第212讲显示新技术

1、图像显示新技术电源新技术倍频扫描技术教学目的： 1、了解LCD、PDP、投影显示的基本原理； 2、了解倍频扫描原理； 3、了解电源新技术。 教学重、难点： LCD、PDP、投影显示的基本原理。 2.4.4 图像显像新技术 随着信息时代的到来，电视技术迅猛发展，大屏幕显示器普通应用，用户希望电视系统具有大画面、高亮度、高分辨率的显示效果，而传统的CRT显示器很难满足用户这方面的要求。近些年来迅速发展的液晶显示、等离子体显示等平板显示新技术，成为解决大画面显示的有效途径。1、液晶显示器（简称LCD）（1）液晶及其特性：它具有液体的流动性，同时又具有晶体的光学和电学特性。它本身不发光，但可以产生光散

2、射、光密度调制或色彩的变化。 液晶即液态晶体，液晶是介于固体和液体之间的一种中间状态。（2）液晶显示的基本原理： 利用液晶的电光效应，通过施加电压改变液晶的光学特性，实现对入射光的调制，使液晶的透射光或反射光受所加电压控制。从而达到显像的目的。固体液晶液体1）液晶屏结构：玻璃度板偏振玻璃滤色片透明显示电极薄膜晶体管偏振玻璃列数据线行数据线光扩散体玻璃度板存储电容透明共用电极光线TFT液晶屏结构:放大镜下的液晶：TN型液晶屏结构:液晶单元加上电压，液晶分子沿电场方向排列，无光线通过检偏器。偏振玻璃偏振玻璃有光通过无光通过入射光液晶单元没有加上电压，光线被扭曲90度之后能通过检偏器。2）彩色液晶电

3、视屏 单色LCD要实现彩色显示，一般是在液晶盒与检偏器之间加上滤色片，组成一个子像素单元。 由红、绿、蓝三种滤色片分别和相应的液晶盒组成三个子像素，在物理结构上无限接近，由这样三个子像素构成一个彩色液晶单元，这三个子像素由于位置非常近，通过空间混合，便产生各种各样的彩色。如果LCD的分辨率为1024768，则表明LCD有：1024768786432个彩色液晶像素，有2359296个子像素。常见彩色滤光片的排列：条状排列三角形排列正方形排列马赛克排列 3）背光源简介： 液晶本身不发光，只会调制光，所以液晶显示系统必须加上背光源。 液晶显示器的采光主要分为两部分：CCFL：冷阴极荧光灯管，直径仅为

4、2.0毫米。 外界光源：属于客观不可控光源，由液晶晶体吸收； 背光光源：由CCFL提供，其光亮度和均匀度直接影响屏幕的色彩对比度、全屏区域亮度效果和可视角度等。反射板集光板CCFL尖劈光板散射板棱形板光（3）液晶显示器具有以下特点： 由于液晶显示器里面是要灌液晶，随着尺寸的增大，灌制的难度和成本会大幅提高，因此液晶显示器主要向中小屏幕（32in及以下规格）发展。1）驱动电压低，一般只有几伏。 2）不会产生X射线或紫外线辐射，对人体无害。 3）功率损耗小，比传统电视机节能40%。 21英寸液晶电视功率为40瓦，30英寸为120瓦， 4）屏幕平而且薄，体积小，重量轻，便于实现袖珍型和壁挂式平板显示

5、。厚度在4厘米以内，仅有等离子电视的1/21/3，是普通CRT电视厚度的1/10左右2、等离子显示屏（PDP）（1）什么是等离子显示屏（2）等离子管： 等离子显示屏是一种利用气体放电的显示装置，这种屏幕采用了等离子管作为发光元件。大量的等离子管排列在一起构成整个全屏幕。每个等离子管作为一个像素，每个像素由三种不同颜色的发光体组成红、绿、蓝。由这些像素的明暗和颜色组合变化产生各种灰度和色彩的图像，这与CRT的原理很相似。 等离子管的中心元件就是等离子体，它是由自由流动的离子（带电的原子）和电子（带负电的粒子）组成的气体。等离子体发光示意图：在等离子管上加上电压等离子管加上电压后： 发光原理：等离

6、子显示器采用了等离子管作为发光元件。大量的等离子管排列在一起构成屏幕。每个等离子对应的每个小室内部充有氖氙气体。在等离子管电极间加上高压后，封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光，从而激励平板显示器上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光。如下图所示： （3）等离子电视的工作原理 演演 示示（4）PDP的分类：PDP按照工作方式不同可分为：直流型（DC-PDP）交流型（AC-PDP）AC-PDP又根据电极结构不同分为：对向放电型表面放电型（5）等离子显示屏内部结构：（6）PDP显示器具有以下特点：1）易于实现薄型大屏幕； 2）具有高速响应特性，开关速度极高，在微秒量级，可以显示高速运动的图

7、像； 3）可实现全彩色显示。视觉宽，可达160度，亮度均匀而且非常明亮（这一点就是LCD液晶电视的缺点）； 4）不涉及聚焦问题，因而不会产生色彩漂移现象； 5）具有存储功能，工作于全数字化模式； 6）无图象畸变，不受磁场干扰。无电磁偏转，所以无畸变，也不受电磁干扰。 7）具有寿命长，彩色PDP可达3万小时以上。 8）主要缺点：耗电量大、价格偏高。 3、背投显示技术：（1）何为背投电视背投影屏幕墙 体反射镜（LCD、DLP、CRT等）支 架调整器反射镜顾名思义，“背投”就是背后投影的电视机。是一种借投影和反射原理，将屏幕和投影系统置于一体的电视显象系统。（2）背投电视和种类：双凸透镜屏菲涅耳透镜

8、层 反射镜 投影管(3个) 1）CRT（阴极射线管） 背投： CRT背投的缺点是聚焦复杂和很难提升亮度，体积庞大，不易实现薄型化发展。2）背投新技术（微显背投MD）：LCD背投： LCD背投是采用透射式液晶 。目前最新采用的是晶极光液晶背投三片式液晶显示技术。三片高分辨率的液晶面板，分别处理红绿蓝三原色， 三原色一次合成 。 首先，光源灯管发出的白光通过光阑开关调整到合适的亮度，经由分光器分成红绿蓝三束光 ，然后各自透过自己光路上的高分辨率的液晶面板，进行单色光成像，最后单色像经过精确的图像叠合会合成普通的图像，通过反光板反射最终在屏幕上成像。 DLP背投： DLP是英文（Digital Li

9、ght Porsessor ）的缩写，译作数字光处理器。它以DMD（Digital Micormirror Device）数字微镜装置作为成像器件，反射光投射图像到屏幕。DLP关键器件DMD是芯片。 DMD由德州仪器公司开发研制的一种半导体元件，一个 DMD 芯片包含成千上万的微小的正方形反射镜片。这些微镜按照行列紧密排列，每个微镜代表一个像素，并可由相应的存储器控制在开或关的两种状态下切换转动，从而控制光的反射。最新DMD芯片长虹集团展示采用DLP技术制造的大屏幕电视机 演演 示示LCOS背投： LCOS背投影电视机也叫硅晶背投电视，LCOS（Liquid Crystal On Silico

10、n）背投电视采用反射式液晶与CMOS半导体技术，LCOS用很小尺寸的成像器，通过放大光学系统实现在大的显示屏幕上间接成像。 LCOS采用的是一种点阵式成像技术。机身内设计有3片LCOS液晶片，每片上有约150万像素，每个像素下都有一个电极控制其开关，三片LCOS液晶片各自同步形成R、G或B三单色图像。RGB三单色图像经光学元件组合成一幅24位真彩图，再经高解像度广角镜头放大到屏幕上。 微显背投较CRT背投有亮度高，清晰度高，功耗底，寿命长，可做到很薄，重量也较轻，屏尺寸也可做到较大的特点，而且也不会像液晶电视和等离子电视那样，成本随着尺寸的增加而大幅度地增加，因此在未来大英寸领域更具竞争力。2

11、.4.5 电源及扫描新技术1电源电路新技术 （1）桥式/倍压整流自动切换电路：使电视机能够适应的交流变化范围为90V-270V。一般以AC 145V为界，高于145V采用桥式整流电路，低于145V则采用倍压整流电路。D1D2D3D4KC1C2R1R2直流输出（2）基本电路结构：（3）原理： 若开关K断开，则D1D4组成桥式整流电路，C1与C2串联后作为整流后的滤波电容。D1D2D3D4KC1C2R1R2直流输出D1D2D3D4KC1C2R1R2Uo=UC1+UC2开关K闭合，电路为倍压整流电路交流电的正半周，电流经D1、C1、K形成回路，C1被充电；交流电的负半周，电流经K、C2、D4形成回路

12、，C2被充电。C1所充电压与C2所充电压叠加后形成两倍压输出。 2、倍（变）频扫描技术（1）普通场频的缺点： 帧频使为25Hz/30Hz，低于人眼的临界闪烁频率 ，图像使有闪烁。（2）改善方法： 1）100Hz倍场频隔行扫描方式 每秒扫描100场，使每根扫描线的重复频率由普通电视机的25Hz（或30Hz）变为50Hz（或60Hz）。 优点：由于扫描频率高于人眼的临界闪烁频率，因而减小了图像大面积闪烁，减轻了长时间观看电视给观众带来的眼睛疲劳，提高了图像垂直清晰度。2）50Hz逐行扫描方式 缺点：但因每场扫描线仍为312.5行，奇偶场之间还是会存在时间差，所以不能消除边沿锯齿化现象，同时，因一幅画面的扫描行数只有625行，在大屏幕彩电屏幕上扫描线仍觉粗阔。 50Hz逐行扫描方式是在保