毕业论文-平板显示技术设计

毕业论文-平板显示技术设计内容摘要：

LCD 的显示机理是完全不同的 ,不需要外部光源的支持。 OLED 的有机薄膜很薄 ,仅仅为 500 nm ,而且其可以观察的视角很宽 ,达到160176。 以上 ,同时电场的电压也低 ,仅为 2～ 10V。 主要性能特点 ，目前 OLED 的发光亮度已可以超 过 100 000 cd/ m。 中山火炬职业技术学院毕业项目 10 ，可以适应巨大的加速度、振动等恶劣环境。 6. 响应速度快，可以实现高速度的视频重放。 一个晶体管与 LCD 面板上的一个显示像素相对应，通过晶体管的开关控制LCD 的亮暗。 对应显示屏的所有像素晶体管阵列也被称作背板，如图所示。 显而易见，背板的性能直接影响到显示屏的品质，即你的电视屏，手机屏及平板电脑等。 像素开光的快慢与刷新 率相关，而显示屏中所有像素的总数称为分辨率。 背板技术主要分为三种，分别是非晶硅（ aSi），低温多晶硅（ LTPS）和金属氧化物（ MO）。 如果你正在考虑入手一台平板电视，你会关注电视屏中微小的晶体管技术吗。 在介绍背板技术前，我们先界定一些显示术语。 大多数消费者对图像的清晰度，颜色的亮度，视角及运动图像的残像等指标非常感兴趣。 分辨率是大家比较熟悉的一个重要的显示指标。 高清晰分辨率（ HD）是目前电视的标准配置，是显示屏像素数量的多少。 HD TV 规格是指具备 1080 行 x1920 列，总共 2,073,600 个像素（事实上，每个像素还要由 RGB 三个子像素构成，以子像素计的显示单元三倍于上述像素数）。 但是，即使对于 HD 分辨率的 55 英寸平板电视，其像素密度只有 40ppi。 智能手机和平板电脑显示屏的观看距离较近，所以具有更高的 PPI 指标。 例如 Apple公司的第三代 IPAD 具有令人惊讶的 264ppi 像素密度。 如此看来，伴随电视尺寸的进一步增大，超高清分辨率将成为电视向更高分辨率方向发展的下一个里程碑。 另一个关键参数是刷新频率， 60赫兹 即一幅画面每秒钟被刷新 60次 是业内的标准规格。 当需要显示更快动 作的影像时，为了使 LCD 图像更清晰，很多厂家已经开始采用 120 赫兹及 240 赫兹的刷新频率；频率的提升是否值得付出额外的价格，似乎更多地取决于每个消费者对于画质差异的认同程度。 另一个关键参数是刷新频率， 60赫兹 即一幅画面每秒钟被刷新 60次 是业内的标准规格。 当需要显示更快动作的影像时，为了使 LCD 图像更清晰，很多厂家已经开始采用 120 赫兹及 240 赫兹的刷新频率；频率的提升是否值得付出额外的价格，似乎更多地取决于每个消费者对于画质差异的认同程度。 3D 显示内容需要不低于 120Hz 的刷新频率。 目 前大部分的 3D 显示是利用 中山火炬职业技术学院毕业项目 11 两幅不同视觉深度的画面制造出 3D 图像效果的。 3D 眼镜帮助我们在一个时段只看到单幅画面，然后经过我们的大脑将两幅不同时段的画面合成为一个完整的具有三维景深的图像。 高清晰度，更快的刷新率和 3D 显示内容已经逐渐超出目前非晶硅晶体管（ ASITFT）的驱动能力，不能满足上述更高指标的要求。 回顾平板显示过去多年的发展历程， ASITFT 一直是 TFT 背板的主要技术方案。 ASITFT 技术具有制造成本低，成品率较高以及基板制造升级相对简单，目前可以用超大的 9 平方米玻璃基板进行量产。 这种世代 升级带来的成本降低日益满足了消费者的价格预期，使得 ASITFTLCD 产品成为了显示业内的主流产品。 晶体管的功能主要是为像素充电，快速达到工作电压，并保持像素上的电量直到下一次刷新信号。 对于晶体管来讲，一个关键的性能是载流子的迁移率，即电子的移动速度。 电子迁移率低意味着响应缓慢。 ASi 的载流子迁移率将不能够胜任高分辨率，高响应速度显示屏的要求，如最新的高端智能手机和平板电脑等显示屏。 可替代 aSi 的技术目前有 LTPS（低温多晶硅）和 MO（金属氧化物）。 最好的替代材料应该有更高的载流子迁移率，而且 制造成本要低，量产的良率要高以及制造工艺能够向大尺寸化（同时保持薄膜的均匀性）升级，进一步发挥世代升级带来的单位面积制造成本降低的优势。 相对地， LTPS 具有最高的载流子迁移率，不过制造成本也最高，由于 LTPS需要更多的工艺步骤。 而且 LTPS 工艺在获得良好的薄膜均匀性和高良品率方面也面临很大的挑战。 此外， LTPS 在世代升级上受到一定的限制，目前主要的瓶颈在激光退火设备，只能对应中等基板尺寸（小于 3 平方米）。 MO 技术，采用铟镓锌氧组分的金属氧化物成为业界最具希望的替代技术，能够在大尺寸玻璃基板上获得所需 的高迁移率和高均匀性。 （今天，应用材料公司正式发布了一项新的 PECVD 技术，用于制造 MO TFT 的绝缘薄膜，其可容纳的基板尺寸有 9 平方米大小，如前面 aSi 中提到的尺寸。 ） MO 工艺，对比 LTPS，所需的光罩工序更少，而且具有在室温条件沉积薄膜的优点，意味着在未来的柔性显示衬底上可以进行同样的成膜工艺。 如果显示产业能够成功实现这一新型背板技术的飞跃，这种改变的成本还是很经济的，而且改变的细节对消费者来讲也是相对清晰可见的。 希望这篇博客的内容值得您借鉴，当您下次面对琳琅满目的电视产品时，帮助您轻松地做出最佳的选择。 新型平板显示器介绍 中山火炬职业技术学院毕业项目 12 显示器 PDP 是 Plasma Display Panel 的简写，也就是等离子体显示器。 PDP 显示器的工作原理是，通过加电，让等离子汽体 (一般为惰性气体 )在强电场中放电产生紫外线，然后通过紫外线激发荧光粉发光， PDP 显示器的工作原理。 PDP 显示器的出现要比 LCD 显示器晚很多，但作为大屏幕显示器 PDP 却比TFTLCD 大屏幕显示器早好几年，本来 PDP 显示器也是一种很有发展前途的大屏幕显示器，但由于生产技术大部分垄断在日本人手中，技术扩散比较慢，因此产业链建立也很慢，跟随 PDP 发展的中国企业很少，所以它一直在中国很难发展起来，这使 TFTLCD 大屏幕显示器在很短的时间内就超越了 PDP 大屏幕显示器。 PDP显示器的优点是对比度比 LCD 高，特别适用于做大屏幕电视显示器，但清晰度相对来说要比 LCD 显示器低很多，因为 PDP 的工作电压比较高 (约 160V)，引线之间的距离以及点阵之间的距离就不能做得太小。 目前世界上生产 PDP 等 离子显示屏的厂家主要在日本和南韩，因此， PDP 显示屏的主要市场基本都在国外，国内市场相对来说比较小，远远不如 TFTLCD显示屏的市场大。 显示器 SED(Surfaceconduction Electronemitter Display)显示器是东芝公司的技术，目前大家都公认， SED 显示图像的质量水平是最好的。 它采用表面传导电子发射显示技术，属于场致发射显示，是一种主动发光的显示技术。 SED 显示器前玻璃基板上涂有红、绿、蓝三色荧光粉，并作为阳极相对后玻璃基板加有几千伏的高压。 通过丝 网印刷法在后玻璃基板上制作对应每个像素的金属电极，并用喷墨印刷的方法在金属电极间制作氧化钯薄膜电子发射阴极。 生成了氧化钯膜的金属电极间距只有 46 纳米，当金属电极间加上十几伏的电压后，极间将形成超高电场，氧化钯膜中的电子会被牵引出来，形成电子发射。 由于金属电极是沿着同一块玻璃基板排列，所以刚发射出来的电子是在玻璃基板表面传导的，这是这种器件被命名为表面传导电子发射显示器的原因，这也是 SED 显示器与其它场致发射显示器的主要区别。 SED 电视目前的最大亮点是画质好，它的解析度与液晶电视基本相同，而灰度表现力，可 视角度，色域范围，动态画面表现，暗部细节表现力等，均可达到高级的 CRT 电视水平。 由于 SED生产技术基本上被东芝公司垄断，因此， SED 显示器在未来十几年内不可能发展成为主流产品。 SED 显示器的工作原理。 如图 6 所示： 中山火炬职业技术学院毕业项目 13 图 6： SED 显示器的工作原理 显示器 TDEL(Thickfilm Dialectric Electroluminescent Technology)显示器的原理是在两个极板之间 (其中一个极板是透明电极 )，安置一整片蓝色场致发光材料，再在其上面再分别安置红色和绿色颜料，混合成三色的 RGB 影像。 由于不须要像等离子电视一样复杂的组件，也不须要 LCD 的背光， 37的 TDEL 电视样品厚仅 2cm，重量则甚至不到一公斤。 从技术性能以及性能价格比方面进行比较， TDEL显示器要比 PDP 和 LCD 显示器好，应该说是一项比较有发展前途的平板显示器，但由于产业链迟迟建立不起来，所以很少人使用。 图 8 是 TDEL 显示器的工作原理图。 显示器 DLP(Digtal Light Procession)是一种数字光处理技术，也称数字电子微镜DMD(Digital Micromirror Device )，与前面介绍的平板显示器技术不一样，它是把每个像素点都做成一个反光镜，这个反光镜的角度可以通过电场力的作用可调 (正负 15 度 )，以此来调节光的强度。 这种技术主要用于背投电视 (或正投电视 )，是 TI 公司的独家技术，国内很少人使用。 中山火炬职业技术学院毕业项目 14 显示器 LCOS(Liquid Crystal on Silicon)称硅基液晶，或硅晶光反射式 micro LCD投影技术，它的工作原理与 DLP 很接近，即：把每个像素点都做成一个反光镜，不过它这个反光镜用来调节光的强度不是靠反射角，而是靠液晶。 这种技术主要用于背投电视 (或正投电视 )，现在国内生产背投电视的厂家很少。 显示器 OLED 是英文 Organic Light Emitting Display(有机发光显示器 )的简称，它的发光原理是指有机半导体材料和发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光。 通过搭配不同的有机材 料，就可以发出不同颜色的光，来达到彩显示器的要求。 也有人把 OLED 拼写为 Organic Light Emitting Diode (有机发光二极管 )，两种写法意思基本一样。 由于 OLED 是自发光器件，每个像素自己都会发光，并且透光率很高，因此，与时下液晶电视都采用的 LCD 面板相比，其亮度与对比度都比 LCD 胜出一筹，视角可达 170 度，图像更加鲜艳，耗电量更小。 另外， OLED 的发光层比较轻，因此它的基层可使用富于柔韧性的材料，而不会使用刚性材料。 OLED 基层为塑料材质，而 LCD、 PDP、 SED、 TDEL 等 显示器则需使用玻璃基板，因此， OLED 显示器的发光效率是目前所有显示器中排名最高。 最近几年，在欧洲还诞生了一种用高分子有机材料制造发光二极管的技术，称为 POLED(Polymer Organic Light Emitting Display)技术，由于高分子有机材料可以溶于有机溶剂，因此， POLED 显示器将来可以用印刷技术来进行生产，从而可以大大降低生产成本。 与 TFTLCD 类似， OLED 也可以做成“ TFTOLED”，以提高 OLED 的瞬态响应性能，不过“ TFTOLED”人们却用另一个名字来称谓， 它被称为主动矩阵 OLED (Active Matrix/Organic Light Emitting Diode，简称 AMOLED)，如图 7 所示： 图 7： AMOLED 显示器 中山火炬职业技术学院毕业项目 15 目前 OLED 显示屏还存在很多技术问题，最大的问题是有机薄膜使用寿命短，尽管红色和绿色的 OLED 薄膜寿 命比较长 (10000～ 40000 小时 )，但根据目前的技术水准，蓝色有机物的寿命却要短很多 (仅有约 1000 小时 )，因为蓝色有机物发光效率比较低，提高亮度必然会增加损耗，而薄膜不容易散热，温度升高很容易引起 OLED 元件内部阴极氧化，脱膜，以及有机层结晶等等效应，致使元件老化损坏。 由于平板显示器件具有体积小、重量轻和视觉效果佳等优点，成为了现代显用领域， CRT 逐步被它们所取代。 平板显示器的种类很多，主要有液晶 显示器（ LCD）、等离子体显示器（ PDP）、电致发光显示器（ ELD）和场致发射显示器（ FED）等。 这些平板显示器的性能各有所长，分别用于不同的领域，如 LCD 目前主要用于便携式计算机； PDP 用于大屏幕壁挂电视； ELD 可用于高分辨率和超高分辨率的显示器； FED 可用于摄录机寻象器、头盔显示等。 当然，随着平板显示技术的进步，它们的应用领域还会不断扩展。