液晶顯示應(yīng)用技術(shù)

1、液晶顯示應(yīng)用技術(shù)第一章 導(dǎo)論n1.1 多媒體時(shí)代的顯示器n1.2 等離子顯示器n1.3 液晶顯示器n1.4 FPD其他的新技術(shù)、新產(chǎn)品n1.5 中國(guó)液晶產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)數(shù)碼相機(jī)DV汽車GPS顯示器DVD桌上型顯示器液晶電視3D LCDNB1.1多媒體時(shí)代的顯示器1.1.1顯示器發(fā)展歷史國(guó)際信息顯示學(xué)會(huì)（SID）1963年 定義信息顯示方法和手段：限定在基于電子手段產(chǎn)生的視覺效果信息顯示，是為了將特定的信息向人們展示而使用的全部方法和手段根據(jù)技術(shù)與用途的發(fā)展分為五個(gè)階段 早期的顯示器（1970年）由陰極射線管（CRT：Cathode Ray Tube）構(gòu)成的示波器、彩色CRT與半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)

2、技術(shù)共同發(fā)展（19701990年）視頻顯示終端（VDT：Visual Display Terminal）平板型顯示器的實(shí)用化，包括熒光管顯示器（VFD: Vacuumn Fluorescence Display)、發(fā)光二極管（LED: Light Emitting Diode)、液晶顯示器（LCD：Liquid Ctystal Display) 等風(fēng)靡一時(shí)的平板型顯示器LCD大放異彩全彩色PDP的實(shí)用化藍(lán)色發(fā)光二極管新型器件包括有機(jī)電致發(fā)光效應(yīng)、場(chǎng)發(fā)射效應(yīng)（FED: Field Emission Display)信息新時(shí)代的顯示器 電紙型顯示屏3D顯示1.1.2 多媒體顯示器的需求信息系統(tǒng)的多

3、媒體化是推動(dòng)顯示器領(lǐng)域革命的原動(dòng)力之一支持多媒體的三大關(guān)鍵技術(shù)：數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)、人機(jī)界面多媒體的重要功能：信息傳遞的雙向性1.1.2.1 多媒體多媒體對(duì)顯示器的要求要求能適應(yīng)多媒體要求真實(shí)、傳情要求能做到無論何時(shí)、何地、何人均可使用。針對(duì)上述要求，顯示器向高畫像品質(zhì)、高臨場(chǎng)感、可攜帶超節(jié)電3個(gè)方向發(fā)展1.1.3 顯示器的分類顯示器一般由顯示器件和周邊電路、光學(xué)系統(tǒng)等部件組成。顯示器分類有多種辦法常按器件技術(shù)分為直視型、投影型、空間成像型直視型主動(dòng)發(fā)光型非主動(dòng)發(fā)光型CRTPDPELDLEDVFDLCDECD（電化學(xué)）EPID（電泳成像）投影型背投型前投型CRTLCDDLP（DMD投影儀）CRTL

4、CDDLPLVP（光閥投影儀）空間成像型HMD全息顯示1.2 等離子顯示器 等離子顯示器（PDP，Plasma Display Panel）從上世紀(jì)90年代開始進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)以來，其性能指標(biāo)、良品率等不斷提高，而價(jià)格卻不斷下降。特別是2005年以來，其性價(jià)比進(jìn)一步提高，從前期以商用為主轉(zhuǎn)變成以家用為主。 原理：在兩張薄玻璃板之間充填混合氣體，施加電壓使之產(chǎn)生離子氣體，然后使等離子氣體放電，與基板中的熒光體發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生彩色影像。它以等離子管作為發(fā)光元件，大量的等離子管排列在一起構(gòu)成屏幕，每個(gè)等離子對(duì)應(yīng)的每個(gè)小室內(nèi)都充有氖氙氣體，在等離子管電極間加上高壓后，封在兩層玻璃之間的等離子管小室中的氣體

5、會(huì)產(chǎn)生紫外光，并激發(fā)平板顯示屏上的紅綠藍(lán)三基色熒光粉發(fā)出可見光。每個(gè)等離子管作為一個(gè)像素，由這些像素的明暗和顏色變化組合使之產(chǎn)生各種灰度和色彩的圖像，類似顯像管發(fā)光。特點(diǎn)：機(jī)身纖薄、重量輕、屏幕大、色彩鮮艷、畫面清晰、亮度高、失真度小、視覺感受舒適、節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)。1.3 液晶顯示1.3.1 TFT-LCD占FPD主導(dǎo)地位 液晶顯示器是一種采用液晶為材料的顯示器。液晶是介于固態(tài)和液態(tài)間的有機(jī)化合物。將其加熱會(huì)變成透明液態(tài)，冷卻后會(huì)變成結(jié)晶的混濁固態(tài)。在電場(chǎng)作用下，液晶分子會(huì)發(fā)生排列上的變化，從而影響通過其的光線變化，這種光線的變化通過偏光片的作用可以表現(xiàn)為明暗的變化。通過對(duì)電場(chǎng)的控制最終控制了

6、光線的明暗變化，從而達(dá)到顯示圖像的目的。 產(chǎn)能持續(xù)增加，新生產(chǎn)線向大尺寸產(chǎn)品集中液晶電視是未來的主要增長(zhǎng)點(diǎn)1.3.2 發(fā)展特點(diǎn)：1.3.3產(chǎn)業(yè)分布狀況產(chǎn)業(yè)目前主要集中在日本、韓國(guó)、中國(guó)（包括中國(guó)大陸和中國(guó)臺(tái)灣）。主要TFT-LCD廠商：三星電子：韓國(guó)在TFT-LCD領(lǐng)域最大的研制和生產(chǎn)廠家，產(chǎn)能20% 重要技術(shù)：薄膜晶體管制造工藝、用于彩色濾光片碳基有機(jī)光刻膠、光源模擬驅(qū)動(dòng)電路、（超）構(gòu)型垂直取向（S）PVA 、大尺寸TFT-LCD制造技術(shù)、N+刻蝕工藝LG-飛利浦：產(chǎn)能20%產(chǎn)品以中、大尺寸TFT-LCD為主。 重要技術(shù)：膽甾液晶彩色濾光片（CF）、低溫多晶硅（LTPS）金屬氧化物半導(dǎo)體技術(shù)

7、、聚合物分散液晶調(diào)制器、改進(jìn)超面內(nèi)開關(guān)（ASIPS）技術(shù)、新型無縫合技術(shù)。友達(dá)光電專門生產(chǎn)等離子顯示器（PDP）和液晶顯示器（LCD）產(chǎn)能臺(tái)灣第一、全球第三主要技術(shù)包括：新型驅(qū)動(dòng)IC設(shè)計(jì)、低溫多晶硅技術(shù)、玻璃上芯片集成技術(shù)（COG）、液晶滴注技術(shù)（ODF）、（超）多疇垂直取向（S）MVA、光學(xué)波長(zhǎng)彎曲OCB技術(shù)、半穿透半反射技術(shù)夏普：日本最大的LCD生產(chǎn)廠商，擁有世界最先進(jìn)的LCD技術(shù)。產(chǎn)品涵蓋所有應(yīng)用領(lǐng)域，目前已大尺寸為主。主要技術(shù)包括：自動(dòng)體視顯微鏡技術(shù)、低溫多晶硅薄膜晶體管、交替電壓驅(qū)動(dòng)法、銦錫氧化薄膜電極、大面積激發(fā)物激光退火、連續(xù)針旋轉(zhuǎn)、超高開口率技術(shù)、超視角技術(shù)，超視野、改進(jìn)超視野

8、、新型超薄型塑料基板、高投射先進(jìn)TFT-LCD技術(shù)等。全球TFT-LCD廠商關(guān)系技轉(zhuǎn)技轉(zhuǎn)OEM投資投資元太OPTREXST - LCDSony飛利浦佳匯鳥取三洋IDTech友達(dá)光電上廣電-NEC統(tǒng)寶光電南京華日群創(chuàng)光電TMDisplayMatsushitaEpsonADI中華映管東芝瀚宇彩晶京東方京東方現(xiàn)代三星電子廣輝電子北方彩晶PhilipsLG-Philips LCDHitachi富士通LGENEC奇美電子夏普IBMCASIOHAPD三洋未投產(chǎn)已投產(chǎn)停止生產(chǎn)韓國(guó)廠商中國(guó)廠商臺(tái)灣廠商日本廠商1.3.4 主要技術(shù)發(fā)展情況TFT-LCD研究最早開始于歐美，產(chǎn)業(yè)化由日本完成歐美理論研究與基礎(chǔ)專利日

9、本產(chǎn)品與工藝方面的技術(shù)專利中國(guó)大陸及臺(tái)灣技術(shù)源于廠商授權(quán)、專利技術(shù)掌握較少寬視角技術(shù)分類與發(fā)展4種有競(jìng)爭(zhēng)力的寬視角LCD技術(shù)寬視角補(bǔ)償膜（TN+Film）技術(shù)垂直取向技術(shù)（Vertical Alignment, VA )面內(nèi)開關(guān)技術(shù)（In Plane Switching, IPS)邊緣場(chǎng)開關(guān)技術(shù)（ Fringe Field Switching, FFS)1.4 FPD其他的新技術(shù)、新產(chǎn)品有機(jī)電致發(fā)光（OLED）在發(fā)光層上使用有機(jī)化合物的發(fā)光型顯示器有機(jī)發(fā)光材料OLED發(fā)光二極管顯示屏由幾萬(wàn)個(gè)至幾十萬(wàn)個(gè)半導(dǎo)體放光二極管代表的像素點(diǎn)均勻排列組成，不同色彩的LED像素點(diǎn)有不同的材料制造。場(chǎng)發(fā)射顯示器

10、是一種低電壓陰極射線熒光顯示裝置原理與CRT相似，不同處在于電子槍微型化數(shù)字光源處理（DLP）以數(shù)字微透鏡裝置（Digital Micromirror Device, DMD）為核心技術(shù) 硅基液晶顯示 單晶硅上生長(zhǎng)電晶體，利用半導(dǎo)體集成制作驅(qū)動(dòng)面板，然后在電晶體上透過研磨技術(shù)磨平，并在上面鍍鋁膜電極作為反射鏡，形成CMOS有源點(diǎn)陣基板，然后將CMOS基板與含有ITO透明電極之上玻璃基板貼合，再抽入液晶，進(jìn)行封裝。像素電極同時(shí)也作為反射鏡，像素的尺寸一般可以做的很小約為720m，開口率高達(dá)96%，對(duì)于百萬(wàn)像素的高分辨率的基板的大小還不到一英寸。 LCOS(Liquid Crystal on Si

11、licon)它是一種采用有源點(diǎn)陣反射式液晶顯示技術(shù)。是LCD與CMOS集成電路有機(jī)結(jié)合的反射型新型顯示技術(shù)。電子紙夢(mèng)幻技術(shù)電子墨水顯示 電子紙技術(shù)的途徑主要包括有膽固醇液晶顯示技術(shù)、電泳顯示技術(shù)（EPD）以及電潤(rùn)濕顯示技術(shù)等。其中以電泳顯示技術(shù)為最有前途的技術(shù)途徑。 1.5 中國(guó)液晶產(chǎn)業(yè)及現(xiàn)狀1.5.1 發(fā)展歷程第一階段：1980-19851985-1990第二階段：19891992-2003 4英寸基片玻璃以下LCD試驗(yàn)線，手表、計(jì)算器7英寸生產(chǎn)線TN-LCD生產(chǎn)線1414、1214 STN-LCD第三階段：2003第四階段：2009-至今長(zhǎng)春TFT-LCD生產(chǎn)線、京東方、上廣電、龍騰光電5

12、代線京東方合肥生產(chǎn)線、北京亦莊生產(chǎn)線南京與夏普合作生產(chǎn)線深圳LG生產(chǎn)線1.5.2 發(fā)展現(xiàn)狀2008年開始LCD電視在中國(guó)的銷售首度超過傳統(tǒng)的CRT電視。國(guó)內(nèi)液晶電視市場(chǎng)未來有望超過4,000萬(wàn)臺(tái)/年。2009年春季，國(guó)務(wù)院出臺(tái)的電子信息產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃對(duì)平板顯示行業(yè)進(jìn)行直接支持。我國(guó)利用經(jīng)濟(jì)危機(jī)時(shí)期，引進(jìn)高世代液晶面板生產(chǎn)線計(jì)劃集中出臺(tái)，總投資超過2,000億元，實(shí)現(xiàn)我國(guó)TFT-LCD面板產(chǎn)業(yè)的突破。大多數(shù)的投資項(xiàng)目都將于2011-2012年投產(chǎn)。我國(guó)液晶面板生產(chǎn)能力的大幅提升有望改變?nèi)蛐袠I(yè)格局。 中國(guó)大陸TFT-LCD廠商生產(chǎn)進(jìn)展?fàn)顩r 北京京東方上廣電-NEC北方彩晶南京新華日飛利浦佳匯

13、TFTLCD南京瀚宇南京統(tǒng)寶深圳唯冠蘇州日立蘇州光寶康吳江華映川奇光電南京樂金飛利浦蘇州三星上海奇美四川長(zhǎng)虹深圳群創(chuàng)光電深圳眾人TFTLCM2004200320022001年及以前北京京東方蘇州友達(dá)東莞三星SDI規(guī)劃中建設(shè)中生產(chǎn)中LCM廠商LCD廠商上海華嘉 汕尾信利東莞光威汕尾信利東莞東芝松下深圳IDTech無錫夏普中國(guó)大陸TFT-LCD投資別分布 南京瀚宇深圳唯冠吳江華映已累計(jì)投資2億美元蘇州光寶康南京樂金飛利浦蘇州三星深圳群創(chuàng)光電計(jì)劃投資30億人民幣深圳眾人南京新華日投資5400萬(wàn)美元北京京東方北方彩晶蘇州友達(dá)已累計(jì)投資2億美元東莞三星SDI上廣電-NEC計(jì)劃投資10億美元飛利浦佳匯蘇州

14、日立韓國(guó)日本其它上海華嘉 東莞光威汕尾信利規(guī)劃中建設(shè)中生產(chǎn)中LCM廠商LCD廠商?hào)|莞東芝松下深圳IDTech南京統(tǒng)寶無錫夏普第二章 光度和色度n2.1 人眼構(gòu)造n2.2 光特性與人眼的視覺特性n2.3 人眼的分辨力與視覺殘留n2.4 光度學(xué)的幾個(gè)基本物理量n2.5 顏色基本特性與顏色混合2.1人眼構(gòu)造 眼是人 眼的視覺器官，由眼球、視路和附屬器官組成。眼球是視覺器官的主要部分，略成球形。它是一個(gè)完整而精細(xì)的光學(xué)結(jié)構(gòu)，有屈光系統(tǒng)（包括角膜、房水、晶狀體和玻璃體），遮光系統(tǒng)（包括瞳孔、虹膜、睫狀體、脈絡(luò)膜和鞏膜）和感光系統(tǒng)（包括視網(wǎng)膜和視神經(jīng)）。在三大部分的密切配合下，共同完成眼球的視覺功能。結(jié)構(gòu)

15、方面：結(jié)構(gòu)方面：cornea 眼角膜，相當(dāng)于對(duì)焦系統(tǒng)和鏡頭保護(hù)鏡 iris 虹膜，相當(dāng)于光圈 pupil 瞳孔，相當(dāng)于鏡頭 retina 視網(wǎng)膜，相當(dāng)于膠片或感光芯片 人眼的焦距：相當(dāng)于全副相機(jī)的22mm24mm焦距 精度：大約相當(dāng)于576萬(wàn)像素 ISO感光度：在大晴天可以達(dá)到1，低照明度下約800，在明亮的環(huán)境下面，人眼的對(duì)比度范圍可以達(dá)到10000:1 光圈值：最大光圈為f/2.1 f/3.8，最小光圈為f/8.3 f/11 快門：最快快門大概在1/200秒左右 參數(shù)方面：進(jìn)入人眼的光子首先通過前面的眼球晶體晶體，并匯聚到后面的視網(wǎng)膜視網(wǎng)膜上，然后被視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞所察覺。視網(wǎng)膜上的感光

16、細(xì)胞有兩種：一是桿狀細(xì)胞，二是視錐細(xì)胞。 桿狀細(xì)胞的感光靈敏度很高，負(fù)責(zé)光線不足情況下的視覺，故稱為暗視覺；不能感覺顏色。視錐細(xì)胞負(fù)責(zé)感知顏色和明亮情況下的視覺，故稱為亮視覺。 視錐細(xì)胞功能的重要特點(diǎn)是它具有辨別顏色的能力 有三種視錐細(xì)胞，分別對(duì)430nm（藍(lán)光）、535nm（綠光）、575nm（紅光）敏感，并且總體來說，在555nm處具有一個(gè)峰值，這就是人眼在明亮條件下對(duì)白光的感覺峰值。 人眼對(duì)顏色光的感知靈敏度（即視錐細(xì)胞的感光靈敏度）是每秒至少有200000個(gè)光子；能夠到達(dá)視網(wǎng)膜的閾值光子數(shù)大約也是1/10，即20000個(gè)光子。 2.2 光特性與人眼的視覺特性波長(zhǎng)范圍/nm顏色38043

17、0紫430470藍(lán)470500青500560綠560590黃590620橙620780紅人眼視覺特性 (1)從空間頻率域來看，人眼是一個(gè)低通型線性系統(tǒng)，分辨景物的能力是有限的。由于瞳孔有一定的幾何尺寸和一定的光學(xué)像差，視覺細(xì)胞有一定的大小，所以人眼的分辨率不可能是無窮的，HVS對(duì)太高的頻率不敏感。 人眼對(duì)亮度的響應(yīng)具有對(duì)數(shù)非線性性質(zhì)，以達(dá)到其亮度的動(dòng)態(tài)范圍。由于人眼對(duì)亮度響應(yīng)的這種非線性，在平均亮度大的區(qū)域，人眼對(duì)灰度誤差不敏感。 (3)人眼對(duì)亮度信號(hào)的空間分辨率大于對(duì)色度信號(hào)的空間分辨率。(4)由于人眼受神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，從空間頻率的角度來說，人眼又具有帶通性線性系統(tǒng)的特性。由信號(hào)分析的理論可

18、知，人眼視覺系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)求和運(yùn)算，相當(dāng)于使信號(hào)通過一個(gè)帶通濾波器，結(jié)果會(huì)使人眼產(chǎn)生一種邊緣增強(qiáng)感覺一一側(cè)抑制效應(yīng) (5)圖像的邊緣信息對(duì)視覺很重要，特別是邊緣的位置信息。人眼容易感覺到邊緣的位置變化，而對(duì)于邊緣的灰度誤差，人眼并不敏感。 (6)人眼的視覺掩蓋效應(yīng)是一種局部效應(yīng)，受背景照度、紋理復(fù)雜性和信號(hào)頻率的影響。具有不同局部特性的區(qū)域，在保證不被人眼察覺的前提下，允許改變的信號(hào)強(qiáng)度不同。人眼在可見光譜范圍內(nèi)的視覺靈敏度是不均勻的,它隨波長(zhǎng)的變化而變化。 色覺向度：色彩、亮度和飽和度 色彩：取決于光的波長(zhǎng) 亮度：亮度的高低則與光的波幅成正比，但也與光的波長(zhǎng)有關(guān) 例：在白天，波長(zhǎng)550n

19、m左右的光最亮，而在夜晚，波長(zhǎng)510nm左右的光最亮 飽和度：顏色的純度。其飽和度越大，其色彩越鮮艷，反之，越灰暗。 2.3 人眼的分辨力與視覺殘留分辨力 人眼的分辨力是人眼剛能分辨出被觀察物體上相鄰兩點(diǎn)至人眼所張視角的倒數(shù)。 A人眼對(duì)彩色細(xì)節(jié)的分辨力遠(yuǎn)比對(duì)高亮度細(xì)節(jié)的分辨力低，而且對(duì)于不同色調(diào)的細(xì)節(jié)，其分辨力也不一樣 細(xì)節(jié)色別黑白黑綠黑紅黑籃紅綠紅籃綠籃相對(duì)分辨力100949026402319 人眼在觀察景象時(shí)，光信號(hào)傳人大腦神經(jīng)，需經(jīng)過一段短暫的時(shí)間，光的作用結(jié)束后，視覺形象并不立即消失，這種殘留的視覺稱“后像”，視覺的這一現(xiàn)象則被稱為“視覺暫留”。人眼仍能繼續(xù)保留其影像0.1-0.4秒左

20、右的圖像 視覺殘留 視覺殘留是光對(duì)視網(wǎng)膜所產(chǎn)生的視覺在光停止作用后，仍保留一段時(shí)間的現(xiàn)象，其具體應(yīng)用是電影的拍攝和放映。原因是由視神經(jīng)的反應(yīng)速度造成的.其時(shí)值是二十四分之一秒。是動(dòng)畫、電影等視覺媒體形成和傳播的根據(jù)。2.4 光度學(xué)的幾個(gè)基本物理量 光通量 發(fā)光強(qiáng)度 亮度 照度 出光度光通量：?jiǎn)挝粸椤傲髅髁髅鳌?。光通量通常用來表?符號(hào)：lm 對(duì)于單色光每單位時(shí)間到達(dá)、離開或通過曲面的光能數(shù)量。 evK對(duì)于多波長(zhǎng)光 dVKevmax發(fā)光強(qiáng)度發(fā)光強(qiáng)度的單位為坎德拉，符號(hào)為cd，它表示光源在某球面度立體角(該物體表面對(duì)點(diǎn)光源形成的角）內(nèi)發(fā)射出1lm的光通量。 1cd=1lm/1sr （sr-立體角的

21、球面度單位） 40W白熾燈正下方具有約30cd的發(fā)光強(qiáng)度。有燈頭和燈座的遮擋，在這方向上沒有光射出，故此方向的發(fā)光強(qiáng)度為零。加燈罩后，向下的光通量增加，而燈罩下方立體角未變，故光通量的空間密度加大，發(fā)光強(qiáng)度由30cd增加到73cd。 照度是反映光照強(qiáng)度的一種單位，其物理意義是照射到單位面積上的光通量，照度的單位是每平方米的流明（Lm）數(shù)，也叫做勒克斯（Lux），即：1Lux=1Lm/m2關(guān)系：1lux=1lm/平方米=1cdsr/平方米一只100W的白熾燈，其發(fā)出的總光通量約為1200Lm，若假定該光通量均勻地分布在一半球面上，則距該光源1m和5m處的光照度值分別是多少？ 照度單位（lux）d

22、dE天氣 照度LUX 室內(nèi)場(chǎng)所晴天 30000300000 生產(chǎn)車間 10 500陰天 3000 辦公室 30 50日出日落 300 餐廳 10 30月圓 0.3 0.03 走廊 5 10星光 0.0002 0.00002 停車場(chǎng) 1 5陰暗夜晚 0.003 0.0007常見自然環(huán)境照度亮度是指發(fā)光體（反光體）表面發(fā)光（反光）強(qiáng)弱的物理量。人眼從一個(gè)方向觀察光源，在這個(gè)方向上的光強(qiáng)與人眼所“見到”的光源面積之比，定義為該光源單位的亮度，即單位投影面積上的發(fā)光強(qiáng)度。亮度的單位是坎德拉/平方米（cd/m2） 亮度是人對(duì)光的強(qiáng)度的感受。它是一個(gè)主觀的量。與亮度不同的，由物理定義的客觀的相應(yīng)的量是光強(qiáng)

23、。 亮度dAdIL 出光度（Luminous Exitance）：?jiǎn)挝幻娣e上發(fā)出的光通量，單位是lm/m2。出光度ddM2.5 顏色基本特性與顏色混合2.5.1 顏色的基本特性：飽和度：顏色的鮮艷程度是強(qiáng)還是弱，飽和度越高，色彩越艷麗、越鮮明突出，越能發(fā)揮其色彩的固有特性。色調(diào)：色調(diào)是相對(duì)連續(xù)變化的。明度：顏色是亮還是暗，是指各種純正的色彩相互比較所產(chǎn)生的明暗差別。在純正光譜中，黃色的明度最高，顯得最亮；其次是橙、綠；再其次是紅、藍(lán)；紫色明度最低，顯得最暗。 2.5.2 顏色的混合2.5.2.1加法混色：將兩種不同色彩的光混合，重疊的部分比起原來的光會(huì)更加的明亮。其明亮的程度相當(dāng)于兩種光明亮程

24、度之和。 在加法混色中，越多的色彩混合在一起，所得到的色彩越光亮。 時(shí)序混色空間混色利用三原色圖場(chǎng)循序地再人眼視覺殘留的時(shí)間內(nèi)來合成彩色的圖像即三原色的色度分別依序切割在三個(gè)不同的顯示時(shí)段，表現(xiàn)在同一畫素中，由于人眼視覺殘留的影響，導(dǎo)致三個(gè)不同光強(qiáng)度的三原色重疊，得到彩色效果將空間的某特定點(diǎn)分割成三個(gè)細(xì)小的原色點(diǎn)，再通過控制三原色點(diǎn)的光亮度強(qiáng)弱，而得到混色加成的效果。常見的彩色顯示器，絕大多數(shù)是使用空間混色法來達(dá)到彩色化效果。減法混色：色料三原色（紫紅、黃、藍(lán)綠）按照一定的比例混合可以得到各種色彩。理論上三原色等量混合可以得到黑色。因?yàn)樯显交旌?，越灰暗，所以稱為減法混色。 水彩、油畫、印刷等

25、，它們產(chǎn)生各種顏色的方法都是減法混色。 2.5.2.2 減法混色2.5.3 表色系和色度圖2.5.3.1芒塞爾色系（Munsell color system） 用一個(gè)三維空間的類似球體模型，把各種顏色的三要素：色調(diào)、明度、飽和度全部表示出來。 色調(diào)H：以5種基本顏色（R、Y、G、B、P）和它中間色配置在圓周上，并按一定規(guī)則把圓周100等分，用1到100進(jìn)行編號(hào)，用于表示顏色。明度V：以無色彩為基準(zhǔn)，當(dāng)光全部吸收的理想黑色時(shí)，V=0；光全部反射的理想白色食物，V=10飽和度C：圓形的中心是中灰色，其亮度和圓周上的各種顏色的明度是相等的。從圓周向圓心過渡，表示顏色的飽和度逐漸降低。中心C=0，為無

26、色彩標(biāo)定的方法是先寫出色相H，再寫明度值V，在斜線后寫彩度C。 HVC色相明度值彩度明度明度飽和度色調(diào)黑白R(shí)YGBP芒賽爾表色體系立體模型2.5.3.2 CIE表色體系此體系用三個(gè)參數(shù)，一個(gè)是亮度L（luminance），另兩個(gè)是顏色分量，分別為a，代表從綠（green）到紅（red），另一個(gè)是b，代表從藍(lán)（blue）到黃（yellow）。在電視工業(yè)中，為了配色方便，CIE制定了 XYZ計(jì)色制。 CIE（國(guó)際照明委員會(huì)，法文全稱為“Commission International dEclairage”）體系是1931年建立的一種色彩測(cè)量國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)第三章：圖像質(zhì)量與顯示器性能 3.1 圖像信息的

27、產(chǎn)生與傳輸 3.3 圖像的逐行與各行掃描 3.2 圖像中的像素 3.4 電視圖像的基本參數(shù) 3.5 顯示器的主要性能3.1 圖像信息的產(chǎn)生與傳輸 靜止圖像與活動(dòng)圖像 電子圖像：圖像信息：指表示圖像的信號(hào)是用與圖像空間位置響應(yīng)的亮度或色彩變化分布函數(shù)所表示的光信號(hào)；或者是通過掃描等技術(shù)手段， 由光信號(hào)轉(zhuǎn)換的隨時(shí)間變化的電壓變化函數(shù)電信號(hào)。前者稱為圖像，后者成為圖像信號(hào)。3.2 圖像中的像素像素：就是圖像最基本的單位（Pixel），最簡(jiǎn)單的示范，就是利用圖像編輯軟件，將圖像放大至無法分割的圖像單位。 單一像素長(zhǎng)與寬的比例不一定是正方形（1：1），依照不同的系統(tǒng)尚有“1.45：1”以及“0.97：1

28、”的比例，每一個(gè)像素都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的色板。 越高位的像素，其擁有的色板也就越豐富，越能表達(dá)顏色的真實(shí)感。 1bit2色4bit16色16bit32768色24bit16777216色8bit256色6bit64色 分辨率是指單位長(zhǎng)度上像素的多少，單位長(zhǎng)度上像素越多，圖像就越清晰。一個(gè)像素是顯示器上顯示的光點(diǎn)的單位，是觀看實(shí)際成像工作的地方。每英寸像素是分辨率的度量單位，同時(shí)也是在一幅圖像上工作的度量單位。 分辨率既可以指圖像文件包括的細(xì)節(jié)和信息量，又可以指輸出、輸入或者顯示設(shè)備能夠產(chǎn)生的清晰度等級(jí)，它是一個(gè)綜合性的術(shù)語(yǔ)。 常見的分辨率有以下幾種類型： （1）圖像分辨率指圖像中每單位長(zhǎng)度所包含的像

29、素或點(diǎn)的數(shù)目，常以像素/英寸（ppi）為單位來表示。如72ppi表示圖像中每英寸包含72個(gè)像素或點(diǎn)。分辨率越高，圖像將越清晰，圖像文件所需的磁盤空間也越大，編輯和處理所需的時(shí)間也越長(zhǎng)。 （2）顯示器分辨率 顯示器分辨率是指顯示器上每單位長(zhǎng)度顯示的像素或點(diǎn)的數(shù)目，常用點(diǎn)/英寸（dpi）為單位來表示。 PC顯示器的典型分辨率約為90dpi，蘋果機(jī)顯示器的典型分辨率約為72dpi。 顯示器分辨率與圖解分辨率不同的是：顯示器分辨率是固定的，不可更改，而圖像分辨率可以更改。 （3）輸出分辨率 輸出分辨率又叫打印分辨率，指照排機(jī)、繪圖儀或激光打印機(jī)等輸出設(shè)備在輸出圖像時(shí)每英寸所產(chǎn)生的油墨點(diǎn)數(shù)。若使用與打印

30、機(jī)輸出分辨率成正比的圖像分辨率，就能產(chǎn)生較好的輸出效果。 打印機(jī)中，一般噴墨彩色打印機(jī)的輸出分辨率為182720dpi，激光打印機(jī)的輸出分辨率為300 600dpi，而照排則可達(dá)到1200 2400dpi，甚至更高。 （4）圖像分辨基本標(biāo)準(zhǔn) 普通顯示器的分辨率 默認(rèn)分辨為72像素/英寸 * 大型燈箱圖像一般不低于30像素/英寸。* 發(fā)布于網(wǎng)頁(yè)上的圖像分辨通?？梢栽O(shè)置72像素/英寸或96像素/英寸。* 報(bào)紙圖像通常設(shè)置為120像素/英寸或150像素/英寸。3.3 圖像的逐行與各行掃描通常顯示器分隔行掃描和逐行掃描兩種掃描方式 隔行掃描就是每一幀被分割為兩場(chǎng)，每一場(chǎng)包含了一幀中所有的奇數(shù)掃描行或者

31、偶數(shù)掃描行，通常是先掃描奇數(shù)行得到第一場(chǎng)，然后掃描偶數(shù)行得到第二場(chǎng)。由于視覺暫留效應(yīng)，人眼將會(huì)看到平滑的運(yùn)動(dòng)而不是閃動(dòng)的半幀半幀的圖像。因此每幅圖像需掃描兩次才能完成，造成圖像顯示畫面閃爍較大。 逐行掃描：每一幀圖像由電子束順序地一行接著一行連續(xù)掃描而成，這種掃描方式稱為逐行掃描。 數(shù)字電視制定標(biāo)準(zhǔn)中包含多種掃描方式480 i720 i1080 i480 p720 p1080 pi 表示逐行p 表示隔行逐行掃描能夠提供較高質(zhì)量的圖像，是目前電視發(fā)展的一個(gè)方向3.4電視圖像的基本參數(shù) 3.4.1 圖像清晰度 指人眼宏觀看到的圖像的清晰程度，是由系統(tǒng)和設(shè)備的客觀性能的綜合結(jié)果造成的人們對(duì)最終圖像的

32、主觀感覺。 清晰度這種主觀感覺是可以進(jìn)行定量測(cè)試的，即可以用黑白相間的線條的粗細(xì)來衡量，并有標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法和測(cè)試圖，其測(cè)量數(shù)據(jù)有明確的單位，即電視線TVL 3.4.2 電視系統(tǒng)的分辨力 電視系統(tǒng)的分辨力是指電視系統(tǒng)本身分辨圖像的能力，不受人的主觀因素的影響，一般來說，掃描行數(shù)越多，電視系統(tǒng)的分辨率越高。 垂直清晰度M主要取決于圖像的有效行數(shù)Z，由于不是所有的行正好掃描的圖像的分界線上，有效行數(shù)還要乘一個(gè)凱爾系數(shù)K1對(duì)于逐行掃描：M=K1Z對(duì)于隔行掃描：M=K1K2Z，其中K2為隔行掃描系數(shù)在同一電視系統(tǒng)中，水平分辨率與垂直分辨率相同時(shí)，圖像質(zhì)量最好。當(dāng)圖像的寬高比為A時(shí)，則水平清晰度N為：N=

33、AM=A K1K2Z3.4.3 視頻信號(hào)帶寬、場(chǎng)頻與掃描行數(shù) 視頻信號(hào)的頻帶寬度 圖象信號(hào)又稱視頻信號(hào)。欲求其頻帶寬度，必須知其最高和最低頻率。圖象信號(hào)的最低頻率幾乎接近于零。圖像的最大帶寬可由下式計(jì)算: fmax=1/2 A K1K2Z2fp A為圖像寬高比，fp幀頻選擇場(chǎng)頻主要考慮畫面無閃爍、不受電壓干擾、活動(dòng)圖像又連續(xù)感、占用帶寬盡可能窄等因素場(chǎng)頻一秒鐘所進(jìn)行的畫面掃描次數(shù)隔行掃描法，其場(chǎng)頻是幀頻的2倍掃描行數(shù)Z掃描行數(shù)的確定，主要考慮圖象的清晰度與圖象信號(hào)帶寬兩方面的因素。 我國(guó)廣播電視采用625行 高清晰度電視 電視的掃描行數(shù)增加到1000行以上，視頻信號(hào)帶寬相應(yīng)地在30MHz以上3

34、.5、顯示器的主要性能顯示功能方面可分為：靜態(tài)圖像、動(dòng)態(tài)圖像及立體圖像顯示器性能的主要指標(biāo)包括：畫面尺寸、顯示容量（分辨率）、亮度、對(duì)比度、灰度、顯示色數(shù)、響應(yīng)速度、視角、功耗、體積、質(zhì)量等。 畫面尺寸: 一般用對(duì)角線的長(zhǎng)度表示。單位用英寸或厘米，常用英寸 顯示容量：表示總像素?cái)?shù)，有時(shí)總像素?cái)?shù)也以分辨率表示。分辨率是影響圖像質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。通常有圖像分辨率與屏分辨率之分。屏分辨率：只是屏幕上所能呈現(xiàn)的圖像像素的密度。以水平和垂直像素的多少來表示圖像分辨率：是指數(shù)字化圖像的大小二者的區(qū)別？亮度表示顯示器的發(fā)光強(qiáng)度。LCD ：表觀發(fā)光型亮度根據(jù)電視機(jī)調(diào)整狀態(tài)不同，表征屏亮度的參數(shù)指標(biāo)有4種：最

35、大峰值亮度：有用峰值亮度：有用平均亮度：最大平均亮度：對(duì)比度：最大亮度和最小亮度之比分為暗場(chǎng)對(duì)比度和亮場(chǎng)對(duì)比度，對(duì)比度值和測(cè)量方法有很大關(guān)系。通常情況下，好的圖像對(duì)比度要求大于30:1對(duì)比度對(duì)比度越高，圖像就越清晰，對(duì)比度這個(gè)參數(shù)已經(jīng)成為目前很多消費(fèi)者關(guān)注的問題，高對(duì)比度的液晶在灰暗的顯示方面要有比較大的優(yōu)勢(shì)，過高的對(duì)比度會(huì)對(duì)人眼造成傷害 灰度通常是指圖像的黑白亮度之間的一系列過度層次?；叶扰c圖像的對(duì)比度的對(duì)數(shù)成正比，并受圖像最大對(duì)比度的限制。日常生活中，一般圖像的對(duì)比度不超過100，現(xiàn)代現(xiàn)實(shí)中，通常用2的整數(shù)次冪來劃分灰度級(jí)。（0255）灰度色域覆蓋率：采用RGB三基色再現(xiàn)彩色時(shí)RGB三個(gè)基

36、色坐標(biāo)組成的三角形區(qū)域就是這三種基色所確定的彩色再現(xiàn)區(qū)域，這個(gè)區(qū)域與馬蹄形區(qū)域之比就是色域覆蓋率。 色域：CIE1931年公布的人眼可見光譜（380-780nm）。表示顯示顏色的范圍和鮮明程度。通常用CIE1975均勻色度坐標(biāo)中顯示器的RGB三角形大小來表示。色域和色域覆蓋率色域和色域覆蓋率響應(yīng)時(shí)間：液晶顯示器各像素點(diǎn)對(duì)輸入信號(hào)反應(yīng)的速度，即像素由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗所需要的時(shí)間(其原理是在液晶分子內(nèi)施加電壓，使液晶分子扭轉(zhuǎn)與回復(fù))。常說的25ms、16ms就是指的這個(gè)反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)時(shí)間越短則使用者在看動(dòng)態(tài)畫面時(shí)越不會(huì)有尾影拖曳的感覺。一般將反應(yīng)時(shí)間分為兩個(gè)部分：上升時(shí)間(Rise time)和下

37、降時(shí)間(Fall time)，而表示時(shí)以兩者之和為準(zhǔn)。顯示器件一個(gè)像素的響應(yīng)速度與圖像整體的響應(yīng)速度不一定一樣。一般使用比較使用的方法，即用圖面整體的響應(yīng)速度來表示。響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間決定顯示器每秒所能顯示的畫面幀數(shù)，通常當(dāng)畫面顯示速度超過每秒25幀時(shí)，人眼會(huì)將快速變換的畫面視為連續(xù)畫面，不會(huì)有停頓的感覺，所以響應(yīng)時(shí)間會(huì)直接影響視覺感受，特別是對(duì)于游戲玩家。視角：視線與顯示器等的垂直方向所成的角度，觀察物體時(shí)，從物體兩端（上、下或左、右）引出的光線在人眼光心處所成的夾角。水平視角：大于等于120垂直視角：大于等于80視角可視角度： 可視角度就是可視角度就是指剛好可以看到指剛好可以看到對(duì)比度為對(duì)比

38、度為10以上以上的畫面的時(shí)候視的畫面的時(shí)候視線與垂直屏幕的線與垂直屏幕的平面的夾角。平面的夾角。 開口率單元開口率透光面積（單元開口率透光面積（A）/象素面積（象素面積（B）第四章 常用液晶顯示器扭曲向列相型液晶顯示器TN-LCD超扭曲液晶顯示器STN-LCD薄膜晶體管液晶顯示器TFT-LCD其他類型液晶顯示器液晶顯示的特點(diǎn)平板顯示，具有體積小、重量輕、便于攜帶的特點(diǎn)工作電壓低，功耗小。例如：計(jì)算器工作電壓僅為25V，功耗0.001um/mm2左右，一塊氧化銀電池可以使用兩三年。壽命長(zhǎng)；一般在5萬(wàn)小時(shí)以上無電磁輻射，對(duì)人體無害，不易引起人眼的疲勞被動(dòng)發(fā)光，不易被強(qiáng)光沖刷易于驅(qū)動(dòng)，易于大規(guī)模集成

39、電路驅(qū)動(dòng)，使其驅(qū)動(dòng)方便結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有復(fù)雜的機(jī)械部分易于彩色化一、扭曲向列相型液晶顯示器TN-LCD扭曲90度的顯示模式稱為（Twisted Nematic）TN模式任何顯示模式都離不開加電壓使液晶分子的排列發(fā)生變化，從而產(chǎn)生明暗變化這個(gè)共通原理TN器件的制備方法兩基板上的摩擦方向互相垂直 90扭曲排列 取向膜和取向處理 取向膜的主流：聚酰亞胺 Polyimide 0.1m厚、高分子膜 在玻璃基板上印刷形成取向處理：使液晶取向排列的過程。摩擦取向機(jī)理的兩種解釋：1 摩擦使表面受傷而產(chǎn)生細(xì)溝，液晶分子沿溝的方向一致排列。2 摩擦后使取向膜表面產(chǎn)生一種靜電力，使液晶分子沿力的方向排列。物理性質(zhì)隨方向

40、不同而不同稱為各向異性。實(shí)際上，由于摩擦在取向膜上造成各向異性，這種各向異性與液晶分子的各向異性相互作用使得液晶一致排列。 2、摻入手性劑限定扭轉(zhuǎn)方向3、預(yù)傾角2 3 限定立起方式TN 的亮度調(diào)整光源：內(nèi)藏?zé)晒夤?、太?yáng)光矩陣顯示的信號(hào)輸入方式掃描尋址方式：縱向 x 電極上的信號(hào)同時(shí)輸入；橫向 y 電極上的信號(hào)逐線輸入。視頻動(dòng)畫顯示的要求：每秒更換60幅畫面。如果有300條 y 電極線，那么每線上信號(hào)電壓持續(xù)時(shí)間為1/(60300) 秒，約0.05毫秒。矩陣顯示中的問題液晶響應(yīng)速度慢交叉竄擾cross talk通過對(duì)TN液晶的改善獲得的STN液晶材料，具有陡峻的透過率 電壓特性，和大的彈性系數(shù)比

41、 K33/K11。展曲彈性常數(shù)：K11扭曲彈性常數(shù)：K22彎曲彈性常數(shù)：K331985年提出適于TN顯示的材料具有較大K33/K11(L/D)具有較大K33/K11的烯屬化合物TN材料二、超扭曲液晶顯示器STN-LCDTN與STN-LCD的區(qū)別TN與STN-LCD電光特性對(duì)比實(shí)現(xiàn)顯示的條件及光學(xué)性質(zhì)實(shí)現(xiàn)顯示的條件及光學(xué)性質(zhì)在液晶盒的關(guān)態(tài)，從盒下表面出射光為線偏振光，光在盒內(nèi)扭曲旋光需滿足的條件為nd()/TFT AM LCD屏結(jié)構(gòu)液晶屏剖面圖液晶屏剖面圖幀反轉(zhuǎn)幀反轉(zhuǎn)液晶顯示液晶顯示有源方式有源方式無源方式無源方式點(diǎn)反轉(zhuǎn)點(diǎn)反轉(zhuǎn)靜態(tài)驅(qū)動(dòng)法靜態(tài)驅(qū)動(dòng)法動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)法動(dòng)法多路驅(qū)多路驅(qū)動(dòng)法動(dòng)法行反轉(zhuǎn)行反

42、轉(zhuǎn) 筆段、棒形筆段、棒形顯示顯示 數(shù)字、文字?jǐn)?shù)字、文字等等 矩陣顯示矩陣顯示 任意圖形任意圖形 高分辨率彩色視頻顯示高分辨率彩色視頻顯示 液晶顯示主要采用交流驅(qū)動(dòng)液晶顯示主要采用交流驅(qū)動(dòng)1、驅(qū)動(dòng)方式比較、驅(qū)動(dòng)方式比較液液晶晶顯顯示示器器直視型直視型投影型投影型三屏方式三屏方式單屏方式單屏方式前投影型前投影型背投影型背投影型單屏方式單屏方式三屏方式三屏方式透射型（有背光源）透射型（有背光源）液晶顯示器的分類液晶顯示器的分類第五章 薄膜晶體管液晶顯示4.1 概述4.2 TFT結(jié)構(gòu)與特性4.3 TFT液晶顯示原理4.4 非晶硅TFT顯示4.5 多晶硅TFT顯示4.1概述有源矩陣液晶顯示（Active

43、 Matrix LCD, AM LCD)是在每個(gè)液晶像素上配置一個(gè)二端或三端的有源器件，每個(gè)像素的控制都是相對(duì)獨(dú)立，避免像素間的交叉效應(yīng)（cross talking)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量圖像顯示。有源矩陣液晶顯示三端器件晶體管二端器件二極管單晶硅MOSFET，LCOS薄膜晶體管TFTCdSe 、Te等等化合物半導(dǎo)體化合物半導(dǎo)體非晶硅非晶硅a-Si多晶硅多晶硅p-Si金屬金屬-絕緣層絕緣層-金屬，金屬，MIM二級(jí)管環(huán)二級(jí)管環(huán)背靠背二極管背靠背二極管有源矩陣液晶顯示的分類場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Field Effect Transistor, FET)Metal-Oxide-Semiconductor Field

44、Effect Transistor, MOSFETThin Film Transistor, TFT以單晶硅MOSFET為代表的微型LCD-Liquiid Crystal On Silicon,LCOS指用半導(dǎo)體薄膜材料制成的絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管，通常由半導(dǎo)體薄膜和與其一側(cè)表面相接觸的絕緣層組成，具有柵電極、源電極、漏電極TFT AM LCD屏結(jié)構(gòu)液晶屏剖面圖液晶屏剖面圖G1G2G3GmGm-1S1S2S3Sn-1 SnSource 線儲(chǔ)存電容Gate 線液晶電容TFT1264.2.1單一像素結(jié)構(gòu)AABBAATFT存儲(chǔ)電容(Cst)BBGDSLW4.2 TFT結(jié)構(gòu)與特性CgdClcRlcCsCg

45、sCdsCspVsVgVcomVpSummary柵電極引線信號(hào)引線TFT器件ITO像素電極存貯電容VpVcomVsig.cVgVpVpVsigVoffset饋入特性保持特性 0第n幀第n+1幀TFT的等效電路通常的a-Si TFT主要由玻璃基板、柵電極、柵絕緣層、半導(dǎo)體活性層a-Si,歐姆接觸層n+a-Si、源漏電極及保護(hù)膜等組成，其中柵絕緣層和保護(hù)膜一般采用SiN。 a-Si TFT 的結(jié)構(gòu)可分為四種典型結(jié)構(gòu):源、漏、柵三電極位于半導(dǎo)體活性層a-Si同一側(cè)的平面結(jié)構(gòu)，其中源、漏、柵三電極位于a-Si層上側(cè)的稱正柵平面結(jié)構(gòu)，源、漏、柵三電極位于a-Si層下側(cè)的稱倒柵平面結(jié)構(gòu);源、漏、電極與柵電

46、極位于a-Si層兩側(cè)的交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，其中柵電極在a-Si層上側(cè)，源、漏電極在a-Si層下側(cè)的稱正柵交錯(cuò)結(jié)構(gòu)或頂柵結(jié)構(gòu)，柵極在a-Si下側(cè)，源、漏電極在a-Si層上側(cè)的稱倒柵交錯(cuò)結(jié)構(gòu)或底柵結(jié)構(gòu)。金屬 氧化物 半導(dǎo)體晶體管（ MOST ） 理想MOS 結(jié)構(gòu)的表面空間電荷區(qū)半導(dǎo)體表面空間電荷區(qū)圖為典型的金屬 氧化物 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。鋁金屬電極和P 型硅被一薄的二氧化硅層隔開。這種結(jié)構(gòu)也稱為MOS 電容器。 4.2.2 TFT特性載流子積累、耗盡和反型 載流子積累 緊靠硅表面的多數(shù)載流子濃度大于體內(nèi)熱平衡多數(shù)載流子濃度時(shí)， 稱為載流子積累現(xiàn)象。當(dāng)金屬電極上加上負(fù)電壓時(shí)，在半導(dǎo)體表面形成負(fù)表面電勢(shì)S ，表面空間

47、電荷區(qū)中能帶圖向上彎曲。由于費(fèi)米能級(jí)EF保持常數(shù)，能帶向上彎曲使接近表面處有更大的Ei E F ，因此，與體內(nèi)相比，在表面處有更高的空穴密度和更低的電子密度，結(jié)果使空穴在表面積累，增加了表面的電導(dǎo)率。 當(dāng) 金 屬電極加上不太大的正偏壓VG 時(shí)， 表面勢(shì)S 為正，空間電荷區(qū)中能帶向下彎曲，準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)E i 靠近費(fèi)米能級(jí)E F ， E i E F 值減小，表面空穴密度低于體內(nèi)熱平衡值，造成多數(shù)載流子空穴的耗盡。少數(shù)載流子電子有所增加，但由于平衡少子數(shù)目極小， 因此，少子數(shù)目仍然可以忽略?？臻g電荷由沒有空穴中和的固定的受主離子構(gòu)成。 載 流 子 耗 盡 載 流 子 反 型 若在耗盡基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加偏

48、壓V G ， MOS 系統(tǒng)半導(dǎo)體表面電荷區(qū)中的能帶進(jìn)一步下彎。大的能帶彎曲使硅表面及其附近的禁帶中央能量E i 超越恒定的費(fèi)米能級(jí)，即來到費(fèi)米能級(jí)E F 的下面。由于少數(shù)載流子電子濃度高于本征載流子濃度而多數(shù)載流子空穴的濃度低于本征載流子的濃度， 這一層半導(dǎo)體由P 型變成了N 型，稱為反型層。這種現(xiàn)象稱為載流子反型。 MOS 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 基本結(jié)構(gòu) 138G1G2G3GmGm-2Gm-1S1S2S3Sn-2 Sn-1 SnArray 面板示意圖139 1.TFT元件類似開關(guān)，液晶元件的作用類似電容，借Switch的on/off對(duì)電容存儲(chǔ)電壓值進(jìn)行更新、保持。2. ON時(shí)信號(hào)寫入（加入、記錄）在

49、液晶電容上，在off時(shí)間，可防止信號(hào)從液晶電容泄露。3.在必要時(shí)可保持電容與液晶電容并聯(lián)，以改善其保持特性。保持電容TFT元件加入電壓液晶140 1.上圖為TFT一個(gè)像素的等效電路圖，掃描線連接同一列所有TFT柵極電極，而信號(hào)線連接同一行所有TFT源極電極。2.當(dāng)ON時(shí)信號(hào)線的資料寫入液晶電容，此時(shí)，TFT元件成 低阻抗(RON)，當(dāng)OFF時(shí)TFT元件成高阻抗(ROFF)，可防 止信號(hào)線資料的泄露。3.一般RON與ROFF電阻比至少約為105以上。掃描線信號(hào)線RONROFF液晶保持電容GDS141TFT元件的運(yùn)作原理(1)VgsVth：信號(hào)讀取DSGGDSCLCcomG GD DS SV VG

50、SGS V VththV VSDSDDSGTFT元件在柵極(G)給予適當(dāng)電壓(VGS起始電壓Vth ,注),使通道(a-Si)感應(yīng)出載流子(電子)而使得源極(S)漏極 (D)導(dǎo)通。 【注】：Vth 為感應(yīng)出載流子所需最小電壓。142(2)VgsVth則ON,當(dāng)VGSVth則OFF。143DSGVDSIdsVgsVthVgs=Vth+2Vgs=Vth+4Vgs=Vth+6Vgs=Vth+8線性區(qū)飽和區(qū)VgdVth一 VgsVth：形成感應(yīng)通道Ids=1/2unCox(W/L)(Vgs-Vth)Vds-Vds2三 VgsVth&VgdVth：信號(hào)讀取DSGGDSCLCcomG GD DS

51、SV VGSGS V VththV VSDSDDSGTFT元件在柵極(G)給予適當(dāng)電壓(VGS起始電壓Vth ,注),使通道(a-Si)感應(yīng)出載流子(電子)而使得源極(S)漏極 (D)導(dǎo)通。 【注】：Vth 為感應(yīng)出載流子所需最小電壓。174(2)VgsVth則ON,當(dāng)VGSVth則OFF。175DSGVDSIdsVgsVthVgs=Vth+2Vgs=Vth+4Vgs=Vth+6Vgs=Vth+8線性區(qū)飽和區(qū)VgdVth一 VgsVth：形成感應(yīng)通道Ids=1/2unCox(W/L)(Vgs-Vth)Vds-Vds2三 VgsVth&VgdVth：進(jìn)入夾止區(qū)(在 Drain側(cè)通道消失)

52、Ids=1/2unCox(W/L)(Vgs-Vth)2影響Ids之重要參數(shù)1. Vth2. un：Mobility3. Cox：Gate到Channel的電容4. W/L176存儲(chǔ)電容AAAA目的：降低TFT關(guān)閉時(shí)，因Cgs所引 起的像素電壓變化(Voltage Offset)。VgVSV像素電壓Source 線GDSGate 線CstCLCComVgVsCgs1771. 臨界電壓：Vth2. 電子遷移率(Mobility)：un Vp=unE3. Ion/Ioff4. 開口率(Aperture Ratio) (1)TFT；(2)Gate&Source 線；(3)Cst； (4)上下基

53、板對(duì)位誤差；(5)Disclination of LC5. 因Cgs產(chǎn)生之DC Voltage Offset6. 信號(hào)傳輸時(shí)的時(shí)間延遲。 (Time Delay)及失真(Distortion)TFT-LCD關(guān)于Array之重要參數(shù)178Gate DriverSource DriverArray面板信號(hào)傳輸說明4.3 非晶硅TFT的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)amorphous Silicon, a-Si結(jié)構(gòu)分類：頂柵、倒柵非晶態(tài)半導(dǎo)體存在擴(kuò)展態(tài)、帶尾定域態(tài)、帶隙中的缺陷態(tài)。非晶態(tài)半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)基本上不隨溫度變化非晶硅的遷移率比單晶硅低23個(gè)數(shù)量級(jí)非晶硅的光吸收邊有很長(zhǎng)的拖尾特點(diǎn)： a-Si TFTa-Si T

54、FT在在TFT-LCDTFT-LCD中的作用中的作用功能：功能：1) 1) 確認(rèn)柵引線上是否有電確認(rèn)柵引線上是否有電壓壓2) 2) TFTTFT打開打開3) 3) 確認(rèn)數(shù)據(jù)引線上是否有確認(rèn)數(shù)據(jù)引線上是否有數(shù)據(jù)信號(hào)電壓數(shù)據(jù)信號(hào)電壓4) 4) 液晶分子偏轉(zhuǎn)液晶分子偏轉(zhuǎn)5) 5) 屏幕顯示內(nèi)容改變屏幕顯示內(nèi)容改變4.4 低溫多晶硅（Low Temperature Ploy Silicon，LTPS）一般情況下低溫多晶硅的制程溫度應(yīng)低于攝氏600度，尤其對(duì)LTPS區(qū)別于a-Si制造的制造程序“激光退火”(laser anneal)要求更是如此。與a-Si相比，LTPS的電子移動(dòng)速度要比a-Si快100

55、倍，每個(gè)LTPS PANEL都比a-Si PANEL反應(yīng)速度快；其次，LTPS PANEL外觀尺寸都比a-Si PANEL小。顯著優(yōu)點(diǎn)：1、把驅(qū)動(dòng)IC的外圍電路集成到面板基板上的可行性更強(qiáng)；2、反應(yīng)速度更快，外觀尺寸更小，聯(lián)結(jié)和組件更少；3、面板系統(tǒng)設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單；4、面板的穩(wěn)定性更強(qiáng)；5、解析度更高，缺點(diǎn)：難以抑制泄露電流或是關(guān)態(tài)電流第六章 液晶顯示器生產(chǎn)工藝及其原材料5.1 液晶顯示器件設(shè)計(jì)5.2 液晶顯示器生產(chǎn)工藝及環(huán)境5.3 液晶顯示器原材料1 12 23 34 45 56 64 48 89 9131310102 21212181811117 719191 1202014141515161

56、61717212122221.1.偏振片偏振片 2.2.玻璃基板玻璃基板 3.3.公共電極公共電極 4.4.取向?qū)尤∠驅(qū)?5.5.封框膠封框膠 6.6.液晶液晶 7.7.隔墊物隔墊物 8.8.保護(hù)層保護(hù)層 9.ITO9.ITO像素電極像素電極 10.10.柵絕緣層?xùn)沤^緣層 11.11.存貯電容底電極存貯電容底電極 12.TFT12.TFT漏電極漏電極 13.TFT13.TFT柵電極柵電極 14.14.有機(jī)半導(dǎo)體有源層有機(jī)半導(dǎo)體有源層 15.TFT15.TFT源電極及引線源電極及引線 16.16.各向異性導(dǎo)電膠（各向異性導(dǎo)電膠（ACFACF）17.TCP 17.TCP 18.18.驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)IC

57、19.IC 19.印刷電路板（印刷電路板（PCBPCB）20.20.控制控制IC 21.IC 21.黑矩陣（黑矩陣（BMBM）22. 22. 彩膜（彩膜（CFCF）液晶顯示器件的基本結(jié)構(gòu)液晶顯示器件的基本結(jié)構(gòu)新樣品制作流程概述外觀圖的設(shè)計(jì)LCD外形的長(zhǎng)為多少，寬為多少：39.2. 0.2；16.2 0.2LCD可視區(qū)長(zhǎng)為多少寬為多少：37.2VA；12.2VALCD大片的長(zhǎng)為多少，寬為多少： 39.2. 0.2；16.2 0.2LCD小片的長(zhǎng)為多少，寬為多少：39.2 0.2；14.2 0.2引線電極共有多少：32個(gè)引線電極的長(zhǎng)為多少，寬為多少：2.0；0.5引線電極的間隙是多少：0.5引線電

58、極(第一根)距玻璃邊緣的距離為多少：4.1封口的大小和位置如何：封口膠最大涂布范圍6.0MAX封口中心距離下面大片玻璃的上邊緣7.1，距下邊緣9.1可視區(qū)距小片玻璃邊緣距離如何：距上下左右各1.0LCD大片在下還是小片在下：大片在下偏光片的外形尺寸如何：距離小片玻璃邊緣上下左右各0.5 0.4LCD玻璃厚度為多少；0.550.1技術(shù)條件中幾項(xiàng)指標(biāo)都表示什么意思；DISPLAY MODE: TN POSITIVE/TRANEFLECTIVE顯示模式： TN正型（白底黑字）半反半透DRIVE METHOD: 1/4 DUTY , 1/3 BIAS4路驅(qū)動(dòng)（4個(gè)commom線）， 1/3偏壓DRIV

59、E VOLTAGE: 驅(qū)動(dòng)電壓3.0VVIEWING DIRECTION: 視角 6.0 clockOP TEMP: 工作溫度 050度ST TEMP: 保存溫度-1060度LCD共有多少段需要顯示：應(yīng)該有274個(gè)筆段需要顯示,上基板有4個(gè)commom電極，下基板有27個(gè)segment電極，它們的交叉處就是需要顯示的筆段數(shù)。菲林版的設(shè)計(jì) 光刻中要用到具有特定圖形的光刻掩模版。光刻掩模版分鉻板和膠片兩種，常用的軟性膠片掩模版，通常稱為菲林，習(xí)慣上又叫做掩膜。LCD生產(chǎn)工藝中幾個(gè)比較重要的工序分為光刻、PI涂覆、摩擦、絲印成盒等幾個(gè)工序。光刻工序是在ITO玻璃上刻出電極圖形其中曝光中所用的掩模版(

60、稱為菲林版)需要設(shè)計(jì)Masku和Maskd兩張光刻版。PI涂覆方式有幾種，但目前較流行的是選擇涂覆。選擇涂覆要用一種凸版制作凸版需要菲林膠片，這種菲林膠片也需要依LCD而設(shè)計(jì)。絲印成盒工序需要絲網(wǎng)印刷絲網(wǎng)印刷所用的絲網(wǎng)制作，也需要兩張菲林膠片，一張是印封邊框的Seal版，另一張是印導(dǎo)電點(diǎn)的Dot版。集成度：一個(gè)標(biāo)盒所能設(shè)計(jì)出的LCD產(chǎn)品的個(gè)數(shù)就稱為集成度。通常玻璃基板有三種：300mmx360mmx11mm300mm360mm07mm，300mmx300mmx 055mm。集成度N1和N2中較大的就是可以設(shè)計(jì)出的集成度。菲林排版原則：排版方向要有利于單元圖形數(shù)量最大。排版時(shí)圖形排列要中心對(duì)稱，且與PI版和絲網(wǎng)版能配