FPD

概述

平板顯示（FPD）已經(jīng)成為未來電視的主流是大勢所趨，但目前在國際上尚沒有嚴(yán)格的定義，一般這種顯示屏厚度較薄，看上去就像一款平板，平板顯示的種類很多，按顯示媒質(zhì)和工作原理分，有液晶顯示（LCD）、等離子顯示（PDP）、電致發(fā)光顯示（ELD）、有機電致發(fā)光顯示（OLED）、場發(fā)射顯示（FED）、投影顯示等。

FPD的發(fā)展趨勢

平板顯示器與傳統(tǒng)的CRT（陰極射線管）相比，具有薄、輕、功耗小、輻射低、沒有閃爍、有利于人體健康等優(yōu)點。目前，在全球銷售方面，它已超過CRT。預(yù)計到2010年，二者銷售值的比將達(dá)到5：1。21世紀(jì)，平板顯示器將成為顯示器中的主流產(chǎn)品。據(jù)著名的Stanford Resources公司預(yù)測，全球平板顯示器的市場將從2001年的230億美元增加到2006年的587億美元，未來4年的年均增長率將達(dá)到20%。

各有千秋的平板顯示技術(shù)

平板顯示器分為主動發(fā)光顯示器與被動發(fā)光顯示器。前者指顯示媒質(zhì)本身發(fā)光而提供可見輻射的顯示器件，它包括等離子顯示器（PDP）、真空熒光顯示器（VFD）、場發(fā)射顯示器（FED）、電致發(fā)光顯示器（LED）和有機發(fā)光二極管顯示器（OLED）等。后者指本身不發(fā)光，而是利用顯示媒質(zhì)被電信號調(diào)制后，其光學(xué)特性發(fā)生變化，對環(huán)境光和外加電源（背光源、投影光源）發(fā)出的光進(jìn)行調(diào)制，在顯示屏或銀幕上進(jìn)行顯示的器件，它包括液晶顯示器（LCD）、微機電系統(tǒng)顯示器（DMD）和電子油墨（EL）顯示器等。

1.液晶顯示器（LCD）

液晶顯示器包括無源矩陣液晶顯示器（PM-LCD）與有源矩陣液晶顯示器（AM-LCD）。STN與TN液晶顯示器均同屬于無源矩陣液晶顯示器。90 年代，有源矩陣液晶顯示器技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，特別是薄膜晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）。它作為STN的換代產(chǎn)品具有響應(yīng)速度快、不產(chǎn)生閃爍等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用到便攜式計算機及工作站、電視、攝錄像機和手持式視頻游戲機等產(chǎn)品中。AM-LCD與PM-LCD的差別在于前者每象素加有開關(guān)器件，可克服交叉干擾，可得到高對比度和高分辨率顯示。當(dāng)前AM-LCD采用的是非晶硅（a-Si）TFT開關(guān)器件和存儲電容方案，可得到高灰度級，實現(xiàn)真彩色顯示。然而，高密度攝像機和投影應(yīng)用對高分辨率和小象素的需求推動了P-Si（多晶硅）TFT（薄膜晶體管）顯示器的發(fā)展 。P-Si的遷移率比a-Si的遷移率高8到9倍。P-Si TFT的尺寸小，不僅適合用于高密度高分辨率顯示，且周邊電路也可以集成到基板上。

總而言之，LCD適合作薄、輕、功耗小的中小型顯示器，廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、移動電話等電子設(shè)備中。30英寸和40英寸的LCD已研制成功，有的已投入應(yīng)用。LCD經(jīng)過規(guī)?；a(chǎn)，成本在不斷降低。目前，已面市500美元的15英寸LCD監(jiān)視器。它的未來發(fā)展方向是取代PC的陰極顯示器并在液晶電視中應(yīng)用。

2.等離子體顯示器（PDP）

等離子體顯示是利用氣體（如氛氣）放電原理實現(xiàn)的一種發(fā)光型顯示技術(shù)。等離子體顯示器具有陰極射線管的優(yōu)點，但制造在很薄的結(jié)構(gòu)上。目前，主流產(chǎn)品尺寸為40 42英寸。50 60英寸的產(chǎn)品正在開發(fā)中。

3.真空熒光顯示器（VFD）

真空熒光顯示器是一種廣泛用作音/視頻產(chǎn)品和家用電器的顯示器。它是將陰極、柵極和陽極封裝在真空管殼內(nèi)的一種三極電子管式的真空顯示器件。它是陰極發(fā)射的電子經(jīng)柵極和陽極所加的正電壓而加速，并激勵涂覆于陽極上的熒光粉而發(fā)光的。其柵極采用的是蜂窩結(jié)構(gòu)。

4.電致發(fā)光顯示器（ELD）

電致發(fā)光顯示器采用固態(tài)薄膜技術(shù)制成。在2個導(dǎo)電板之間放置一個絕緣層，一個薄的電致發(fā)光層便沉積而成。該器件采用寬發(fā)射頻譜的涂鋅板或涂鍶板作電致發(fā)光部件。其電致發(fā)光層為100微米厚，能達(dá)到象有機發(fā)光二極管（OLED）顯示器一樣清晰的顯示效果。它的典型驅(qū)動電壓為10KHz，200V的交流電壓，因而需要較昂貴的驅(qū)動器集成電路。采用有源陣列驅(qū)動方案的高分辨率微型顯示器已研制成功。

5.發(fā)光二極管顯示器（LED）

發(fā)光二極管顯示器由大量發(fā)光二極管構(gòu)成，可以是單色或多色彩的。高效率的藍(lán)色發(fā)光二極管已面市，使得生產(chǎn)全色大屏幕發(fā)光二極管顯示器成為可能。LED顯示器具有高亮度、高效率、長壽命的特點，適合作室外用的大屏幕顯示屏。但是，采用這種技術(shù)制造不出用于監(jiān)視器或PDA（掌上型電腦）的中等顯示器。但是，發(fā)光二極管單片集成電路能用作單色的虛擬顯示器。

6.微機電系統(tǒng)顯示器（DMD）

這是一種采用微機電系統(tǒng)技術(shù)制造的微型顯示器。在這種顯示器中， 微型的機械結(jié)構(gòu)是采用標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體工藝加工半導(dǎo)體和其它材料而制造出來的。在數(shù)字微鏡器件中，其結(jié)構(gòu)是一種由鉸鏈支持的微鏡。其鉸鏈由連接到下面的一個存儲單元的極板上的電荷所激勵。每一微鏡的尺寸大約為人頭發(fā)的直徑。該器件主要用于便攜式商用投影機和家庭影院投影機。

7.場發(fā)射顯示器（FED）

場發(fā)射顯示器的基本原理與陰極射線管相同，即由極板吸引電子并使其碰撞涂覆在陽極上的熒光體而發(fā)光。它的陰極由為數(shù)眾多的微細(xì)電子源依陣列排列而成，即以一個象素一個陰極的陣列形式排列。就像離子體顯示器一樣，場發(fā)射顯示器需要高壓才能工作，其電壓范圍為200V～6000V。但是至今，由于其制造設(shè)備的生產(chǎn)成本高使之沒有成為主流的平板顯示器。

8.有機發(fā)光二極管顯示器

在有機發(fā)光二極管顯示器（OLED）中，電流通過1層或多層塑料，就會產(chǎn)生象無機發(fā)光二極管發(fā)光的那種現(xiàn)象。這意味著OLED器件所需的是襯底上的固態(tài)膜疊層。然而，有機材料對水蒸氣和氧非常敏感，因此密封是必不可少的。OLED是主動發(fā)光器件，并顯示出極好的光特性和低功耗特性。它們具有在可彎曲的襯底上以一卷接一卷的加工方式進(jìn)行批量生產(chǎn)的巨大潛力，因此其制造成本非常低廉。該技術(shù)具有很寬的應(yīng)用范圍，從簡單的單色大面積發(fā)光到全色視頻圖形顯示器。

9.電子油墨顯示器（E-ink）

E-ink顯示器是在一種雙穩(wěn)態(tài)材料上加上電場而進(jìn)行控制的顯示器。它由大量微型密封的透明球體所構(gòu)成，每一個球體的直徑大約為100微米，并包含黑色液體染色材料以及數(shù)千個白色二氧化鈦的微粒。當(dāng)在雙穩(wěn)態(tài)材料上加上電場時，二氧化鈦粒子根據(jù)其電荷狀態(tài)將向其中一個電極遷移。這樣導(dǎo)致象素發(fā)光或不發(fā)光。由于這種材料是雙穩(wěn)態(tài)的，因此它保存信息的時間可達(dá)數(shù)個月。由于用電場控制其工作狀態(tài)，因此用很小的能量就能改變其顯示的內(nèi)容。