平板顯示技術(shù)：第九章ELD+VFD+E-paper

1、第九章第九章 其它顯示技術(shù)其它顯示技術(shù)9.1 無機電致發(fā)光顯示（無機電致發(fā)光顯示（ELD）v電致發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)原理電致發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)原理v電致發(fā)光元件的材料與制作電致發(fā)光元件的材料與制作1 處于激發(fā)態(tài)的分子、晶體和非晶態(tài)物質(zhì)在退激處于激發(fā)態(tài)的分子、晶體和非晶態(tài)物質(zhì)在退激過程中會產(chǎn)生輻射，即發(fā)光。根據(jù)其受激的方式，過程中會產(chǎn)生輻射，即發(fā)光。根據(jù)其受激的方式，這種激發(fā)態(tài)發(fā)光可以分為三種形式：這種激發(fā)態(tài)發(fā)光可以分為三種形式：光致發(fā)光（光致發(fā)光（photoluminescencephotoluminescence，PLPL）電致發(fā)光（電致發(fā)光（electroluminescenceelectrolum

2、inescence，ELEL）陰極發(fā)光（陰極發(fā)光（cathodeluminescencecathodeluminescence，CLCL） 一種是撞擊式電致發(fā)光：電壓直接或間接加在電一種是撞擊式電致發(fā)光：電壓直接或間接加在電極之間而引起的發(fā)光，如通常日光燈的發(fā)光。極之間而引起的發(fā)光，如通常日光燈的發(fā)光。另一種是電荷注入電致發(fā)光：電壓加在直接固定于另一種是電荷注入電致發(fā)光：電壓加在直接固定于單晶半導(dǎo)體單晶半導(dǎo)體( (如如GaAs)PNGaAs)PN結(jié)的電極上，由于載流子的結(jié)的電極上，由于載流子的注入而引起發(fā)光，如通常發(fā)光二極管注入而引起發(fā)光，如通常發(fā)光二極管(LED)(LED)的發(fā)光。的發(fā)光。

3、電致發(fā)光的兩種類型電致發(fā)光的兩種類型: :電致發(fā)光是電能轉(zhuǎn)化為光能的過程。電致發(fā)光是電能轉(zhuǎn)化為光能的過程。29.1.1 電致發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)原理v電致發(fā)光電致發(fā)光(electroluminescent，EL)是指半導(dǎo)體，是指半導(dǎo)體，主要是熒光體，在外加電場作用下的自發(fā)光現(xiàn)象。主要是熒光體，在外加電場作用下的自發(fā)光現(xiàn)象。v在在EL中分注入型發(fā)光和本征發(fā)光兩大類。中分注入型發(fā)光和本征發(fā)光兩大類。v注入型注入型EL的典型器件是發(fā)光二極管的典型器件是發(fā)光二極管(LED)，在外，在外加電場作用下使加電場作用下使PN結(jié)產(chǎn)生少數(shù)載流子注入，進結(jié)產(chǎn)生少數(shù)載流子注入，進而產(chǎn)生發(fā)光；而產(chǎn)生發(fā)光；v本征型本征型EL是

4、不伴隨少數(shù)載流子注入而發(fā)光，即把是不伴隨少數(shù)載流子注入而發(fā)光，即把ZnS等類型的熒光粉混入纖維素之類的電介質(zhì)中，等類型的熒光粉混入纖維素之類的電介質(zhì)中，直接地或間接地夾在兩電極之間，施加電壓后使直接地或間接地夾在兩電極之間，施加電壓后使之發(fā)光。之發(fā)光。3v19201920年德國學(xué)者古登和波爾發(fā)現(xiàn)，某些物質(zhì)加上年德國學(xué)者古登和波爾發(fā)現(xiàn)，某些物質(zhì)加上電壓后會發(fā)光，人們把這種現(xiàn)像稱為電致發(fā)光或電壓后會發(fā)光，人們把這種現(xiàn)像稱為電致發(fā)光或場至發(fā)光（場至發(fā)光（ELEL）。）。v19361936年，德斯垂將年，德斯垂將ZnSZnS熒光粉浸入蓖麻油中，并加熒光粉浸入蓖麻油中，并加上電場，熒光粉便能發(fā)出明亮的光

5、。上電場，熒光粉便能發(fā)出明亮的光。v19471947年美國學(xué)者麥克馬斯發(fā)明了導(dǎo)電玻璃，多人年美國學(xué)者麥克馬斯發(fā)明了導(dǎo)電玻璃，多人利用這種玻璃做電極制成了平面光源，但由于當利用這種玻璃做電極制成了平面光源，但由于當時發(fā)光效率很低，還不適合作照明光源，只能勉時發(fā)光效率很低，還不適合作照明光源，只能勉強作顯示器件。強作顯示器件。v19501950年，年， SylvaniaSylvania公司利用公司利用Sn02Sn02透明導(dǎo)電膜電極，透明導(dǎo)電膜電極，開發(fā)成功分散型開發(fā)成功分散型ELEL元件，作為平面型發(fā)光源，稱元件，作為平面型發(fā)光源，稱為第一代為第一代ELEL。研究歷史4v19681968年，年，V

6、ecthVecth和和KahngKahng等人發(fā)表了兩篇文章，被認為是第二代等人發(fā)表了兩篇文章，被認為是第二代ELEL開始的標志。在此基礎(chǔ)上，開始的標志。在此基礎(chǔ)上，InoguchiInoguchi等人于等人于19741974年發(fā)表了關(guān)年發(fā)表了關(guān)于高輝度、長壽命的二層絕緣膜結(jié)構(gòu)的薄膜型于高輝度、長壽命的二層絕緣膜結(jié)構(gòu)的薄膜型ELEL元件的文章，元件的文章，并通過實驗驗證了并通過實驗驗證了ELEL用于電視畫面顯示的可能性。用于電視畫面顯示的可能性。v7070年代后，由于薄膜技術(shù)帶來的革命，薄膜晶體管（年代后，由于薄膜技術(shù)帶來的革命，薄膜晶體管（TFTTFT）技術(shù)）技術(shù)的發(fā)展的發(fā)展, EL, EL

7、在壽命、效率、亮度、存儲上的技術(shù)有了相當?shù)奶嵩趬勖?、效率、亮度、存儲上的技術(shù)有了相當?shù)奶岣吒? ,使得使得ELEL成為在顯示技術(shù)中最有前途的發(fā)展方向之一。成為在顯示技術(shù)中最有前途的發(fā)展方向之一。 v19831983年，日本開始了薄膜年，日本開始了薄膜ELDELD的批量生產(chǎn)。的批量生產(chǎn)。v近年，研究集中于全彩色顯示和更大容量的顯示方面。主要是近年，研究集中于全彩色顯示和更大容量的顯示方面。主要是從材料的角度進行研究。從材料的角度進行研究。vELEL冷光片是一種簡單可靠的發(fā)光方式，因其具有輕、薄、抗震、冷光片是一種簡單可靠的發(fā)光方式，因其具有輕、薄、抗震、耐沖擊、低耗電、冷光等特性，早期在軍事及航

8、天有廣泛的應(yīng)耐沖擊、低耗電、冷光等特性，早期在軍事及航天有廣泛的應(yīng)用。到目前為止，用。到目前為止，ELEL冷光片已在液晶背光、汽車工業(yè)、標示牌、冷光片已在液晶背光、汽車工業(yè)、標示牌、建筑及室內(nèi)設(shè)計、廣告、禮品玩具等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。建筑及室內(nèi)設(shè)計、廣告、禮品玩具等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。5國內(nèi)研究v我國于二十世紀我國于二十世紀60年代以中國科學(xué)院長春物理研究所為主體，年代以中國科學(xué)院長春物理研究所為主體，正式確立研究及開發(fā)。正式確立研究及開發(fā)。v1982年中科院長春物理所成功的研制了年中科院長春物理所成功的研制了4X4米的矩陣式超大米的矩陣式超大型塑料發(fā)光屏幕，并在北京人民大會堂大禮堂懸掛應(yīng)用型塑料發(fā)光

9、屏幕，并在北京人民大會堂大禮堂懸掛應(yīng)用10年年之久。之久。v九十年代中期我國九十年代中期我國EL器件逐步開始進入民用領(lǐng)域，同時與器件逐步開始進入民用領(lǐng)域，同時與其相關(guān)配套電子驅(qū)動部分也迅猛發(fā)展，目前生產(chǎn)與市場均已其相關(guān)配套電子驅(qū)動部分也迅猛發(fā)展，目前生產(chǎn)與市場均已十分成熟。十分成熟。v粉末粉末AC電致發(fā)光器件技術(shù)目前主體分為：電致發(fā)光器件技術(shù)目前主體分為：EL玻璃屏（在玻玻璃屏（在玻璃上實施）、璃上實施）、EL搪瓷屏（在金屬板上實施）、搪瓷屏（在金屬板上實施）、EL塑料屏、塑料屏、EL線性器件（在電線上實施。線性器件（在電線上實施。v電致發(fā)光電致發(fā)光(EL)片又稱冷光片、霓虹晶片、彩虹片等。其

10、主要片又稱冷光片、霓虹晶片、彩虹片等。其主要優(yōu)點為薄，輕，動態(tài)閃動，面發(fā)光均勻，生產(chǎn)優(yōu)點為薄，輕，動態(tài)閃動，面發(fā)光均勻，生產(chǎn)(絲網(wǎng)印刷絲網(wǎng)印刷)及及裝配使用工藝實施簡單。裝配使用工藝實施簡單。vEL發(fā)光片主要應(yīng)用于超薄廣告燈箱，儀器儀表照明、發(fā)光發(fā)光片主要應(yīng)用于超薄廣告燈箱，儀器儀表照明、發(fā)光顯示指示等顯示指示等 6v電激發(fā)光是一種由電能轉(zhuǎn)為光能的現(xiàn)象，因其在工電激發(fā)光是一種由電能轉(zhuǎn)為光能的現(xiàn)象，因其在工作的過程中不會產(chǎn)生熱量，所以一般俗稱冷光。目作的過程中不會產(chǎn)生熱量，所以一般俗稱冷光。目前，行業(yè)內(nèi)把前，行業(yè)內(nèi)把EL冷光片叫為背光源、發(fā)光片等。冷光片叫為背光源、發(fā)光片等。v冷光片簡稱冷光片簡

11、稱EL,發(fā)光材料為硫化鋅粒子，發(fā)光材料為硫化鋅粒子，v通過夾在兩極的交流電壓驅(qū)動產(chǎn)生的交流電場，電通過夾在兩極的交流電壓驅(qū)動產(chǎn)生的交流電場，電子在發(fā)光層內(nèi)高速運轉(zhuǎn)，激活發(fā)光原子，使其被加子在發(fā)光層內(nèi)高速運轉(zhuǎn)，激活發(fā)光原子，使其被加速而獲得足夠能量，被電場激發(fā)的電子碰撞發(fā)光中速而獲得足夠能量，被電場激發(fā)的電子碰撞發(fā)光中心及熒光物質(zhì)，而引致電子能極的跳躍心及熒光物質(zhì)，而引致電子能極的跳躍變化變化復(fù)復(fù)合而導(dǎo)致發(fā)射出高效率冷光的一種物理現(xiàn)象，即電合而導(dǎo)致發(fā)射出高效率冷光的一種物理現(xiàn)象，即電激發(fā)光現(xiàn)象，激發(fā)光現(xiàn)象，7vEL塑料片的厚度一般在塑料片的厚度一般在0.2-0.5mm左右，是由絕緣基左右，是由絕

12、緣基底上噴涂了電致發(fā)光材料并夾在兩層電極之間組成。底上噴涂了電致發(fā)光材料并夾在兩層電極之間組成。v發(fā)光片可以通過使用不同的發(fā)光材料，比如硫化鋅等，發(fā)光片可以通過使用不同的發(fā)光材料，比如硫化鋅等，再摻雜其他成份的激活劑、共激活劑或添加螢光染色再摻雜其他成份的激活劑、共激活劑或添加螢光染色劑等，來調(diào)整光的亮度和顏色。劑等，來調(diào)整光的亮度和顏色。v改變頻率同樣能引起光的顏色變化，當頻率增加時顏改變頻率同樣能引起光的顏色變化，當頻率增加時顏色向偏藍色向偏藍(短波短波)的方向移動，而當頻率減小時顏色會的方向移動，而當頻率減小時顏色會向偏綠向偏綠(長波長波)的方向移動的方向移動,EL片的原始顏色是指電壓片

13、的原始顏色是指電壓115V/400HZ時發(fā)光片的發(fā)光顏色，一般為綠色或藍時發(fā)光片的發(fā)光顏色，一般為綠色或藍綠色。綠色。v塑料電塑料電(場場)致發(fā)光片具有很強的柔韌性，在不折損電致發(fā)光片具有很強的柔韌性，在不折損電極的前提下，可相對裁剪或彎曲而不影響發(fā)光性能；極的前提下，可相對裁剪或彎曲而不影響發(fā)光性能； 8v圖像顯示質(zhì)量高圖像顯示質(zhì)量高v受溫度變化的影響小受溫度變化的影響小v全固體顯示元件全固體顯示元件v小功耗、薄型、質(zhì)輕小功耗、薄型、質(zhì)輕不足：驅(qū)動電壓高不足：驅(qū)動電壓高 負載電容大負載電容大 藍光效率低藍光效率低 實現(xiàn)大面積、無缺陷、實現(xiàn)大面積、無缺陷、均勻薄膜的工藝要求高均勻薄膜的工藝要求

14、高91 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v由由SylvaniaSylvania公司最初開公司最初開發(fā)，是第一代發(fā)，是第一代ELEL的代的代表結(jié)構(gòu)形式，目前廣表結(jié)構(gòu)形式，目前廣泛用于液晶顯示器的泛用于液晶顯示器的背照光源。背照光源。v基板為玻璃或柔性塑基板為玻璃或柔性塑料板。料板。v透明電極采用透明電極采用ITOITO膜，膜，發(fā)光層由熒光體粉末發(fā)光層由熒光體粉末分散在有機粘結(jié)劑中分散在有機粘結(jié)劑中做成。做成。10v熒光體粉末的母體材料是熒光體粉末的母體材料是ZnSZnS，其中添加了作為發(fā)，其中添加了作為發(fā)光中心的活化劑和光中心的活化劑和CuCu，ClCl，I I及及MnMn原

15、子等，由此可原子等，由此可得到不同的發(fā)光顏色。得到不同的發(fā)光顏色。v粘結(jié)劑中采用介電常數(shù)較高的有機物如氰乙基纖維粘結(jié)劑中采用介電常數(shù)較高的有機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。背電極用層被破壞。背電極用AlAl膜做成膜做成. .v交流電致發(fā)光交流電致發(fā)光ACEL是大量幾微米到幾十微米的發(fā)是大量幾微米到幾十微米的發(fā)光粉狀晶體懸浮在絕緣介質(zhì)中的發(fā)光現(xiàn)象，也稱德光粉狀晶體懸浮在絕緣介質(zhì)中的發(fā)光現(xiàn)象，也稱德斯垂效應(yīng)。斯垂效應(yīng)。ACEL所加的電壓通常為數(shù)百伏。所加的電壓通常為數(shù)百伏。ACEL是晶體內(nèi)的發(fā)光線發(fā)光，不是體發(fā)光。線

16、發(fā)是晶體內(nèi)的發(fā)光線發(fā)光，不是體發(fā)光。線發(fā)光強度可達光強度可達3.4105cd/m2，總體發(fā)光亮度約，總體發(fā)光亮度約40cd/m2功率轉(zhuǎn)換效率為功率轉(zhuǎn)換效率為1/%，壽命約，壽命約1000小時。小時。 11發(fā)光顏色：發(fā)光顏色： 通過激活劑和共激活劑的組合可以在藍色到黃色之間通過激活劑和共激活劑的組合可以在藍色到黃色之間的范圍內(nèi)變化。在的范圍內(nèi)變化。在ZnS:Cu,ClZnS:Cu,Cl系中，通過調(diào)節(jié)系中，通過調(diào)節(jié)ClCl的含量，可的含量，可以獲得從藍色以獲得從藍色(460(460nm)nm)到綠色到綠色(510(510nm)nm)的發(fā)光。此外，由的發(fā)光。此外，由ZnSZnS：Cu,A1Cu,A1

17、系可得到綠色。由系可得到綠色。由ZnS:Cu,Cl,MnZnS:Cu,Cl,Mn系可得到黃色發(fā)光等。系可得到黃色發(fā)光等。粉末粉末AC-ELAC-EL板的特性：板的特性：122 薄膜型交流電致發(fā)光薄膜型交流電致發(fā)光v1974年高輝度、長壽命的年高輝度、長壽命的薄膜交流型薄膜交流型EL元件被制元件被制成，該元件是將發(fā)光層薄成，該元件是將發(fā)光層薄膜夾于兩層絕緣膜之間組膜夾于兩層絕緣膜之間組成三明治結(jié)構(gòu)。目前已投成三明治結(jié)構(gòu)。目前已投入商品市場。入商品市場。v結(jié)構(gòu)：在玻璃基板上依次結(jié)構(gòu)：在玻璃基板上依次積成透明電極、第一絕緣積成透明電極、第一絕緣層、發(fā)光層、第二絕緣層、層、發(fā)光層、第二絕緣層、背面電極

18、等。背面電極等。v發(fā)光層厚發(fā)光層厚0.51m，絕，絕緣層厚緣層厚0.30.5m。13高場薄膜電致發(fā)光（高場薄膜電致發(fā)光（TFEL）v目前的目前的ACTFEL多采用雙絕緣層多采用雙絕緣層ZnS:Mn薄膜結(jié)構(gòu)。薄膜結(jié)構(gòu)。v器件由三層組成，發(fā)光層夾在兩絕緣層間，起消除漏電流與器件由三層組成，發(fā)光層夾在兩絕緣層間，起消除漏電流與避免擊穿的作用。避免擊穿的作用。v摻不同雜質(zhì)則發(fā)不同的光，其中摻摻不同雜質(zhì)則發(fā)不同的光，其中摻Mn的發(fā)光效率最高，加的發(fā)光效率最高，加200V，5000Hz電壓時，亮度高達電壓時，亮度高達5000cd/m2。vACTFEL具有記憶效應(yīng)，通常室內(nèi)光照度下，記憶可維持幾具有記憶效應(yīng)

19、，通常室內(nèi)光照度下，記憶可維持幾分鐘，在黑暗中可保持十幾個小時。分鐘，在黑暗中可保持十幾個小時。vEL器件目前已被應(yīng)用在背光源照明上，在汽車、飛機及其器件目前已被應(yīng)用在背光源照明上，在汽車、飛機及其他設(shè)備儀器儀表、手機、手表、電子鐘、他設(shè)備儀器儀表、手機、手表、電子鐘、LCD模塊、筆記本模塊、筆記本電腦顯示器等方面獲得應(yīng)用。也作為交通安全標志，公司標電腦顯示器等方面獲得應(yīng)用。也作為交通安全標志，公司標志，出口通道等發(fā)光指示牌上的發(fā)光顯示器件。志，出口通道等發(fā)光指示牌上的發(fā)光顯示器件。14 TDEL（Thick-film Dialectric Electroluminescent Technol

20、ogy 厚膜電致發(fā)光技術(shù)）顯示器的原理是利用一整片的藍厚膜電致發(fā)光技術(shù)）顯示器的原理是利用一整片的藍色磷光為基礎(chǔ)，激發(fā)其上的紅色和綠色顏料，混合成三色的色磷光為基礎(chǔ)，激發(fā)其上的紅色和綠色顏料，混合成三色的RGB影像。由于不須要像等離子電視一樣復(fù)雜的組件，也不須影像。由于不須要像等離子電視一樣復(fù)雜的組件，也不須要要LCD的背光，的背光，37“的的TDEL電視樣品厚僅電視樣品厚僅2cm，重量則甚至不到，重量則甚至不到一公斤。從技術(shù)性能以及性能價格比方面進行比較，一公斤。從技術(shù)性能以及性能價格比方面進行比較，TDEL顯示顯示器要比器要比PDP和和LCD顯示器好，是一項比較有發(fā)展前途的平板顯示顯示器好

21、，是一項比較有發(fā)展前途的平板顯示器。器。 這項技術(shù)是一個加拿大籍中國人發(fā)明的，技術(shù)由加拿大這項技術(shù)是一個加拿大籍中國人發(fā)明的，技術(shù)由加拿大iFire公司擁有公司擁有 ，但由于沒有其他公司參與，一直普及不起來。，但由于沒有其他公司參與，一直普及不起來。TDEL顯示器顯示器15TDEL顯示器的構(gòu)造顯示器的構(gòu)造169.1.2 電致發(fā)光元件的材料與制作電致發(fā)光元件的材料與制作v電致發(fā)光元件的構(gòu)成材料：電致發(fā)光元件的構(gòu)成材料：v發(fā)光層材料發(fā)光層材料：一是添加合適的發(fā)光中心以獲得可：一是添加合適的發(fā)光中心以獲得可見光波長范圍內(nèi)的發(fā)光；二是能承受激發(fā)所必需見光波長范圍內(nèi)的發(fā)光；二是能承受激發(fā)所必需的的106

22、Vcm左右的強電場。一般采用添加有合適左右的強電場。一般采用添加有合適的發(fā)光中心的能隙比較寬的半導(dǎo)體材料。目前已的發(fā)光中心的能隙比較寬的半導(dǎo)體材料。目前已經(jīng)實用化的母體材料是經(jīng)實用化的母體材料是ZnS。v絕緣層材料絕緣層材料：非晶態(tài)氧化物或氮化物，鐵電體非晶態(tài)氧化物或氮化物，鐵電體（BaTiO3等）等）v電極材料電極材料：ITOv基板材料基板材料：玻璃玻璃1718EL元件各功能層的形成v1 發(fā)光層：多采用電子束蒸發(fā)、金屬有機化學(xué)氣相發(fā)光層：多采用電子束蒸發(fā)、金屬有機化學(xué)氣相沉積沉積MOCVD等真空蒸鍍法。等真空蒸鍍法。v對于難以采用真空蒸發(fā)的材質(zhì)，一般是采有濺射鍍對于難以采用真空蒸發(fā)的材質(zhì)，一

23、般是采有濺射鍍膜法，沉積速率大，便于連續(xù)化生產(chǎn)。而且發(fā)光中膜法，沉積速率大，便于連續(xù)化生產(chǎn)。而且發(fā)光中心在膜層中分布均勻；對于均勻性要求更高、晶體心在膜層中分布均勻；對于均勻性要求更高、晶體結(jié)構(gòu)有特殊要求的膜層，可以采用原子層外延結(jié)構(gòu)有特殊要求的膜層，可以采用原子層外延ALE(atomic layer epitaxy)等技術(shù)。等技術(shù)。v2 絕緣膜：濺射鍍膜法絕緣膜：濺射鍍膜法19209.2 真空熒光顯示（真空熒光顯示（VFD）v概述概述v工作原理及基本結(jié)構(gòu)工作原理及基本結(jié)構(gòu)v構(gòu)成材料與制造工藝構(gòu)成材料與制造工藝2122電子倒車后視鏡電子倒車后視鏡（高亮度）（高亮度）簡易導(dǎo)航簡易導(dǎo)航（多色）（多

24、色）在儀表上行車電腦在儀表上行車電腦VFDVFD 使用使用實實例例23 真空熒光顯示真空熒光顯示(Vacuum Fluorescent Display, VFD)是利用是利用真空熒光管進行顯示，簡稱真空熒光管進行顯示，簡稱VFD。這是一種。這是一種低能電子發(fā)光低能電子發(fā)光顯顯示器件，它克服了示器件，它克服了CRT體積大、電壓高的缺點，雖然是真空體積大、電壓高的缺點，雖然是真空器件，但工作電壓低、體積小和亮度高。在環(huán)境亮度變化大器件，但工作電壓低、體積小和亮度高。在環(huán)境亮度變化大和對低功耗無要求的場合有著優(yōu)越和對低功耗無要求的場合有著優(yōu)越 性，所以在低中檔顯示領(lǐng)性，所以在低中檔顯示領(lǐng)域，如計算器

25、、汽車、儀器儀表方面有廣泛的應(yīng)用。域，如計算器、汽車、儀器儀表方面有廣泛的應(yīng)用。9.2.1 9.2.1 概述概述24v熒光管顯示器是具代表性的自發(fā)光型電子顯示器件熒光管顯示器是具代表性的自發(fā)光型電子顯示器件之一，用途很廣。不同廠家的熒光管顯示器可能有之一，用途很廣。不同廠家的熒光管顯示器可能有不同名稱，但國際學(xué)會及一般刊物中廣泛稱其為真不同名稱，但國際學(xué)會及一般刊物中廣泛稱其為真空熒光管顯示器空熒光管顯示器(vacuum fluorescent display(vacuum fluorescent display，VFD)VFD)。v一種低能電子發(fā)光顯示器件，它的顯示特性與一種低能電子發(fā)光顯示

26、器件，它的顯示特性與CRTCRT、FEDFED類似，但它克服了類似，但它克服了CRTCRT體積大、電壓高的缺點，體積大、電壓高的缺點，雖然是真空器件，但工作電壓低、體積小和亮度高。雖然是真空器件，但工作電壓低、體積小和亮度高。在環(huán)境亮度變化大和對低功耗無要求的場合有在環(huán)境亮度變化大和對低功耗無要求的場合有LCDLCD無無法比擬的優(yōu)點，所以在低中檔顯示領(lǐng)域，如計算器、法比擬的優(yōu)點，所以在低中檔顯示領(lǐng)域，如計算器、汽車、儀器儀表方面有廣泛的應(yīng)用。汽車、儀器儀表方面有廣泛的應(yīng)用。v最初的最初的VFDVFD采用球形玻璃管，它是為顯示一位數(shù)字而采用球形玻璃管，它是為顯示一位數(shù)字而開發(fā)的，主要用于電子計算

27、器中的數(shù)字顯示?；鹃_發(fā)的，主要用于電子計算器中的數(shù)字顯示?；旧涎赜闷胀娮庸艿纳a(chǎn)工藝，外形如普通電子管上沿用普通電子管的生產(chǎn)工藝，外形如普通電子管中的拇指管，這種單管式熒光顯示管用作數(shù)字或字中的拇指管，這種單管式熒光顯示管用作數(shù)字或字符顯示時，需將多個單管排列，體積大，安裝不方符顯示時，需將多個單管排列，體積大，安裝不方便。便。25v此后，隨著厚膜、薄膜技術(shù)的發(fā)展，以及逐漸實此后，隨著厚膜、薄膜技術(shù)的發(fā)展，以及逐漸實現(xiàn)多色化等的技術(shù)進步，經(jīng)過多年的變遷，逐漸現(xiàn)多色化等的技術(shù)進步，經(jīng)過多年的變遷，逐漸達到目前的狀態(tài)。達到目前的狀態(tài)。vVFDVFD是由陰極、柵極、陽極構(gòu)成的，至少觀測側(cè)是是由

28、陰極、柵極、陽極構(gòu)成的，至少觀測側(cè)是密封于透明容器中的電子管。密封于透明容器中的電子管。v由陰極放出的電子在柵極控制下碰撞陽極，陽極由陰極放出的電子在柵極控制下碰撞陽極，陽極上按一定圖形涂布的熒光體被低速電子束激發(fā)發(fā)上按一定圖形涂布的熒光體被低速電子束激發(fā)發(fā)光，并由此顯示出所需要信息的自發(fā)光型電子顯光，并由此顯示出所需要信息的自發(fā)光型電子顯示器。示器。v與與CRTCRT類似，類似， VFDVFD是利用電子束激發(fā)熒光體使其發(fā)是利用電子束激發(fā)熒光體使其發(fā)光的電子管。但與光的電子管。但與CRTCRT所用的所用的101035kV35kV高能電子束高能電子束相比，相比，VFDVFD僅用僅用50V50V以

29、下的低能電子束以下的低能電子束。v二者電子束的形態(tài)也不相同，二者電子束的形態(tài)也不相同，CRTCRT采用線狀電子束，采用線狀電子束，進行光柵掃描或矢量掃描，進行光柵掃描或矢量掃描，VFDVFD采用噴淋狀電子束，采用噴淋狀電子束，通過柵極與陽極電位的組合，選擇所需要顯示的通過柵極與陽極電位的組合，選擇所需要顯示的信息。信息。 26特點v低工作電壓低工作電壓， 陽極和柵極的電壓陽極和柵極的電壓1 22 0V， 每一每一路的驅(qū)動電流幾路的驅(qū)動電流幾mA。 可以用集成電路直接驅(qū)動可以用集成電路直接驅(qū)動 ； v亮度高亮度高，藍綠色為，藍綠色為l0002000cdm2，用于汽車上，用于汽車上的平視顯示器亮度

30、可達的平視顯示器亮度可達10000cdm2以上；紅色和以上；紅色和藍色為幾百藍色為幾百cdm2；基本上沒有視角的限制；顏色；基本上沒有視角的限制；顏色清晰清晰,灰灰階階控制控制；v厚度厚度為為610mm，平板結(jié)構(gòu)；一個，平板結(jié)構(gòu)；一個DVD用的顯示用的顯示屏只有屏只有75mm14mm6mm， 而大型的長度可達而大型的長度可達550mm； v顯示圖案靈活顯示圖案靈活，可以做成筆段和符號的形狀，也可，可以做成筆段和符號的形狀，也可以點矩陣顯示和全矩陣顯示以點矩陣顯示和全矩陣顯示 。v可透過特定濾板任意更改顏色可透過特定濾板任意更改顏色27問題v陰極功耗大陰極功耗大。VFDVFD的總功耗主要有陰極加

31、熱功率的總功耗主要有陰極加熱功率 、 柵極功率和陽極功率。不管發(fā)光點有多少是開通發(fā)柵極功率和陽極功率。不管發(fā)光點有多少是開通發(fā)光的，只要一開機，陰極的加熱始終常開。不考慮光的，只要一開機，陰極的加熱始終常開。不考慮驅(qū)動電路的功率損耗，驅(qū)動電路的功率損耗，VFDVFD屏本身的陰極加熱占全屏本身的陰極加熱占全屏功耗的屏功耗的1 13 3以上；以上； v低陽極電壓的工作條件下，難以找到合適的高效率、低陽極電壓的工作條件下，難以找到合適的高效率、長壽命長壽命發(fā)光粉發(fā)光粉。限制了全彩色顯示屏的開發(fā)；。限制了全彩色顯示屏的開發(fā)； v真空結(jié)構(gòu)真空結(jié)構(gòu)， 難以制作大面積的電視顯示屏。難以制作大面積的電視顯示屏

32、。VFD VFD 的應(yīng)用范圍主要是用于家用電器的工作狀態(tài)顯示和的應(yīng)用范圍主要是用于家用電器的工作狀態(tài)顯示和儀器儀表的數(shù)碼和符號、圖表顯示儀器儀表的數(shù)碼和符號、圖表顯示 。 28VFDLCD視角視角對比度對比度EnvironmentDark or Normal(DSTN/STN/TN)背景沒有露光現(xiàn)象且看不到未點燈字劃背景沒有露光現(xiàn)象且看不到未點燈字劃背景有露光現(xiàn)象且可看到未點燈字劃背景有露光現(xiàn)象且可看到未點燈字劃沒有限制沒有限制 (170 度度)會因構(gòu)造而限制視野角會因構(gòu)造而限制視野角有角度限制有角度限制 (60-100 度度)顏色隨角度產(chǎn)生變化顏色隨角度產(chǎn)生變化操作溫度操作溫度-40+85不

33、影響反應(yīng)速度不影響反應(yīng)速度-30+85 影響反應(yīng)速度影響反應(yīng)速度反應(yīng)速度反應(yīng)速度10s溫度不影響反應(yīng)速度溫度不影響反應(yīng)速度65ms溫度影響反應(yīng)速度溫度影響反應(yīng)速度灰階灰階可利用驅(qū)動可利用驅(qū)動IC進行高灰階功能表示進行高灰階功能表示低灰階功能表示低灰階功能表示VFDVFD與與LCDLCD比較比較29 VFD 由于自發(fā)光不會產(chǎn)生如由于自發(fā)光不會產(chǎn)生如LCD的背光漏光現(xiàn)象的背光漏光現(xiàn)象.VFDLCD30v當陰極有電流通過時，當陰極有電流通過時，燈絲便產(chǎn)生熱量，釋放燈絲便產(chǎn)生熱量，釋放電子。這樣一些電子穿電子。這樣一些電子穿過柵格，均勻地打在陽過柵格，均勻地打在陽極的字符段上。凡是由極的字符段上。凡是

34、由電子開關(guān)通電的字符段，電子開關(guān)通電的字符段，受電子轟擊后發(fā)亮；否受電子轟擊后發(fā)亮；否則，發(fā)暗。這樣通過控則，發(fā)暗。這樣通過控制字符段的通電狀態(tài)，制字符段的通電狀態(tài)，控制不同的數(shù)字?？刂撇煌臄?shù)字。9.2.2工作原理及基本結(jié)構(gòu)工作原理及基本結(jié)構(gòu) 工作原理31發(fā)光發(fā)光ONONON沒有發(fā)光沒有發(fā)光ONOFFOFF燈絲燈絲/Filament柵極柵極/Grid陽極陽極/AnodeVFDVFD發(fā)光原理發(fā)光原理32 VFD是利用氧化鋅是利用氧化鋅(ZnO:Zn)等類似熒光粉在幾十電子伏能等類似熒光粉在幾十電子伏能量轟擊下的發(fā)光現(xiàn)象量轟擊下的發(fā)光現(xiàn)象 。 在在VFD中，陰極發(fā)射電子，而陰極發(fā)射的電子能否通過

35、柵中，陰極發(fā)射電子，而陰極發(fā)射的電子能否通過柵極兒到達陽極，取決于柵極相對于陰極的電位。當柵極電位為極兒到達陽極，取決于柵極相對于陰極的電位。當柵極電位為正，陰極發(fā)射的部分電子被柵極截獲，變成柵流，這部分電流正，陰極發(fā)射的部分電子被柵極截獲，變成柵流，這部分電流越小越好；部分電子穿過柵孔打到陽極，激發(fā)熒光粉發(fā)光，而越小越好；部分電子穿過柵孔打到陽極，激發(fā)熒光粉發(fā)光，而成為陽極電流。當然這時陽極上必須是正電壓。也就是柵極和成為陽極電流。當然這時陽極上必須是正電壓。也就是柵極和陽極同時為正電壓時，才能發(fā)光顯示。陽極同時為正電壓時，才能發(fā)光顯示。VFD工作原理工作原理 典型的真空三極管工作原理典型的

36、真空三極管工作原理33VFD的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)lVFDVFD基本結(jié)構(gòu)由陽極、陰極、柵極和玻璃罩構(gòu)成，典型基本結(jié)構(gòu)由陽極、陰極、柵極和玻璃罩構(gòu)成，典型的真空三極管結(jié)構(gòu)。的真空三極管結(jié)構(gòu)。34VFDVFD構(gòu)造圖構(gòu)造圖35v真空熒光顯示管是一個真空容器，其上下是兩塊內(nèi)側(cè)鍍有導(dǎo)電真空熒光顯示管是一個真空容器，其上下是兩塊內(nèi)側(cè)鍍有導(dǎo)電膜的平板玻璃，四周用玻璃粉進行密封，并且留有一個排氣管。膜的平板玻璃，四周用玻璃粉進行密封，并且留有一個排氣管。v燈絲為陰極，與電源燈絲為陰極，與電源“”極相接；陽極為涂有磷光物質(zhì)的屏極相接；陽極為涂有磷光物質(zhì)的屏幕，與電源正極相接，每個字符段由電子開關(guān)單獨控制通電狀幕，與電源正

37、極相接，每個字符段由電子開關(guān)單獨控制通電狀態(tài)；在燈絲與陽極之間有柵格，整個裝置密封在被抽真空的玻態(tài)；在燈絲與陽極之間有柵格，整個裝置密封在被抽真空的玻璃罩內(nèi)。璃罩內(nèi)。v為了堆持器件內(nèi)的真空度，還放上一個環(huán)狀消氣器，內(nèi)裝消氣為了堆持器件內(nèi)的真空度，還放上一個環(huán)狀消氣器，內(nèi)裝消氣劑。排氣結(jié)束后，使用高頻加熱把消氣劑中金屬鋇蒸發(fā)到平板劑。排氣結(jié)束后，使用高頻加熱把消氣劑中金屬鋇蒸發(fā)到平板玻璃的內(nèi)側(cè)面以吸收使用過程中器件內(nèi)釋放出來的氣體。玻璃的內(nèi)側(cè)面以吸收使用過程中器件內(nèi)釋放出來的氣體。36圈環(huán)圈環(huán)端子端子連接板連接板燈絲支架燈絲支架玻璃蓋玻璃蓋框架框架基板基板燈絲燈絲柵極柵極側(cè)板側(cè)板37單位熒光數(shù)碼

38、管的結(jié)構(gòu)單位熒光數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)K G f a e g d c b KCathodes (heaters)GridGlassbackPlates389.2.3 構(gòu)成材料與制造工藝構(gòu)成材料與制造工藝vVFDVFD用的主要材料包括封裝用玻璃、陰極材料、電極及引用的主要材料包括封裝用玻璃、陰極材料、電極及引線端子用金屬材料、陽極基板用的厚膜材料、熒光體等。線端子用金屬材料、陽極基板用的厚膜材料、熒光體等。v為避免絲極妨礙畫面顯示，鎢絲線表面包覆為避免絲極妨礙畫面顯示，鎢絲線表面包覆BaBa、SrSr以及以及CaCa等材料構(gòu)成的氧化物。對絲極施加電壓使絲極加熱至等材料構(gòu)成的氧化物。對絲極施加電壓使絲極加熱

39、至620620，接著再用柵極對絲極釋放的熱電子進行控制與加，接著再用柵極對絲極釋放的熱電子進行控制與加速，通過柵極網(wǎng)孔的電子撞擊至涂有熒光體的陽極，進速，通過柵極網(wǎng)孔的電子撞擊至涂有熒光體的陽極，進而激發(fā)熒光體產(chǎn)生光。而激發(fā)熒光體產(chǎn)生光。v同樣為避免柵極妨礙畫面顯示，利用蝕刻技術(shù)將厚同樣為避免柵極妨礙畫面顯示，利用蝕刻技術(shù)將厚50m50m不銹鋼板制成線寬不銹鋼板制成線寬30m30m的網(wǎng)孔，只要對柵極施加正電荷，的網(wǎng)孔，只要對柵極施加正電荷，便可使絲極射出的電子加速擴散，并將電子誘導(dǎo)至陽極。便可使絲極射出的電子加速擴散，并將電子誘導(dǎo)至陽極。39v陽極基板則利用厚膜印刷技術(shù)制作鋁質(zhì)膜層導(dǎo)線，陽極基

40、板則利用厚膜印刷技術(shù)制作鋁質(zhì)膜層導(dǎo)線，接著再用低融點玻璃在導(dǎo)線上鋪設(shè)絕緣層，顯示接著再用低融點玻璃在導(dǎo)線上鋪設(shè)絕緣層，顯示畫面的部位設(shè)有畫面的部位設(shè)有through holethrough hole，該，該through holethrough hole絕緣層上方以黑鉛形成電極，最后在電極表面涂絕緣層上方以黑鉛形成電極，最后在電極表面涂布熒光體形成陽極發(fā)光顯示單元。布熒光體形成陽極發(fā)光顯示單元。v顯示畫面時分別對柵極與陽極施加正電位，非顯顯示畫面時分別對柵極與陽極施加正電位，非顯示部位則對柵極與陽極其中一方，或是兩者同時示部位則對柵極與陽極其中一方，或是兩者同時施加負電位，藉此方式阻止電子進入

41、熒光體產(chǎn)生施加負電位，藉此方式阻止電子進入熒光體產(chǎn)生撞擊發(fā)光。撞擊發(fā)光。40熒光粉v 大多數(shù)情況下，大多數(shù)情況下，VFDVFD的陽極電壓采用的陽極電壓采用12-50V12-50V。在。在這樣低的電壓下，能產(chǎn)生足夠高輝度發(fā)光的熒光這樣低的電壓下，能產(chǎn)生足夠高輝度發(fā)光的熒光粉，必須滿足下列三個條件：粉，必須滿足下列三個條件：v基質(zhì)材料的禁帶寬度必須足夠?qū)?，使得對可見光基質(zhì)材料的禁帶寬度必須足夠?qū)?，使得對可見光是透明的。而雜質(zhì)能級必須合適，使得載流子躍是透明的。而雜質(zhì)能級必須合適，使得載流子躍遷發(fā)出的光為所要求的顏色：遷發(fā)出的光為所要求的顏色：v必須有高的量子效率。因為轟擊的電子能量低，必須有高的量

42、子效率。因為轟擊的電子能量低，每個電子只能激發(fā)起幾個電子產(chǎn)生輻射躍遷。每個電子只能激發(fā)起幾個電子產(chǎn)生輻射躍遷。 v熒光粉本身必須具有足夠的導(dǎo)電率，以便將入射熒光粉本身必須具有足夠的導(dǎo)電率，以便將入射電子的負電荷引走。電子的負電荷引走。v目前只有發(fā)綠色的目前只有發(fā)綠色的ZnOZnO：ZnZn能完全符合上述要求。能完全符合上述要求。41v在低能電子激發(fā)中，電子的穿透深度很小。在低能電子激發(fā)中，電子的穿透深度很小。500e 500e V V的電子在的電子在Zn0Zn0：ZnZn和和ZnSZnS類的發(fā)光粉內(nèi)的電子穿透類的發(fā)光粉內(nèi)的電子穿透深度也不超過深度也不超過8.1nm8.1nm和和6.0nm6.0

43、nm。對陽極電壓。對陽極電壓l2Vl2V就正就正常發(fā)光的常發(fā)光的ZnOZnO：ZnZn來說，此時電子滲入到發(fā)光體內(nèi)來說，此時電子滲入到發(fā)光體內(nèi)的深度很淺。的深度很淺。 v發(fā)光粉的粒徑一般為幾個微米，因而發(fā)光只限于發(fā)光粉的粒徑一般為幾個微米，因而發(fā)光只限于發(fā)光粉的表面，要求發(fā)光粉的表面，要求VFDVFD中使用的發(fā)光粉，有較好中使用的發(fā)光粉，有較好的表面發(fā)光效率。的表面發(fā)光效率。 v對對CRTCRT中使用的大部分發(fā)光粉來說，表面電子的無中使用的大部分發(fā)光粉來說，表面電子的無輻射躍遷使其在小于輻射躍遷使其在小于2kV2kV的陽極電壓下不發(fā)光或效的陽極電壓下不發(fā)光或效率很低，這個電壓稱為率很低，這個電

44、壓稱為“死電壓死電壓”。而。而 ZnO:ZnZnO:Zn的的死電壓幾乎不存在或接近死電壓幾乎不存在或接近0V0V。 42v根據(jù)陰極射線發(fā)光理論可知，根據(jù)陰極射線發(fā)光理論可知， 發(fā)光亮度發(fā)光亮度 L L與陽極與陽極電壓電壓VaVa、陽極電流密度、陽極電流密度iaia、發(fā)光效率及激發(fā)占空、發(fā)光效率及激發(fā)占空 比比DfDf有如下關(guān)系：有如下關(guān)系： 式中的式中的L L是人眼所感覺到的亮度。是人眼所感覺到的亮度。v VFDVFD的電壓低的電壓低, , 是是CRTCRT的的1 1100100，即使在發(fā)光效率，即使在發(fā)光效率相當時，要得到相同的亮度也必須要有幾百倍的相當時，要得到相同的亮度也必須要有幾百倍的

45、平均陽極激發(fā)電流密度。平均陽極激發(fā)電流密度。v因而因而VFDVFD是低壓大電流的發(fā)光器件，需要能提供較是低壓大電流的發(fā)光器件，需要能提供較大電流的陰極和能夠耐電流轟擊的發(fā)光材料大電流的陰極和能夠耐電流轟擊的發(fā)光材料 。 43AMVFD + LEDAM-VFDAM-VFD在在HUDHUD上的應(yīng)用上的應(yīng)用44【橫剖面】KEY1KEY19 9 ：Touch keyTouch keyKEY10KEY101313：Slider keySlider keySensor ICSensor ICCPUCPUSPI-busSPI-busUn-synchronism serialUn-synchronism se

46、rial電容感應(yīng)式電容感應(yīng)式 V VFD (FD (接觸感應(yīng)接觸感應(yīng)) )459.3 電子紙顯示技術(shù)飛利浦E-INK電子紙惠普新型電子書46可卷曲電子紙應(yīng)用空間廣泛采用柔性基板材料制造出來的柔性電子紙，能夠像紙張一采用柔性基板材料制造出來的柔性電子紙，能夠像紙張一樣輕薄、可卷繞或折疊以便于攜帶。目前柔性電子紙可采樣輕薄、可卷繞或折疊以便于攜帶。目前柔性電子紙可采用塑料、薄型金屬和超薄玻璃基板等。用塑料、薄型金屬和超薄玻璃基板等。 479.3.1 電子紙 v電子紙電子紙Electronic Paper(E-Paper)，也稱，也稱Digital Paper、Paper-Like Display，

47、是一種視覺效果與紙張相似的電子顯示，是一種視覺效果與紙張相似的電子顯示裝置，具有易于閱讀、便于攜帶和低功耗等特性。裝置，具有易于閱讀、便于攜帶和低功耗等特性。v電子紙目前最主要的一種應(yīng)用是電子書閱讀器電子紙目前最主要的一種應(yīng)用是電子書閱讀器(E-Book Reader)，這是一種以電子紙為核心部件的便攜式電子設(shè)備，這是一種以電子紙為核心部件的便攜式電子設(shè)備，用于閱讀電子圖書報刊。用于閱讀電子圖書報刊。v電子紙還可廣泛用于廣告牌、信用卡、會員卡、鐘表、電子電子紙還可廣泛用于廣告牌、信用卡、會員卡、鐘表、電子標簽、各種標簽、各種 指示器、醫(yī)療器械以及數(shù)碼相框、手機等便攜式指示器、醫(yī)療器械以及數(shù)碼相

48、框、手機等便攜式消費產(chǎn)品；消費產(chǎn)品；v此外，電子紙目前的市場定位雖不是要取代液晶顯示器，但此外，電子紙目前的市場定位雖不是要取代液晶顯示器，但隨著高亮度、高分辨率和高響應(yīng)速度全彩色電隨著高亮度、高分辨率和高響應(yīng)速度全彩色電 子紙技術(shù)的發(fā)子紙技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用將很有可能會擴展到電腦顯示器、電視機等更龐展，其應(yīng)用將很有可能會擴展到電腦顯示器、電視機等更龐大的應(yīng)用領(lǐng)域大的應(yīng)用領(lǐng)域 48優(yōu)點v屏幕較大、和真正的紙張相似屏幕較大、和真正的紙張相似v無論在明亮的日光下還是昏暗的環(huán)境中，都可以 v利用反射方式來顯示出內(nèi)容，感覺就和閱讀報紙一樣v具有超薄、像印刷物一樣的可視性具有超薄、像印刷物一樣的可視性v關(guān)

49、閉電源后仍保持顯示狀態(tài)的記憶特性關(guān)閉電源后仍保持顯示狀態(tài)的記憶特性v屬于不需背照燈的反射方式，因此不需要一直通電屬于不需背照燈的反射方式，因此不需要一直通電v顯示效果看起來清清楚楚v具有不會浪費地球森林資源及環(huán)保概念等優(yōu)勢具有不會浪費地球森林資源及環(huán)保概念等優(yōu)勢v隨意存取，反復(fù)使用隨意存取，反復(fù)使用v 一種方式是手寫輸入，另一種方式是通過網(wǎng)絡(luò)下載刷新內(nèi)容49缺點v離價位低、重量輕、容易看等紙張?zhí)匦赃€有一段距離v昂貴且復(fù)雜的原料制作過程成本高 50515253電子紙的發(fā)展電子紙的發(fā)展54第一代有影響的第一代有影響的eInk電子書：電子書： Sony LIBRI -2004 2004iRexiRe

50、x電子書閱讀器電子書閱讀器 - 2005- 200555Kindle掀起電子書閱讀器熱潮56Amazon Kindle（亞馬遜）不僅打開（亞馬遜）不僅打開電子書閱讀器市場，也奠定電子電子書閱讀器市場，也奠定電子紙在電子書應(yīng)用上的主流顯示技紙在電子書應(yīng)用上的主流顯示技術(shù)地位。術(shù)地位。由于無需背光模塊構(gòu)造，因此由于無需背光模塊構(gòu)造，因此Kindle 1次充電可使用次充電可使用90小時，或翻頁小時，或翻頁10,000次。次。即使即使1天閱讀時間超過天閱讀時間超過12小時，小時，Kindle亦可連續(xù)使用超過亦可連續(xù)使用超過1星期而星期而不需充電。不需充電。 2007年年11月發(fā)布月發(fā)布,賣出賣出50萬

51、臺以上萬臺以上569.3.2 電子墨水顯示技術(shù)電子墨水顯示技術(shù)v 早在早在1970年代初已出現(xiàn)電子紙的想法，這是年代初已出現(xiàn)電子紙的想法，這是當時計算機屏幕質(zhì)量太差所激起的浪花。當時計算機屏幕質(zhì)量太差所激起的浪花。 v 1980，在，在PARC的薛立登的基本構(gòu)想：將一些與人的薛立登的基本構(gòu)想：將一些與人類頭發(fā)差不多寬度的塑料珠嵌入一張有彈性的的透類頭發(fā)差不多寬度的塑料珠嵌入一張有彈性的的透片中。每顆珠子都是雙色調(diào)，半白半黑，各帶著相片中。每顆珠子都是雙色調(diào)，半白半黑，各帶著相反的電荷。若施加適當?shù)碾妶龅酵钙砻?，珠子就反的電荷。若施加適當?shù)碾妶龅酵钙砻?，珠子就會翻轉(zhuǎn)、定位，將黑或白面呈現(xiàn)在觀

52、視面上，達到會翻轉(zhuǎn)、定位，將黑或白面呈現(xiàn)在觀視面上，達到油墨寫在正確位置的效果。油墨寫在正確位置的效果。 57電子紙的顯示技術(shù)之電子紙的顯示技術(shù)之1: Gyricon 媒體公司媒體公司的智能紙（的智能紙（Smart Paper)v旋轉(zhuǎn)球柔板顯示器。旋轉(zhuǎn)球柔板顯示器。v由由Nick SheridonNick Sheridon在施樂公司開發(fā)在施樂公司開發(fā)的的GyriconGyricon電子墨水誕生于上世紀電子墨水誕生于上世紀七十年代。七十年代。v使用雙色調(diào)的微小對稱固體電珠使用雙色調(diào)的微小對稱固體電珠到處旋轉(zhuǎn)游走。到處旋轉(zhuǎn)游走。v由白色與黑色樹脂制成。由白色與黑色樹脂制成。58vGyriconGy

53、ricon的核心部分是一片看上去與普通紙張類似的核心部分是一片看上去與普通紙張類似的透明膠片，但是在膠片里面分布了高達百萬計的的透明膠片，但是在膠片里面分布了高達百萬計的直徑在直徑在100100微米左右大小的帶電小球。微米左右大小的帶電小球。v每個小球的一面涂上了帶負電黑色涂料，另一面涂每個小球的一面涂上了帶負電黑色涂料，另一面涂上帶正電的白色涂料。上帶正電的白色涂料。v這些小球被密封在透明的充滿潤滑油的硅膠片中。這些小球被密封在透明的充滿潤滑油的硅膠片中。v在硅膠片的表面構(gòu)造了類似液晶在硅膠片的表面構(gòu)造了類似液晶TFTTFT一樣的電路，一樣的電路，能夠按照需要在不同的位置施加正電壓或者負電壓

54、。能夠按照需要在不同的位置施加正電壓或者負電壓。這樣內(nèi)部泡在潤滑油中的帶電小球就會在電場的作這樣內(nèi)部泡在潤滑油中的帶電小球就會在電場的作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，選擇性的將黑色或者白色部分翻轉(zhuǎn)用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，選擇性的將黑色或者白色部分翻轉(zhuǎn)出來，在宏觀上形成需要顯示的文字或者圖案。出來，在宏觀上形成需要顯示的文字或者圖案。v而當而當GyriconGyricon斷開電源，已經(jīng)旋轉(zhuǎn)到位的小球便保斷開電源，已經(jīng)旋轉(zhuǎn)到位的小球便保持之前的旋轉(zhuǎn)排列方式，宏觀上就將顯示內(nèi)容保存持之前的旋轉(zhuǎn)排列方式，宏觀上就將顯示內(nèi)容保存下來，像雜志一樣長時間穩(wěn)定顯示。下來，像雜志一樣長時間穩(wěn)定顯示。 59旋轉(zhuǎn)球柔板顯示器的問題v分辨率低

55、分辨率低vGyriconGyricon顯示會受帶電小球旋轉(zhuǎn)的約束顯示會受帶電小球旋轉(zhuǎn)的約束如果膠片中小如果膠片中小球排列太疏，那么最終畫面連續(xù)性和對比度將會下降；而球排列太疏，那么最終畫面連續(xù)性和對比度將會下降；而小球又不能排列太緊密，以免影響正常旋轉(zhuǎn)。與此同時，小球又不能排列太緊密，以免影響正常旋轉(zhuǎn)。與此同時，如果小球尺寸太大，顯示畫面難免有顆粒感；而縮小小球如果小球尺寸太大，顯示畫面難免有顆粒感；而縮小小球尺寸又受到微細加工水平的限制，無法快速取得突破。尺寸又受到微細加工水平的限制，無法快速取得突破。 v響應(yīng)時間太長響應(yīng)時間太長vGyriconGyricon變化顏色依靠加電使帶電雙色小球旋

56、轉(zhuǎn)，而要轉(zhuǎn)變化顏色依靠加電使帶電雙色小球旋轉(zhuǎn)，而要轉(zhuǎn)動動100100微米固態(tài)小球耗費時間超過微米固態(tài)小球耗費時間超過100100毫秒毫秒 v有源電路驅(qū)動復(fù)雜有源電路驅(qū)動復(fù)雜v單色顯示單色顯示v制造工藝復(fù)雜制造工藝復(fù)雜60電子紙的顯示技術(shù)之2:E-Ink電子墨公司的電子墨電子墨公司的電子墨v電子墨是一種加工成薄膜狀的專用電子墨是一種加工成薄膜狀的專用材料，與電子顯示設(shè)備結(jié)合在一起材料，與電子顯示設(shè)備結(jié)合在一起使用，是使用，是化學(xué)、物理學(xué)和電子技術(shù)化學(xué)、物理學(xué)和電子技術(shù)的綜合應(yīng)用。的綜合應(yīng)用。 v雅各布布森利用電泳原理，懸浮在雅各布布森利用電泳原理，懸浮在液體中的帶電粒子，在電場推動下液體中的帶電

57、粒子，在電場推動下的運動。的運動。v由于懸浮在水中，這些膠囊被印在由于懸浮在水中，這些膠囊被印在紙上或荷電材料上時，看起來就像紙上或荷電材料上時，看起來就像墨。因此稱為電子墨。墨。因此稱為電子墨。v使用內(nèi)含色粒的透明微囊，色粒在使用內(nèi)含色粒的透明微囊，色粒在液態(tài)介質(zhì)中浮動而達到色彩變化的液態(tài)介質(zhì)中浮動而達到色彩變化的效果，其制造過程使用了商業(yè)上微效果，其制造過程使用了商業(yè)上微囊封包的標準技術(shù)。囊封包的標準技術(shù)。61電子墨水電子墨水v電子墨水顆粒中含有黑色和白色粒子，黑色染料能電子墨水顆粒中含有黑色和白色粒子，黑色染料能使透明顆粒呈現(xiàn)黑色，白色粒子則能依感應(yīng)電荷之使透明顆粒呈現(xiàn)黑色，白色粒子則能

58、依感應(yīng)電荷之不同而移動改變色彩。不同而移動改變色彩。v只要把這種電子墨水涂到紙、布或其它平面物體上，只要把這種電子墨水涂到紙、布或其它平面物體上，并配合需要適當?shù)厥┘与娏鱽砀淖冾w粒顏色，便可并配合需要適當?shù)厥┘与娏鱽砀淖冾w粒顏色，便可顯示所欲呈現(xiàn)的圖案和文字。顯示所欲呈現(xiàn)的圖案和文字。v電子墨水可調(diào)整顆粒內(nèi)的染料顏色，來呈現(xiàn)多樣的電子墨水可調(diào)整顆粒內(nèi)的染料顏色，來呈現(xiàn)多樣的色彩與圖案。電子紙張的優(yōu)點是耗電量非常低，而色彩與圖案。電子紙張的優(yōu)點是耗電量非常低，而其畫面即使斷電也能繼續(xù)維持不變其畫面即使斷電也能繼續(xù)維持不變。v利用電泳顯示利用電泳顯示(Electrophoretic Display

59、，EPD)即即利用電泳原理實現(xiàn)光反射式的雙穩(wěn)態(tài)顯示成像。利用電泳原理實現(xiàn)光反射式的雙穩(wěn)態(tài)顯示成像。v電泳是指在電場的作用下，帶正、負電的粒子分別電泳是指在電場的作用下，帶正、負電的粒子分別移向電場兩極的運動現(xiàn)象。移向電場兩極的運動現(xiàn)象。 62E-InkE-Ink還能實現(xiàn)單個膠囊的多級灰度顯示。還能實現(xiàn)單個膠囊的多級灰度顯示。 63E-InkE-Ink電子紙電子紙的工作原理的工作原理v利用電泳原理形成畫面。利用電泳原理形成畫面。v電子墨由數(shù)百萬個尺寸極小的微膠囊構(gòu)成，直徑與頭發(fā)電子墨由數(shù)百萬個尺寸極小的微膠囊構(gòu)成，直徑與頭發(fā)絲相當。絲相當。v每一個微膠囊中含有白色和黑色顆粒，分別帶有正電荷每一個

60、微膠囊中含有白色和黑色顆粒，分別帶有正電荷和負電荷，它們懸浮在清潔的液體中。和負電荷，它們懸浮在清潔的液體中。當帶正電的白色當帶正電的白色二氧化鈦停留在微囊的觀視面時，呈現(xiàn)的就是白色的頁二氧化鈦停留在微囊的觀視面時，呈現(xiàn)的就是白色的頁面；面；v而當某個微囊下方的電極帶負電時，就會將這些粒子拉而當某個微囊下方的電極帶負電時，就會將這些粒子拉到另一側(cè)，結(jié)果在該點便產(chǎn)生一個油墨似的影像，直到到另一側(cè)，結(jié)果在該點便產(chǎn)生一個油墨似的影像，直到相反的電流脈沖再將這些白色粒子送回去。相反的電流脈沖再將這些白色粒子送回去。v若將整個程序反過來，就可以產(chǎn)生暗底白字的效果。若將整個程序反過來，就可以產(chǎn)生暗底白字的