杨艳 2011301200224 电子信息学院
摘要
随着人类社会信息化进程步伐的加快，液晶显示器（LCD）、等离子显示器（PDP）和有机电致发光显示（OLED）获得了长足的发展，由于上述显示器具有平面化，轻、薄、省电等特点，符合未来显示器的发展趋势，目前已经逐渐取代传统的阴极射线管（CRT）显示器成为主流显示技术。进入21世纪以后，CRT淡出电视市场的趋势越来越明显，此外在手机通信显示、数码相机取景器、多媒体终端和军事领域的武器瞄准系统和宇航特装设备显示器等领域，完全是LCD和OLED的市场。
等离子显示器（PDP）
在各类显示器件中，彩色显像管（CRT）由于具有良好的图像质量，优越的性能价格比，以及规格尺寸多样化等优点，无论在电视接收机，还是计算机终端中，都还占据着主导地位。但是随着平面尺寸的不断增大，其质量、厚度也随之不断增大，无法满足人们对大屏幕、薄型化日益增长的需求。而在目前研究较多的平板显示器件中，等离子体显示器件（PDP）具备许多独特的优点：
(1) 易于实现大屏幕显示。PDP电视整机厚度大大低于传统的CRT彩电。40英寸的PDP电视的机身厚度仅为7~8cm，可把PDP挂在墙上或摆在桌上，大大节省空间。PDP显示面积可以做得很大，不存在理论上的限制，而主要受限于制作设备和工艺技术； （2）具有记忆特性，可实现高亮度；
（3）视角可达160度。由于PDP为主动性发光器件，因此其视角与CRT传统彩电具有相同水平。而宽视角是大屏幕壁挂电视和高清晰度电视所必备的；
(4) 对比度大，已实现500:1。由于气体放电的伏安特性具有很强的非线性，因此PDP工作时，非显示像素几乎不发光，因而对比度可以达到很高；
(5) 响应速度快，灰度可超过256级，色域与CRT相近。PDP显示器以气体放电为其基本物理过程，主动发光，其“开”“关”速度极高，在微秒量级，大大优于液晶，这对于显示速度很快的运动图像是非常关键的。并且PDP的色彩还原性好，灰度丰富，能够提供格外靓丽、均匀平滑的画面，能获得与CRT同宽的色域具有良好的彩色再现性； (6) 寿命长。通过使用耐离子溅射的电极材料、介质保护膜材料和长寿命的荧光粉使其具有长寿命。目前，单色PDP寿命已达10^5h以上，彩色PDP寿命已实现3*10^4h以上； （7）制作工艺简单，投资小； （8）环境性能优异等；
（9）无图像畸变，不受磁场干扰。PDP不会受磁场的影响，具有更好的环境适应能力。PDP屏幕不存在聚焦的问题，不会产生类似显像管的色彩漂移现象。
这些优点使得PDP在与CRT的市场争夺战中很大程度上的占据了优势地位。
尽管PDP具有诸多优势，但是进入2004年，等离子显示器（尤其是等离子电视行业）却遭遇了寒流。此前等离子电视依然是平板电视的主打产品，液晶产品受制于生产工艺限制，被牢固的束缚在40英寸以下。当时人们均认为等离子产品将成为未来的“朝阳产业”。不过等离子产业的朝阳光彩并没有维持多久。随着液晶电视一系列6、7、8、9代线的建设，液晶电视产品已经能够涵盖几英寸到103英寸的广大范围。同时液晶电视在分辨力、亮度、市场支持情况等方面有比等离子产品更大的优势，这使得等离子产业似乎提前面对衰退的局面。
据全球知名调查机构Display Search提供的数据，2007年全球等离子电视机市场占有
率为：松下34%,三星电子20%,LG电子16%，日立8%，先锋7%，飞利浦6%，其他9%。2007年，全球等离子电视出货量为1130万台，出货金额为48亿美元，分别较2006年增长22%及3%。而液晶电视的出货量达到7933万台，较2006年大幅增长73%；出货价金额则达到679亿美元，较2006年增长40%。如果按出货金额计算，等离子的份额只有液晶电视的7%，按出货数量计算也只有14%。
在对未来的预期上，大多数企业也不看好等离子电视机的前景。
2006年不具有面板资源的索尼和东芝率先放弃的等离子产品，专攻液晶电视领域，并取得巨大成功。
2007年3月，飞利浦在中国香港举行新闻发布会表示“中国消费者更喜欢液晶电视”，公司决定逐步退出等离子电视机市场，将重心放在液晶电视机上。
2007年底，具有等离子面板资源的日本富士通集团表示，因为等离子产品已经无利可图，将停止生产等离子电视机。
2007年12月初，日本中央硝子公司宣布解散在韩国的PDP等离子玻璃合资公司DGA。 2008年初，日立宣布大幅下调2010等离子电视销售目标，由原计划400万台下调至160万台，降幅高达60%。
2009年2月，拥有全球最高端等离子技术和最好产品的日本先锋电子决定在一年左右时间内退出等离子产品的研发、生产和销售领域。
在韩系厂商方面，排位全球第二的三星和全球第三的LG，作为传统等离子元老企业，也显现出逐渐萎缩业务的意向和举措，双方均于2008底宣布不再投资等离子事业。 与液晶电视相比，等离子自身确实需要进一步提高技术实力。屏幕过大、价格过高、耗能偏多都是导致消费者更加青睐液晶电视的原因。在大尺寸领域，等离子技术也不一定能独霸天下，包括投影技术、新兴显示技术（例如LED、OLED、SED等）都是潜在的竞争对手。
虽然，多数企业都不看好等离子产品的前景，尽管在平板电视领域，液晶阵营拥有无可比拟的优势，但以松下与长虹为首的等离子军团并没有放弃的打算。 2007年，松下斥资23·5亿美元在日本尼崎兴建了第六座等离子面板厂，这也许是PDP的救星。
2008年一月，松下在美国CES 2008 展会上展示了全球最大的150英寸等离子电视。其分辨力为4096*2160，达到FULL HD 标准的4倍清晰度，采用Neo PDP驱动技术。 此外，松下适当的开放了其技术专利，借机降低等离子电视机的价格，这有助于等离子子屏产业规模扩大，形成规模化优势。
在这些的一系列挽救等离子销售颓势的举措下，未来等离子又会迎来怎样的前景，值得我们的期待。
液晶显示器（LCD）
液晶显示器件（LCD）是众多平板显示器件中发展最为成熟、应用面最广、已经产业化并且仍在迅猛发展着的一种显示器。 液晶显示器一般具有如下优点：
(1) 功耗低，显示板每平方厘米仅数微瓦至数十微瓦的功率耗散，使液晶显示器能用电池长时间供电。
(2) 工作电压低，仅十伏左右，能用集成电路直接驱动，驱动电子线路可得到简化，并做成小型化装置。如不采用背照光源，液晶显示器件不仅体积小而且是厚度仅数毫米的薄型器件，它的显示面积从数平方毫米到数十厘米可任意制作，很适于便携式电子显示
仪器。
(3) 液晶显示属于非自发光型显示，因此在明亮场合显示越加鲜明。同时液晶显示易于彩色化。
(4) 液晶投影显示能得到数平方米的高质量大型显示。
液晶显示的低功耗、低工作电压是他最突出的特点，但同时液晶显示也有几个明显的缺点，主要是：
(1) 因本身是非自发光型显示，在环境较暗时难以显示。 (2) 显示视角小，对比度受视角影响大。 (3) 液晶响应时间很慢并且受环境影响较大。
但是近几年来随着技术的不断发展，液晶显示器件在其相对薄弱的环节都得到了极大的改善，显示视角得到增大，响应时间得到缩小，随着生产规模的扩大，成本进一步降低，液晶显示器将逐渐的显露出其优势地位，特别是薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD），其应用领域不断的扩展，从手机、笔记本电脑、监视器到电视机，应用尺寸跨越了1.8~50in（1in=0.0245m）的主要显示领域。
P-Si TFT-LCD
近几年，非晶硅薄膜晶体管（a-Si TFT）寻址的有源矩阵液晶显示器（AM-LCD）取得了很大进展，如以实用化的笔记本电脑、全球导航系统（GPS）、各种监视器以及液晶电视等。同时随着微电子元器件的系统集成度的不断提高，对具有高度集成功能的显示系统，如单片式系统（SOC）、玻璃上系统（SOG）、屏上系统（SOP）等技术的要求也不断提高，这一方面要求微电子元器件结构越来越精细，另一方面需要大面积的材料和元器件的制备技术。尽管在传统的单晶硅上可实现上述技术的高度集成，但其制备成本较高，同时由于单晶衬底的限制，难以实现大面积显示，且其制备温度高，导致单晶衬底的应用受到限制。大面积a-Si：H TFT-LCD的技术比较成熟，但由于a-Si：H TFT的载流子迁移率较低，虽然可作为矩阵屏上的开关器件，但愿不能满足矩阵液晶显示屏的扫描和信号电机母线驱动器对TFT期间响应时间的要求，无法实现显示系统的高度集成功能。 P-Si TFT由于具有较大的晶粒尺寸，其载流子的平均自由程度较大，载流子迁移率也得到大大提高，使周边驱动电路与像素驱动一体化成为可能。大面积低温多晶硅（p-Si）薄膜技术在薄膜晶体管、太阳能电池、图形传感器等微电子技术领域得到了良好的应用前景，从而引起了国际上广泛的重视，成为当今研究开发的热点。通过优化p-Si材料的制备工艺，获得高迁移率的P-Si TFT器件，不仅可以实现有源液晶显示器件的周边驱动电路在玻璃基板上的集成，而且可以进一步实现控制电路、CPU处理电路、音频电路等全功能系统在玻璃基板上的集成，真正实现显示屏即是系统，系统即时显示屏的概念。 目前，小尺寸的周边集成多晶硅（p-Si）TFT-LCD已经在取景器、投影仪、便携电视机、笔记本电脑等方面取得了应用。而周边驱动电路集成一体化的大尺寸、高分辨率的p-Si TFT-LCD，在桌上电脑、监视其器显示屏和液晶电视等方面将会有很好的应用前景。
LED背光源液晶显示器 由于液晶本身并不发光，因此LCD需要通过外部光源实现投射或反射显示。现有的LCD大多数是带有背光源的投射型器件，背光源的发光特性将直接影响到LCD器件的画面质量，因此，背光源是不看可或缺的重要组成部件。
背光源的光源除了传统的利用CCFL（冷阴极荧光灯管）为光源以外，还有使用在一部分大尺寸液晶电视的直下式背光源上的EEFL（外部电极灯管），LED（发光二极管），FFL
（平面光源）。随着世界范围内对环保意识的增强和半导体光源技术发展的需要，对采用LED（发光二极管）作为背光源的呼声和愿望不断升高。相对传统的CCFL（冷阴极荧光灯管），用LED为光源的背光模块具有色彩还原性好、省电、环境适应性好、污染小等优点。作为全固化的光源，LED具有很强的环境适应性。更为重要的是，冷阴极荧光灯管内含有对环境有巨大危害的金属汞，而LED则不存在这方面的问题。然而LED的发展却呈现两极化——越来越多笔记本电脑面板与液晶电视机面板导入LED为背光源，但在LCD的监视器的部分，虽然曾经有厂商开发，单终因为市场接受度有限以及成本考虑而逐渐淡出。另一部分，面板厂商也开始针对大尺寸液晶电视机面板而导入FFL（平面光源），FFL的优势在于结构简单，成本也有可能控制的比一般背光源更便宜。索尼公司认为，一旦LED背光光源的成本降低到可以大范围应用的时候，也就意味着高度节能的LCD时代的到来。所以可见，未来以固体光源LED作为背光源的液晶显示器仍然将会在主流市场占有一席不可或缺之地。
OLED（有机发光二极管显示）
在诸多显示技术中，液晶显示由于其尺寸适应性广等诸多优点发展最为成熟，逐渐成为主流技术。但显示技术的进步并未止于液晶。液晶显示也存在一些缺点和不足：（1）普通液晶显示屏视角比较小，采用IPS和MVA可以提高视角，但成本增加，亮度下降。（2）响应速度慢，在显示快速图像时，有拖尾现象。（3）液晶显示采用的是被动发光方式，大屏幕如40in以上显示屏中的背光源的成本很高，接近整机成本的40%。（4）液晶显示使用温度范围比较窄，不适合较为苛刻的环境（如室外）。某些其他显示器在原理上由于液晶，如果在制造技术上能够获得突破，就有可能对液晶的主导地位构成威胁。另外，在其他某些特定领域，只有其他形式的显示技术能更好地满足要求。有机发光二极管显示（OLED）器件就是可能威胁到液晶主导地位的显示器之一。 近年来，OLED在MP3播放器的应用迅速普及，主动驱动的OLED接近商业化的产品报道频频出现，人们对其前景充满信心。OLED被认为是继TFT-LCD之后的下一代平面显示技术。相对于TFT-LCD，它具有如下在诸多优点：
(1) OLED构造简单，厚度薄，可用于挠曲性面板。这些特点使得OLED显示器可以具有紧凑的设计和很薄的形状，也增加了OLED显示结构设计的灵活性。 (2) OLED是自发光器件，不需要背光源这一点带来几个好处：（1）使得OLED显示器结构可以较薄，同时由于TFT-LCD中背光源的光透过率很低，OLED比TFT-LCD功耗更低。（2）视角宽，不存在视角问题。（3）高对比度。 (3) OLED工作温度范围比LCD更宽。对LCD而言，低温下响应时间显著变慢，高温下其光调节能力减弱,漏光现象发生，对比度下降。而OLED在低温达-40度仍可以很好的工作，高温只受OLED材料的玻璃化转变温度（GTT）限制。
(4) 反应速度快。OLED反应速度在微秒数量级，在显示动态画面时不存在困难。而LCD响应时间在毫秒数量级，动态画面显示效果较差。
(5) 理论上生产成本较低。OLED制造涉及到的材料比TFT-LCD少，制造工序较少，并且有可能利用基于溶液的低成本工艺进行生产。
然而，比起LCD产品的多样化和广泛地适用性，OLED目前应用领域还相当有限，产品和技术还欠成熟，OLED器件的寿命和可靠性还在研究和改进的过程中。
未来显示器领域究竟会是怎样的格局？是TFT-LCD继续领跑，还是PDP意外反攻成功，亦或者是OLED大行其道？就让我们拭目以待吧！
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