2016-11-16
顯示設備通常包括兩個接口,它一方面和信息源相接,稱為輸人接口;另一方面又和觀 察者聯(lián)接,稱為輸出接口,即顯示器。輸人接口要求信號轉(zhuǎn)換效率高,尋址及擦除迅速,響應 速度快等。輸出接口則要求顯示器有合適的發(fā)光亮度、顏色、對比度、灰度級、分辨率、均勻 度、視角及顯示面積等。
顯示技術具有很多功能。按照它們某一重要功能的差異,有以下幾種分類方法。
1.主動式顯示及被動式顯示
在主動式的顯示中,像元本身就是光源,可以發(fā)射反映信號特點(如強弱、快慢、位幅等) 的光,白天黑夜都能使用。
在被動式的顯示中,像元只能靠環(huán)境光的照射而顯示出來。環(huán)境光越強,顯示越清楚。 這種顯示只能用于白天或有照明的地方。
2.穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)顯示
穩(wěn)態(tài)顯示用來顯示不變化的信息。
瞬態(tài)顯示則顯示隨時間而改變的信息,要求顯示的反應速度很快。否則顯示前一信息 的圖像會與顯示后一信息的圖像重合。
3.亮暗顯示及灰度顯示
亮暗顯示只有一種亮度,有無信號用有光或無光表示。字符、數(shù)字及狀態(tài)顯示通常就用 這種方法。
灰度顯示則要求像元的亮度要有層次,以反映信號的強弱,用灰度級表示。顯示圖像必 須用此方法。
4.黑白及彩色顯示
黑白屏只有某一種顯示顏色,通常是在無光的背景上用白色顯示,或者在有光的背景上 用黑色顯示。
彩色顯示的像元通常是由可以發(fā)出三種基本顏色,即紅、綠、藍色光的材料鑲嵌而成。 這種顯示不僅圖像鮮明艷麗,而且表現(xiàn)的層次較多,可以顯示更多的信息。
5.實時顯示及存儲顯示
實時顯示所反映的是當時的信息。雖然顯示出來的字符或圖像和真實過程發(fā)生的時間 相比,仍稍有延遲,但這個時差是很小的,為毫秒至微秒級。
存儲顯示所反映的是過去某一時刻的信息。這個時期可以很長,從收到信息到顯示出 來后,圖像一直保持著。但也可以在收到信息后存儲起來,等有需要時再顯示。
6.單一屏顯示及復合屏顯示
單一屏顯示比較簡單,它直接把信息轉(zhuǎn)換成光信號。
復合屏則是把不同功能的屏連接在一起,經(jīng)過轉(zhuǎn)換才實現(xiàn)顯示的功能。例如,信息可以 接配開關元件,使像元連通驅(qū)動電源,從而實現(xiàn)顯示。
這兩種屏都能做實時顯示或存儲顯示,但要用合適的材料。例如,用單一屏做存儲顯示 時,顯示材料必須有存儲性能。用復合屏做實時顯示時,則需要用反應快的敏感控制層。 同一顯示技術可以兼具幾種性能。
在信息化社會迅猛發(fā)展的今天,對顯示技術的要求更加多種多樣,應用也更加廣泛。信 息顯示內(nèi)容和形式的多樣性決定了顯示材料必須具有不同的光轉(zhuǎn)換功能,很顯然,材料是顯 示技術的基礎。 .
在主動式顯示中,像元本身在某種方式的激發(fā)下發(fā)出光來,這依靠像元上使用的發(fā)光材 料。所使用的材料,決定了顯示器所提供的能量激發(fā)形式,由于這些形式的激發(fā)能量中含有 電子信息內(nèi)容,又決定了顯示器的結構。
使用陰極射線發(fā)光材料的顯示器在電子束激發(fā)下實現(xiàn)發(fā)光顯示,這類顯示器有真空熒 光示波管、顯示管及顯像管,以及最新發(fā)展的場發(fā)射顯示和場離子發(fā)射顯示等。
使用電致發(fā)光材料的顯示器在電場直接激發(fā)下實現(xiàn)發(fā)光顯示,這類器件包括由高電壓 驅(qū)動的電致發(fā)光屏及低電壓驅(qū)動的發(fā)光二極管。
使用光致發(fā)光材料的顯示器在紫外光的激發(fā)下實現(xiàn)發(fā)光顯示,這類顯示器有等離子體 顯示器等。光致發(fā)光材料還有其他一些重要的用途,用來檢測紫外光;用作照明材料制成日 光燈、三基色燈等?,F(xiàn)在還有一類把不可見的紅外光轉(zhuǎn)換為可見光的上轉(zhuǎn)換材料,這種材料 仍屬光致發(fā)光材料的范圍。但這種上轉(zhuǎn)換現(xiàn)象需要在較強的紅外光激發(fā)下才易實現(xiàn)。激光 器出現(xiàn)后,這個要求可以滿足。用上轉(zhuǎn)換材料做的屏可以顯示激光輸出的斷面強度分布,即 ’顯示其光場分布。
在X射線激發(fā)下發(fā)光的發(fā)光材料,可以做成髙分辨率的X射線熒光屏或X射線照相用 的增感紙。
有一些晶體可以在射線的激發(fā)下發(fā)光,這類材料的發(fā)光壽命一般都較短,所以它又被稱 為閃爍晶體。利用這種發(fā)光材料可以檢測a、p、7射線及快、慢中子等。
另外,在顯示技術中還有使用氣體的發(fā)光。這是一種使氣體處于等離子體狀態(tài)的發(fā)光 現(xiàn)象,氖燈、霓紅燈利用這種發(fā)光形成顯示。
在被動式顯示中,必須有足夠明亮的環(huán)境光,同時利用某些顯示材料在信號(例如電信 號)作用下光學性質(zhì)(如折射率、吸收率等)或其他性質(zhì)的變化。也就是說,環(huán)境光與顯示材料相互作用后,輸出光發(fā)生了與信號相對應的變化而顯示出來。
目前,在這個領域中發(fā)展最快的是液晶顯示。它已經(jīng)廣泛地應用于計算機顯示器、手 機、儀表、時鐘等顯示中。其余像電著色材料、電泳材料、油膜光閥、金屬膜光閥、鐵電材料、 鐵磁材料、熱塑材料等有的在試用,有的還處于試驗階段。
隨著以電視為代表的大眾傳媒圖像顯示裝置的廣泛普及,隨著以計算機為代表的各種 信息處理裝置的迅速發(fā)展,顯示器件向固體化、平板化、低驅(qū)動電壓、低功耗的方向演化。因 此,顯示技術一方面在傳統(tǒng)類型的基礎上改進和完善,另一方面,在各類顯示技術之間開始 發(fā)生相互的借鑒和融合,推動了新的顯示技術不斷涌現(xiàn)。顯示技術的快速發(fā)展,也對顯示材 料提出了更高的要求,從而成為發(fā)光學的研究和發(fā)展的動力。
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