人類與顯示技術
1 顯示技術
人類生存離不開信息，如控制論創始人——N 維納說：“要有效地生活，就要有足夠的信息。”人生活於社會，每時每刻都通過眼、耳、口、鼻、身從外部獲得信息，其中視覺信息占70%，而且眼睛獲取的信息數量大，最準確和可靠，如“一目了然和百聞不如一見”就是說視覺信息的重要性遠勝於其他。古代顯示技術：特點是簡單，直觀。最久遠地古代發明是火和光。人們利用火和光來照明，煮食，取暖驅獸和傳遞信息等，烽火台和狼煙都是一種用火和光傳遞信息的方式。
現代顯示技術：特點是光與電的結合，是光與近代科學成就的結合。它追求的目標是：清晰、準確、實時、直觀、方便、節能、攜帶信息量大，色彩和立體化等。它是近代科學發展的產物，是現代科學技術的一個重要組成部分。
現代技術的基本特點：將各種非電量的信息，如聲、光、熱、力、數、氣氛等信息源通過一定的感測器、處理器進行感知和處理，傳輸給顯示裝置，再由顯示裝置進行處理、轉換，最後經由顯示器件轉換為人類視覺可識別的信息。所以我們稱這種現代顯示技術為信息顯示技術。
在信息顯示技術中，人們發現了信息數位化的重要作用和意義。數位化的信息更加準確，同一性，更易傳輸和識別。很多信息可以直接由數字表示，從而數位化信息顯示又成為信息顯示的又一個重要內容。又從數位化顯示發展到字元顯示，它把人類特有的語言文字用於顯示，這種顯示與數字顯示合在一起用途更廣用量更大。在這同時，人們還希望用圖形和圖像進行顯示，且顯示的內容為五彩繽紛，並且可以實時活動和具有三維立體效果。這些在二十世紀尾聲時都已經陸續實現。LCD的計算機器，手機，攜帶型計算機，半導體發光數碼管顯示（LED）的汽車計價器，商場的大螢幕廣告，證券所的股票交易顯示牌，螢光顯示器件（VFD）顯示的電子秤，家電，VCD，最新上市的平板等離子（PDP）顯示的大彩電，以及CRT顯示的彩電。這零零總總的各類顯示正為你做著各種各樣的服務，相信在不久的將來顯示技術的發展將會為人類做出更大的貢獻。
2 顯示技術的展望
一 、 CRT的工作原理是——基於電子束在電子透鏡調製下掃描、激發螢光粉而實現顯示CRT是發展歷史最久的顯示器。它特殊的性能和成熟的工藝一直是顯示技術中的主流產品。它用模擬方式驅動，在數字電路全面取代模擬電路以前，這一優勢不會消失。它有特點：顯示效果佳，質量可靠，尤其在最近幾年來，CRT通過不斷地自我更新，從不同角度克服了自身的一些弱點，質量性能不斷提高，合自身的缺點不斷被克服，CRT的缺點：空間體積大，工作電壓高，功耗大，不能和大規模積體電路配合，軟X射線影響健康。
二、平板顯示器的多面發展
基於以上CRT的許多優點和缺點，人們一直追求又具有CRT所有優點又可以克服CRT所有的缺點的這樣的一種平板型顯示器件。從上世紀70年代起各種平板顯示器件就有如雨後春筍般先後湧現。
1）液晶顯示器件
2）電致發光顯示東山再起
3）LED（lighte emitting diode）
4）等離子顯示（Plasma Display Panel）簡稱PDP
5）其他平板顯示器件
6）平板場發射顯示器，簡稱FED(FLAT FIELD EMITTING DISPLAY)
三、大螢幕顯示
大螢幕顯示已經是顯示技術中的一個大類。大螢幕顯示是一個多學科的複雜系統。常見的有以下幾種：
1）投影大螢幕
2) 巨型平板顯示
3) 電視牆
4)背投電視
液晶在顯示技術中的地位
顯示器件分類
1)主動顯示器件:輝光顯示、等離子顯示PDP、霓虹燈顯示、電致發光顯示(EL)、OEL等；
2)被動顯示器件
下表1.1所示被動型顯示器件的分類：
液晶產業結構
LCD產品製造涉及光學、半導體、電機、化工、材料等各項領域，上下游所需技術層面極廣，所以少有單一廠商能從材料到成品全部都做，因此各領域分工明顯，上游材料包括玻璃基板、ITO導電玻璃廠、偏光板、彩色濾光片、光源模組、液晶、半導體製造工序所需光罩，液晶驅動IC、印刷電路板（PCB）等；中游則集合各材料，製造LCD面板，提供給下游套用廠商使用，由於下游套用產品眾多，所需面板規格幾乎都不相同，需根據產品切割面板尺寸，因此LCD面板較沒有規格產品；下游套用產品種類眾多，從各式家電、消費性、信息、通信及工業產品，只要是需要顯示的器具，都需使用LCD產品。液晶顯示器件的優異特性和發展前景
綜合比較各類顯示器件，你會發現，液晶顯示器件確實具有很多獨到的優異特性，下面作一下簡單介紹：一、優點：
1）低壓、微功耗
極低的工作電壓，只要2V~3V即可工作，而工作電流僅幾個微安即每個顯示字元只有幾個微安。一個小小的鈕扣電池也可以用1~2年，這是其他任何顯示器件無法比擬的。在工作電壓和功耗上液晶顯示正好與大規模的積體電路的發展相適應。如電子手錶、計算器、便攜儀表、手提電腦和GPS電子地圖等的實現都成為可能。
2）低壓驅動
一般扭曲向列型（TN）器件閥值電壓僅1.5~2V，可以直接與大規模積體電路直接相配。
3）平板型結構
液晶顯示器件的基本結構是由兩片玻璃基板製成的薄形盒。這種結構最利於用作顯示視窗，而且它可以在有限的面積上容納最大量的顯示內容，顯示內容的利用率最高。此外，這種結構不僅可以作得很小，如照相機上所用的顯示窗，而且作的很大，如大螢幕液晶電視及大型液晶廣告牌。
這種結構還便於大批量、自動化生產。目前液晶顯示器件的生產大都採用自動化半自動化的集成化工藝生產，僅少量工人即可開動一條年生產上千上萬片的生產線。
目前已經以開發出了用塑膠基片製成的液晶顯示器件。這種器件薄如紙，並可彎曲，從而進一步的降低了使用空間。
4）被動型顯示
1）、示器件本身不能發光，它靠調製外界光達到顯示目的。它不像主動型顯示器件那樣，靠發光刺激人眼實現顯示，而是單純靠對外界光的不同反射形成的不同對比度來達到顯示目的的。所以稱之為被動型顯示。被動型顯示更適合於人眼視覺，不易感到疲勞。這個優點在大信息量，高密度快速變換，長時間觀察的顯示尤其重要。
2）、被動型顯示不怕光沖刷。所謂光沖刷，就是指當環境光較亮時，被顯示的內容信息被光沖淡，從而顯示不清晰，而被動型顯示，由於它是靠反射外部光達到顯示目的，所以外部光越強，反射的光也越強，顯示的內容也就越清晰。
3）、液晶顯示不僅可以在室外也可以在室內顯示，對於在室內黑暗中顯示可以配備背光源就可以克服不能看的缺點。
5）顯示信息量大
與CRT相比，液晶顯示器件沒有蔭罩限制，像素點可以作得更小，更精細；與等離子顯示相比，液晶顯示器件像素點處不需要等離子顯示那樣，像素點間要留有一定的隔離區。因此液晶顯示在同樣大小的顯示窗面積內，可以容納更多的像素和更多的信息，這對於製作高清晰度電視，筆記本式電腦都非常有利。
6）易於彩色化
液晶本身無顏色，鉭是有許多方法可以實現彩色化，如濾色法和干涉法。由於濾色法技術比較成熟，使液晶的彩色化更準確更艷麗更沒在色失真的彩色化效果。
7）長壽命
液晶材料是有機高分子合成材料，具有極高的純度，其他材料也都是高純物質，在極淨化的條件下製成，液晶的驅動電壓又很低，驅動電流更是很微小，這種器件的劣化幾乎沒有，壽命很長，從實際套用中考察，除硬性撞、破碎或配套件損壞外，液晶顯示器件自身的壽命終結幾乎沒有。
8）無輻射無污染
液晶顯示器件在使用中不會產生軟X射線或電磁波輻射，而輻射可以造成環境污染和信息的泄露，而液晶顯示器件不會產生此類問題。它是理想的顯示器件。
二、各種顯示器比較
下表為幾種具有代表性的顯示器件結構原理和特點
| 顯示器件 | 構造原理 | 性能特點 | |
| 主動顯示 | 電子束管（CRT） | 基於電子束在電子透鏡調製下掃描、激發螢光粉而實現顯示 | 基本參數：1kv~2kv調製電壓，功耗為10w~100w，亮度約100L~2000L，工作溫度範圍約（-50~80）攝氏度，回響餘輝3us~1s，壽命10萬小時。 特點：真空管三維結構，模擬電路驅動，亮度高，灰度級別多，彩色化容易，壽命長，顯示解析度高，適合視頻彩色活動畫面顯示，但體積大，重量大，功耗大，不易數位化驅動。 |
| 輝光顯示 | 基本於冷陰極輝光放電時，陰析字型周圍的陰極輝區而實現顯示 | 基本參數：驅動為170V~300V直流或脈衝：功耗30mw~300mw，工作溫度範圍（-50~75）攝氏度，亮度為100~300FL， 特點：亮度高，醒目，驅動簡單但電壓高，功耗大，外形呈真空管形式。 | |
| 主動顯示 | 螢光顯示（VFD） | 基於陰極電子發射經柵極加速後激發螢光粉即現顯示 | 基本參數：驅動為170V~300V直流或脈衝：功耗10w~200w，工作溫度範圍（-50~70）攝氏度，回響速度為7us，亮度為200FL，顯示可彩色化。 特點：低壓、小功耗、亮度高，顯示清晰，真空管外形，需雙電源驅動。 |
液晶顯示器件的優異特性決定了它在各類顯示器件中的地位。只有20餘年液晶顯示就改變了幾百年的鐘表計時行業，電子計算器已經人人必備，智慧型化儀器儀表使用了液晶顯示，使它可以成為攜帶型。各種電腦改變了人類生活方式，甚至改變了戰爭形式。
液晶作為一種特殊的功能材料，具有極其廣泛的套用價值。隨著以液晶顯示器件為主的各類液晶產品的出現和發展，液晶已經深入到各行各業以及社會生活的各個角落。人類開發了液晶，液晶改變著人類生活。
液晶顯示方式
1、反射式2、透射式
3、投影式
液晶顯示器投影儀中燈片的作用，對投射光源起調製作用，所以稱為液晶光閥。早期的液晶光閥是將液晶盒與光敏層組合在一起，中間隔一層遮光層。光敏物質為非晶矽、Se、CdS等光電導膜。利用光電導層接收不同光量時，電阻改變，從而調製加在液晶上的電壓。後來採用可電寫入的CCD，但是現在多採用液晶盒加有源矩陣。特別是近年來發展很迅速的LCOS（LC on Silicon）更是投影式的典型。在LCOS中有源矩陣直接製作在單晶矽片上，尺寸可以做得很小，並可充分利用發展已很成熟的矽集成工藝。
液晶顯示的特點
一 液晶顯示器件在直流電壓作用下會發生電解作用，故必須用交流驅動，並且限定交流成分中的直流分量不大於幾十毫伏；二 由於液晶在電場作用下光學性能的改變是依靠液晶作為彈性連續體的彈性變形，回響時間長，所以交變驅動電壓的作用效果不取決於其峰值，在頻率小於1000Hz情況下，液晶透光率的改變只與外加電壓的有效值有關；
三 液晶單元是容性負載，液晶的電阻在大多數情況下可以忽略不計，是無極性的，即正壓和負壓的作用效果是一樣的。
