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显示技术发展与研究现状

显示技术发展与研究现状
目前显示器主要分为阴极射线管(CRT)和平板显示器(FPD)两大类。

FPD 类主要包括液晶显示器(LCD)、有机致电发光(OLED)、等离子显示器(PDP)等。

本文综述了各类显示技术的特点和发展趋势,总结了其发展前景。

标签:CRT;LCD;OLED;PDP
随着近些年光电子技术的发展,要求显示器向数字化和多功能方向发展。

近几年显示技术发展迅速,多媒体终端显示器在显示性能方面应具有大屏幕、高分辨率、高亮度、高密度、全色化等高性能。

在当今工业生产、社会生活和军事领域中,显示产业在信息产业中起着重要作用,因此对显示技术和显示器件提出了越来越高的要求。

显示器主要分为阴极射线管(CRT)和平板显示器(FPD)两大类。

FPD类主要包括液晶显示器(LCD)、有机有机致电发光(OLED)、等离子显示器(PDP)、以及场致发射显示器(FED)、发光二极管(LED)等一些新型的显示技术等。

1 阴极射线管技术(CRT)
CRT是一种利用高能电子束轰击荧光屏而发光的技术,发展至今已有100多年的历史。

这种技术具有显示品质好、亮度高、性能稳定可靠、色度均匀、寻址方式简单、全视角且可以长期连续使用、价格便宜等特点。

但同时,CRT有着不可克服的固有缺点:电压高、体积大、辐射强、功耗大、像素密度不高等。

这些不足使得CRT技术不能向更广的显示领域发展。

针对这些缺点以及为了满足市场需求,CRT器件也开始向平面化、小体积、低功耗等方面发展。

但CRT 显示技术经过一百多年的发展,已经十分成熟,很困难取得较大的技术突破。

时至今日,CRT唯一的价格优势也逐渐消失,一些公司相继放弃CRT产业,严重制约了CRT技术的发展,虽然有些企业正在大力研发适合市场需求的新型CRT,但其固有缺陷限制了它在未来军事领域的应用,无法满足显示技术向高密度、数字化、节能化、集成化方向发展的要求,CRT难逃持续衰落的困境。

2 平板显示技术(FPD)
平板显示(FPD,FlatPanelDisplay)技术诞生于20世纪60年代。

FPD与CRT相比具有体积小、耗电省、辐射小、电磁兼容性好、质量轻等优点。

随着技术的不断发展,平板显示器在视角、亮度、全彩色等方面已经不弱于CRT显示器。

平板化是显示器技术发展的趋势,FPD已经逐步取代CRT。

2008年FPD 全球产值达1034亿美元,CRT为182亿美元,预计到2016年FPD将逐步占据显示市场全部份额,而CRT届时将推出市场。

FPD技术是采用平板显示器件借助逻辑电路来实现的,平板显示器件包括液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、等离子显示器(PDP)、有機电致发光器件、场致发射器件(FED)、数字光处理投影器、液晶硅显示器等。

目前主流的显示技术是LCD、PDP和OLED技术,
这三种显示技术成熟度高、市场规模大。

2.1 液晶显示器(LCD)
1968年美国研发了第一台LCD。

LCD器件本身不发光,是利用液晶分子调制外光照进而实现显示的技术,具有电压低、功耗小、环保性能好的优点。

在FPD中,目前只有LCD在色彩、寿命、量度、功耗以及对比度等各种参数上赶上和超过CRT器件。

LCD还具有易彩色化,画面不闪烁,不刺激眼睛,不易疲劳等优点。

此外,利用液晶的光阀特性可以实现投影大屏幕显示。

因而,LCD 在FPD显示技术中具有明显的竞争优势,液晶显示几乎覆盖所有显示应用领域。

LCD是被动光源,不是主动发光型显示器。

因此,显示视角小、对比度和量度不稳定等是其不足之处。

随着技术的不断发展,液晶技术经过几个发展阶段,薄膜晶体管(TFT)的成功研制,解决了困扰LCD的几大难题,使LCD的优势得以实现。

LCD技术正在逐步成熟,其发展重点是不断开发新的液晶材料、降低生产成本、提升产品性能。

2.2 等离子显示技术(PDP)
PDP是随着惰性气体等离子体放电,利用行列矩阵电极交点发光的显示器件。

PDP具有亮度高、视角广、对比度高、响应速度快等特点。

PDP的发光元件是等离子管,其屏幕由多个等离子管排列在一起构成,每个等离子的小室内都充有惰性气体。

加高压于等离子管电极间后,每个等离子管对应的小室中的惰性气体产生紫外光激发显示屏上的荧光粉发出可见光。

因此,在PDP中一个等离子管就是一个像素。

通过这些像素的明暗和颜色的变化组合,便可产生各种灰度和色彩的图像。

PDP显示原理与显像管发光很相似。

PDP显示的图像明亮、鲜艳、干净而清晰。

与CRT显示器相比,PDP的体积比小,与LCD相比色彩鲜艳明亮,显示的图像不会出现扭曲变形的情况。

PDP的缺点是所需电压高、像素节距大、发光效率低。

PDP主要用于显示模拟视频信号,和VGA数字信号。

目前,PDP通过对开口率、驱动线路、电机结构等的研究和开发,向高画质、低功耗、高分辨率、绿色环保和低成本方向发展。

PDP主要用于大屏幕显示,例如公共场所和电视,不适用于电脑等领域。

这将限制PDP的应用。

2.3 有机电致发光显示(OLED)
能发光的有机物质种类很多,与无机发光材料相比,在全色显示、大屏幕视频显示方面具有明显的优势。

OLED作为新一代显示技术,已经广泛应用于手机、MP3等小型设备上。

与CRT、LCD和PDP相比OLED具有突出的优势和特点。

例如,OLED显示屏幕可以做到超薄,厚度可以小于1mm,可大大减轻显示器质量;与传统的LCD相比,OLED是主动发光,因而无需背光灯,当有电流通过时,会发光;响应速度极快,只需0.01ms;与LCD相比,可视角度大于170°,
没有视角效应等。

但是,OLED的技术路线尚不十分明确,产品寿命较短,成本仍高于LCD,在大尺寸显示的应用上还有局限。

OLED的发展重点是研发成熟的柔软显示器,用于照明,扩大显示尺寸以及减低成本等方面。

3 新型显示技术
随着电子技术的发展和新型材料的不断发现,以及这些新技术和新材料在显示技术方面的应用,近年来不断出现了各种新型显示技术。

如,场发射显示器(FED)、电子纸(E-Paper)、双面显示技术、透明显示技术、三维显示技术等。

随着技术的不断完善和成熟,这些新型的显示技术的应用将得到扩大和普及。

参考文献
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[4]杨晓东.LCD较CRT显示器之优越性剖析[J].济宁学院学报,200
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