液晶光電子學(xué)的發(fā)展

1、液晶光電子學(xué)的發(fā)展液晶光電子學(xué)的發(fā)展 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 發(fā)光型顯示器件一覽發(fā)光型顯示器件一覽 液晶顯示器件的發(fā)明與發(fā)展液晶顯示器件的發(fā)明與發(fā)展 液晶電子學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展液晶電子學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展 1. 發(fā)光型顯示器件一覽 最簡單平面顯示器：LED屏 “1” “0” “0” “0” “0”“0” “1”“1” 雙穩(wěn)態(tài)是實(shí)現(xiàn)高清晰度顯示的理想途徑 雙穩(wěn)態(tài)OLED顯示器普通OLED顯示器 像素尋址以后，能在整 個一場中持續(xù)保持尋址時的 發(fā)光狀態(tài)，亮度高。 像素僅當(dāng)尋址時才發(fā)光，發(fā)光 時間短；靠視覺暫留獲得持續(xù)亮 度感覺，主觀亮度極低。 2. 發(fā)光型顯示器件一覽發(fā)光型顯示器件一覽 有機(jī)發(fā)光二極管顯示器有機(jī)發(fā)

2、光二極管顯示器 有機(jī)發(fā)光二極管顯示器有機(jī)發(fā)光二極管顯示器 激光電視激光電視 等離子體顯示等離子體顯示的問題：脈沖高電壓的問題：脈沖高電壓 等離子體顯示問題的解決：等離子體顯示問題的解決： 加上輔助電極加上輔助電極 1 1 預(yù)寫入 整理壁電荷 等離子體顯示問題的解決：等離子體顯示問題的解決： 加上輔助電極加上輔助電極 2 2 信號寫入顯示保持 等離子體顯示沒有解決等離子體顯示沒有解決的問題：潛像、燒傷。的問題：潛像、燒傷。 間壁 離子轟擊 等離子體顯示器等離子體顯示器 場致發(fā)射（場致發(fā)射（FEDFED） 熒光粉 陽極 陰極調(diào)制極 FED的工藝： A B C D 犧牲層犧牲層 鉬鉬 2. 液晶及其

3、顯示器件簡介液晶及其顯示器件簡介 18881888年奧地利的植物學(xué)家年奧地利的植物學(xué)家F FReinitzerReinitzer在作加熱膽甾醇苯甲酸酯試驗(yàn)時在作加熱膽甾醇苯甲酸酯試驗(yàn)時 發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加熱使溫度升高到一定程度后，結(jié)晶的固體開始熔融。但熔融后不發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加熱使溫度升高到一定程度后，結(jié)晶的固體開始熔融。但熔融后不 是透明的液體，而是一種呈混濁態(tài)的粘稠液體。當(dāng)再進(jìn)一步升溫后，才變成是透明的液體，而是一種呈混濁態(tài)的粘稠液體。當(dāng)再進(jìn)一步升溫后，才變成 透明的液體。透明的液體。 德國物理學(xué)家德國物理學(xué)家D DLeimannLeimann將將 其稱為其稱為Fliessende Krystalle F

4、liessende Krystalle ( (德語，意思為液態(tài)晶體德語，意思為液態(tài)晶體) )。英文。英文 譯為譯為Liquid CrystalLiquid Crystal，中文譯為，中文譯為 “液晶液晶”。簡稱為。簡稱為“LCLC” 。 FReinitzerDLeimann 19611961年，美國年，美國RCARCA公司普林斯頓試驗(yàn)室有一個年輕電子學(xué)者公司普林斯頓試驗(yàn)室有一個年輕電子學(xué)者F FHeimeierHeimeier， 他的專業(yè)是微波固體元件。這天，他的一個朋友向他講述了正在從事的有機(jī)他的專業(yè)是微波固體元件。這天，他的一個朋友向他講述了正在從事的有機(jī) 半導(dǎo)體方面的研究，跨學(xué)科的課題引

5、起了他的極大的興趣。半導(dǎo)體方面的研究，跨學(xué)科的課題引起了他的極大的興趣。 他把電子學(xué)方面的知識應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)；為了研究激光又與晶體打上了他把電子學(xué)方面的知識應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)；為了研究激光又與晶體打上了 交道交道 為了研究外部電場對晶體內(nèi)部電場的作用，他想到了液晶。他將兩片透為了研究外部電場對晶體內(nèi)部電場的作用，他想到了液晶。他將兩片透 明導(dǎo)電玻璃之間夾上摻有染料的向列液晶。當(dāng)在液晶層的兩面施以幾伏電壓明導(dǎo)電玻璃之間夾上摻有染料的向列液晶。當(dāng)在液晶層的兩面施以幾伏電壓 時，液晶層就由紅色變成了透明態(tài)。出身于電子學(xué)的他立刻意識到這不就是時，液晶層就由紅色變成了透明態(tài)。出身于電子學(xué)的他立刻意識到這不就

6、是 彩色平板電視嗎彩色平板電視嗎! ! 直到直到19681968年，才在一項(xiàng)最新科技成果的廣播報導(dǎo)中向世界公布年，才在一項(xiàng)最新科技成果的廣播報導(dǎo)中向世界公布 日本日本NHKNHK在在19691969年年2 2月即刻向日本作了報導(dǎo)。這一報導(dǎo)立刻引起了日本科月即刻向日本作了報導(dǎo)。這一報導(dǎo)立刻引起了日本科 技界、工業(yè)界的重視技界、工業(yè)界的重視 而在美國，而在美國，RCARCA公司中一些生產(chǎn)部門的領(lǐng)導(dǎo)人一方面局限于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體公司中一些生產(chǎn)部門的領(lǐng)導(dǎo)人一方面局限于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體 產(chǎn)品，一方面又過分強(qiáng)調(diào)了初出茅廬的液晶顯示器件的缺點(diǎn)，以市場還未開產(chǎn)品，一方面又過分強(qiáng)調(diào)了初出茅廬的液晶顯示器件的缺點(diǎn)，以市場

7、還未開 拓為借口，極力詆毀液晶顯示的產(chǎn)業(yè)化。拓為借口，極力詆毀液晶顯示的產(chǎn)業(yè)化。 RCARCA公司中公司中“液晶液晶”小組成員開始外流，小組成員開始外流，“液晶顯示液晶顯示”的專利也被賣出。的專利也被賣出。 RCARCA公司在一次董事會上沉痛地總結(jié)，在公司在一次董事會上沉痛地總結(jié)，在RCARCA百年發(fā)展歷史上液晶顯示技百年發(fā)展歷史上液晶顯示技 術(shù)的流失是最大的一次失誤。術(shù)的流失是最大的一次失誤。 1994 1994年年4 4月美國政府宣布，將在今后月美國政府宣布，將在今后5 5年內(nèi)投資年內(nèi)投資6 6億美元扶植美國平板顯示億美元扶植美國平板顯示 器件產(chǎn)業(yè)。其起因是器件產(chǎn)業(yè)。其起因是9292939

8、3年度日美貿(mào)易磨擦中，日本拒絕向美國出口有源年度日美貿(mào)易磨擦中，日本拒絕向美國出口有源 矩陣液晶顯示器件。矩陣液晶顯示器件。 這些研究都在大規(guī)模投產(chǎn)中遇到了障礙，幾乎沒有一家可以用與日本相這些研究都在大規(guī)模投產(chǎn)中遇到了障礙，幾乎沒有一家可以用與日本相 同的投資建立一條與日本產(chǎn)品可以抗?fàn)幍拇笠?guī)模液晶顯示器件生產(chǎn)線同的投資建立一條與日本產(chǎn)品可以抗?fàn)幍拇笠?guī)模液晶顯示器件生產(chǎn)線 發(fā)現(xiàn)了一些新的顯示技術(shù)。這就是目前使全世界矚目的發(fā)現(xiàn)了一些新的顯示技術(shù)。這就是目前使全世界矚目的“平板場發(fā)平板場發(fā) 射射”(FED)(FED)和和“有機(jī)電致發(fā)光有機(jī)電致發(fā)光”(OLED)(OLED)等新型顯示器件。等新型顯示器

9、件。 膽甾型液晶膽甾型液晶 1. 1. 光波導(dǎo)效應(yīng)光波導(dǎo)效應(yīng) 向列型液晶向列型液晶 p 手性液晶的電光特性手性液晶的電光特性 對于膽甾型液晶對于膽甾型液晶 2. 2. 布拉格效應(yīng)布拉格效應(yīng) 第一臺液晶顯示的計(jì)算器 第一臺液晶顯示的數(shù)字鐘 第一臺液晶電視 1982年 第一臺14英寸彩色液晶電視 1988年 頭盔顯示器 柔性液晶顯示器 3. 雙穩(wěn)態(tài)顯示技術(shù)概覽雙穩(wěn)態(tài)顯示技術(shù)概覽 Kent州立州立大學(xué)手性液晶的雙穩(wěn)態(tài)顯示器大學(xué)手性液晶的雙穩(wěn)態(tài)顯示器 開發(fā)該項(xiàng)技術(shù)的公司有開發(fā)該項(xiàng)技術(shù)的公司有 IBM、Philips、HP以及以及 FujitsuFujitsu。 Kent州立州立大學(xué)手性液晶的雙穩(wěn)態(tài)顯示

10、器大學(xué)手性液晶的雙穩(wěn)態(tài)顯示器 E-inkE-ink電子墨水技術(shù)原理：零電場雙穩(wěn)態(tài)電子墨水技術(shù)原理：零電場雙穩(wěn)態(tài) 索尼的索尼的E-Ink電子紙電子紙 LG.Philips Announces Color Flexible Display Using E-Ink Technology - 2007 采用納米固體流體的顯示器采用納米固體流體的顯示器 自然光干涉形成的美麗顏色自然光干涉形成的美麗顏色 微機(jī)電驅(qū)動時的雙穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象微機(jī)電驅(qū)動時的雙穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象 微機(jī)電驅(qū)動的光干涉單元微機(jī)電驅(qū)動的光干涉單元 據(jù)悉，日前高通光電公司 在2008年國際顯示大會上 推出了全球第一款I(lǐng)MOD彩 色顯示屏，該顯示屏主要 用于

11、移動顯示設(shè)備，提供 全方位的移動顯示方案； 新款的IMOD彩色顯示屏厚 度僅有0.9吋厚；據(jù)稱該 IMOD技術(shù)不需要背光源， 而是通過反射光線以便于 不同波長之間相互干擾， 產(chǎn)生出純凈的、生動的顏 色。這也是下一代顯示設(shè) 備的主要使用對象。 IMOD 顯示器 微機(jī)電雙穩(wěn)態(tài)顯示器與傳統(tǒng)顯示器比較微機(jī)電雙穩(wěn)態(tài)顯示器與傳統(tǒng)顯示器比較 反射式顯示器 傳統(tǒng)液晶顯示器 透射式液晶顯示器 1. 反射式液晶顯示技術(shù)反射式液晶顯示技術(shù) 4. 液晶電子學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r液晶電子學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r 液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r 液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r 2. 零場雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示技術(shù)零場雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示技術(shù) 與

12、現(xiàn)有的電子書、當(dāng)天的與現(xiàn)有的電子書、當(dāng)天的 報紙一起拍攝的照片報紙一起拍攝的照片 液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r 液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r 液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r 3. 聚合物包裹液晶材料及其應(yīng)用聚合物包裹液晶材料及其應(yīng)用 液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r 3. 聚合物包裹液晶材料及其應(yīng)用聚合物包裹液晶材料及其應(yīng)用 液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r 選擇適當(dāng)?shù)木酆衔?選擇適當(dāng)?shù)木酆衔?和工藝可以把液晶包和工藝可以把液晶包 在聚合物之中在聚合物之中 PDLC驅(qū)動電壓降到驅(qū)動電壓降到3636伏，比伏，比SNIASNIA和和3M3M 公司的公司的6060伏降低

13、了很多伏降低了很多。 液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r 3. 聚合物包裹液晶材料及其應(yīng)用聚合物包裹液晶材料及其應(yīng)用 民用機(jī)載雷達(dá)屏的研究進(jìn)展：民用機(jī)載雷達(dá)屏的研究進(jìn)展：2006年年7月月 液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r 3. 3. 液晶顯示無縫拼接技術(shù)進(jìn)展液晶顯示無縫拼接技術(shù)進(jìn)展 美國美國F35的機(jī)載液晶顯示器的機(jī)載液晶顯示器 3. 液晶電子學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展液晶電子學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展 液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r 液晶移相器原理液晶移相器原理 閃耀相控陣原理閃耀相控陣原理 閃耀相控陣的二元光學(xué)結(jié)閃耀相控陣的二元光學(xué)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 基于液晶的一維相控陣技術(shù)基于液晶的一維相控陣技術(shù) G-SG

14、-S（Gerchberg & SaxtonGerchberg & Saxton）的計(jì)算結(jié)果）的計(jì)算結(jié)果 空間光調(diào)制器用于激光束的靈巧操控空間光調(diào)制器用于激光束的靈巧操控 2010 2010年年2 2月月1111日，導(dǎo)彈防御局首次完成機(jī)載高能激光武器攔截導(dǎo)彈試日，導(dǎo)彈防御局首次完成機(jī)載高能激光武器攔截導(dǎo)彈試 驗(yàn)，當(dāng)時目標(biāo)距離為驗(yàn)，當(dāng)時目標(biāo)距離為5050英里英里( (約合約合8080公里公里) )，激光武器擊中一枚處于升空階，激光武器擊中一枚處于升空階 段的短程導(dǎo)彈。今年隨后的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是，使用波音飛機(jī)上的激光武器向段的短程導(dǎo)彈。今年隨后的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是，使用波音飛機(jī)上的激光武器向 100100英里英里

15、( (約合約合160160公里公里) )外一枚正飛行的假想敵方彈道導(dǎo)彈發(fā)射高能激光束，外一枚正飛行的假想敵方彈道導(dǎo)彈發(fā)射高能激光束， 并將其摧毀。并將其摧毀。 空間光調(diào)制器可用于激光束的波前操控空間光調(diào)制器可用于激光束的波前操控 2012 2012年年7 7月月1919日，美海軍在圣尼古拉斯島用日，美海軍在圣尼古拉斯島用6 6套商用激光器構(gòu)成激光武器，套商用激光器構(gòu)成激光武器， 擊落擊落4 4架無人機(jī)。架無人機(jī)。 空間光調(diào)制器可用于激光束的波前操控空間光調(diào)制器可用于激光束的波前操控 5. 5. 視角可變顯示器 Powered offPowered on 液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r P

16、owered offPowered on 液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r液晶電子學(xué)發(fā)展?fàn)顩r 謝謝！ 等離子體顯示沒有解決等離子體顯示沒有解決的問題：潛像、燒傷。的問題：潛像、燒傷。 間壁 離子轟擊 等離子體顯示器等離子體顯示器 FED的工藝： A B C D 犧牲層犧牲層 鉬鉬 直到直到19681968年，才在一項(xiàng)最新科技成果的廣播報導(dǎo)中向世界公布年，才在一項(xiàng)最新科技成果的廣播報導(dǎo)中向世界公布 日本日本NHKNHK在在19691969年年2 2月即刻向日本作了報導(dǎo)。這一報導(dǎo)立刻引起了日本科月即刻向日本作了報導(dǎo)。這一報導(dǎo)立刻引起了日本科 技界、工業(yè)界的重視技界、工業(yè)界的重視 而在美國，而在美國，RCARCA

17、公司中一些生產(chǎn)部門的領(lǐng)導(dǎo)人一方面局限于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體公司中一些生產(chǎn)部門的領(lǐng)導(dǎo)人一方面局限于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體 產(chǎn)品，一方面又過分強(qiáng)調(diào)了初出茅廬的液晶顯示器件的缺點(diǎn)，以市場還未開產(chǎn)品，一方面又過分強(qiáng)調(diào)了初出茅廬的液晶顯示器件的缺點(diǎn)，以市場還未開 拓為借口，極力詆毀液晶顯示的產(chǎn)業(yè)化。拓為借口，極力詆毀液晶顯示的產(chǎn)業(yè)化。 RCARCA公司中公司中“液晶液晶”小組成員開始外流，小組成員開始外流，“液晶顯示液晶顯示”的專利也被賣出。的專利也被賣出。 RCARCA公司在一次董事會上沉痛地總結(jié)，在公司在一次董事會上沉痛地總結(jié)，在RCARCA百年發(fā)展歷史上液晶顯示技百年發(fā)展歷史上液晶顯示技 術(shù)的流失是最大的一次失誤。術(shù)的流失是最大的一次失誤。 1994 1994年年4 4月美國政府宣布，將在今后月美國政府宣布，將在今后5 5年內(nèi)投資年內(nèi)投資6 6億美元扶植美國平板顯示億美元扶植美國平板顯示 器件產(chǎn)業(yè)。其起因是器件產(chǎn)業(yè)。其起因是92929393年度日美貿(mào)易磨擦中，日本拒絕向美國出口有源年度日美貿(mào)易磨擦中，日本拒絕向美國出口有源 矩陣液晶顯示器件。矩陣液晶顯示器件。 這些研究都在大規(guī)模投產(chǎn)中遇到了障礙，幾乎沒有一家可以用與日本相這些研究都在大規(guī)模投產(chǎn)中遇到了障礙，幾乎沒有一家可以用與日本相 同的投資建立一條與日本產(chǎn)品可以抗?fàn)幍拇笠?guī)模液晶顯示器件生產(chǎn)線同的投資建立一條與日本