液晶光电子学的发展,电子科技大学 电子科学与技术研究院 黄子强 Tel. 13348954187 028 83205251,内容提要,发光型显示器件一览 液晶显示器件的发明与发展 液晶电子学的现状与发展,发光型显示器件一览,最简单平面显示器：LED屏,“1”,“0”,“0”,“0”,“0”,“0”,“1”,“1”,双稳态是实现高清晰度显示的理想途径,双稳态OLED显示器,普通OLED显示器,像素寻址以后，能在整个一场中持续保持寻址时的发光状态，亮度高。,像素仅当寻址时才发光，发光时间短；靠视觉暂留获得持续亮度感觉，主观亮度极低。,2. 发光型显示器件一览,有机发光二极管显示器,有机发光二极管显示器,激光电视,等离子体显示的问题：脉冲高电压,等离子体显示问题的解决： 加上辅助电极 1,预写入,整理壁电荷,等离子体显示问题的解决： 加上辅助电极 2,信号写入,显示保持,等离子体显示没有解决的问题：潜像、烧伤。,间壁,离子轰击,等离子体显示器,场致发射（FED）,荧光粉 阳极,阴极,调制极,FED的工艺：,牺牲层,钼,2. 液晶及其显示器件简介,1888年奥地利的植物学家FReinitzer在作加热胆甾醇苯甲酸酯试验时发现，当加热使温度升高到一定程度后，结晶的固体开始熔融。但熔融后不是透明的液体，而是一种呈混浊态的粘稠液体。当再进一步升温后，才变成透明的液体。,德国物理学家DLeimann将其称为Fliessende Krystalle (德语，意思为液态晶体)。英文译为Liquid Crystal，中文译为“液晶”。简称为“LC” 。,FReinitzer,DLeimann,1961年，美国RCA公司普林斯顿试验室有一个年轻电子学者FHeimeier，他的专业是微波固体元件。这天，他的一个朋友向他讲述了正在从事的有机半导体方面的研究，跨学科的课题引起了他的极大的兴趣。 他把电子学方面的知识应用于有机化学；为了研究激光又与晶体打上了交道 为了研究外部电场对晶体内部电场的作用，他想到了液晶。他将两片透明导电玻璃之间夹上掺有染料的向列液晶。当在液晶层的两面施以几伏电压时，液晶层就由红色变成了透明态。出身于电子学的他立刻意识到这不就是彩色平板电视吗!,直到1968年，才在一项最新科技成果的广播报导中向世界公布 日本NHK在1969年2月即刻向日本作了报导。这一报导立刻引起了日本科技界、工业界的重视 而在美国，RCA公司中一些生产部门的领导人一方面局限于传统的半导体产品，一方面又过分强调了初出茅庐的液晶显示器件的缺点，以市场还未开拓为借口，极力诋毁液晶显示的产业化。 RCA公司中“液晶”小组成员开始外流，“液晶显示”的专利也被卖出。 RCA公司在一次董事会上沉痛地总结，在RCA百年发展历史上液晶显示技术的流失是最大的一次失误。,1994年4月美国政府宣布，将在今后5年内投资6亿美元扶植美国平板显示器件产业。其起因是9293年度日美贸易磨擦中，日本拒绝向美国出口有源矩阵液晶显示器件。 这些研究都在大规模投产中遇到了障碍，几乎没有一家可以用与日本相同的投资建立一条与日本产品可以抗争的大规模液晶显示器件生产线 发现了一些新的显示技术。这就是目前使全世界瞩目的“平板场发射”(FED)和“有机电致发光”(OLED)等新型显示器件。,胆甾型液晶 1. 光波导效应,向列型液晶,p,手性液晶的电光特性,对于胆甾型液晶 2. 布拉格效应,第一台液晶显示的计算器,第一台液晶显示的数字钟,第一台液晶电视,1982年,第一台14英寸彩色液晶电视,1988年,头盔显示器,柔性液晶显示器,3. 双稳态显示技术概览,Kent州立大学手性液晶的双稳态显示器,开发该项技术的公司有IBM、Philips、HP以及 Fujitsu。,Kent州立大学手性液晶的双稳态显示器,E-ink电子墨水技术原理：零电场双稳态,索尼的E-Ink电子纸,LG.Philips Announces Color Flexible Display Using E-Ink Technology - 2007,采用纳米固体流体的显示器,自然光干涉形成的美丽颜色,微机电驱动时的双稳态现象,微机电驱动的光干涉单元,据悉，日前高通光电公司在2008年国际显示大会上推出了全球第一款IMOD彩色显示屏，该显示屏主要用于移动显示设备，提供全方位的移动显示方案；新款的IMOD彩色显示屏厚度仅有0.9吋厚；据称该IMOD技术不需要背光源，而是通过反射光线以便于不同波长之间相互干扰，产生出纯净的、生动的颜色。这也是下一代显示设备的主要使用对象。,IMOD 显示器,微机电双稳态显示器与传统显示器比较,反射式显示器,传统液晶显示器,透射式液晶显示器,1. 反射式液晶显示技术,4. 液晶电子学的发展状况,液晶电子学发展状况,液晶电子学发展状况,2. 零场双稳态液晶显示技术,与现有的电子书、当天的报纸一起拍摄的照片,液晶电子学发展状况,液晶电子学发展状况,液晶电子学发展状况,3. 聚合物包裹液晶材料及其应用,液晶电子学发展状况,3. 聚合物包裹液晶材料及其应用,液晶电子学发展状况,选择适当的聚合物和工艺可以把液晶包在聚合物之中,PDLC驱动电压降到36伏，比SNIA和3M公司的60伏降低了很多。,液晶电子学发展状况,3. 聚合物包裹液晶材料及其应用,民用机载雷达屏的研究进展：2006年7月,液晶电子学发展状况,3. 液晶显示无缝拼接技术进展,美国F35的机载液晶显示器,3. 液晶电子学的现状与发展,液晶电子学发展状况,液晶移相器原理,闪耀相控阵原理,闪耀相控阵的二元光学结构,基于液晶的一维相控阵技术,G-S（Gerchberg & Saxton）的计算结果,空间光调制器用于激光束的灵巧操控,2010年2月11日，导弹防御局首次完成机载高能激光武器拦截导弹试验，当时目标距离为50英里(约合80公里)，激光武器击中一枚处于升空阶段的短程导弹。今年随后的试验目标是，使用波音飞机上的激光武器向100英里(约合160公里)外一枚正飞行的假想敌方弹道导弹发射高能激光束，并将其摧毁。,空间光调制器可用于激光束的波前操控,2012年7月19日，美海军在圣尼古拉斯岛用6套商用激光器构成激光武器，击落4架无人机。,空间光调制器可用于激光束的波前操控,5. 视角可变显示器,Powered off,Powered on,液晶电子学发展状况,Powered off,Powered on,液晶电子学发展状况,谢谢！,