新型光電顯示技術(shù)

第7章新型光電顯示技術(shù)及設(shè)備7.1電致變色顯示技術(shù)

7.1.1電致變色現(xiàn)象

7.1.2電致變色顯示器件7.2場致發(fā)射顯示技術(shù)

7.2.1場致發(fā)射顯示器件的構(gòu)成及工作原理

7.2.2FED發(fā)展?fàn)顩r7.3電致發(fā)光顯示技術(shù)

7.3.1電致發(fā)光現(xiàn)象的發(fā)展歷程

7.3.2ELD的分類及其特征

7.3.3ELD的基本結(jié)構(gòu)及工作原理7.4電泳顯示技術(shù)和鐵電陶瓷顯示技術(shù)

7.4.1電泳顯示技術(shù)

7.4.2鐵電陶瓷顯示技術(shù)習(xí)題七7.1電致變色顯示技術(shù)7.1.1電致變色現(xiàn)象

所謂電致變色（eletrochromism，EC），從顯示的角度看則是專門指施加電壓后物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)使顏色發(fā)生可逆性的變色現(xiàn)象。電致變色顯示器件（ElectroChromismDevice，ECD）在諸多領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力吸引了世界上許多國家不僅在應(yīng)用基礎(chǔ)研究，而且更在實(shí)用器件的研究上投入了大量的人員和資金，以求在這方面取得突破。電致變色主要有3種形式：（1）離子通過電解液進(jìn)入材料引起變色。（2）金屬薄膜電沉積在觀察電極上。（3）彩色不溶性有機(jī)物析出在觀察電極上。電致變色顯示有以下突出的有點(diǎn)：（1）顯示鮮明、清晰，優(yōu)于液晶顯示板。（2）視角大，無論從什么角度看都有較好的對比度。（3）具有存儲性能，如寫電壓去掉且電路斷開后，顯示信號仍可保持幾小時到幾天，甚至一個月以上，存儲功能不影響壽命。（4）在存儲狀態(tài)下不消耗功率。（5）工作電壓低，僅為0.5～20V，可與集成電路匹配。（6）器件可做成全固體化。電致變色顯示也有一些不容忽視的缺點(diǎn)，如響應(yīng)慢，響應(yīng)速度（約500ms）接近秒的數(shù)量級，對頻繁改變的顯示，功耗大致是液晶功耗的數(shù)百倍；往復(fù)顯示的壽命不高（只有106～107次）。7.1.2電致變色顯示器件電致變色器件是一種典型的光學(xué)薄膜和電子學(xué)薄膜相結(jié)合的光電子薄膜器件，能夠在外加低壓驅(qū)動的作用下實(shí)現(xiàn)可逆的色彩變化，可以應(yīng)用在被動顯示、靈巧變色窗等領(lǐng)域。電致變色顯示器件結(jié)構(gòu)：電致變色器件一般由5層結(jié)構(gòu)組成，包括兩層透明導(dǎo)電層、電致變色層、離子導(dǎo)電層、離子存儲層的夾層結(jié)構(gòu)如圖7.1（a）所示，其顯示原理如圖7.2（b）所示。圖7.1ECD結(jié)構(gòu)及顯示原理根據(jù)電致變色層材料的不同，ECD又可分為以下2種類型。1.全固態(tài)塑料電致變色器件全固態(tài)塑料電致變色器件采用低壓反應(yīng)離子鍍工藝，在ITO塑料襯底上制備WO3和NiO電致變色薄膜，采用MPEO-LiClO4高分子聚合物作電解質(zhì)，制備透射型全固態(tài)塑料電致變色器件，變色調(diào)制范圍達(dá)到30%左右。2.混合氧化物電致變色器件混合氧化物可以改善單一氧化物電致變色的性能,引起人們的關(guān)注。TiO2具有適宜的離子輸運(yùn)的微觀結(jié)構(gòu)、高的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，它與WO3混合制作電致變色器件，加快了響應(yīng)時間及延長了器件的壽命。7.2場致發(fā)射顯示技術(shù)7.2.1場致發(fā)射顯示器件的構(gòu)成及工作原理1.場致發(fā)射顯示技術(shù)場致發(fā)射顯示（FieldEmissionDisplay，F(xiàn)ED）與真空熒光顯示（VFD）和CRT有許多相似之處，它們都以高能電子轟擊熒光粉。與VFD不同的是，它用冷陰極微尖陣列場發(fā)射代替了熱陰極的電子源，用光刻的柵極代替了金屬柵網(wǎng)，這種新型的自發(fā)光型平板顯示器件實(shí)際是CRT的平板化，兼有CRT和固體平板顯示器件的優(yōu)點(diǎn)，不需要傳統(tǒng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，可平板化，無X射線，工作電壓低，比TFT-LCD更節(jié)能，可靠性高。

2.場致發(fā)射顯示器件的構(gòu)成

場致發(fā)射顯示器件，即場致發(fā)射陣列平板顯示器，或稱為真空微尖平板顯示器（MiniFlatPanel，MFP），是一種新型的自發(fā)光平板顯示器件，它實(shí)際上是一種很薄的CRT顯示器，其單元結(jié)構(gòu)是一個微型真空三極管（圖7.2），包括一個作為陰極的金屬發(fā)射尖錐，孔狀的金屬柵極以及有透明導(dǎo)電層形成的陽極，陽極表面涂有熒光粉。由于柵極和陽極間距離很小，但在柵極和陰極間加上不高的電壓（小于100V）時，在陰極的尖端會產(chǎn)生很強(qiáng)的電場，當(dāng)電場強(qiáng)度大于5×107V/cm時，電子由于隧道效應(yīng)從金屬內(nèi)部穿出進(jìn)入真空中，并受陽極正電壓加速，轟擊熒光粉層實(shí)現(xiàn)發(fā)光顯示。

圖7.1微型真空三極管結(jié)構(gòu)FED的制造過程與LCD很類似，采用的玻璃平板相同，薄膜沉積和光刻技術(shù)也很相似。制作陣列狀的微尖錐結(jié)構(gòu)時，采用兩步光刻工藝，首先對微孔陣列光刻，這一步有很高的光刻精度（小于1.5μm），可用紫外光步進(jìn)曝光來實(shí)現(xiàn)，然后用蒸發(fā)和刻蝕制造微尖。用上述方法制造的陰極必須滿足3點(diǎn)要求：（1）在整個表面上具有均勻的電子發(fā)射。（2）提供充分的電流，以便在低電壓下獲得高亮度。（3）在微尖和柵極之間沒有短路。為了滿足以上要求，采用了下面兩項(xiàng)技術(shù)：（1）在導(dǎo)通的陰極和選通的微尖之間利用一個電阻層來控制電流，使每一選通的像素含有大量的微尖，可保證發(fā)射的均勻性。（2）高發(fā)射密度（104微尖／mm2）和小尺寸（直徑小于1.5μm），使得在100V激勵電壓下獲得lmA/mm2的電流密度，從而實(shí)現(xiàn)高亮度?！癫捎蒙鲜龇椒ㄖ圃斓囊环N15cmFED單色顯示器的性能如下：激勵面積（mm2）110×90行列數(shù)256×256光點(diǎn)尺寸（mm2）0.12微尖密度（mm－2）104陽極-陰極空間（μm）200陰極-柵極電壓（V）80陰極-陽極電壓（V）400輝度（cd/m2）150～300對比度>100︰1響應(yīng)時間（μs）<2壽命（h）>5000平均功率耗散（屏）（W/cm2）12.FED工作原理FED工作原理如圖7.3所示，兩塊平板玻璃之間有200μm的間隙，底板上有一個排氣管可抽氣，顯示器件的陰極由交叉金屬電極網(wǎng)組成，一層金屬帶連接陰極，另一層正交的金屬帶連接?xùn)艠O，兩層金屬帶之間由lμm厚的絕緣層分開，每一個像素由相交的金屬帶行列交叉點(diǎn)所選通，涂有熒光粉的屏對應(yīng)于像素安放。每個像素有數(shù)千個微電子管，即使有一些發(fā)射尖錐失效也不會影響像素顯示，這一特點(diǎn)非常有利于提高成品率。如果在這些微尖錐發(fā)射陣列上加上矩陣選址電路，就構(gòu)成了FED。圖7.3FED工作原理7.2.2FED發(fā)展?fàn)顩rFED本質(zhì)上是由許多微型CRT組成的平板顯示器，其具備下列優(yōu)點(diǎn)：（1）冷陰極發(fā)射。（2）低工作電壓。（3）自發(fā)光和高亮度。（4）寬視角和高速響應(yīng)。（5）很寬的環(huán)境溫度變化范圍。FED是20世紀(jì)80年代末問世的真空微電子學(xué)的產(chǎn)物，兼有有源矩陣液晶顯示器（AM-LCD）和傳統(tǒng)CRT的主要優(yōu)點(diǎn)，顯示出強(qiáng)大的市場潛力。其工作方式與CRT類似，但厚度僅為幾毫米，亮度、灰度、色彩、分辨率和響應(yīng)速度可與CRT相媲美；且工作電壓低、功耗小、無X射線輻射，成為CRT的理想替代品。另外，F(xiàn)ED不需背光、視角大、工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)也對目前平板顯示器的主流產(chǎn)品AM-LCD提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

FED已經(jīng)被認(rèn)為是未來起重要作用的一種平板顯示器件和技術(shù)，甚至有可能在辦公設(shè)備和家用顯示器件方面取代CRT顯示器，當(dāng)然，從商品化角度考慮，F(xiàn)ED還需要一定的時間對工藝和制造技術(shù)進(jìn)一步完善。

7.3電致發(fā)光顯示技術(shù)7.3.1電致發(fā)光顯示器件（ELD）的分類及其特征按發(fā)光層的材料來分：有無機(jī)電斂發(fā)光有機(jī)電致發(fā)光兩大類按結(jié)構(gòu)上又可分：為薄膜型：薄膜型的發(fā)光層以致密的熒光體薄膜構(gòu)成分散型兩種：分散型的發(fā)光層以粉末熒光體的形式構(gòu)成；從驅(qū)動方式上：交流驅(qū)動型EL直流驅(qū)動型EL

無機(jī)和有機(jī)電致發(fā)光均可組合出4種EL顯示器件。對于無機(jī)EL已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化的有薄膜型交流EL和分散型交流EL，其熒光體母體都是以硫化鋅為主體的無機(jī)材料。薄膜型交流EL具有高輝度、高可靠性等特點(diǎn)，主要用于發(fā)橙黃色光的平板顯示器；分散型交流EL價格低，容易實(shí)現(xiàn)多彩色顯示，常用作平面光源，如液晶顯示器的背光源。對于有機(jī)EL主要是薄膜型交流驅(qū)動電致發(fā)光元件，其它類型還沒有達(dá)到實(shí)用化。電致發(fā)光顯示器與其它電子顯示器件相比突出的特點(diǎn):（1）圖像顯示質(zhì)量高（2）受溫度變化的影響?。?）EL是目前所知唯一的全固體顯示元件，耐振動沖擊的特性極好，適合坦克、裝甲車等軍事應(yīng)用。（4）具有小功耗、薄型、質(zhì)量輕等特征。（5）快速顯示響應(yīng)時間小于1ms（6）低電磁泄漏（ElectroMagneticInterference，EMI）。ELD的發(fā)展：相對來說，ELD的工作電壓較高，彩色化進(jìn)展緩慢并且價格昂貴，因此以往的ELD，主要使用在其它顯示技術(shù)不能適應(yīng)的特殊要求場合，而今裝備和系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可以在更加廣泛的領(lǐng)域應(yīng)用ELD。由于ELD改進(jìn)了圖像質(zhì)量，具有更長的壽命和更高的可靠性，可以完全滿足用戶日益增長的要求。作為一種新技術(shù)，ELD顯示創(chuàng)新的步伐非常迅速，在發(fā)光膜亮度方面的改進(jìn)、驅(qū)動電路的開發(fā)擴(kuò)展了顯示器壽命；亮度、對比度的重大改善；功耗的減小；專門的灰度算法；改進(jìn)包裝以縮小尺寸；增強(qiáng)抗振動沖擊及彩色開發(fā)，所有這些使ELD應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。7.3.2ELD的基本結(jié)構(gòu)及工作原理1.分散型交流電致發(fā)光結(jié)構(gòu)原理這一類型的EL元件由Sylvania公司最早開發(fā)，為第一代EL結(jié)構(gòu)形式的代表，廣泛應(yīng)用于液晶顯示器的背光源。分散型交流EL元件的基本結(jié)構(gòu)如圖7.4所示。基板為玻璃或柔性塑料板。透明電極采用ITO膜，發(fā)光層由熒光體粉末分散在有機(jī)黏接劑中做成。熒光體粉末的母體材料是ZnS，其中添加了作為發(fā)光中心的活化劑和Cu、Cl、I及Mn原子等，由此可得到不同的發(fā)光顏色。黏接劑中采用介電常數(shù)較高的有機(jī)物，如氰乙基纖維素等。發(fā)光層與背電極間設(shè)有介電體層以防止絕緣層被破壞，背電極用Al膜做成。圖7.4分散型交流EL元件的基本原理分散型交流EL元件的發(fā)光機(jī)理簡述如下：ZnS熒光體粉末的粒徑為5～30μm，通常在一個ZnS顆粒中會存在點(diǎn)缺陷及線缺陷。電場在ZnS顆粒內(nèi)會呈非均勻分布，造成發(fā)光狀態(tài)變化。在ZnS顆粒內(nèi)沿線缺陷會有Cu析出，形成電導(dǎo)率較大的CuxS，CuxS與ZnS形成異質(zhì)結(jié)?？梢哉J(rèn)為，這樣就形成了導(dǎo)電率非常高的P型或金屬電導(dǎo)狀態(tài)。當(dāng)施加電壓時，在上述CuxS/ZnS界面上會產(chǎn)生高于平均電場的電場強(qiáng)度（105～106V/cm）。在這種高場強(qiáng)作用下，位于界面能級的電子會通過隧道效應(yīng)向ZnS內(nèi)注入，與發(fā)光中心捕獲的空穴發(fā)生復(fù)合，產(chǎn)生發(fā)光。當(dāng)發(fā)光中心為Mn時，如上所述發(fā)生的電子與這些發(fā)光中心碰撞使其激發(fā)，引起發(fā)光。圖7.5分散型交流EL元件輝度-電壓（L-V）和發(fā)光效率-電壓（η-V）特性由此圖可以看出：在工作電壓為300V、頻率為400Hz時，可獲得約100cd/m2的輝度。輝度與頻率有關(guān)，在低于100kHz的范圍內(nèi)，輝度與頻率成正比變化。發(fā)光效率隨電壓的增加，先是增加后是減小，其最大值一般可以從輝度出現(xiàn)飽和趨勢的電壓區(qū)域得到。發(fā)光效率正在不斷地得到改善，目前可以達(dá)到1～5lm/W。分散型交流EL元件的最大問題是穩(wěn)定性差，即壽命短。穩(wěn)定性與使用環(huán)境和驅(qū)動條件都有關(guān)系，對于環(huán)境來說，這種元件的耐濕性很弱，需要鈍化保護(hù)；對于驅(qū)動條件來說，當(dāng)電壓一定時，隨工作時間加長，發(fā)光亮度下降，尤其是驅(qū)動頻率較高時，在高輝度下工作會更快地劣化?？啥x亮度降到初期值一半的時間為壽命，或稱為半衰期，第一代EL的開發(fā)初期最長壽命僅100h。隨著熒光體粉末材料處理?xiàng)l件的改善，防濕材料樹脂膜注入以及改良驅(qū)動條件等，在驅(qū)動參數(shù)為200V、400Hz的條件下，其壽命已能達(dá)到2500h。2.分散型直流電致發(fā)光結(jié)構(gòu)原理分散型直流EL元件的基本結(jié)構(gòu)如7.6所示。在玻璃基板上形成透明電極，將ZnS︰Cu、M熒光體粉末與少量黏接劑的混合物均勻涂布于上，厚度為30～50μm。由于是直流驅(qū)動，應(yīng)選擇具有導(dǎo)電性的熒光體層，為此選用粒徑為0.5～1μm的較細(xì)的熒光粉末。將ZnS熒光體浸在Cu2SO4溶液中進(jìn)行熱處理，使其表面產(chǎn)生具有導(dǎo)電性的CuxS層，這種工藝叫做包銅處理。最后再蒸鍍A1，形成背電極，從而得到EL元件。圖7.6分散型直流EL元件的基本結(jié)構(gòu)分散型直流EL元件制成之后，先不讓它馬上發(fā)光，而是在透明電極一側(cè)接電源正極，A1背電極一側(cè)接電源負(fù)極，在一定的電壓下經(jīng)長時間放置后，再讓其正式發(fā)光。在這個定形化（forming）處理過程中，Cu2+離子會從透明電極附近的熒光體粒子向A1電極一側(cè)遷移，結(jié)果在透明電極一側(cè)會出現(xiàn)沒有CuxS包覆的、電阻率高的ZnS層（脫銅層）。這樣，外加電壓的大部分會作用在脫銅層上，使該層中形成106V/cm的強(qiáng)電場，在此電場的作用下，會使電子注入到ZnS層中，經(jīng)加速成為發(fā)光中心。圖7.7分散型直流EL元件輝度-電壓（L-V）和發(fā)光效率-電壓（η-V）特性在100V左右的電壓下可獲得大500cd/m2的輝度。即使采用占空比為l%左右的脈沖波形來驅(qū)動，也能得到與交流驅(qū)動相同程度的輝度。此時元件發(fā)光效率一般在0.5～1lm/W的范圍內(nèi)，且經(jīng)嚴(yán)格防濕處理后可延長其壽命。直流驅(qū)動的壽命大約為1000h，脈沖驅(qū)動可達(dá)5000h。3.薄膜型交流電致發(fā)光薄膜型交流EL元件是將發(fā)光層薄膜夾于兩層絕緣膜之間組成三明治結(jié)構(gòu)形式，其基本結(jié)構(gòu)如圖7.8所示。在玻璃基板上依次沉積透明電極、第一絕緣層、發(fā)光層、第二絕緣層、背電極（A1）等。發(fā)光層厚為0.5～lμm，絕緣層厚0.3～0.5μm，全膜厚只有2μm左右。在EL元件電極間施加200V左右的電壓，即可使EL發(fā)光。由于發(fā)光層夾在兩絕緣層之間，可防止元件的絕緣層被破壞，故在發(fā)光層中可以形成穩(wěn)定的106V/cm以上的強(qiáng)電場。并且，由于致密的絕緣層保護(hù)，故可防止雜質(zhì)及濕氣對發(fā)光層的損害。圖7.8二層絕緣膜結(jié)構(gòu)薄膜型交流EL元件從發(fā)光機(jī)制來說，可用ZnS︰Mn系熒光體的碰撞激發(fā)來解釋。即當(dāng)施加的電壓大于閾值電壓Vth時，由于隧道效應(yīng)，從絕緣層與發(fā)光層間的界面能級飛出的電子被106V/cm的強(qiáng)電場加速，使其熱電子化，并碰撞激發(fā)Mn等發(fā)光中心。被激發(fā)的內(nèi)殼層電子從激發(fā)能級向原始能級返回時，產(chǎn)生EL發(fā)光，激發(fā)發(fā)光中心的熱電子，在發(fā)光層與絕緣層的界面上停止移動，即產(chǎn)生極化作用。這種極化電場與外加電場相重疊，在交流驅(qū)動施加反極性脈沖電壓時，會使發(fā)光層中的電場強(qiáng)度加強(qiáng)。圖7.9ZnS︰Mn薄膜型交流EL元件輝度-電壓（L-V）和發(fā)光效率-電壓（η-V）特性輝度在Vth處急速上升，此后出現(xiàn)飽和傾向，發(fā)光效率在輝度急速上升的電壓范圍內(nèi)達(dá)到最大值。EL發(fā)光的上升沿約數(shù)微秒，下降沿約數(shù)毫秒量級，輝度在千赫茲范圍內(nèi)與電壓頻率成正比增加。兩層絕緣膜結(jié)構(gòu)的ZnS︰Mn在制成之后開始工作的一段時間內(nèi)，輝度-電壓特性會發(fā)生變化，然后漸漸達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。這是制作時導(dǎo)入的各種變形、不穩(wěn)定因素及電荷分布不均勻性等逐漸趨于穩(wěn)定的過程，該過程就是老化，并非元件性能的惡化。老化充分的元件，其性能極為穩(wěn)定，工作20000h以上，輝度不會明顯降低。4.薄膜型直流電致發(fā)光這種電致發(fā)光元件結(jié)構(gòu)簡單，在薄膜發(fā)光層的兩側(cè)直接形成電極即可。迄今為止已試做過各種各樣的元件，由于沒有絕緣膜保護(hù)，很難維持穩(wěn)定的強(qiáng)電場，故至今未能達(dá)到實(shí)用化。5.有機(jī)薄膜電致發(fā)光上述EL元件的發(fā)光層都是由無機(jī)材料做成的，另外還有一種有機(jī)薄膜發(fā)光層及空穴輸送層的注入型薄膜EL元件，稱為OLED。目前有機(jī)EL的研究重點(diǎn)是：研制高穩(wěn)定性的R、G、B3基色和白色器件已向?qū)嵱没~進(jìn)，并在此基礎(chǔ)上研究用于動態(tài)顯示的矩陣屏及實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量動態(tài)顯示的驅(qū)動電路。有機(jī)EL的發(fā)光層由鋁喹啉絡(luò)合物（Alq3）形成，空穴輸送層由二胺系化合物真空蒸鍍形成，將二者夾在ITO電極與MgAg電極之間就構(gòu)成了OEL元件，如圖7.10所示。這種元件的發(fā)光色為綠色。若施加10V左右的直流脈沖電壓，其輝度可達(dá)1000cd/m2以上，發(fā)光效率可達(dá)1.5lm/W。后來又出現(xiàn)了將發(fā)光層與電子輸送層相分離，從而具有3層結(jié)構(gòu)的有機(jī)薄膜EL元件。這種元件的電子輸送層采用二萘嵌苯，空穴輸送層采用二胺系化合物，以提高載流子輸送功能以及從電極向載流子的注入效應(yīng)。有機(jī)材料的熒光體本身即是其發(fā)光色，因此可通過材料化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化很方便地選擇發(fā)光色，從而獲得從藍(lán)色到紅色的EL發(fā)光。圖7.10OEL元件的結(jié)構(gòu)

表7.1有機(jī)EL和無機(jī)EL比較OLED能提供真正像紙一樣薄的顯示器，它又?。偤穸炔坏?μm）又輕，具有低功耗（驅(qū)動電壓5～10V），廣視角，響應(yīng)速度快（亞微秒級），工作穩(wěn)定范圍寬，成本低，易實(shí)現(xiàn)全彩色大面積顯示等一系列優(yōu)點(diǎn)。有機(jī)EL比無機(jī)EL易于彩色化，主要是有機(jī)EL比較容易解決藍(lán)色發(fā)光問題，從而更容易實(shí)現(xiàn)全彩色顯示。實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的方式主要有以下幾種：（1）紅、綠、藍(lán)3色各點(diǎn)分別采用3色發(fā)光材料獨(dú)立發(fā)光。（2）將藍(lán)色顯示作為色變換層，使其一部分轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色和綠色，從而形成紅、綠、藍(lán)3基色。（3）使用白色有機(jī)EL為背光，采用類似LCD所用的彩色濾光片來達(dá)到全彩色的效果。（4）使用特殊材料，在不同的驅(qū)動電壓下顯示不同的顏色。（5）激光共振方式。（6）將紅、綠、藍(lán)3色發(fā)光膜重疊起來構(gòu)成彩色像素。7.4電泳顯示技術(shù)和鐵電陶瓷顯示技術(shù)

1.電泳顯示技術(shù)和電泳顯示器件電泳（electrophoretic）是指懸浮于液體中的電荷粒子在外電場作用下定向移動并附著在電極上的現(xiàn)象。1972年發(fā)現(xiàn)應(yīng)用可逆的電泳現(xiàn)象可作被動顯示。電泳顯示（ElectroPhoreticDisplay，EPD）的工作原理是靠浸在透明或彩色液體之中的電離子移動，即通過翻轉(zhuǎn)或流動的微粒子來使像素變亮或變暗，并可以被制作在玻璃、金屬或塑料襯底上。電泳顯示的主要優(yōu)點(diǎn)如下。（1）在大視角和環(huán)境光強(qiáng)變化大時仍有較高的對比度。（2）具有較高的響應(yīng)速度，且顯示電流低（約1μA/cm2）。（3）具有存儲能力，撤出外電壓后仍能使圖像保持幾個月以上。（4）工作壽命長，在電源被關(guān)閉之后，仍能在顯示器上將圖像保留幾天或幾個月。（5）采用控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)矩陣選址，可與集成電路配合。（6）價格低，工藝簡單。電泳顯示的基本原理在兩塊玻璃間夾一層厚約50μm的膠質(zhì)懸浮體，兩塊玻璃上都涂有透明導(dǎo)電層，膠質(zhì)懸浮體由懸浮液、懸浮色素微粒及穩(wěn)定劑或電荷控制劑組成。其中色素微粒由于吸附液體中雜質(zhì)離子而帶同號電荷，當(dāng)加上外電場，微粒便移向一個電極，該電極就呈色素粒子顏色；一旦電場反向，微粒也反向移動，該電極又變成懸浮液的顏色。懸浮顏色相當(dāng)于背景顏色，微粒顏色就是欲顯示的字符顏色，兩者之間應(yīng)有較大的反差，將透明電極制成需要的電極形狀就可以顯示出較復(fù)雜的圖形。電泳顯示技術(shù)由于結(jié)合了普通紙張和電子顯示器的優(yōu)點(diǎn)，因而是最有可能實(shí)現(xiàn)電子紙張產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)，成為極具發(fā)展?jié)摿Φ娜嵝噪娮语@示技術(shù)之一。2.我國電泳顯示技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀EPD面臨的技術(shù)難題如下：（1）響應(yīng)速度比較慢。（2）顯示的雙穩(wěn)態(tài)及轉(zhuǎn)換速度慢，也影響了其連續(xù)顯示色彩的性能。（3）制造工藝復(fù)雜，對材料要求高，成本較高。目前，國內(nèi)與國外的技術(shù)差距主要在顯示屏、材料和功能產(chǎn)品方面。我國企業(yè)從發(fā)展自主知識產(chǎn)權(quán)的平板顯示屏制作技術(shù)和產(chǎn)品出發(fā)，利用自主開發(fā)的微膠囊電泳顯示材料和超薄平板顯示器件結(jié)構(gòu)，開展電子墨水超薄平板顯示器件產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，研制出了類紙式信息顯示屏，實(shí)現(xiàn)電泳平板顯示器件產(chǎn)品化。7.4.2鐵電陶瓷顯示技術(shù)1.鐵電陶瓷鐵電陶瓷（ferroelectricceramics）指主晶相為鐵電體的陶瓷材料。它的主要特性如下：（1）在一定溫度范圍內(nèi)存在自發(fā)極化，當(dāng)高于某一居里溫度時，自發(fā)極化消失，鐵電相變?yōu)轫橂娤?。?）存在電疇。（3）發(fā)生極化狀態(tài)改變時，其介電常數(shù)-溫度特性發(fā)生顯著變化，出現(xiàn)峰值，并服從Curie-Weiss定律。（4）極化強(qiáng)度隨外加電場強(qiáng)度而變化，形成電滯回線。（5）介電常數(shù)隨外加電場呈非線性變化。（6）在電場作用下產(chǎn)生電致伸縮或電致應(yīng)變。鐵電陶瓷電性能如下：（1）高抗電壓強(qiáng)度和介電常數(shù)。（2）低老化率。（3）在一定溫度范圍內(nèi)（－55～＋85℃）介電常數(shù)變化率較小。介電常數(shù)或介質(zhì)的電容量隨交流電場或直流電場的變化率小。常見的鐵電陶瓷多屬鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，如鈦酸鋇陶瓷（BaTiO3）及其固溶體，也有鎢青銅型、含鉍層狀化合物和燒綠石型等結(jié)構(gòu)。利用鐵電陶瓷的高介電常數(shù)可制作大容量的陶瓷電容器；利用其壓電性可制作各種壓電器件；利用其熱釋電性可制作紅外探測器；通過適當(dāng)工藝制成的透明鐵電陶瓷具有電控光特性，利用它可制作存儲、顯示或開關(guān)用的電控光特性。通過物理或化學(xué)方法制備的PZT、PLZT等鐵電薄膜，在電光器件、非揮發(fā)性鐵電存儲器件等方面有重要用途。2.鐵電陶瓷顯示技術(shù)鐵電陶瓷平板顯示技術(shù)即利用一些鐵電陶瓷材料所擁有的鐵電發(fā)射性能制成電子發(fā)射陰極，代替場致發(fā)射平板顯示器中的微尖陣列，較好地解決了FED技術(shù)中的陰極制作工藝復(fù)雜的問題，同時，在許多性能上也有所改善。鐵電陶瓷平板顯示技術(shù)與其它一些平板顯示技術(shù)相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)。（1）鐵電陶瓷板和鐵電薄膜制備工藝較為簡單，成本較低，可有