ED顯示技術(shù)培訓(xùn)教材

1、LED顯示技術(shù)培訓(xùn)教材1有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）2例：光源色度計算已知下面兩色坐標(biāo)和亮度,求混合色坐標(biāo)和亮度。 x y 亮度(cd/m2) F1 0.200 0.600 18 F2 0.300 0.100 8解：三色系數(shù)3同樣混合色4色坐標(biāo)混合色亮度是兩顏色亮度的算術(shù)和兩顏色相加得到混合色的三色系數(shù)和色度坐標(biāo)后,可以將這一混合色作為獨立的顏色看待。因此對任何數(shù)目的顏色混合,都可以將混合結(jié)果再以一個獨立顏色的形式與其它顏色混合。5四. 電視傳像原理圖像 用與像素空間位置（x,y,z)相應(yīng)的亮度或色彩變化分布函數(shù)f(x,y,z)所表示的光信號。6圖像系統(tǒng)中的像素,可以認(rèn)為是構(gòu)成圖像的最小面積單位

2、,具有一定的亮度和色彩等屬性。在光柵掃描圖像中,一個畫面可在垂直方向（縱向）上等分成假設(shè)干條掃描線,而人類在縱橫方向上的視覺分辨能力幾乎相等,因此可以把整個畫面按縱橫掃描線間隔為單位形成小正方形 ,其中每個小正方形 就可認(rèn)為是一個像素。7圖像像素的數(shù)量巨大,不可能將這些像素并行傳送。僅用一個通道,把與輸入圖像各個像素相應(yīng)的信息,按照某種預(yù)定的順序,以極高的速度交替?zhèn)魉统鋈?在輸出端又以同樣的順序?qū)⒚總€像素忠實地再現(xiàn),這種方式稱為掃描。只要這種順序傳送的速度足夠快,由于人眼的視覺暫留和發(fā)光材料的余輝特性,就會感到整幅圖像在同時發(fā)光。89 掃描原指閱讀橫排文字的書刊時眼睛的動作。即眼睛從某頁的左上

3、端開始沿著橫行順序直到右下端為止的閱讀過程。在電視接收機(jī)和個人計算機(jī)的監(jiān)視器等場合,也是采用與此類似的順序和形式進(jìn)行掃描。此時沿著行的地址位置進(jìn)行橫向移動掃描,稱為水平掃描；由水平掃描出來的線稱為掃描線。把掃描線從上到下順序一點點下移的動作,稱為垂直掃描。由水平掃描與垂直掃描同時進(jìn)行所產(chǎn)生的掃描線群,稱為光柵（raster）,并將這種掃描形式稱為光柵掃描。10在光柵掃描中,有兩種不同的形式： 逐行掃描(progressive scanning),多用于微機(jī)顯示器； 隔行掃描(interlaced scanning),電視機(jī)常用。11掃描動畫演示幀頻(frame rate)：單位時間內(nèi)傳送的完整

4、畫面的數(shù)量。場頻(field rate)：單位時間內(nèi)進(jìn)行的畫面掃描次數(shù)。對于隔行掃描來說,一幅完整的畫面是分成兩幅掃描畫面?zhèn)魉偷?因此場頻是幀頻的兩倍。行頻：單位時間內(nèi)進(jìn)行的水平掃描次數(shù)。12同步：實現(xiàn)發(fā)送端與接收端圖像各點一一正確對應(yīng)。1314消隱：在掃描逆程期間將轟擊熒光屏的電子束截止,從而隱掉行、場回掃線。行消隱、場消隱全電視信號：圖像信號、復(fù)合同步信號、復(fù)合消隱信號、色同步信號的組合。15電視圖像信號傳送的圖像電信號是把隨空間分布的像素亮度變成按時間順序分布的幅值脈沖,其幅度與亮度成正比。單極性,我國電視圖像信號采用負(fù)極性,即信號電平越高,圖像亮度越暗。最高頻率,行方向相鄰像素明暗交替

5、。估算： 掃描正程行數(shù)：625 92%=575 每秒掃總像數(shù)：25 575 4/3 575=1.1 107 占空比 1:1,則最高頻率 5.5MHz。16電視圖像信號的特點（1）脈沖性由于人眼對亮點干擾更為敏感,因此電視信號不能取正極性。（2）周期性由于在電視中采用了周期掃描方法,雖然圖像內(nèi)容一般是非周期的,但電視信號仍具有一定的周期性。17其頻譜為離散頻譜,以行頻及其諧波為中心的一束束離散型譜線群組成；各束譜線之間存在空隙,利用這一點可以使彩色信號在黑白電視頻道內(nèi)傳輸,實現(xiàn)彩色電視與黑白電視的兼容。18 兼容性（1）彩色電視播送必須也能被黑白電視機(jī)所“理解；（2）彩色電視信號中必須包含一個能

6、正確重現(xiàn)灰度的亮度信號,而這個亮度信號應(yīng)該盡可能少地受到附加色度信息的干擾； （3）在發(fā)送端應(yīng)該盡可能使用黑白電視播送設(shè)備進(jìn)行彩色電視播送； （4）彩色電視信號中的色度信號應(yīng)該能和亮度信號在06MHz同一通道內(nèi)同時傳送,而且這種信號容易分開,又不互相串?dāng)_。19顯像三基色的選擇 顯像三基色,采用客觀存在的三種發(fā)光粉的發(fā)光,均為非單色光譜軌跡上的光,因而在實用中不能直接采用標(biāo)準(zhǔn)光譜三基色(R) 、(G)、 (B)。選擇顯像三基色的原則應(yīng)是：被選的發(fā)光粉的發(fā)光效率高；其亮度足夠大；同時色點盡可能靠近CIE光譜三基色,使其彩色鮮艷,能合成的彩色的色域范圍大。要求同時重現(xiàn)圖像的高亮度和高飽和度比較困難,

7、技術(shù)處理上只能有所折衷。20白場的選擇為了獲得彩色豐富又鮮艷明亮的畫面,除選擇三基色外,還有一個極其重要的參數(shù),即參照白場,所謂彩色電視的白場,即當(dāng)紅、綠、藍(lán)三基色的電信號相等時熒光屏上出現(xiàn)的白色。白場平衡當(dāng)顯象管的紅、綠、藍(lán)三色熒光粉的單色發(fā)光亮度調(diào)整到適當(dāng)比例,能產(chǎn)生規(guī)定的白場色度坐標(biāo)和亮度值,此時稱為白場平衡。21自會聚管結(jié)構(gòu)采用(1)精密一字形一體化電子槍;(2)條槽形蔭罩;(3)垂直粉條球面屏;(4)精密靜態(tài)環(huán)形偏轉(zhuǎn)線圈。22自會聚彩色顯像管的結(jié)構(gòu)23蔭罩板是由0.15mm厚的薄鋼板制成,上面有規(guī)律地排列著40余萬個槽孔（蔭罩孔）,每個蔭罩孔對應(yīng)著一組R、G、B三基色熒光粉點。蔭罩板

8、的機(jī)械強(qiáng)度及抗熱變形性能較強(qiáng)。蔭罩板與熒光粉點在熒光屏后面約1cm處,設(shè)有一塊蔭罩板,作用是確保R、G、B電子束只能擊中相應(yīng)的R、G、B熒光粉點,故蔭罩板又稱為選色板。24色純度及會聚 1.色純度 色純度是指彩色顯像管顯示單基色光柵的純潔程度。具體地說,就是要求R、G、B電子束轟擊對應(yīng)的R、G、B熒光粉,而不轟擊其它熒光粉。25色純度不良原因及對策1.選色板受熱變形、松動-更換顯像管2.偏轉(zhuǎn)線圈前后位置偏差-移動偏轉(zhuǎn)線圈3.電子槍在管頸內(nèi)安裝誤差-調(diào)色純度磁環(huán)4.受外部電磁場影響-設(shè)置消磁線圈26(1)偏轉(zhuǎn)中心與偏轉(zhuǎn)平面 首先應(yīng)保證顯像管偏轉(zhuǎn)中心與曝光中心重合。因為在涂敷R、G、B熒光粉時,采

9、用曝光法來模擬電子束掃描,曝光時光源所在位置稱曝光中心,R、G、B三個曝光中心構(gòu)成一個曝光平面,如以下圖所示。因此,只有使偏轉(zhuǎn)中心與曝光中心重合,才能確保色純度良好,具體調(diào)整方法是移動偏轉(zhuǎn)線圈在顯像管管錐上的前后位置。 27(2)色純度調(diào)整磁環(huán) 由于顯像管在制造過程中存在著工藝誤差,造成電子槍在管頸內(nèi)的安裝位置與管頸軸線不重合,所以移動偏轉(zhuǎn)線圈在顯像管管頸上的位置只能使偏轉(zhuǎn)平面與曝光平面重合,但R、G、B偏轉(zhuǎn)中心與R、G、B曝光中心不一定重合。為了校正這種誤差,在管頸上套有一對色純調(diào)整磁環(huán)。改變兩片色純磁環(huán)的位置,可使R、G、B電子束產(chǎn)生等量位移,從而使偏轉(zhuǎn)中心與曝光中心重合,以獲得最正確色純

10、度。28(3)消磁線圈與消磁電流 地磁場及周圍雜散磁場對電子束運動軌跡的影響也會引起色純度不良。管內(nèi)電子槍、蔭罩等都是金屬材料制作,在每次工作過程中都會受到電子束產(chǎn)生的磁場及外界磁場的磁化而留有剩磁,這種剩磁影響電子束的運動軌跡,使電子束軌跡偏離而引起色純度誤差。防止此色純誤差的方法是,在顯像管錐體外設(shè)置金屬屏蔽板并設(shè)立消磁線圈。 292.會聚會聚：是指R、G、B電子束在任一掃描下,均能穿過同一個蔭罩孔,以擊中同一組R、G、B熒光粉點。如果R、G、B電子束沒有穿過同一個蔭罩孔,則稱發(fā)生了會聚誤差。靜會聚：是指R、G、B電子束在沒有進(jìn)行偏轉(zhuǎn)時的會聚,也就是屏幕中心的會聚。 動會聚：是指R、G、B

11、電子束在掃描偏轉(zhuǎn)過程中的會聚,也就是屏幕邊緣四角的會聚。 30第3章 液晶顯示什么是液晶液晶是一種幾乎完全透明的物質(zhì)。它是一種介于固體與液體之間、具有規(guī)則性分子排列的有機(jī)化合物。(a)晶體 （b）液晶 （c）液體31液晶顯示的特點優(yōu)點：（1）低壓、微功耗；（2）平板結(jié)構(gòu)；（3）被動顯示；（4）顯示信息量大；（5）易于彩色化；（6）長壽命；（7）無輻射、無污染。缺點：（1）顯示視角??；（2）響應(yīng)速度慢。32液晶的分類液晶大多屬芳香族化合物,其分子結(jié)構(gòu)具有（1）分子細(xì)長,呈棒狀或板塊狀；（2）分子中只有一個大的偶極矩；（3）分子中必有活潑基團(tuán)。從成份和出現(xiàn)液晶相的物理條件來看,液晶可以分為熱致液晶

12、和溶致液晶兩大類,用于顯示器件的都是熱致液晶。熱致液晶分子會隨溫度上升而伴隨一連串的相轉(zhuǎn)移,即由固體變成液晶狀態(tài),最后變成各向同性液體。在這些相變化的過程當(dāng)中,液晶分子的物理性質(zhì)都會隨之改變,如折射率、介電異向性、彈性系數(shù)和粘度等。33熱致液晶又可分為三類：近晶型（層狀型）；向列型（絲狀型）；膽甾型（螺旋型）。在顯示領(lǐng)域應(yīng)用較多的是向列型和膽甾型。34近晶型（semctic）液晶具有二維空間的層狀規(guī)則性排列,各層間則有一維的順向排列。一般而言,此類分子的黏度大,對外加電場的應(yīng)答速度慢,比較少應(yīng)用于顯示器上,多用于光記憶材料上。35向列型（nematic）液晶液晶分子大致以長軸方向平行排列,因此

13、具有一維空間的規(guī)則性排列。此類型液晶的粘度小,應(yīng)答速度快,是最早被應(yīng)用的液晶,普遍的使用于液晶電視、筆記本電腦以及各類型顯示元件上。36膽甾型（cholesteric）液晶此類型液晶是由多層向列型液晶堆積所形成,因分子具有非對稱碳中心,所以分子的排列呈螺旋平面狀的排列,面與面之間為互相平行。由于各個面上的分子長軸方向不同,即兩個平面上的分子長軸方向夾著一定角度；當(dāng)兩個平面上的分子長軸方向相同時,這兩個平面之間的距離稱為一個螺距。膽甾型液晶的螺距長度會隨著溫度的不同而改變,因此會對不同波長的光選擇性反射,產(chǎn)生不同的顏色變化,故常用于溫度感測器。37常見液晶顯示器件液晶在外界的電場、磁場、熱能、聲

14、能等作用下會改變其光學(xué)性質(zhì),這些特性可以作為液晶顯示的根底。主要應(yīng)用的是液晶的電光效應(yīng)和熱光效應(yīng)。電光效應(yīng)：通過外加電場（電流）改變液 晶的光學(xué)性質(zhì)；熱光效應(yīng)：利用激光加熱液晶,通過溫度變化改變液晶的光學(xué)性質(zhì)。38液晶顯示的三種方式（1）反射式39（2）透射式40（3）投影式41液晶顯示器的發(fā)光原理 液晶顯示器是在兩片玻璃板之間制作了很多空隙,分別在里面注入液晶分子,在玻璃板前方設(shè)置了一組熒光燈管,熒光燈管發(fā)出的光經(jīng)由一組棱鏡片與背光模塊,將光源均勻地傳送到前方。 由于兩個電極之間的電場的驅(qū)動,引起液晶分子扭曲向列的電場效應(yīng),以控制光源透射或遮蔽,在電源開關(guān)之間產(chǎn)生明暗變化,而將接收到的影像信

15、號顯示出來,并通過彩色濾光片,顯示出彩色影像。42 液晶顯示器中的背光燈 因為液晶材料本身并不發(fā)光,所以在顯示屏兩邊設(shè)有作為光源的燈管,而在液晶顯示器的反面設(shè)有一塊背光板(或均勻光板)和反光膜,背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線,其主要作用是提供均勻的背景光源。背光板發(fā)出的光線進(jìn)入包含成千上萬的液晶顆粒的液晶層,而液晶物質(zhì)受電場的控制。 液晶顯示屏光源的亮度及均勻度的好壞,對亮度和畫質(zhì)有著直接的影響。近期生產(chǎn)的液晶顯示屏使用了四個冷光源燈管,使亮度和畫質(zhì)有了更大的改善。 43動態(tài)散射液晶顯示器件（DS-LCD）44扭曲向列液晶顯示器件（TN-LCD）45電控雙折射液晶顯示器件（ECB-LCD

16、）（1）垂直排列相畸變方式46（2）沿面排列方式47（3）混合排列方式48賓主效應(yīng)液晶顯示器件（GH-LCD）49相變液晶顯示器件（PC-LCD）50超扭曲向列液晶顯示器件（STN-LCD）51液晶顯示器件的驅(qū)動技術(shù)液晶顯示的特點:（1）液晶在直流電壓作用下會發(fā)生電解作用,所以必須用交流驅(qū)動。并且限定交流成分中的直流分量不大于幾十個毫伏；（2）液晶的響應(yīng)時間長,其透光率的改變只與外加電壓的有效值有關(guān),而不是取決于交變驅(qū)動電壓的峰值； （3）液晶單元的驅(qū)動是無極性的,即正壓與負(fù)壓的作用效果是一樣的。52靜態(tài)驅(qū)動法:在像素前后電極上施加電壓信號時呈顯示狀態(tài),不施加電壓時呈非顯示狀態(tài)。適用于靜態(tài)驅(qū)動

17、的多是總引線數(shù)比較少的情況。（1）筆段式數(shù)碼顯示（2）棒形模擬顯示（3）示波器顯示的靜態(tài)驅(qū)動53動態(tài)驅(qū)動法:又稱時間分割驅(qū)動。能大大減少電極引線也可以大大減少外圍驅(qū)動電路的本錢。X電極,稱為掃描電極；Y電極,稱為選址或選通電極54灰度顯示法1.空間灰度調(diào)制將一個像素劃分為假設(shè)干個單獨可控的“子像素,控制子像素被選通數(shù)量,便可實現(xiàn)灰度顯示。55這種方法是不需要特殊的驅(qū)動、控制技巧,但是有很大缺點： 不可能將一個像素分割成很多個子像素,因此不可能產(chǎn)生很多的灰度級； 增加了微細(xì)加工的本錢,或者以犧牲分辨率為代價； 增加驅(qū)動、控制電路數(shù)量?？偟膩碚f,實施電路技術(shù)簡單,但本錢增加太多。562時間灰度調(diào)制

18、在一個時間單位內(nèi),控制顯示像素選通、截止的時間長短,從而實現(xiàn)灰度顯示。 （1）幀灰度調(diào)制即以數(shù)幀為一個時間單元,控制顯示像素選通的幀數(shù),即可實現(xiàn)灰度調(diào)制。 這種方法的缺點是可能引起灰度級別的閃爍,或者由于液晶響應(yīng)速度慢而導(dǎo)致活動圖像顯示變慢。57（2）脈沖灰度調(diào)制調(diào)制數(shù)據(jù)脈沖的寬度,把這個脈沖的寬度可以劃分為多個級別,不同寬度級別代表不同灰度信息,從而可以使被選通的像素實現(xiàn)不同的灰度級別。58有源矩陣液晶顯示器件（AM-LCD）在每個矩陣像素點上連著一個有源器件,使每個像素可以獨立驅(qū)動。這些有源器件可以起到防止交叉效應(yīng)和存儲信號電荷的作用。有源矩陣液晶顯示器件根據(jù)有源器件的種類可以分為二端有源

19、方式和三端有源方式。二端有源方式中的有源器件主要有普通二極管、反向并聯(lián)二極管組及金屬-絕緣體-金屬（MIM）結(jié)構(gòu)二極管等。59液晶視角問題產(chǎn)生的原因LCD視角問題是由液晶的工作原理本身決定的。（1）液晶分子是棒狀的,分子不同的排列方式存在著不同的光學(xué)各向異性。入射光線和液晶分子指向矢夾角越小,雙折射越?。环粗畡t越大。（2）偏離顯示板法線方向以不同角度入射到液晶盒的光線與液晶分子指向矢的夾角不同,因此造成不同視角下,有效光程差不同。（3）而液晶盒的最正確光程差是按垂直入射光線設(shè)計的,這樣視角增大時,最小透過率增加,比照度下降。而且偏離法線方向越遠(yuǎn),比照度下降越嚴(yán)重,還可能發(fā)生比照度反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。60

20、改善液晶視角特性的方法1.液晶盒外光學(xué)補(bǔ)償法(1)相差膜補(bǔ)償法(2)準(zhǔn)直背光源加漫散射觀察屏法2.低扭曲角和低有效光程差設(shè)計LCD (LTN-LCD)3.改變液晶分子排列方式61彩色濾色膜典型的彩色LCD透射式模塊是在傳統(tǒng)的LCD上加彩色膜和背光源。62第四章 等離子體顯示器等離子體顯示板是所有利用氣體放電而發(fā)光的平板顯示器件的總稱,主要利用稀有氣體中冷陰極的輝光放電。在此階段,放電氣體主要呈等離子體狀態(tài)。等離子體是和固體、液體、氣體同一層次的物質(zhì)存在形式。它是由大量帶電粒子組成的具有宏觀空間尺度和時間尺度的體系。 63等離子體顯示同其它顯示方式的差異在結(jié)構(gòu)和組成方面領(lǐng)先一步。其工作原理類似普

21、通日光燈和電視彩色圖像,由各個獨立的熒光粉像素發(fā)光組合而成,因此圖像鮮艷、明亮、干凈而清晰。等離子體顯示設(shè)備最突出的特點是可做到超薄,可輕易做到40英寸以上的完全平面大屏幕,而厚度不到100毫米（實際上這也是它的一個弱點：即不能做得較小。目前成品最小只有42英寸,只能面向大屏幕需求的用戶,和家庭影院等方面）。等離子體顯示器具有體積小、重量輕、無X射線輻射的特點。64同CRT顯示方式的差異由于各個發(fā)光單元的結(jié)構(gòu)完全相同,因此不會出現(xiàn)CRT顯像管常見的圖像幾何畸變。等離子體顯示器屏幕亮度非常均勻,沒有亮區(qū)和暗區(qū),不像顯像管的亮度屏幕中心比四周亮度要高一些。等離子體顯示器不會受磁場的影響,具有更好的

22、環(huán)境適應(yīng)能力。等離子體顯示器屏幕也不存在聚焦的問題,完全消除了CRT顯像管某些區(qū)域聚焦不良或使用時間過長開始散焦的毛??；不會產(chǎn)生CRT顯像管的色彩漂移現(xiàn)象,而外表平直也使大屏幕邊角處的失真和色純度變化得到徹底改善。65同LCD顯示方式的差異與LCD液晶顯示器相比,等離子體顯示器有亮度高、色彩復(fù)原性好、灰度豐富、對快速變化的畫面響應(yīng)速度快等優(yōu)點。由于屏幕亮度很高,因此可以在明亮的環(huán)境下使用。等離子體顯示器視野開闊,視角寬廣（高達(dá)160度）,能提供格外亮麗、均勻平滑的畫面和前所未有的更大欣賞角度。66等離子體顯示器的弱點由于等離子體顯示是平面設(shè)計,其顯示屏上的玻璃極薄,所以它的外表不能承受太大或太

23、小的大氣壓力,更不能承受意外的重壓。等離子體顯示器的每一個像素都是獨立地自行發(fā)光,相比顯示器使用的電子槍而言,耗電量自然大增。一般等離子體顯示器的耗電量高于300瓦,是不折不扣的耗電大戶。由于發(fā)熱量大,所以等離子體顯示器背板上裝有多組風(fēng)扇用于散熱。67交流等離子體顯示板ACPDP和DCPDP在結(jié)構(gòu)上的最大不同之處是在電極外表覆蓋有一介質(zhì)層。介質(zhì)層的作用有兩個方面：（1）使電極與放電等離子體分隔開,限制了放電電流的無限增長,保護(hù)了電極；（2）該介質(zhì)層使氣體放電產(chǎn)生的空間電荷存儲在介質(zhì)壁上,這些壁電荷的建立可使ACPDP工作在存儲模式,并有利于降低放電的維持電壓。68多灰度級顯示的實現(xiàn)方法由于維持

24、脈沖頻率很高且每次放電強(qiáng)度相同,因此可以通過調(diào)節(jié)脈沖個數(shù)實現(xiàn)多灰度顯示.69彩色ACPDP的工作原理三電極外表放電型彩色ACPDP存在兩種放電過程,即（1）維持顯示放電：X電極（維持電極） Y電極（掃描電極）（2）尋址放電：A電極（尋址電極） Y電極（掃描電極）70彩色ACPDP的驅(qū)動方法（1）尋址與顯示別離的子場驅(qū)動方法根據(jù)尋址方法的不同,可以分為兩種：寫尋址驅(qū)動方法：先使全屏所有顯示單元都處于熄滅狀態(tài),然后在尋址期使要點亮顯示單元中積累壁電荷,而不要點亮顯示單元不積累壁電荷；在維持期,只有積累了壁電荷的單元會維持發(fā)光。擦除尋址驅(qū)動方法：先使所有顯示單元處于點亮狀態(tài),然后在尋址期選擇擦除掉不

25、要點亮單元中的壁電荷,使其轉(zhuǎn)入熄滅狀態(tài),而要點亮顯示單元的壁電荷則保存下來；在維持期,只有那些處于點亮狀態(tài)的單元會維持發(fā)光。71寫尋址驅(qū)動方法的具體過程（1）準(zhǔn)備期：所有顯示單元清零；（2）尋址期：需要點亮的單元積累壁電荷；（3）維持期：已積累壁電荷的單元發(fā)光。72第五章 有機(jī)電致發(fā)光有機(jī)電致發(fā)光又稱有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）根據(jù)使用材料的不同分為兩大類：高分子器件和小分子器件。有機(jī)電致發(fā)光的結(jié)構(gòu)：以三層結(jié)構(gòu)器件為例（1）空穴傳輸材料；（2）發(fā)光材料；（3）電子傳輸材料；兩層電極即透明導(dǎo)電膜（ITO）陽極和金屬陰極。73有機(jī)電致發(fā)光器件的工作原理（1）載流子注入 在外加電場作用下,空穴和電子以

26、電流的形式分別從陽極和陰極注入到有機(jī)層。（2）載流子傳輸將注入至有機(jī)層的載流子運輸至發(fā)光復(fù)合界面處。（3）載流子復(fù)合和輻射發(fā)光有機(jī)固體中的最低能量激發(fā)態(tài)分為單線態(tài)和三線態(tài)。前者導(dǎo)致熒光發(fā)射,后者導(dǎo)致磷光發(fā)射。74有機(jī)電致發(fā)光器件目前存在的問題（1）色純度較差： 發(fā)射和吸收光譜一般都是寬帶光譜。（2）發(fā)光效率有待提高 載流子的注入效率和均衡程度、載流子遷移率、激子熒光量子效率、單線態(tài)激子形成概率、能量轉(zhuǎn)移。（3）老化問題 短路現(xiàn)象、黑點、雜質(zhì)。（4）失效問題 有機(jī)材料的光化學(xué)不穩(wěn)定性。75有機(jī)電致發(fā)光器件的驅(qū)動技術(shù)有機(jī)電致發(fā)光器件的發(fā)光強(qiáng)度與注入電流成正比,需要控制驅(qū)動輸出的正向電流幅值、脈寬,

27、并對反向電流的幅值、脈寬、頻率等參數(shù)都能進(jìn)行控制。（1）靜態(tài)驅(qū)動方式采用正向恒流反向恒壓的驅(qū)動模式。在非顯示像素上施加反向截止電壓,防止出現(xiàn)交叉效應(yīng)。76（2）動態(tài)驅(qū)動方式顯示屏像素由上下兩組相互正交的電極構(gòu)造,采用分時段逐行點亮或逐列點亮方式。與液晶器件類似,掃描行數(shù)受占空比系數(shù)的限制。77（3）灰度的實現(xiàn)方法幅值控制法 恒流源具有不同等級的電流幅值輸出；空間灰度調(diào)制 將原有顯示像素分解為更小的子像素；時間灰度調(diào)制 在單位時間內(nèi),控制顯示像素選通截止的時間長短,從而使顯示像素在觀察者眼中形成不同的灰度等級。78（4）有源驅(qū)動方式每個像素配備具有開關(guān)功能的低溫多晶硅薄膜晶體管和一個電荷存儲電容

28、。有源驅(qū)動方式的特點高亮度和高比照度；高效率和低功耗；易于實現(xiàn)彩色化；易于提高器件的集成度和小型化；易于實現(xiàn)大面積顯示；制作工藝較復(fù)雜。79第六章 電致發(fā)光顯示 電致發(fā)光通常是指將發(fā)光粉混在有機(jī)介質(zhì)中,夾在兩個電極之間。由于電極間距很小,因此電場強(qiáng)度很高。使用材料分為薄膜和粉末兩大類,供電方式又分為直流和交流兩種,因此共有四種組合形式。目前具有實際應(yīng)用價值的主要是交流粉末電致發(fā)光（ACPEL）和交流薄膜電致發(fā)光（ACTFEL）80交流粉末電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)電致發(fā)光粉用 ZnS:Cu,Cl或 ZnS:Pb,Cu,Al與透明有機(jī)介質(zhì)（如樹脂）混合后而成的,將它涂敷于兩個電極之間作為發(fā)光層。一般上電

29、極為ITO玻璃,下電極為真空鍍膜的金屬電極（Ag或Al）,發(fā)光層厚4060 m,擊穿電壓為400500V。 所以分散型ACEL實質(zhì)上是大量線度為100101m的微小發(fā)光粉晶懸浮在絕緣介質(zhì)中的發(fā)光現(xiàn)象。81交流粉末電致發(fā)光器件的發(fā)光現(xiàn)象（1）ACEL只有晶體內(nèi)的發(fā)光線發(fā)光。（2）大多數(shù)情況下發(fā)光線呈尾對尾的彗星形狀,線對兩個頭之間的距離可以大于100m,發(fā)光線直徑0.1m,亮度可高達(dá)3105cd/m2。（3）發(fā)光線對在交流電壓作用下交替發(fā)光,而場強(qiáng)總是從它的頭指向尾部。（4）發(fā)光線的長度隨線方向場強(qiáng)分量增大而變長,隨激發(fā)電壓頻率增加而縮短,而線對的頭到頭之間距離保持不變。82高場交流電致發(fā)光的機(jī)

30、理由于電致發(fā)光在晶體內(nèi)存在發(fā)光線,因此設(shè)想存在某種“結(jié)。（1）內(nèi)場發(fā)射模型83（2）碰撞離化模型84交流薄膜電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)在發(fā)光層兩側(cè)增加兩層絕緣薄膜,從而消除了漏電流,并且在高電場作用下不易被擊穿。85交流薄膜電致發(fā)光器件的發(fā)光特性（1）記憶特性ACTFEL采用脈沖驅(qū)動,經(jīng)歷一個脈沖只發(fā)一次光,并與前一個脈沖極性關(guān)系極大。如果加同極性脈沖,則發(fā)光亮度急劇減小,如接著加反極性脈沖,亮度又大增。86（2）電光特性亮度隨工作電壓增加而增大；發(fā)光效率則出現(xiàn)拐點。87 （3）光寫入與光擦除利用ACTFEL的存儲效應(yīng),首先在器件上加一個大小等于Vth的維持脈沖,同時進(jìn)行外部光注入,光生載流子注入使熒

31、光體發(fā)光,并產(chǎn)生與光強(qiáng)度相對應(yīng)的壁電荷,與下一個反相脈沖重疊就繼續(xù)發(fā)光,其亮度與外部光注入相對應(yīng)。這個過程即光寫入。 在維持脈沖停止期,用外部光照可使壁電荷緩慢復(fù)合,稱光擦除。88第七章 場致發(fā)射平板顯示器 場發(fā)射就是在導(dǎo)體或半導(dǎo)體外表施加電場,使導(dǎo)帶中的電子發(fā)射到真空中。將場發(fā)射體制作成陰極陣列,并采用適當(dāng)?shù)木劢菇Y(jié)構(gòu)或自聚焦功能,使得發(fā)出的電子束不過分分散。依靠電子轟擊熒光粉實現(xiàn)發(fā)光顯示。場發(fā)射陰極陣列的大小與熒光屏相同,間距很小,整個器件的厚度僅在幾個毫米,因此屬于平板顯示器件。89 FED與CRT顯示方式的比較相同之處：（1）都是處在真空狀態(tài)；（2）都是依靠電子轟擊熒光粉而發(fā)光；（3）具

32、有根本相同的熒光屏結(jié)構(gòu),彩色顯示屏都是采用周期分布的三基色熒光粉點和黑底結(jié)構(gòu)。90不同之處主要在于電子的發(fā)射和掃描方式：（1）CRT中電子束由三個陰極分別發(fā)出,經(jīng)調(diào)制、聚焦打在相應(yīng)熒光粉點上；FED是由場發(fā)射陰極陣列發(fā)射電子,每個熒光粉點對應(yīng)一個場發(fā)射陰極。（2）CRT中電子束經(jīng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)逐點轟擊熒光粉點；FED則是由場發(fā)射陰極構(gòu)成行電極,控制柵極構(gòu)成列電極,在行、列電極的電壓控制下,逐行進(jìn)行發(fā)光。（3）CRT中色純由熒光屏前的蔭罩板保證；FED中則可以利用聚焦結(jié)構(gòu)使電子束不太分散。91微尖陣列場發(fā)射陰極的結(jié)構(gòu)依據(jù)發(fā)射體材料不同可分為金屬微尖陣列和硅材料微尖陣列。柵極微孔直徑約1m,發(fā)射體為圓錐

33、形,底部直徑和高度也為1m,當(dāng)柵極電壓為幾十伏特時,發(fā)射體尖端處場強(qiáng)可達(dá)109V/m。92微尖發(fā)射體的性能場發(fā)射體的發(fā)射電流在空間的均勻性和時間的穩(wěn)定性上存在較大問題,受發(fā)射體參數(shù)影響較大,包括發(fā)射體幾何形狀和發(fā)射材料性質(zhì)等。解決這個問題可以采用增加串聯(lián)電阻層的方法。93發(fā)射電子的聚焦在FED中發(fā)射電子的橫向速度很大,導(dǎo)致電子發(fā)散角大,到達(dá)陽極后的束斑很大,限制了顯示器分辨率的提高。為使用高壓熒光粉,加大陰陽極間距,則需要在FED中增加聚焦柵極。94第八章 真空熒光顯示 真空熒光顯示也是是利用真空中電子轟擊熒光粉而發(fā)光。其特點是工作電壓低、體積小、亮度高。在玻璃基板上,通過厚膜印刷和薄膜技術(shù)制

34、造各種電極,成為平板顯示器。95VFD的結(jié)構(gòu)由陰極、柵極和陽極組成。陰極是直熱式氧化物細(xì)絲；柵極是極薄的金屬網(wǎng)；陽極和熒光粉層則利用厚膜印刷技術(shù)和燒結(jié)工藝制作在玻璃基板上,根據(jù)需要做成各種形狀。96VFD的工作原理對陰極（燈絲）通電壓加熱,在約650o溫度下發(fā)射電子。電子在電場作用下向陽極運動,柵極上的電位對電子能否運動到陽極有影響。當(dāng)柵極和陽極都加正向電壓時,電子可通過柵極到達(dá)陽極,并轟擊熒光粉發(fā)光；當(dāng)柵極處于正電壓,而相應(yīng)的陽極施加負(fù)電壓,則該陽極不能發(fā)光,只要很淺的陽極負(fù)壓便可截止電子；（陽極截止方式）當(dāng)陽極為正電壓,在柵極上加負(fù)電壓也可以使電子截斷,使陽極不發(fā)光,但所需柵極負(fù)壓較大。（

35、柵極截止方式）97VFD的燈絲加熱方式（1）直流方式由于電位差不等,會造成發(fā)光的不均勻?？梢詫艚z略微傾斜放置。98（2）交流方式將燈絲變壓器中心抽頭并接地,可顯著改善發(fā)光不均勻性。99VFD的驅(qū)動方式分為靜態(tài)驅(qū)動和動態(tài)驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動對各筆段獨立地施加電壓驅(qū)動,動態(tài)驅(qū)動則在柵極和陽極分時段施加驅(qū)動信號。為實現(xiàn)矩陣顯示可以采用雙線柵極型單矩陣顯示和二層陽極多矩陣顯示。100101第九章 發(fā)光二極管顯示 發(fā)光二極管是一種電-光轉(zhuǎn)換器件,是指半導(dǎo)體pn結(jié)在正向偏壓時產(chǎn)生少數(shù)載流子注入。少子在傳輸過程中擴(kuò)散,并與多數(shù)載流子不斷復(fù)合而發(fā)光。導(dǎo)帶中的電子與價帶中的空穴復(fù)合發(fā)光,其波長根本與光吸收的波長相符

36、。因此,選擇適當(dāng)能隙的半導(dǎo)體就可制成發(fā)出可見光的發(fā)光二極管。改變所采用的半導(dǎo)體材料,就能得到不同波長的發(fā)光顏色。102pn結(jié)的注入發(fā)光（1）激發(fā)過程pn結(jié)在正向偏壓下,產(chǎn)生了電子從n區(qū)向p區(qū),空穴從p區(qū)向n區(qū)的純擴(kuò)散流。在理想pn結(jié)模型流經(jīng)pn結(jié)的電流密度滿足肖克萊方程式：（2）擴(kuò)散過程在正向偏壓下,n區(qū)的多子注入到p區(qū)成為非平衡超額少子,并向p區(qū)內(nèi)部深入擴(kuò)散,與p區(qū)中多子空穴復(fù)合,逐漸衰減,形成發(fā)光區(qū)。103（3）復(fù)合過程導(dǎo)帶中的電子與價帶中的空穴互相復(fù)合時,一定要釋放出多余能量。放出能量的方式有兩大類： 發(fā)射光子,稱為輻射復(fù)合； 不發(fā)射光子,稱為非輻射復(fù)合。最后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑蚣ぐl(fā)別的載流子。在熱平衡狀態(tài)下存在著熱激發(fā)與平衡載流子間復(fù)合的平衡。由于p區(qū)和n區(qū)中少子密度都很小,因此這種復(fù)合是很弱的。即使有輻射復(fù)合,由于材料的本征吸收,從外部是觀察不到光發(fā)射的。只有通過注入激發(fā),形成不平衡載流子,它們的復(fù)合才會導(dǎo)致顯著的光發(fā)射。104發(fā)光二極管的效率半導(dǎo)體中注入電能轉(zhuǎn)換成所希望的輻射能取決于三個過程： （1）功率效率：超額少子的激發(fā)比例；（2）內(nèi)量子效率：超額載流子的輻射復(fù)合比例；（3）光學(xué)效率：輻射復(fù)合產(chǎn)生的光子從晶體內(nèi)引出的比例。因此,總的轉(zhuǎn)換效率是三局部效率的乘積105提高LED發(fā)光效率的方法（1）