顯示技術或者說是顯示屏，作為電子產品的重要交互手端，一直隨著電子產品的進步而飛速發展。

相信絕大多數家庭從擁有第一臺電視機開始，到現在已經更換了好幾代了。從12寸黑白顯像管電視機，到現在的彩色大屏幕高清液晶，每一次更新換代，都代表了人類在顯示技術方面的巨大進步。

尤其是近年來，隨著通信技術的迅速發展以及人們對顯示設備的色彩追求和顯示實用性的追求，迫使著顯示設備向多功能和數字化方向發展。具體來說，現代顯示器件正向高密度、高分辨率、節能化、高亮度、彩色化、大屏幕的方向發展。

從最傳統的CRT顯示器、LCD顯示器到現在的3d顯示器、最新的頭戴式顯示器，再到全息投影顯示技術等，無不體現著人類的智慧與想象力，無不體現著“沒有做不到，只有想不到”。

CRT陰極射線

顯像管技術

1897，諾貝爾獎獲得者、著名物理學家和發明家卡爾·布勞恩創造了第一個CRT陰極射線管。其工作原理是：電子槍發射高速電子，經過垂直和水平的偏轉線圈控制高速電子的偏轉角度，最后高速電子擊打屏幕上的磷光物質使其發光。但是，在CRT發明之初，就是一個用來研究電子特性的設備，和顯示技術沒有半毛錢關系。

1925年，約翰·洛吉·貝爾德在倫敦的一次實驗中使用CRT器材“掃描”出木偶的圖象成為一個轉折點，其被稱為電視誕生的標志，而同一時間斯福羅金也創造了自己的電視系統，但是這兩個人實現圖像傳輸的模式有些不同，但都是由CRT設備實現的。其中對未來影響最大的就是斯福羅金的“電視”系統了，這種全電子模式也是未來電視發展的一個起點。

隨后的幾年，電視設備開始進入大發展階段，并且電視也開始逐漸普及。此后，業界開始大力研制彩色顯像管。1954年，第一臺民用支持NTSC標準的彩色電視機RCA CT-100誕生，這也是彩色電視機普及的開端。隨后全世界各國都在開發和生產電視，電視產業成為一個新興的產業蓬勃興旺的發展著。

球面顯像管

現在我們已經很難看到最早的采用綠顯、單顯顯像管的顯示器。當時這些顯示器都是陰極射線管（CRT）顯示器，采用的是孔狀蔭罩，其顯像管斷面基本上都是球面的，因此被稱做球面顯像管，這種顯示器的屏幕在水平和垂直方向上都是彎曲的，這種彎曲的屏幕造成了圖像失真及反光現象，也使實際的顯示面積較小。

平面直角顯像管

隨著電子整體水平的進步，人們對顯示器的要求也越來越高。到了1994年，為了減小球屏四角的失真和反光，新一代的“平面直角”顯像管誕生了。當然，它并不是真正意義上的平面，只是其球面曲率半徑大于2000毫米，四角為直角。

它使反光和四角失真程度都減輕不少，再加上屏幕涂層技術的應用，使畫面質量有了很大的提高。因此，各個顯示器廠商都迅速推出了使用“平面直角”顯像管的顯示器，并逐漸取代了采用球面顯像管的顯示器。

在此之后，日本索尼公司開發出了柱面顯像管，采用了條柵蔭罩技術，即特麗瓏（Trinitron）技術的出現，三菱公司也緊隨其后，開發出鉆石瓏（Diamondtron）技術，這使得屏幕在垂直方向實現完全的筆直，只在水平方向仍略有弧度，另外加上柵狀蔭罩的設計，使顯示質量大幅度上升。

從1998底開始，一種嶄新的完全平面顯示器出現了，它使CRT顯示器達到了一個新的高度。這種顯示器的屏幕在水平和垂直方向上都是筆直的，圖像的失真和屏幕的反光都被降低到最小的限度。例如LG公司推出的采用Flatron顯像管的“未來窗”顯示器，它的蔭罩是點柵狀的，使顯示效果更出眾。

CRT顯示器歷經發展，顯示質量越來越好，但顯像管要求電子槍發出的電子束從一側偏向另一側的角度不能大于90度，這使得顯示器的厚度要與屏幕的對角線一樣長，對于具有更大可視面積的顯示器來說，就意味著更厚的機身和更大的體積。

彩色顯像管電視機占據主流市場長達50年之久。直到2005年其主流地位才開始受到來自液晶、等離子等新型顯示技術的挑戰。

LCD液晶顯示技術

早在19世紀末，奧地利植物學家就發現了液晶，即液態的晶體，也就是說一種物質同時具備了液體的流動性和類似晶體的某種排列特性。在電場的作用下，液晶分子的排列會產生變化，從而影響到它的光學性質，這種現象叫做電光效應。利用液晶的電光效應，英國科學家在上世紀制造了第一塊液晶顯示器即LCD。

LCD到目前為止是應用最為廣泛的一種顯示技術，與傳統的CRT相比，LCD不但體積小，厚度薄，重量輕、耗能少（1到10 微瓦/平方厘米）、工作電壓低且無輻射，無閃爍并能直接與CMOS集成電路匹配。由于優點眾多，LCD從1998年開始進入應用領域。

單色LCD液晶顯示器的原理

LCD技術是把液晶灌入兩個列有細槽的平面之間。這兩個平面上的槽互相垂直(相交成90度)。也就是說，若一個平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子東西向排列，而位于兩個平面之間的分子被強迫進入一種90度扭轉的狀態。

由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經過液晶時也被扭轉90度。當液晶上加一個電壓時，液晶分子便會轉動，改變光透過率，從而實現多灰階顯示。

彩色LCD液晶顯示器的工作原理

對于更加復雜的彩色顯示器而言，還要具備專門處理彩色顯示的色彩過濾層。通常，在彩色LCD面板中，每一個像素都是由三個液晶單元格構成，其中每一個單元格前面都分別有紅色，綠色，或藍色的過濾器。這樣，通過不同單元格的光線就可以在屏幕上顯示出不同的顏色。

根據液晶分子的排布方式，常見的液晶顯示器分為：窄視角的TN-LCD，STN-LCD，DSTN-LCD和寬視角的IPS,VA,FFS等。

其中TN-LCD，STN-LCD和DSTN-LCD三種顯示原理相同，只是液晶分子的扭曲角度不同而已。

TN：扭曲向列型液晶分子扭曲角度為90度。

STN：超扭曲向列型其S即為Super之意，也就是液晶分子的扭轉角度加大，呈180度或270度，如此而達到更優越的顯示效果(因對比度加大)。

DSTN：雙層超扭曲向列型。其D為雙層之意，因此又比STN更優異些。由于DSTN的顯示面板結構已較TN與STN復雜，顯示畫質較之更為細膩。

寬視角模式多用于液晶電視。以IPS為例，它也被俗稱為 “Super TFT”。從技術角度看，傳統LCD顯示器的液晶分子一般都在垂直-平行狀態間切換，而IPS 技術與上述技術最大的差異就在于，不管在何種狀態下液晶分子始終都與屏幕平行，只是在加電/常規狀態下分子的旋轉方向有所不同。

從液晶面板的驅動方式來分，目前最常見的是TFT型驅動。它通過有源開關的方式來實現對各個像素的獨立精確控制，因此相比之前的無源驅動可以實現更精細的顯示效果。

TFT-LCD的構成主要由螢光管、導光板、偏光板、濾光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶體管等等構成。首先，液晶顯示器必須先利用背光源投射出光源，這些光源會先經過一個偏光板然后再經過液晶。

這時液晶分子的排列方式就會改變穿透液晶中傳播的光線的偏振角度，然后這些光線還必須經過前方的彩色的濾光膜與另一塊偏光板。因此我們只要改變加在液晶上的電壓值就可以控制最后出現的光線強度與色彩，這樣就能在液晶面板上變化出有不同色調的顏色組合了。

早期的LCD由于是非主動發光器件，速度低，效率差，對比度小，雖然能夠顯示清晰的文字，但是在快速顯示圖像時往往會產生陰影，影響視頻的顯示效果，因此，如今只被應用于需要黑白顯示的掌上電腦，呼機或手機中。?

現在，幾乎所有的應用于筆記本或桌面系統的LCD都使用薄膜晶體管（TFT）激活液晶層中的單元格。TFT LCD技術能夠顯示更加清晰，明亮的圖像。

隨著技術的日新月異，LCD技術也在不斷發展進步。目前各大LCD顯示器生產商紛紛加大對LCD的研發費用，力求突破LCD的技術瓶頸，進一步加快LCD顯示器的產業化進程、降低生產成本，實現用戶可以接受的價格水平。

PDP等離子顯示技術

等離子顯示器又稱為電漿顯示屏，是一種平面顯示屏幕，光線由兩塊玻璃之間的離子，射向磷質而發出。與液晶顯示器不同，放出的氣體并無水銀成分，而是使用惰性氣體氖及氙混合而成，這種氣體是無害氣體。

等離子顯示屏甚為光亮，可顯示更多種顏色，也可制造出較大面積的顯示屏，最大對角可達381厘米。等離子顯示屏的對比度亦高，可制造出全黑效果，對觀看電影尤其適合。顯示屏厚度只有6厘米，連同其他電路板，厚度亦只有10厘米。

等離子顯示器色在彩還原度、可視視角、無拖尾等各項畫質指標均優于液晶，這么好的產品，但是為什么市面上的等離子電視怎么會越來越少了呢？

PDP技術有以下幾個缺點：

1、生產精度高，成本高。

2、無法做小尺寸，一般都是40英寸已上的大電視機。

3、有“燒屏現象”。

其實PDP綜合來看效果要優于LCD。曾經以40英寸為分界線，“大屏看等離子、小屏看液晶”的差異化定位一度使兩者分野，但大尺寸的液晶電視量產后，等離子的優勢蕩然無存。

好的技術與好的市場不是等號關系，液晶能一統江湖關鍵還在于生產成本適應了大眾需求。更重要的是，獲得了主導市場的眾多彩電企業的認可。所有的技術都在不停地尋找突破口，而等離子只是停留在了原地，然后被淹沒，如曇花一現。

LED有機發光

二極管顯示技術

在CRT時代，英國無線電研究員Henry Joseph Round率先發現電場發光，奠定了之后LED技術發展的基礎。隨后的1961年，德州儀器為紅外線LED（首個發光二極管）申請了專利。然而，該產品是人眼不可見的。1962年，Nick Holonyack發明了首個人眼可見的LED燈，并被稱為“LED之父”。

1987，伊士曼·柯達公司發明了OLED有機發光二極管技術，為柔軟顯示設備的出現鋪墊了道路。因其具備面板結構簡單、厚度薄、對比度高、響應速度快、溫度適應范圍廣等液晶電視不可比擬的優勢，被業內稱為未來最具競爭力的顯示器，被公認為新一代的顯示技術。

OLED是一種由有機分子薄片組成的固態設備，施加電壓之后就能發光。OLED能讓電子設備產生更明亮、更清晰的圖像，其耗電量小于傳統的發光二極管（LED），也小于當今人們使用的液晶顯示器（LCD）。

OLED是一種固態半導體設備，其厚度為100-500納米，比頭發絲還要細200倍。OLED由兩層或三層有機材料構成；依照最新的OLED設計，第三層可協助電子從陰極轉移到發射層。

OLED的結構

OLED由以下各部分組成：

基層--基層用來支撐整個OLED。

陽極--陽極在電流流過設備時消除電子。

有機層--有機層由有機物分子或有機聚合物構成。

導電層--該層由有機塑料分子構成，這些分子傳輸由陽極而來的“空穴”.可采用聚苯胺作為OLED的導電聚合物。

發射層--該層由有機塑料分子（不同于導電層）構成，這些分子傳輸從陰極而來的電子；發光過程在這一層進行。可采用聚芴作為發射層聚合物。

陰極--當設備內有電流流通時，陰極會將電子注入電路。

相對于傳統顯示器及照明領域的設備，OLED具有以下優點。

1、超薄。厚度可以小于1毫米，僅為LCD屏幕的1/3，并且重量也更輕；

2、抗震耐用。固態機構，沒有液體物質，因此抗震性能更好，不怕摔；

3、可視角度大。幾乎沒有可視角度的問題，很大的視角下觀看，畫面仍然不失真；

4、成本低。制造工藝簡單，成本更低；

5、響應速度快。響應時間為μs量級，顯示運動畫面絕對不會有拖影的現

6、工作溫度范圍寬。可工作于-40～75℃；

7、可彎曲。能夠在不同材質的基板上制造，可以做成能彎曲的柔軟顯示器。

OLED的分類

OLED 以驅動方式可分為無源驅動PMOLED)與有源驅動(AMOLED)兩種，OLED的驅動方式是屬于電流驅動。

PMOLED具有陰極帶、有機層以及陽極帶。陽極帶與陰極帶相互垂直。陰極與陽極的交叉點形成像素，也就是發光的部位。外部電路向選取的陰極帶與陽極帶施加電流，從而決定哪些像素發光，哪些不發光。此外，每個像素的亮度與施加電流的大小成正比。

PMOLED易于制造，但其耗電量大于其他類型的OLED,這主要是因為它需要外部電路的緣故。PMOLED用來顯示文本和圖標時效率最高，適于制作小屏幕，例如人們在移動電話、掌上型電腦以及MP3播放器上經常能見到的那種。即便存在一個外部電路，被動矩陣OLED的耗電量還是要小于這些設備當前采用的LCD。

而AMOLED在技術上的優勢幾乎是傳統LCD難以企及的。

1、對比傳統LCD，AMOLED屏幕非常薄，并且可以在屏幕中集成觸摸層，做超薄機更有優勢。

2、高分辨率AMOLED采用pentile排列，不像傳統LCD那樣一個像素點等于紅綠藍三個亞像素的合集，而是一個像素=1綠0.5（藍 紅） ，大幅強調綠色，使畫面看起來更鮮艷。

3、AMOLED自發光，單個像素在顯示黑色時下不工作，顯示深色時低功耗。所以AMOLED在深色下省電，并且具有傳統LCD幾百倍的對比度，還不會漏光。

4、AMOLED具有一定的柔韌性，比起玻璃基板的LCD屏幕不宜損壞。

5、AMOLED和SUPER AMOLED的色域都非常廣。

OLED顯示技術具體LCD及LED無可比擬的優勢，但是依然存在相當多的問題。由于平面電視已進入成熟期，價格競爭激烈，不管是消費者或電視品牌業者，對于產品價格都非常敏感，然而OLED有機材料壽命不長，加上制程復雜，導致生產成本相當高，良率也不容易提升。短期內，業界人士認為OLED面板仍會先以小尺寸的行動裝置市場為主力，導入電視、照明等應用，還需要時間發酵。

QLED量子點顯示技術

量子是現代物理的重要概念。最早是M·普朗克在1900年提出的。量子點是極小的半導體晶體，大小約為3到12納米，僅由少數原子構成，所以其活動局限于有限范圍之內，而喪失原有的半導體特性。

也正因為其只能活動于狹小的空間，因此影響其能量狀態就容易促使其發光（目前一般通過電子或光子激發量子點，產生帶色彩的光子），科學家實驗的結果是，可依據其內部結構與大小的不同，發出不同顏色的光，量子點尺寸越大越偏向光譜中的紫色域、越小則越偏向紅色，如果計算足夠精確，就可如圖所指示發出鮮艷的紅綠藍光，正好用作顯示器的RGB原色光源。

量子點技術如何應用于液晶面板

量子點材料需要在短波長光線下才能激發發光，目前的做法是將量子點材料涂布在有機薄膜上，形成量子點光學薄膜應用在背光模組中，再搭配液晶面板使用。與傳統背光不同的是，白光LED需更換為藍光LED，從成本上來看，藍光LED不要封裝熒光粉，所以其價格會更低。

由于傳統白光LED采用的是藍光LED外加黃色熒光粉的方式，所以其光譜分布上，藍光部分相對比較純正，而綠光和紅光部分沒有明顯的峰值，導致在搭配彩膜時，液晶模組的紅色和綠色的飽和度不高。而使用量子點背光紅綠藍三色光峰值明顯，經過彩膜后顏色的飽和度也較高。使用量子點技術的液晶顯示器在顏色表現上不輸于OLED顯示器。

綜上所述，QLED的結構與OLED技術非常相似，主要區別在于QLED的發光中心由量子點物質構成。量子點技術顯然具有不錯的應用前景，且很有可能因此取代一直難產的OLED顯示技術。

目前QLED的量子點顯示技術還存在如下問題：

QLED的量子點因其容易受熱量和水分影響的缺點，無法實現與自發光OLED相同的蒸鍍方式，只能研發噴墨印刷制程。目前，QLED技術還處于剛剛起步階段，存在可靠性/效率低、藍色元件壽命不穩定、溶液制程研發困難等制約因素，因此業內認為現階段離商用化還有一段較長的時間。

未來顯示技術發展趨勢

OLET有機發光晶體顯示技術

OLET由三層材料組成，底層是傳導電力的物質，中間一層在電力通過時會發光，最上面一層則是控制光通過的量，整組材料一共厚僅62nm。目前技術上還有一些電壓上的問題要克服，但OLET可以比OLED還要有效率2到100倍，未來將可以用在任何顯示屏幕上，甚至可以用在芯片上代替銅線傳遞訊號。

IMOD干涉儀調節器顯示技術

IMOD屬于反射式顯示技術，是一種新的顯示技術，即便是在陽光照射下，它也能使手機的顯示器清晰銳麗。它展現色彩的過程與蝴蝶翅膀的閃閃發光原理相同。基于imod技術的顯示設備不需要背光源。這種顯示技術相對于其他顯示技術擁有顯著的低功耗性能，可大幅延長設備的電池壽命。

LPD激光熒光體顯示技術

LPD是Prysm獨有的顯示技術及大尺寸顯示平臺。它是所有Prysm顯示解決方案的核心且代表下一代大尺寸數字顯示。LPD由以下主要組件組成：激光引擎、激光處理器及熒光面板。LPD使用獲得專利的激光引擎和磷光熒光體面板，利用低功率固態激光創造令人嘆為觀止的等身尺寸圖像。

從根本上不同于基于LED和液晶技術的顯示方案，LPD解決方案——包含LPD技術和其它組件的封裝配置——提供鮮艷的等身大小圖像品質、無與倫比的視角及行業最小的環境影響。與其它數字技術相比，LPD技術具有最低運營成本并提供最先進的功能性、優越性和使用可能性。

審核編輯：湯梓紅