有关平面显示技术的现状与未来发展

有关平面显示技术的现状与未来发展 摘要 平板显示产业是电子信息领域的“核心支柱产业”之一，是年产值超过千亿美元的战略性新兴产业，融合了光电子、微电子、化学、制造装备、半导体工程和材料等多个交叉学科，具有产业链长、多领域交叉的特点，对上下游产业的拉动作用明显。我国与显示技术相关的产品产值约占信息产业总产值的30%，彩电制造能力已占全球彩电产业总加工能力的47%，我国已成为新型显示相关产品的制造大国，已具备跨越式发展的技术和产业基础。平板显示技术包括TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示）、PDP（等离子体显示）、OLED（有机发光显示）、FED（场发射显示）以及E-PAPER（电子纸显示）及其他新型显示技术。平板显示技术总体趋势将朝着高画质高临场感、互动式多功能一体化、节能降耗和健康环保的发展。本文将浅议LCD、PDP、OLED的现状与未来发展

关键字 平板显示 LCD PDP OLED 现状 发展

1.1液晶显示原理

在两片玻璃基板上装有配向膜，所以液晶会沿着沟槽配向，由于玻璃基板配向膜沟槽偏离90度，所以液晶分子成为扭转型，当玻璃基板没有加入电场时，光线透过偏光板跟着液晶做90度扭转，通过下方偏光板，液晶面板显示白色；当玻璃基板加入电场时，液晶分子产生配列变化，光线通过液晶分子空隙维持原方向，被下方偏光板遮蔽，光线被吸收无法透出，液晶面板显示黑色。液晶显示器便是根据此电压有无，使面板达到显示效果。

1.2液晶显示器特点

1.2.1机身薄，节省空间：与比较笨重的CRT显示器相比，液晶显示器只要前者三分之一的空间。

1.2.2省电，不产生高温：它属于低耗电产品，可以做到完全不发热(主要耗电和发热部分存在于背光灯管或LED)，而CRT显示器，因显像技术不可避免产生高温。

1.2.3无辐射，益健康：液晶显示器完全无辐射，这对于整天在电脑前工作的人来说是一个福音。

1.2.4画面柔和不伤眼：不同于CRT技术，液晶显示器画面不会闪烁，可以减少显示器对眼睛的伤害，眼睛不容易疲劳

1.3 TFT-LCD技术方向

1.3.1产品性能提升技术：为了获得高画质（色彩更丰富、亮度更高、对比度更大）、高临场感（尺寸更大；画面更清晰；视角更宽；响应速度更快）以及更节能（更薄、更

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轻、更省电）产品，目前已将技LED背光术、120Hz驱动技术等新技术导入到大规模量产线上，大尺寸超高分辨技术、240Hz驱动、场序显示等技术也在研发过程中。

1.3.2低成本技术：通过简化工艺、提高良品率等方式，可以降低生产成本。Mask 减少技术、GOA技术等工艺技术的改进，可以简化工艺、达到降低成本的目的，另外，光取向技术也正在逐步进入量产化研究的阶段。

1.3.3 TFT阵列技术：TFT是TFT-LCD屏的核心技术，目前均匀性和迁移率还有待提高。轻薄型TFT-LCD产品通过功能集成增加产品附加值来拓展应用，为实现更高的集成度，高迁移率的TFT技术是业内研究的重点，氧化物TFT、有机TFT等新型结构也在研究中。

2.1 PDP显示原理

物体放电的显示装置，这种屏幕采用了等离子管作为发光元件。大量的等离子管排列在一起构成屏幕。每个等离子对应的每个小室内部充有氖氙气体。在等离子管电极间加上高压后，封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光，从而激励平板显示器上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光。每个离子管作为一个像素，由这些像素的明暗和颜色变化组合，产生各种灰度和色彩的图像

2.2 PDP技术方向

与TFT-LCD技术相比，PDP技术主要问题在高分辨率和高发发光率，特别是在高分辨率上难以和TFT-LCD技术竞争，加上其它因素，目前PDP在50英寸以上领域才有优势。 PDP正在向高亮度、高分辨率（全高清/高清）、高画质、长寿命、低功耗方面发展。高发光效率是目前PDP亟待解决的问题，发光效率的提高可使模组成本和能耗显著下降，据测算，发光效率从2.5(lm/W)提高到5(lm/W)时，模组成本可降低约20%，能耗降低50%；发光效率提升到10 (lm/W)时，模组成本可降低约50%，能耗降低75% 。目前PDP产品的发光效率在1.5-2 lm/W，发光效率的提升还有大空间。

通过对气体、开口率、电极结构、障壁结构、驱动线路等进行研究和开发，达到低功耗、高效率显示的目的；通过对新型电极浆料、介质浆料、障壁浆料、荧光粉浆料、高速驱动技术及FHD的单扫技术等的开发，可提高PDP亮度和分辨率；通过器件、结构件一体化设计、新型工艺设备开发，达到简化工艺的目的。通过制造过程良品率的提升，提高PDP产品成本竞争力。

3.1 OLED的发光原理

有机发光显示技术由非常薄的有机材料涂层和玻璃基板构成。当有电荷通过时这些有机材料就会发光。OLED发光的颜色取决于有机发光层的材料，故厂商可由改变发光层的材料而得到所需之颜色。有源阵列有机发光显示屏具有内置的电子电路系统因此每个像素都由一个对应的电路独立驱动

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3.2 OLED的优点

3.2.1厚度可以小于1毫米，仅为LCD屏幕的1/3，并且重量也更轻；

3.2.2固态机构，没有液体物质，因此抗震性能更好，不怕摔；

3.2.3几乎没有可视角度的问题，即使在很大的视角下观看，画面仍然不失真；

3.2.4响应时间是LCD的千分之一，显示运动画面绝对不会有拖影的现象；

3.2.5低温特性好，在零下40度时仍能正常显示，而LCD则无法做到；

3.2.6制造工艺简单，成本更低；

3.2.7发光效率更高，能耗比LCD要低；

3.3 OLED的缺点

3.3.寿命 尽管红色和绿色的OLED薄膜寿命较长（10000—40000小时），但根据目前的技术水准，蓝色有机物的寿命要短得多（仅有约1000小时）。

3.3.2制造 OLED的造价目前还比较高。

3.3.3水 OLED如果遇水，很容易就会损毁。

3.4 OLED技术方向 困扰OLED柔性显示的主要问题是器件的寿命很短、制作过程中基板的形变无法控制，因此解决基板的气密性和封装技术及显示器的制备工艺是OLED柔软显示器的主要课题。

OLED具有可做面光源、节能、低热量、重量轻、薄型化和可实现柔性照明的优点，被认为是下一代的照明技术。目前市场上推出的OLED照明产品的发光效率约为20 lm/W，寿命为6000小时，但成品率和照明亮度还不理想。需要解决发光效率、寿命及低成本技术的问题。

在OLED材料方面，OLED发光材料的发展非常迅速，红、绿、蓝三色材料的发光效率和发光寿命均基本满足实用化需求。但色纯度、发光效率、寿命的进一步提高依然是今后一段时间内的主要工作，特别是色纯度好、发光效率高的深蓝色材料仍然是OLED的主要瓶颈之一。

总之，OLED技术已经初步满足实用化的要求，并在材料、彩色化、大尺寸、柔性显示、照明方面都还有很大的发展空间。从长远来看OLED未来将沿着中小尺寸－大尺寸－超大尺寸、无源－有源、硬屏－软屏的方向发展。

4 我国平板显示产业展望

2008年国际金融危机后，由于市场需求萎缩，产能利用率下降，面板生产厂商遭遇严重亏损，新增投资预算收缩和延缓，DisplaySearch预计2011年行业收入增速仅为4%，

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全球平板显示产业面临重新洗牌。这种情况为受到金融危机影响较小的中国企业获取技术转让、扩大产能、借力进军高端市场等都提供了可能。中国大陆已经成为全球平板显示最大消费市场，随着技术进一步升级，LED背光电视、3D电视、智能手机、平板电脑等电子类产品的消费将推动产业发展。再加上农村消费能力的提升，以及模拟电视向数字电视的过渡都会给市场带来促进作用，未来几年的市场规模仍令人兴奋，近两年全球产业投资基本集中在中国大陆。虽然原材料、基础零部件本土化配套不足，但中国大陆在整机后端配套方面，产业链完整，中国的平板显示生产制造企业有易于融入市场的先天优势。

面对机遇，我国平板显示产业也面临更多挑战。技术方面，高分辨率、低功耗、低成本等新技术开发上上还存在差距；专利方面，由于核心专利壁垒的保护，中国大陆产业的发展受到了很大的制约；环保方面，电子信息类产品正向节能、绿色制造的方向发展，技术要求和门槛更高，所需技术研发和投资更大；人才储备、产业链配套等环节仍是软肋，而物流及劳动力成本的上升也给行业带来了新的不利因素。

结论

显示技术发展，人们逐渐在其克服技术、寿命等方面的缺陷，使它的成本降低，显示效果更佳。我国已经成为全球平面显示最大消费市场，随着技术进一步升级电子类产品的消费将推动产业发展再加上农村消费能力的提升，以及模拟电视向数字电视的过渡都会给市场带来促进作用，未来平面显示的发展一片看好。

参考文献

程加力; 有机发光显示屏驱动电路的设计[D];吉林大学;2004年

杨虹,黄锡珉,孙铁铮; TFT AMLCD视频系统驱动电路[J];液晶与显示;1998年04期 刘永智，杨开愚 液晶显示技术[M] 成都：电子科技大学，2000

张进芳 液晶物理学[M] 北京：电子工业出版社，2008—9

黄锡珉 平面显示技术的发展[J].液晶与显示，2002(5)

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