平面顯示器（FPD）已成為未來電視的主流。雖然這是大勢所趨，但目前尚無嚴格的定義。一般來說，這類顯示器較薄，外觀類似平板。平面顯示器種類繁多，根據顯示介質和工作原理，可分為液晶顯示器（LCD）、等離子顯示器（PDP）、電致發光顯示器（ELD）、有機發光顯示器（OLED）、場發射顯示器（FED）、投影顯示器等。許多平板顯示器設備採用花崗岩製造，因為花崗岩工具機底座具有更高的精度和物理性能。
發展趨勢
與傳統的陰極射線管（CRT）顯示器相比，平面顯示器具有輕薄、低功耗、低輻射、無閃爍等優點，有益於人體健康。其全球銷售已超越CRT。預計到2010年，兩者的銷售額比例將達到5:1。進入21世紀，平面顯示器將成為顯示領域的主流產品。根據著名史丹佛資源公司預測，全球平板顯示器市場規模將從2001年的230億美元成長到2006年的587億美元，未來四年的年平均成長率將達到20%。
顯示技術
平面顯示器分為主動發光顯示器和被動發光顯示器。前者是指顯示介質本身發光並提供可見光的顯示設備，包括等離子顯示器（PDP）、真空螢光顯示器（VFD）、場發射顯示器（FED）、電致發光顯示器（LED）和有機發光二極體顯示器（OLED）。後者是指顯示介質本身不會發光，而是透過電訊號調製其光學特性，調製環境光和外部電源（背光、投影光源）發出的光，並將調製後的光顯示在顯示器或布幕上，包括液晶顯示器（LCD）、微機電系統顯示器（DMD）和電子墨水（EL）顯示器等。
液晶顯示器
液晶顯示器包括被動矩陣液晶顯示器（PM-LCD）和主動矩陣液晶顯示器（AM-LCD）。 STN和TN液晶顯示器皆屬於被動矩陣液晶顯示器。 1990年代，主動矩陣液晶顯示技術發展迅速，尤其是薄膜電晶體液晶顯示器（TFT-LCD）。作為STN的替代產品，TFT-LCD具有響應速度快、無閃爍等優點，廣泛應用於便攜式電腦、工作站、電視、攝影機和掌上游戲機等設備。 AM-LCD與PM-LCD的差異在於，前者在每個像素上增加了開關元件，可以克服交叉幹擾，實現高對比度和高解析度顯示器。目前的AM-LCD採用非晶矽（a-Si）TFT開關元件和儲存電容方案，可實現高灰階顯示和真彩色顯示。然而，高密度相機和投影應用對高解析度和小像素的需求推動了多晶矽（P-Si）TFT（薄膜電晶體）顯示器的發展。 P型矽的遷移率比非晶矽高8到9倍。 P型矽薄膜電晶體尺寸小，不僅適用於高密度、高解析度顯示，還可以將外圍電路整合在基板上。
總而言之，液晶顯示器（LCD）適用於輕薄、中小尺寸的顯示屏，功耗低，廣泛應用於筆記型電腦、手機等電子設備。 30吋和40吋的液晶顯示器已經成功研發，部分產品已投入使用。隨著液晶顯示器的大規模量產，其成本不斷降低，目前15吋的液晶顯示器售價僅500美元。其未來的發展方向是取代PC的陰極射線管顯示器，並應用於液晶電視。
等離子顯示器
等離子顯示器是一種利用氣體（例如大氣）放電原理來實現的發光顯示技術。等離子顯示器兼具陰極射線管的優點，但其結構非常薄。目前主流產品尺寸為40-42英寸，50-60英寸的產品正在研發中。
真空螢光
真空螢光顯示器是一種廣泛應用於影音產品和家用電器中的顯示器。它是一種三極管式真空顯示器件，將陰極、閘極和陽極封裝在真空管內。陰極發射的電子在施加於閘極和陽極的正電壓作用下加速，激發塗覆在陽極上的螢光粉發光。柵極採用蜂窩狀結構。
電致發光）
電致發光顯示器採用固態薄膜技術製造。在兩塊導電板之間放置絕緣層，並沉積一層薄薄的電致發光層。此元件使用鍍鋅或鍍鍶的寬光譜導電板作為電致發光元件。其電致發光層厚度為100微米，可達到與有機發光二極體（OLED）顯示器相同的清晰顯示效果。其典型驅動電壓為10kHz、200V交流電壓，這需要更昂貴的驅動積體電路。目前已成功開發出採用主動陣列驅動方案的高解析度微型顯示器。
引領
發光二極體顯示器由大量發光二極體組成，可以是單色的，也可以是多色的。高效率藍光發光二極體的出現，使得製造全彩大螢幕LED顯示器成為可能。 LED顯示器具有亮度高、效率高、壽命長等特點，適用於戶外大螢幕顯示。然而，目前尚無法利用這項技術製造用於顯示器或PDA（掌上電腦）的中階顯示器。不過，LED單晶片積體電路可以用作單色虛擬顯示器。
微機電系統
這是一款採用微機電系統（MEMS）技術製造的微型顯示器。這類顯示器利用標準半導體製程加工半導體和其他材料，進而製造出微觀機械結構。在數位微鏡裝置中，該結構是由鉸鏈支撐的微鏡。鉸鏈由連接到下方儲存單元的極板上的電荷驅動。每個微鏡的尺寸大約相當於一根頭髮絲的直徑。此元件主要用於便攜式商用投影機和家用投影機。
場發射
場發射顯示器的基本原理與陰極射線管相同，即電子被陽極板吸引，並與塗覆在陽極上的螢光粉碰撞發光。其陰極由大量排列成陣列的微型電子源組成，即一個像素和一個陰極構成一個陣列。與等離子顯示器一樣，場發射顯示器也需要200V至6000V的高電壓才能運作。但由於其生產設備成本高昂，目前尚未成為主流的平板顯示器。
有機光
在有機發光二極體顯示器（OLED）中，電流通過一層或多層塑膠薄膜，產生類似無機發光二極體的光。這意味著OLED元件需要在基板上堆疊固態薄膜。然而，有機材料對水蒸氣和氧氣非常敏感，因此密封至關重要。 OLED是主動發光裝置，具有優異的發光特性和低功耗特性。它們在柔性基板上採用卷對卷製程進行大規模生產具有巨大潛力，因此製造成本非常低。此技術應用廣泛，從簡單的單色大面積照明到全彩視訊圖形顯示均有涉及。
電子墨水
電子墨水屏是一種透過對雙穩態材料施加電場來控制的顯示器。它由大量微密封的透明球體組成，每個球體直徑約100微米，內部填充黑色液體染料和數千個白色二氧化鈦顆粒。當對雙穩態材料施加電場時，二氧化鈦顆粒會根據其電荷狀態向其中一個電極移動，從而控制像素的發光或不發光。由於該材料具有雙穩態特性，因此可以保存資訊長達數月。由於其工作狀態由電場控制，因此只需極少的能量即可改變顯示內容。
火焰偵測器
火焰光度偵測器 FPD（簡稱 FPD）
1. FPD原理
火焰光度計（FPD）的原理是利用富氫火焰燃燒樣品，使含硫和磷的化合物在燃燒後被氫氣還原，生成S2*（S2的激發態）和HPO*（HPO的激發態）。當這兩種激發態物質返回基態時，會在400nm和550nm附近輻射出光譜。利用光電倍增管測量此光譜的強度，光強度與樣品的質量流量成正比。 FPD是一種高靈敏度和高選擇性的偵測器，廣泛應用於硫磷化合物的分析。
2. FPD的結構
火焰光度計（FPD）是一種結合了火焰離子化偵測器（FID）和光度計的結構。它最初是單火焰FPD。 1978年後，為了彌補單火焰FPD的不足，開發了雙火焰FPD。它具有兩個獨立的空氣-氫氣火焰：下火焰將樣品分子轉化為含有S₂和HPO等相對簡單分子的燃燒產物；上火焰產生S₂*和HPO*等發光激發態碎片。 FPD上有一個窗口，正對著上火焰，透過光電倍增管檢測化學發光強度。窗口由硬質玻璃製成，火焰噴嘴由不銹鋼製成。
3. FPD的性能
火焰光度偵測器（FPD）是一種用於測定硫和磷化合物的選擇性偵測器。其火焰為富氫火焰，空氣供應量僅足以與70%的氫氣反應，因此火焰溫度較低，難以產生激發態的硫和磷化合物碎片。載氣、氫氣和空氣的流速對FPD的性能影響很大，因此氣體流量控制必須非常穩定。測定含硫化合物時，火焰溫度應在390℃左右，以產生激發態的S2*；測定含磷化合物時，氫氣與氧氣的比例應在2～5之間，並根據不同樣品調整氫氧比。載氣和輔助氣體的流量也應適當調節，以獲得良好的訊號雜訊比。
發佈時間：2022年1月18日