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1、2019/5/22,第12章 平板电视机,1,第12章 平板电视机,12.1 概述,显示器是电视接收机的终端器件，第一次显示器革命是在20世纪初出现的阴极射线管（CRT），第二次显示器革命是平板显示器（FPD）。 通常将显示器深度小于其对角线尺寸1/4的显示装置称为平板显示器（FPDFlat Panel Display）。与传统的CRT显示器相比，FPD具有体积小、质量小、低功耗和无X射线辐射等优点。因其亮度较好、图像清晰、显示屏点阵结构、整体超薄等特点，适宜于用作壁挂电视、车载电视、多媒体终端、HDTV和数字电视显示。目前，FPD中最成熟的有液晶显示（LCD）和等离子体显示器（PDP），由它
2、们组成的电视机统称为平板电视机。平板显示器的主要性能指标有：画面尺寸、显示容量（分辨率）、亮度、对比度、灰度、显示色数、响应速度、视角、功耗、体积重量等。,2019/5/22,第12章 平板电视机,2,12.2 等离子体高清晰度数字电视机,等离子体英文名为Plasma Display Pannel，简称PDP。它是一种新型的大屏幕显示器件，其主要特点是整体呈体扁平状，厚度可以在10cm以内，轻而薄，重量只有普通显像管的1/2。 它是利用气体受激而发光的原理来产生影像的，突破了传统的显像管电视（CRT）技术。拥有大画面、宽视角且亮度均匀等优点，可以制成纯平面显示器，无几何失真，不受电磁干扰，图像
3、稳定，寿命长。很多高清晰度超薄显示器和壁挂式大屏幕彩色电视机采用了这种器件。目前，等离子体彩色电视机正在进入百姓家中。等离子体电视显示器的示意图如图12-1所示。,2019/5/22,第12章 平板电视机,3,图12-1 等离子体电视显示器,2019/5/22,第12章 平板电视机,4,12.2.1 等离子体显示板的结构和原理,PDP是指所有利用气体放电而发光的FPD的总称。它利用施加在不同电极之间的一定的电压，使气体产生辉光放电。单色PDP通常直接利用气体放电时发出的可见光实现单色显示，其放电气体一般选择纯氖气或氖氩混合气。彩色PDP则通过气体放电发射的真空紫外线照射红、绿、蓝三基色荧光粉，
4、使荧光粉发光来实现彩色显示，其放电气体一般选择含氙的稀有混合气体，如氖氙混合气、氦氙混合气或氦氖氙混合气等。,2019/5/22,第12章 平板电视机,5,1. 等离子体显示板的结构 PDP显示屏主要是由后玻璃衬底、下隔层、绝缘层、地址电极、荧光粉、隔栅、保护层、绝缘层、公共电极、扫描电极、维持电极和前玻璃衬底12部分组成，如图12-2所示。,1.前玻璃衬底 2.扫描电极 3.维持电极 4.公共电极 5.绝缘层 6.保护层 7.隔栅 8.荧光粉（R,G,B） 9.绝缘层 10.地址电极 11.下隔层 12.后玻璃衬底 图12-2 等离子体板结构图,2019/5/22,第12章 平板电视机,6,
5、图12-3是PDP绿色发光单元的放大结构图。单一密闭的绿色发光单元内充满了惰性气体，电极加电压后气体会变为离子状态并发射紫外线，对绿色荧光粉进行照射后发出绿光。,图 12-3,2019/5/22,第12章 平板电视机,7,2.等离子体显示单元的放电原理 等离子体显示单元的放电发光过程有5个阶段。 （1）准备阶段。给扫描电极和维持电极之间加上电压，使单元内的气体开始电离形成放电的条件。如图12-4a所示。 (2）地址极放电阶段。接着给地址电极与扫描电极之间加上电压，单元内的离子开始放电。地址电压在X和Y之间增加时开始放电（离子状态的形成）。放电时间为0.1-几微秒左右。此时极性为+的离子向-极移
6、动，移动的电子在相反极性的导电体中累积。如图12-4b所示 (3） 放电减弱阶段。游离体中累积电荷，X和Y之间的空间电位比地址电压小，放电越来越少，最后放电结束。此时X极和Z极之间形成壁电荷，他们之间的空间电压称为壁电压Vm。如图12-4c所示 (4） 维持放电阶段。当壁电荷形成后，在Y和Z之间加放电维持电压，放电维持电压+壁电压放电启动电压。当正负离子各自向相反的方向移动后将Y和Z之间的电压极性对调，以使离子保持运动来维持放电。如图12-4d所示 (5)恢复状态阶段。相反极性的游离体层中累积电荷，壁电压减小，放电越来越少，最后放电结束。如图12-4e所示,2019/5/22,第12章 平板电
7、视机,8,图 a),图 b),图 c),图 d),图 e),2019/5/22,第12章 平板电视机,9,3等离子显示板的驱动方法 等离子体显示板是由水平和垂直交叉的阵列驱动电极组成的，与显像管的显示方法不同，它可以按像点的顺序驱动发光，也可以按线的顺序驱动显示，还可以按整个画面的顺序显示。等离子体显示板的驱动方式如图12-5所示。,2019/5/22,第12章 平板电视机,10,图12-5 等离子体显示板的驱动方式,2019/5/22,第12章 平板电视机,11,(1) 点驱动方式。水平驱动和垂直驱动信号经开关顺次接通电极的引线，水平和垂直电极的交叉点就可以形成对等离子体显示单元的控制电压，
8、使水平驱动开关和垂直驱动开关顺次变化就可以形成对整个画面的扫描。每个点在一场周期中的显示时间约为0.1us，因此，必须有很高的扫射强度，才能有足够的亮度。 （2）线扫描驱动方式。它是由排列在水平方向的一排驱动信号线同时驱动的，一次将驱动信号送到水平方向的一排像点上。视频信号经过处理后送到1H存储器上存储一个电视行的信号，这样配合垂直方向的驱动扫描一次就可以显示一行图像。一场中一行的显示时间等于电视信号的行扫描周期。 （3）面驱动方式。视频信号经处理后送到存储器形成整个画面的驱动信号，一次将驱动信号送到显示板上所有的像素单元上，它所需要的电路比较复杂。但由于每个像素单元的发光时间长，一场中的显示
9、时间等于一个场周期25ms因而亮度也非常高，特别适合室外的大型显示屏。,2019/5/22,第12章 平板电视机,12,12.2.2典型等离子体电视机的电路结构 1.等离子电视机具有如下优点： （1）薄而轻的结构。 由于PDP显示模块本身具有薄而轻的特点，决定了显示屏在总体上相应的结构特征，同时显示尺寸的增大也不需要相应地增大屏体的厚度 （2) 宽视角。PDP可以做到和CRT同样宽的视角，上下左右均为160。而LCD在水平方向的视角一般为120左右，垂直方向则更少。 （3)防电磁干扰。由于显示原理的差别，来自外界的电磁干扰，如马达，扬声器等，对PDP的图像几乎没有影响。相比之下，CRT受电磁场
10、的干扰要明显得多 （4) 较高亮度和对比度，色彩还原性好。由于PDP是自发光显示，不象LCD或投影那样需要背光源，因而具有较高的亮度，同时也保证了高的对比度。一般地说，PDP在此方面的性能超过LCD和CRT背投，次于CRT和LCOS(硅基板液晶)。 （5) 没有会聚和聚焦问题。 CRT背投因为会聚不准会造成扫描线边缘交叠混色，聚焦不良会导致扫描线加粗，从而导致图像模糊，分辨率下降。PDP各像元独立决无交叠。 （6) 纯平面图象无扭曲：PDP的RGB栅格在平面中呈均匀分布，不同于曲面的CRT，就是在纯平CRT中由于在边缘的扫描速度不均匀，很难控制到不失真的水平。这样就使得PDP的图像即使在边缘也
11、没有扭曲现象出现。 （7) 寿命长，使用寿命达十年。平均每天使用4小时，单色PDP产品的寿命已超过10104小时，彩色PDP产品已超过3104小时。,2019/5/22,第12章 平板电视机,13,2等离子体电视机 等离子体电视机与显像管电视机的不同之处主要是显示器件不同，所要求的驱动电路也不同。而电视信号的接收、解调、解码等音频和视频信号的处理过程和处理电路是基本相同的。图12-6是等离子体电视机整机电路框图。,2019/5/22,第12章 平板电视机,14,图12-6 等离子体电视机整机电路框图,2019/5/22,第12章 平板电视机,15,该电路主要包括接口电路、存储驱动控制电路、驱动
12、电路、遥控电路、DC/DC变换电路和开关电源电路。 接口电路将HDTV、普通电视信号、VGA格式等输入信号变成数字信号送入存储驱动控制电路，并根据不同的输入信号格式送出相应的同步时钟信号。DC/DC变换利用开关电源的输出电压变换出写脉冲、擦除脉冲、寻址对于及其他辅助电源供相应电路。 存储驱动控制电路、驱动电路必须和显示屏的具体结构与驱动方式紧密配合。驱动电路分寻址电极驱动电路和扫描电极驱动电路。,2019/5/22,第12章 平板电视机,16,图12-7是一个高清晰度等离子体大屏幕彩色电视显示系统的电路方框图。该显示屏的扫描行数为l035，每行的像素可达1920dpi，可实现高清晰的图像显示。
13、视频信号经解码处理后将亮度信号Y和色差信号PB、PR或是用R、G、B信号送到等离子体显示器的信号处理电路中，首先进行A/D变换和串并变换(SP变换)，然后进行扫描方式的变换，将隔行扫描的信号变成逐行扫描的信号，再进行校正。校正后的信号存入帧存储器中，然后一帧一帧地输出送到显示驱动电路中。 来自视频信号处理电路的复合同步信号，送到信号处理电路的时序信号产生器，以此作为同步基准信号，为信号处理电路和扫描信号产生电路提供同步信号。,2019/5/22,第12章 平板电视机,17,图12-7 等离子体大屏幕彩色电视显示系统的电路方框图,2019/5/22,第12章 平板电视机,18,12.3 液晶电视
14、机,液晶电视，英文名为Liquid Crystal Display-TV,简称LCD-TV，它采用彩色液晶板作显示器件，具有超薄型结构，目前正成为家庭多媒体终端显示的主流产品。图12-8是液晶电视机显示器。,2019/5/22,第12章 平板电视机,19,LCD电视机的构成与传统彩色电视机的主要区别有： （1）LCD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。 （2）LCD电视机的高频头体积小、功耗小、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，以提高信号音噪比。 （
15、3）LCD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。 （4）LCD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。,2019/5/22,第12章 平板电视机,20,12.3.1液晶显示器的结构和工作原理,1. 液晶显示器的结构 常见的液晶显示器按物理结构分为四种： （1）扭曲向列型(TN-Twisted Nematic) TN型采用的是液晶显示器中最基本的显示技术，而之后其它种类的液晶显示器
16、也是以TN型为基础来进行改良。而且，它的运作原理也较其它技术来的简单。TN型的最大特点就如同其名称“扭曲向列”一般，其液晶分子从最上层到最下层的排列方向恰好是呈90度的3D螺旋。 (2)超扭曲向列型(STN-Super TN) STN型的显示原理与TN相类似。不同的是，TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180270度。 (3)双层超扭曲向列型(DSTN-Dual Scan Tortuosity Nomograph) DSTN是通过双扫描方式来扫描扭曲向列型液晶显示屏，从而达到完成显示目的。DSTN是由超扭曲向列型显示器(STN)发展而来的。由于DSTN采用双扫描技术，因此显示效果相对STN来说，有大幅度提高。 (4)薄膜晶体管型(TFT-Thin Film Transistor) TFT型的液晶显示器是指液晶显示器上的每一液晶象素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动，从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。TFT属于有源矩阵液晶显示器。是目前主流液晶显示器的面
