本書作者畢生從事光電顯示領域的教育與研究工作,對各類光電顯示器件的發(fā)展、興衰,以及在全球范圍內的生產與應用情況有充分的了解,這些認知體現(xiàn)于全書對各類光電顯示器件介紹的篇幅分配和重點內容的取舍上。本書作者是電子物理專業(yè)的教師,對各類光電顯示器件的工作原理和特性的講解不是停留在科普水平上,而是從較高的物理水平出發(fā)作嚴密而又深入淺出的分析,同時為了照顧物理知識較少的讀者,對用到的有關半導體物理、量子力學的基本概念也作了必要的介紹。各類光電顯示器件加驅動電路構成了光電顯示器,本書對驅動電路的介紹不是停留在框圖水平上,而是從電子系教師的角度并結合電路理論知識,對驅動電路的整體結構和重要部件作深入細致的介紹,可以使讀者對光電顯示器的工作過程有透徹的了解。每章章首都給出了本章內容的提綱性說明,每章結尾都給出了檢測性的習題,以鞏固重點知識。由于本書起點較高,內容豐富,不同專業(yè)可以按需取舍,以作為本科生和研究生的“光電顯示”課程教材。
本書配有電子教案(PPT),下載地址為清華大學出版社網(wǎng)站本書頁面。適合作為光電信息類專業(yè)本科生及研究生教材。
《光電顯示原理及系統(tǒng)/高等學校電子信息類專業(yè)系列教材》對光電顯示領域的主要顯示技術的顯示原理、器件結構、制造工藝以及驅動技術做了全面的介紹。鑒于液晶顯示技術在光電顯示領域中的絕對統(tǒng)治地位,全書用了近一半的篇幅深入全面講述了液晶顯示器(LCD)的材料、工藝和驅動技術。
全書共13章,第1章是光電顯示的視覺基礎,對所有光電顯示器件都是適用的。第2章陰極射線管(CRT)顯示是其他光電顯示的先驅和參照物。第3章~第6章對液晶材料的理化特性、無源矩陣LCD的工作原理和驅動技術、薄膜晶體管的物理過程以及有源矩陣LCD的工作原理和驅動技術做了詳細的描述。第7章等離子體顯示屏(PDP)、第8章場致發(fā)射顯示(FED)和第11章電致發(fā)光(EL)顯示都處于正在退出或已經退出市場階段,所以只做簡略的介紹。第9章有機電致發(fā)光顯示(OLED)是光電顯示領域中正在升起的新星,其工作原理的物理過程比較難懂,故做了細致的講解。第10章發(fā)光二極管(LED)顯示和第12章的大屏幕投影顯示目前使用很多,所以仍給以較多的篇幅。第13章觸摸屏已是光電顯示器不可分割的一部分,本書對各種觸摸屏的工作原理和工藝結構做了全面的介紹。
本書在介紹各種光電顯示器的工作原理和驅動技術時,物理學和電子學的起點較高,所以適合作為大專院校有關專業(yè)的本科生和研究生的教材,也可作為廣大光電顯示領域的專業(yè)人員的參考書。
應根裕:清華大學電子工程系教授,先后主講“電子束管”、“電子光學”、“電子器件”、“光電導物理及其應用”、“攝像與顯示器件原理”、“信息顯示技術”等課程。編寫《電子器件》、《光電導物理及其應用》、《攝像與顯示器件原理》和《信息顯示與圖像攝取原理》等四本教材。主編《平板顯示技術》和《平板顯示應用技術》等專業(yè)圖書。撰寫了大型工具書《光學手冊》中的第21分冊《顯示光學》。曾獲得電子工業(yè)部優(yōu)秀教材一等獎兩次、電子工業(yè)部二等獎兩項、北京市三等獎一項,申請專利一項。曾參加一項平板顯示器件國際標準和兩項平板顯示器件國內標準的制訂。先后發(fā)表論文60余篇,主持過各類科研項目22項。
第1章光電顯示基礎
1.1顯示和光電顯示器
1.2電視的傳像原理
1.3表征圖像質量的主要指標
1.4顯示屏色調特性對圖像質量的影響
1.5與顯示器相關的視覺特性
1.5.1視覺生理
1.5.2與顯示技術有關的視覺特性
1.5.3平板3D與人眼生理
1.6光度學與色度學簡介
1.6.1光度學
1.6.2顏色的分類與顏色的三種屬性
1.6.3色度學中的幾個基本概念
1.6.4CIE表色體系
習題與思考
第2章陰極射線管顯示
2.1CRT的基本原理
2.2彩色CRT
2.3CRT電視的傳像原理
習題與思考
第3章液晶的性質
3.1液晶的發(fā)展過程
3.1.1液晶發(fā)現(xiàn)的故事
3.1.2RCA的先驅角色
3.1.3日本搶得先機
3.2液晶顯示的特點
3.3液晶的分類
3.3.1液晶的形成原因
3.3.2液晶分子的形狀和分子結構
3.3.3液晶的相
3.4液晶的物理特性
3.4.1液晶分子的序
3.4.2彈性系數(shù)
3.4.3黏度
3.4.4折射率
3.4.5介電常數(shù)
3.4.6離子輸運
3.4.7光學性質和雙折射
3.4.8閾值電壓
3.4.9小結
3.5表面定向性能
3.5.1沿面排列
3.5.2垂直排列
3.5.3傾斜排列
3.5.4液晶盒定向的種類
3.6液晶顯示器對液晶的要求
3.6.1引言
3.6.2顯示用液晶的基本要求和物理性質
3.6.3無源矩陣尋址顯示用的向列液晶材料
3.6.4有源矩陣尋址顯示用的向列液晶材料
習題與思考
第4章常用的無源液晶顯示器
4.1扭曲向列型液晶顯示器(TNLCD)
4.1.1結構和工作原理
4.1.2疇
4.1.3關(OFF)態(tài)的光學特性
4.1.4開(ON)態(tài)的光學特性
4.1.5TN液晶顯示器的技術參數(shù)
4.2超扭曲向列型液晶顯示器(STNLCD)
4.2.1工作原理
4.2.2光學特性
4.2.3STN系器件的優(yōu)缺點
4.3無源液晶顯示器的制造工藝
4.3.1TNLCD的制造工藝流程
4.3.2圖形蝕刻
4.3.3定向排列
4.3.4空盒制作
4.3.5灌注液晶和封口
4.3.6LCD制造工藝過程示意
4.4無源液晶顯示器的尋址技術
4.4.1七弧段顯示和直接尋址
4.4.2無源矩陣LCD的尋址
4.4.3無源矩陣尋址的極限
4.4.4交叉效應
4.4.5顯示灰度
4.5無源矩陣顯示器的驅動器
4.5.1驅動器的結構
4.5.2主機接口
4.5.3電源管理
4.5.4驅動器管理
4.5.5圖像處理
4.5.6輸出驅動器
4.5.7包裝和裝配技術
習題與思考
第5章薄膜晶體管物理、性能及其制造工藝
5.1AMLCD的發(fā)展歷程
5.2薄膜晶體管的工作原理和結構
5.2.1半導體表面物理
5.2.2絕緣柵場效應晶體管
5.3氫化非晶態(tài)硅TFT的結構和工藝
5.3.1aSi:H材料
5.3.2aSi:H TFT的結構
5.3.3新型aSi:H TFT
5.4氫化非晶硅TFT的性能
5.4.1aSi:H的缺陷結構和態(tài)密度
5.4.2aSi:H的TFT特性
5.4.3aSi:H的偏應力不穩(wěn)定性
5.5多晶硅TFT
5.5.1簡介
5.5.2多晶硅的制備
5.5.3柵極介質
5.5.4多晶硅TFT的結構和制作過程
5.5.5多晶硅TFT的應用
5.6LTPSTFT的特性
5.6.1LTPS的電導
5.6.2LTPS的態(tài)密度
5.6.3LTPSTFT的OFF態(tài)電流
5.6.4偏壓應力不穩(wěn)定
5.7非晶態(tài)氧化物半導體TFT
5.7.1AOS的材料性質
5.7.2AOS TFT的結構與制造
5.7.3aIGZO TFT的性能
5.7.4偏壓應力的不穩(wěn)定性
習題與思考
第6章有源矩陣液晶顯示器
6.1簡介
6.1.1AMLCD的面板結構
6.1.2一般考慮
6.1.3影響TFTLCD顯示特性的因素
6.1.4減少交叉效應和極性反轉技術
6.2AMLCD的驅動器
6.2.1AMLCD驅動器的體系結構
6.2.2視頻接口
6.2.3源驅動器
6.2.4柵極驅動器
6.3液晶顯示器性能的改進
6.3.1LCD的寬視角技術
6.3.2縮短響應時間
6.3.3抑制運動偽像
6.4液晶顯示器使用的原材料與輔助材料
6.4.1基板玻璃
6.4.2透明導電玻璃
6.4.3偏振片
6.4.4彩色濾色膜
6.4.5背光模塊
6.4.6輔助材料
習題與思考
第7章等離子體顯示
7.1基本結構
7.2ACPDP的工作原理
7.3氣體放電特性
7.4發(fā)光機理
7.5PDP的制造過程
7.6總裝和老練工藝
7.7PDP顯示屏灰度的實現(xiàn)
7.8PDP顯示動態(tài)圖像的偽輪廓現(xiàn)象
7.9PDP系統(tǒng)的電路
7.9.1驅動電路
7.9.2能量恢復電路
7.10PDP顯示器的優(yōu)缺點
習題與思考
第8章場致發(fā)射顯示
8.1電子場致發(fā)射
8.1.1場致發(fā)射顯示原理
8.1.2電子場致發(fā)射理論
8.2Spindt型場致發(fā)射體陣列
8.3Spindt型發(fā)射體的性能
8.4發(fā)射均勻性和穩(wěn)定性問題
8.5在FEA中引入聚焦極
8.6FED面板的制造
8.7維持真空和封裝問題
8.8納米Spindt型FED
8.9新材料和新技術
8.10基于碳納米管陰極的FED
8.11表面?zhèn)鲗щ娮影l(fā)射顯示器
8.12薄膜硅材料
8.12.1彈道電子表面發(fā)射顯示器
8.12.2激光處理Si薄膜
8.12.3金屬絕緣體金屬(MIM)結構冷陰極FED
8.13結束語
習題與思考
第9章有機電致發(fā)光顯示
9.1簡介
9.2OLED器件結構
9.2.1單有機層結構
9.2.2雙有機層結構
9.2.3pin結構
9.2.4級聯(lián)OLED
9.2.5頂發(fā)射和透明OLED
9.2.6全彩色OLED
9.3OLED的主要物理過程
9.3.1OLED的載流子注入
9.3.2OLED的載流子傳輸
9.3.3OLED的載流子復合發(fā)光
9.3.4光出射過程與提升出光效率的方法
9.3.5有機光電材料的背景知識
9.4用于OLED顯示的有源矩陣
9.4.1對TFT的要求
9.4.2基于激光退火的低溫多晶硅
9.4.3非晶硅
9.4.4圖形黏滯效應
9.4.5非晶氧化物半導體
9.4.6p溝道與n溝道
9.4.7柔性TFT背板
9.5全彩色OLED顯示器件主要制作技術
9.5.1TFT背板工藝
9.5.2OLED發(fā)光單元
9.5.3封裝和鈍化
9.6OLED性能退化機制
9.7現(xiàn)有問題和未來展望
習題與思考
第10章發(fā)光二極管顯示
10.1簡介
10.2LED的原理和制造
10.2.1半導體的光學性質
10.2.2LED的pn結和基板結構
10.2.3LED的制造與封裝
10.3LED的性能
10.3.1內量子效率
10.3.2光提取效率
10.3.3LED的參數(shù)
10.3.4單色LED的性能
10.3.5下轉換的白光LED
10.4LED顯示屏
10.4.1LED顯示屏的技術指標
10.4.2LED的驅動
10.4.3實現(xiàn)灰度和亮度的調整
10.4.4LED顯示屏的基本構成
10.4.5LED全彩色顯示屏的關鍵技術
習題與思考
第11章電致發(fā)光顯示
11.1交流粉末電致發(fā)光
11.1.1背景
11.1.2AC粉末EL器件的結構和材料
11.1.3AC粉末EL器件的發(fā)光機理
11.1.4ACPEL器件的EL特性
11.1.5ZnS粉末EL材料
11.1.6ACPEL器件的限制
11.2交流薄膜電致發(fā)光
11.2.1背景
11.2.2薄膜電致發(fā)光的工作原理
11.2.3薄膜電致發(fā)光的熒光粉
11.2.4厚膜電致發(fā)光顯示器
11.3結論
習題與思考
第12章大屏幕投影顯示
12.1大屏幕顯示的特點和發(fā)展歷史
12.1.1大屏幕顯示的特點
12.1.2大屏幕投影顯示的歷史
12.2現(xiàn)代投影顯示系統(tǒng)
12.2.1液晶投影顯示
12.2.2DLP投影顯示
12.2.3LCoS投影顯示(反射型液晶投影儀)
12.2.4常見投影顯示技術比較
12.3激光投影顯示
12.3.1面陣空間光調制器的投影成像方式
12.3.2基于掃描的激光投影顯示
12.3.3激光投影顯示的優(yōu)缺點
12.4投影系統(tǒng)的光源、照明系統(tǒng)和光學系統(tǒng)
12.4.1光源
12.4.2照明系統(tǒng)
12.4.3光學系統(tǒng)
習題與思考
第13章觸摸屏
13.1觸摸屏或觸摸系統(tǒng)簡介
13.2模擬和數(shù)字電阻式觸摸屏
13.2.1四線電阻觸摸屏
13.2.2八線電阻觸摸屏
13.2.3五線電阻觸摸屏
13.3電容式觸摸屏
13.3.1表面電容式的觸摸屏
13.3.2投射電容式的觸摸屏
13.4光學觸摸屏
13.4.1掃描紅外觸摸屏
13.4.2基于攝像機的光學觸摸屏
13.5聲學觸摸屏
13.5.1表面聲波
13.5.2導向聲波
13.5.3離散信號技術和聲脈沖識別
13.6在單元內
13.7手機觸摸屏概況
13.8觸摸屏計算機界面:電子芯片
13.8.1引言
13.8.2觸摸屏電子芯片的趨勢
13.8.3作為觸摸系統(tǒng)一部分的電子芯片
13.8.4手勢
13.8.5觸摸屏電子芯片的選項
13.8.6觸摸電子產品的通信
習題與思考
縮略語
參考文獻