低電壓，實現(xiàn)對陰極發(fā)射電子的調(diào)制；2）由于電極間距很小，尖錐陰極的尖端會產(chǎn)生很強的電場，電子在強電場下由于隧道效應(yīng)從金屬內(nèi)部穿出進入真空中；3）上基板陽極上加高電壓，電子加速獲得能量轟擊熒光粉，得到高亮度的發(fā)光。發(fā)光二極管顯示（LED）發(fā)光二極管是一種電流注入型半導(dǎo)體發(fā)光器件，是pn結(jié)結(jié)構(gòu)。改變所采用的半導(dǎo)體材料和摻入不同雜質(zhì)可以發(fā)出不同顏色的可見光。PN發(fā)光二極管的材料:主要是-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體材料GaAs紅外光GaP:ZnO紅光GaP:N綠光、黃光GaAs與GaP混晶GaAs與AlAs混晶1.2顯示器的種類發(fā)光二極管顯示（LED）發(fā)光二極管顯示就是采用無數(shù)個小的發(fā)光二極管拼接而成。1.2顯示器的種類LED的主要優(yōu)點是：①主動發(fā)光，發(fā)光強度大。②工作電壓低，約2V。由于是正向偏置，工作穩(wěn)定，工作溫度范圍寬，壽命長，可達10萬小時。③響應(yīng)速度快。④LED是超大屏幕（≥200英寸）顯示的唯一方式。缺點是：LED的主要缺點是電流大、功耗大。發(fā)光二極管顯示（LED）1.2顯示器的種類各種平板顯示器性能的對比1.3顯示器件的性能對比◎：非常好；○：好；△：普通；×：需要改善響應(yīng)時間1.4顯示器件的性能參數(shù)施加電壓下降時間上升時間透過率響應(yīng)時間是從顯示器打開電源輸入信號的反應(yīng)時間，如像素由暗轉(zhuǎn)到亮，再由亮轉(zhuǎn)到暗的圖像完全顯示所用的時間。響應(yīng)時間快響應(yīng)時間長的托尾現(xiàn)象亮度1.4顯示器件的性能參數(shù)背光源偏振片1偏振片2彩膜像素開口率5%~10%45%50%~80%25%~30%95%150~300cd/m23000cd/m2電極95%亮度是指在單位面積上顯示器畫面明亮程度。用通過畫面法線方向光量的密度表示，單位是坎德拉／平方米（cd/m2）或尼特（nit）。有效的透光區(qū)100%柵極源極存儲電容TFT像素電極開口率是像素的光通過部分面積與像素總面積的比例。開口率1.4顯示器件的性能參數(shù)普通開口率約55%REDGRNBLURedGreenBlueGRNREDBLUGreenRedBlue

超大開口率可達80%1.4顯示器件的性能參數(shù)提高開口率技術(shù)通過改變設(shè)計方案和工藝能力，縮小柵線、信號線寬度和TFT等大小可以提高開口率；采用新的設(shè)計：BMonArray設(shè)計和有機膜絕緣層設(shè)計。黑矩陣線間距ITO共用電極信號線通常的開口率陣列基板彩膜基板ITO像素電極交疊區(qū)彩膜線間距通常的設(shè)計更高的開口率黑矩陣隔離層BMonArray設(shè)計更高的開口率交疊區(qū)有機絕緣層信號線有機膜絕緣層設(shè)計1.4顯示器件的性能參數(shù)BMonArray設(shè)計BMonArray設(shè)計：把黑矩陣（BM）制作在陣列基板（Array）上的一種方法。通常的設(shè)計：黑矩陣制作在彩膜基板上，起遮光作用。對盒時，為保證黑矩陣能遮擋住信號線及線間距，在像素電極上有一定交疊區(qū)，寬度為4~5μm。開口率比較小。BMonArray設(shè)計：先在陣列基板制作一層黑矩陣，光刻圖形正好遮擋住線間距，并沉積隔離層。再制作TFT陣列。對盒時在像素電極上不用再交疊，開口率提高。同時，上基板也可以有黑矩陣遮擋一些散射光的影響。信號線黑矩陣線間距通常的開口率交疊區(qū)彩膜線間距通常的設(shè)計彩膜基板像素電極BMonArray設(shè)計更高的開口率黑矩陣隔離層陣列基板像素電極1.4顯示器件的性能參數(shù)有機絕緣膜設(shè)計有機膜絕緣層設(shè)計：利用高介電常數(shù)的有機膜材料作為絕緣層使得信號線和像素電極層制作在不同層內(nèi)。通常的設(shè)計：信號線和像素電極在同一平面，為避免短路，要刻蝕出來一定寬度的線間距。對盒時為保證能遮擋住信號線及線間距，要有一定交疊。有機膜絕緣層設(shè)計：信號線光刻后，沉積有機絕緣層，再光刻像素電極。像素電極可以制作大些，與信號線在垂直方向交疊。黑矩陣變小，開口率明顯提高。黑矩陣線間距信號線通常的開口率陣列基板像素電極交疊區(qū)彩膜線間距通常的設(shè)計更高的開口率交疊區(qū)有機絕緣層信號線有機膜絕緣層設(shè)計像素電極對比度和灰度1.4顯示器件的性能參數(shù)對比度：指顯示器的最大亮度與最小亮度的比值，用CR表示?；叶龋褐冈诎缀秃谥g的亮度層次分成幾個等級，表示顯示亮度不同的反差。V1V2V3液晶外加電壓（V）V3V2V1灰度級8級的顯示液晶顯示的灰度的實現(xiàn)方法3個電壓對應(yīng)的畫面亮度分別是白、灰、黑分辨率1.4顯示器件的性能參數(shù)分辨率是顯示器能夠分辨出圖像最小細節(jié)的能力。平板顯示的分辨率用屏幕上縱橫排列點的總數(shù)來表示。分辨率也用PPI表示。PPI，Pixelsperinch，是每英寸所擁有的像素（Pixel）數(shù)目。PPI數(shù)值越高，顯示圖像的密度越高，畫面的細節(jié)越豐富。例如：蘋果的iphone4屏幕為3.5英寸，分辨率為960×640，約330ppi1.4顯示器件的性能參數(shù)分辨率畫面尺寸及像素間距1.4顯示器件的性能參數(shù)長寬比：顯示畫面橫方向尺寸和縱方向尺寸的比。如長寬比為4:3。畫面尺寸：顯示區(qū)域?qū)蔷€的長度。如10.4〞指顯示區(qū)對角線長度為10.4英寸。像素間距：像素到像素的重復(fù)距離，即單元像素的大小。由分辨率和畫面尺寸可以計算出像素間距。例如：一個10.4〞VGA（640×480像素）屏，長寬比為4:3，計算的像素間距大約為330μｍ。即：橫向：（10.4×2.54×0.8）÷640＝0.03302cｍ≈330μm縱向：（10.4×2.54×0.6）÷480＝0.03302cｍ≈330μmm：畫面尺寸，單位英寸c和d：長寬比數(shù)值，c:d表示

產(chǎn)線世代1.4顯示器件的性能參數(shù)基板尺寸的大小決定了生產(chǎn)線使用的設(shè)備型號，決定著產(chǎn)線世代。第一代生產(chǎn)線玻璃基板尺寸是300mm×400mm，可切割10.4″顯示屏2塊。6代線（G6）產(chǎn)線世代1.4顯示器件的性能參數(shù)

G6玻璃基板尺寸達到了1500×1850毫米。一片G6的玻璃基板，可切割出30片15寸面板