液晶显示器及其军事应用现状与发展趋势

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1、一、概述　　作为人机交互过程中最终获取信息的主要途径之一，显示器是信息装备的重要器件。在战场、海陆空三军的作战指挥、武器控制及信息处理系统中，无论是大型固定设施、运动机械还是便携式仪器，都必须配置显示器以便为使用者提供各种信息。例如，在飞行器座舱中，飞行员通过显示器获得关于超视距战术势态、本机状况、火控状态、导航等诸多信息。因此，显示器是现代战争中不可缺少的重要技术手段。液晶显示器（LiquidCrystalDisplay，LCD）通过改变电场中液晶分子的排列来调制来自背光灯的光强，从而达到显示信息的目的，通过在像素上加滤色片即可实现彩色显示。它

2、具有以下突出的优点：（1）低电压(3～5V)、微功耗(工作电流仅为μA/cm2量级)；（2）易于彩色化，在色谱上可准确复现，彩色失真极小；（3）工作时电磁辐射极微弱；（4）体积小、厚度薄，显示画面为纯粹的平面；（5）重量轻，相对于阴极射线管(CRT)而言具有突出的优势。当然，液晶显示器也存在一定的不足，具体包括：（1）被动型显示，本身不发光，在黑暗环境下必须配外光源或背景光源；（2）视角较小；（3）亮度、响应速度、对比度较差；（4）多数产品工作温度范围不够宽（-30℃～+85℃）。　　正因为液晶显示器独特的优点，从其问世之时起就引起了军方的关注，

3、最早使用液晶显示器的是美国的海军航空飞行器。美国1983年就投资研制用于美国海军的轻型模块显示系统，并装备于F/A-18、F-14D战机，开创了有源矩阵液晶显示器（AMLCD）进入军用显示器件行列的先河。不过，尽管AMLCD在平面度、重量、体积、构型等方面较之CRT具有优良的性能，但AMLCD尚不能广泛地应用，单从技术的角度看，还是因为AMLCD存在一定的不足并且尚未克服。为了使普通工业级甚至商用级的液晶显示器能够达到军用级要求。包括美国在内的世界各国军方，目前多采取对普通的十分成熟的商用AMLCD（多为薄膜晶体管液晶显示器—TFT-LCD）进行

4、加固，有针对性地对其性能加以改善，使其满足军方对显示器的性能提出的具体要求。　　不同的军种以及不同的应用场合对液晶显示器的要求各不相同，对于具体的应用场合，在满足性能要求的前提下，用户可以根据实际情况，适当考虑包括成本等在内的非技术因素，制定适宜的技术指标。二、军事液晶显示器应用现状　　按照有效显示尺寸划分，液晶显示器可分为微型液晶显示器（MicroLCD）和平板液晶显示器（PanelLCD），本文关注的是平板液晶显示器。平板液晶显示器有效显示画面尺寸一般为5.2～19.6英寸，目前的军事显示器主要以平板液晶显示器作为显示终端，根据所要显示的信息

5、量的大小，可以选择不同尺寸的显示器。　　例如，由波音公司为美军提供的JSF，除了头盔式显示器之外（JSF引人注目地取消了现代战斗机至今无一不用的平视显示器，而代之以头盔显示器），该机座舱内显示器的基本布局是：（1）2块203mm×254mm主多功能显示器（PMFD），（2）PMFD上方的2块76mm×102mm上方显示器（UFD），（3）2块UFD之间的上方控制器（UFC）。这5块显示器全部采用了液晶显示器，其设计构想是基于F-22战机的座舱设计，而大尺寸主多功能显示器则使美国空军所谓的“全景驾驶舱控制/显示系统（PCCADS）：大图像计划（Bi

6、gPicturePlan）”向前迈了一大步。三、发展趋势　　按照液晶显示器的结构和材料类型划分，液晶显示器可以分为：有源矩阵液晶显示器（ActiveMatrixLiquidCrystalDisplay，AMLCD）、反射型液晶显示器（ReflectiveLiquidCrystal，RLCD）、基于硅片的液晶显示器（LiquidCrystalonSilicon，由于显示器尺寸微小，通常称作微显示器，即Micro-display）。　　（1）前面已经详细叙述了AMLCD经性能加固后的应用现状，而且，目前几乎全部的大尺寸军用液晶显示器均采用AMLCD的

7、加固型。加固型液晶显示器以普通商用液晶显示器为基础，对其温湿度、机械、光学、电子性能加以进一步的完善和提高，使其满足军用场合的要求。这种办法是世界显示器企业普遍采用的，具有投资相对较少，效率高的特点，对当前军用显示器的发展将起到十分独特的作用。未来军用显示器将向高亮度、大尺寸、正方形显示画面（用于座舱显示器）、夜视兼容、制式兼容等方向发展。　　由于AMLCD采用背光灯照明显示，为了提高显示亮度，目前通行的办法是增加背光模块的功耗，这实际上是有限的，也不是长久之计。通过结构和工作原理上的调整，在不增加背光模块功耗的前提下大幅度提高显示亮度，是未来军

8、用液晶显示器的发展趋势之一。AMLCD的另一个问题是采用冷阴极荧光灯（CCFL）作为发光器件，这种灯管尽管具有良好的发光效率和标准的B光