平板显示技术现状和发展趋势
图1 TFT—LCD屏结构示意图
Fig.1 The structure of TFT-LCD
收稿日期:2008一Ol一20 作者简介:陈向真(1956一),男,研究员级高级工程师,国家平板显示工程技术研究中心常务副主任。长期从事平板显示
的管理和研发工作。
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图4 DMD屏结构示意图 Fig.4 The structure of DMD
在LCD技术开发方面,日本夏普公司处于领先 地位,开发的4 096X2 160像素的64英寸液晶显示 器,对比度为2 000:1,确立了LCD超高分辨率的制 高点;108英寸LCDTV,向PDP挑战;厚度为2.88 mm的12英寸TFT液晶面板,对比度为2 000:1, 响应时间为8 ms,像素为1 280X 800,背光采用 LED,向OLED挑战;并准备建10代生产线,目标是 40英寸产品。
第28卷第1期 2008年3月
光 电 子 技术
OPTOEI。ECTRONIC TECHNOI,OGY
V01.28 No.1 Mar.2008
平板显示技术现状和发展趋势
陈向真
(中国电子科技集团公司第五十五研究所,国家平板显示工程技术研究中心,南京210016)
摘 要:对目前的平板显示技术进行了概述。介绍和评价了平板显示的主流产品及其现状和 平板显示技术的发展趋势。展望了平板显示新技术,并对该产业的发展提出了建议。
根据平板显示器件单元的驱动方式和发光类
型,可将乎板显示器分为存储一自发光型、存储一非自
发光型、无存储一自发光型、无存储一非自发光型四种
显示类别。表1为近年各种平板显示技术的分类。
表1平板显示技术分类
Tab.1 Types of FPD technology
存储一
AC—PDP、TFT一0LED,TFT—PLED、硅
表2 LCD、PDP、OLEDTV商品性能对比
Tab.2 Performances comparison of LCD、PDP and OLEDTV products
表3是主流显示技术的综合比较,☆为好,◎为
良,o为一般,目前的几种主流显示屏已经不存在视 角问题。I。CD通过对背光源的控制改善了对比度,
Abstract:The current stage and development trend of FPD technology are summarized.The mainstream products of FPD are introduced and evaluated.In the long term perspective at ad— vanced technology of FPD,some suggestions are put forward.
关键词:平板显示;液晶显示;等离子显示;有机电致发光显示;立体显示;柔性显示 中图分类号:TN27 文献标识码:A 文章编号:1005—488X(2008)01—0001—06
The Current Stage and Development Trend of FPD Technology
CHEN Xiang—zhen
4.4主流显示产业综合评价
TFT—LCD、PDP、0I。ED/PI。ED几种主流显示 产业各有所长,他们的主要特点见表4。
5 其它技术
微型显示(MD)包括DMD、LCoS和硅基 OLED。DMD是光MEMS器件,具有优良的光学性 能,已广泛应用在投影设备上;LCoS是微电子技术 和液晶器件技术的结合,有潜在的成本优势;硅基 OLED非常适合应用于近眼显示,尤其是军用。微型 显示在背投电视应用空间有限,在前投和近眼显示 方面会有较大的应用市场;
SED具有良好的光电性能,但是参与企业太少, 规模生产不成熟,面临LCD、PDP的巨大竞争压力;
TDEL具有潜在的价格优势,技术尚未成熟。
Tab.4
衰4 TFT—LCD,PDP、OLED/PLED综合评价 Comprehensive assessment of TFT—LCD、PDP and OLED/PLED
2 主流产品现状和趋势 .
经过多年发展,平板显示技术日趋成熟,主流产
品性能优良,占据了越来越多的市场份额。表2是一
些具有代表意义的显示产品性能对比。从表中可以
看出,液晶显示技术已完全进入大屏幕电视领域,与
图3 AC—PDP屏结构示意图 Fig.3 The structure of AC—PDP
等离子体显示器展开竞争,各类显示器的功耗都有 明显降低。OI,ED响应速度领先于其他两种显示。
OI。ED技术处于不断开发新技术阶段:日本 SONY公司开发了27英寸全高清(分辨率1 920× 1 080)电视样机,为了能应用于电视,产品的寿命还 有待进一步提高。OI,ED还需进一步改进生产工艺, 降低生产成本,缩短生产节拍时间,提高产率。 PI。ED技术的成熟将有助于成本的降低。此外, 0I。ED产品的性能还有赖a—Si TFT、LTPS TFT、 OTFT技术的开发和提高。
PDP成本主要由工艺、电源系统、驱动电路及
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显示屏构成,其中工艺和驱动电路成本占了80%。所 以,加强工艺改进和驱动电路的设计是降低PDP成 本的主要途径。
在PDP技术开发方面,日本先锋公司开发了 0.36 mm像素的高精细PDP,在“CEATEC JAPAN 2006”展出了18英寸、1 150×580像素、亮度为580 cd/m2样机,改进了放电材料及电极结构,提高了放 电效率,开发短余辉荧光粉和精细障壁,提高了分辨 率。利用此像素可以实现31英寸、1 920×1 080高 清电视;松下计划投资建设月产100万片、10面取42 英寸或8面取50英寸PDP生产线。日本公司计划应 用PDP开发中心新一代技术成果,在42英寸产品中 实现70 W的低功耗,采用胶印工艺,用于8面取生 产,进一步降低成本。
自发光型 基OLED
存储一TFT—LCD、TFT—EPD、CH.LCD、DMD,
非自发光型LCoS、IMOD
无存储一
CRT、VFD、SED,OLED、PLED、LED,
,自露发光魏型STNEL-、 LCTDDE,LTN-LCD旧。成P
图1~图4介绍了目前几种主流平板显示屏结 构。图1为TFT—I。CD屏结构示意图;图2为TFT— OLED屏结构示意图;图3为PDP屏结构示意图;图 4为DMD屏结构示意图。
4.3 OLED技术发展
OLED生产技术初步形成,表现在以下几方面: 1.小尺寸电视显示屏开始量产,SONY公司11 英寸OI。EDTV即将上市; 2.大多数产品的使用寿命尚偏低,限于MP3、 汽车显示等; 3.目前彩色方案采用比较成熟的三基色发光 法,但需要高水平的蒸镀技术和定位技术; 4.以出光兴产和UDC公司为代表的荧光材料 和磷光材料的发光效率和寿命都有较好的进展。
体显示技术难以显示不透明的三维物体,难以 控制光线的传播方向。
其信息量之大,对空间光调制器,计算机的处理速 度、存储容量和传输带宽的要求之高,都是目前软、 硬件技术所无法实现的。
德国SeeReal Technologies公司另辟蹊径,通过 采用跟踪视角技术和亚全息图技术(Sub—hologram technique)研制出20英寸单色三维全息立体显示 器,如图11所示。该技术可以采用较大的像素间距, 如用于显示电视图像,像素间距为25~50 btm,这样 就可以利用现有的I。CD-I-艺技术。该公司的三维全 息成像显示如图12所示,对应观看的三维图像,其 观看点的尺寸和形状所相应的全息图的数据量较 小,现有的计算机技术就能胜任全息图的数据处理。 另外,利用LED、OLED或其它非相干光源的背照 灯,得到散斑较小的立体图像。这一技术的开发成 功,再经过进一步的改进,真正意义上的立体显示有 望进入实用阶段。
3 市场前景
从全球市场看,TFT—I。CDTV需求量和销售额 都逐年走高,预计2010年达到1.28亿台。与此同时, 价格逐年降低,如图5所示‘¨。图6为全球PDP的需 求,与I.CD相比,主要应用在大屏幕电视,所以数量
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陈向真:平板显示技术现状和发展趋势
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较少,增长幅度相对较小。图7为全球OLED需
求Ⅲ,预计2010年有源OI。ED将超过无源OLED成
为主流。图8为全球背投电视需求,液晶投影电视将
R .6
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矩
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逐渐减少。图9为有机EL全球2006年市场分析r引, 有机EL 2006年销售额为610亿日元,主要用于手 机主、副显示屏和便携式音乐播放器,但未来市场前 景可观。
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6新技术展望
6.1立体显示
6.1.1体视显示技术 视差三维显示技术包括体视显示系统和自体视
显示系统。自体视显示系统由平板显示器件、光学 板、图形处理软件构成。目前自体视显示系统主要的 研究方向是研究开发产生更加逼真、更加精确深度 的图形处理软件和研究自体视显示系统对人的生理 影响,消除眼疲劳问题。 6.1.2体三维显示技术
4.2 PDP技术发展
PDP生产技术较为成熟,通过实现多面裁切技 术,降低生产耗电,降低生产成本,现已实现8面取 42英寸面板的生产。其中日本松下公司已经开始准 备销售全球最大的103英寸等离子电视。近年来, PDP通过改进显示单元结构、荧光材料、驱动电路, 提高显示屏发光效率,降低整机功耗;通过专用集成 电路开发,降低材料生产成本,促进了工艺的进一步 成熟。
PDP market and ASP forecast
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图7全球OLED需求