众所周知，平板LCD显示技术目前已基本取代了CRT显示技术，但由于LCD是被动显示技术，而主动显示技术中，PDP与LED显示技术虽有各自的特点，但有的还未超过LCD,因而不能取代LCD,

       自OLED技术发展之后，其进展相当迅速。主要原因是它不需要长晶格的制作过程，也没有涉及晶粒制作程序，制造过程更较发光二极管简单。制作OLED的材料一般都是有机化合物，开始使用纯有机化合物，五、六年前发现将有机化合物混入金属，有助提高OLED的亮度及效果。因此，现多用有机金属混合物来制作。目前，OLED红、绿、蓝三色材料的发光效率和发光寿命均基本满足实用化需求，现在的OLED在亮度5()0cd/m2下，至少有20000h的工作时间。

TFT-LCD与OLED显示技术的比较如表9-6所示。

表9-6OLED和TFT-LCD显示器的比较

参 数	OLED	TFT-LCD
发光方式	自发光	需要背光源
响应时间	几个微秒	40 ms
发光效率	151mAV	4〜8 lm/W
视角	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
工作温度	40C 〜85C	0C 〜50C
环保性能	材料满足绿色环保要求	使用含有水银等有害物质的背光源
抗震性能	全固态，无真空、液态物质，适于震动环境	液晶材料抗震性能差
柔性设计	可釆用能弯曲的塑料屐板实现柔性显示	不能实现柔性显示
彩色方式	RGB像素独立发光或彩色滤光片或光色转换	彩色滤光片
制造工艺	简单，因结构优异简化	复杂，因要背光源等更多材料与组件
制造成本	大规模量产后比LCD低40%左右	复杂工艺与更多材料使成本偏高
显示尺寸	具有达到500英寸的潜能	最大几十英寸
质量	手机应用中小于1g	手机应用大约9g

         由表可见，表中所列的15种参数均优于LCD,因而OLED将在不久取代LCD,而成为显示器市场的主流。但值得指出的是，表中未列入寿命这一参数，实际上目前OLED显示器的寿命（尤其在大尺寸显示上的寿命）还不及LCD,这是今后必须克服的。

       由9.1.4节可知，OLED显示面板的原理是：在TFT驱动结构上，涂覆细小的三原色或者白色OLED材料（利用白色OLED材料需要在TFT表面层增加三原色彩色滤光膜），形成密集的独立发光的OLED灯珠阵列。对这个阵列的有效控制，形成可观看的画面。

       OLED的这种显示结构原理，也适用于QLED。其主要变化就是将TFT结构上的OLED材料，换成电致发光QLED材料，而其他工艺和技术几乎不用改变。这样制造出来的显示面板就是QLED显示产品，其具有媲美OLED面板的色彩、对比度、亮度、分辨率等特点。

       下一代显示面板的主要材料是采用OLED或者QLED,包括成本、稳定性、寿命、色彩效果、反应时间等关键显示技术指标中，二者具有很高的相似性。例如，二者色彩表现和原色纯度都远高于液晶产品，在TFT工艺上都对大电流驱动要求较高，宜釆用金属氧化物或者低温多晶硅，而不是非晶硅TFT工艺。同时，目前二者也都具有寿命不及液晶面板的缺陷。

       但是，QLED和OLED毕竟是两种不同的材料产品，在最终的材料涂覆工艺中，必然表现出差异性。相比OLED材料，QLED材料对于印刷工艺的支持更好，成熟也更快。这就使得QLED材料用于显示面板，可以避开真空蒸镀这类在大尺寸产品上成本高、成品率和稳定性、均匀性控制困难的工艺。

       与现在LG量产的白光OLED配合三原色滤光膜的显示技术体系比较，直接印刷工艺涂覆的QLED显示面板，成品率更易于控制、工艺更简单、整体面板的色彩性能和能效指标也会更高。

       但是，与OLED产品研究较早、市场已经出现大规模的量产支持者比较，QLED的时间劣势明显。如果OLED也解决了印刷制作工艺的难题，并提升了材料寿命，量子点QLED技术的市场前景就会变得暗淡。但是，2014年由于三原色涂覆工艺的成品率难题，三星已经暂缓了OLED8.5代线的建设，这就为QLED成为下一代显示技术的一种选择留下了空间。

       从产业进程看，如果QLED和OLED都成熟了，液晶面板生产线改造，对于二者的成本差异不会异常巨大。液晶面板线在TFT工艺阶段的所有技术积累和设备都会被保留，变化的部分仅仅限于液晶涂覆工艺与QLED和OLED涂覆工艺的不同。

       因此，不仅是从OLED和QLED自身的比较看，还是从产业进程演进看，OLED和QLED谁能成功的关键就集中在涂覆工艺，尤其是印刷（喷墨印刷、激光热转印）等技术谁先成熟上。当然，市场较量的结果也未必是生死之战，未来市场也可能存在QLED技术改进的液晶显示、OLED显示和QLED显示技术三国争霸的局面。

       用QLED改进的液晶显示技术，会随着苹果手机巨大的号召力，成为2014年下半年显示技术行业的热点。在更长的时间尺度上，OLED、QLED技术改进的液晶、QLED显示面板，三个技术种类之间的竞争将不会停止。

       上面已经介绍了OLED和QLED比较的差异，以及涂覆工艺对于二者成败的根本性的决定价值。下面重点说一下二者与QLED改进后的液晶产品的市场比较。

        应用QLED技术改进液晶显示，最大的优势在于继承了液晶技术成熟的产业体系，现有技术足以支撑QLED对液晶背光系统进行改建的工艺要求：这种改进后的液晶显示产品品质会显著提升、成本不会剧烈变化——简单讲，这种产品的优势就是成熟。

       这个成熟的优势，QLED改进的液晶技术，可以在OLED成本没有大量下降，或者QLED面板没有成熟前，依靠价格和产能优势，占领大量市场份额。但是，产业成熟这种优势，必须建立在竞争者不成熟的基础上。

        一旦OLED和QLED显示面板技术成熟，哪怕只有一个成熟，都意味着液晶传统价格优势难以保持。因为这两个显示技术都是自发光显示，不仅显示效果要优于任何改进技术下的液晶显示产品，更会因为不需要背光源而具有制造成本优势。

       而且，液晶和OLED、QLED的竞争，与液晶和等离子的竞争是完全不同的。后者是两个技术体系、产业体系的较量；前者则都是半导体显示范畴内的竞争。液晶显示面板与OLED和QLED显示面板在产业链和工艺设备上具有7成以上的相通性。产业界更是把OLED或者QLED看成是液晶面板技术自然演化升级的方向和结果，而非看作你死我活的竞争对手。

       以上这些产业特点，决定了未来数年，显示业界会迎来一个传统液晶、QLED改进液晶、OLED和QLED等多种半导体平板显示技术混乱竞争的时代。苹果的新手机、TCL的新彩电，只不过是这场新混乱的开始而B。

       由上可知，平板显示技术的发展趋势还应是OLED与QLED显示技术。

       由前面介绍的投影显示技术的4种显示技术中，显然以用DMD芯片的DLP投影显示与激光投影显示技术为最好，因为DLP有数字光学处理，而激光投影显示技术则融合了光阀与DLP而具有独特的6大特点，可最大限度地展现人眼可以识别的色彩，真实地再现客观世界丰富、艳丽的色彩，可多用户同时与机器交互，能实现不用眼镜的真三维显示。显然，投影显示技术的发展趋势是向激光投影显示技术的方向发展。

        随着信息化技术的提高，人们对于视觉欣赏的要求越来越高。视觉冲击力成为人们评判显示性能的一个标准。视觉冲击力不仅来自于清晰的画面，还来自于超大尺寸的画面。为了满足这种诉求,大屏拼接应运而生。此外，能实现超大画面的还有基于投影技术的边缘融合技术。

        目前，比较常见的大屏幕拼接系统，通常根据显示单元的工作方式分为二个主要类型:一是PDP、LED、LCD平板显示单元拼接系统，其缺点是有拼接缝隙；二是DLP投影单元拼接系统，其优点是无拼接缝隙。而边缘融合拼接系统也是无缝拼接。显然，大屏幕拼接系统，必须向无拼接缝隙的系统，如DLP与边缘融合技术的方向发展。

        所谓的边缘融合技术就是将一组投影机投射出的画面进行边缘重叠，并通过融合技术显示出一个没有缝隙、更加明亮、超大、高分辨率的整幅画面，画面的效果就好像是一台投影机投射的画质。当两台或多台投影机组合投射一幅两面时，会有一部分影像灯光重叠，边缘融合的最主要功能就是把两台投影机重叠部分的灯光亮度逐渐调低，使整幅画面的亮度一致。这种边缘融合的技术优势如下。

     （1）增加了图像尺寸与画面的完整性。多台投影机拼接投射出来的画面一定比单台投影机投射岀来的画面尺寸更大；鲜艳靓丽的画面，能带给人们不同凡响的视觉冲击。另外，采用无缝边缘融合技术拼接而成的画面，要很大程度上保证了画面的完美性和色彩的一致性。

     （2）增加了分辨率与可达超高分辨率。每台投影机投射整幅图像的一部分，这样展现出的图像分辨率被提高了。比如，一台投影机的物理分辨率是800x600,三台投影机融合25%后，图像的分辨率就变成了2000x600。

       同利用带有多通道高分辨率输出的图像处理器和计算机，可以产生每通道为1600x1200像素的三个或更多通道的合成图像。如果融合25%的像素，可以通过减去多余的交叠像素产生的4000x1200分辨率图像。目前市场上还没有可在如此高的分辨率下操作的独立显示器。其解决办法为使用投影机矩阵，每个投影机都以其最大分辨率运行，合成后的分辨率是减去交叠区域像素后的总和。

      （3）缩短了投影距离，提高了空间利用率。随着无缝拼接的出现，投影距离的缩短变成必然。比如，原来200英寸（4000x3000mm）的屏幕，如果要求没有物理和光学拼缝，我们将只能釆用一台投影机，投影距离=镜头焦距X屏幕宽度，釆用光角镜头1.2:1,投影距离也要4.8m,现在釆用融边技术，同样画面没有各种缝痕，距离就只需要2.4m,从而提高空间利用率。

     （4）能在特殊形状的屏幕上投射成像。比如，在圆柱或球形的屏幕上投射画面，单台投影机就需要较远投影距离才可以覆盖整个屏幕，而多台投影机的组合不仅可以使投射画面变大投影距离缩短，而且可使弧弦距缩短到尽量小，对图像分辨率、明亮度和聚集效果来说是一个更好的选择。

     （5）增加了画面层次感与亮度。由于采用了边缘融合技术，画面的分辨率、亮度得到增强，同时配合高质量的投影屏幕，就可使得整个显示系统的画面层次感和表现力明显增强。

        总之，边缘融合是一组投影机投射岀的画面进行边缘重叠，因此从理论上来讲，利用边缘融合技术显示的画面可以是无限大的而且是清晰的。而大屏拼接则会随着显示画面的扩大，无论是从技术上还是空间布局上都会更加困难。因此，具体来讲，边缘融合技术更加适用于空间较大的场所，即所谓超大的空间清晰应用。

显然，在投影显示与大屏显示技术中，其发展趋势是向激光投影显示与边缘融合技术的方向发展。 

        三维立体显示作为当今世界各国大力发展的下一代新型显示技术，正逐渐成为一个引人注目的前沿科技领域。近年来，立体显示技术在电视广播、视频游戏、医疗、教育等领域的应用越来越多，三维显示己从电影银幕向电视终端、计算机终端、智能手机终端、平板电脑终端等发展。

        我们生活在三维的立体世界中，然而呈现在人眼（单个的左眼或右眼）视网膜上的图像却是二维图像，这些二维图像在经过人脑复杂的融合反应后，最终呈现出三维图像。现代心理学认为这个复杂的融合反应分为生理学和心理学两个层面，具体又分为io种深度暗示，人们就是通过这些深度暗示来感知三维物体。其中，在心理学层面对人们感知三维物体起主要作用的有6种暗示，在生理学层面对人们感知三维物体起主要作用的有4种暗示。三维显示技术所要解决的核心问题是如何为人眼感知三维物体提供所需的上述10种深度暗示信息。

     （1）基于心理深度暗示形成3D效果图像。人们在观看一幅二维图像时，往往会根据长期积累的生活经验，通过心理深度暗示（借助经验和假想从出现在视网膜上的平面图像得到一定程度的深度感）就可以判断出图像中物体的远近深浅关系。基于心理深度暗示在人们心中形成的3D效果图像如图9-37所示，由图可见，人们是通过圆球的亮暗差异、阴影效果，以及木板的远近宽窄变化等心理深度暗示，就可以感觉到这张二维图像所带来的三维效果。

图9-37基于心理深度暗示形成的3D效果图像

三维图像的6种心理深度感知主要有6种，具体包括：

       ①线性透视。可根据人们的观察习惯，景物向远处延伸时，所观察到的尺寸逐渐缩小。

       ②像的大小。是指很多物体的实际尺寸在人脑中都有一个固有的先验知识，因此可以通过图像的大小感知物体的远近，从而提供一种心理暗示。

       ③重叠。两个物体轮廓的重叠关系会产生暗示，通常认为被遮挡的部分处在下方或者远处等。

       ④光照及阴影。二者会产生一种极强的深度暗示。

       ⑤结构梯度。与线性透视类似，当我们注视诸如地板砖或大理石路面的均匀梯度时，其表面粗糙度方面的梯度会产生一种深度暗示。

       ⑥面积透视。在观看一幅二维图像时，人们总认为看起来比较模糊的景物处在远方，这是因为在人们的实际生活中，远处景物发出的光线在传播中被空气中的微粒散射而显得模糊。三维图像的6种心理深度感知如图9-38所示。 

图    三维图像的6种心理深度感知

       (2)基于生理深度暗示形成3D效果图像。人们通过心理暗示在二维图像上感觉到的三维场景也只局限于二维层面。而在现实世界里，人们更多的是根据单眼立体视觉暗示和双眼立体视觉暗示等生理暗示来获得真实世界的三维箴知。

       这种生理深度暗示主要有4种，是视觉感知三维信息的直接要求，具体包括：

       ①调节。一种三维图像的生理深度感知一一调节，如图9-39所示。通过拉伸纤毛体的肌肉，调节眼睛晶状体的焦距，使观察者可以看清楚远近不同的景物或者同一景物的不同部位。

       ②汇聚。一种三维图像的生理深度感知——汇聚，如图9-40所示，当观察者的眼部肌肉被拉伸使眼球略微转向内侧以便对着三维物体上某一点观看时，两只眼睛的视轴所组成的角度称为会聚角。左右眼在观看远近不同的两点时，产生出的会聚角不一样，眼部肌肉受到的拉伸强度和眼球转动的程度也不一样，而人的感觉器官可以比较出这种强度和程度，这样便会有不同深度的感觉，即产生立体感。通常来说，物体离观察者越近，则会聚角越大，物体远则会聚角小。

图      调节                            图      汇聚

        ③双目视差。一种三维图像的生理深度感知——双目视差，如图9-41所示，双目视差是由人眼的瞳孔间距所引起的。观察者在观看空间三维物体时，三维物体发岀的光线聚焦于双眼的视网膜中心，由于人的两只眼睛之间有一定的距离(被称为瞳孔间距，其平均值为6.5cm),因此对于同一景物，左右眼的相对位置是不同的，这就产生了双目视差，即左右眼看到的是有差异的图像。

        ④移动视差。一种三维图像的生理深度感知——移动视差，如图9-42所示，如果观察者的观察位置发生变化，观察到的三维物体也会相应地发生变化，这个效应称为移动视差。

图 双目视差                    图  移动时差

        目前，主流的三维显示技术主要基于双目视差这种生理深度暗示（图9-41相关部分），通过模拟人眼视觉，用摄影机/摄像机在位于同一水平线上的两个拍摄点拍摄同一物体，得到两幅视差图像，然后通过光学等技术手段，使观看者的左眼和右眼只能分别看到对应的视差图像，当前的3D电视广播就是釆用这一原理。

       凭着基于双目视差原理的三维显示，目前，人们已经可以在电影院或者在家里享受到三维显示技术带来的乐趣。这种已经面向市场成为当下主流的三维显示技术，通常需要观看者佩戴特殊的眼镜（如红蓝眼镜、偏振眼镜或电子式快门眼镜等）。

        这种技术通过模拟人眼生理学深度暗示中的双目视差，将含有不同视差信息的二维图像传输到观察者的左右眼中，通过在人脑中的融合，给予深度信息感知，从而使观看者获得三维深度感。

        但是人们在使用基于二维视差图像的三维显示设备观察三维图像时，每次只有一组二维视差图像进入眼中，其携带的信息不能提供人眼所需的全部三维深度感知。此外，由于人眼通常聚焦在二维显示屏幕上，而三维画面是在屏幕的前面或后面，这种辐犠和调焦的矛盾不仅加重人眼与大脑的负担，而且长时间观看会导致眼睛疲劳和不适，甚至可能引起精神上的障碍。视疲劳也许是一种对长期观看立体显示造成的身体损害的警告，视觉敏感性较低的人可能会突发严重的损害。

        由前述可知，开发符合人眼观看习惯的“真”三维显示技术，显得尤为重要。于是，真三维显示技术成为当下三维显示领域的研究热点。而发展符合人眼生理认知习惯的新型高分辨率动态三维显示技术，已经成为信息领域的一个重大研究课题。

        基于多种心理深度暗示与生理深度暗示原理，真三维显示通过各种手段直接在空间显示，或使物体在一定空间范围内再现，使之和观看自然界的物体类似。

        其实，真三维显示技术所要解决的核心问题，是如何为人眼感知三维物体提供前述的10种深度暗示信息：如果某一种（意思是可以有多种）三维显示技术能同时提供人眼在生理学上的4种深度暗示，那么该技术可以称为“真”三维显示技术。当然，进一步地说，如果某一种三维显示技术同时还能提供心理学上的6种深度暗示，那它将更符合人眼的观察习惯，从而使观察者在观察三维影像时，犹如在观察一个真实存在的物体。这样，就能完全满足人类对真实场景的三维视觉体验，显然这将是人类发展显示技术追求的终极目标。

        因此，相对于当下主流的基于双目视差深度暗示的三维显示技术，真三维显示技术不会造成观看者的视觉疲劳，其显示的图像更加真实，更符合人们的视觉习惯，所以能够真实反映真实世界的三维显示技术，被誉为21世纪最伟大的革命之一。

       显示技术经历了由黑白显示到彩色显示，由普通彩显到高清晰度彩显的过程，目前，平面显示技术已经取得了很大的成就。但因为客观世界是一个三维世界，任何实物都具有X、y和z三维性，为了追求最大限度的真实重现，其中主要的一种方式就是实现立体感。目前已商业化的显示技术，只能在平面显示器(x,y)上实现对三维世界的表达，在真实感上，离用眼睛直接去观看客观事物仍有很大差异。诚然，平面显示在某种程度上给人三维的立体感觉，但只是在二维显示技术基础上基于心理的认知。从本质上讲，不能算是真正物理意义上的三维立体显示。现有的大部分立体显示技术，在显示的视角上大多达不到广角要求，因为它们脱胎于二维显示，始终没有摆脱传统的二维显示屏幕180。显示空间的限制。此外，还要借助立体视镜，或者要借助平面显示屏上的视差效果。

        目前，主流的三维显示已经占据了大半壁江山，已知的三维显示设备包括立体视觉、头盔式显示器、CAVE、裸眼立体显示器和真三维显示等。

        显然，在3D立体显示技术中，将逐渐从主动式眼镜、偏光式眼镜，朝向裸眼3D、真3D立体显示技术的方向发展。

        众所周知，光电信息显示技术在安全防范技术领域应用非常广泛，因为任何一个安全防范系统的前端设备所釆集的信息，都要通过传输系统传到远端监控指挥中心去显示出来。因此,显示器是安防监控系统必不可少的重要终端设备。

       由于市场对安防监控系统的需求有大有小，因而其所需求的终端显示设备也有大有小，所以本章所述的各种大小显示设备都可供选用。详情可参阅本书参考文献[5],以及后续专业课终端设备中。

最后，在选用显示设备时，还需提岀注意如下几点。

        (1)安防监控场景图像显示画面与电视电影图像显示画面的要求有着很大的差别。如在画面内容方面，电视讲究好看，色彩丰富，场景壮观；而安防监控则要求画面真实，关注的对象细致可察，并不讲究好看不好看。

        (2)新一代超高清主要还是为大屏幕电视或电视墙设计，因为在常规尺寸的电视上，肉眼无法分辨超高清电视技术带来的画面质量的改善。在安防监控领域，1600万像素的IPC已经问世，可达到4872x3248的超高分辨率。因此，必须选用超高清大屏幕。显然，高清技术的发展将推动图像识别和智能分析技术的进一步发展和应用。

        (3)显示技术在历经黑白、彩色和数字高清显示时代后，将迎来大色域显示时代，因此颜色的真实再现是下一代显示的关键。而激光显示技术可使显示图像具有更大的色域表现空间,可以最真实地再现客观世界丰富、艳丽的色彩。同时完全继承数字高清时代的高分辨率、数字信号等特征，实现人类有史以来最完美的色彩还原。因此，条件许可，最好尽量选用。

       (4)未来的显示器也将彻底摆脱线缆的束缚，无线让时尚便携显示器成为可能。因此，在移动式安防监控系统与不便安装有线的环境中可尽量选用。

       (5)由于空手与手势操控显示器也绝对不是梦想，在条件许可情况下，可尽量选用。