第六章电视新技术

第六章电视新技术6.1电视新技术的应用6.1平板电视机平板电视机不同于平面电视机，通常，只将其深度小于自身对角线尺寸1／4的电视机称为平板电视机，简称FPD。与传统的阴极射线管（CRT）电视机相比，平板电视机具有体积小、重量轻、使用电压较低和无X射线辐射等长处。因其具有屏幕亮度好、图像清晰、整体超薄，重量极轻等特点，适宜于用作壁挂电视、多媒体终端装置和HDTV的显示器。2第六章电视新技术1．液晶平板电视机液晶电视是目前国际上投资最多、发展最快、应用最广的一种平板电视，英文名为LiquidCrystalDisplay-TV，简称LCD-TV。3第六章电视新技术液晶电视，又称LCD电视，液晶电视屏幕的构造，是利用液状晶体在电压的作用下发光成像的原理，用2块特殊的玻璃夹住液晶体，通过8比特驱动电路和高效背灯系统来调节成像的。•液晶是在1888年，由奥地利植物学家Reinitzer发现的，是一种介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物。•一般最常用的液晶型态为向列型液晶，分子形状为细长棒形，长宽约1nm～10nm，在不同电流电场作用下，液晶分子会做规则旋转90度排列，产生透光度的差别，如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像。第六章电视新技术4•液晶本身不发光，但是当液晶分子的排列状态在电场作用下变为另一种排列状态时，液晶的光学性质随之改变而产生光，称为液晶的电光效应。•液晶的电光效应是由液晶的介电常数、电导率和折射率的各向异性引起的。液晶显示器件就是利用液晶的这些特性，适当的利用电压，来控制液晶分子的转动，进而影响光线的行进方向，来形成不同的灰阶，作为显示影像的工具。第六章电视新技术5•液晶显示屏的种类很多，常用的主要有TN、STN和TFT型液晶显示屏，从技术层次和价格水平上TN、STN、TFT这3种显示器件的排列顺序依次递增。TN型主要用于3英寸(1英寸=2.54cm)以下的黑白小屏幕，如电子表、计算器、掌上游戏机等；•STN型配合彩色滤光片可显示多种色彩，多使用于文字、数字及图像的显示，例如低档的笔记本电脑、掌上电脑、手机和个人数字助理(PDA)等便携式产品；•TFT液晶显示屏具有反应速度快等优点，特别适用于动画及显像显示，因此，在数码相机、液晶投影仪、笔记本电脑、桌上型液晶显示器(本文简称液晶显示器)、液晶彩电中得到了广泛的应用。第六章电视新技术6液晶的电光效应：在电场作用下，液晶分子的排列发生变化，致使液晶的光学性质发生变化，这种现象称为液晶的电光效应。7第六章电视新技术液晶显示器中的背光灯•因为液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边设有作为光源的灯管，而在液晶显示器的背面设有一块背光板(或均匀光板)和反光膜，背光板是由荧光物质组成的可以发射光线，其主要作用是提供均匀的背景光源。背光板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的液晶颗粒的液晶层，射人液晶物质中，液晶物质受电场的控制。•液晶显示屏光源的亮度及均匀度的好坏，对亮度和画质有着直接的影响，早期生产的液晶显示屏中只有两个冷光源灯管，而近期生产的液晶显示屏使用了四个冷光源灯管，使亮度和画质有了更大的改善。8第六章电视新技术TFT液晶面板组成9TFT液晶显示屏结构示意图•（1）透射型显示：光源位于液晶显示板之后，当信号电压改变液晶显示板的光学传递特性来调制光源透过液晶发出的光强时，由透射光的光强显示信号电压的信息。•（2）反射型显示：光源位于液晶板之前，在液晶层的底面基板上设有反光板，当信号电压调制液晶的光学传递特性时，由反射光的强弱显示信号电压的信息。•（3）投影型显示：将液晶屏看作幻灯片，透过幻灯片的光被图像信号调制，再经光学透镜放大后，投射到屏幕上。11第六章电视新技术背光类型•LCD电视机的构成与传统彩色电视机的主要区别有：•①LCD电视机含有特殊电路，如：液晶显示屏、X驱动器和Y驱动器、同步控制电路、图像信号处理电路、公共电极极性翻转电路、背光源灯管及其驱动电路。13第六章电视新技术•②LCD电视机的高频头体积小、功耗低、电源电压低，高频头的驱动电路既要保证功耗不能过大，还要保证具有一定的放大倍数，以提高信号噪声比。•③LCD电视机的同步信号发生器为驱动液晶显示屏提供所需的寻址信号，有水平方向和垂直方向的时钟脉冲和启动脉冲，为获得稳定的时钟频率，确保电视图像的稳定，还设有锁相环电路。•④LCD电视机含有独特的图像信号处理电路，它能使视频信号转换成适合于驱动液晶显示屏的信号。液晶显示屏的结构不同，其图像处理电路的结构也不同。14第六章电视新技术•从液晶显示器的结构来看，无论是笔记本电脑还是桌面系统，采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。LCD由两块玻璃板构成，厚约1mm，其间由包含有液晶材料的5μm均匀间隔隔开。•因为液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管，而在液晶显示屏背面有一块背光板（或称匀光板）和反光膜，背光板是由荧光物质组成的可以发射光线，其作用主要是提供均匀的背景光源。•第六章电视新技术15•背光板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液晶液滴的液晶层。液晶层中的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。•在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变电压而改变液晶的旋光状态，液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。•在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。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第六章电视新技术16常用的液晶显示驱动方式为矩阵显示驱动方式。（1）简单矩阵驱动（2）有源矩阵驱动17第六章电视新技术在液晶上、下玻璃基片内侧各刻出X方向和Y方向两组平行的直线电极。Y电极为扫描电极，加扫描电压;X为信号电极，加信号电压。简单矩阵驱动方式18x、y电极的交叉点就是像素(xi、yj)，交叉点等效为RC并联电路。第六章电视新技术矩阵显示有两种扫描方式(1)点顺序扫描选定一行Y1后，依次选择列X1、X2….，然后扫描下一行Y2。缺点：亮度低，扫描一个像素的时间是1／总像素(2)行顺序扫描选定一行后，各列同时加信号电压。19第六章电视新技术•简单矩阵驱动的主要缺点：•每个液晶单元上所加电压的时间短，行顺序也只有64μs，由于液晶响应慢，不利于快速运动图像的显示。•简单矩阵驱动的优点是结构简单，价格较低，适用于低功耗、小屏幕的显示器件，例如字符显示；缺点是显示图像的分辨率和对比度、清晰度都不高，且存在像素间的交叉串扰。20第六章电视新技术•实用的驱动方式是有源矩阵驱动方式。它在每个液晶单元都安装透明的薄膜场效应晶体管和存储电容，使加给每个单元的电压相互隔离，使液晶电极之间的交叉效应减少，液晶像素的阙值特性变陡。•扫描电极和信号电极都安在一个基板上，按行顺序扫描，扫描到某一行，该行的管子全部导通，信号电压给电容充电。电压保持一帧。（2）有源矩阵驱动21第六章电视新技术22第六章电视新技术彩色液晶显示由R、G、B栅条组成滤波器，光穿过R、G、B栅条得用空间混色法形成彩色光。23第六章电视新技术TFT-LCD驱动矩阵的结构•TFT(ThinFilmTransistor薄膜场效应晶体管)一LCD，是在两片玻璃板之间封封入液晶，在下玻璃板上配置有扫描线与寻址线，将其组成一个矩阵，在其交点上再制作TFT有源器件和像素电极，如图2．12所示。当行线Xi(i=1，2，3，…，n)加上高压电平脉冲时，连接在Xi上的TFI全部被选通，图像信号经缓冲器同步加到源极母线(Y1～Ym)上，经TFT号电荷加到液晶像素。Xi每帧被选通一次，Yl—Y。每行都被选通。24第六章电视新技术25第六章电视新技术26第六章电视新技术27第六章电视新技术13.3.4液晶电视机的显示系统28第六章电视新技术数字式液晶显示框图29第六章电视新技术•LED大屏幕•随着科技的发展，更亮、颜色更多的LED被制造出来，LED也开始被应用于电视显像技术。LED大约是绿豆般大小，因此它首先被用于制作大屏幕。因为大屏幕是让观众在很远的地方观看的，只需要将数量众多的LED集合在一起，即可制作成大屏幕。尽管紧靠在这样的屏幕跟前可以清楚地看到镶嵌其上的一个个独立的LED灯管，但从远处看则会感觉画面较为细腻。这种大屏幕是真正意义上的LED电视。第六章电视新技术30•LED液晶电视•出于提升液晶电视画质的目的，电视制造厂商开始采用LED做为液晶电视的背光源。与传统的采用荧光管做为背光源的液晶电视相比，LED液晶电视可显示更为逼真的颜色。除了在色彩饱和度提升之外，画面的动态调整可以使得在显示不同画面时，亮度与对比可以动态修正，以达到更好的画质。第六章电视新技术31•LED与LCD•很多销售LED电视的服务人员都会给出“LED比LCD更先进、更高级，是一种替代LCD的技术”这样的描述，但必须清楚的是目前市场所有的家用LED电视实际上都是LCD电视的一种，只是背光源有所区别而已。上述说法严重偷换了概念。第六章电视新技术3233第六章电视新技术34第六章电视新技术•2．等离子平板电视机•等离子平板电视机又称等离子体电视机，英文名为PLASMADISPLAYPLATE（PDP），是近年来研制出的新型平板电视机。它具有屏幕大，图像清晰等优点，已有多种42英寸以上的机型在市场销售。•目前等离子电视的亮度和对比度已经超过了传统CRT电视，即使在明亮的环境之下也可以尽情欣赏大画面的视频节目。在平板电视机中PDP具有最宽的可视角，可达160°以上，也就是说，观众在不同的位置，看到图像的亮度、对比度和色度基本上变化不大。36第六章电视新技术•彩色等离子显示器发光机理•等离子体显示器是将成千上万个极小的冷阴极放电管（称为等离子管）封在两层玻璃之间构成屏幕，利用在其阳极和阴极间加一定的电压，使管内的气体产生辉光放电。•在彩色PDP前、后屏玻璃之间制成许多放电空间，通过辉光放电产生的真空紫外线，激发光致荧光粉发光从而实现彩色显示。•气体放电发射紫外线，分别照射红、绿、蓝三种荧光粉实现彩色显示。PDP一旦产生放电，发光亮度就不变。3737第六章电视新技术•等离子体显示器件的结构•等离子体显示器件是采用等离子管作为发光元件。显示屏被分割成横竖排列的单元，是构成图像的像素。•PDP的单元有如下三个特点：•1、每个单元都分为子单元，分别产生红、绿、蓝三种颜色，并且涂上一层适当颜色的荧光粉，当受到激发时就会发出光线。•2、子单元内填充惰性气体，如氖(Ne)与氙(Xe)或氦（He）与氙（Xe）等种类的惰性混和气体。•3、每个子单元都有一个透明的电极，使每个子单元都能被独立寻址，从而可使其处于开或关的状态。3838第六章电视新技术•等离子显示器的工作过程：•在PDP的后玻璃基板上，设有选址电极，通过在其上施加电压或定时控制可以选定某个要发光的子单元；•在PDP单元的前玻璃基板上设有放电用的透明电极。当某一个单元处于开状态时，电极加热等离子管单元中的惰性气体，产生放电现象（电浆）。•平板显示器上的红（R）、绿（G）、蓝（B）三基色荧光粉经紫外线激励而发出可见光。•当屏幕上的每个单元都被处于开状态时，红、绿、蓝光就会组合成白光。3939第六章电视新技术等离子体的发光机理4040PDP属于自发光显示器件40第六章电视新技术•当屏幕上的每个单元都被处于开状态时，红、绿、蓝光就会组合成白光。通过改变加在每个子单元上的透明电极的电压强度，就能控制输出光线的亮度，从而发出彩色光线。•这些像素的明暗和颜色的变化组合，产生出各种灰度和色彩的图像。•将输出的光线调制上信号后，PDP屏幕就会显示出生动的图像，这与CRT显像管发光相似。4141第六章电视新技术423、PDP的优点：亮度均匀，图象不失真体积小、重量轻，无辐射高对比度，色彩还原度好没有响应时间可视角度大42第六章电视新技术434、PDP电视的缺点1、