光電顯示技術(shù)_新型光電顯示技術(shù)

1、目目 錄錄 1. 緒論緒論 2. 陰極射線管陰極射線管(CRT)顯示技術(shù)顯示技術(shù) 3. 液晶顯示器件液晶顯示器件 4. 發(fā)光二極管發(fā)光二極管(LED)顯示技術(shù)顯示技術(shù) 5. 等離子顯示器件等離子顯示器件 6. 激光顯示技術(shù)激光顯示技術(shù) 7. 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 8. 大屏幕顯示技術(shù)大屏幕顯示技術(shù) 光 電 顯 示 技 術(shù) - 陰極射線管陰極射線管(CRT)顯示技術(shù)顯示技術(shù) 7.1 電致變色顯示技術(shù)電致變色顯示技術(shù) 7.1.1 電致變色現(xiàn)象電致變色現(xiàn)象 7.1.2 電致變色顯示器件電致變色顯示器件 7.2 場(chǎng)致發(fā)射顯示技術(shù)場(chǎng)致發(fā)射顯示技術(shù) 7.2.1 場(chǎng)致發(fā)射顯示器件的構(gòu)成及工作原理

2、場(chǎng)致發(fā)射顯示器件的構(gòu)成及工作原理 7.2.2 FED發(fā)展?fàn)顩r發(fā)展?fàn)顩r 7.3 電致發(fā)光顯示技術(shù)電致發(fā)光顯示技術(shù) 7.3.1 電致發(fā)光現(xiàn)象的發(fā)展歷程電致發(fā)光現(xiàn)象的發(fā)展歷程 7.3.2 ELD的分類及其特征的分類及其特征 7.3.3 ELD的基本結(jié)構(gòu)及工作原理的基本結(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)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)電泳顯示技術(shù) 7.4.2 鐵電陶瓷顯示技術(shù)鐵電陶瓷顯示技術(shù) 習(xí)題七習(xí)題七 第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)7.1 電致變色顯示技術(shù)電致變色顯示技術(shù) 7.1.1 電致變色現(xiàn)象電致變色現(xiàn)象 電致變色（電致變色（eletr

3、o chromism，EC），從顯示的角），從顯示的角度看則是專門指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)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。使顏色發(fā)生可逆性的變色現(xiàn)象。電致變色顯示器件電致變色顯示器件（Electro Chromism Device，ECD）在諸多領(lǐng)域的巨）在諸多領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力吸引了世界上許多國(guó)家不僅在應(yīng)用基礎(chǔ)大應(yīng)用潛力吸引了世界上許多國(guó)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。員和資金，以求在這方面取得突破。 第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示

4、技術(shù) 電致變色主要有電致變色主要有3種形式：種形式：（1）離子通過電解液進(jìn)入材料引起變色。）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。）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。）彩色不溶性有機(jī)物析出在觀察電極上。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 電致變色顯示有以下突出的有點(diǎn)：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。）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(duì)比度。）視角大，無論從什么角度看都有較好的對(duì)比度。 （3）具有存儲(chǔ)性能，如寫電壓去掉且電路斷開后，顯示信）具有存

5、儲(chǔ)性能，如寫電壓去掉且電路斷開后，顯示信號(hào)仍號(hào)仍 可保持幾小時(shí)到幾天，甚至一個(gè)月以上，存儲(chǔ)功能不可保持幾小時(shí)到幾天，甚至一個(gè)月以上，存儲(chǔ)功能不影響壽命。影響壽命。 （4）在存儲(chǔ)狀態(tài)下不消耗功率。）在存儲(chǔ)狀態(tài)下不消耗功率。 （5）工作電壓低，僅為）工作電壓低，僅為0.520 V，可與集成電路匹配。，可與集成電路匹配。 （6）器件可做成全固體化。）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（約應(yīng)速度（約500 ms）接近秒的數(shù)量級(jí)，對(duì)頻繁改變的顯示，）接近秒的數(shù)量級(jí)，對(duì)頻繁改變的顯示，功耗大致是液晶功耗的數(shù)百倍；往復(fù)

6、顯示的壽命不高（只有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106107次）。次）。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)7.1.2 電致變色顯示器件電致變色顯示器件 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(dòng)膜相結(jié)合的光電子薄膜器件，能夠在外加低壓驅(qū)動(dòng)的作用下實(shí)現(xiàn)可逆的色彩變化，可以應(yīng)用在被動(dòng)顯的作用下實(shí)現(xiàn)可逆的色彩變化，可以應(yīng)用在被動(dòng)顯示、靈巧變色窗等領(lǐng)域。示、靈巧變色窗等領(lǐng)域。u電致變色顯示器件結(jié)構(gòu)：電致變色器件一般由電致變色顯示器件結(jié)構(gòu)：電致變色器件一般由5層層結(jié)構(gòu)組成，包括兩層透明

7、導(dǎo)電層、電致變色層、離結(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(chǔ)層的夾層結(jié)構(gòu)如圖子導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層的夾層結(jié)構(gòu)如圖7.1（a）所）所示，其顯示原理如圖示，其顯示原理如圖7.2（b）所示。）所示。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)圖圖7.1 ECD結(jié)構(gòu)及顯示原理結(jié)構(gòu)及顯示原理第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)u根據(jù)電致變色層材料的不同，根據(jù)電致變色層材料的不同，ECD又可分為以下又可分為以下2種類型。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 全固態(tài)塑料電致變色器件采用低壓反應(yīng)離子鍍?nèi)虘B(tài)塑料電致變色器件采用低壓反應(yīng)離子鍍工藝在，工藝在，I

8、TO塑料襯底上制備塑料襯底上制備WO3和和NiO 電致變色電致變色薄膜，采用薄膜，采用MPEO-LiClO4高分子聚合物作電解質(zhì)，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)到范圍達(dá)到30%左右。左右。2. 混合氧化物電致變色器件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混合氧化物可以改善單一氧化物電致變色的性能能, 引起人們的關(guān)注。引起人們的關(guān)注。TiO2具有適宜的離子輸運(yùn)的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

9、快了響應(yīng)時(shí)間及混合制作電致變色器件，加快了響應(yīng)時(shí)間及延長(zhǎng)了器件的壽命。延長(zhǎng)了器件的壽命。 第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)7.2 場(chǎng)致發(fā)射顯示技術(shù)場(chǎng)致發(fā)射顯示技術(shù) 7.2.1 場(chǎng)致發(fā)射顯示器件的構(gòu)成及工作原理場(chǎng)致發(fā)射顯示器件的構(gòu)成及工作原理 1. 場(chǎng)致發(fā)射顯示技術(shù)場(chǎng)致發(fā)射顯示技術(shù) 場(chǎng)致發(fā)射顯示（場(chǎng)致發(fā)射顯示（Field Emission Display，F(xiàn)ED）與真空熒光顯示（與真空熒光顯示（VFD）和）和CRT有許多相似之處，有許多相似之處，它們都以高能電子轟擊熒光粉。與它們都以高能電子轟擊熒光粉。與VFD 不同的是，不同的是，它用冷陰極微尖陣列場(chǎng)發(fā)射代替了熱陰極的電子它用冷陰極

10、微尖陣列場(chǎng)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)際是自發(fā)光型平板顯示器件實(shí)際是CRT的平板化，兼的平板化，兼有有CRT和固體平板顯示器件的優(yōu)點(diǎn)，不需要傳統(tǒng)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，無偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，可平板化，無X射線，工作電壓低，射線，工作電壓低，比比TFT-LCD更節(jié)能，可靠性高。更節(jié)能，可靠性高。 第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 2. 場(chǎng)致發(fā)射顯示器件的構(gòu)成場(chǎng)致發(fā)射顯示器件的構(gòu)成 場(chǎng)致發(fā)射顯示器件，即場(chǎng)致發(fā)射陣列平板顯示器，或場(chǎng)致發(fā)射顯示器件，即場(chǎng)致發(fā)射陣列平板顯

11、示器，或稱為真空微尖平板顯示器（稱為真空微尖平板顯示器（Mini Flat Panel，MFP），是），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)際上是一種很薄的的CRT顯示器，其單元結(jié)構(gòu)是一個(gè)微型真空三極管（圖顯示器，其單元結(jié)構(gòu)是一個(gè)微型真空三極管（圖7.2），包括一個(gè)作為陰極的金屬發(fā)射尖錐，孔狀的金屬），包括一個(gè)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（

12、小于上不高的電壓（小于100 V）時(shí)，）時(shí)， 在陰極的尖端會(huì)產(chǎn)生很在陰極的尖端會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度大于強(qiáng)的電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度大于5107 V/cm時(shí)，電子由于隧時(shí)，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。速，轟擊熒光粉層實(shí)現(xiàn)發(fā)光顯示。 第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 圖圖7.1 微型真空三極管結(jié)構(gòu)微型真空三極管結(jié)構(gòu)第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) FED的制造過程與的制造過程與LCD很類似，采用的玻璃平板很類似，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

13、狀相同，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(shí)，采用兩步光刻工藝，首先對(duì)微孔的微尖錐結(jié)構(gòu)時(shí)，采用兩步光刻工藝，首先對(duì)微孔陣列光刻，這一步有很高的光刻精度（小于陣列光刻，這一步有很高的光刻精度（小于1.5 m），可用紫外光步進(jìn)曝光來實(shí)現(xiàn)，然后用蒸發(fā)和），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：點(diǎn)要求：（1）在整個(gè)表面上具有均勻的電子發(fā)射。）在整個(gè)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。）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

14、。）在微尖和柵極之間沒有短路。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 為了滿足以上要求，采用了下面兩項(xiàng)技術(shù)：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）在導(dǎo)通的陰極和選通的微尖之間利用一個(gè)電阻層來控制電流，使每一選通的像素含個(gè)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。有大量的微尖，可保證發(fā)射的均勻性。（2）高發(fā)射密度（）高發(fā)射密度（104微尖微尖mm2）和小尺寸）和小尺寸（直徑小于（直徑小于1.5 m），使得在），使得在100 V激勵(lì)電壓激勵(lì)電壓下獲得下獲得l mA/mm2的電流密度，從而實(shí)現(xiàn)高亮的電流密度，從而實(shí)現(xiàn)高亮度。

15、度。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)采用上述方法制造的一種采用上述方法制造的一種15cm FED單色顯示器的性能如下：?jiǎn)紊@示器的性能如下： 激勵(lì)面積（激勵(lì)面積（mm2） 11090 行列數(shù)行列數(shù) 256256 光點(diǎn)尺寸（光點(diǎn)尺寸（mm2） 0.12 微尖密度（微尖密度（/mm2） 104 陽極陽極-陰極空間（陰極空間（m） 200 陰極陰極-柵極電壓（柵極電壓（V） 80 陰極陰極-陽極電壓（陽極電壓（V） 400 輝度（輝度（cd/m2） 150300 對(duì)比度對(duì)比度 1001 響應(yīng)時(shí)間（響應(yīng)時(shí)間（s） 5000 平均功率耗散（屏）（平均功率耗散（屏）（W/cm2） 1第第7章章

16、 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 2. FED工作原理工作原理 FED工作原理如圖工作原理如圖7.3所示，兩塊平板玻璃之間有所示，兩塊平板玻璃之間有200 m的間隙，底板上有一個(gè)排氣管可抽氣，顯示的間隙，底板上有一個(gè)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，兩層金屬帶之間由帶之間由l m厚的絕緣層分開，每一個(gè)像素由相交厚的絕緣層分開，每一個(gè)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(duì)應(yīng)的金屬帶行列交叉點(diǎn)所選通，涂有熒光粉的屏對(duì)應(yīng)于像素安放。每

17、個(gè)像素有數(shù)千個(gè)微電子管，即使有于像素安放。每個(gè)像素有數(shù)千個(gè)微電子管，即使有一些發(fā)射尖錐失效也不會(huì)影響像素顯示，這一特點(diǎn)一些發(fā)射尖錐失效也不會(huì)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)成了列上加上矩陣選址電路，就構(gòu)成了FED。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)圖圖7.3 FED工作原理工作原理第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)7.2.2 FED發(fā)展?fàn)顩r發(fā)展?fàn)顩r FED本質(zhì)上是由許多微型本質(zhì)上是由許多微型CRT組成的平板顯示器，其組成的平板顯示器，其具備下列優(yōu)點(diǎn)：具備下列優(yōu)點(diǎn)：（1）冷

18、陰極發(fā)射。）冷陰極發(fā)射。（2）低工作電壓。）低工作電壓。（3）自發(fā)光和高亮度。）自發(fā)光和高亮度。（4）寬視角和高速響應(yīng)。）寬視角和高速響應(yīng)。（5）很寬的環(huán)境溫度變化范圍。）很寬的環(huán)境溫度變化范圍。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) FED是是20世紀(jì)世紀(jì)80年代末問世的真空微電子學(xué)的產(chǎn)物，兼有有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（源矩陣液晶顯示器（AM-LCD）和傳統(tǒng)）和傳統(tǒng)CRT的主要優(yōu)點(diǎn)，顯示的主要優(yōu)點(diǎn)，顯示出強(qiáng)大的市場(chǎng)潛力。其工作方式與出強(qiáng)大的市場(chǎng)潛力。其工作方式與CRT類似，但厚度僅為幾類似，但厚度僅為幾毫米，亮度、灰度、色彩、分辨率和響應(yīng)速度可與毫米，亮

19、度、灰度、色彩、分辨率和響應(yīng)速度可與CRT相媲相媲美；且工作電壓低、功耗小、無美；且工作電壓低、功耗小、無X射線輻射，成為射線輻射，成為CRT的理想的理想替代品。另外，替代品。另外，F(xiàn)ED不需背光、視角大、工作溫度范圍寬等不需背光、視角大、工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)也對(duì)目前平板顯示器的主流產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)也對(duì)目前平板顯示器的主流產(chǎn)品AM-LCD提出了嚴(yán)峻的提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。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顯顯示器，當(dāng)然，從商品化角度考

20、慮，示器，當(dāng)然，從商品化角度考慮，F(xiàn)ED還需要一定的時(shí)間對(duì)還需要一定的時(shí)間對(duì)工藝和制造技術(shù)進(jìn)一步完善。工藝和制造技術(shù)進(jìn)一步完善。 第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)7.3 電致發(fā)光顯示技術(shù)電致發(fā)光顯示技術(shù) 7.3.1電致發(fā)光顯示器件（電致發(fā)光顯示器件（ELD）的分類及其特征）的分類及其特征 按發(fā)光層的材料來分：按發(fā)光層的材料來分：有無機(jī)電斂發(fā)光有無機(jī)電斂發(fā)光有機(jī)電致發(fā)光兩大類有機(jī)電致發(fā)光兩大類 按結(jié)構(gòu)上又可分：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；分散型兩種：分散型

21、的發(fā)光層以粉末熒光體的形式構(gòu)成； 從驅(qū)動(dòng)方式上：從驅(qū)動(dòng)方式上：交流驅(qū)動(dòng)型交流驅(qū)動(dòng)型EL直流驅(qū)動(dòng)型直流驅(qū)動(dòng)型EL第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 無機(jī)和有機(jī)電致發(fā)光均可組合出無機(jī)和有機(jī)電致發(fā)光均可組合出4種種EL顯示顯示器件。對(duì)于無機(jī)器件。對(duì)于無機(jī)EL已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化的有薄膜已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化的有薄膜型交流型交流EL和分散型交流和分散型交流EL，其熒光體母體都，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；分散型交流發(fā)橙黃色光的平板顯示器；分散型交

22、流EL價(jià)價(jià)格低，容易實(shí)現(xiàn)多彩色顯示，常用作平面光格低，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(duì)于有機(jī)源，如液晶顯示器的背光源。對(duì)于有機(jī)EL主主要是薄膜型交流驅(qū)動(dòng)電致發(fā)光元件，其它類要是薄膜型交流驅(qū)動(dòng)電致發(fā)光元件，其它類型還沒有達(dá)到實(shí)用化。型還沒有達(dá)到實(shí)用化。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 電致發(fā)光顯示器與其它電子顯示器件相電致發(fā)光顯示器與其它電子顯示器件相比突出的特點(diǎn)比突出的特點(diǎn):（1）圖像顯示質(zhì)量高）圖像顯示質(zhì)量高 （2）受溫度變化的影響小）受溫度變化的影響小 （3）EL是目前所知唯一的全固體顯示元件，耐振動(dòng)是目前所知唯一的全固體顯示元件，耐振動(dòng)沖擊的特性極

23、好，適合坦克、裝甲車等軍事應(yīng)用。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。）具有小功耗、薄型、質(zhì)量輕等特征。（5）快速顯示響應(yīng)時(shí)間小于）快速顯示響應(yīng)時(shí)間小于1 ms （6）低電磁泄漏（）低電磁泄漏（Electro Magnetic Interference，EMI）。）。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) ELD的發(fā)展：的發(fā)展： 相對(duì)來說，相對(duì)來說，ELD的工作電壓較高，彩色化進(jìn)展緩的工作電壓較高，彩色化進(jìn)展緩慢并且價(jià)格昂貴，因此以往的慢并且價(jià)格昂貴，因此以往的ELD，主要使用在其，主要使用在其它顯示技術(shù)不能適應(yīng)的特殊要求場(chǎng)合，而今裝備和它顯示

24、技術(shù)不能適應(yīng)的特殊要求場(chǎng)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。由于ELD改進(jìn)了圖像質(zhì)量，具有更長(zhǎng)的壽命和更高的可改進(jìn)了圖像質(zhì)量，具有更長(zhǎng)的壽命和更高的可靠性，可以完全滿足用戶日益增長(zhǎng)的要求?？啃?，可以完全滿足用戶日益增長(zhǎng)的要求。 作為一種新技術(shù)，作為一種新技術(shù)，ELD顯示創(chuàng)新的步伐非常迅速，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(dòng)電路的開發(fā)擴(kuò)展了在發(fā)光膜亮度方面的改進(jìn)、驅(qū)動(dòng)電路的開發(fā)擴(kuò)展了顯示器壽命；亮度、對(duì)比度的重大改善；功耗的減顯示器壽命；亮度、對(duì)比度的重大改善；功耗的減??；專門的灰度算法；改進(jìn)包裝以縮小尺寸；增強(qiáng)小；專

25、門的灰度算法；改進(jìn)包裝以縮小尺寸；增強(qiáng)抗振動(dòng)沖擊及彩色開發(fā)，所有這些使抗振動(dòng)沖擊及彩色開發(fā)，所有這些使ELD應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。不斷拓展。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)7.3.2 ELD的基本結(jié)構(gòu)及工作原理的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 1. 分散型交流電致發(fā)光結(jié)構(gòu)原理分散型交流電致發(fā)光結(jié)構(gòu)原理 這一類型的這一類型的EL元件由元件由Sylvania公司最早開發(fā)，為第一代公司最早開發(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。結(jié)構(gòu)形式的代表，廣泛應(yīng)用于液晶顯示器的背光源。 分散型交流分散型交流EL元件的基本結(jié)構(gòu)如圖元件的基本結(jié)構(gòu)如圖7.4所示。基板為玻璃所示?；鍨椴Ａ?/p>

26、或柔性塑料板。透明電極采用或柔性塑料板。透明電極采用ITO膜，發(fā)光層由熒光體粉末膜，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)光中心的活化劑和其中添加了作為發(fā)光中心的活化劑和Cu、Cl、I及及Mn原子等，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，背電極用層以防止絕緣層被破壞，背電極用Al膜做成。膜做成。第第7章

27、章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)圖圖7.4 分散型交流分散型交流EL元件元件的基本原理的基本原理分散型交流分散型交流EL元件的發(fā)光機(jī)理簡(jiǎn)述如下：元件的發(fā)光機(jī)理簡(jiǎn)述如下：ZnS熒光體粉末的粒徑為熒光體粉末的粒徑為530 m，通常，通常在一個(gè)在一個(gè)ZnS顆粒中會(huì)存在點(diǎn)缺陷及線缺陷。顆粒中會(huì)存在點(diǎn)缺陷及線缺陷。電場(chǎng)在電場(chǎng)在ZnS顆粒內(nèi)會(huì)呈非均勻分布，造成顆粒內(nèi)會(huì)呈非均勻分布，造成發(fā)光狀態(tài)變化。在發(fā)光狀態(tài)變化。在ZnS顆粒內(nèi)沿線缺陷會(huì)顆粒內(nèi)沿線缺陷會(huì)有有Cu析出，形成電導(dǎo)率較大的析出，形成電導(dǎo)率較大的CuxS，CuxS與與ZnS形成異質(zhì)結(jié)?？梢哉J(rèn)為，這樣形成異質(zhì)結(jié)。可以認(rèn)為，這樣就形成了導(dǎo)電率非常

28、高的就形成了導(dǎo)電率非常高的P型或金屬電導(dǎo)狀型或金屬電導(dǎo)狀態(tài)。當(dāng)施加電壓時(shí)，在上述態(tài)。當(dāng)施加電壓時(shí)，在上述CuxS/ZnS界界面上會(huì)產(chǎn)生高于平均電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度面上會(huì)產(chǎn)生高于平均電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度（105106 V/cm）。在這種高場(chǎng)強(qiáng)作用）。在這種高場(chǎng)強(qiáng)作用下，位于界面能級(jí)的電子會(huì)通過隧道效應(yīng)下，位于界面能級(jí)的電子會(huì)通過隧道效應(yīng)向向ZnS內(nèi)注入，與發(fā)光中心捕獲的空穴發(fā)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)光中心為生復(fù)合，產(chǎn)生發(fā)光。當(dāng)發(fā)光中心為Mn時(shí)，時(shí)，如上所述發(fā)生的電子與這些發(fā)光中心碰撞如上所述發(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。使其激發(fā)，引起發(fā)光。第第7章章 新型光電顯

29、示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)圖圖7.5 分散型交流分散型交流EL元件輝度元件輝度-電壓（電壓（L-V）和發(fā)光效率）和發(fā)光效率-電壓電壓（-V）特性）特性由此圖可以看出：由此圖可以看出：在工作電壓為在工作電壓為300 V、頻率為、頻率為400 Hz時(shí)，可獲得約時(shí)，可獲得約100 cd/m2的輝度。的輝度。輝度與頻率有關(guān)，在低于輝度與頻率有關(guān)，在低于100 kHz的范圍內(nèi)，輝度與頻率成正比的范圍內(nèi)，輝度與頻率成正比變化。變化。發(fā)光效率隨電壓的增加，先是增發(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加后是減小，其最大值一般可以從輝度出現(xiàn)飽和趨勢(shì)的電壓區(qū)域得到。輝度出現(xiàn)飽和趨勢(shì)的電壓區(qū)域得到。

30、發(fā)光效率正在不斷地得到改善，發(fā)光效率正在不斷地得到改善，目前可以達(dá)到目前可以達(dá)到15 lm/W。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 分散型交流分散型交流EL元件的最大問題是元件的最大問題是穩(wěn)定性差，即壽穩(wěn)定性差，即壽命短命短。穩(wěn)定性與使用環(huán)境和驅(qū)動(dòng)條件都有關(guān)系，對(duì)。穩(wěn)定性與使用環(huán)境和驅(qū)動(dòng)條件都有關(guān)系，對(duì)于環(huán)境來說，這種元件的耐濕性很弱，需要鈍化保于環(huán)境來說，這種元件的耐濕性很弱，需要鈍化保護(hù)；對(duì)于驅(qū)動(dòng)條件來說，當(dāng)電壓一定時(shí)，隨工作時(shí)護(hù)；對(duì)于驅(qū)動(dòng)條件來說，當(dāng)電壓一定時(shí)，隨工作時(shí)間加長(zhǎng)，發(fā)光亮度下降，尤其是驅(qū)動(dòng)頻率較高時(shí)，間加長(zhǎng)，發(fā)光亮度下降，尤其是驅(qū)動(dòng)頻率較高時(shí)，在高輝度下工作會(huì)更快地

31、劣化?？啥x亮度降到初在高輝度下工作會(huì)更快地劣化?？啥x亮度降到初期值一半的時(shí)間為壽命，或稱為半衰期，第一代期值一半的時(shí)間為壽命，或稱為半衰期，第一代EL的開發(fā)初期最長(zhǎng)壽命僅的開發(fā)初期最長(zhǎng)壽命僅100 h。隨著熒光體粉末材料。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)處理?xiàng)l件的改善，防濕材料樹脂膜注入以及改良驅(qū)動(dòng)條件等，在驅(qū)動(dòng)參數(shù)為動(dòng)條件等，在驅(qū)動(dòng)參數(shù)為200 V、400 Hz的條件下，的條件下，其壽命已能達(dá)到其壽命已能達(dá)到2500 h。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 2. 分散型直流電致發(fā)光結(jié)構(gòu)原理分散型直流電致發(fā)光結(jié)構(gòu)原理 分散型直流分散型直流EL元件的基

32、本結(jié)構(gòu)如元件的基本結(jié)構(gòu)如7.6所示。在玻所示。在玻璃基板上形成透明電極，將璃基板上形成透明電極，將ZnSCu、M熒光體粉末熒光體粉末與少量黏接劑的混合物均勻涂布于上，厚度為與少量黏接劑的混合物均勻涂布于上，厚度為3050 m。由于是直流驅(qū)動(dòng)，應(yīng)選擇具有導(dǎo)電性的熒。由于是直流驅(qū)動(dòng)，應(yīng)選擇具有導(dǎo)電性的熒光體層，為此選用粒徑為光體層，為此選用粒徑為0.51 m的較細(xì)的熒光粉的較細(xì)的熒光粉末。將末。將ZnS熒光體浸在熒光體浸在Cu2SO4溶液中進(jìn)行熱處理，溶液中進(jìn)行熱處理，使其表面產(chǎn)生具有導(dǎo)電性的使其表面產(chǎn)生具有導(dǎo)電性的CuxS層，這種工藝叫做層，這種工藝叫做包銅處理。最后再蒸鍍包銅處理。最后再蒸鍍A

33、1，形成背電極，從而得到，形成背電極，從而得到EL元件。元件。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)圖圖7.6 分散型直流分散型直流EL元件的基本結(jié)構(gòu)元件的基本結(jié)構(gòu)分散型直流分散型直流EL元件制成之后，先元件制成之后，先不讓它馬上發(fā)光，而是在透明電不讓它馬上發(fā)光，而是在透明電極一側(cè)接電源正極，極一側(cè)接電源正極，A1背電極一背電極一側(cè)接電源負(fù)極，在一定的電壓下側(cè)接電源負(fù)極，在一定的電壓下經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間放置后，再讓其正式發(fā)經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間放置后，再讓其正式發(fā)光。在這個(gè)定形化（光。在這個(gè)定形化（forming）處）處理過程中，理過程中，Cu2+離子會(huì)從透明電離子會(huì)從透明電極附近的熒光體粒子向極附近的熒光體粒

34、子向A1電極一電極一側(cè)遷移，結(jié)果在透明電極一側(cè)會(huì)側(cè)遷移，結(jié)果在透明電極一側(cè)會(huì)出現(xiàn)沒有出現(xiàn)沒有CuxS包覆的、電阻率高包覆的、電阻率高的的ZnS層（脫銅層）。這樣，外層（脫銅層）。這樣，外加電壓的大部分會(huì)作用在脫銅層加電壓的大部分會(huì)作用在脫銅層上，使該層中形成上，使該層中形成106 V/cm的強(qiáng)的強(qiáng)電場(chǎng)，在此電場(chǎng)的作用下，會(huì)使電場(chǎng)，在此電場(chǎng)的作用下，會(huì)使電子注入到電子注入到ZnS層中，經(jīng)加速成層中，經(jīng)加速成為發(fā)光中心。為發(fā)光中心。 第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)圖圖7.7 分散型直流分散型直流EL元件輝度元件輝度-電壓（電壓（L-V）和發(fā)光效率和發(fā)光效率-電壓（電壓（-V）特性）特

35、性在在100 V左右的電壓下可左右的電壓下可獲得大獲得大500 cd/m2的輝度。的輝度。即使采用占空比為即使采用占空比為l%左左右的脈沖波形來驅(qū)動(dòng)，也右的脈沖波形來驅(qū)動(dòng)，也能得到與交流驅(qū)動(dòng)相同程能得到與交流驅(qū)動(dòng)相同程度的輝度。此時(shí)元件發(fā)光度的輝度。此時(shí)元件發(fā)光效率一般在效率一般在0.51 lm/W的范圍內(nèi)，且經(jīng)嚴(yán)格防濕的范圍內(nèi)，且經(jīng)嚴(yán)格防濕處理后可延長(zhǎng)其壽命。直處理后可延長(zhǎng)其壽命。直流驅(qū)動(dòng)的壽命大約為流驅(qū)動(dòng)的壽命大約為1000 h，脈沖驅(qū)動(dòng)可達(dá)，脈沖驅(qū)動(dòng)可達(dá)5000 h。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 3. 薄膜型交流電致發(fā)光薄膜型交流電致發(fā)光 薄膜型交流薄膜型交流EL元件是將

36、發(fā)光層薄膜夾于兩層絕緣膜之間元件是將發(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、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（背電極（A1）等。發(fā)光層厚為）等。發(fā)光層厚為0.5l m，絕緣層厚，絕緣層厚0.30.5 m，全膜厚只有，全膜厚只有2 m左右。在左右。在EL元件電極間施加元件電極間施加200 V左右左右的電壓，即可使的電壓，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

37、在發(fā)光層中可以形成穩(wěn)定的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(chǎng)。并且，由于致密的絕緣層保護(hù)，故以上的強(qiáng)電場(chǎng)。并且，由于致密的絕緣層保護(hù)，故可防止雜質(zhì)及濕氣對(duì)發(fā)光層的損害?？煞乐闺s質(zhì)及濕氣對(duì)發(fā)光層的損害。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)圖圖7.8 二層絕緣膜結(jié)構(gòu)薄膜型交流二層絕緣膜結(jié)構(gòu)薄膜型交流EL元件元件從發(fā)光機(jī)制來說，可用從發(fā)光機(jī)制來說，可用ZnSMn系熒光體的碰撞激發(fā)來解釋。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即當(dāng)施加的電壓大于閾值電壓Vth時(shí)，由于隧道效應(yīng)，從絕緣時(shí)，由于隧道效應(yīng)，從絕緣層與發(fā)光層間的界面能級(jí)飛出層與發(fā)光層

38、間的界面能級(jí)飛出的電子被的電子被106 V/cm的強(qiáng)電場(chǎng)加的強(qiáng)電場(chǎng)加速，使其熱電子化，并碰撞激速，使其熱電子化，并碰撞激發(fā)發(fā)Mn等發(fā)光中心。被激發(fā)的內(nèi)等發(fā)光中心。被激發(fā)的內(nèi)殼層電子從激發(fā)能級(jí)向原始能殼層電子從激發(fā)能級(jí)向原始能級(jí)返回時(shí)，產(chǎn)生級(jí)返回時(shí)，產(chǎn)生EL發(fā)光，激發(fā)發(fā)光，激發(fā)發(fā)光中心的熱電子，在發(fā)光層發(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(dòng)，與絕緣層的界面上停止移動(dòng)，即產(chǎn)生極化作用。這種極化電即產(chǎn)生極化作用。這種極化電場(chǎng)與外加電場(chǎng)相重疊，在交流場(chǎng)與外加電場(chǎng)相重疊，在交流驅(qū)動(dòng)施加反極性脈沖電壓時(shí)，驅(qū)動(dòng)施加反極性脈沖電壓時(shí)，會(huì)使發(fā)光層中的電場(chǎng)強(qiáng)度加強(qiáng)。會(huì)使發(fā)光層中的電場(chǎng)強(qiáng)度加強(qiáng)。第第7章

39、章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)現(xiàn) 代 顯 示 技 術(shù)圖圖7.9 ZnSMn薄膜型交流薄膜型交流EL元件輝度元件輝度-電電壓（壓（L-V）和發(fā)光效率）和發(fā)光效率-電壓（電壓（-V）特性）特性輝度在輝度在Vth處急速上升，此后出現(xiàn)飽處急速上升，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。電壓范圍內(nèi)達(dá)到最大值。EL發(fā)光的上發(fā)光的上升沿約數(shù)微秒，下降沿約數(shù)毫秒量級(jí)，升沿約數(shù)微秒，下降沿約數(shù)毫秒量級(jí)，輝度在千赫茲范圍內(nèi)與電壓頻率成正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)的比增加。兩層絕緣膜結(jié)構(gòu)的ZnSMn在制成之后開始工作的一段時(shí)

40、間在制成之后開始工作的一段時(shí)間內(nèi)，輝度內(nèi)，輝度-電壓特性會(huì)發(fā)生變化，然電壓特性會(huì)發(fā)生變化，然后漸漸達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。這是制作時(shí)導(dǎo)后漸漸達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。這是制作時(shí)導(dǎo)入的各種變形、不穩(wěn)定因素及電荷分入的各種變形、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，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)化。老化充分的元件，其性能極為穩(wěn)定，工作定，工作20000 h以上，輝度不會(huì)明以上，輝度不會(huì)明顯降低。顯降低。第第7章章 新型光電顯示技新型光電顯示技 4. 薄膜型直流電致發(fā)光薄膜型直流電致發(fā)光 這種電致發(fā)光元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

41、，在薄膜發(fā)這種電致發(fā)光元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在薄膜發(fā)光層的兩側(cè)直接形成電極即可。迄今為止光層的兩側(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(chǎng)，故至今膜保護(hù)，很難維持穩(wěn)定的強(qiáng)電場(chǎng)，故至今未能達(dá)到實(shí)用化。未能達(dá)到實(shí)用化。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 5. 有機(jī)薄膜電致發(fā)光有機(jī)薄膜電致發(fā)光 上述上述EL元件的發(fā)光層都是由無機(jī)材料做成元件的發(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?shù)模硗膺€有一種有機(jī)薄膜發(fā)光層及空穴輸送層的注入型薄膜送層的注入型薄膜EL元件，稱為元件，稱為OLED。 目前有

42、機(jī)目前有機(jī)EL的研究重點(diǎn)是：研制高穩(wěn)定性的研究重點(diǎn)是：研制高穩(wěn)定性的的R、G、B3基色和白色器件已向?qū)嵱没~進(jìn)，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(dòng)態(tài)顯示的矩陣屏及并在此基礎(chǔ)上研究用于動(dòng)態(tài)顯示的矩陣屏及實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量動(dòng)態(tài)顯示的驅(qū)動(dòng)電路。實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量動(dòng)態(tài)顯示的驅(qū)動(dòng)電路。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù)圖圖7.10 OEL元件的結(jié)構(gòu)元件的結(jié)構(gòu)第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 表表7.1 有機(jī)有機(jī)EL和無機(jī)和無機(jī)EL比較比較OLED能提供真正像能提供真正像紙一樣薄的顯示器，紙一樣薄的顯示器，它又?。偤穸炔坏剿直。偤穸炔坏?m）又輕，具有低）又輕，具有低功耗（驅(qū)

43、動(dòng)電壓功耗（驅(qū)動(dòng)電壓510V），廣視角，響），廣視角，響應(yīng)速度快（亞微秒應(yīng)速度快（亞微秒級(jí)），工作穩(wěn)定范圍級(jí)），工作穩(wěn)定范圍寬，成本低，易實(shí)現(xiàn)寬，成本低，易實(shí)現(xiàn)全彩色大面積顯示等全彩色大面積顯示等一系列優(yōu)點(diǎn)。一系列優(yōu)點(diǎn)。 第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 有機(jī)有機(jī)EL比無機(jī)比無機(jī)EL易于彩色化，主要是有機(jī)易于彩色化，主要是有機(jī)EL比較容易解決藍(lán)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：的方式主要有以下幾種： （1）紅、綠、藍(lán)）紅、綠、藍(lán)3色各點(diǎn)分別采用色各點(diǎn)分別采用3色發(fā)光材料獨(dú)立發(fā)光

44、。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）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)綠色，從而形成紅、綠、藍(lán)3基色?；?。 （3）使用白色有機(jī)）使用白色有機(jī)EL為背光，采用類似為背光，采用類似LCD所用的彩色濾光所用的彩色濾光片來達(dá)到全彩色的效果。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(dòng)電壓下顯示不同的顏色。）使用特殊材料，在不同的驅(qū)動(dòng)電壓下顯示不同的顏色。 （5）激光共振方式。）激光共振方式。 （6）將紅、綠、藍(lán)）將紅、綠、藍(lán)3色發(fā)光膜重疊起來構(gòu)成彩色像素。色發(fā)光膜重疊起來構(gòu)成彩色像素。第第7章章 新型光電顯示技

45、術(shù)新型光電顯示技術(shù)7.4 電泳顯示技術(shù)和鐵電陶瓷顯示技術(shù)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顯示技術(shù)和電泳顯示器件 電泳（電泳（electro phoretic）是指懸浮于液體中的電荷）是指懸浮于液體中的電荷粒子在外電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)并附著在電極上的現(xiàn)粒子在外電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)并附著在電極上的現(xiàn)象。象。1972年發(fā)現(xiàn)應(yīng)用可逆的電泳現(xiàn)象可作被動(dòng)顯示。年發(fā)現(xiàn)應(yīng)用可逆的電泳現(xiàn)象可作被動(dòng)顯示。 電泳顯示（電泳顯示（Electro Phoretic Display，EPD）的工作原）的工作原理是靠浸在透明或彩色液體之中的電離子移動(dòng)，即理是靠浸在透明或彩色液體之中的電離子移

46、動(dòng)，即通過翻轉(zhuǎn)或流動(dòng)的微粒子來使像素變亮或變暗，并通過翻轉(zhuǎn)或流動(dòng)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。可以被制作在玻璃、金屬或塑料襯底上。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 電泳顯示的主要優(yōu)點(diǎn)如下電泳顯示的主要優(yōu)點(diǎn)如下。 （1）在大視角和環(huán)境光強(qiáng)變化大時(shí)仍有較高的對(duì)比度。）在大視角和環(huán)境光強(qiáng)變化大時(shí)仍有較高的對(duì)比度。 （2）具有較高的響應(yīng)速度，且顯示電流低（約）具有較高的響應(yīng)速度，且顯示電流低（約1 A/cm2）。）。 （3）具有存儲(chǔ)能力，撤出外電壓后仍能使圖像保持幾個(gè)月）具有存儲(chǔ)能力，撤出外電壓后仍能使圖像保持幾個(gè)月以上。以上。 （4）工作壽命長(zhǎng)，在電源

47、被關(guān)閉之后，仍能在顯示器上將）工作壽命長(zhǎng)，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(gè)月。圖像保留幾天或幾個(gè)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。）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(jià)格低，工藝簡(jiǎn)單。）價(jià)格低，工藝簡(jiǎn)單。第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 電泳顯示的基本原理電泳顯示的基本原理 在兩塊玻璃間夾一層厚約在兩塊玻璃間夾一層厚約50 m的膠質(zhì)懸浮體，兩塊玻璃上的膠質(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

48、液體中雜穩(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(hào)電荷，當(dāng)加上外電場(chǎng)，微粒便移向一個(gè)電極，質(zhì)離子而帶同號(hào)電荷，當(dāng)加上外電場(chǎng)，微粒便移向一個(gè)電極，該電極就呈色素粒子顏色；一旦電場(chǎng)反向，微粒也反向移動(dòng)，該電極就呈色素粒子顏色；一旦電場(chǎng)反向，微粒也反向移動(dòng)，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，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。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

49、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)摱亲钣锌赡軐?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。力的柔性電子顯示技術(shù)之一。 第第7章章 新型光電顯示技術(shù)新型光電顯示技術(shù) 2. 我國(guó)電泳顯示技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)電泳顯示技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 EPD面臨的技術(shù)難題如下：面臨的技術(shù)難題如下：（1）響應(yīng)速度比較慢。）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）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。其連續(xù)顯示色彩的性能。（3）制造工藝復(fù)雜，對(duì)材料要求高，成

50、本較）制造工藝復(fù)雜，對(duì)材料要求高，成本較高。高。現(xiàn) 代 顯 示 技 術(shù)第第7章章 新型光電顯示技新型光電顯示技現(xiàn) 代 顯 示 技 術(shù) 目前，國(guó)內(nèi)與國(guó)外的技術(shù)差距主要在顯示目前，國(guó)內(nèi)與國(guó)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(guó)企業(yè)從發(fā)屏、材料和功能產(chǎn)品方面。我國(guó)企業(yè)從發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的平板顯示屏制作技術(shù)和展自主知識(shí)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)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)

51、現(xiàn)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。電泳平板顯示器件產(chǎn)品化。第第7章章 新型光電顯示技新型光電顯示技現(xiàn) 代 顯 示 技 術(shù)7.4.2 鐵電陶瓷顯示技術(shù)鐵電陶瓷顯示技術(shù)1. 鐵電陶瓷鐵電陶瓷鐵電陶瓷（鐵電陶瓷（ferroelectric ceramics）指）指主晶相主晶相為為鐵電體鐵電體的的陶瓷材料陶瓷材料。它。它的主要特性如下：的主要特性如下： （1）在一定溫度范圍內(nèi)存在）在一定溫度范圍內(nèi)存在自發(fā)極化自發(fā)極化，當(dāng)高于某一，當(dāng)高于某一居里溫度居里溫度時(shí)，自時(shí)，自發(fā)極化消失，鐵電相變?yōu)轫橂娤?。發(fā)極化消失，鐵電相變?yōu)轫橂娤唷?（2）存在電疇。）存在電疇。 （3）發(fā)生）發(fā)生

52、極化極化狀態(tài)改變時(shí)，其狀態(tài)改變時(shí)，其介電常數(shù)介電常數(shù)-溫度特性發(fā)生顯著變化，出溫度特性發(fā)生顯著變化，出現(xiàn)現(xiàn)峰值峰值，并服從，并服從Curie-Weiss定律。定律。 （4）極化強(qiáng)度隨外加電場(chǎng)強(qiáng)度而變化，形成）極化強(qiáng)度隨外加電場(chǎng)強(qiáng)度而變化，形成電滯回線電滯回線。 （5）介電常數(shù)隨外加電場(chǎng)呈非線性變化。）介電常數(shù)隨外加電場(chǎng)呈非線性變化。 （6）在）在電場(chǎng)電場(chǎng)作用下產(chǎn)生作用下產(chǎn)生電致伸縮電致伸縮或電致應(yīng)變。或電致應(yīng)變。第第7章章 新型光電顯示技新型光電顯示技現(xiàn) 代 顯 示 技 術(shù) 鐵電陶瓷電性能如下：鐵電陶瓷電性能如下：（1）高抗電壓強(qiáng)度和介電常數(shù)。）高抗電壓強(qiáng)度和介電常數(shù)。（2）低老化率。）低老化

53、率。（3）在一定溫度范圍內(nèi)（）在一定溫度范圍內(nèi)（5585）介電常數(shù)變化率較小。介電常數(shù)或介電常數(shù)變化率較小。介電常數(shù)或介質(zhì)介質(zhì)的的電容量隨交流電場(chǎng)或直流電場(chǎng)的變化率小。電容量隨交流電場(chǎng)或直流電場(chǎng)的變化率小。第第7章章 新型光電顯示技新型光電顯示技現(xiàn) 代 顯 示 技 術(shù) 常見的鐵電陶瓷多屬鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，如鈦酸鋇陶瓷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）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)?；衔锖蜔G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

54、可制作各種壓電器件；利用其容器；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(cè)器；通過適當(dāng)工藝制成的熱釋電性可制作紅外探測(cè)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(chǔ)、透明鐵電陶瓷具有電控光特性，利用它可制作存儲(chǔ)、顯示或開關(guān)用的電控光特性。通過物理或化學(xué)方法顯示或開關(guān)用的電控光特性。通過物理或化學(xué)方法制備的制備的PZT、PLZT等鐵電薄膜，在電光器件、非揮發(fā)等鐵電薄膜，在電光器件、非揮發(fā)性鐵電存儲(chǔ)器件等方面有重要用途。性鐵電存儲(chǔ)器件等方面有重要用途。第第7章章 新型光電顯示技新型光電顯示技現(xiàn) 代 顯 示 技 術(shù) 2. 鐵電陶瓷顯示技術(shù)鐵電陶瓷顯示技術(shù) 鐵電陶

55、瓷平板顯示技術(shù)即利用一些鐵電陶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)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(chǎng)致發(fā)射平板顯示器中的微射陰極，代替場(chǎng)致發(fā)射平板顯示器中的微尖陣列，較好地解決了尖陣列，較好地解決了FED技術(shù)中的陰極制技術(shù)中的陰極制作工藝復(fù)雜的問題，同時(shí)，在許多性能上作工藝復(fù)雜的問題，同時(shí)，在許多性能上也有所改善。也有所改善。第第7章章 新型光電顯示技新型光電顯示技現(xiàn) 代 顯 示 技 術(shù) 鐵電陶瓷平板顯示技術(shù)與其它一些平板顯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)。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

56、藝較為）鐵電陶瓷板和鐵電薄膜制備工藝較為簡(jiǎn)單，成本較低，可有效降低平板顯示器簡(jiǎn)單，成本較低，可有效降低平板顯示器的制造成本。同時(shí)可以根據(jù)需要制作出各的制造成本。同時(shí)可以根據(jù)需要制作出各種尺寸和形狀的陶瓷板或薄膜，易于制作種尺寸和形狀的陶瓷板或薄膜，易于制作大尺寸的平板顯示器，滿足市場(chǎng)需要。大尺寸的平板顯示器，滿足市場(chǎng)需要。第第7章章 新型光電顯示技新型光電顯示技現(xiàn) 代 顯 示 技 術(shù)（2）現(xiàn)代陶瓷制備技術(shù)和薄膜制備技術(shù)可以保證）現(xiàn)代陶瓷制備技術(shù)和薄膜制備技術(shù)可以保證制造出高度均勻的鐵電陶瓷板和鐵電薄膜，使得制造出高度均勻的鐵電陶瓷板和鐵電薄膜，使得其在鐵電發(fā)射時(shí)能均勻地發(fā)射電子，保證顯示器其在鐵電發(fā)射時(shí)能均勻地發(fā)射電