光电显示技术小述 - 图文

光电显示技术现状与发展趋势小述

姓 名： 刘佳明 学 院： 基础医学院 学 号： 2011302180218 日 期： 2012年4月9日星期一

摘 要：平板显示与CRT显示技术简介与对比，介绍平板显示的主要技术类型以及主流产品。分析中国平板显示市场现状以及发展趋势，对该产业的发展提出具体建议。

关键词：平板显示 显像管技术 液晶显示技术 等离子显示技术 发展现状 前景。

一.引言

显示器是各种视频信号和计算机数据信息的终端显示器件，平板化、大型化和高清晰度显示是今后显示器的发展方向，其种类将呈多元化，并随着科学技术的飞速发展，不断出现各种各具特色的新型显示器件。各种不同类型的显示器件都有它的优点和缺点，都有它的服务领域和用户。哪一种显示器件都不可能垄断市场，一花独秀。所有显示器件都在发展中不断扬长避短，克服其缺点和不足，不断完善自己，力图在市场竞争中争取较大的市场份额，在市场竟争中不断优化，优点和缺点也在不断转化。 二.平板显示技术概述

平板显示（FPD）技术，顾名思义，就是采用平面屏幕显示的技术，它是相对于传统阴极射线管作比较而言的一类显示技术，主要包括液晶显示（LCD）、等离子显示（PDP）、有机电致发光显示（OLED）、表面传导电子发射显示（SED）等几大技术类型的相关产品。

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平板显示器与传统的阴极射线管（CRT）相比，具有薄、轻、功耗小、辐射低、没有闪烁、有利于人体健康等优点。下面将分类简单介绍几种主要显示技术的主要原理。

2.1阴极射线管（CRT）

阴极射线管的关键部件是连在荧光屏后部成为一体的电子枪。电子枪发射出一束经过图像信号调制的窄电子流，经过加速、聚焦、偏转后打在荧光屏的荧光粉上使之发光。电子枪以一个相当快的速度发射电子流，同时偏转线圈控制电子束方向，逐行在屏幕上扫过，达到显示图像的目的。CRT显示图像是是不断连续刷新着的，因此此类显示器看上去给眼睛一种“闪烁”的感觉。容易引起眼睛疲劳损坏视力。

CRT有黑白和彩色两种，黑白的显像管构造相对简单。图1.为黑白显像管的构造示意图。

图1.阴极射线管

彩色显像管与黑白显像管的区别是前者有三个电子枪，前端多一个布满微小孔洞的“荫罩”，以及荧光粉是红绿蓝三种原色排列的。彩色显像管显示图像时，三个电子枪发射出三束电子，在同一个荫罩小孔上通过，分别打在三种颜色的荧

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光粉上，人眼看到的效果会自动把三种色光混合，组成一幅图像。如图2.

图2. 彩色显像原理

荫罩的作用就是保证三个电子共同穿过同一个荫罩小孔，以激发荧光粉，使之发出红、绿、蓝三色光。不同形状的荫罩有不同的透光率、对比度、分辨率等参数。制造成本也不同。有一种栅条状的荫罩其透过率达到95%。如图3.

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图3. 孔状荫罩（左上）、沟槽状荫罩（右上）以及栅条状荫罩（下） 2.2液晶显示器（LCD）

液晶显示器的关键物质是液晶材料，此类显示器也因此而得名。液晶材料具有一个特别的特性：当它被加上适当电压时，液晶材料的分子会发生偏转，引起其透射率变化，从而由“遮光”状态变换到“通光”状态，达到显示的目的。如图：

图4.液晶显示器件构成示意图

按照不同的分类方式，液晶显示有多种类型，根据所采用的液晶材料不同而异：分别有扭曲向列型（TN）等多种，并不一一列举。根据显示像素构成不同，液晶显示器分为无源矩阵液晶显示器（PM-LCD）与有源矩阵液晶显示器（AM-LCD）。较早期的扭曲向列型（TN）液晶显示器与超扭曲向列型（STN）液晶显示器均同属于无源矩阵液晶显示器。新一代的薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）等属于有源矩阵液晶显示器。作为STN的换代产品具有响应速度快、不产生闪烁等优点。 AM-LCD与PM-LCD的差别在于前者每象素加有开关器件，可克服交叉干扰，可得到高对比度和高分辨率显示。

2.3等离子显示器（PDP）

等离子显示器是利用两块玻璃基板之间的惰性气体电子放电，产生紫外线激发所涂布的红、绿、蓝荧光粉，呈现各种彩色光点的画面。PDP适合应用于中大型尺寸（约40-70寸）显示器。等离子体显示器具有阴极射线管的优点，但其超薄体积与重量远优越于传统大尺寸CRT电视，在高解析度、

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不受磁场影响、视角广及主动发光等胜于TFT-LCD的特点，图像具有丰富的层次。缺点是功率大，比较耗电。

2.4其他平板显示产品

除了LCD、PDP外，还有应用于各种智能家电、汽车仪表、数码电子产品显示屏、投影设备以及电子纸等等多种显示技术，都属于平板产品的范畴。

2.5目前主流的平板显示技术主流是液晶显示技术和等离子显示技术。下面，我们就从几个方面比较一下这两种显示技术。 1.使用寿命

大屏幕显示器由于其不菲的造价，所以使用寿命成为其首要问题，理论上讲液晶和等离子显示屏的寿命都可以达到6万小时，不过由于这两种显示技术的发光原理不 同，使得实际应用中差异很大。等离子显示器中的每个像素单元实际上是一个微型灯泡，由于使用白炽灯泡，图像质量会随着使用时间增长而变差，虽然目前的技术 能够目前的技术能够使等离子显示器工作时间达到60,000个小时，但可能使用到20,000小时的时候背光就会出故障，导致显示质量下降一半。并且等离 子如果长期播放一个固定的图像，会在屏幕上留下一个浅浅的痕迹（残影）也就是“烧屏”，例如，如果观看一信号太久，屏幕一角的台标就可能烙印在屏幕上，在 观赏其它信号时仍看得到其残影。通常情况下，连续观看10～20小时就能造成看得见的残影，截至目前这个问题还没有完美的解决方法。液晶显示一般不存在残影和图象质量下降问题。 2.分辨率

显示屏是用来输出高清晰图象和视频的，因此清晰度也是非常重要的，对于显示技术，考察清晰度的高低，关键看分辨率的大小。目前，对于大屏幕液晶而言物理分 辨率可达到2024×1080，而大屏幕等离子的分辨率依然停留在853×480。 3. 安全环保性

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出现屏爆裂、环保、辐射等 4. 耗电量

耗电大小是大家非常关心的问题。等离子耗电量大，夏天甚至像烤炉的说法一直很盛行。新的技术应用虽然在一定程度上降低了耗电量、发热量，还可延长使用寿 命，但是并没有从根本上解决问题，松下和夏普在这个问题上曾有过一场交锋，夏普曾将37英寸液晶显示屏与37英寸等离子显示屏进行比较，结果液晶电视的耗 电量不到200W，而等离子电视则为300W左右。而且液晶在工作的时候屏幕的温度要比等离子的低不少。对于重量轻，厚度薄的显示设备，高能耗的等离子屏 要求散热条件很高，如果不留足够散热空间，很容易导致屏幕因温度过高而产生毁损。液晶屏则不存在此问题。 5. 亮度

显示图像清不清晰也和亮度有一定关系，如果亮度不足，很多细节就黑乎乎的一片，什么也看不清了。 6. 可视角度

由于液晶是背发光，光线需要从每个像素的缝隙中透出来，缝隙限制了光线辐射的方向，我们在观看的时候会有角度的限制，就是我们平时所说的可视角。而等离子 是每个像素直接发光，不存在这个问题。但是随着液晶技术的发展，现在可视角普遍超过170度，最高达到176度，基本可以全方位观看，可以说两者不相上 下。 7.成本

随着技术的发展，液晶屏成本在不断降低，液晶价格高高在上的日子已经一去不复返了，如今在相同显示条件下大屏幕液晶的成本已经低于大屏幕等离子，可以说液晶屏的成本优势显现无疑。

背投技术体积与重量过大，各项关键技术指标均远不及等离子及液晶，且长时间不间断工作，加快背光灯老化，由于只有几千小时寿命，如果一天二十四小时运行， 几个月便需要更换背光灯。等离子由于耗电量与发热量很大，

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且有严重灼伤现象，并不适宜用于长时间显示静态监控画面，且用于拼接之后，整机温升更高，致使设 备容易烧毁。液晶在平板显示技术中一枝独秀，其厚度薄、重量轻、低能耗、长寿命、无辐射等优点以及各项关键性能指标的优秀表现，已使它成为发展主流，前景 看好。

三.中国平板电视行业的发展现状

在上世纪末的CRT时代，中国还是世界上的彩电大国，CRT产品曾经占有全球产量的半壁江山，但进入新世纪的平板显示以来，市场分额迅速的委缩。十年来中国平板电视行业经历了从无到有、从小到大、从弱到强的成长历程。在这波澜壮阔的发展进程中，造就了一批行业明星，同时也倒下了一些辉煌一时的品牌。10年，于历史长河中只是弹指一挥间，于中国平板电视行业，10年却是一段浓墨重彩的光辉岁月。 四.感言

中国平板行业走过了不平凡的十年。现在，我们不应该过多地去缅怀过去的辉煌，更是应该进行自我反省，不管是企业，还是政府！在面对困境时，我们要从根和本去找问题，去解决问题。发展的关键是技术，技术是人才，人才的关键在学校。在中国这个利益第一的现实社会里，企业是很难做到个个都有民族使命感的，所以我们需要政府适当的调控 。一句话，希望中国在每个行业都能够做出自己的核心竞争力，发展出属于中国人的产业帝国！

参考文献：

《平板显示技术》 应根裕等 北京人民邮电出版社，2002 《液晶显示技术》 毛学军 北京电子工业出版社，2008 《等离子体技术及应用》 赵青, 刘述章, 童洪辉 北京国防工业出版社，2009

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