光电子发光与显示技术.doc

光电子发光与显示技术 20世纪和21世纪是信息的时代。1960~1990年信息的年均增长率为20%，到2020年更将达到每两个半月翻一番的惊人速度。信息的获得、处理、传输、显示构成了信息技术链的四个环节，它已深入到社会的各个领域。研究表明，在人们经各种感觉器官从外界获得的信息中，视觉占60%，听觉占20%，触觉占15%，味觉占3%，嗅觉占2%。可见，近2/3的信息是通过眼睛获得的。当然，也可以将信息以文字或语音的形式表达出来，但其每分钟所能传送的信息量只能是几百个字节，有时还不一定能表达得清楚，而用图像来传送信息就快得多，一幅电视图像由几十万个像素组成，高清晰度的电视图像可达百万个像素，并且一目了然，比任何口头叙述或文字描写都清楚。显示技术作为人机联系和信息展示的窗口已应用于娱乐、工业、军事、交通、教育、航空航天、卫星遥感和医疗等各个方面，显示产业已经成为电子信息工业的一大支柱产业。在我国，显示技术及相关产业的产品占信息产业总产值的45%左右。 从世界上第一只阴极射线管发展到今天成千上万种显示装置，已经历了百余年的历史，显示技术已渗透到各个领域。纵观显示技术的发展历程大致有三个阶段： Ⅰ.机械电视发展阶段（1884年~1929年），它是以1884年，德国工程师尼波可夫发明了圆盘式光电扫描仪为起点的，开始了大规模的机械电视的研究，1929年，英国发明家贝尔德正式播送机械电视节目。 Ⅱ.电子束显示器件和电子电视阶段（1930年~1960年），1897年，德国学者布劳恩发明了阴极射线管，成为现代电子显示的起点。1936年，英、美两国分别在伦敦、纽约开始正式播送电视节目，从此进入了黑白电视的时代，30年代~50年代，黑白电视进入了全盛时期。1950年，美国无线电公司（RCA）研制出第一只彩显管，标志着彩色电视时代的开始，开创了彩色显示新纪元。与此同时，各种类型的电子束显示器件也得到迅速发展，如雷达显示器，示波器等等。使电子显示形成了一个巨大的产业，它的发展一直延续至今。 Ⅲ.各类新型显示技术蓬勃发展时期（1960年以后）。六十年代初期，由于半导体集成电路技术的迅猛发展，促进了电子设备的小型化、低压化，单一的CRT显示已不能满足需求，引发了各类显示技术的蓬勃发展，其标志有：①平板显示的大发展。各类显示原理完全不同于真空显示器件的平板显示器件相继出现，如1966年发明了等离子体显示板，1968年发明了液晶显示板，1969年发明了电致发光板，由于它们在体积、重量、功耗方面有明显的优势，一经发明，就迅速发展为独立的学科。②激光进入显示领域。自1960年激光器问世以后，在显示领域得到很多应用，激光扫描也成为一种新的选址方法。③计算机显示日益普及，图形显示其成为普及型产品。④新器件不断出现，并发展为产业，如发光二极管（LED）的发展，迅速成为大屏幕显示的主要技术之一。另外，其他新型器件如电致变色显示（ECD）、电泳显示（EPIF）等等也相继发明。 回顾上述简单历程我们可以看到，显示技术的发展和社会进步密切相关的。一种新原理的显示器件的发明往往标志其技术进入一个新阶段，甚至会带来一场变革。另外，显示技术的前进是和其他相关学科如材料、工艺技术等的发展密不可分的。我们看到，显示技术的发展前景是非常广阔的。 电子显示器可分为主动发光型和非主动发光型两大类。前者是利用信息来调制各种像素的发光亮度和颜色，进行直接显示；后者本身不发光，而是利用信息调制外光源而使其达到显示的目的。显示器件的分类有各种方式，例如：按显示屏幕面积的大小，可分为中、小型（约0.2m2左右）、大型（大于1m2）和超大型（大于4m2）显示器；按颜色可分为黑白、单色、多色和彩色显示器；按显示内容、形状可分为数码、字符、轨迹、图表、图形和图像显示器；按所用显示材料可分为固体（晶体和非晶体）、液体、气体、等离子和液晶显示器。但是最常见的是按显示原理分类，其主要有：阴极射线管（CRT）显示，液晶显示（LCD）、等离子体显示板（PDP）显示、电致发光显示（ELD）、发光二极管（LED）显示、有机发光二极管（OLED）显示、真空荧光管（VFD）显示、场发射显示（FED）。前7种皆为主动发光显示，只有LCD是非主动发光显示。其他还有电致变色（ECD）显示、旋转球（TBD）显示、电化学（ECD）显示等，但它们应用面不大，市场也小。 §1 阴极射线管显示athode Ray Tube, CRT）的发展可追溯到1897年布朗的示波管，1938年德国人W. Fleching提出彩色显像管专利，1950年美国的RCA公司研制出三枪三束荫罩式彩色显你管，1953年实用化。20世纪60年代，玻壳由圆形发展为角矩形管，尺寸由21英寸发展到25英寸偏转角由70°增大到90°，荧光粉由发光效率较低的磷酸盐型发展为硫化物