《電子技術應用》
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第三講 幾種新型平板顯示器簡介——其他
陶顯芳
摘要: 幾種新型平板顯示器簡介。
關鍵詞: PDP SED TDEL DLP LCOS OLED
Abstract:
Key words :

中心議題:

  • PDP顯示器的工作原理、生產及市場狀況
  • OLED顯示器的工作原理及優缺點
  • 其他顯示器的簡介

1.PDP顯示器
PDP是Plasma Display Panel的簡寫,也就是等離子體顯示器。PDP顯示器的工作原理是,通過加電,讓等離子汽體(一般為惰性氣體)在強電場中放電產生紫外線,然后通過紫外線激發熒光粉發光,PDP顯示器的工作原理如圖5所示,其結構如圖6所示。


圖5 PDP顯示器的工作原理


圖6 PDP顯示器的結構

PDP顯示器的出現要比LCD顯示器晚很多,但作為大屏幕顯示器PDP卻比TFT-LCD大屏幕顯示器早好幾年,本來PDP顯示器也是一種很有發展前途的大屏幕顯示器,但由于生產技術大部分壟斷在日本人手中,技術擴散比較慢,因此產業鏈建立也很慢,跟隨PDP發展的中國企業很少,所以它一直在中國很難發展起來,這使TFT-LCD大屏幕顯示器在很短的時間內就超越了PDP大屏幕顯示器。PDP顯示器的優點是對比度比LCD高,特別適用于做大屏幕電視顯示器,但清晰度相對來說要比LCD顯示器低很多,因為PDP的工作電壓比較高(約160V),引線之間的距離以及點陣之間的距離就不能做得太小。

目前世界上生產PDP等離子顯示屏的廠家主要在日本和南韓,因此,PDP顯示屏的主要市場基本都在國外,國內市場相對來說比較小,遠遠不如TFT-LCD顯示屏的市場大。
 2.SED顯示器
SED(Surface-conduction Electron-emitter Display)顯示器是東芝公司的技術,目前大家都公認,SED顯示圖像的質量水平是最好的。它采用表面傳導電子發射顯示技術,屬于場致發射顯示,是一種主動發光的顯示技術。SED顯示器前玻璃基板上涂有紅、綠、藍三色熒光粉,并作為陽極相對后玻璃基板加有幾千伏的高壓。通過絲網印刷法在后玻璃基板上制作對應每個像素的金屬電極,并用噴墨印刷的方法在金屬電極間制作氧化鈀薄膜電子發射陰極。生成了氧化鈀膜的金屬電極間距只有4-6納米,當金屬電極間加上十幾伏的電壓后,極間將形成超高電場,氧化鈀膜中的電子會被牽引出來,形成電子發射。

由于金屬電極是沿著同一塊玻璃基板排列,所以剛發射出來的電子是在玻璃基板表面傳導的,這是這種器件被命名為表面傳導電子發射顯示器的原因,這也是SED顯示器與其它場致發射顯示器的主要區別。SED電視目前的最大亮點是畫質好,它的解析度與液晶電視基本相同,而灰度表現力,可視角度,色域范圍,動態畫面表現,暗部細節表現力等,均可達到高級的CRT電視水平。由于SED生產技術基本上被東芝公司壟斷,因此,SED顯示器在未來十幾年內不可能發展成為主流產品。圖7是SED顯示器的工作原理。

圖7 SED顯示器的工作原理
 

3.TDEL顯示器
TDEL(Thick-film Dialectric Electroluminescent Technology)顯示器的原理是在兩個極板之間(其中一個極板是透明電極),安置一整片藍色場致發光材料,再在其上面再分別安置紅色和綠色顏料,混合成三色的RGB影像。由于不須要像等離子電視一樣復雜的組件,也不須要LCD的背光,37"的TDEL電視樣品厚僅2cm,重量則甚至不到一公斤。從技術性能以及性能價格比方面進行比較,TDEL顯示器要比PDP和LCD顯示器好,應該說是一項比較有發展前途的平板顯示器,但由于產業鏈遲遲建立不起來,所以很少人使用。圖8是TDEL顯示器的工作原理圖。


圖8 TDEL顯示器的工作原理
4.DLP顯示器
DLP(Digtal Light Procession)是一種數字光處理技術,也稱數字電子微鏡DMD(Digital Micromirror Device ),與前面介紹的平板顯示器技術不一樣,它是把每個像素點都做成一個反光鏡,這個反光鏡的角度可以通過電場力的作用可調(正負15度),以此來調節光的強度。這種技術主要用于背投電視(或正投電視),是TI公司的獨家技術,國內很少人使用。

5.LCOS顯示器

LCOS(Liquid Crystal on Silicon)稱硅基液晶,或硅晶光反射式 micro LCD投影技術,它的工作原理與DLP很接近,即:把每個像素點都做成一個反光鏡,不過它這個反光鏡用來調節光的強度不是靠反射角,而是靠液晶。這種技術主要用于背投電視(或正投電視),現在國內生產背投電視的廠家很少。

6.OLED顯示器
OLED是英文Organic Light Emitting Display(有機發光顯示器)的簡稱,它的發光原理是指有機半導體材料和發光材料在電場驅動下,通過載流子注入和復合導致發光。通過搭配不同的有機材料,就可以發出不同顏色的光,來達到彩顯示器的要求。也有人把OLED拼寫為 Organic Light Emitting Diode (有機發光二極管),兩種寫法意思基本一樣。

由于OLED是自發光器件,每個像素自己都會發光,并且透光率很高,因此,與時下液晶電視都采用的LCD面板相比,其亮度與對比度都比LCD勝出一籌,視角可達170度,圖像更加鮮艷,耗電量更小。另外,OLED的發光層比較輕,因此它的基層可使用富于柔韌性的材料,而不會使用剛性材料。OLED基層為塑料材質,而LCD、PDP、SED、TDEL等顯示器則需使用玻璃基板,因此,OLED顯示器的發光效率是目前所有顯示器中排名最高。
最近幾年,在歐洲還誕生了一種用高分子有機材料制造發光二極管的技術,稱為POLED(Polymer Organic Light Emitting Display)技術,由于高分子有機材料可以溶于有機溶劑,因此,POLED顯示器將來可以用印刷技術來進行生產,從而可以大大降低生產成本。
 

圖9 OLED顯示器的結構


圖10 主動矩陣OLED

 
與TFT-LCD類似,OLED也可以做成“TFT-OLED”,以提高OLED的瞬態響應性能,不過“TFT-OLED”人們卻用另一個名字來稱謂,它被稱為主動矩陣OLED (Active Matrix/Organic Light Emitting Diode,簡稱AM-OLED),如圖10所示。

目前OLED顯示屏還存在很多技術問題,最大的問題是有機薄膜使用壽命短,盡管紅色和綠色的OLED薄膜壽命比較長(10000~40000小時),但根據目前的技術水準,藍色有機物的壽命卻要短很多(僅有約1000小時),因為藍色有機物發光效率比較低,提高亮度必然會增加損耗,而薄膜不容易散熱,溫度升高很容易引起OLED元件內部陰極氧化,脫膜,以及有機層結晶等等效應,致使元件老化損壞。
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