(一)阴极射线管
最早出现的只有黑白两种颜色,最后才有了彩色。但无论黑白还是彩色其基本原理都一样,由阴极放出的电子通过控制栅极后变成电子束,改电子束在聚焦系统的作用下进一步聚焦,形成很细的电子束,然后在超高压电厂(通常为15000~20000V)的加速下轰击荧光屏表面的的磷光提体从而发光。那他们的不同在哪呢?黑白CRT即单色CRT,只有单一的电子枪 ,仅能产生黑白两种颜色。而彩色CRT利用三基色原理实现的。通过红绿蓝三原色组合产生彩色视觉效果。荧光屏上的每一个像素由产生红绿蓝的三种荧光体组成,同时电子枪中设有三个阴极,分别发射电子束轰击对应的荧光体使之产生彩色的视觉效果。
(二)液晶显示技术
LCD是液晶显示屏Liquid Crystal DISplay 的全称。LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。位于最后面的一层是由荧光物质组成的可以发射光线的背光层。背光层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中,一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。当LCD中的电极产生电场时,液晶分子就会产生扭曲,从而将穿越其中的光线进行有规则的折射,然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。
对于简单的单色LCD显示器,如掌上电脑所使用的显示屏,上述结构已经足够了。但是对于笔记本LCD显示屏显示电脑所采用的更加复杂的彩色显示器来说,还需要有专门处理彩色显示的色彩过滤层。通常,在彩色LCD面板中,每一个像素都是由三个液晶单元格构成,其中每一个单元格前面都分别有红色,绿色,或蓝色的过滤器。这样,通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。
(三) OLED
在某些半导体材料的 PN 结中, 注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。 PN 结加反向电压, 少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称 LED 。LED是发光二极管的简称(Light Emetting Diodeo)。由于它具有亮度高、响应速度快、低电压、功耗小、耐震动、耐冲击、寿命长等优点,使其成为室内外信息显示终端的主要发光器件。
LED 的发光颜色和发光效率与制作LED 的材料和工艺有关 , 目前广泛使用的有红、绿、蓝三种。由于 LED 工作电压低(仅 1.5-3V ),能主动发光且有一定亮度 , 亮度又能用电压(或电流)调节,本身又耐冲击、抗振动、寿命长( 10 万小时), 所以在大型的显示设备中,目前尚无其他的显示方式与 LED 显示方式匹敌。
把红色和绿色的 LED 放在一起作为一个象素制作的显示屏叫双色屏或彩色屏 ; 把红、绿、蓝三种 LED 管放在一起作为一个象素的显示屏叫三色屏或全彩屏。
介绍了三种原理我们也可以总结出三种不同的技术所对应的不同的屏幕所具有的优缺点
目前最高水准的纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超过的优点,并且现在的CRT显示器价格要比LCD显示器便宜不少。但 CRT显示器已经达到了发展的最高境界,因此再继续上升的空间就很有限了。这样一来,这种显示器与生俱来的不足就成为了它竞争中的劣势。它的体积、重量大,功耗值高,不符合当下人们积极的生活理念。这些不足,却恰好被LCD显示器解决了。其采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示。对于画面稳定、无闪烁感的液晶显示器,刷新率不高但图像也很稳定,LCD显示器还通过液晶控制透光度的技术原理让底板整体发光,所以它做到了真正的完全平面。因此其体积小、机身薄、重量轻、耗能少。这些优点,是CRT液晶无法比拟的!
LCD是一种介于固态与液态之间的物质,本身是不可以发光的,需要借助额外的光源才行,因此LCD的可视角度是一个让人头疼的问题,当背光源通过片极片,液晶和取向层之后,输出的光线便具有了方向性。也就是说大多数光都是从屏幕里边垂直射出来的,所以从一个较大的角度观看液晶显示器时,便不能看到原本的颜色,甚至只能看到全黑或全白
由于OLED可以自主发光因此不需要像LCD一样有背光板,所以无论从哪个角度看过去都会看到真实的画面,不会出现全黑与全白。与OLED屏幕相比还有一个缺点就是对比度(对比度指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量,差异范围越大代表对比越大,差异范围越小代表对比越小,好的对比率120:1就可容易地显示生动、丰富的色彩,当对比率高达300:1时,便可支持各阶的颜色。)。还是因为背光板原因,使得LCD在显示全黑的照片时其还会有一些亮度,由此导致对比度没有OLED显示屏高,画面也没有OLED显示屏的艳丽。
OLED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面,都更具优势。LED与LCD的功耗比大约为10:1,而且更高的刷新速率使得LED在视频方面有更好的性能表现,能提供宽达160°的视角,可以显示各种文字、数字、彩色图像及动画信息,也可以播放电视、录像、VCD、DVD等彩色视频信号,多幅显示屏还可以进行联网播出。有机LED显示屏的单个元素反应速度是LCD液晶屏的1000倍,在强光下也可以照看不误,并且适应零下40度的低温。利用LED技术,可以制造出比LCD更薄、更亮、更清晰的显示器,拥有广泛的应用前景。
除此之外OLED屏幕还有一个优点就是柔性方面,随着技术的进步,人们对电子产品的要求越来越高不仅仅局限于基本参数,还包括美观等方面。著名建筑设计师高迪曾说过:“直线属于人类,而曲线属于上帝”!近几年来曲面电视以及曲屏手机的热卖也说明了这一点。传统的LCD屏幕因为其后边有背光板的存在所以很难做成曲面!但OLED不一样,因为对于OLED屏幕来说其中的每一个像素点都是可以自主发光的,所以人们可以把它制造成各种形状!为电子产品的设计提供更多的可能!