显示器的一些技术 什么是OLED LTPS TFT SED

OLED

OLED即英文Organic Light Emitting Diode的缩写，中文译作有机发光二极管。因为具备轻薄、省电等特性，因此从2003年开始，这种显示设备在MP3播放器上得到了广泛应用，而对于同属数码类产品的DC与手机，此前只是在一些展会上展示过采用OLED屏幕的工程样品，还并未走入实际应用的阶段。但OLED屏幕却具备了许多LCD不可比拟的优势，因此它也一直被业内人士所看好。

下面我们为您总结出了OLED技术优势与劣势。

OLED的优势：

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；

2、固态机构，没有液体物质，因此抗震性能更好，不怕摔；

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；

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；

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；

6、制造工艺简单，成本更低；

7、发光效率更高，能耗比LCD要低；

8、能够在不同材质的基板上制造，可以做成能弯曲的柔软显示器。

·OLED的劣势：

1、寿命通常只有5000小时，要低于LCD至少1万小时的寿命；

2、不能实现大尺寸屏幕的量产，因此目前只适用于便携类的数码类产品；

3、存在色彩纯度不够的问题，不容易显示出鲜艳、浓郁的色彩。

OLED：Organic Light Emitting Display，即有机发光显示器，在手机LCD上属于新崛起的种类，被誉为“梦幻显示器”。OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。

目前在OLED的二大技术体系中，低分子OLED技术为日本掌握，而高分子的PLEDLG手机的所谓OEL就是这个体系，技术及专利则由英国的科技公司CDT掌握，两者相比PLED产品的彩色化上仍有困难。而低分子OLED则较易彩色化，不久前三星就发布了65530色的手机用OLED。

不过，虽然将来技术更优秀的OLED会取代TFT等LCD，但有机发光显示技术还存在使用寿命短、屏幕大型化难等缺陷。目前采用OLED的主要是三星如新上市的SCH-X339就采用了256色的OLED，至于OEL则主要被LG采用在其CU8180 8280上我们都有见到。

为了形像说明OLED构造，我们可以做个简单的比喻：每个OLED单元就好比一块汉堡包，发光材料就是夹在中间的蔬菜。每个OLED的显示单元都能受控制地产生三种不同颜色的光。OLED与LCD一样，也有主动式和被动式之分。被动方式下由行列地址选中的单元被点亮。主动方式下，OLED单元后有一个薄膜晶体管（TFT），发光单元在TFT驱动下点亮。主动式的OLED比较省电，但被动式的OLED显示性能更佳。 与LCD做比较，会发现OLED优点不少。OLED可以自身发光，而LCD则不发光。所以OLED比LCD亮得多，对比度大，色彩效果好。OLED也没有视角范围的限制，视角一般可达到160度，这样从侧面也不会失真。LCD需要背景灯光点亮，OLED只需要点亮的单元才加电，并且电压较低，所以更加省电。OLED的重量还比LCD轻得多。OLED所需材料很少，制造工艺简单，量产时的成本要比LCD到少节省20%。不过现在OLED最主要的缺点是寿命比LCD短，目前只能达到5000小时，而LCD可达10000小时。

LTPS-TFT LCD具有高分辨率、反应速度快、高亮度、高开口率等优点，加上由于LTPS-TFT LCD的硅结晶排列较a-Si有次序，使得电子移动率相对高100倍以上，可以将外围驱动电路同时制作在玻璃基板上，达到系统整合的目标、节省空间及驱动IC的成本。 同时，由于驱动IC线路直接制作于面板上，可以减少组件的对外接点，增加可靠度、维护更简单、缩短组装制程时间及降低EMI特性，进而减少应用系统设计时程及扩大设计自由度。 LTPS-TFT LCD最高技术是做到System on Panel，第1代LTPS-TFT LCD利用内建驱动电路和高性能画素晶体管而达到高分辨率和高亮度效果，已使得LTPS-TFT LCD和a-Si产生极大差别。 第2代LTPS-TFT LCD透过电路技术之进步，由模拟式接口进入数字式接口，降低耗电。此代LTPS-TFT LCD载子迁移率是a-Si TFT 100倍，电极图案线宽是4μm左右，尚未充分活用LTPS-TFT LCD特性。 第3代LTPS-TFT LCD在周边大规模集成电路(LSI)整合比第2代更完备，其目的是：(1)没有周边零件可使模块更轻薄，也可以减少零件数量和组装工时；(2)简化信号处理可降低电力消耗；(3)搭载内存可让消耗电力降至最低。 由于LTPS-TFT LCD液晶显示器具有高分辨率、高色彩饱和度、成本低廉的优势，被寄予厚望成为新一波的显示器。藉由其高电路整合特性与低成本的优势，在中小尺寸显示面板的应用上有着绝对的优势。 它是由TFT LCD衍生的新一代的技术产品。LTPS屏幕是通过对传统非晶硅（a-Si）TFT-LCD面板增加激光处理制程来制造的，元件数量可减少40%，而连接部分更可减少95%，极大的减少了产品出现故障的几率。这种屏幕在能耗及耐用性方面都有极大改善，水平和垂直可视角度都可达到170度，显示响应时间达12ms，显示亮度达到500尼特，对比度可达500：1。 TFT（Thin Film Transistor）即薄膜场效应晶体管。 TFT也就是薄膜晶体管，是用来主动控制每一个像素光通过量的元件。由于这个原因，我们也就称它是 “有源主动矩阵薄膜晶体管”。影像是如何产生的？其实原理很简单：让面板上的每一个独立像素都能产生你想要的色彩。为了达成这个目的，多个冷阴极灯管必须被使用来当作显示器的背光源。为了要让光通过每一个像素，面板必须被分割且制造成一个个的小门或开关来让光通过。这项技术的实现是相当复杂的。液晶显示器(LCD)也就是使用液晶元件来调变光的屏幕。液晶可以改变它的分子结构，因此可以让不同程度的光量通过它本身(也可完全阻断光线)。液晶显示器理含有两片偏极片、彩色滤光片阵列及取向膜，它们可决定光通量的最大值与颜色的产生。液晶层位于两片玻璃片之间，当施以一个电压给取向层，则产生一个电场，使取向层界面的液晶朝某一个方向排列。每一个像素都由红、绿、蓝三个子像素(Subpixel)所组成，就如同显像管一样。 PDP是Plasma Display Panel。等离子显示器 等离子显示器（Plasma Display Panel，简写PDP）是采用了近几年来高速发展的等离子平面屏幕技术新 一代显示设备。等离子彩电是用等离子显示技术制造的高科技彩电，这种彩电的主要特点是图像真正清晰 逼真，在室外及普通居室光线下均可视，可提供在任何环境下的大屏视角；并且屏幕非常轻薄，厚度仅有 厘米，便于安装，是彩色电真正的高端产品。 随着多媒体及高清晰度电视（HDTV）的出现，显示技术得到了空前的发展。在众多的显示方法中，等离子 体显示器PDP以其卓越的性能受到了广泛的关注。PDP具有视角宽、寿命长、刷新速度快、光效及亮度高、 易制作大屏幕、工作温度范围宽等很多优良特性。彩色PDP采用的数字灰度技术可使图像灰度超过256级， 能满足显示16位或24位真彩色的要求。 1 等离子显示器的工作原理 等离子显示器是一种利用气体放电的显示装置，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， 与显示像管发光相似。等离子体技术同其它显示方式相比存在明显的差别，在结构和组成方面领先一步。 其工作机理类似普通日光灯，等离子显示器的三层结构如图1所示。一般由三层玻璃板组成。在第一层的 里面涂有导电材料的垂直，中间层是灯泡阵列，第三层表面涂有导电材料的水平条。要点亮某个地址的灯 泡，开始要在相应行上加较高的电压，等该灯泡点亮后，可用低电压维持氖气灯泡的亮度。关掉某个灯泡 ，只要将相应的电压降低。灯泡开关的周期时间是15ms，通过改变控制电压，可以使等离子板显示不同灰 度的图形。彩色等离子板目前还处于快速发展阶段。 等离子电视彩色图像由各个独立的荧光粉像素发光综合而成，因此图像鲜艳、明亮、干净而清晰。 2 PDP等离子显示器的特点 等离子显示器具有以下比较突出的特点 （1） 亮度、高对比度。 据计算等离子电视具有亮度和高对比度，对比度达到500:1，完全能满足眼睛的需求；亮度达到330/850尼 特（cd/m2），比普通电视的250尼特（cd/m2）高很多，因此，其色极还原性非常好。 (2)纯平面图像无扭曲。 PDP的RGB发光栅格在平面中呈均匀分布，这样就使得PDP的图像即使在边缘也没有扭曲现像出现。而在纯 平CRT彩电中，由于在边缘的扫描速度不均匀，很难控制到不失真的水平。 (3)超薄设计、超宽视角。 由于等离子电视显示原理的关系，使其整机厚度大大低于传统的CRT彩电和投影类彩电。PDP402等离子电 视的机身厚离仅为7.8厘米，居国际领先水平。这样一来，消费者就可以根据自己的喜好，把PDP挂在墙上 或摆在桌上，大大节省房间的空间，显得整洁、美观、科技又时尚。另外PDP402等离子电视是自发光器件 ，其视角与CRT传统彩电具有相同的水平。 (4)具有齐全的输入接口，可接驳市面上几乎所有的信号源。 为配合接驳各种信号源，PDP402等离子电视具备了DVD分量接口、电脑显示器标准VGA/SVGA接口、S端子、 HDTV分量接口（Y、Pr、Pb）等，可接收电源、电脑、VCD、DVD、HDTV等各种信号源。 (5)具有良好的防电磁干扰功能。 与传统的CRT彩电相比，由于其显示原理不需要借助于电磁场，所以来自外界的电磁干扰，如马达、扬声 器，甚至地磁场等，对PDP402等离子的图像没有影响，不会象CRT彩电受电磁场的影响会引起图像变形变 色或图像的倾斜。最简单的对比办法是将PDP等离子电视和CRT电视就地旋转90度来对比着看。 (6)环保无辐射。 PDP402等离子电视在结构设计上采用了良好的电磁屏蔽措施，其屏幕前置环境也能起到电磁屏蔽和防止红 外辐射的作用，对眼睛几乎没有伤害，更有效地呵护您和家人的健康，具有良好的环保特性。 (7)散热性能好，无噪音困优。 散热性能不好一直是困扰等离子电视发展的一个技术难关，而TCL王牌经过技术攻关，彻底解决了这一难 题，完全消费了市场上等离子电视的风扇散热系统造成的口音困扰。 等离子显示器证明比传统的显像管和LCD液晶显示器具有更高的技术优势，表现在： (1)与直视型显像管彩电相比： ·PDP显示器的体积更小、重量更轻，而且无X射线辐射。 ·由于PDP各个发光单元的结构完全相同，因此不会出现显像管常见的图像的几何变形。 ·PDP屏幕亮度非常均匀——没有亮区的和暗区；而传统显像管的亮度-屏幕中心总是比四周亮度要高一些 。 ·PDP不会受磁场的影响，具有更好的环境适应能力。 ·PDP屏幕不存在聚焦的问题。因此，显像管某些区域因聚焦不良或年月已久开始散焦的问题得以解决， 不会产生显像管的色彩漂移现象。 ·表面平直使大屏幕边角处的失真和色纯度变化得到彻底改善。高亮度、大视角、全彩色和高对比度，使 PDP图像更加清晰，色彩更加鲜艳，效果更加理想，令传统电视叹为观止。 (2)与LCD液晶显示器相比： ·PDP显示亮度高，屏幕亮度高达150LUX，因此可以在明亮的环境之下欣赏大幅画面的视讯节目。 ·色彩还原性好，灰度丰富，能提供格外亮丽、均匀平滑的画面。 ·PDP视野开阔，PDP的视角高达160度，普通电视机的大于160度的地方观看画面已严重失真，而液晶显示 器视角只有40度左右，更是无法与PDP的效果比拟。 ·对迅速变化的画面响应速度快。此外，PDP平而薄的外型也使其优势更加明显。 3 等离子显示器的发展 等离子显示器于1964年由美国的伊利诺斯大学的两位教授发明，70年代初实现了10英寸512×512线单色 PDP的批量生产，80年代中期，美国的Photonisc公司研制了60英寸级显示容量为2048×2048线单色PDP。 但直到90年代才突破彩色化、亮度和寿命等关键技术，进入彩色实用化阶段。 1993年日本富士通公司首选进行21英寸640×480像素的彩色PDP生产，接着日本的三菱、松下、NEC、先锋 和WHK等公司先后推出了各自研制的彩色PDP，其分辨率达到实用化阶段。富士通公司开发的55英寸彩色 PDP的分辨率达到了1920×1080像素，完全适合高清晰度电视的显示要求。近年来，韩国的LG、三星、现 代，我国台湾省的明基、中华映管等公司都已走出了研制开发阶段，建立了：40英寸级的中试生产线，美 国的Plasmaco公司、荷兰的飞利浦公司和法国的汤姆逊公司等都开发了各自的PDP产品。1998年飞利浦推 出的42英寸壁挂式PDP宽屏幕彩色电视机，其图像质量和伴音令人耳目一新。 近年来，PDP等离子屏显示器发展迅速，具有很大的市场发展潜力，引起了全球各大厂商的特别关注。经 过多年的发展，尤其是近五年，PDP的关键技术已基本突破。目前所面临的问题是如何降低成本，提高性 能，并实现大指生产。 近年来，PDP等离子屏显示器发展迅速，具有很大的市场发展潜力，引起了全球各大厂特别关注。经过多 年的发展，尤其是近五年，PDP的关键技术已基本突破。目前所面临的问题是如何降低成本，提高性能， 并实现大批量生产。 SONY、NEC、FUJITSU、PANASONIC等厂商纷纷开发了自己的PDP产品。但是，目前PDP价格还很高，现阶段 主要用于如飞机场、火车站、展示会场、企业研讨、学术会议、远程会议等公共场所的信息显示以及自动 监视系统等。 2002年6月的世界坏足够锦标赛极大地促进了等离子的普及，而美国国会正在着手的关于高清晰数字电视 广播的立法更会加速这一进程。顺应美国政策要求，家电行业的跨国公司纷纷减少CRT（显像管）电视的 产量，加大了等离子等高清晰电视的生产。这股潮流正从美国兴起，迅速涌向欧洲、亚太地区，等离子普 及的时代指日可待。 4 等离子显示器在中国的发展 中国等离子彩电产业则是刚刚起步，但是通过引进、消化和吸收，这几年发展十分迅速。彩虹集团公司和 西安交通大学与俄国斯国家气体放电器件研究所合作，已开发出具有自主和知识产权的40英寸彩色PDP产 品，彩虹集团公司在北京已建成一条40英寸以上的彩色PDP试验线，计划2002年内进行试生产。TCL、海信 和创维等先后推出了各自的PDP产品，创维新近推出的高清等离子彩电以及50寸、60寸的等离子产品，表 明中国在等离子显示器制造技术方面已经跨上了一个新的台阶。海信与北京国美、大中等大型商家签了3 亿元的42时数字等离子电视定货意向书。TCL计划在2004年之前实现所有等离子电视模块自主开发与生产 ，通过与外资合资、合作等方式，实现显示器联合开发生产。计划在2005年之前，投入3～5亿元人民币用 于等离子电视的开发与生产，建设至少三条生产线，实现年产30万台整机和30万套部品。创维的未来五年 等离子战略是2002年10万台、2003年15万台、2007年50万台。 2002年9月26日，国家信息产业部牵头召开了《中国等离子产业发展战略研讨会》。研讨会聚焦了相关专 家及企业代表，就中国发展等离子彩电可能出现的问题进行了沟通。会上有信息产业部管员提议将PDP纳 入数字电视体系。如果这一提议被相关部门采纳，意味着不久的将来，国家将给予等离子彩电较大力度的 政策及资金扶持。会议达成了以下共识：从产业结构调整上看，发展等离子彩电产业是我国彩电结构提升 的需要；从技术上看，等离子彩电是今后数字电视时代较为理想的选择；从展的需求来看，一旦等离子彩 电性价比降到消费者能够接受的时候，等离子彩电市场容量将会得到更大的发展；从生产能力上看，我国 的研发基础和制造能力已初具规模。 2002年10月17日，中国电子视像协会再次召集生产等离子彩电的合资企业共同探讨中国等离子产业的发展 道路。与会的政府主管部门官员、合资企业的代表以及专家学者都认为，中国等离子彩电产业还处于刚刚 起步的导入期，等离子彩电的市场状况这两年将表现出相对平稳的态势。 等离子彩电在中国还处于市场成长初期，离完全成熟的市场还有相当一段距离。问题主要表现在以下几个 方面： 技术障碍：大多数技术还掌握在外国企业手中，技术仍然是中国企业最大的短板。但是，随着中国企业研 发力度的加大，技术的劣势会淡化； 认知障碍：作为一种全新的电视产品，等离子彩电对于相当多的人仍然是陌生的。接受这一产品，需要企 业和社会共同进行市场培育和消费者教育； 价格障碍：等离子彩电价格长期以来高高在上，对进入消费家庭十分不利。现在，价格有了一个很大的回 落。但是，应当承认，价格还是比较高的。

SED&&&&&& 全称是“Surface-conduction Electron-emitter Display”

关心大屏幕平板显示技术的读者朋友最近一段时间来可能会经常听说一种新的显示技术——SED，并且

听到的都是叫好声。更有极端一些的看法认为SED的出现将判处PDP和LCD的死刑。SED究竟是怎样的一种技

术，它真的有那么神奇，可以独霸市场吗？
&&&

&&& SED平板电视机具有电子显像管电视具有的色彩鲜艳、亮度高、对比度好等所有优点，并可以达到液

晶和等离子相同的薄型效果。

&&& SED的构造及其优势

&&& SED的全称是“Surface-conduction Electron-emitter Display”，译成中文就是“表面传导电子发

射显示器”。

&&& 前玻璃基板上涂有红、绿、蓝三色荧光粉，并作为阳极相对后玻璃基板加有几千伏的高压。通过丝网

印刷法在后玻璃基板上制作对应每个像素的金属电极，并用喷墨印刷的方法在金属电极间制作氧化钯薄膜

电子发射阴极。上图右下角就是单个像素的示意图。生成了氧化钯膜的金属电极间距只有4-6个纳米，当

金属电极间加上10几伏的电压后，极间将形成超高电场，氧化钯膜中的电子会被牵引出来，形成电子发射

。由于金属电极是沿着同一块玻璃基板排列，所以刚发射出来的电子是在玻璃基板表面传导的，这是这种

器件被命名为表面传导电子发射显示器的原因，这也是SED与其它的场致发射显示器（FED）的区别所在。

&&& 发射出来的电子传导到另一电极的表面时，会有一部分电子被弹性散射到两玻璃基板之间的空间中去

，这时前玻璃基板上所加的阳极高压将对这些电子加速，并使之快速撞击到前玻璃基板所涂敷的荧光粉上

以发出可见光。这样SED的发光原理用一句话来说明就是高速电子撞击荧光粉发光，这与普通电视显像管

（CRT）的原理是一样的，只是电子发射阴极不同而已。我们知道CRT是目前电视用的所有显示器件中综合

画质最出色的，SED自然也继承了CRT的优良品质，再加上东芝和佳能宣称其制造成本只有PDP和LCD的二分

之一到三分之一，也就不难理解有些人会认为SED的出现宣判了PDP和LCD的死刑。

&&& SED的优良特性主要表现在：

&&& （1）由电子撞击荧光粉发光，属于自发光器件，不存在液晶显示的可视角不够和响应时间过长的问

题；

&&& （2）发光完全可控，不存在液晶显示的背光泄漏或等离子显示的预放电问题，黑色表现力大大提高

；

&&& （3）发光效率可达5lm/W，使其耗电量只有同规格的等离子和液晶显示器的一半；

&&& （4）由于采用与普通电视显像管同样的高压荧光粉，可以达到优于PDP和LCD的色彩饱和度及锐利的

图像；

&&& （5）器件基本上是平面结构，可以完全采用印刷工艺生产，使生产成本可以做到大大低于PDP和LCD

。

从FED的命运看SED可能碰到的问题

&&& 那么SED真是完美的显示器件吗？可能影响其发展的因素有哪些？我们知道SED只是场致发射显示器（

FED）的一种，下图是薄膜电子发射阴极型FED的示意图：
&&&
&&& 可以看到其与SED的唯一区别就是起牵引电子作用的柵极并不是与电子发射阴极平行排列在下玻璃基

板上，而是制作在电子发射阴极和阳极（上玻璃基板）之间，因此仅仅是电极制作工艺的区别。

&&& FED从上世纪90年代初做出实用化的样机，到90年代中期实现商业化，已经过去了十几年，至今我们

也没有看到其对显示工业产生多大的影响。除了前期受到阴极和柵极的制造工艺的困扰之外，还有如下的

问题需要解决：

&&& （1）为了不影响电子的发射和运行，FED的内部为超高真空状态，其表面要承受超过每平方米10吨的

压力，内部的支撑问题需要解决。这也决定了FED的尺寸不可能做的太大，由此我们也理解了为什么CRT会

如此笨重，且其极限尺寸只能达到45英寸。

&&& （2）高速电子打到荧光粉后会把其内部吸附的气体解吸出来，造成真空度降低。因此FED的寿命与真

空保持问题紧紧地联系在了一起。

这些问题同样也是SED需要解决的

&&& 虽然SED的制造成本要低于LCD和PDP，但是总成本里面还应该加入研发成本。从佳能1986年研究阴极

发射开始算起，已经连续投入20年了，这应该是一笔不小的数字。按照佳能和东芝的计划，SED真正量产

要到2007年，到那时候LCD和PDP厂家可能不但已经赚回了研发费用，连生产线的折旧费都已经回来了。所

以SED在一开始时价格上可能并不占优势，这也是为什么FED业界把自己的产品尺寸定在30~40英寸，这是

因为两年前这是LCD和PDP间的空档。现在的形势已经完全不同，这已经成了LCD的主攻战场。PDP还可以向

50英寸、60英寸退守，而SED则必须与LCD在这里死拼。考虑到LCD的产品线长度，以及资本投入的密集度

，到时候肯定有一场血淋淋的战斗。所以SED还远没有到欢呼的时候，其前路可以说是任重而道远。