深度解析显示技术的发展史及其发展特点

2011-03-01 20:35:28来源: 互联网
  研究表明人的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%,近2/3的信息是通过眼睛获得的由此也就促进人们对显示技术的研究开发,从而图像显示成为显示中最重要的方式。

    电子显示器件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目的。显示器件的分类有各种方式,屏幕大小、显示内容形状……;按显示材料可分固体(晶体和非晶体)、液体、气体、等离子体和液晶体显示器。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)。前七种都为主动发光显示,只有LCD为非主动发光显示,其他还有但市场很小。

  在20世纪,图像显示器件中,阴极射线管(CRT)占了绝对统治地位,如电视机显示器等绝大多数都采用CRT。与此同时平板显示器也在迅速的发展,其中液晶显示器以其大幅度改善的质量、持续下降的价格、低辐射量等优势在中小屏幕显示中代替CRT。而另一种适合大屏幕的显示器件――等离子显示器(PDP),也逐渐发展并且商品化。

一、显示器件的主要参量发展前景

    由于显示器件可用来重现图像图形、显示信号波形和参数,因此对显示器来说最重要的是显示彩色图像的质量。目前CRT显示器件以其高的性能价格比和高性能的图像质量仍占据着大部分的显示市场,而LCD显示器以其不断下降的价格和不断提高的图像质量已作为平板显示器件的代表填补了CRT显示器件推出的市场,并且还在扩充者市场。CRT、LCD都已大规模生产,基本上已达到物美价廉,因此其他显示器件只能在CRT、LCD显示器件所不能适应的领域发展。以下是对显示器件主要参数进行说明:

    1 亮度

    亮度(L)的单位是坎德拉每平方米(cd/m2)。对画面的亮度要求与环境的光亮度有关,例如,在电影院中,电影亮度有30-45cd/m2就可以了;在室内看电视,要求显示器画面亮度应大于70cd/m2;在室外看则要求画面亮度应达到300cd/m2;所以对高质量的显示器亮度的要求应为300cd/m2左右。

    2 对比度和灰度

    对比度(C)是指画面上的最大亮度Lmax和最小亮度Lmin之比,即C=Lmax/Lmin(无环境光的前提下)。在实用中都是有环境光线的,所以显示器件必须有足够的亮度才能实现实用状态下的对比度:C’=Lmax+L外/Lmin+L内

    灰度是指图像黑白亮度的层次。一般人眼可分辨的最大亮度层次为100级。显示字码、图形、表格曲线对灰度没有要求,只要对比度高级可。但显示图像不但要求有足够的对比度,还要要求有丰富的灰度级。

    3 分辨力(清晰度)

    分辨力是指分辨电视图像的最小细节的能力,是人眼观察图像清晰程度的标志。分为水平和垂直两种,在电视显示中垂直即电视帧的扫描线数,受电视广播制式的限制,PAL制625扫描线,NTSC制525扫描线,高清晰数字制式,如1080I/60HZ信号的扫描线为1080线。虽电视机的品牌不同,但此参数都必须是一样的,后来不同厂家进行100HZ和逐行扫描处理,只是减少了图像的大面积闪烁和行间闪烁。

    水平分辨力是电视信号的水平取样点决定,电视图像信号经不同的传输途径和不同的电视接收机,所收看到的图像水平清晰度会有所不同。

    只有兼备高分辨力、高亮度和高对比度的图像才可能是高清晰度的图像,所以上述三个条件是获得高质量图像显示所必不可少的。

    4 响应时间和余晖时间

    响应时间是指从施加电压到出现图像的显示时间,有称上升时间。余晖时间是指从切断电源到图像显示消失的时间,有称下降时间。

    电视图像显示时需要小于1/30s的响应时间,一般主动发光型显示期间的响应时间都可小于0.1ms,而非主动发光型LCD的响应时间为10-500ms,在显示快速运动的电视图像时,会出现脱尾或余像,使运动图像模糊。因此,LCD显示变化缓慢的计算机图像不成问题,但显示电视机图像响应时间就太长了。

    5 寿命

    目前寿命问题是大多数用户关心的问题。作为实用化的显示器件,其寿命都应在3万小时以上。现在CRT显像管、PDP的寿命问题都已解决,LCD的寿命决定其使用材料的化学稳定性、耐湿性和耐光性,一般讲来的寿命也已解决。CRT投影管因其所受温度很高,目前寿命较低,不到1万小时(这里的寿命是指行业中亮度低于正常亮度一半时的时间)。

    6 显示器的其他参数还有显示色、发光率、工作电压和功耗、存储功能、体积、显示面积、视角以及性能价格比等。

    7 显示技术发展的前景

    一种理想的显示技术应该是高亮度、高对比度、高分辨力,并有大显示容量、能全彩色显示、低电压驱动、低功耗显示器件本身与驱动电路连为一体,可靠性高、长寿命以及薄而轻的。

二、液晶显示器的原理简要

    2-1 液晶显示(LiquidCrystatDisplay,LCD)特点

    优点:

    1、低电压、微功耗

    极低的工作电压,只要2-3V,工作电流只有几个微安,即功耗只有10-6—10-5W/cm2,这是其他任何显示器件所做不到的。

    2、平板式结构

    液晶显示器的基本结构是两片导电玻璃,中间灌有液晶的薄形盒。

    A开口率高最有利于用作显示窗口

    B显示面积做大做小都较容易

    C便于自动化大量生产生产成本低

    D器件很薄只有几毫米后

    3、被动显示型

    液晶本身不发光,靠调制外界光达到显示目的,即依靠对外界光的不同反射和透射形成不同对比度来达到显示目的。液晶在黑暗中无法显示,但在自然界中人类所获得的视觉信息中,90LL%以上是靠外部物体的反射光,而不是靠物体本身发光,所以被动显示更适合人眼的视觉,不容易引起眼部疲劳。

    4、显示信息量大

    液晶显示器中,各像素之间不用采取隔离措施,所以在同样显示面积中能容纳更多的像素,利于制成高清晰度电视显示器。

    5、易于彩色化

    一般液晶无色,采用滤色膜很容易实现彩色。液晶所能重现的彩色可予CRT显示器相媲美。

    6、寿命长

    只要液晶的配套件不损坏,液晶本身由于工作电压低、电流小,所以几乎不会劣化,寿命很长。

    

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关键字:显示器件  显示技术

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/szds/2011/0301/article_2546.html
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