八种显示器技术（放映机、投影仪、CRT显示器、LCD显示器、LED显示器、PDP等离子显示器、激光显示器、VR显示器）

最近一直在关注显示器方面的资料，经过一段时间的学习，从网上整理了八种显示技术的资料，方便学习理解，可能不够全面和正确，希望各位大师批评指正，发现错误将及时更正。

一、放映机

放映机是把影片上记录的影像和声音，配合银幕和扩音机等还原出来的机械设备。

1.胶片放映机

电影放映机（film projector），放映影片用的光学机械。由灯箱、光学系统、传动输片装置和供片盒等构成。影片按每秒 24 格在放映机上运行，每格画面到达定位时，快门按 1/96 秒的间隔时间均匀地打开、关闭一次。因此，每格画面在光源透射下通过放映镜头将影像两次清晰地投射到银幕上。尽管摄片时为每秒 24 格，但放映时却相当于每秒 48 格。由于人眼的视觉暂留作用，画面的迅速变换，使观众获得活动的视觉效果。有声电影放映机还装有还音、扩音装置，电影还音方式主要有光学还音和磁性还音。根据影片不同宽度，电影放映机分为 35 毫米、16 毫米、8 毫米、超 8 毫米等类型。还分别有固定式和移动式以适应不同的放映条件。教学中多用 16 毫米、超 8 毫米放映机。

2.数字放映机

数字电影机应用数字微镜开关器件DMD—数字光开关阵列和数字信号处理技术，采用数字光处理技术DLP的数字电影放映新模式，替代了传统胶片电影放映机胶片图像重现模式，实现了无胶片放映。

二、投影仪

投影仪是一种利用光学元件将工件的轮廓放大,并将其投影到影屏上的光学仪器。它可用透射光作轮廓测量，也可用反射光测量不通孔的表面形状及观察零件表面。投影仪特别适宜测量复杂轮廓和细小工件，如钟表零件、冲压零件、电子元件、样板、模具、螺纹、齿轮和成型刀具等,检验效率高，使用方便;广泛应用于计量室、生产车间，对仪器仪表和钟表行业尤为适用。投影仪有很多种类：

1.家庭影院型

2.便携商务型

3.教育会议型

4.工业工程型

5.专业剧院型

6.测量投影型

三、CRT显示器
CRT显示器学名为“阴极射线显像管”，是一种使用阴极射线管（Cathode Ray Tube）的显示器。主要有五部分组成：电子枪（Electron Gun）、偏转线圈（Deflection coils）、荫罩(Shadow mask)、高压石墨电极和荧光粉涂层(Phosphor)及玻璃外壳。它是应用最广泛的显示器之一，CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超过的优点，而且价格更便宜。CRT显示器是靠电子束激发屏幕内表面的荧光粉来显示图像的，由于荧光粉被点亮后很快会熄灭，所以电子枪必须循环地不断激发这些点。首先，在荧光屏上涂满了按一定方式紧密排列的红、绿、蓝三种颜色的荧光粉点或荧光粉条，称为荧光粉单元，相邻的红、绿、蓝荧光粉单元各一个为一组，学名称之为像素。每个像素中都拥有红、绿、蓝(R、G、B)三基色。CRT显示器用电子束来进行控制和表现三原色原理。电子枪工作原理是由灯丝加热阴极，阴极发射电子，然后在加速极电场的作用下，经聚焦极聚成很细的电子束，在阳极高压作用下，获得巨大的能量，以极高的速度去轰击荧光粉层。这些电子束轰击的目标就是荧光屏上的三基色。为此，电子枪发射的电子束不是一束，而是三束，它们分别受电脑显卡R、 G、 B三个基色视频信号电压的控制，去轰击各自的荧光粉单元。受到高速电子束的激发，这些荧光粉单元分别发出强弱不同的红、绿、蓝三种光。根据空间混色法(将三个基色光同时照射同一表面相邻很近的三个点上进行混色的方法)产生丰富的色彩，这种方法利用人们眼睛在超过一定距离后分辨力不高的特性，产生与直接混色法相同的效果。用这种方法可以产生不同色彩的像素，而大量的不同色彩的像素可以组成一张漂亮的画面，而不断变换的画面就成为可动的图像。通常实现扫描的方式很多，如直线式扫描，圆形扫描，螺旋扫描等等。其中，直线式扫描又可分为逐行扫描和隔行扫描两种。事实上，在CRT显示系统中两种都有采用。逐行扫描是电子束在屏幕上一行紧接一行从左到右的扫描方式，是比较先进的一种方式。而隔行扫描中，一张图像的扫描不是在一个场周期中完成的，而是由两个场周期完成的。无论是逐行扫描还是隔行扫描，为了完成对整个屏幕的扫描，扫描线并不是完全水平的，而是稍微倾斜的。为此电子束既要作水平方向的运动，又要作垂直方向的运动。前者形成一行的扫描，称为行扫描，后者形成一幅画面的扫描，称为场扫描。然而在扫描的过程中，要保证三支电子束准确击中每一个像素，就要借助于荫罩(Shadow mask)，它的位置大概在荧光屏后面(从荧光屏正面看)约10mm处，厚度约为0.15mm的薄金属障板，它上面有很多小孔或细槽，它们和同一组的荧光粉单元即像素相对应。三支电子束经过小孔或细槽后只能击中同一像素中的对应荧光粉单元，因此能够保证彩色的纯正和正确的会聚。偏转线圈(Deflection coils)可以协助完成非常高速的扫描动作，它可以使显像管内的电子束以一定的顺序，周期性地轰击每个像素，使每个像素都发光，而且只要这个周期足够短，也就是说对某个像素而言电子束的轰击频率足够高，就会呈现一幅完整的图像。至于画面的连续感，则是由场扫描的速度来决定的，场扫描越快，形成的单一图像越多，画面就越流畅。而每秒钟可以进行多少次场扫描通常是衡量画面质量的标准，通常用帧频或场频(单位为Hz，赫兹)来表示，帧频越大，图像越有连续感。24Hz场频是保证对图像活动内容的连续感觉，48Hz场频是保证图像显示没有闪烁的感觉，这两个条件同时满足，才能显示效果良好的图像。

四、LCD液晶显示器
为平面超薄的显示设备，它由一定数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗很低，因此倍受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。它的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。液晶显示器的工作原理：液晶是一种介于固体和液体之间的特殊物质，它是一种有机化合物，常态下呈液态，但是它的分子排列却和固体晶体一样非常规则，因此取名液晶，它的另一个特殊性质在于，如果给液晶施加一个电场，会改变它的分子排列，这时如果给它配合偏振光片，它就具有阻止光线通过的作用（在不施加电场时，光线可以顺利透过），如果再配合彩色滤光片，改变加给液晶电压大小，就能改变某一颜色透光量的多少，也可以形象地说改变液晶两端的电压就能改变它的透光度（但实际中这必须和偏光板配合）。液晶显示器有很多的种类，大概总结如下：
1.TN-LCD
TN面板名为扭曲向列型面板（Twisted NemaTIc），成本低廉注定了它是应用最广泛的一种，TN面板的缺点是可视角度小、色彩还原能力有限。

2.HTN-LCD
HTN(High Twisted Nematic ，高扭曲向列型)向列型液晶分子被夹在两块透明玻璃之间，在两层玻璃之间，液晶分子的取向偏转110~130度。这种类型LCD的特点是对比度高、功耗低、驱动电压低、动态驱动性能不够好，但视角比TN型的要宽。

3.STN-LCD
STN是“Super Teisted Nematic”的缩写，它属于无源被动矩阵式LCD，几乎所有黑白屏手机的液晶屏都是这种材料。彩色STN液晶屏就是在单色的STN液晶屏基础上加个彩色滤光片，并将单色显示矩阵中的每个像素分成三个子像素，分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三种颜色，从而实现彩色画面。
a.BSTN-LCD
b.CSTN-LCD
UFB技术：三星公司针对CSTN的缺点进行了技术改良，并推出了UFB（Ultra Fine and Bright，超精密亮度）屏，相比较传统的CSTN，UFB屏大大的提高了整屏的透过率，使得背光看起来更亮，并且采用了优化设计，努力改善了色彩的补偿效果，大大提升了色彩的还原能力，可以取得接近TFT的效果。虽然采用UFB材质的彩屏手机数量还是相当有限，但UFB却依然名声在外，究其原因，此技术是大名鼎鼎的韩国三星的专利技术，轻薄与亮度是其产品两大卖点。简单的说，UFB的亮度与功耗介于上述STN与TFT两者之间，但是目前仅有三星等为数不多的几家厂商致力推广，因此可以说目前的UFB屏尚处于非主流产品阶段。目前，UFB屏广泛的应用于三星的多种型号的手机上，Samsung S308和T508至今仍未许多爱美的女孩子们津津乐道。X339和X359则为SAMSUNG在CDMA市场打下一篇天地。
c.DSTN-LCD
d.FSTN-LCD
e.GSTN-LCD
f.GF-LCD
GF是“Glass Fine Color”的缩写，或许大家对于GF液晶屏比较陌生，因为在现在市面上采用GF液晶屏的数码产品非常的少，其实GF也是属于STN的一种，GF的主要特点是：在保证功耗很小的前提之下将亮度有所提高，但是GF的液晶屏会出现一些偏色。

4.TFT-LCD
TFT是“Thin Film Transistor”的缩写，它是属于有源矩阵型液晶屏，是由薄膜晶体管所组成的屏幕，它的每一个液晶像素点基本都是由薄膜晶体管来驱动的，每一个像素点的后面都有着四个相互独立的薄膜晶体管，它们驱动像素点然后发出彩色光，可以显示出24bit色深的真彩色。在分辨率上面，TFT液晶屏最大程度可以达到UXGA（1600×1200）。
5.TFD-LCD
TFD是“Thin Film Diode”的缩写，由于TFT液晶屏的耗电量比较高，而且其成本也高，从而大大的增加了产品的成本，所以EPSON专门为手机屏幕开发出了了TFD技术，它也是有源矩阵的液晶屏，显示屏上面的每一个像素一颗单独的二极管，可以对每一个像素进行单独的控制，使每个像素之间都不会互相影响，这样就可以明显的提高分辨率，可以无拖尾的显示动态画面和绚丽的色彩。

6.VA-LCD
VA面板全称垂直配向型面板（Vertical Alignment），有富士通的MVA和三星的PVA两种。比起TN面板，VA面板可以提供更广的可视角度以及更好的色彩还原能力。三星的PVA（Patterned Vertical Alignment）面板技术是从富士通的MVA发展和继承而来。
a.MVA-LCD
MVA型：全称为(Multi-domain Vertical Alignment)，是一种多象限垂直配向技术。它是利用突出物使液晶静止时并非传统的直立式，而是偏向某一个角度静止;当施加电压让液晶分子改变成水平以让背光通过则更为快速，这样便可以大幅度缩短显示时间，也因为突出物改变液晶分子配向，让视野角度更为宽广。在视角的增加上可达160度以上，反应时间缩短至20ms以内。
b.PVA-LCD
PVA型：是三星推出的一种面板类型，是一种图像垂直调整技术，该技术直接改变液晶单元结构，让显示效能大幅提升可以获得优于MVA的亮度输出和对比度。此外在这两种类型基础上又延出改进型S-PVA和P-MVA两种面板类型，在技术发展上更趋向上，可视角度可达170度，响应时间被控制在20毫秒以内(采用Overdrive加速达到8ms GTG)，而对比度可轻易超过700:1的高水准，三星自产品牌的大部份产品都为PVA液晶面板。

7.IPS-LCD
a.S-IPS
b.AS-IPS
c.H-IPS
d.E-IPS
IPS面板全称平面转换面板（In-Plane Switching），是日立公司在1996年开发的面板技术，从TFT面板改进而来，所以也称为“Super-TFT”面板。IPS面板分为S-IPS、AS-IPS、H-IPS、S-IPS和E-IPS等几种，同样拥有可视角度大，色彩还原能力较强的优点，但其功耗较Super AMOLED屏幕高。

8.CPA-LCD
CPA为连续焰火状排列模式广视角面板（Continuous Pinwheel Alignment），这一种面板同样属于夏普。夏普CPA面板色彩还原和可视角度都很优秀，但价格昂贵。需要注意夏普把自己所用过的TN+Film、VA、CPA等广视角技术的产品都统称为ASV。

五、LED显示器
Super AMOLED面板名为超级有源矩阵有机发光二极管面板（Super AcTIve Matrix Organic Light EmitTIng Diode）。
1.OLED
OLED是“Organic Light EmitTIng Display”的缩写，也称之为有机发光显示屏，它是采用的有机发光的技术，这是目前来说最新的显示技术了，OLED显示技术和传统的液晶显示方式不同的是，它死不需要背光灯的，而是采用了非常薄的有机材料涂层以及玻璃基板，当它有电流通过的时候，这些有机材料就会自己发光，所以它的视角会变的很大，从各个方向上都可以看清楚屏幕上的内容，并且还可以做得很薄，而且OLED显示屏能够显著的节省电能，被誉为“梦幻显示器”。
2.QLED
QLED是Quantum Dot Light Emitting Diodes的缩写，是不需要额外光源的自发光技术。量子点（Quantum Dots）是一些肉眼无法看到的、极其微小的半导体纳米晶体，是一种粒径不足10纳米的颗粒。QLED的结构与OLED技术非常相似，主要区别在于QLED的发光中心由量子点(Quantum dots)物质构成。其结构是两侧电子（Electron）和空穴（Hole）在量子点层中汇聚后形成光子（Exciton），并且通过光子的重组发光。QLED其实是量子点电视的缩写。
3.MicroLED
MicroLED技术，即LED微缩化和矩阵化技术，简单来说，就是将LED(发光二极管)背光源进行薄膜化、微小化、阵列化，可以让LED单元小于50微米，与OLED一样能够实现每个像素单独定址，单独驱动发光(自发光)。它的优势在于既继承了无机LED的高效率、高亮度、高可靠度及反应时间快等特点，又具有自发光无需背光源的特性，体积小、轻薄，还能轻易实现节能的效果。从结构原理上看，MicroLED更简单，效果更好，TFT基板、超微LED晶粒、驱动IC都不是很大的问题，但是它*的难题就是众所周知的巨量转移，如何将LED做的微小化，这需要晶圆级的工艺水平。比如4K级别的MicroLED屏幕，需要800万个以上的LED高度集成到一起，所以理论上应用到小尺寸屏幕上是极为困难的，同时成本和发热也是极为可观，三星的*款MicroLED电视选择146英寸也是这方面的原因。
4.MiniLED
MiniLED则是最近刚刚出现的一个概念技术，又名“次毫米发光二极管”，意指晶粒尺寸约在100微米的LED，最早是由晶电所提出。MiniLED是介于传统LED与MicroLED之间，简单来说还是传统LED背光基础上的改良版本。在制程上相较于MicroLED良率高，具有异型切割特性，搭配软性基板亦可达成高曲面背光的形式，采用局部调光设计，拥有更好的演色性，能带给液晶面板更为精细的HDR分区，且厚度也趋近OLED，可省电达80%，故以省电、薄型化、HDR、异型显示器等背光源应用为诉求，适合应用于手机、电视、车用面板及电竞笔记本电脑等产品上。相比MicroLED，理论上说MiniLED技术难度更低，更容易实现量产，且可以大量开发液晶显示背光源市场，产品经济性更佳。据业界估算，若采用MiniLED背光设计的液晶电视面板，价格约只有OLED电视面板6~8成，但亮度、画质都与OLED相近，省电效能却又更高。同时一台55英寸的MiniLED背光液晶面板使用4万颗LED，对于LED晶粒厂商产能去化将有正面助益。

总体来说，MicroLED对于画质来说会有质的提升，是下一代的革命性显示技术，但是目前技术方面依然不够成熟。而MiniLED则是LED背光的改良版本，不过依然可以大幅提升现有的液晶画面效果，同时成本相对比较容易控制，也有望成为市场的主流。我们也期望厂商能加快研发步伐，早日带来可以满足普通消费者的MicroLED和MiniLED电视产品。

六、PDP等离子显示器
等离子显示器（Plasma Display Panel）又称为电浆显示屏，是一种平面显示屏幕，光线由两块玻璃之间的离子，射向磷质而发出。与液晶显示器不同，放出的气体并无水银成分，而是使用钝气氖及氙混合而成，这种气体是无害气体。等离子显示器甚为光亮（1000 lx或以上），可显示更多种颜色，也可制造出较大面积的显示屏，最大对角可达381厘米（150吋）。等离子显示屏的对比度亦高，可制造出全黑效果，对观看电影尤其适合。显示屏厚度只有6厘米，连同其他电路板，厚度亦只有10厘米。等离子的发光原理是在真空玻璃管中注入惰性气体或水银蒸气，加电压之后，使气体产生等离子效应，放出紫外线，激发荧光粉而产生可见光，利用激发时间的长短来产生不同的亮度。等离子显示器中，每一个像素都是三个不同颜色（三原色）的等离子发光体所产生的。由于它是每个独立的发光体在同一时间一次点亮的，所以特别清晰鲜明。等离子显示器的使用寿命约5~6万个小时。随着使用的时间的增加，其亮度会衰退。要注意的是，等离子显示器并不是液晶显示器。后者的显示器虽然也很轻薄，但是用的技术却是大不相同。液晶显示器通常会使用一到两个大型萤光灯或是LED当作其背光源，在背光源上面的液晶面板则是利用遮罩的原理让显示器显示出不同颜色。等离子屏幕的基本工作原理，跟CRT与日光灯有些像。基本上，等离子屏幕是由多个放电小空间所排列而成，每一个放电小空间称为cell，而每一个cell是负责红绿蓝（RGB）三色当中的一色，因此我们所看到的多重色调的颜色，是由三个cell混合不同比例的原色而混成的，而这个混色的方式，跟液晶屏幕所用到的混色方式其实是相近的。每一个cell的架构，是利用类似日光灯的工作原理。也就是您可以把它当成是体积相当小巧的紫外光日光灯，当中使用解离的氦（He）、氖（Ne）、氙（Xe）等种类的惰性混合气体。当高压电通过的时候，会释放出电能，触发cell当中的气体，产生气体放电，发出紫外光。当cell受到高压刺激产生紫外光之后，利用紫外光再去刺激涂布玻璃上的红、绿、蓝色磷光质，进而产生所需要的红光、绿光与蓝光等三原色。透过控制不同的cell发出不同强度的紫外光，就可以产生亮度不一的三原色，进而组成各式各样的颜色。由于等离子屏幕是透过紫外光刺激磷光质发光，因此它跟CRT一样，属于自体发光，跟液晶屏幕的被动发光不同，因此它的发光亮度、颜色鲜艳度与屏幕反应速度，都跟CRT相近，所以您会发现，PDP的亮度动辄能够超过700nits以上，而LCD却要到后期产品才能达到500nits以上的亮度。

七、激光显示器
激光投影显示技术（LDT），也称激光投影技术或者激光显示技术，它是以红、绿、蓝(RGB)三基色激光为光源的显示技术，可以最真实地再现客观世界丰富、艳丽的色彩，提供更具震撼的表现力。从色度学角度来看，激光显示的色域覆盖率可以达到人眼所能识别色彩空间的90%以上，是传统显示色域覆盖率的两倍以上，彻底突破前三代显示技术色域空间的不足，实现人类有史以来最完美色彩还原，使人们通过显示终端看到最真实、最绚丽的世界。激光投影使用具有较高功率（瓦级）的红、绿、蓝（三基色）单色激光器为光源，混合成全彩色，利用多种方法实现行和场的扫描，当扫描速度高于所成像的临界闪烁频率，就可以满足人眼“视觉残留”的要求，人眼就可清晰观察。临界闪烁频率应不低于50Hz。人眼所能看到的色域中，液晶只能再现27%，等离子为32%，而激光的理论值超过90%。

八、VR虚拟现实显示技术
目前VR技术主要依托于OLED显示屏幕。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。

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