4、平板电视原理与基础知识

平板电视基本原理与常识康佳集团股份有限公司多媒体营销事业部2008年9月目录LCD发展简史LCD基本原理技术名词解释常见问题解答PDP发展简史PDP基本原理技术名词解释常见问题解答第一部分第二部分LCD发展历史LCD发展历史LCD为英文LiquidCrystalDisplay的缩写，即液晶显示器，是一种显示技术。早在1888年，奥地利植物学家就发现了液晶，即液态的晶体。这种物质同时具备了液体的流动性和类似晶体的某种排列特性。在电场的作用下，液晶分子的排列会产生变化（称光电效应）。如果对分子的排列加以适当的控制，液晶分子将会允许光线穿越。利用液晶的电光效应，英国科学家在20世纪末制造了第一块液晶显示器即LCD。在液晶板背后添加背光灯，背光在液晶后面发光，然后我们通过电路对液晶施加电场，液晶的分子排列发生相应改变，从液晶投射出的光线的亮度和色彩就会改变，这样就可以得到我们想要见到的图像。LCD基本原理液晶面板内部结构6LCD面板厚度不到1公分，内部包含二十多项材料及元件。结构如同三明治一般，在2片玻璃基板内夹着彩色滤光片、偏光板、配向膜等材料，灌入液晶材料，最后封装成一个灌晶盒。7LCD的成像原理液晶显示屏是透过硅玻璃上的电路形成电场，来驱动玻璃与滤光片间的液晶分子。在自然状态下，液晶分子呈并列平行排列，当电路对液晶层施加电场，液晶分子会朝不同的方向偏转，这时液晶类似于开关作用可以让光线通过，令液晶层形成不同的透光效果，从而达到显示不同画面的目的。液晶是被动式发光LCD面板主要部件配向膜：将光线分配到对应的像素点上。滤色玻璃：将白光滤出对应的色彩。偏光板：改变光线方向导光板：分散光线，使光线变得均匀。电晶体：产生电场背光灯：产生白光主板按键板电源液晶电视组成LCD屏逆变器遥控接收板喇叭LCD屏是液晶电视的核心主板（包括模拟信号和数字信号处理）是液晶电视电路的核心液晶电视结构简图10液晶电视内部结构端子芯片液晶驱动IC高频头电源喇叭11液晶电视内部结构封装后的LCD背面图液晶电视内部结构12技术名词解释一、点距和电视机常见尺寸液晶电视的像素间距（pixelpitch）的意义类似于CRT电视机的点距（dotpitch）。点距一般是指显示屏相邻两个象素点之间的距离。点距栅格目前市面上销售的液晶电视由小到大主要有以下尺寸：15’、19’、20’、22’、26’、32’、37’、40’、42’、46’、47’、52’注：液晶电视屏幕尺寸以对角线距离为测量依据，1英寸＝２.５４厘米显示模式分为4：3及16：9两种备注：4：3来源从19世纪末期一直到20世纪50年代，几乎所有电影的画面比例都是标准的1.33:1（准确地说是1.37:1，但作为标准来说统称为1.33:1）。也就是说，电影画面的宽度是高度的1.33倍。这种比例有时也表达为4:3，就是说宽度为4个单位，高度为3个单位。20世纪50年代，刚刚诞生的电视行业面临着采用何种屏幕比例作为电视标准的问题。为了方便把电影搬上电视屏幕，美国国家电视标准委员会（NTSC）最后决定采用学院标准作为电视的标准比例，这也就是4:3电视画面比例的由来。这个比例一直到今天仍是电视的主导标准。备注：16：9真正的电影一般都是宽银幕的，将宽银幕的电影转换为4:3总会造成画面质量、形状或者内容的损失，为了在电视机上更好的收看电影节目，16:9的电视屏幕比例出现了，并且由于未来的高清晰电视主要会使用16:9的比例。4：316：9二、分辨率1、概念分辨率是一个表示平面图像精细程度的概念，通常它是以横向和纵向点的数量来衡量的，表示成水平点数×垂直点数的形式。例如1366×768的分辨率，是指在整个屏幕上水平显示1366个像素，垂直显示768个像素2、意义在一个固定的平面内，分辨率越高，意味着可使用的点数越多，图像越细致。注：标清720P：分辨率为1366×768高清1080P：分辨率为1920×1080，简称FullHD三、响应速度（响应时间）1、概念所谓反应时间是液晶电视各像素点对输入信号反应的速度，即像素由暗转亮或由亮转暗所需要的时间(其原理是在液晶分子内施加电压，使液晶分子扭转与回复)。一般将反应时间分为两个部分：上升时间(Risetime)和下降时间(Falltime)，而表示时以两者之和为准。2、意义反应时间越短则使用者在看动态画面时越不会有尾影拖曳的感觉。注：MS的意义：反应时间30毫秒=1/0.030=每秒钟电视能够显示33帧画面，这是已经能满足DVD播放的需要反应时间25毫秒=1/0.025=每秒钟电视能够显示40帧画面，完全满足DVD播放以及绝大部分电影或者游戏的需要。RisetimeFalltime四、对比度1、概念最白亮度单位与最黑的相除值所得到的数字。高的对比度意味着相对较高的亮度和呈现颜色的艳丽程度，是直接体现该液晶显示器能否体现丰富的色阶的参数。2、意义对比度高，还原的画面层次感就越好，白与黑的动态范围就越大，亮能亮得起来，黑能黑得下去，即使在观看亮度很高的照片时，黑暗部位的细节也可以清晰体现，图像有质感，不会过于平淡。注：1、当对比度达到120:1时，就可以很容易地显示生动、丰富的色彩，在一般情况下对比度达到250:1以上就可以接受。而对比度高达300:1时，则可支持各色阶的颜色。2、动态对比度：运动画面中，最黑的点和最亮的点相除所得到的数据静态对比度：静止画面中，最黑的点和最亮的点相除所得到的数据目前，市场上各厂家均以动态对比度为宣传依据，高达100000：1五、亮度1、概念亮度是衡量显示器发光强度的重要指标，单位：cd/m2。高亮度也就意味着显示器对于其工作的周围环境的抗干扰能力更高。厂商也不约而同地以高亮度来作为各自产品的卖点之一。一般来说，生产商主要通过增加灯管数量和优化显示屏的内部设计来提高液晶显示器的亮度。2、最新数据指标现在在LCD亮度的技术研究方面，NEC已经研发出500cd/m2的彩色TFT液晶显示屏模块；松下也开发出称为AI（AdaptiveBrightnessIntonsifier）技术，做成专用IC，可以有效地将亮度提高达350～400cd/m2，已经接近CRT电视水准。目前，最高的亮度已经达到500cd/m2以上。注意：对于电视机而言，并非亮度越高越好！六、可视角度1、概念可视角度概念：液晶电视的可视角度包括水平可视角度和垂直可视角度两个指标，水平可视角度表示以显示器的垂直法线(即显示器正中间的垂直假想线)为准，在垂直于法线左方或右方一定角度的位置上仍然能够正常的看见显示图像，这个角度范围就是液晶显示器的水平可视角度；同样如果以水平法线为准，上下的可视角度就称为垂直可视角度。水平可视角度垂直可视角度六、可视角度2、意义（1）、一般而言，可视角度是以对比度变化为参照标准的。当观察角度加大时，该位置看到的显示图像的对比度会下降，而当角度加大到一定程度，对比度下降到10∶1时，这个角度就是该液晶显示器的最大可视角。（2）、较常用的标注形式是直接标出总水平、垂直范围，如：150/120度。七、色彩数对屏幕上的每一个像素来说，256种颜色要用8位二进制数表示，即2的8次方，因此我们也把256色图形叫做8位图；如果每个像素的颜色用16位二进制数表示，我们就叫它16位图，它可以表达2的16次方即65536种颜色；还有24位彩色图，可以表达16,777,216种颜色。目前一般液晶电视一般都支持24位真彩色。色彩数就是屏幕上最多显示多少种颜色的总数。八、背光寿命1、概念液晶电视的液晶本身不发光，它属于背光型显示器件。在液晶屏的背后有背光灯，液晶电视是靠屏幕上均匀排列的细小的液晶颗粒通过“阻断”和“打开”背光灯发出的光线来达到还原画面的。可以发现，只要液晶显示器接通电源，背光灯就在工作，即使显示的画面是一幅全黑的图片，背光灯也是在工作的，也就是说，液晶电视的背光灯是永远在发光的。通电后，背光灯点亮，如果屏幕上的液晶像素全部“打开”，则背光毫无遮拦的进入人眼，此时屏幕一片全白。显示图像时，通过对显示信号的AD转换，计算出各像素的通断状态后，直接把信号驱动具体像素，控制该液晶像素对光线的“通断”，就可以在屏幕上生成图像，此时，屏幕上的图像就象是广告灯箱那样，灯箱里的灯管发出的光透过有图案的薄膜进入人眼。2、正常使用寿命由于液晶的透光率极低，要使液晶电视的亮度达到完美显示画面。背光灯的亮度是要非常高的，所以背光灯的寿命就是液晶电视的寿命，一般液晶电视的背光寿命基本在5万小时以上。也就是说，如果你平均每天使用液晶电视5小时，那5万小时的寿命等于你可以使用该液晶电视27年。注意：背光灯的寿命就是液晶电视的寿命常见问题解答•问题一：液晶屏怎么分类？各有设么特点？•按物理性质分为硬屏和软屏•硬屏：用手轻划不会出现明显水纹主，要生产商有；韩国LG-Philips,日本阿尔法(松下，日立），台湾冠杰•软屏：用手轻划会出现明显水纹，主要生产商有；韩国三星，日本夏普，台湾奇美，友达，中华硬管等291、液晶屏的种类2、液晶屏的种类•按技术又分为6种面板分别是：（根据各个厂家所采用的液晶分子偏转技术或排列不同）•1、日本夏普CPA,ASV•2、韩国三星PVA,S-PVA•3、韩国LG-飞利浦合资S-IPS,IPS•4、日本阿尔法AS-IPS•5、台湾友达的P-MVA•6、台湾奇美S-MVA301.1）夏普CPA31夏普屏是目前最受关注的液晶面板之一，也是目前业界公认的最好面板，由于是在龟山生产线生产，所以夏普屏也称为“龟山屏”。夏普屏采用CPA技术，外观上像素为连续焰火状排列技术。各液晶分子朝着中心电极呈放射的焰火状排列，由于像素电极上的电场是连续变化的，所以这种广视角模式被称为“连续焰火状排列”模式。第八代第六代1.2）夏普ASV目前在夏普液晶电视的宣传材料上，经常提到使用了ASV技术，其实这并不是一种面板技术类型，而是一种用于提高图像质量的技术，夏普将ASV描述为一个排列晶状物质的新方法，而此晶状物质显示起来就象夹在两片薄薄玻璃中的三明治，有效的改进了显示屏的响应速度和可视角。远距离近距离1.3）总结夏普屏33夏普屏像素特征非常明显，在红色、蓝色、绿色和一些深色图像时，像素呈蜂窝状排列，在垂直、45、135度角上呈直线排列，而水平方向无法形成直线。值得注意的是，夏普面板在白色画面观看时，和台湾面板特征相同，不但看不到蜂窝状排列的像素，而且像素和台湾屏一样，连轻微的波纹都相同。在8代线投产之前，由于面板产量不足，夏普需要到台湾采购面板来生产液晶电视，虽然现在8代线已经投产，但仍然不会排除继续使用台湾面板。无论是夏普的CPA面板还是台湾面板，都使用ASV技术。夏普目前依然会在其旗下产品中采用台湾屏幕。2.1）三星PVA和S-PVA三星和索尼合资生产的S-LCD液晶电视，采用的PVA(垂直取向构型）广视角技术。PVA采用透明的ITO电极代替MVA中的液晶层凸起物，透明电极可以获得更好的开口率，最大限度减少背光源的浪费。这种模式大大降低了液晶面板出现“亮点”的可能性，在液晶电视时代的地位就相当于显象管电视时代的“珑管”。之后三星又在PVA面板上开发出新型的S-PVA面板。S-PVA的响应时间可达灰阶8ms或更高，同时对比度也有很大提升。（S-PVA是PVA技术的改良型）34三星面板生产线2.2）三星总结三星液晶面板半像素结构呈鱼鳞状，线条较细。S-PVA屏的特征非常明显，在观察红色、蓝色、绿色或某些较深的杂色画面时，用肉眼仔细观察每个像素，会发现像素的形状为〉，这是典型的S-PVA屏。像素的开口方向也有相反的。由于其强大的产能和稳定的质量控制体系，三星主推的PVA模式广视角技术被日美厂商广泛采用。目前，该技术广泛应用于中高端液晶电视中。35远距离图近距离图3.1）LG-飞利浦IPS,S-IPSLPL的显著特点就是在技术方面采用了IPS(平面控制模式）广视角技术（硬屏），最大卖点就是它的两极都在同一个面上，而不象其它液晶模式的电极是在上下两面，立体排列。由于电极在同一平面上，不管在何种状态下液晶分子