模塊17-平板顯示技術(shù)

模塊17平板顯示技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握：液晶電視接收機(jī)和等離子體電視機(jī)組成、特點(diǎn)。理解：液晶電視接收機(jī)和等離子體電視機(jī)的基本原理。了解：液晶電視接收機(jī)和等離子體電視機(jī)的發(fā)展概況。液晶顯示技術(shù)的發(fā)展概況1968年，奧地利植物學(xué)家F．Reinitzer首先發(fā)現(xiàn)液晶材料。液晶電視優(yōu)點(diǎn)：所需電源電壓低，約為3～5V；驅(qū)動(dòng)功率小，約為μW/cm2；液晶屏是被動(dòng)顯示，眼睛不易疲勞；被動(dòng)顯示屏可以用環(huán)境光或太陽光作光源，可將液晶電視屏安裝在室外；液晶屏薄而輕，便于實(shí)現(xiàn)袖珍型和壁掛式平板顯示；無X射線和紫外線輻射損害。17.1液晶電視接收機(jī)液晶的電光效應(yīng)1．電場(chǎng)效應(yīng)（1）扭曲向列（TN）型效應(yīng)當(dāng)液晶盒施加電場(chǎng)E，且外加電壓高于閥值電壓時(shí)，液晶分子排列改變?yōu)榉肿虞S與電場(chǎng)方向平行。

圖17-1TN型電光效應(yīng)原理（2）賓主（GH）效應(yīng)將分子長(zhǎng)軸方向與短軸方向?qū)梢姽馕章什煌陌魻罘肿拥亩玖献鳛椤百e”，溶解在作為“主”的一定規(guī)則排列的液晶中。當(dāng)在電壓作用下改變作為“主”的液晶分子的排列方向時(shí)，作為“賓”分子的排列方向隨著“主”分子的方向變化，改變了染料的可見光吸收特性，引起顏色變化。2．電熱光效應(yīng)加電場(chǎng)的同時(shí)改變液晶溫度，會(huì)引起液晶的光學(xué)性質(zhì)變化。例如向列一膽甾型混合液晶的電熱光效應(yīng)用于激光熱寫入的大型動(dòng)畫顯示。液晶顯示器件的分類和使用特點(diǎn)1．液晶顯示器件的分類（1）透射型顯示：（2）反向型顯示：（3）投影型顯示：透過此幻燈片的光被圖像信號(hào)調(diào)制，再經(jīng)光學(xué)透鏡放大后，投射到屏幕上。圖17-2投影型液晶顯示器件2．液晶顯示器件的使用特點(diǎn)（1）液晶顯示器件本身不發(fā)光，它必須有外來光源。（2）驅(qū)動(dòng)電壓低，一般為3V左右。（3）液晶光學(xué)特性對(duì)信號(hào)電壓響應(yīng)速度慢（4）直流電壓驅(qū)動(dòng)液晶屏?xí)鹨壕Х肿与娀瘜W(xué)反應(yīng)，縮短液晶壽命。圖17-3一般驅(qū)動(dòng)方式的逐場(chǎng)倒置視頻信號(hào)逐場(chǎng)倒置的視頻信號(hào)方案有以下兩種：①一般驅(qū)動(dòng)方式②公共電極的反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方式。這種驅(qū)動(dòng)方式是在上述一般驅(qū)動(dòng)方式的基礎(chǔ)上，對(duì)公共電極施加逐場(chǎng)反轉(zhuǎn)的方波，同時(shí)使第一場(chǎng)和第二場(chǎng)視頻信號(hào)極性反轉(zhuǎn)。

圖17-4公共電極反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)方式（5）電視臺(tái)廣播的電視信號(hào)針對(duì)顯像管的非線性作了非線性（γ）預(yù)選校正的，而液晶顯示屏的電光轉(zhuǎn)換特性近似線性，即γ≈1。（6）液晶顯示器件是由兩層透明電極板之間夾薄層絕緣體的液晶組成。對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)源來說，液晶器件是容性負(fù)載。液晶矩陣顯示器的驅(qū)動(dòng)方式1．簡(jiǎn)單矩陣的驅(qū)動(dòng)電極排列形式如圖12-5所示。其中x電極為掃描電極，加掃描電壓。y電極為信號(hào)電極，加信號(hào)電壓。

矩陣顯示有兩種常用的掃描方式：（1）點(diǎn)順序掃描，選定一行xi后，依次選擇y1、y2、y3……yN。掃描完一行，再選擇xi＋1行。在點(diǎn)順序掃描中，掃描一個(gè)像素的時(shí)間是掃描一幅圖像所需時(shí)間的1/N2。這個(gè)比值稱為“占空系數(shù)”。（2）行順序掃描，選定一行xi后，對(duì)y1、y2、y3…yN同時(shí)加信號(hào)電壓，即同時(shí)選擇y1、y2、y3……yN。這種行順序掃描中，一個(gè)像素的占空系數(shù)為1/N，顯然它比點(diǎn)順序掃描的占空系數(shù)大。圖17-5簡(jiǎn)單矩陣驅(qū)動(dòng)方式的液晶顯示器圖17-6二重矩陣液晶屏的電極結(jié)構(gòu)2．有源矩陣液晶屏的驅(qū)動(dòng)（1）晶體管驅(qū)動(dòng)圖12-7所示為薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)的有源矩陣液晶屏的一個(gè)像素的示意圖。圖中，Xi為第i個(gè)掃描電極，Yj為第j個(gè)信號(hào)電極，BK為背電極，Tij為Xi和Yj交叉處的開關(guān)晶體管。（2）非線性元件驅(qū)動(dòng)圖17-7薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管驅(qū)動(dòng)的有源矩陣液晶屏的一個(gè)像素彩色液晶電視接收機(jī)1．彩色液晶電視接收機(jī)的組成增加了色度信號(hào)解碼電路和RGB信號(hào)處理電路采用A-SiTFT有源矩陣的彩色液晶顯示屏；視頻檢波器輸出，一路送到伴音信號(hào)處理電路，產(chǎn)生伴音；另一路送到同步分離，產(chǎn)生行、幀同步脈沖ｆH、ｆF；還有一路經(jīng)γ（γ≈2.2）校正后，送到色度解碼電路和RGB信號(hào)處理電路，輸出R、G、B三基色視頻信號(hào)。

圖17-8彩色液晶電視機(jī)的組成框圖2．彩色液晶顯示屏

液晶器件的彩色顯示方法有兩種：相減混色法和相加混色法。在液晶彩色電視中，通常采用嵌鑲式三基色濾色片進(jìn)行相加混色。起偏光片和檢偏光片的偏振方向相同，同為垂直方向。TN液晶閥（見圖中白色條）中摻有黑色染料分子，有利于關(guān)閉濾色片，使其不透光。圖17-9嵌鑲式濾色片相加混色的彩色液晶顯示屏的橫剖面彩色液晶屏是通過電著色、真空蒸鍍、彩色油墨印刷或感光等工藝，將R、G、B三種色素沉積在玻璃基板內(nèi)表面，形成嵌鑲式三基色濾色片系統(tǒng)。RGB三基色濾色片可以縱向排列、三角形排列或傾斜排列。圖17-10RGB濾色片縱向排列的彩色液晶顯示屏的電極結(jié)構(gòu)3．RGB基色信號(hào)處理電路圖17-11是RGB基色信號(hào)處理電路。從色度信號(hào)解碼電路送來的R、G、B三個(gè)視頻基色信號(hào)分別送到各自的放大器、分相器和輸出級(jí)。

4．采樣保持和Y電極的信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路圖17-12是RGB三基色信號(hào)的采樣－保持和Y電極的信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路。其中垂直電極就是Y電極，每一組Y電極包含三個(gè)基色電極。

圖17-11基色信號(hào)處理電路框圖圖17-12采樣保持和Y電極的信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路等離子顯示屏概述等離子顯示屏的基本特點(diǎn)有：1.大屏幕 2.薄而輕的結(jié)構(gòu)3.寬視角4.防電磁干擾5.純平面圖像無扭曲6.較高的亮度和對(duì)比度7.沒有匯聚和聚焦問題獨(dú)有的技術(shù)：(1)非對(duì)稱的單元結(jié)構(gòu)(2)預(yù)置顏色過濾(3)純黑驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(4)隔行點(diǎn)亮的ALIS技術(shù)17.2等離子體電視機(jī)彩色等離子顯示器原理1.系統(tǒng)電路框圖等離子顯示器的系統(tǒng)電路主要由數(shù)字信號(hào)處理板、視頻板、音頻板、音頻功放板、遙控板等電路組成。圖17-13系統(tǒng)電路框圖圖17-14等離子顯示器整機(jī)原理框圖2．等離子顯示器整機(jī)原理圖17-15數(shù)字圖像處理原理圖（1）視頻信號(hào)流程（2）信號(hào)顯示數(shù)據(jù)處理（3）驅(qū)動(dòng)控制電路1）擦除系統(tǒng)的亮度驅(qū)動(dòng)是通過子場(chǎng)維持期來實(shí)現(xiàn)的，雙掃描能夠在尋址期把掃描時(shí)間從480行減少到240行，這樣通過雙掃描驅(qū)動(dòng)，空閑的尋址期時(shí)間可用于維持期。2）數(shù)據(jù)寫入正極性的數(shù)據(jù)脈沖加在數(shù)據(jù)電極上，同時(shí)負(fù)極性的掃描脈沖加在掃描電極上，在兩個(gè)電極之間開始放電。3)亮度維持應(yīng)用了LC充放電電路作為前級(jí)驅(qū)動(dòng)能量轉(zhuǎn)換控制，在驅(qū)動(dòng)電路中綜合了新技術(shù)，使得功耗大為降低，不再需要散熱風(fēng)扇。圖17-16掃描驅(qū)動(dòng)原理框圖圖17-17驅(qū)動(dòng)脈沖波形示意圖等離子顯示器一個(gè)子場(chǎng)的掃描電極和維持電極的驅(qū)動(dòng)脈沖波形形成。（4）三電極結(jié)構(gòu)的彩色等離子體顯示屏的驅(qū)動(dòng)方法AC型彩色等離子體顯示屏以三電極結(jié)構(gòu)為主，驅(qū)動(dòng)電路如圖12-18所示。該結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)維持電極（即X電極和Y電極）和呈空間正交的選址電極。X電極同功率分配器相連，Y電極同掃描驅(qū)動(dòng)集成電路相連。圖17－18彩色等離子顯示板選址驅(qū)動(dòng)器集成電路42英寸彩色等離子體顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路以PD3001FD3233和PD3001FD3203為主，其主要特征如下：1）用硅棚C/DMOS（把CMOS和DMOS復(fù)合）工藝制作，耐電壓高，攻耗低；2）使用兩層金屬配線技術(shù)，信號(hào)線和獨(dú)立線分別用了兩層金屬，可實(shí)現(xiàn)大電流和小型化；3）采用100腳扁平塑料封裝。彩色等離子顯示器的驅(qū)動(dòng)集成電路1.性能功耗要求（1）邏輯部分（2）彩色PDP驅(qū)動(dòng)集成電路的功耗（3）串?dāng)_現(xiàn)象（4）功率回收（5）電源順序

2．PDP驅(qū)動(dòng)集成電路（1）尋址驅(qū)動(dòng)集成電路SN755831圖17－19SN755831的方框圖圖17-20SN755834的方框圖（2）掃描驅(qū)動(dòng)器SN755834SN755834具有400mA的輸出電流，自身功耗非常低。圖17-21彩色等離子顯示器的標(biāo)準(zhǔn)VGA接口電路

接口電路1.VGA接口電路由視頻放大器、高速A/D變換器、數(shù)字鎖相環(huán)、中央控制器、色彩校正電路和輸出緩沖器等組成，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，并提供同步和消隱等控制信號(hào)。圖17-22視頻接口電路2.視頻接口主要由視頻解碼器、中央控制器、行存儲(chǔ)器和單片機(jī)等組成。本章小結(jié)1.液晶分子的某種排列狀態(tài)在電場(chǎng)作用下變?yōu)榱硪环N排列狀態(tài)時(shí)，液晶的光學(xué)性質(zhì)隨之改變，而產(chǎn)生光被電場(chǎng)調(diào)制的現(xiàn)象稱為液晶的電光效應(yīng)。2.液晶器件種類很多，根據(jù)電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)所依據(jù)的電光效應(yīng)的機(jī)理不同，可分為：扭曲向列型、賓主型、電控雙折射型、相變型、動(dòng)態(tài)散射型、熱光型、電熱光型。3.液晶矩陣顯示器的驅(qū)動(dòng)方式分為簡(jiǎn)單矩陣方式和有源矩陣方式兩種。有源矩陣液晶屏分為晶體管驅(qū)動(dòng)和非線性元件驅(qū)動(dòng)兩類4.等離子顯示器的系統(tǒng)電路主要由數(shù)字信號(hào)處理板、視頻板、音頻板、音頻功放板、遙控板等電路組成5.彩色PDP顯示屏按其結(jié)構(gòu)的不