《[精品]显示技术简史及其发展趋势》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[精品]显示技术简史及其发展趋势（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、显示技术简史及其发展趋势由阴极射线管到蓝相显示技术摘要：对显示技术的发展进行了部分的概述，由CRT介绍到蓝相液晶显示技术， 最后在文章的末尾，对未来的显示技术进行了展望。引言显示技术display technique利用电子技术提供变换灵活的视觉信息的技术。 （百度百科）。人的感觉器官中接受信息最多的是视觉器官（眼睛）。在生产和 生活中，人们需要越来越多地利用丰富的视觉信息。显示技术的任务是根据人的 心理和生理特点，采用适当的方法改变光的强弱、光的波长（即颜色）和光的其 他特征，组成不同形式的视觉信息。视觉信息的表现形式一般为字符、图形和图 像。显示技术的发展情况：LCTR（阴极射线管）%1
2、阴极射线管（Cathode ray tube, CRT）,因为最广为人知的用途是用于构造显 示系统，所以俗称显像管，又称布劳恩管，它是利用阴极电子枪发射电子，在 阳极高压的作用下，射向萤光屏，使萤光粉发光，同时电子束在偏转磁场的作用 下，作上下左右的移动来达到扫描的目的。早期的CRT技术仅能显示光线的强 弱，展现黑白画面。而彩色CRT具有红、绿色和蓝色三支电子枪，三支电子枪 同时发射电子打在屏幕玻璃上磷化物上来显示颜色。由于它笨重、耗电，所以在 部分领域正在被轻巧、省电的液晶显示器取代。%1 历史上的CRT最早的阴极射线管是由英国人威廉克鲁克斯首创，可以发出 射线，这种阴极射线管被称为克鲁克斯
3、管。德国人卡费迪南德布努恩在阴 极射线管上涂布萤光物质，此种阴极射线显像管被称为布毙恩、管，在德国、日本 等地，仍广泛使用布努恩管这一称呼。%1 显像管的种类I磁场偏向型：以磁场令电子束产生偏向，产生磁场的偏向线圈附加在阴极射线 管颈部外侧。电视机使用此种方式的显像管。II电场偏向型：以电场令电子束产生偏向，产生电场的偏向极板内建在阴极射 线管内部。示波器使用此种方式的显像管，以利应付不同的扫描频率，但此方式 需要较长的管身。III威廉士管：具有记忆保持功能的特殊阴极射线管。2. FEDFED Field Emission Display （or Field Effection Display
4、）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。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：电子靠加热物体提供能量，半温度升高，电子的无序热运动 的能量随之增大，直致电子能够克服阻碍它逸出固体表面的阻力而逸出物体的发 射；%1 光电子发射：即外光电效应，与电子没有逸出物体表面的内光电效应有区 别，电子靠光辐射吸收光量子能量而逸出物体产生的发射；%1 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；%1 场致电子发射：也称自电子发射、冷发射
5、，在物体表面加强电场以削弱阻 碍电子逸出物体的力，利用隧道效应而产生的发射。产品优点：FED把CRT的明亮清晰和液晶显示的轻薄结合起来，结果是液 晶显示器的厚度，CRT显示器的快速响应速度和比液晶显示器大得多的亮度， 因此FED具有更多方面的优点，更高的亮度，更快的相应素的，视角更宽广， 合格率大大提高。产品缺点：需要的电量很大，很难被应用于携带型设备。它们比最初设想更 加难制造，尺寸方面也有很大的限制，最大的显示器是15存的。3. VFDVFD是Vacuum Fluorescent Display的缩写，意为真空荧光显示屏，其工作方 式类同于电子管.VFD的产品特点1自发光，显示清晰2容易实
6、现多色显示3图形设计自由 度大4工作电压比较低5可靠性高（环境适应性好）VFD的应用领域由于它可以做多色彩显示，亮度高，乂可以用低电压来驱 动，易与集成电路配套，所以被广泛应用在如下领域：1汽车VFD面板2家电 VFD面板3音响、VTR VFD面板4事务机用VFD面板5计量仪器用VFD面板 6通信设备用4. VFD面板VFD是Vacuum Fluorescent Display的缩写，意为真空荧光显示屏，其工作方 式类同于电子管.VFD的产品特川1自发光，显示清晰2容易实现多色显示3图形设计自由度大4工作电压比较低5可靠性高（环境适应性好）VFD的应用领域由于它可以做多色彩显示，亮度高，又可以
7、用低电压来驭 动，易与集成电路配套，所以被广泛应用在如下领域：1汽车VFD面板2家电VFD面板3音响VFD面板4事务机用VFD面板5 计量仪器用VFD面板6通信设备用VFD面板5. PDP等离子显示屏（Plasma Display Panel,简称等离子）又称为等离子显示屏， 等离子显示屏于1964年由美国伊莉诺伊大学两位教授Donald L. Bitzer及H.Gene Slottow及研究生Robert Willson发明，当时是使用于PLATO电脑系统。是 一种平面显示屏幕，光线由两块玻璃之间的离子，射向磷质而发出。放出的气体 并无水银成份，而是使用惰性气体氧及只混合而成，这种气体是无害
8、气体。等离子显示器甚为光亮（1000 lx或以上），可显示更多种颜色，也可制造出 较大面积的显示屏，最大对角可达381厘米（150Ht）o等离子显示屏的对比度 亦高，可制造出全黑效果，对观看电影尤其适合。显示屏厚度只有6厘米，连同 其他电路板，厚度亦只有10厘米.等离子的发光原理是在真空玻璃管中注入惰性气体或水银蒸气，加电压之 后，使气体产生等离子效应，放出紫外线，激发荧光粉而产生可见光，利用激发 时间的长短来产生不同的亮度。等高子显示屏中，每一个像素都是三个不同颜色 （三原色）的等离子发光体所产生的。由于它是每个独立的发光体在同一时间一 次点亮的，所以特别清晰鲜明。等离子显示屏的使用寿命约5
9、6万个小时，会随 着使用的时间，其亮度会衰退。要注意的是，不要把等离子显示屏跟液晶显示器 混淆，后者的显示器虽然也很轻薄，但是用的技术却是大不相同。液晶显示器通 常会使用一到两个大型萤光灯或是LED汽作其背光源，在背光源上面的液晶皮 肤则是利用遮罩的原理让让显示器显示出不同颜色。PDP的优点:PDP不需要在比较暗的环境去观赏，且没有视角问题，在任何 环境灯光下，任何位置都可观赏到最佳画质。皮肤尺寸大，厚度极薄。PDP是由 每个发光单体所构成的，所以特别清晰鲜明，不像CRT会有模糊不清、RGB三 原色不集中、画面歪扭及闪烁不定等令人视觉感官不舒服的问题。等离子的电磁 波辐射只有CRT电视的1/1
10、00至l/1000o可以做成宽屏幕。PDP的缺点:若是在明亮环境之中观赏时,亮度对比略逊于液晶显示器一筹。 在长时间显示静止画面的情况下，画而切换时易生残影。显示时易生高热，必须 考虑散热问题。由于材料与结构性限制，让等离子显示屏不能往20时以下的小 尺寸发展，乃为市场竞争上的最大弱点。6 .新兴的蓝相液晶显示技术：1蓝相液晶的优缺点蓝相液晶（blue phase liquid crystal, BP- LC）较之目前常用的TN型液晶具 有下列优点：（1）具有亚毫秒的响应时间，不但使液晶显示器有可能实现场序彩色显示 模式，还可以大大降低动态伪像，而场序彩色显示模式显示器的分辨率和光学效 率是常
11、规的3倍；（2）不需要定向层，可以大大简化制管工艺过程；（3）暗场时光学上是各向同性的，所以视角大，并且非常对称；（4）只要液晶盒的厚度大于一定值，其透明度对液晶盒的厚度不敏感，所 以特别适于制作大显示屏。BP- LC实用化曾经面临的严重问题是蓝相存在的温度范围太窄，它只存在 于手性向列相（胆固醇相）与澄清相（各向同性）之间的0.52C范围中。而随 着聚合物稳定蓝相液晶的发现，BP- LC存在的温度范围已扩展到-1050C, 但是仍然面临下列两大问题：%1 驱动电压太高。如果采用如共平面开关结构（IPS）液晶盒中的交叉指电 极，当BPLC的Kerr常数K为约10nm/V2时，驱动电压约为50V
12、rms；%1 透明度不够高，只有约65 %o2蓝相液晶的工作原理为了后续叙述方便，需要对BP- LC的工作原理作一简单的说明。BP- LC的工作原理是基于Kerr效应。将蓝相液晶置于两平行电极板 之间就构成一个Kerr盒，外加电场通过平行电极板作用在BP.LC上，在外电 场作用下，BP- LC就变为光学上的单轴晶体，其光轴方向与电场方向平行。汽 线偏振光以垂直于电场的方向通过BP- LC时，将分解为两束线偏振光，一束的 光矢量沿着电场方向，另一束的光矢量与电场垂直。它们的折射率分别称为正常折射率nO与反常折射率neo蓝相液晶是正 或负双折射物质，取决于ne- nO值的为正或负。A n = nc
13、- n0 = A KE2(1)式中，X是入射光的波长，K是Kerr常数，E是外加电场。由于蓝相液 晶有较强的Kerr效应，所以公式(1)只适用于未饱和前的较小电场情况。但是Kerr盒的结构是不适用于显示器的，因为按标准Kerr盒结构， 电压是加在两平行电极板之间，即电场是垂直于电极板的，入射光要与电场垂直 必须从两平行电极板之间入射。作为显示器，入射光是垂直于两平行透明电极板 入射的，要产生与入射光垂直的电场，只能将平行电极制作在下透明电极板上。 为了增强电场，每组两平行电极必须很靠近，即做成如共平面开关结构液晶盒中 的交叉指电极结构。在液晶盒上、下各置一片偏振方向互相垂直的偏振片，半液晶盒上
14、无电 场时，BP- LC的表现如同一个各向同性介质，与上偏振片偏振方向相同的入射 偏振光透不过液晶盒，呈现一个黑背景；当液晶盒上加有电场时，BP- LC的表 现如同一个具有双折射特性的单轴晶体，其随外加电场的平方而增加，透过 的光强度也随之增加，达到利用BP- LC的Kerr效应，用外电场实现调光的目 的。这类器件透射率T与相位延迟的关系为：T= siiF2 Wsin2(tt dA nXV)M )(2)式中，中是BP- LC的光学轴与偏振片的一个透射轴之间的夹角，di是 BP- LC层中有效双折射的厚度。为了获得最大的透射率，中应取45。，diAni 应等于M2。二.未来的显示技术：东南大学副
15、校长王保平表示，3D技术、触摸屏技术、电子纸技术、激光显 示技术以及OLED技术等将是未来显示技术的最新发展趋势。我看，未来理想中的电子纸是一利超薄、超轻的显示屏，表面看起来与普通 纸张十分相似，可以像纸张一样被折叠卷起，内容可以反复更新，既具备纸的优 点，又具备液晶显示器不断刷新显示内容的优点，而且耗能很低。现在3D效果 的影片需要观众戴上专门的3D眼镜，但是长时间使用3D眼镜，可能会导致观看 者出现头痛、恶心的反应，王保平表示，如果要让3D技术真正占据市场，一个 重要的技术瓶颈突破就在于视觉疲劳和裸眼方式。立体显示技术的发展主要是裸 眼3D的普及，到时候可以做到无视觉疲劳，大视觉范围，大尺寸、高亮度。(记 者夏丽霞)参考文献：1. 期刊论文显示技术的发展2002.7电子产品世界2. 期刊论文显示技术的发展及其趋势2002.9电脑报3. 期刊论文平板显示技术的发展趋势2008.3光电子技术4 .部分技术类简介来源于维基百科及百度百科
