Studiengang Elektrotechnik Übergang Diplom → Bachelor/Master

Studiengang Elektrotechnik
Übergang Diplom → Bachelor/Master
Ende SS09
Diplom Elektrotechnik (Regelstudiendauer 7 Semester)
zweisemestrige Vorlesung Anzeigetechnik 1 + 2
(letztmalig WS/SS 08/09)
Bachelor Elektrotechnik (Regelstudiendauer 6 Semester)
einsemestrige Vorlesung Grundlagen der Displaytechnik
(erstmalig im WS 09/10)
Master Elektrotechnik (Regelstudiendauer 4 Semester)
einsemestrige Vorlesung Moderne Displaytechniken
(erstmalig im WS 08/09)
Beginn WS 07/08
Studiengang Diplom Elektrotechnik
Wahlpflichtfach Anzeigetechnik
Inhalt:
(zweisemestrig: 2V, 1Ü,1P/S)
• Funktionsprinzip, Kenngrößen einer Anzeige:
- Adressierung - Anregung - elektrooptischer Effektes
- kennzeichnende Größen einer Anzeige
- das menschliche Auge
- radiometrische und photometrische Größen
- Unterteilung der Anzeigetechnik
- Einsatzgebiete, Darstellungsart
- Informationsdichte, Datenfluß
- Forderungen an kontrastreiche, hochinformative Flachanzeige
- Marktentwicklung
- Erzeugung von Farbe, Farbmetrik
• Adressierverfahren:
Bildpunkt als UND-Glied mit mehreren Eingängen:
- Matrixadressierung ( zwei Eingänge )
- Spannung über halbangesteuerten Bildpunkten
- Schiebeadressierung ( drei Eingänge )
- Gitteradressierung ( maximale Zahl von Eingängen )
- Minimierung der Treiberzahl
aktive Adressierung ( Aufprägung von Eigenschaften durch
vorgeschaltetes Schaltelement )
-Schaltelement mit:
- zwei Eingängen ( Diode, Varistor )
- drei Eingängen ( TFT )
• Anregung eines Bildpunktes:
Energieformen zur Anregung eines Bildpunktes
- elektrische, thermisch-elektrische, thermisch-magnetische
- Zwei-Frequenz-Ansteuerung
- Ansprechen auf die Effektivspannung
Beschreibung der verschiedenen Flachanzeigetechniken:
• zum Vergleich: Kathodenstrahlröhre
• aktive Flachanzeigetechniken:
- Elektolumineszenz ( EL ):
- Wechsel-/Gleichspannungspulver-EL (ac-/dcpEL )
- Wechselspannungsdünnfilm-EL ( actfEL )
- Spannungstransferkurve, bistabiles Schaltverhalten
- Gasentladungsanzeige ( PDP )
- Grundlagen der Gasentladung
- Gleich-/Wechselspannungsgasentladung ( dc/ac-PDP )
- hybride ac-dc- Gasentladungsanzeigen
- Vakuumfluoreszenz
- Leuchtdiodenanzeige ( LED )
- Organische Leuchtdioden ( OLED )
- Feldemissionsanzeige ( FED )
• passive Flachanzeigetechniken:
- elektrochrome Anzeige ( ECD )
- elektrophoretische Anzeige ( EPID )
- elektronisches Papier
- magnetooptische Anzeige
- Flüssigkristallanzeigen ( LCD ):
- Grundlagen: Mesophasen, Orientierung, Anisotrpie
- TN-Effekt, Grenzen der Multiplexbarkeit
- STN-Effekt, DSTN
- ferroelektrische LCD
- weitere LC-Effekte
- Farbe, Blickwinkelabhängigkeit bei LCD
• interaktiver Eingriff in eine Anzeige
• Zusammenfassung: Vergleich der verschiedenen Anzeigetechniken
Studiengang Diplom Elektrotechnik
Wahlpflichtfach Anzeigetechnik
Praktikumsversuche:
1. Versuch:
Optische Meßtechnik: Einführung in die verschiedenen optischen Meßtechniken ( spektral, integral ), Vermessung
verschiedener Anzeigen ( CRT, LCD ) und Berechnung der stahlungsphysikalischen und lichttechnischen Größen
2.Versuch:
Ansteuerlogik: Die Ortsfindung eines Bildpunktes auf der Anzeige mit Hilfe von Syncronisationspulsen und die Kodierung
von Graustufen und Farbe soll an einer LC-Flachanzeige und einem CRT-Monitor untersucht werden
3. Versuch
Vergleich verschiedener Anzeigetechniken: Die Techniken CRT, LCD, EL, VFD, FED, E-Papier und OLED sollen
vergleichend auf geometrische und optische Eigenschaften hin untersucht werden (Betrachtung einzelner Bildpunkte bzw.
Bildausschnitte mit Hilfe einer CCD-Kamera mit Mikroskopobjektiv)
4. Versuch:
Touch-Panel: Der interaktive Eingriff über berührungssensitive Oberflächen soll am Beispiel der resistiven Touchtechnik
untersucht werden
5. Versuch:
Aufbau einer LC-TN-Zelle im Handversuch: Der prinzipielle Aufbau einer LC-TN-Zelle soll nachvollzogen und Messungen
zum Schaltverhalten durchgeführt werden. Vergleichend dazu sollen Schaltzeitmessungen an Anzeigen anderer Techniken
vorgenommen werden.
Studiengang Diplom Elektrotechnik
Wahlpflichtfach Anzeigetechnik
Themenvorschläge für Seminar:
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Holografische Projektionsschirme ( Firma Pronova ) (2)
E-Papier, Elektronisches Papier (2)
Graustufenerzeugung bei Gasentladungsanzeigen (PDP), AliS ( Alternate Lithing of Surfaces ) (2)
Lichtblitzpulsfolge bei CRT, Experiment u. Theorie (2)
Flüssigkristalle, Grundlagen: Thermotrope Phasen, Doppelbrechung, Kenngrößen (3)
Doppelbrechung: Darstellung am Experiment, Plexiglasmodell(2)
Kontrastminderung durch λ/4-Platte, Experiment, Rechnung (1)
Elektrisch kontrollierte Doppelbrechung (2)
TN-Effekt: Zellenaufbau, optisches Verhalten (2)
Effekte zur Verbesserung des Optischen Erscheinungsbildes bei LCD: In-Plane-Switching, Multidomänen, usw (3)
Grenzen der Multiplexbarkeit, Alt-Pleshko-Adressierung (2)
STN-Anzeigen (2)
Bistabile LC-Effekte (2)
Reflektive LC-Displays (2)
LCOS ( liquid crystal on silicon ) (2)
Ferroelektrische Flüssigkristalle (2)
Flüssigkristalle als elektrisch steuerbare Farbfilter (2)
Guest-Host-LC-Zellen (2)
OLED Organische Leuchtdioden (2)
Organische Elektronik (2)
Großflächige Kaltkathode (Carbon Nanotubes) (1)
Umweltverträglichkeit von Anzeigen (2)
Studiengang Bachelor Elektrotechnik
Wahlpflichtmodul: Grundlagen der Displaytechnik
Funktionsprinzip und Kenngrößen von Displays:
Teilprozesse: Adressierung, Anregung, elektrooptischer Effekt Kenngrößen: elektrooptische Kennlinie, Helligkeit, Kontrast,
Schaltzeiten, elektrooptischer Wirkungsgrad
Das menschliche Auge:
Aufbau des Auges, radiometrische u. photometrische Größen, Farbe
Unterteilung der Displaytechnik:
Licht emittierend (aktiv), Licht modulierend (passiv), Überblick über die verschiedenen Technologien, Formate, Datenfluss
Forderungen an hochinformative Anzeigen
Nichtlinearität der el.opt. Kennlinie, kurze Schaltzeit, Speicherverhalten
Matrixadressierung:
Funktionsweise, Halbansteuerung, Berechnung der parasitären Spannungen, nichtlineare elektrooptische Kennlinie
weitere Adressierverfahren
Strahl-, Schiebe- und Gitteradressierung, Bildpunkt als UND-Glied, Abschätzung u. Vergleich der Treiberzahl
Aufprägung der geforderten Eigenschaften durch nicht lineare Schaltelememte
Varistor, Diode, TFT, Herstellung, Beschaltung, erreichte Verbesserungen
Anregung des elektrooptischen Materials mit Energie, Elektrooptischer Effekt
Arten der Energiezufuhr, feld- od. stromgesteuert, äußere od. innere Elektronen Beispiele: TN LCD, ac PDP, Ansprechen auf
Spitzenspannung bzw. Effektivwert, Energie-Licht-Wandlung
Aktuelle Displaytechniken
CRT, LCD, PDP nur die grundlegenden Eigenschaften werden vergleichend dargestellt
Studiengang Master Elektrotechnik
Pflichtmodul: Moderne Displaytechnik
Kurzdarstellung: Funktionsprinzip von Displays
Adressierung, Anregung, elektrooptischer Effekt, Forderungen an hochinformative Anzeigen: nicht lineare el.-optr.
Kennlinie, kurze Schaltzeiten, Speicherverhalten, hoher el.-opt. Wirkungsgrad
neueste LCD-Techniken:
Flüssigkristalline Phasen, Anisotropie, Zellenaufbau u. Funktionsweise, Theorie der Doppelbrechung, TN- Zelle,
STN- Zelle, Vertical Alignment (VA), Multidomänen (MD), In Plane Switching (IPS), ferroel. LC
PDP, EL:
Zellenaufbau u. Funktionsweise, Vorteile der ac-Ansteuerung, Strombegrenzungsmechanismen,
Spannungstransfer durch Wandladungen, Speichereffekt, kommerzielle Anzeigen
TV, Mikrodisplays:
TV: gegenwärtige Technologien LCD, PDP, Vergleich, zukünftige technologische Entwicklung, Mikrodisplays:
gegenwärtige Technologien LCD, LCoS, DMD, Einsatzgebiete, zukünftige Entwicklungen
OLED, E-Papier:
Ziel: Vollplastikanzeige, Aufbau u. Funktionsweise, Vergleich: selbstemittierend (aktive OLED) u. Umgebungslicht
modulierend (passives E-Papier) Unterschied zw. strom- (OLED) od. feldgesteuerter Anzeige (E-Papier
organische Elektronik:
verwendete Substanzen, Kenngrößen, Vergleich mit der Si-Technologie, neue Einsatzmöglichkeiten, spezielle
Anwendungen bei Displays
großflächige Kaltkathoden:
Übertragung des Funktionsprinzips der CRT auf Flachanzeigen, Möglichkeiten der Herstellung großflächiger
Kaltkathoden, Verfahren zur Elektronenemission: Glühemission, Spitzenentladung, Gasentladung, neueste
Technologie: Carbon Nanotubes
3D-Displays:
menschliche Tiefenwahrnehmung, Verwendung von mikrooptiken, Einsatz von 3D-Displays