数字电视技术-显示器件LCD

数字电视

显示技术数字电视显示技术的发展CRT显示器液晶显示器（LCD）等离子显示器（PDP）投影显示器各种显示器件的显示特性液晶显示

（LiquidCrystalDisplay）随着技术的发展和人们要求的不断提高，对于原来传统的阴极射线管（CRT）显示器的体积大、重量大和功耗大的缺点越来越不满意。特别是在便携式、小型化和低功耗的应用中，人们期望着体积小、重量轻和功耗小的平板显示器的出现。在这种需求的推动下，液晶平板显示器（LCD）首先应用而生。由于液晶显示器（LCD）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等多方面的优势,在近年来价格不断下跌的吸引下，占领了相当大的市场,逐渐取代CRT主流地位。LCD显示器的发展历程1888，液晶的发现，奥地利1971，TN型LCD方式的发表，瑞士1972，液晶手表、计算器的实用化，美国1980，TFT－LCD试制，英国1982，液晶黑白电视机实用化，日本1984，STN－LCD方式的开发，日本1991，高清晰液晶投影器的商品化，日本1993～1998，日、韩、台相继投巨资建立TFT－LCD生产线1998，36英寸液晶彩电问世，日本1999，中国引进第一条TFT－LCD生产线2003，中国京东方公司收购世界第九大TFT－LCD生产线（韩国HYDIS）液晶显示基础知识之——偏光特性光是一种电磁波，我们将其电场方向称为光的偏极方向。我们可用偏光器来选择某一特定方向之偏极光。已偏极化的光再经过一个偏光器时可全部通过或部分通过，视第二个偏光器的方向而定

液晶材料的基本特性液晶于1888年由奥地利植物学者Reinitzer发现，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式为向列液晶，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，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像偏振光

在液晶中的转动LCD的分类被动矩阵式LCD扭曲向列（TN）型LCD超扭曲向列（STN）型LCD双层超扭曲向列（DSTN）型LCD主动矩阵式LCD薄膜晶体管（TFT）型LCD

TN－LCD的结构TN－－LCD的的工作作原理理TN－－LCD光光路示示意图图TFT－LCD工作作原理理TFT－LCD即薄薄膜晶晶体管管（ThinFilmransistor）型型液晶晶显示示器TFT－LCD也采采用了了两夹夹层间间填充充液晶晶分子子的设设计。。只不不过是是把TN－－LCD上上部夹夹层的的电极极改为为了FET晶体体管，，而下下层改改为了了共通通电极极。在光源源设计计上，，TFT－－LCD的的显示示采用用“背背透式式”照照射方方式在FET电电极导导通时时，液液晶分分子的的表现现如TN－－LCD的的排列列状态态一样样会发发生改改变，，也通通过遮遮光和和透光光来达达到显显示的的目的的由于FET晶体体管具具有电电容效效应，，能够够保持持电位位状态态，先先前透透光的的液晶晶分子子会一一直保保持这这种状状态，，直到到FET电电极下下一次次再加加电改改变其其排列列方式式为止止相对而而言，，TN－LCD就没没有这这个特特性，，液晶晶分子子一旦旦没有有施压压，立立刻就就返回回原始始状态态，这这是TFT－LCD和TN－－LCD显显示原原理的的最大大不同同。彩色液液晶显显示器器的原原理彩色滤滤光镜镜依据据颜色色分为为红、、绿、、蓝三三种，，依次次排列列在玻玻璃基基板上上组成成一组组（dotpitch）对对应一一个象象素每每一个个单色色滤光光镜称称之为为子象象素（（sub-pixel））。也也就是是说，，如果果一个个TFT显显示器器最大大支持持1280×1024分分辨率率的话话，那那么至至少需需要1280××3××1024个子子象素素和晶晶体管管。液晶显显示器器件的的驱动动特点点液晶在在直流流电压压作用用下会会发生生电解解作用用，所所以必必须用用交流流驱动动，并并且限限定交交流成成分中中的直直流分分量不不大于于几十十个毫毫伏由于液液晶在在电场场作用用下光光学性性能改改变的的响应应时间间比较较长，，液晶晶透光光率的的改变变只与与外加加电压压的有有效值值有关关液晶单单元是是容性性负载载，液液晶的的电阻阻可以以忽略略不记记，是是无极极性的的，即即正压压和负负压的的作用用效果果是一一样的的液晶显显示器器的驱驱动类类型液晶显显示器器件的的无源源驱动动静态驱驱动技技术动态驱驱动技技术液晶显显示器器件的的有源源驱动动有源矩矩阵驱驱动技技术动态驱驱动技技术示示意图图有源矩矩阵驱驱动技技术典型的的TFT－－LCD显显示器器结构构液晶显显示器器相关关名词词解释释分辨率率，，现在在LCD的的分辨辨率一一般是是800点××600行行的SVGA显显示模模式和和1024点××768行行的XGA显示示模式式响应时时间，，它反反映了了液晶晶显示示器各各像素素点对对输入入信号号反应应的速速度，，即像像素点点由暗暗转亮亮或由由亮转转暗的的速度度。一一般以以50ms为最最低标标准，，20ms的响响应时时间就就相当当不错错了刷新率率，指指显示示帧频频，但但是由由于TFT－LCD的特特性，，刷新新率并并非像像CRT显显示器器中要要求的的那样样越高高越好好，保保持在在50～65Hz是是一个个比较较好的的选择择数字电电视显显示技技术相相关分分辨率率标准准SVGA超超级视视频图图形阵阵，最最小分分辨率率800X600像像素，，适用用于15寸寸显示示器XGA扩展展图形形阵，，分辨辨率1024X768像像素，，适用用于17英英寸和和19英寸寸显示示器SXGA超超级扩扩展图图形阵阵，分分辨率率为1280X1024像素素，适适用于于21英寸寸和25英英寸显显示器器，也也符合合HDTV的要要求UXGA特特级扩扩展图图形阵阵，分分辨率率1600X1200像像素，，适用用于30寸寸以上上显示示屏等离子子体（（PDP））显显示技技术什么是是等离离子？？等离子子显示示的中中心元元件就就是等等离子子体，，它是是由自自由流流动的的离子子（带带电的的原子子）和和电子子（带带负电电的粒粒子））组成成的气气体在通通常常情情况况下下，，气气体体主主要要由由不不带带电电的的粒粒子子组组成成，，如如果果利利用用加加大大电电压压的的方方法法把把一一些些电电子子放放入入到到气气体体内内，，那那么么它它就就会会立立刻刻产产生生变变化化，，自自由由的的电电子子与与原原子子相相撞撞，，并并使使原原子子内内部部的的电电子子数数目目失失衡衡，，这这就就会会使使其其带带正正电电荷荷，，并并产产生生了了离离子子在稳稳定定等等离离子子体体中中如如果果有有电电流流穿穿行行其其中中，，那那么么带带负负电电的的粒粒子子就就会会冲冲向向那那些些带带正正电电粒粒子子的的区区域域，，而而带带正正电电的的粒粒子子也也会会杀杀向向那那些些带带负负电电粒粒子子的的区区域域双方方的的粒粒子子不不断断地地进进行行着着撞撞击击。。这这些些撞撞击击激激发发了了等等离离子子体体中中的的气气体体原原子子，，促促使使它它们们发发出出了了光光。。这这个个工工作作原原理理很很类类似似于于普普通通日日光光灯灯等离离子子的的发发光光原原理理日光光灯灯显显示示原原理理等离离子子体体显显示示屏屏及及日日光光灯灯都都工工作作于于正正常常辉辉光光放放电电区区。。当当电电源源电电压压增增加加而而内内阻阻又又不不大大时时，，气气体体将将会会被被击击穿穿，，放放电电管管中中产产生生大大量量的的高高能能量量电电子子，，并并碰碰撞撞激激发发中中性性气气体体原原子子发发出出可可见见光光或或紫紫外外光光。。气气体体一一旦旦被被击击穿穿，，就就能能以以一一较较低低的的电电压压将将放放电电维维持持在在辉辉光光放放电电区区，，这这一一特特性性对对等等离离子子体体显显示示器器件件具具有有重重要要意意义义等离离子子体体显显示示器器（（PlasmaDisplayPanel））等离离子子显显示示器器是是一一种种利利用用气气体体放放电电的的显显示示装装置置，，这这种种屏屏幕幕采采用用了了等等离离子子管管作作为为发发光光元元件件。。大量量的的等等离离子子管管排排列列在在一一起起构构成成屏屏幕幕。。每每个个等等离离子子对对应应的的每每个个小小室室内内部部充充有有氖氖氙氙气气体体。。在在等等离离子子管管电电极极间间加加上上高高压压后后，，封封在在两两层层玻玻璃璃之之间间的的等等离离子子管管小小室室中中的的气气体体会会产产生生紫紫外外光光，，从从而而激激励励平平板板显显示示器器上上的的红红绿绿蓝蓝三三基基色色荧荧光光粉粉发发出出可可见见光光。。每个个离离子子管管作作为为一一个个像像素素，，由由这这些些像像素素的的明明暗暗和和颜颜色色变变化化组组合合，，产产生生各各种种灰灰度度和和色色彩彩的的图图像像，，与与显显像像管管发发光光相相似似等离离子子显显示示技技术术的的发发展展1954年年，，美美国国，，DC驱驱动动PDP的的发发表表1956年年，，美美国国，，冷冷阴阴极极放放电电显显示示管管的的开开发发1966年年，，美美国国，，存存储储型型AC驱驱动动PDP的的发发表表1968年年，，荷荷兰兰，，用用DC驱驱动动的的PDP显显示示电电视视图图像像1969年年，，美美国国，，自自扫扫描描型型DC驱驱动动PDP的的开开发发1978年年，，日日本本，，16英英寸寸DC驱驱动动彩彩色色PDP电电视视机机的的试试制制1985年年，，日日本本，，脉脉冲冲存存储储型型DC驱驱动动彩彩色色PDP电电视视机机的的开开发发1993年年，，日日本本，，21英英寸寸全全彩彩色色AC驱驱动动PDP的的商商品品化化1996年年，，日日本本，，PDP选选址址驱驱动动显显示示器器问问世世1997年年，，日日本本已已有有7家家公公司司推推出出107～～128cm产产品品和和样样品品1998年年，，三三星星与与日日本本合合作作试试生生产产102～～153cmPDP1999年年，，日日本本，，153cmHDTV用用彩彩色色显显示示器器问问世世2000年年，，松松下下公公司司推推出出第第三三代代42英英寸寸PDP产产品品2001年年，，PDP产产业业形形成成日日、、韩韩、、台台三三足足鼎鼎立立之之势势2002～～2004，，PDP产产品品价价格格开开始始大大幅幅度度下下降降，，逐逐步步进进入入大大众众化化家家庭庭等离离子子显显示示器器在在中中国国的的发发展展中国国等等离离子子显显示示产产业业刚刚刚刚起起步步，，但但是是通通过过引引进进、、消消化化和和吸吸收收，，这这几几年年发发展展十十分分迅迅速速。。彩虹虹集集团团公公司司和和西西安安交交通通大大学学与与俄俄国国斯斯国国家家气气体体放放电电器器件件研研究究所所合合作作，，已已开开发发出出具具有有自自主主和和知知识识产产权权的的40英英寸寸彩彩色色PDP产产品品，，彩彩虹虹集集团团公公司司在在北北京京已已建建成成一一条条40英英寸寸以以上上的的彩彩色色PDP试试验验线线，，计计划划2002年年内内进进行行试试生生产产。。TCL、、海海信信和和创创维维等等先先后后推推出出了了各各自自的的PDP产产品品，，创创维维新新近近推推出出的的高高清清等等离离子子彩彩电电以以及及50寸寸、、60寸寸的的等等离离子子产产品品，，表表明明中中国国在在等等离离子子显显示示器器制制造造技技术术方方面面已已经经跨跨上上了了一一个个新新的的台台阶阶。。海海信信与与北北京京国国美美、、大大中中等等大大型型商商家家签签了了3亿亿元元的的42时时数数字字等等离离子子电电视视定定货货意意向向书书。。TCL计计划划在在2004年年之之前前实实现现所所有有等等离离子子电电视视模模块块自自主主开开发发与与生生产产，，通通过过与与外外资资合合资资、、合合作作等等方方式式，，实实现现显显示示器器联联合合开开发发生生产产。。计计划划在在2005年年之之前前，，投投入入3～～5亿亿元元人人民民币币用用于于等等离离子子电电视视的的开开发发与与生生产产，，建建设设至至少少三三条条生生产产线线，，实实现现年年产产30万万台台整整机机和和30万万套套部部品品。。创创维维的的未未来来五五年年等等离离子子战战略略是是2002年年10万万台台、、2003年年15万万台台、、2007年年50万万台台PDP显显示器的的分类PDP分分为直流流（DC）驱动动型和交交流（AC）驱驱动型两两种不同同方式。。直流型电电极与放放电气体体直接接接触，紫紫外线的的产生效效率高，，但显示示屏的结结构比较较复杂，，在目前前商用彩彩色PDP中已已很少用用。交流型的的电极表表面涂敷敷一层介介质层，，使其结结构类似似于一个个电容器器。交流流型PDP又分分对向放放电和表表面放电电两种，，对向放放电型PDP的的两电极极分别制制作在前前后玻板板上，等等离子体体放电在在整个放放电室中中进行，，优点是是放电空空间利用用充分且且比三电电极表面面放电型型PDP减少１１／３电电极；缺缺点是荧荧光粉直直接暴露露在放电电等离子子体中，，容易退退化，须须采用特特别的保保护措施施。目前前的主流流彩色PDP为为三电极极表面交交流放电电型表面放电电型ＡＣＣ－ＰＤＤＰ表面放电电型ＡＣＣ－ＰＤＤＰ的扫扫描电极极Ｙ和维维持电极极Z位于于放电介介质的同同一侧，，使放电电在前表表面进行行，减少少了带电电粒子对对荧光粉粉的轰击击。放电电极极与放电电介质间间由绝缘缘介质层层隔开，，使得壁壁电荷可可以在电电极表面面聚集。。壁电荷荷形成的的电场与与电极电电场反向向，随壁壁电荷的的积累空空间电场场逐步减减弱，当当空间电电场减小小到低于于维持电电压Ｖｓｓ时，直直流放电电终止，，但该放放电单元元处于交交流放电电的激活活态，当当Ｚ、ＹＹ电极的的电压反反向后，，电极电电场与壁壁电荷形形成的电电场同向向，即使使所加电电压不到到击穿电电压，只只要电极极电压与与壁电荷荷电压之之和大于于Ｖｂ，，就能再再次起辉辉，如此此反复，，交流放放电得以以维持PDP结结构示意意图PDP结结构示意意图PlasmaDisplaySub-pixelStructureCrossSectionalViewDischargeElectrodesFrontGlassDielectric(MgO)InertGasChamberColorSpecificSub-PixelPhosphorsRearGlassDataElectrodePlasmaDisplayRGBPixelStructureCrossSectionalViewRGBAdischargearcisgeneratedwhenapotentialisdrivenacrosstheelectrodes.HowthePlasmaDisplaySub-pixelWorksCrossSectionalView~Thearcflashestheinertgastoplasmacausingittoemit(invisible)ultravioletradiation.HowthePlasmaDisplaySub-pixelWorksCrossSectionalViewTheUVradiationinturnexcitesthecolorphosphors(green,inourexample)…HowthePlasmaDisplaySub-pixelWorksCrossSectionalView…whichinturnemitapulseoflight(again,greeninthisexample,butredandblueworkthesame)...HowthePlasmaDisplaySub-pixelWorksCrossSectionalView...whichexitsthedisplaythroughthefrontglasspanelandproceedstotheviewer.HowthePlasmaDisplaySub-pixelWorksCrossSectionalView...whichexitsthedisplaythroughthefrontglasspanelandproceedstotheviewer.HowthePlasmaDisplaySub-pixelWorksCrossSectionalView...whichexitsthedisplaythroughthefrontglasspanelandproceedstotheviewer.HowthePlasmaDisplaySub-pixelWorksCrossSectionalView...whichexitsthedisplaythroughthefrontglasspanelandproceedstotheviewer.HowthePlasmaDisplaySub-pixelWorksCrossSectionalView...whichexitsthedisplaythroughthefrontglasspanelandproceedstotheviewer.HowthePlasmaDisplaySub-pixelWorksCrossSectionalView...whichexitsthedisplaythroughthefrontglasspanelandproceedstotheviewer.HowthePlasmaDisplaySub-pixelWorksCrossSectionalView...whichexitsthedisplaythroughthefrontglasspanelandproceedstotheviewer.HowthePlasmaDisplaySub-pixelWorksCrossSectionalView...whichexitsthedisplaythroughthefrontglasspanelandproceedstotheviewer.HowthePlasmaDisplaySub-pixelWorksCrossSectionalViewIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityIntensityisControlledbyPulsingtheOutputCrossSectionalViewLowIntensityHighIntensityHowthePlasmaRGBPixelWorksCrossSectionalViewRGBEachsub-pixelisdriventoitsappropriatevalue.HowthePlasmaRGBPixelWorksCrossSectionalViewRGBThecorrespondingRGBlightintensityforthepixelisemittedfromthedisplay.HowthePlasmaRGBPixelWorksCrossSectionalViewRGBEyeThesecolorsblendonthewaytotheuser’seyeandareperceivedasacombinedcolor.PDP显示示屏灰度等等级的控制制辉光放电的的电流（对对应于发光光强度）不不容易控制制，PDP利用的的是其亮与与不亮的两两态特性，，以改变发发光时间的的长短来实实现灰度等等级的控制制，所以PDP是一一种数字显显示器件。。PDP发光光时间的控控制（即灰灰度）由子子场驱动技技术实现，，每场周期期被分为八八个子场（（或更多））。在常用的寻寻址－显示示分离驱动动法中，每每个子场又又分为启动动期、寻址址期和维持持期。启动动期和寻址址期在各子子场中时间间长短相同同，期间全全屏不发光光，只是激激活应发光光的象元。。维持期的的长短则各各不相同，，正比于其其中包含的的脉冲数（（采用二进进制编码时时各子场内内放电脉冲冲的比值）），期间被被激活的象象元同时点点亮。某象元的灰灰度等级由由一帧期间间加在其上上的总的放放电脉冲数数决定，当当采用８子子场驱动时时，二进制制编码一共共可以获得得２５６个个灰度等级级寻址与显示示分离的子子场驱动技技术AC－PDP驱动方方式的优势势AC－PDP的特性性使得数据据电极与放放电电极交交叉点形成成的小放电电管不仅是是一个可控控发光元件件，而且是是一个可控控存储单元元，整屏既既是发光单单元的二维维阵列，又又是一个矩矩阵存储器器，每个发发光元件也也只有发光光和不发光光两个状态态。这样AC－PDP实际上上是一个数数字器件，，可以大量量采用数字字图象处理理技术，且且数字图象象信号无须须经过D/A变换，，可直接用用于驱动显显示屏PDP显显示示器器的的技技术术优优势势————与与CRT显显示示器器相相比比PDP显显示示器器的的体体积积更更小小、、重重量量更更轻轻，，而而且且无无X射射线线辐辐射射。。由于于PDP各各个个发发光光单单元元的的结结构构完完全全相相同同，，因因此此不不会会出出现现显显像像管管常常见见的的图图像像的的几几何何变变形形。。PDP屏屏幕幕亮亮度度非非常常均均匀匀————没没有有亮亮区区的的和和暗暗区区；；而而传传统统显显像像管管的的亮亮度度-屏屏幕幕中中心心总总是是比比四四周周亮亮度度要要高高一一些些。。PDP不不会会受受磁磁场场的的影影响响，，具具有有更更好好的的环环境境适适应应能能力力。。PDP屏屏幕幕不不存存在在聚聚焦焦的的问问题题。。因因此此，，显显像像管