現(xiàn)代成像技術(shù)第一章導(dǎo)論(下)

1、等離子顯示器等離子顯示器 (PDP)-發(fā)展歷程發(fā)展歷程 1964年，伊利諾州大學(xué)D o n a l d L.Bitzer和H.GeneSlott o w 發(fā) 明PDP；僅顯示橙色和綠色 ， 用 于Plato計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20世紀(jì)70年代AC和DC型PDP都是圍繞計(jì)算機(jī)終端開(kāi)發(fā)的1974年日本NHK研制8英寸彩色顯示屏樣機(jī)1996年NHK和松下研制成功高清晰度40英寸屏幕等離子顯示器等離子顯示器 (PDP)-AC型發(fā)展歷程型發(fā)展歷程 為解決離子轟擊造成熒光粉損壞的問(wèn)題，1980年，富士通采用面放電結(jié)構(gòu)；1984年，三電極面放電型PDP研制成功；1988年，反射型PDP研制成功，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，畫(huà)面更明

2、亮；1993年，21寸全彩色PDP研制成功；之后許多公司都采用幾乎相同的結(jié)構(gòu)，相繼生產(chǎn)了全彩色PDP等離子顯示器等離子顯示器 (PDP)-技術(shù)優(yōu)勢(shì)技術(shù)優(yōu)勢(shì) 1998年P(guān)DP進(jìn)入量產(chǎn)化，真正穩(wěn)定量產(chǎn)化則開(kāi)始于2002年下半年。PDP商業(yè)化才短短的幾年就成為數(shù)字電視市場(chǎng)的主流之一。PDP在導(dǎo)入期內(nèi)技術(shù)得到飛速發(fā)展，突破了“摩爾定律”。2013年三星PDP電視機(jī)銷售達(dá)到1000萬(wàn)臺(tái)。 從技術(shù)的角度來(lái)講，等離子電視的產(chǎn)品已經(jīng)成熟，其優(yōu)勢(shì)大致為：、更容易實(shí)現(xiàn)大屏幕和超大屏幕。、觀看視角大，在平板電視機(jī)中PDP具有最寬的可視角，可達(dá)160以上。、響應(yīng)時(shí)間快，運(yùn)動(dòng)圖像拖尾時(shí)間短，動(dòng)態(tài)清晰度高。、圖像層次感強(qiáng)

3、，顯示圖像鮮艷、明亮、柔和、自然，清晰度高。、可實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化。即端到端的傳輸過(guò)程中，都是數(shù)字信號(hào)處理，不經(jīng)過(guò)D/A變換，不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)的失真和圖像信息的丟失而使圖像質(zhì)量下降。、動(dòng)態(tài)能耗低。尤其是黑暗場(chǎng)面多的影片，比如哈利波特。 目前PDP顯示器可達(dá)到的最新技術(shù)指標(biāo)為： 最大屏幕尺寸：102英寸（19201080） 峰值亮度：1500 lm/W 暗室對(duì)比度：10000:1 明室對(duì)比度：100:1 圖像信號(hào)：12 bits 灰階表現(xiàn)力：4096 功耗：42HD：180 W，50HD：260 W 發(fā)光效率：2.3 lm/W等離子顯示器等離子顯示器 (PDP)-性能極限性能極限 PDP今后的發(fā)展目標(biāo)，是

4、改善發(fā)光效率（從3.5lm/W到5lm/W），提高明室對(duì)比度（從100：1到500：1），實(shí)現(xiàn)全高清畫(huà)質(zhì)，降低成本提高競(jìng)爭(zhēng)力。采取的措施有研究開(kāi)發(fā)新的放電結(jié)構(gòu)，由現(xiàn)在的壁電荷放電改成空間電荷放電方式；簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)，采用新型材料，新型驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)高速尋址。提高放電效率，降低驅(qū)動(dòng)電壓。此外，改革工藝，從現(xiàn)在的1塊基片玻璃切割成4塊屏工藝發(fā)展成切8塊屏或更多屏，以降低成本。等離子顯示器等離子顯示器 (PDP)-發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)1.4 FPD其它的新技術(shù)、新產(chǎn)品其它的新技術(shù)、新產(chǎn)品有機(jī)電致發(fā)光顯示器（有機(jī)電致發(fā)光顯示器（OLED） OLED是在發(fā)光層上使用有機(jī)化合物的發(fā)光型顯示器。因?yàn)槭请娏髯⑷胄偷?/p>

5、工作機(jī)制，所以從工作類型來(lái)說(shuō)，是屬于發(fā)光二極管類，稱作OLED。但與無(wú)機(jī)發(fā)光二極管不同，以薄膜面發(fā)光，這一點(diǎn)與無(wú)機(jī)EL相同，因此也叫有機(jī)EL。 OLED有主動(dòng)式AMOLED和被動(dòng)式PMOLED區(qū)別。 國(guó)內(nèi)OLED廠家：京東方、友達(dá)、維信諾、信利半導(dǎo)體、TCL、長(zhǎng)虹等1.4.2 發(fā)光二極管（發(fā)光二極管（LED） 發(fā)光二極管（LED）是近幾年來(lái)迅速崛起的半導(dǎo)體光電器件，它具有體積小、重量輕、電壓低、電流小、亮度高和發(fā)光響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，容易與晶體管和集成電路配套使用，可以在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用，因而在全球市場(chǎng)上十分走俏。LED技術(shù)在近年來(lái)不斷獲得新的突破，應(yīng)用范圍不斷拓寬，已成為新世紀(jì)極具發(fā)展?jié)摿Φ碾?/p>

6、子產(chǎn)品之一。 發(fā)光二極管除了作為一種平板顯示器件外，近年來(lái)，LED作為L(zhǎng)CD顯示器的背光源倍受關(guān)注，發(fā)展迅速。1.4.3場(chǎng)發(fā)射顯示器（場(chǎng)發(fā)射顯示器（FED） 目前世界上商用的FED顯示器主要有法國(guó)Pixtech公司和日本Futuba 公司制造的Spindt型FED。 近年來(lái)在應(yīng)用碳納米管技術(shù)方面取得的成功，大大推動(dòng)了FED研發(fā)的進(jìn)展。其技術(shù)要點(diǎn)是：FED面板各像素中使用的發(fā)射極中，使用了碳納米管。并使碳納米管在底板上沿垂直方向有選擇地生長(zhǎng)。這樣就能夠以不足50V的電壓，從發(fā)射極發(fā)射出電子。因此，國(guó)外各大顯示器件公司掀起了以碳納米管為冷陰極材料的場(chǎng)發(fā)射顯示器（Carbon NanoTube-Fi

7、eld Emission Display，簡(jiǎn)稱CNT-FED）的研發(fā)熱潮。CNT-FED被認(rèn)為是最有可能第一個(gè)實(shí)現(xiàn)的碳納米管在工業(yè)上的應(yīng)用。1.4.4數(shù)字光處理器（數(shù)字光處理器（DLP）數(shù)字微透鏡裝置數(shù)字微透鏡裝置(DMD) 美國(guó)德州儀器公司研發(fā)的DMD單元為DLP技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)保障，開(kāi)辟了投影機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展數(shù)字時(shí)代。 DLP投影機(jī)以DMD（Digital Micromirror Device）數(shù)字微透鏡作為成像器件. 單片DMD由很多微鏡組成，每個(gè)微鏡對(duì)應(yīng)一個(gè)像素點(diǎn),DLP投影機(jī)的物理分辨率就是由微鏡的數(shù)目決定的。分辨率可達(dá)1280X1024。DLP投影儀投影儀 DLP投影機(jī)的技術(shù)是一

8、種全數(shù)字反射式投影技術(shù)，其結(jié)構(gòu)如圖1.19所示。其特點(diǎn)首先是數(shù)字優(yōu)勢(shì)。數(shù)字技術(shù)的采用，使圖像灰度等級(jí)提高，單片DLP可實(shí)現(xiàn)8位256級(jí)灰度；三片DLP可達(dá)到10位1024級(jí)灰度的單色顯示。圖像噪聲消失，畫(huà)面質(zhì)量穩(wěn)定，數(shù)字圖像非常精確。LCD與DLP的影像比較如圖1.10所示。 其次是反射優(yōu)勢(shì)。DLP投影機(jī)清晰度高、畫(huà)面均勻，色彩銳利，三片機(jī)可達(dá)到很高的亮度，且可隨意變焦，調(diào)整十分方便。 圖1.9 DLP投影儀結(jié)構(gòu)示意圖圖圖1.10 LCD（液晶投影機(jī)）與（液晶投影機(jī)）與DLP（數(shù)碼投影機(jī)）的影像比較（數(shù)碼投影機(jī)）的影像比較 單片LCD投影機(jī) 三片LCD投影機(jī) 單片DLP投影機(jī) DLP投影機(jī)的圖

9、像沒(méi)有噪聲，畫(huà)面質(zhì)量穩(wěn)定，數(shù)字圖像非常精確。1.4.5 硅基液晶顯示器（硅基液晶顯示器（LCOS） 硅基液晶顯示器（LCOS ）技術(shù)利用CMOS 大規(guī)模集成電路(IC)生產(chǎn)工藝和設(shè)備，將TFT LCD 的晶體管做在單晶硅片上，然后在晶體上通過(guò)研磨技術(shù)磨平，并鍍上鋁當(dāng)作反射鏡，形成CMOS基板，然后將CMOS基板與含有透明電極的上玻璃基板貼合，注入液晶，形成器件。 LCOS面板的主要技術(shù)可分為三個(gè)方面，分別為背板技術(shù)(Back Plane)、液晶技術(shù)、液晶封裝技術(shù)：1.4.6無(wú)機(jī)電致發(fā)光顯示器無(wú)機(jī)電致發(fā)光顯示器 決定TDEL （Thick film Dielectric EL厚膜介電電致發(fā)光）技

10、術(shù)成敗的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：厚膜技術(shù)、彩色轉(zhuǎn)換層即藍(lán)源成彩技術(shù)、最為重要的藍(lán)光技術(shù)；加拿大iFire公司經(jīng)過(guò)10多年的努力取得了突破性的進(jìn)展，已應(yīng)用于航天飛機(jī)和工業(yè)控制。 IFire在2005年的SID會(huì)上推出37英寸大型彩色無(wú)機(jī)EL面板。其主要規(guī)格如下表所示。屏尺寸37英寸視角170點(diǎn)陣數(shù)1280X768響應(yīng)速度2ms輝度500cd/m2工作溫度-40-+85對(duì)比度1000:1厚度3cm色彩EBU功耗200W色數(shù)16.77M1.4.7 MEMS光干涉光干涉調(diào)制調(diào)制顯示顯示 利用微機(jī)電技術(shù)(MEMS)制作厚度小于1m的金屬膜空盒。光通過(guò)這種受控的氣隙，產(chǎn)生干涉，反射出不同顏色的光。普通的反射型LCD

11、的反射率在15%左右，而這種技術(shù)則可將反射率提高到3545%。而且由于其具有記憶具有記憶效果，因此保持圖像時(shí)不需耗電效果，因此保持圖像時(shí)不需耗電。MEMS器件具有如下特點(diǎn)：器件具有如下特點(diǎn)：1.可實(shí)現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)2.驅(qū)動(dòng)電壓5伏,保持電壓4伏3.響應(yīng)速度35s4.通過(guò)時(shí)間或空間調(diào)制實(shí)現(xiàn)灰度5.通過(guò)膜間空隙的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)彩色化1.4.8 電子紙電子紙(E-PAPER) 在實(shí)現(xiàn)電子紙張方面有三個(gè)技術(shù)方向。第一個(gè)方向是提高顯示器技術(shù)。眾多制造商正在進(jìn)一步努力實(shí)現(xiàn)顯示器的超薄輕量設(shè)計(jì)，以便使之接近于紙張。第二個(gè)方向是使用打印機(jī)和紙張，提高打印技術(shù)。目前正在研究在紙張上涂上特殊的液體，從而使之成為能夠多次改寫(xiě)的紙

12、張，這種紙張也稱為“可改寫(xiě)紙張”。第三個(gè)方向是提高能夠復(fù)制發(fā)光畫(huà)面信息的復(fù)制技術(shù)。 美國(guó)E Ink公司在2003年春投產(chǎn)電子紙張。該公司開(kāi)發(fā)的電子紙張為無(wú)需背照燈的反射型面板。 顯示原理：帶負(fù)電的黑色粒子和帶正電的白色粒子在加電壓后會(huì)在被稱作微膠囊的球體中移動(dòng)。 E-Ink研制成功的電子紙如下圖所示， TFT底板以鋼箔為基質(zhì)的,可彎曲至1.5cm的曲率半徑,分辨率96dpi，總?cè)萘?60X240 pixel白色狀態(tài)下，反射率43。這種電子紙張的對(duì)比度為10比1，比報(bào)紙（對(duì)比度為5比1）還高。關(guān)閉電源后的顯示時(shí)間很長(zhǎng)，據(jù)稱整個(gè)畫(huà)面在斷電后可保持一年左右。不過(guò)，改寫(xiě)時(shí)電壓為15V，比液晶顯示器稍高

13、一些。1.5 中國(guó)液晶產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)中國(guó)液晶產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展歷程發(fā)展歷程 我國(guó)液晶顯示技術(shù)研究始于1969年，基本上與世界同時(shí)起步。但是真正形成液晶顯示產(chǎn)業(yè)則是在1980年之后的事了。到目前為止，大體上經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段：1980-1985年，電子部774廠、770廠、科學(xué)院713廠和上海 電子管廠，先后建成4英寸的LCD實(shí)驗(yàn)線，用于手表、計(jì)算器和儀表；第二階段：1989年開(kāi)始，引進(jìn)16英寸TN-LCD生產(chǎn)線，天馬二期、康惠、信利一期，河源精電，深輝二期、晶蕾；仍是目前主要的TN-LCD生產(chǎn)線。第三階段：2003年開(kāi)始，長(zhǎng)春建成TFT-LCD生產(chǎn)線，是中國(guó)引進(jìn)的第一條TFT生產(chǎn)線，該產(chǎn)線是日本DTI的第一代TFT產(chǎn)線；目前擁有5代、6代線的廠商有京東方、上廣電、龍騰光電等。1.5.2 發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀市場(chǎng)規(guī)模市場(chǎng)規(guī)模 根據(jù)中國(guó)