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1、平板显示技术章节思考题整理一、FED 章节思考题1、几种常见的电子发射？（书 P407）所谓电子发射是指电子从阴极逸出进入真空或其它气体媒质中的过程。表面势垒：克服阻碍其逸出物体表面的力。电子发射按照其获得外加能量的方式，即电子的受激发方式分为以下四种：热电子发射，光电子发射，次级电子发射及场致电子发射。1热电子发射：增加发射体内部电子的能量使其获得超过表面势垒的能量的电子发射2光电子发射：即外光电效应，电子靠光辐射吸收光量子能量而逸出物体产生的发射；3次级电子发射：界外获得能量的电子穿入物体内部，把能量传递给物体内部的电子，使之逸出的发射方式；4 场致电子发射：也称冷发射，在物体表面外加电场
2、降低表面势垒而得到的电子发射。2、增强场致电子发射的几个方法？（ 书 P412）根据 F - N 场发射公式，发射电流与功函数、电场强度密切相关，所以要获得大的场致发射电流，可以：提高栅极工作电压 U，增加表面电场采用低表面逸出功的发射材料或在阴极表面涂敷低逸出功材料；改变阴极的几何形状以增大几何因子。3、 二极型和三极型结构(有哪些)的优缺点？（ 书 P430）无栅极的称为二极结构场致发射，有栅极的称为三极结构场致发射。1二极型结构，阴极接地，阳极加正压。电子从场发射源发出在阳极电压的加速下直接轰击荧光粉发光。优点：二级型结构制作简单，并且由于采用大量如丝网印刷技术的厚膜工艺，器件制造成本大
3、大降低，成品率高。缺点：虽然二级型结构工艺上很易实现，但是阴极和阳极之间距离的减小限制了阳极电压值，需要高压驱动电路：如果提高发射电流密度，然而会造成荧光粉的快速老化，影响到器件的寿命；如不降低驱动电压，则驱动电路的设计难度随之增加，也很难实现多灰度等级快速动态显示。另外二级型结构只能使用低压荧光粉，将影响荧光粉的发光亮度。2三极结构中增加了栅极，栅极作为调制极主要调节发射电流密度。栅极的引入将驱动电压和阳极电压分离可以减小降低驱动电压和实现高亮度之间的矛盾，由于栅极和阳极在阴极的同一侧，并且束散不很严重，有利于电子的发射并轰击荧光粉，实现低电压调制。优点：在阳极和阴极之间增加了控制栅极，使控
4、制电子发射的电极大大缩短了与发射阴极的距离，从而大大降低了驱动电压。缺点：工艺复杂，制作成本高。但三极型结构中发射电子的横向速度很大，导致电子发散角大，限制了显示器分辨率的提高。4、目前为什么大多研究单位将平面型阴极型 FED 作为研究重点？三极管结构中按栅极位置的不同，可分为前栅型 FED、后栅型 FED 和平面栅型FED。前栅型 FED 在制造过程中容易破坏场致发射源，另外器件的均匀性难以保证。后栅型 FED 是将栅极埋在阴极之下，解决了前栅结构的制作困难问题，但是该结构失去了栅极对阳极的屏蔽作用，因此不能提高阳极电压，否则会直接使阴极产生场致电子发射。前栅与后栅场致发射显示器都需要制作绝
5、缘层，而大面积的绝缘层制作对设备及工艺要求很高，且绝缘性能很难保证，故器件成本高，不易实现大面积显示。而平面栅型 FED 是将阴极与栅极做在同一个平面上，阴极与栅极中间由微小间隙隔开平行分布。采用普通的光刻工艺一次性就可以在基片上完成阴极与栅极的制作，避免了前栅与后栅结构中绝缘层及上电极的制作，大大降低了工艺的复杂性及难度。由于制作工艺简单，制作成本远小于前栅和后栅结构，故平面栅型场致发射显示板更易大面积化和实用化。5、FED 阴阳间距大小对显示性能的影响如何？为了保证色纯，阴阳间距必须很小以避免电子束打到相邻粉条上。过小的阴阳间距限制了阳极电压，从而限制了高效率的高压荧光粉的使用。过大的话阳
6、极电压太大，也会使阴极不易接收到电子，并有可能造成色散，偏色。6、荧光粉厚度对显示性能的影响？一般为 2-3 层，4-9um，荧光粉呈弱电性。7、FED 显示屏中残留物质对发射的几个主要影响？FED 器件内部残余气体与发射阵列发生相互作用导致 FEA 发射性能的降低。FEA 发射性能下降在实验现象上表现为器件工作初期发射电流逐渐下降，而经过一定时间后又逐步趋于稳定。一般来说 ,在器件真空度越高的情况下，发射电流下降速度越慢，下降幅度越小。发射下降主要归结为 4 种原因：发射体表面气体吸附；表面氧化；离子溅射；离子注入。二、LCD 章节思考题1、叙述液晶材料的基本种类及其主要特点？（1）层列液晶
7、：棒状分子成层状结构，构成分子相互平行排列，与层面近似垂直。特点：层间结合较弱；层与层之间易于相互滑动；基本特征是粘度较高的二维液体的性质（2）向列液晶：棒状分子都以相同的方式平行排列，每个分子在长轴方向可以比较自由地移动，不存在层状结构。特点：富于流动性。（3）胆甾相液晶：液晶分子形成层状结构，分子长轴在同一层面内呈平行排列。但相邻层面间分子长轴的取向方位有所不同，整个液晶形成螺旋结构。特点：光学性质都与这种螺旋结构有关2、叙述液晶显示器显示的基本工作原理?未加电压：当光线通过上层偏光片，以一特定的方向进入 LCD 后，由液晶的扭曲将光路旋转至特定的角度，而得以穿透下层偏光片的透过轴向施加电
8、压：原有液晶分子排列的状态经过施加电压后，已失去了旋转光路的功能，因此光线无法透过直交的偏光片3、液晶器件工作上升时间和下降时间一样吗？为什么？不一样4、液晶显示器彩色显示实现方案如何？ 光线通过后经过彩色滤光片产生红、绿、蓝三色光，最后通过上偏光片，并由偏振光偏振方向与偏光片偏振方向夹角决定最终输出的光强，以形成不同的色彩。5、液晶 TFT 结构及其工作原理，并叙述其在动态时是怎样显示图像的?6、场序液晶显示的工作原理及实现方案？7、归纳液晶背光源的种类及其特点并根据目前市场情况预测液晶背光发展状况优点 缺点白炽灯泡 简单、价格低 亮度不均匀、色温低、寿命短点状光源发光二极管 长寿命、不发热
9、 亮度不均匀、单色光、调色难冷阴极荧光灯 CCFL 亮度高、寿命长、彩色化 不能调光、易破碎、驱动电压高线状光源热阴极荧光灯 HCFL 亮度高、彩色化 不能调光、易破碎、驱动电压高、寿命短、发热扁平荧光灯 亮度高、寿命长、彩色化 不能调光、易破碎、驱动电压高电致发光 发光均匀、轻薄、耐震抗冲击寿命短、电压高有机电致发光 发光均匀、轻薄、耐震抗冲击、电压低彩色难、寿命短面状光源冷阴极场致发射 发光均匀、亮度高8、简要叙述液晶发展新技术情况？9、液晶显示器透光率分析？10、简要画出 TFT 液晶显示器基本结构并说明各部件功能？三、LED 章节思考题1、LED 工作原理及其器件构造？器件构造：晶片：
10、发光材料金线：连接晶片 PAD 与支架银胶：固定晶片和导电支架: 导电和支撑环氧树脂：保护Lamp 的内部结构LED（Light Emitting Diode） ，又称发光二极管，它们是利用固体半导体材料作为发光材料制作的正向偏置的 PN 结二极管。其发光机理是当 PN 结两端加上正向电流时，注入的非平衡载流子（电子空穴对）在扩散过程中复合，放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。这种发射过程主要对应光的自发发射过程。按光输出的位置不同，发光二极管可分为面发射型和边发射型。我们最常用的 LED 是 InGaAsP/InP 双异质结边发光二极管。2、LED 器件主要电学、光学参数？电学参数： I
11、-V 特性、C-V 特性、开启电压 VT、正向工作电流 IF、正向工作电压 VF、反向工作电流 IR、相应时间、最大允许功耗光学参数：光通量、发光效率、视觉灵敏度、发光强度、角分布 I、平均光强3、常用 LED 材料及发光机制？材料：由 III 族的 Al、Ga、In 与 V 族的 N、P、As 等两种以上元素相结合而成的 IIIV族， 由 II 族的 Zn 与 VI 族的 S、Se 相结合而成的 IIVI 族，由 Si 与 C 相结合而成的IVIV 族等化合物半导体。LED 的发光源于电子与空穴的复合，其发光波长是由复合前空穴和电子的能量差决定的。对于直接跃迁型材料，晶体发光的波长决定于禁带
12、宽度 Eg，发光波长可由关系式，=1240/Eg 求出。为了得到可见光， Eg 必须在 1.6eV 以上。4、何为 LED 的内部和外部量子效率？分析如何提高 LED 器件发光效率？内量子效率（internal quantum efficiency)：注入 LED 的载流子变换 为光子的比例。 intint /()LEDPhIe 每 秒 钟 从 有 源 层 辐 射 出 来 的 光 子 数注 入 的 电 子 数外部量子效率（ external quantum efficiency)：射出晶体之外的光子与注入载流子之比。 int/()ext exractionhI每 秒 钟 辐 射 到 自 由 空
13、 间 的 光 子 数注 入 的 电 子 数提高内部量子效率：主要是提高 LED 芯片本身的电光转换效率，与 LED 芯片本身的特性（如芯片材料的能带、缺陷、杂质） 、芯片的垒晶组成及结构等相关。LED 工作时产生的热量将会使 LED 芯片中载流子复合效率下降，从而降低 LED发光效率。可以在器件结构上，增强 LED 芯片的散热1使用硅或碳化硅衬底。2采用芯片倒装技术。3大功率管采用铜基热衬及吕基散热器组装模式。5白光 LED 方案及其具体实现方法？1多晶片混光技术：分别把红、蓝、绿 3 晶片或蓝光、黄光双晶片固定于同一封装体内部，再经由调整各晶片的电流大小，调整各晶片的出光量来控制混光比例，以
14、达到混成白光的目标。2三基色荧光粉转换白光 LED：以紫外光 LED 激发均匀混合之蓝色、绿色、红色萤光粉，使其激发出一定比例之 3 原色进行混光而输出白色。3二基色荧光粉转换白光 LED：在蓝光 LED 芯片周围充混有黄光 YAG(Yttrium Aluminum Garnet)萤光粉的胶，并使用波长为 400530nm 的蓝光 LED，发出光线激发黄光 YAG 萤光粉产生黄色光，但同时也与原本的蓝光混合，进而形成蓝黄混合之二波长的白光。6、LED 主要制作工艺？7、LED 是电压型器件还是电流型器件，如何实现 LED 的亮度控制？电流型控制器件控制 LED 亮度的方法：1利用人眼的视觉惰性
15、，用脉宽调制方法来实现灰度控制，也就是周期性改变光脉冲宽度（即占空比） ，只要这个重复点亮的周期足够短（即刷新频率足够 高） ，人眼是感觉不到发光象素在抖动。2改变流过 LED 的电流，一般 LED 管允许连续工作电流在 20 毫安左右，除了红色 LED有饱和现象外，其他 LED 亮度基本上与流过的电流成比例；8、何为 LED 器件的变频特性？由于 LED 变频特性存在如何实现高分辨率LED 图像显示？在 LED 中，由容抗及电阻决定的时间常数非常小，因此其调频速度决定于载流子的寿命，而后者，与载流子注人之后，经过复合，再到载流子消失所用的时间相对应。也就是说，随着注人电流的变化加速，载流子密
16、度逐渐不能追随注人电流的变化，响应速度变慢，发光强度慢慢下降。与低周波变频时相比，当高周波变频时的发光强度降低 1.5dB 时的周波数称为截止周波数 fc，并由下式表示，fc=1/(2) 9、LED 主要产品类型及市场应用情况？1GaP 材料制造的普通 LED，主要用于各种电子仪器、仪表中作指示和数字信息显示2GaAs 异质结材料制造的 LED，亮度高，可以作为室内大屏幕显示3超高亮度的 AlGaInP LED 和蓝色 InGaN LED 可以在室外显示应用：动态信息平板显示、视频图像显示、固体照明光源、信号指示灯、背光源10、LED 产业主要技术环节及产业情况？11、我国 LED 产业链格局及 LED 产业发展趋势分析？四、OLED 章节思考题1、画出 OLED 器件基本结构图并说明其工作原理？结构：工作原理：（1）在外加电场的作用下，载流子进入，电子和空穴从阴极和阳极向夹在电极间有机功能薄膜注入。（2）载流子迁移：注入的电子和
