眾所周知，平板LCD顯示技術目前已基本取代了CRT顯示技術，但由于LCD是被動顯示技術，而主動顯示技術中，PDP與LED顯示技術雖有各自的特點，但有的還未超過LCD,因而不能取代LCD,

       自OLED技術發展之后，其進展相當迅速。主要原因是它不需要長晶格的制作過程，也沒有涉及晶粒制作程序，制造過程更較發光二極管簡單。制作OLED的材料一般都是有機化合物，開始使用純有機化合物，五、六年前發現將有機化合物混入金屬，有助提高OLED的亮度及效果。因此，現多用有機金屬混合物來制作。目前，OLED紅、綠、藍三色材料的發光效率和發光壽命均基本滿足實用化需求，現在的OLED在亮度5()0cd/m2下，至少有20000h的工作時間。

TFT-LCD與OLED顯示技術的比較如表9-6所示。

表9-6OLED和TFT-LCD顯示器的比較

參 數	OLED	TFT-LCD
發光方式	自發光	需要背光源
響應時間	幾個微秒	40 ms
發光效率	151mAV	4?8 lm/W
視角	170°	120°
能耗	可低至1 mW	使用背光源，能耗大
厚度	1 ?1.5 mm	5 mm
工作溫度	40C ?85C	0C ?50C
環保性能	材料滿足綠色環保要求	使用含有水銀等有害物質的背光源
抗震性能	全固態，無真空、液態物質，適于震動環境	液晶材料抗震性能差
柔性設計	可釆用能彎曲的塑料屐板實現柔性顯示	不能實現柔性顯示
彩色方式	RGB像素獨立發光或彩色濾光片或光色轉換	彩色濾光片
制造工藝	簡單，因結構優異簡化	復雜，因要背光源等更多材料與組件
制造成本	大規模量產后比LCD低40%左右	復雜工藝與更多材料使成本偏高
顯示尺寸	具有達到500英寸的潛能	最大幾十英寸
質量	手機應用中小于1g	手機應用大約9g

         由表可見，表中所列的15種參數均優于LCD,因而OLED將在不久取代LCD,而成為顯示器市場的主流。但值得指出的是，表中未列入壽命這一參數，實際上目前OLED顯示器的壽命（尤其在大尺寸顯示上的壽命）還不及LCD,這是今后必須克服的。

       由9.1.4節可知，OLED顯示面板的原理是：在TFT驅動結構上，涂覆細小的三原色或者白色OLED材料（利用白色OLED材料需要在TFT表面層增加三原色彩色濾光膜），形成密集的獨立發光的OLED燈珠陣列。對這個陣列的有效控制，形成可觀看的畫面。

       OLED的這種顯示結構原理，也適用于QLED。其主要變化就是將TFT結構上的OLED材料，換成電致發光QLED材料，而其他工藝和技術幾乎不用改變。這樣制造出來的顯示面板就是QLED顯示產品，其具有媲美OLED面板的色彩、對比度、亮度、分辨率等特點。

       下一代顯示面板的主要材料是采用OLED或者QLED,包括成本、穩定性、壽命、色彩效果、反應時間等關鍵顯示技術指標中，二者具有很高的相似性。例如，二者色彩表現和原色純度都遠高于液晶產品，在TFT工藝上都對大電流驅動要求較高，宜釆用金屬氧化物或者低溫多晶硅，而不是非晶硅TFT工藝。同時，目前二者也都具有壽命不及液晶面板的缺陷。

       但是，QLED和OLED畢竟是兩種不同的材料產品，在最終的材料涂覆工藝中，必然表現出差異性。相比OLED材料，QLED材料對于印刷工藝的支持更好，成熟也更快。這就使得QLED材料用于顯示面板，可以避開真空蒸鍍這類在大尺寸產品上成本高、成品率和穩定性、均勻性控制困難的工藝。

       與現在LG量產的白光OLED配合三原色濾光膜的顯示技術體系比較，直接印刷工藝涂覆的QLED顯示面板，成品率更易于控制、工藝更簡單、整體面板的色彩性能和能效指標也會更高。

       但是，與OLED產品研究較早、市場已經出現大規模的量產支持者比較，QLED的時間劣勢明顯。如果OLED也解決了印刷制作工藝的難題，并提升了材料壽命，量子點QLED技術的市場前景就會變得暗淡。但是，2014年由于三原色涂覆工藝的成品率難題，三星已經暫緩了OLED8.5代線的建設，這就為QLED成為下一代顯示技術的一種選擇留下了空間。

       從產業進程看，如果QLED和OLED都成熟了，液晶面板生產線改造，對于二者的成本差異不會異常巨大。液晶面板線在TFT工藝階段的所有技術積累和設備都會被保留，變化的部分僅僅限于液晶涂覆工藝與QLED和OLED涂覆工藝的不同。

       因此，不僅是從OLED和QLED自身的比較看，還是從產業進程演進看，OLED和QLED誰能成功的關鍵就集中在涂覆工藝，尤其是印刷（噴墨印刷、激光熱轉印）等技術誰先成熟上。當然，市場較量的結果也未必是生死之戰，未來市場也可能存在QLED技術改進的液晶顯示、OLED顯示和QLED顯示技術三國爭霸的局面。

       用QLED改進的液晶顯示技術，會隨著蘋果手機巨大的號召力，成為2014年下半年顯示技術行業的熱點。在更長的時間尺度上，OLED、QLED技術改進的液晶、QLED顯示面板，三個技術種類之間的競爭將不會停止。

       上面已經介紹了OLED和QLED比較的差異，以及涂覆工藝對于二者成敗的根本性的決定價值。下面重點說一下二者與QLED改進后的液晶產品的市場比較。

        應用QLED技術改進液晶顯示，最大的優勢在于繼承了液晶技術成熟的產業體系，現有技術足以支撐QLED對液晶背光系統進行改建的工藝要求：這種改進后的液晶顯示產品品質會顯著提升、成本不會劇烈變化——簡單講，這種產品的優勢就是成熟。

       這個成熟的優勢，QLED改進的液晶技術，可以在OLED成本沒有大量下降，或者QLED面板沒有成熟前，依靠價格和產能優勢，占領大量市場份額。但是，產業成熟這種優勢，必須建立在競爭者不成熟的基礎上。

        一旦OLED和QLED顯示面板技術成熟，哪怕只有一個成熟，都意味著液晶傳統價格優勢難以保持。因為這兩個顯示技術都是自發光顯示，不僅顯示效果要優于任何改進技術下的液晶顯示產品，更會因為不需要背光源而具有制造成本優勢。

       而且，液晶和OLED、QLED的競爭，與液晶和等離子的競爭是完全不同的。后者是兩個技術體系、產業體系的較量；前者則都是半導體顯示范疇內的競爭。液晶顯示面板與OLED和QLED顯示面板在產業鏈和工藝設備上具有7成以上的相通性。產業界更是把OLED或者QLED看成是液晶面板技術自然演化升級的方向和結果，而非看作你死我活的競爭對手。

       以上這些產業特點，決定了未來數年，顯示業界會迎來一個傳統液晶、QLED改進液晶、OLED和QLED等多種半導體平板顯示技術混亂競爭的時代。蘋果的新手機、TCL的新彩電，只不過是這場新混亂的開始而B。

       由上可知，平板顯示技術的發展趨勢還應是OLED與QLED顯示技術。

       由前面介紹的投影顯示技術的4種顯示技術中，顯然以用DMD芯片的DLP投影顯示與激光投影顯示技術為最好，因為DLP有數字光學處理，而激光投影顯示技術則融合了光閥與DLP而具有獨特的6大特點，可最大限度地展現人眼可以識別的色彩，真實地再現客觀世界豐富、艷麗的色彩，可多用戶同時與機器交互，能實現不用眼鏡的真三維顯示。顯然，投影顯示技術的發展趨勢是向激光投影顯示技術的方向發展。

        隨著信息化技術的提高，人們對于視覺欣賞的要求越來越高。視覺沖擊力成為人們評判顯示性能的一個標準。視覺沖擊力不僅來自于清晰的畫面，還來自于超大尺寸的畫面。為了滿足這種訴求,大屏拼接應運而生。此外，能實現超大畫面的還有基于投影技術的邊緣融合技術。

        目前，比較常見的大屏幕拼接系統，通常根據顯示單元的工作方式分為二個主要類型:一是PDP、LED、LCD平板顯示單元拼接系統，其缺點是有拼接縫隙；二是DLP投影單元拼接系統，其優點是無拼接縫隙。而邊緣融合拼接系統也是無縫拼接。顯然，大屏幕拼接系統，必須向無拼接縫隙的系統，如DLP與邊緣融合技術的方向發展。

        所謂的邊緣融合技術就是將一組投影機投射出的畫面進行邊緣重疊，并通過融合技術顯示出一個沒有縫隙、更加明亮、超大、高分辨率的整幅畫面，畫面的效果就好像是一臺投影機投射的畫質。當兩臺或多臺投影機組合投射一幅兩面時，會有一部分影像燈光重疊，邊緣融合的最主要功能就是把兩臺投影機重疊部分的燈光亮度逐漸調低，使整幅畫面的亮度一致。這種邊緣融合的技術優勢如下。

     （1）增加了圖像尺寸與畫面的完整性。多臺投影機拼接投射出來的畫面一定比單臺投影機投射岀來的畫面尺寸更大；鮮艷靚麗的畫面，能帶給人們不同凡響的視覺沖擊。另外，采用無縫邊緣融合技術拼接而成的畫面，要很大程度上保證了畫面的完美性和色彩的一致性。

     （2）增加了分辨率與可達超高分辨率。每臺投影機投射整幅圖像的一部分，這樣展現出的圖像分辨率被提高了。比如，一臺投影機的物理分辨率是800x600,三臺投影機融合25%后，圖像的分辨率就變成了2000x600。

       同利用帶有多通道高分辨率輸出的圖像處理器和計算機，可以產生每通道為1600x1200像素的三個或更多通道的合成圖像。如果融合25%的像素，可以通過減去多余的交疊像素產生的4000x1200分辨率圖像。目前市場上還沒有可在如此高的分辨率下操作的獨立顯示器。其解決辦法為使用投影機矩陣，每個投影機都以其最大分辨率運行，合成后的分辨率是減去交疊區域像素后的總和。

      （3）縮短了投影距離，提高了空間利用率。隨著無縫拼接的出現，投影距離的縮短變成必然。比如，原來200英寸（4000x3000mm）的屏幕，如果要求沒有物理和光學拼縫，我們將只能釆用一臺投影機，投影距離=鏡頭焦距X屏幕寬度，釆用光角鏡頭1.2:1,投影距離也要4.8m,現在釆用融邊技術，同樣畫面沒有各種縫痕，距離就只需要2.4m,從而提高空間利用率。

     （4）能在特殊形狀的屏幕上投射成像。比如，在圓柱或球形的屏幕上投射畫面，單臺投影機就需要較遠投影距離才可以覆蓋整個屏幕，而多臺投影機的組合不僅可以使投射畫面變大投影距離縮短，而且可使弧弦距縮短到盡量小，對圖像分辨率、明亮度和聚集效果來說是一個更好的選擇。

     （5）增加了畫面層次感與亮度。由于采用了邊緣融合技術，畫面的分辨率、亮度得到增強，同時配合高質量的投影屏幕，就可使得整個顯示系統的畫面層次感和表現力明顯增強。

        總之，邊緣融合是一組投影機投射岀的畫面進行邊緣重疊，因此從理論上來講，利用邊緣融合技術顯示的畫面可以是無限大的而且是清晰的。而大屏拼接則會隨著顯示畫面的擴大，無論是從技術上還是空間布局上都會更加困難。因此，具體來講，邊緣融合技術更加適用于空間較大的場所，即所謂超大的空間清晰應用。

顯然，在投影顯示與大屏顯示技術中，其發展趨勢是向激光投影顯示與邊緣融合技術的方向發展。 

        三維立體顯示作為當今世界各國大力發展的下一代新型顯示技術，正逐漸成為一個引人注目的前沿科技領域。近年來，立體顯示技術在電視廣播、視頻游戲、醫療、教育等領域的應用越來越多，三維顯示己從電影銀幕向電視終端、計算機終端、智能手機終端、平板電腦終端等發展。

        我們生活在三維的立體世界中，然而呈現在人眼（單個的左眼或右眼）視網膜上的圖像卻是二維圖像，這些二維圖像在經過人腦復雜的融合反應后，最終呈現出三維圖像。現代心理學認為這個復雜的融合反應分為生理學和心理學兩個層面，具體又分為io種深度暗示，人們就是通過這些深度暗示來感知三維物體。其中，在心理學層面對人們感知三維物體起主要作用的有6種暗示，在生理學層面對人們感知三維物體起主要作用的有4種暗示。三維顯示技術所要解決的核心問題是如何為人眼感知三維物體提供所需的上述10種深度暗示信息。

     （1）基于心理深度暗示形成3D效果圖像。人們在觀看一幅二維圖像時，往往會根據長期積累的生活經驗，通過心理深度暗示（借助經驗和假想從出現在視網膜上的平面圖像得到一定程度的深度感）就可以判斷出圖像中物體的遠近深淺關系。基于心理深度暗示在人們心中形成的3D效果圖像如圖9-37所示，由圖可見，人們是通過圓球的亮暗差異、陰影效果，以及木板的遠近寬窄變化等心理深度暗示，就可以感覺到這張二維圖像所帶來的三維效果。

圖9-37基于心理深度暗示形成的3D效果圖像

三維圖像的6種心理深度感知主要有6種，具體包括：

       ①線性透視。可根據人們的觀察習慣，景物向遠處延伸時，所觀察到的尺寸逐漸縮小。

       ②像的大小。是指很多物體的實際尺寸在人腦中都有一個固有的先驗知識，因此可以通過圖像的大小感知物體的遠近，從而提供一種心理暗示。

       ③重疊。兩個物體輪廓的重疊關系會產生暗示，通常認為被遮擋的部分處在下方或者遠處等。

       ④光照及陰影。二者會產生一種極強的深度暗示。

       ⑤結構梯度。與線性透視類似，當我們注視諸如地板磚或大理石路面的均勻梯度時，其表面粗糙度方面的梯度會產生一種深度暗示。

       ⑥面積透視。在觀看一幅二維圖像時，人們總認為看起來比較模糊的景物處在遠方，這是因為在人們的實際生活中，遠處景物發出的光線在傳播中被空氣中的微粒散射而顯得模糊。三維圖像的6種心理深度感知如圖9-38所示。 

圖    三維圖像的6種心理深度感知

       (2)基于生理深度暗示形成3D效果圖像。人們通過心理暗示在二維圖像上感覺到的三維場景也只局限于二維層面。而在現實世界里，人們更多的是根據單眼立體視覺暗示和雙眼立體視覺暗示等生理暗示來獲得真實世界的三維箴知。

       這種生理深度暗示主要有4種，是視覺感知三維信息的直接要求，具體包括：

       ①調節。一種三維圖像的生理深度感知一一調節，如圖9-39所示。通過拉伸纖毛體的肌肉，調節眼睛晶狀體的焦距，使觀察者可以看清楚遠近不同的景物或者同一景物的不同部位。

       ②匯聚。一種三維圖像的生理深度感知——匯聚，如圖9-40所示，當觀察者的眼部肌肉被拉伸使眼球略微轉向內側以便對著三維物體上某一點觀看時，兩只眼睛的視軸所組成的角度稱為會聚角。左右眼在觀看遠近不同的兩點時，產生出的會聚角不一樣，眼部肌肉受到的拉伸強度和眼球轉動的程度也不一樣，而人的感覺器官可以比較出這種強度和程度，這樣便會有不同深度的感覺，即產生立體感。通常來說，物體離觀察者越近，則會聚角越大，物體遠則會聚角小。

圖      調節                            圖      匯聚

        ③雙目視差。一種三維圖像的生理深度感知——雙目視差，如圖9-41所示，雙目視差是由人眼的瞳孔間距所引起的。觀察者在觀看空間三維物體時，三維物體發岀的光線聚焦于雙眼的視網膜中心，由于人的兩只眼睛之間有一定的距離(被稱為瞳孔間距，其平均值為6.5cm),因此對于同一景物，左右眼的相對位置是不同的，這就產生了雙目視差，即左右眼看到的是有差異的圖像。

        ④移動視差。一種三維圖像的生理深度感知——移動視差，如圖9-42所示，如果觀察者的觀察位置發生變化，觀察到的三維物體也會相應地發生變化，這個效應稱為移動視差。

圖 雙目視差                    圖  移動時差

        目前，主流的三維顯示技術主要基于雙目視差這種生理深度暗示（圖9-41相關部分），通過模擬人眼視覺，用攝影機/攝像機在位于同一水平線上的兩個拍攝點拍攝同一物體，得到兩幅視差圖像，然后通過光學等技術手段，使觀看者的左眼和右眼只能分別看到對應的視差圖像，當前的3D電視廣播就是釆用這一原理。

       憑著基于雙目視差原理的三維顯示，目前，人們已經可以在電影院或者在家里享受到三維顯示技術帶來的樂趣。這種已經面向市場成為當下主流的三維顯示技術，通常需要觀看者佩戴特殊的眼鏡（如紅藍眼鏡、偏振眼鏡或電子式快門眼鏡等）。

        這種技術通過模擬人眼生理學深度暗示中的雙目視差，將含有不同視差信息的二維圖像傳輸到觀察者的左右眼中，通過在人腦中的融合，給予深度信息感知，從而使觀看者獲得三維深度感。

        但是人們在使用基于二維視差圖像的三維顯示設備觀察三維圖像時，每次只有一組二維視差圖像進入眼中，其攜帶的信息不能提供人眼所需的全部三維深度感知。此外，由于人眼通常聚焦在二維顯示屏幕上，而三維畫面是在屏幕的前面或后面，這種輻犠和調焦的矛盾不僅加重人眼與大腦的負擔，而且長時間觀看會導致眼睛疲勞和不適，甚至可能引起精神上的障礙。視疲勞也許是一種對長期觀看立體顯示造成的身體損害的警告，視覺敏感性較低的人可能會突發嚴重的損害。

        由前述可知，開發符合人眼觀看習慣的“真”三維顯示技術，顯得尤為重要。于是，真三維顯示技術成為當下三維顯示領域的研究熱點。而發展符合人眼生理認知習慣的新型高分辨率動態三維顯示技術，已經成為信息領域的一個重大研究課題。

        基于多種心理深度暗示與生理深度暗示原理，真三維顯示通過各種手段直接在空間顯示，或使物體在一定空間范圍內再現，使之和觀看自然界的物體類似。

        其實，真三維顯示技術所要解決的核心問題，是如何為人眼感知三維物體提供前述的10種深度暗示信息：如果某一種（意思是可以有多種）三維顯示技術能同時提供人眼在生理學上的4種深度暗示，那么該技術可以稱為“真”三維顯示技術。當然，進一步地說，如果某一種三維顯示技術同時還能提供心理學上的6種深度暗示，那它將更符合人眼的觀察習慣，從而使觀察者在觀察三維影像時，猶如在觀察一個真實存在的物體。這樣，就能完全滿足人類對真實場景的三維視覺體驗，顯然這將是人類發展顯示技術追求的終極目標。

        因此，相對于當下主流的基于雙目視差深度暗示的三維顯示技術，真三維顯示技術不會造成觀看者的視覺疲勞，其顯示的圖像更加真實，更符合人們的視覺習慣，所以能夠真實反映真實世界的三維顯示技術，被譽為21世紀最偉大的革命之一。

       顯示技術經歷了由黑白顯示到彩色顯示，由普通彩顯到高清晰度彩顯的過程，目前，平面顯示技術已經取得了很大的成就。但因為客觀世界是一個三維世界，任何實物都具有X、y和z三維性，為了追求最大限度的真實重現，其中主要的一種方式就是實現立體感。目前已商業化的顯示技術，只能在平面顯示器(x,y)上實現對三維世界的表達，在真實感上，離用眼睛直接去觀看客觀事物仍有很大差異。誠然，平面顯示在某種程度上給人三維的立體感覺，但只是在二維顯示技術基礎上基于心理的認知。從本質上講，不能算是真正物理意義上的三維立體顯示。現有的大部分立體顯示技術，在顯示的視角上大多達不到廣角要求，因為它們脫胎于二維顯示，始終沒有擺脫傳統的二維顯示屏幕180。顯示空間的限制。此外，還要借助立體視鏡，或者要借助平面顯示屏上的視差效果。

        目前，主流的三維顯示已經占據了大半壁江山，已知的三維顯示設備包括立體視覺、頭盔式顯示器、CAVE、裸眼立體顯示器和真三維顯示等。

        顯然，在3D立體顯示技術中，將逐漸從主動式眼鏡、偏光式眼鏡，朝向裸眼3D、真3D立體顯示技術的方向發展。

        眾所周知，光電信息顯示技術在安全防范技術領域應用非常廣泛，因為任何一個安全防范系統的前端設備所釆集的信息，都要通過傳輸系統傳到遠端監控指揮中心去顯示出來。因此,顯示器是安防監控系統必不可少的重要終端設備。

       由于市場對安防監控系統的需求有大有小，因而其所需求的終端顯示設備也有大有小，所以本章所述的各種大小顯示設備都可供選用。詳情可參閱本書參考文獻[5],以及后續專業課終端設備中。

最后，在選用顯示設備時，還需提岀注意如下幾點。

        (1)安防監控場景圖像顯示畫面與電視電影圖像顯示畫面的要求有著很大的差別。如在畫面內容方面，電視講究好看，色彩豐富，場景壯觀；而安防監控則要求畫面真實，關注的對象細致可察，并不講究好看不好看。

        (2)新一代超高清主要還是為大屏幕電視或電視墻設計，因為在常規尺寸的電視上，肉眼無法分辨超高清電視技術帶來的畫面質量的改善。在安防監控領域，1600萬像素的IPC已經問世，可達到4872x3248的超高分辨率。因此，必須選用超高清大屏幕。顯然，高清技術的發展將推動圖像識別和智能分析技術的進一步發展和應用。

        (3)顯示技術在歷經黑白、彩色和數字高清顯示時代后，將迎來大色域顯示時代，因此顏色的真實再現是下一代顯示的關鍵。而激光顯示技術可使顯示圖像具有更大的色域表現空間,可以最真實地再現客觀世界豐富、艷麗的色彩。同時完全繼承數字高清時代的高分辨率、數字信號等特征，實現人類有史以來最完美的色彩還原。因此，條件許可，最好盡量選用。

       (4)未來的顯示器也將徹底擺脫線纜的束縛，無線讓時尚便攜顯示器成為可能。因此，在移動式安防監控系統與不便安裝有線的環境中可盡量選用。

       (5)由于空手與手勢操控顯示器也絕對不是夢想，在條件許可情況下，可盡量選用。