顯示器是計算機系統的輸出設備之一，主要用于顯示計算機圖形、字符等信息。19世紀工業革命期間，顯示器的誕生與陰極射線管的發明有很大關系。但直到1922年，蘋果公司才將CRT應用于Apple I，這標志著第一臺真正的顯示器的誕生。進入20世紀60年代后，顯示器迎來了發展高峰。20世紀60年代，液晶顯示器和LED顯示屏相繼問世。此后僅僅過了10多年，1987年，伊士曼·柯達公司研制出第一臺有機發光二極管（有機發光二極管）裝置。由于其優異的性能，它已逐漸取代LED成為主流顯示屏。

顯示器可以將計算機內部的信號轉換為視覺圖像信號，并通過屏幕上的像素陣列顯示給用戶。顯示器作為計算機輸出設備之一，在現代工作和生活中起著非常重要的作用。它將來自主機的信息轉換成圖形和文字，使用戶可以清楚地觀察到計算機正在執行的各種程序和操作。數據顯示，2020年僅LED顯示屏整體市場規模就將達到532億元，2022年將達到635億元。預計2023年市場規模將達到684億元。

誕生初期

（20世紀初至20世紀70年代）

早期陰極射線管

顯示器的誕生與陰極射線有關系。在19世紀工業革命的影響下，科學技術迎來了飛速發展，誕生了許多劃時代的發明，其中包括1897年德國斯特拉斯堡大學的K.F.Braun發明的CRT。CRT通過氣體放電產生自由電子，并通過離子聚焦形成細長的電子束，這可以提供聚集在熒光屏上形成直徑小于1毫米的光點的電子束..當在電子束附近施加磁場或電場時，電子束將發生偏轉，顯示出電勢差產生的靜電場或電流產生的磁場。

1907年，俄羅斯科學家鮑里斯·羅辛使用CRT在屏幕上顯示簡單的幾何圖像，而真正的第一臺顯示器誕生于1922年，它是由使用CRT的Apple I組成的。CRT首次用于電視。1936年，第11屆柏林奧運會首次實現電視直播，推動了CRT電視的普及。1973年，第一臺帶顯示器的Otto計算機發布。

之所以是“大屁股”形狀和“弧形”屏幕，主要是因為陰極射線的發射點到屏幕上任何一點的半徑最初都需要相等，因此屏幕必須是弧形的，而為了使屏幕更大，顯示器的厚度將更厚。

發展階段

（20世紀70年代至今）

LCD液晶顯示屏

液晶顯示器最早出現在20世紀70年代，1968年美國無線電公司開發了第一臺液晶顯示器。1972年，日本夏普公司收購了美國無線電公司的LCD技術。與CRT相比，LCD顯示器以其柔和的畫面、超薄的機身和低能耗成為顯示領域的新寵兒。然而，LCD的商業化發展要等到1995年以后。直到2005年，LCD才真正爆發。早期的LCD顯示器主要是15英寸的，采用了當時常見的4: 3的比例。

LCD的普及也促進了分辨率的提高。正如平面CRT顯示器引領1024*768的經典分辨率一樣，LCD也帶來了1920*1080的經典分辨率。當然早期有1920*1200的分辨率，也就是16:10的顯示分辨率。即使在今天，1080p仍然是電腦的主要分辨率。

薄膜晶體管液晶顯示器

20世紀80年代，TFT-LCD（薄膜晶體管液晶顯示器）液晶顯示技術出現。TFT-LCD是一種有源矩陣LCD，它巧妙地將微電子技術與液晶顯示技術結合在一起。與TN-LCD和STN-LCD的簡單矩陣不同，TFT-LCD在液晶顯示屏的每個像素中都有一個薄膜晶體管（TFT），這有效地克服了未選通時的串擾。

IPS面板顯示屏

IPS的英文全稱是In-Plane Switching，是一種平面轉換屏幕技術，屬于TFT屏幕的一種，俗稱“超級TFT”。它最早出現于1996年，由日立公司開發，旨在改善TN面板的不良視角和色彩再現性，隨后開發了IPS、S-IPS、AS-IPS和IPS-PRO等屏幕技術。隨后，三星和LG也基于其開發了自己的IPS技術。

IPS屏幕是一種“硬”屏幕，按壓屏幕時很難變色。它的主要優點是屏幕色彩準確，視角廣。理論視角為178°，從不同角度觀看都不會產生明顯偏色，色彩鮮艷飽滿自然。同時，它還可以顯示動態的高清畫面，而不會出現拖影和拖尾。通常用于專業圖像顯示，適用于專業攝影、設計、視頻編輯等工作內容。

TN平板顯示器（TN-LCD）

最初的LCD是TN-LCD面板（扭曲液晶顯示器），主要用于數字顯示和簡單字符顯示。工作原理是通過電壓將偏光片之間的液晶分子扭轉90度，實現亮度變化的顯示。沒有色板的TN只能顯示黑白。大家用的電子計算器是TN面板，按下去會出現水波紋。

隨后在1984年，由于超扭曲雙折射效應，發明了STN-LCD（Super Twisted Nematic-LCD）超扭曲向列液晶顯示技術，該技術可以將液晶分子扭曲至180°-270°，并提高了TN-LCD的視角，具有視角寬、分辨率高和對比度好的優點。20世紀90年代初，彩色STN液晶問世并增加了彩色濾光片。

VA面板顯示器

VA面板的誕生可以追溯到20世紀70年代，由夏普開發。但由于視野狹窄、實用性不高等問題，研究終止。直到1996年，富士通推出了兼顧視角和反應時間的廣視野技術，解決了這一問題，VA顯示屏重新回到了大家的視野中。和TN一樣，VA面板也是軟屏，可以通過彎折的方式做成曲面屏。按壓面板將具有類似梅花圖案的形狀。主要特點是寬容度和對比度高，黑白會更純凈，缺點是響應速度慢，功耗相對會高一些。現在一般用于中高端顯示器，市面上大部分曲面屏都采用VA面板。

發光二極管面板

1962年，通用電氣公司的工程師尼克·霍隆亞克首次發現了第一盞可見光LED燈。尼克·霍隆亞克也被稱為“led之父”。1969年，惠普推出了世界上第一款智能LED顯示屏。

LED顯示屏實際上是一種液晶顯示屏。主要區別在于背光不同。CCFL（冷陰極熒光燈等）LCD的光源被“發光二極管”取代。相比之下，LED背光可以實現局部調光，可以帶來更好的對比度和亮度，而LED顯示屏的功耗更低。在色彩純度方面，LED顯示屏也優于LCD顯示屏。根據液晶分子的扭曲方向，誕生了TN、IPS和VA三種面板。TN的特點是高響應速度但低對比度，而VA的特點是高對比度但低響應速度，IPS夾在它們之間，這是一種相對平衡的面板。

有機發光二極管有機發光二極管顯示器

1987年，伊士曼柯達公司的兩位化學家鄧青云和史蒂文·范·斯萊克共同開發了第一臺有機發光二極管（有機發光二極管）設備。1998年，日本開發了20英寸的單色有機發光二極管顯示屏，這使得有機發光二極管顯示屏變得更大，打開了有機發光二極管工業化的大門。與LED的被動發光不同，有機發光二極管采用自發光有機電致發光二極管主動發光，無需背光。與LED顯示屏相比，有機發光二極管具有更廣的色域、更豐富、更明亮的色彩、更高的對比度和更快的響應速度。

其他顯示器

高刷新率顯示器

歷史上第一款高刷新率顯示器于2010年推出。它是明基和ZOWIE聯合推出的LCD屏幕。型號為XL2410T，刷新率為120hz。刷新率是游戲玩家最關心的參數之一。市場上第一款名為電子競技顯示器的產品（2012年）以當時120Hz的高刷新率定義了這一新類別。高刷新率顯示屏可以提供更好的連續畫面表現和更好的游戲體驗。如果你長時間適應高刷新率顯示器，當你轉到普通的60Hz顯示器時，你會感覺更卡。在觀看普通視頻和文字等低動態場景時，高刷新率（144Hz或以上）顯示器與普通刷新率（60Hz）顯示器之間沒有太大差異，但在一些高動態場景中，高刷新率顯示器的連貫性和舒適度會有明顯提高。

4K超高清顯示屏

2012年12月，夏普推出首款4K（3840×2160）IGZO平板顯示器后，正式開啟了桌面4K時代。到目前為止，4K甚至更高分辨率顯示器的呼聲越來越高。4K和更高分辨率的出現確實提高了顯示屏的精細度，為顯示帶來了質的提升。高分辨率顯示器為設計、3D繪圖、攝影、交易員等一些有強烈專業需求的消費者提供了更專業的操作設備，對提高工作效率有很大幫助。而且，隨著技術的發展和產業規模的擴大，高分辨率顯示器的成本也逐漸下降。目前，5G等高標準無線網絡和高速有線網絡也在積極建設中，個人PC的計算能力也將隨著技術的不斷提高而提高。這些外部條件的幫助極大地促進了4K顯示器的廣泛應用。

3D顯示

位于澳大利亞的Voxon光子公司成立于2013年。他們開發了一種基于超高速數字光引擎和高度優化的體繪制引擎的空間立體成像技術，該技術被稱為Voxon光子引擎。基于這項技術，他們還開發了特定的桌面3D立體顯示產品Voxon VX1。Voxon顯示的圖像不需要眼鏡，不同角度顯示的圖像也不同，基本上也可以與人進行交互。拋開各種細節不談，這個立體顯示器確實是大家一直期待的電影中的全息顯示器。

曲面問世

2014年，三星率先推出了曲面顯示器——s27d 590 c。這款曲率為4000R的27英寸曲面顯示器可以說是當時的爆款產品。曲面顯示器的出現使人們在使用大尺寸顯示器時更加舒適，而大尺寸顯示器受到個人視角和人眼舒適區域的限制。使用顯示器較為舒適的尺寸約為27英寸。與平板顯示器相比，曲面顯示器屏幕上的每個點與眼睛之間的距離相同，從而改善了視覺體驗并提高了人眼舒適尺寸的上限。

CRT顯示器的主要結構部件

CRT顯示器由顯像管、控制電路和外殼組成。

控制電路：負責控制顯示器的各種參數，如亮度、對比度和顏色。

機殼：電腦顯示器外殼是電腦的重要組成部分，具有保護屏幕和元器件的作用。在生產過程中，為了增加其強度和耐用性，需要對其外表面進行涂漆。

液晶顯示器的主要結構部件

液晶模塊：液晶模塊是液晶顯示器的核心部件，由液晶和柵極印刷電路組成。結晶液體是一種介于液體和晶體之間的物質。通過電場的刺激，可以改變晶體分子的排列方向，從而控制透光程度。時序電路在液晶模塊中起著重要的作用，用于產生控制液晶分子旋轉所需的時序和電壓。背光燈管發出白色光源，并通過背光將其傳輸到LCD屏幕。

控制面板：控制面板是液晶顯示器中的另一個關鍵部件，其主要功能是信號轉換。它可以接收和處理來自外部的模擬（VGA）或數字（DVI）視頻信號，并通過屏幕線發送信號以使LCD屏幕正常工作。控制面板可以將各種輸入格式的信號轉換為固定輸出格式的信號。例如，對于1024×768的屏幕，輸入信號可以是640×480、800×600、1024×768等。，最后轉換成1024×768的輸出格式。

換流器：逆變器用于產生高壓以點亮背光燈。在不同的顯示器類型中，逆變器可能會有所不同。例如，LED顯示屏中使用的逆變器就是LED驅動電路。

顯示屏：它是顯示屏的重要組成部分，也是用戶可以看到的部分。顯示屏包含各種組件，如LCD模塊、背光、燈、逆變器等。這些元素共同作用使顯示屏正常顯示圖像。

發光二極管顯示器（LED/有機發光二極管）的結構

LED顯示屏的基本結構為了使系統顯示各種信息，LED顯示屏顯示系統由上位機、通信傳輸線、LED主控電路和顯示模塊板四部分組成。

上機位：一般是電腦，是信息發布的來源。一般與數據庫相連，訪問數據庫中的信息，并按照一定的傳輸協議和方式與主控電路進行通信。

通信傳輸線：RS232、RS422和以太網可用作信號傳輸方法。光纖傳輸也可以使用，但目前，高昂的成本限制了其技術的廣泛應用。

顯示模塊板：信息顯示終端主要由發光顯示模塊、行控門控電路和列控串并行移位電路組成。

主控制電路：整個系統的核心，它主要完成以下功能:

通過接口模塊，負責實時接收上位機的顯示信息，并將其保存在具有斷電保存功能的數據存儲單元中。CPU處理器負責從數據存儲單元中取出數據，通過圖像幾何運算實現某些特殊效果，然后將顯示數據放入顯示緩沖區中進行顯示。通過掃描控制電路，它從顯示緩沖器中讀取數據，將其轉換為LED大屏幕所需的數據并產生相關的時序控制信號。

CRT顯示器的顯示原理：CRT顯示器的工作原理是，當顯像管內部的電子槍陰極發射的電子束受到控制、聚焦和加速時，就變成一股細小的電子流，然后通過偏轉線圈的作用偏離到正確的目標上，穿過蔭罩的小孔或柵欄轟擊屏幕上的熒光粉，熒光粉被激活并能發光。R、G和B的熒光點被不同比例強度的電子流點亮，將產生各種顏色。

液晶顯示器（LCD及其相關產品）的顯示原理：液晶之所以被稱為“液晶”，是因為它在室溫下同時表現出液體流動性和晶體光學各向異性。在電場、磁場、溫度和應力等外部條件的影響下，其分子容易重新排列，從而改變液晶的各種光學性質。液晶的各向異性及其分子排列很容易受到外部電場和磁場的控制。正是利用液晶的這一物理基礎，即液晶的“電光效應”，通過電信號對光進行調制，從而制造出液晶顯示器件。在不同電流的電場作用下，液晶分子將有規律地旋轉900度（通常兩片玻璃基板上裝有取向膜，液晶將沿凹槽取向。由于玻璃基板的對準凹槽偏離900度，液晶中的分子將像百葉窗一樣排列在同一平面上，當從一個液面過渡到另一個液面時，分子的向列將逐漸扭曲900度），導致透光率的差異，因此當電源打開/關閉時將產生亮和暗。

發光二極管顯示器（LED/有機發光二極管等）的顯示原理：有機發光二極管是一種有機發光二極管顯示器，由嵌入兩個電極之間的發光材料層組成。當輸入電壓時，載流子通過有機層移動，直到電子空穴和復合，實現能量守恒并以光脈沖的形式釋放多余的能量。此時，其中一個電極是透明的，可以看到發出的光。通常由氧化銦錫（ITO）組成。有機發光二極管按驅動方式可分為PMOLED（被動驅動型）和AMOLED（主動驅動型）。AMOLED源自三星，每個像素都配備了一個帶開關的TFT（薄膜晶體管）。其驅動模式更容易實現高亮度、高分辨率、高色彩表現和低能耗。這種面板廣泛應用于消費電子產品。

等離子顯示屏的顯示原理：施加電壓產生的離子氣體通過兩塊薄玻璃板之間，等離子體通電后與玻璃板上的熒光粉發生化學反應，從而出現一些彩色圖像。大量等離子體管以規則的順序排列形成屏幕。在每個離子管道中形成離子氣體存儲管道。通過施加電源，所有管道中的離子氣體發出紫外光并激發顯示屏上的三色熒光粉，從而形成熒光可見光。每個等離子體管形成一個像素成像，通過離子氣體接收的功率不同，導致發射光的強度不同，這使得離子氣體像素以不同的顏色變化，從而實現光和顏色的成像。

HDR技術公司：HDR技術的出現是為了應對高動態畫面顯示。HDR技術可以提高顯示器的動態顯示范圍，使畫面更具層次感，使三維場景更加逼真，大大增加三維虛擬的真實感。在現實中，當人們從一個黑暗的地方走到一個明亮的地方時，他們的眼睛會自動縮小。人在黑暗的地方，為了看清楚東西，瞳孔會睜大以吸收更多的光線。當你突然走到一個明亮的地方時，瞳孔無法收縮，所以你必須閉上眼睛以保護視網膜上的視神經。電腦是一個沒有生命的東西，只有HDR科技能夠模擬這種效果——人眼自動適應光線變化的能力。方法是快速將燈光渲染得非常亮，然后逐漸降低亮度。HDR的最終效果是光的效果是明亮的，而暗的效果是區分物體的輪廓和深度，而不是以前的黑色。

Mini-LED背光技術：與傳統背光相比，Mini-LED背光技術將每個燈珠的尺寸縮小到50-200微米。這樣，在相同尺寸的面板中可以容納更多的燈珠，其好處是可以大大提高屏幕顯示亮度。不僅如此，隨著面板珠子數量的增加，背光模組中可以劃分出更多獨立的光控區域。隨著獨立光控分區數量的增加，顯示器可以更細致地調節局部亮度，從而使屏幕具有更高的顯示對比度。而且，由于Mini-LED背光技術采用了直下式背光方案，還可以避免傳統LCD顯示器中常見的漏光現象。

量子點顯示技術：量子點是零維點狀納米半導體材料，具有許多新穎的電子和光學特性，可用于許多領域，如顯示技術。使用量子點的主要顯示技術有兩種，即基于液晶顯示技術的QD-LCD和基于有機發光二極管的QLED。

TFT技術：20世紀80年代，TFT-LCD（薄膜晶體管液晶顯示器）液晶顯示技術出現。TFT-LCD是一種有源矩陣LCD，它巧妙地將微電子技術與液晶顯示技術結合在一起。與TN-LCD和STN-LCD的簡單矩陣不同，TFT-LCD在液晶顯示屏的每個像素中都有一個薄膜晶體管（TFT），這有效地克服了未選通時的串擾。

響應時間：響應時間通常以毫秒為單位ms是指液晶顯示器對輸入信號的響應速度，即液晶顆粒由暗變亮或由亮變暗的時間，分為“上升時間”和“下降時間”，響應時間通常指兩者之和。

亮度：熒光屏的亮度可分為四個等級，即暗、亮、亮和特亮。畫面的亮度大致與顯示點的發光強度和發光時間成正比。一般來說，在明亮的室內環境中，顯示器的亮度應大于120cd/m（坎德拉每平方米）。

對比：顯示器的對比度是指屏幕上同一點最亮（顯示白色）和最暗（顯示黑色）時的亮度之比，即正面與背面的比率。對比度越高，明暗之間的層次越多，顯示的過渡就越平滑，畫面的表現力就越強。

顯示器

色域：色域是分離的，顏色是顯示器的畫面顏色，域是空間和范圍。這兩個字符的組合意味著顯示器的顏色空間范圍，它代表了彩色圖像可以表達的顏色的具體情況。色域越寬，可以顯示的顏色就越多，人眼看到的畫面就越豐富、越逼真。

視角：屏幕的反光在各個方向都不一樣，水平方向離屏幕中心越遠，亮度越低；亮度下降到50%時的視角被定義為視角。在視角范圍內觀看圖像，亮度令人滿意；從視角之外觀看時，圖像的亮度不夠。一般來說，屏幕的增益越大，可視角度越小（金屬幕布）；增益越小，視角越大（白色塑料幕布，因為照顧學生，教育幕布大多是白色塑料幕布）。玻璃珠簾更受歡迎。

尺寸：顯示器的尺寸實際上是顯示屏的對角線長度。在長寬比相同的情況下，實際顯示面積與對角線長度成平方比。對于具有不同長寬比的顯示器，例如流行的16:9和21:9顯示器，尺寸比較不能直接反映兩種顯示器的屏幕面積。對于消費者來說，屏幕越接近正方形，實際顯示面積就越大。

曲率：曲率是指顯示面板彎曲的圓的半徑，它決定了顯示器的彎曲程度。常見的曲率值為3000R、1800R和1500R。一般來說，曲率值越小，顯示器的彎曲幅度越大，畫面沉浸感越強。但是，如果曲率值太小，也會產生負面效果，使雙方之間的距離更近，并影響用戶的視覺體驗。實際上，曲率值的最佳選擇取決于顯示器的尺寸、分辨率和使用環境等許多因素。

分解率：分辨率也稱為分辨率，是顯示器的固定值。常見的分辨率有1920×1080、2560×1440、3840×2160等。后兩者通常被稱為2K和4K。分辨率中“×”前后的兩個數字分別表示顯示屏的水平和垂直像素數。以2K（2560×1440）分辨率的顯示屏為例，其水平像素數為2560，垂直像素數為1440。

刷新率：刷新率是指屏幕每秒刷新畫面的次數。刷新率越高，畫面顯示越流暢自然，可以減少圖像的閃爍和抖動。市面上顯示器的最低刷新率通常為60Hz，而有些顯示器可以達到144Hz甚至165HZ。

接口：顯示器的顯示接口有很多，最常見的接口有DVI、HDMI、VGA和DP。

帶寬：帶寬是顯示器的一個非常關鍵的參數，它決定了顯示器的性能。帶寬可以被視為顯示視頻放大器帶寬的度量。電路的帶寬實際上反映了電路對輸入信號的響應速度和顯示器的分辨能力。帶寬越寬，慣性越小，響應速度越快，允許的信號頻率越高，信號失真越小。帶寬的單位是兆赫。您可以使用公式“水平分辨率×垂直分辨率×刷新率”來計算帶寬的值。

安全：在當今的安防工程中，大屏幕顯示產品已經成為主流的顯示終端，尤其是在一些大型安防工程中，由于系統架構復雜且集成功能多，拼接大屏幕已經成為不可或缺的顯示平臺。換言之，基于安防應用需求的提升，大屏顯示行業將獲得巨大的增長空間。今年上半年，雖然市場環境略顯低迷，但業內人士仍對其未來發展充滿期待。例如，海康威視（002415，股吧）在2015年上半年業績報告中明確指出，國內視頻監控行業的需求已從平安城市等政府主導項目全面滲透到各個行業，增長來源廣泛。此外，海外市場的需求日益旺盛，整個行業保持了非常好的發展態勢。基于此，2015年，安防應用仍將是大屏顯示行業增長的主要驅動力，自然也是大屏顯示企業的重要吸金點。

廣告：隨著科技的不斷進步，大屏互動、實時連接等元素正逐漸融入生活的各個領域。在娛樂綜藝節目中，可以看到很多創新元素的應用。其中，LED顯示屏是一種新型廣告工具。通過高品質的LED顯示屏，無論是舞臺布景、特效設計還是演出期間的互動，都成為了一場視覺盛宴。

運輸：led顯示屏在交通領域的應用隨處可見。例如，我們通常在道路上看到的警告標志，使用單色或雙色LED顯示屏，這對運輸安全起著不可替代的作用。此外，運輸調度指揮中心的大屏幕通常是led顯示屏，這確保了車輛的有序運行，牢牢控制了道路運輸的安全。

醫療設備：醫療顯示的范圍實際上相當廣泛，包括醫療顯示、醫療公共顯示屏幕、醫療咨詢屏幕、遠程診斷和治療、醫療LED3D屏幕、緊急救援可視化等等。因為醫療顯示行業是一個技術高度密集的行業，技術門檻非常高。醫療顯示不同于LED大屏幕顯示產品。目前，與LED大屏顯示相關的應用主要集中在醫療公共顯示、遠程診療、醫用LED 3D屏、應急救援可視化等領域。

教育培訓：在這個數字時代，使用LED顯示屏作為教學工具已成為提高教學效果和創造豐富學習體驗的創新方法。LED顯示屏可以為學生提供更加直觀、互動和個性化的學習體驗，同時拓展了教學的邊界。