现代显示技术

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1、现代显示技术一、引言1.1显示技术的主要特点和内容1.2显示技术的分类1.3显示器件的主要参量1.4显示技术的应用和发展二、视觉特征和电视显示的基本原理2.1视见函数2.2人眼的黑白与彩色分辨能力2.3视觉的时间特征2.4视觉的适应范围2.5光度学的几个主要物理量2.6彩色光的三色原理2.7颜色的基本特性及颜色的混合1.1显示技术的主要特点和内容日本一位学者说过，电子显示器件正扮演了桥梁的角色（bridgingrole）或者说人机界面（man-machineinterface）角色，其发展趋势在信息社会中越来越重要。什么是电子显示技术？电子显示技术是用电子

2、学的手段将各种信号以文字、符号、图形、图像的形式付诸于人的视角的技术。众所周知，材料、能源和信息是现实的物质生产力的三大基本要素。随着科学研究的深入，信息的处理量越来越大。各种信息的获取、存储、传递、处理、输出就变得越来越频繁和重要。信息包括各种电信号和非电信号，各种物理量和非物理量。信息显示基本过程可用下面框图表示：各种电子装置信号处理与传送显示器图1.1信息显示过程由图可见，信息源是各种电子装置，包括计算机、传感器、电视摄像机、信号储存磁盘、雷达天线、通信卫星等等。这些装置产生的电信号、经放大送入显示器，在显示器上以文字、数字、图像形式显示出来。电子显

3、示技术有如下几个特点：（1）电子显示技术传输与处理信息具有准确、实时、直观、处理信息量大的特点。有关研究表明，人们经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是通过眼睛获得的，所以图像显示已成为信息显示中最重要的方式。（2）电子显示技术有很强的综合性与应用性。它包括的每种显示方法都涉及许多学科的知识，如光学、电子学、材料科学、集成电路、真空技术、气体放电、固体物理、半导体技术、计算机技术等等。毫无疑问，已经取得的成就和新的发展，都必然与这些学科的进步联系在一起。电视机技术和计算机技术就是两个最

4、好的例子。（3）应用范围广。电子显示技术已广泛应用于军事、工业、交通、通信、教育、航空航天、卫星遥感、娱乐、医疗等领域。（4）电子显示技术发展快。从1897年德国发明第一只布劳固管（阴极射线管）开始，到现在已有百年历史，这期间，电子显示期间出现了上千个品种，而且从原理上完全不同于CRT（CathodeRayTube）的新型显示器件也相继出现，许多新型器件都已实用化。电子显示技术有以下几方面内容：（1）电子显示技术主要作用是将电信号或者原本是图像的光信号转换成电信号，经处理传输后再度变成光信号并作用于人眼的视觉系统。因此，显示技术除了要了解显示电子学的有关问

5、题外，还必须考虑人眼的视觉空间特性和时间特性，以及光度学的基本概念。（2）深入了解各种显示器件的工作原理结构，也是现代显示技术的主要内容。各种不同显示器件应用了不同的电子物理规律，了解这些原理和方法，对加深理解各基础学科的知识，开阔思路，深入理解显示系统与应用电路无疑大有好处。（3）本讲座简单介绍显示系统的基本要求和显示器件的主要参量。（4）了解各种平板显示，特别是非真空型平板显示，如LCD、PDP、ELD、LED等，它们的工作原理、驱动方式、存在问题，发展趋势都是显示技术的重要内容。1.2电子显示技术的分类电子显示器件可分为主动发光型（自发光型）和非主动

6、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，而是利用信息调制光源使其达到显示的目的。显示器件分类有各种方式。按显示屏面积的大小，可分为中、小型（0.2m2左右）、大型（大于1m2）和超大型（大于4m2）显示器；按颜色可分为黑白、单色、多色和彩色显示器；按显示内容、形状可分为数码、字符、轨迹、图标和图像显示器；按显示器材可分为固体（晶体和非晶体）、液体、气体、等离子体和液晶体显示器。最常见的是按显示原理分类，即主动发光显示和非主动发光显示。主动发光显示器主要有：CRT（阴极射线管显示）；PDP（等离子体显示）；EL

7、D（电致发光显示）；LED（发光二极管显示）；VFD（真空荧光显示）；FED（场致发射显示）；OLED（有机发光二极管显示）。非主动发光显示器主要有：LCD（液晶显示）；ECD（电化学显示）；EPID（电泳成像显示），其中，ECD、EPID和ELD这几种显示器应用面不大，市场小。1.3显示器件的主要参量（1）亮度：单位面积的发光强度叫亮度。亮度用L表示，单位是坎德拉每平方米（cd/m2）,有时也称尼特（nt）。对画面亮度的要求与环境光强度有关。如，在电影院中，电影30～45m2就可以，在室内看电视，要求显示器画面的亮度应大于70cd/m2；在室外观看，则要

8、求画面应达到300cd/m2。所以对高质量显示器，亮度的要求应为3