未来显示器啥模样

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  目前全世界包括电视机在内的各种显示器用的设备,有400亿美元的市场交易规模,估计到2010年将再翻一翻。其需求今后将日趋扩大,特别是被视为争夺下一代显示器市场的主角有“液晶电视”“等离子电视”“有机电致发光电视”和“场致发光电视”四种显示器正以急剧的势头进化、发展。
  那么,何以让显示器的研究开发在今天变的如此活跃呢?研究发现,人类约85%的外来信息是通过眼睛获取的,即视觉信息比起其他信息来更容易获得。所以,人们关注作为信息交换,关键部件——显示器。随着设备向智能化方向发展,人与机器的信息交流的必要性将进一步扩大,这也促使显示器的发展。
  另外,随着显示器在更多地方的使用,像电视机进入普通家庭那样,显示器也有可能改变我们未来的生活。例如正在研究“看活动画面的报纸(能折叠的显示器)”或“能看大画面的眼镜”等,随着显示器的薄型化、轻量化以及高性能化,它蕴藏着巨大的可能性。
  
  超薄型显示器
  
  包括电视在内的显示器最大特征是着眼于“薄”,其进化过程分为像一开始液晶那样小型且简单的显示器的进化以及像布劳恩管那样高清晰图像显示器的进化。
  液晶最早是作为计算器的显示屏幕(黑白数字)问世的小型显示器,不久进化到能够显示多彩的影像。随着半导体技术的发展,相继诞生作为台式电子计算机、打印机以及文字处理机等电子装置的显示器,液晶也被高性能化。今天包括电视在内,液晶占领了大约八成显示器的市场。
  另一方面,其他采用布劳恩管的显示器,在结构上是不可能变薄的,但是采用不同结构得以成功的是等离子电视,为了节约空间,诞生了所谓“挂壁”的独特式样。另外,有机电致发光或场致发光等新技术的出现,新的显示器正在开始投入市场。
  作为下一代主流的显示器变薄是因为在薄薄的玻璃板上制造电视成为可能,支持这个的是,在玻璃板上的显示器加工技术。以下简单介绍四种显示器的构造。
  液晶电视的原理与偏振光太阳镜相同。液晶把通过画面的偏振光制成对每个像素(画像的最小单位)是透过还是阻断亮度的反差,以显示图像。负担快门角色是兼备固体与液体性质的“液晶分子”与偏振光片。如果在液晶分子上加上电压,分子排列发生变化,光就会被阻断。反之不加电压,光就能顺利通过,这种控制液晶的情形,由紧贴在玻璃衬底上微小的薄膜晶体完成。与别的显示器不同,因液晶体本身不发光,所以还需要有发光的结构。
  等离子电视的发光机制与荧光灯一样。荧光灯在内部注入汞原子,在阴极碰撞电子构成等离子态。这时诞生的紫外线碰撞荧光体产生可见光。但是等离子电视主要是采用氖与微量的氙的混合气体代替汞,在等离子电视的内部就像布满了许多微小的荧光灯。
  有机电致发光与电子仪器显示灯上的发光二极管具有同样的发光原理,发光二极管的光由带负电的粒子(电子)与带正电的粒子(空穴)引起碰撞产生,这一原理称之为电致发光。由于这种碰撞是在有机化合物(含碳化合物)的部分产生,故称之为有机电致发光。这种有机电致发光显示器,主要是由涂有有机化合物的玻璃板衬底发光层和供给正负粒子的电子运输层及电极构成,所以显示屏可以做得很薄。
  场致发光电视基本上与布劳恩管电视具有同样的发光原理。但是,布劳恩管电视的内部由称之为电子枪的电子发光源射出电子,碰撞画面内侧的荧光体发光。用电磁场改变电子运动方向,使电子达到画面上的目的地时,要求有一定的飞行距离,因此电子枪与画面之间必须有一定的距离,这就是布劳恩管电视有一定厚度的原因。场致发光电视由于每个像素都有自己的电子发生源,这部分的厚度就没必要,这使电视机薄型化变成可能,实现了电视划时代的革新。
  
  立体像显示器
  
  电视除了提供信息外,还有娱乐功能。显示屏越大,现场感和画面美感也会增加,观看兴趣也倍增。超薄大屏幕显示器的魅力正在于此。 我们知道,投影机与电视合二为一的投影电视早已问世。但是将来考虑的不是把无限显示器无限做大,而是采取把小型显示单元的图像进行光学上放大,即将投影做大的投影电视技术。
  另外,科学家正在摸索使观众更有现场感的电视。其一,实现用肉眼(以前需要戴眼镜)直接看立体影像。如果从斜上方往下看,则可以看到影像从桌面凸现几厘米的台式显示器,技术上目前已经解决。这是用软件控制从画面射出光的前进方向,再出现几乎接近立体像的光线。在前后左右30的范围内能够欣赏立体影像。另外,从360任意一个方向都能看到立体影像的圆筒型显示器也已经生产。这一技术主要是将从24个方向拍摄到的景物图像用液晶投影仪或镜子投影到中央的旋转屏幕上,来凸现影像。由于它能够提供无法用二维空间来说清楚的信息,所以期待能够在娱乐界取得广泛应用。
  
  能弯曲显示器
  
  作为超时代的显示器产品有“电子纸”,这是一种具备纸和电子显示器优点的新的显示器。其特点是轻、方便看、能够携带,还可以改写。目前已有成品问世,但是还只能勉强显示黑白文字或静止图像。
  下一个目标是研究像纸那样能够弯曲的显示器。平板显示器是在玻璃板衬底上植入薄膜晶体管制成。但是为了制造能够折叠的显示器,有必要改用塑料作为衬底。但是要在熔点低(150℃)的塑料上制作原来的晶体管十分困难。为此,科学家正在寻找能在低温下制作高性能晶体管的材料。
  
  显示器最终版
  
  2004年11月美国《自然》杂志发表了一篇关于用PET作为衬底的高性能透明晶体管研究,为弯曲显示器的问世带来了重大的突破。
  据介绍,在塑料衬底上用低温制造的薄膜晶体管具有原来100倍以上的高性能(电子迁移度高),不但能弯曲,也可以制造极高性能的显示器。如果使用这一开发的透明晶体管,用一张透明的垫板代替设备计算机功能的显示器也不再是梦幻。目前,在塑料上制作CPU、存储器、硬盘以及显示器等问题,则最终可能用一张透明的垫板就全解决了。如果再组合摄像机等,则或许会出现比电视电话更有魅力的双向通信工具。由于垫板轻且具有纸的性能,即使摔在地上也不会碎,显然,这就是我们现在能够想象最终的显示器了。
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