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光电子技术和显示器材料近年来，随着科技的发展和人们对信息化的渴求，光电子技术和显示器材料成为了热门领域之一。
在这个领域中，光电子技术和显示器材料的相关研究和应用已经取得了长足的进展，许多新技术也得以应用。
一、光电子技术光电子技术是集光学、电子技术、信息科学于一体，将光学应用于电子技术和真空电子学领域，借助于半导体材料、光电器件和光电信息处理技术等构建出来的新型技术。
通过这种技术手段，可以制造出用于光子微处理、通信、计量、制造以及实验等方面的新型器件。
具体包括LED、LD、VCSEL、光电探测器、光存储器件等。
这些器件，结合复杂的光电芯片、集成电路和软件系统，构成了一种新的、全新的信息处理、控制和实验平台。
如今，光电子技术已广泛应用于通信、计算机科学、光学、材料研究和国防工业等领域。
二、显示器材料显示器材料则是指用于构造显示器元件的器材和材料。
目前，液晶、OLED等显示器已经成为日常生活中普遍的电子产品。
这些产品不仅体现了人们对追求高清晰显示效果、超低功耗等特性的需求，同时也对显示器材料和器件提出了更高的要求。
这些颠覆性的现象催生了许多用于显示器上的新型材料和器件。
液晶显示器是一种利用液晶物质来显示图像的显示设备，液晶显示器材料主要由液晶、各种彩色滤光片以及玻璃基板等构成。
而OLED显示器则是近年来发展起来的重要显示技术之一，利用有机小分子或聚合物作为发光材料，通过电子注入和传输等方式实现发光。
在这个领域中，还涌现出了包括清晰度更高、更省能、更环保、更透明度更高等特性的新型材料。
这些新型材料在追求精准显示准备、显示面积扩大和成本降低等方面，起到了关键作用。
三、未来展望未来，光电子技术和显示器材料等领域将继续得到高速发展，并迎来许多有挑战性的问题。
其中，可操纵的光子（PSP）技术、图形图像处理（GPU）技术、高清晰度显示技术、可穿戴智能设备技术等将成为未来技术发展方向。
在这样的背景下，更好的光电子技术和显示器材料将成为实现各种新颖、高端产品成功的关键所在。
光电子技术简介光电子技术是一门研究光与电子相互作用的学科，它利用光的性质传输、控制和处理信息。
随着信息技术的不断发展，光电子技术在通信、显示、数据存储等领域得到了广泛的应用，并且逐渐成为了推动科技进步的重要支撑。
一、光电子技术的基本原理1. 光的本质光是电磁波的一种，具有波粒二象性。
光电子技术利用光的波动和粒子性质，通过光的电离、散射、吸收等过程与电子相互作用。
2. 光电效应光电效应是光与物质发生相互作用时，电子从物质表面或内部被激发并释放出来的现象。
这种现象是光电子技术的基础，也是实现光电子器件的核心原理。
3. 光电子器件光电子器件是指利用光的电离、散射、吸收等效应，将光信号转换为电信号或将电信号转换为光信号的器件。
常见的光电子器件包括光电二极管、光敏电阻、光电晶体管等。
二、光电子技术的应用领域1. 光通信光通信是利用光信号传输信息的通信方式。
相比传统的电信号传输方式，光通信具有传输速率高、带宽大、抗干扰性强等优势，被广泛应用于长距离传输和高速数据传输领域。
2. 光显示技术光显示技术主要包括液晶显示、有机发光二极管（OLED）显示等。
光显示技术通过控制光的强弱、颜色等来实现图像和文字的显示，广泛应用于电视、手机、平板电脑等消费电子产品中。
3. 光存储技术光存储技术利用光的非接触性、高密度存储等特点，实现数据的读写、存储和擦除。
光存储技术能够实现更大容量和更快速度的数据存储，被广泛应用于光盘、蓝光光碟等介质。
4. 光电子传感器光电子传感器利用光的散射、吸收等特性，将光信号转化为电信号，实现对环境的检测和测量。
常见的光电子传感器包括光电二极管、光电晶体管、光纤传感器等。
三、光电子技术发展趋势与挑战1. 高速与高频随着通信和数据传输需求的增加，光电子技术需要不断提高传输速率和工作频率，以满足高速、高频的需求。
2. 小型化与集成化光电子器件的小型化与集成化是发展的趋势。
研究人员正在努力将光电子器件集成在芯片上，实现更高的性能和更小的尺寸。
光电子知识点总结一、光电效应光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面会产生电子的现象。
光电效应是光电子学的基础，也是研究光与电子相互作用的重要实验现象。
1.1 光电效应的原理光电效应的原理是光子与金属表面的电子相互作用。
当光子能量大于金属表面的功函数时，光子可以激发出金属表面的电子，使得电子逃离金属表面，形成自由电子。
这就是光电效应的基本原理。
1.2 光电效应的实验现象光电效应的实验现象包括光电流的产生和光电子动能的大小与光频率和光强度的关系。
通过实验可以验证光电效应的相关理论。
1.3 光电效应的应用光电效应的应用包括光电二极管、光电倍增管、光电导致等光电子器件。
这些器件在光学测量、光通信、光电探测、光电存储等方面有重要应用。
二、半导体光电子器件半导体光电子器件是指利用半导体材料制成的光电子器件，包括光电二极管、光电导致、激光二极管、光电晶体管等。
2.1 光电二极管光电二极管是一种能够将光信号转换成电信号的器件。
它的工作原理是当光照射到PN结上时，光子的能量被用来克服PN结的势垒，从而在PN结上产生电子和空穴对，并产生电流。
2.2 光电导致光电导致是一种利用半导体材料制成的光电子器件，它具有高速、高灵敏度的特点。
光电导致可用于光信息处理、光通信、光探测等方面。
2.3 激光二极管激光二极管是一种利用激光效应制成的光电子器件。
它具有结构简单、体积小、功耗低等优点，是激光器件中的一种重要形式。
2.4 光电晶体管光电晶体管是一种基于光电效应制成的光电子器件，广泛应用于光通信、光探测、光信息处理等领域。
三、激光技术激光技术是一种利用激光器件制造激光束，进行激光照射、激光加工、激光测量和激光信息处理等技术的总称。
3.1 激光的原理激光是一种具有相干性和高亮度的光束，它是一种特殊的光波。
激光的产生是通过将能量较高的光子能级转移到能量较低的光子能级上，使得光子能够集中到一个狭窄的空间内。
3.2 激光器件激光器件是制造激光束的主要设备，包括激光二极管、激光放大器、激光共振腔等。
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。
光电子技术期末知识点总结一、光电子技术概述光电子技术是指利用光电效应，将光与电子相互转换的一种技术。
光电子技术主要应用于：信息传输、信息显示、信息储存、光学仪器、光电子器件等领域。
二、光电效应光电效应是指当光照射到物质表面时，物质会产生电子的现象。
光电效应实验证明了光的粒子性，同时也说明了光的能量是离散分布的。
光电效应的主要特点有：阈值频率、最大电子动能、光电流等。
三、半导体光电子器件1. 光电二极管（Photodiode）光电二极管是一种能将光能直接转换为电能的器件，主要用于光电探测和光电转换。
光电二极管的特点有：高响应速度、高量子效率、低噪声等。
2. 光电倍增管（Photomultiplier Tube）光电倍增管是一种利用光电效应将光信号放大的器件，主要用于弱光信号的检测和测量。
光电倍增管的工作原理是：光电效应 - 光电子倍增 - 电子放大。
3. CCD（Charged Coupled Device）CCD是一种能将光信号转换为电信号并储存起来的器件，主要用于图像传感和图像采集。
CCD的特点有：高灵敏度、低噪声、高分辨率等。
4. 光电晶体管（Phototransistor）光电晶体管是一种带有光电二极管和晶体管结构的器件，能够将光能转换为电能并放大。
光电晶体管的特点有：高增益、高速度、低功耗等。
五、光通信技术光通信技术是利用光信号传递信息的一种通信技术。
光通信技术主要包括：光纤通信、光无线通信和光备份通信。
1. 光纤通信光纤通信是利用光纤传输光信号的一种通信方式。
光纤通信的优点有：大容量、传输距离远、抗干扰能力强等。
2. 光无线通信光无线通信是一种通过空气中传输光信号的通信技术，无需光纤。
光无线通信的优点有：无线传输、容量大、传输速度快等。
3. 光备份通信光备份通信是一种利用光信号进行备份传输的通信方式，常用于保护重要数据的传输。
六、光电信息显示光电信息显示技术主要包括：光电显示器、光电显示模块等。
光电子发光与显示技术目录§1 阴极射线管显示 11.1、黑白CRT 2一、电子枪 2二、玻璃外壳 3三、荧光屏 41.2、彩色CRT 6一、彩色合成原理 6（1）三基色的确定 6（2）相加混色原理 7（3）减色混色法8（4）色度坐标系8二、彩色CRT 13（1）荫罩式彩色显像管13（2）荫栅式彩色显像管14（3）自会聚彩色显像管15§2 半导体发光显示器件（LED）172.1、P-N结发光原理182.2、LED的伏安特性182.3、亮度与电流关系192.4、LED的驱动202.5、LED光源的特点202.6、单色光LED的种类及其发展历史202.7、单色光LED应用212.8、白光LED的开发23§3 液晶显示器件（LCD）233.1、液晶基本知识243.2、液晶的光电特性26（1）液晶的各向异性26（2）液晶的双折射 26（3）液晶的电光效应273.3、动态散射（DS-LCD）型液晶显示器件（1968年～1972年）28 3.4、扭曲向列液晶显示器件（TN-LCD）（1971年～1984年）28 3.5、超扭曲向列液晶显示器件（STN-LCD）（1985～1990年）30 3.6、有源矩阵液晶显示器件（AM-LCD）31（1）MIM 32（2）α-SiTFT 323.7、背照灯33§4 等离子显示器件（PDP）344.1、气体放电的物理基础354.2、等离子体显示板工作原理364.3、PDP驱动方式 374.4、驱动方式和灰阶38§5 电致发光及场致发光器件（OLED）385.1、高场交流电致发光显示395.2、高场薄膜电致发光（TFEL）405.3、OLED 41一、OLED器件的发光机制 42二、OLED器件的分类43§6 激光显示技术446.1、LCRT（Laser Cathode Ray Tube）446.2、激光光阀显示466.3、点扫描激光电视46一、激光器选择47二、光调制器49三、行扫描机构52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 阴极射线管显示阴极射线管（Cathode 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蓝绿荧光粉和稀土类红色荧光粉。
70年代后，彩色显示管进行了一系列的改进，荧光屏由平面直角发展到超平，纯平，尺寸发展到主流29英寸以上，偏转角由90°增大到110°，横纵比不断增大，采用自会聚管以提高显示分辨率。
近年来，高分辨率彩电已成为发展方向。
1.1. 黑白CRT黑白显像管是通过电光转换重现电视图像的一种窄束强流电子束管，是单色CRT。
主要用途是在电视机中显示图像。
其基本工作原理是：电子枪发射出电子束，电子枪受阴极或栅极所加的视频信号电压的调制，电子束经过加束极的加速，聚焦极的聚焦，偏转磁场的偏转扫描到屏幕前面的荧光涂层上，产生复合发光，最终形成满足人眼视觉特性要求的光学图像。
其结构如图1.1所示。
一、电子枪图1.1 黑白显像管结构图电子枪是显像管中极为重要的组成部分。
电子束的发射、调制、加速、聚集均由电子枪来完成。
显示管用电子枪属于弱流电子枪，由圆筒电极、圆片和圆帽电极排列装配而成。
一般分为双电位电子枪（Bi-potential Focus, BPF）和单电位电子枪（Uni-Potential Focus,UPF）。
UPF电子枪比BPF电子枪多一个高压阳极，聚焦能力大大提高，在荧光屏上形成直径为0.2mm左右的光点。
图1.2 黑白显像管管脚和电子枪结构常用的黑白显像管电子枪包括5个以上的电极，即阴极（发射极）K，栅极（控制极）G，第一阳极（加速极）A1，第二阳极A2和第三阳极A3级成聚焦极，第四阳极A4与A2内部相连组成高压电极并且与管锥体内侧所涂石墨导电层相连至高压嘴处。
它们的相互位置如图1.2所示。
阴极表面涂有氧化物材料，当阴极被阴极里面的灯丝加热到约800℃时，电子获得逸出功，大量电子从阴极表面发出，并对准栅极的小圆孔飞行出去。
电子飞出的多少，由栅极与阴极之间所加的电压的大小决定，从而可以调制光点的亮暗。
正常工作时，栅极所加的电压比阴极低，从而对来自阴极的电子有排斥作用，只有少量电子能通过栅极到达屏幕。
栅极电压负到电子束电流为零时的电压值称为截止电压，一般为-20~-90V。
栅极与阴极间的距离一般为1mm以下，栅极中心孔直径为0.6~0.8mm。
加速极呈圆盘状，中间也开有上孔，电压一般为300~450V。
聚焦极装在加速极后面，电压在0~450V之间可调，改变这个电压，可以改变电子束聚焦的质量。
第四阳极与第二阳极施加8000~16000V的高压，使电子束以足够高的速度轰击荧光粉发光。
二、玻璃外壳玻璃外壳由管颈、锥体和面玻璃三部分组成。
管颈内部安装电子枪。
玻璃锥体将面玻璃和管颈连接起来，其张开角φ代表最大电子束偏转角度。
同样尺寸的荧光屏，偏转角φ越大，管子长度就越短，可以减少电视机的厚度，国产标准显像管主要有70°、90°、110°和114°等。
玻璃锥体内，外壁涂有石墨导电层。
玻璃锥体壁上装有高压帽，与内导电层相通，并与电子枪内的A2和A4阳极相连。
高压由高压帽输入到A2和A4，这样高压就不从管座引入，其优点是可以降低管座绝缘材料的耐高压指标。
玻壳外涂层石墨与电视机的地相连并与高压帽绝缘，内外石墨层在璃壳壁形成500~1000pf的高压电容器，兼作为高压整流滤波电容。
三、荧光屏荧光屏一般由玻璃基板、荧光粉层和和铝膜层构成，也称作屏幕。
面玻璃尺寸宽度与高度之比有4：3、16：9等类型，习惯上将屏幕对角线长度定为显像管的规格，用厘米（或英寸）表示。
为了减小环境光的影响，提高图像对比度，荧光屏玻璃采用具有中性吸光性能的烟灰玻璃，此外还要满足光洁度、均匀性、耐压力、面张力和防爆等性能要求。
荧光粉层完成显像管内的光电转换功能，黑白显像管要求在电子轰击下荧光粉发白光，一般采用颜色互补的两种荧光粉混合起来发白光。
