电视原理与接收技术(赵坚勇).ppt

7.1显像管显示,7.2液晶显示,7.3等离子体显示,7.6数字电视显示器标准,第7章图像显示技术,7.4有机电致发光彩色平板显示,7.1.1彩色显像管彩色显像管功能是完成电光转换和三个基色分量信号的混合，即相加混色在显像管的荧光屏实现。1、彩色显象管的结构荫罩式彩色显像管由荧光屏、荫罩、电子枪、玻壳和管外组件构成。电子枪：发射电子，并使其加速、聚焦成为可以轰击荧光屏的电子束。荧光屏：成像，其上涂复三种基色荧光粉，三种荧光粉点按一定规律成品字状或成条状，每三个点构成一个色组，代表一个像素。,7.1显像管显示,荫罩：位于电子枪和屏幕之间的一块布满数10万个小孔的薄钢板，它具有选色功能，即保证每注电子束都能准确地轰击到相应的荧光粉点上。在此过程中，首先要保证三注电子束通过一个荫罩孔、即会聚在荫罩孔。彩色显象管的三注电子束，分别受图像信号的三个基色分量信号(R、G、B)调制，然后准确地轰击荧光屏上相应的荧光粉点，产生相应颜色(R、G、B)光。由于每个色组相距非常近，人的视觉感受到由三色混合形成的色彩。管外组件：主要是色纯调整和会聚调整磁件。,2、自会聚彩色显像管自会聚彩色显像管采用一字型一体化电子枪，并配置精密环形偏转线圈，直线排列的三注电子束通过以特定形式分布的偏转磁场后会聚于整个荧光屏。一字型一体化电子枪一字型：是指电子枪三个阴极在水平方向精密排列成一字型。彼此间的距离很小。一体化：是指电子枪的控制栅极、加速极、聚焦极都连成一体，各个电极都开有三个小孔(三个小孔排成一字型)，以便让三注电子束通过。故电子束之间的距离取决于制作栅极所用模具精度，而不受电子枪安装操作的影响。,自会聚管工作原理由于电子枪采用一字型一体化精密结构，消除了产生垂直方向会聚误差的主要因素。1.静态会聚静态会聚是指无偏转时的会聚，是三注电子束在荧光屏中心区域的会聚。电子枪、槽形荫罩和条状荧光粉示意如图7-1所示。,静态会聚调整采用两对环形永久磁铁安装在显像管的管颈上，一对为四极磁环，一对为六极磁环。可以对三注电子束出现的各种偏移进行校正，使它们位于同一水平面内，且两边的电子束与中心束保持等距离。,（a）产生动会聚误差的原因（b）失聚时光栅的特点图7-2动会聚误差,2.动态会聚动会聚是指偏转过程中的会聚，是三注电子束在荧光屏四周的会聚。产生动会聚误差如图7-2所示，由图可以看出，偏转角越大，离屏幕中心越远，动会聚误差（失聚）越严重。,进行动态会聚校正所需要的垂直偏转磁场为桶形分布；水平偏转磁场为枕形分布。自会聚管采用环形精密偏转线圈、磁分路器和磁增强器来消除动会聚误差。偏转线圈：匝数分布恰好能产生电子束会聚所需要的磁场分布，从而使三条电子束就能自动在整个荫罩上良好会聚，两个边束有所散开，会聚点向屏幕方向位移。即实现三注电子束会聚到荫罩的同一槽孔中。这种偏转线圈又称为动会聚自校正型偏转线圈。利用偏转磁场的不均匀性，可以校正两条边束的会聚，但中心束扫出的光栅的水平和垂直幅度都稍小，为使三色光栅重合，在电子枪顶部设置磁分路器和增强器，如图7-3所示。,磁场分路：位于电子枪顶部，与两边的电子束同心的磁环形成磁场分路，使两边的电子束的光栅尺寸有所减小，故称为磁分路器。磁增强器：位于电子枪顶部，中心束位置上、下的两个小磁环是磁增强器，使中心束光栅尺寸有所增加。,7.1.2偏转线圈显像管偏转系统由扫描电路、偏转线圈和其它附加元件构成，偏转系统作用是实现电子束偏转，把时间轴连续变化信号转换为二维图像。工作原理：当电子束在切割磁力线方向上运动时，其运动轨迹将发生偏移。当向一个线圈供给电流，此线圈将产生磁场，合理设计线圈结构，可形成所需磁力线方向，即通过这个磁场改变电子束方向，电子束偏转如图7-4所示。,显像管偏转线圈有行偏转和场偏转线圈两种。行偏转线圈由两个绕组组成，它们呈马鞍型，上、下相对紧紧地贴在玻壳外壁上。它形成一个垂直方向磁场，对电子束起到水平偏转的作用。场偏转线圈位于行偏转线圈外部，它是绕在一个铁淦氧磁杯上，两个绕组同样是上、下分布，形成水平方向磁场，对电子束起到垂直方向偏转的作用。行、场偏转线圈通常是复合在一起构成一个部件。其结构如图7-5所示。,图7-5偏转线圈组件,7.1.3扫描电路扫描电路的基本功能是向行、场偏转线圈提供锯齿波电流。使之产生偏转磁场。控制电子束沿水平和垂直方作匀速运动，在屏幕上形成光栅。由于行、场偏转线圈的工作频率差别很大，它们呈现的阻抗特性不同，所需的推动功率也不同，所以行、场同步扫描电路差异很大。行、场扫描系统基本组成如图7-6所示。,场扫描电路场扫描由电路场振荡器、场电压锯齿波形成电路、场激励级和场输出级等几部分组成。场偏转线圈工作频率为50Hz，表现为纯电阻性。场输出电路向其提供锯齿波电压即可。场输出级工作在线性放大状态。在场扫描集成电路中，都采用OTL(OutputTransformerLess，无输出变压器)的互补对称电路。行扫描电路由AFPC(自动频率相位控制)电路、行振荡器、行激励级、行输出级及高压形成等电路组成。,由于行偏转线圈在行频(15625Hz)时呈电感性，必须向其供给脉冲电压，才能使行偏转线圈中有锯齿电流流过。由于行激励级向行输出级，行输出级向负载偏转线圈提供的都为矩形脉冲，故行激励级、行输出级实际工作在开关状态。行输出管集电极的逆程脉冲经高压变压器升压，整流形成显像管所需的高压和中压。同时行频信号被反馈到AFPC电路，与行同步信号比较。如果两者的频率和相位存在差别，则输出与误差成比例的电压来控制行振荡器的频率和相位与行同步信号同步。,扫描电路中采用专用集成电路完成行、场扫描功能。如日立公司的HA11235、东芝公司的TA7609P等扫描电路。而行激励和行输出电路由于功率较大、仍采用分立器件构成完整的同步扫描电路。这样整机可靠性提高，电路设计简化。专门的行扫描集成电路如飞利浦公司的TDA1180、Motorola公司的MC1391等，专门的场扫描集成电路如飞利浦公司的TDA1170、TDA1675等。,2、行激励和行输出电路要使行输出管充分饱和、截止，需要的基极电流相当大，用行振荡级产生的脉冲电压直接推动行输出管工作是困难的，需要加激励级进行功率放大。如果行输出管直接作为行振荡器的负载，由于行输出管饱和导通时输入阻抗较低，会影响行振荡器的工作稳定。插入行激励级以后，当行输出管饱和导通时，激励管是截止的，可减小两级之间的相互影响，使振荡频率稳定。行激励级和行输出电路如图7-7所示，图中V1是行激励管，V2是行输出管，T1是行推动变压器，VD是阻尼二极管，CS是S形校正电容，LY是行偏转线圈，LT为行线性调节器，C是逆程电容，T2为行输出变压器。,行激励级对行输出级是反极性激励，激励管和输出管交替导通和截止，激励变压器初、次级电路中始终有一个电路是导通的，变压器中磁通缓慢变化，在线圈中不会感应出很高的电压。,图7-7行激励级和行输出级电路,C1,C3,R2,V1,RC,C2,R3,V2,EC,LP,LS,ib2,C,LY,CS,T1,VD,LT,E,T2,C1、C2、R2可吸收振荡。C3作用是消除高频干扰，加速V2截止，降低行输出级能耗。行输出管导通时电流构成扫描电流正程后半段；阻尼二极管导通时电流构成扫描电流正程前半段，电子束从荧光屏左边向中心作水平扫描。,4.行输出变压器行输出变压器也叫逆程变压器，它的初级线圈为行输出管提供集电极直流电源通路，次级线圈将行输出级产生的逆程脉冲进行电压变换，整流后提供显像管2028k的第二阳极高压以及聚焦极电压、灯丝电压、视放电路直流电压和中放、解码、伴音电路的12V低压。逆程变压器提供行扫描电路中的AFC脉冲信号、PAL开关双稳电路的触发脉冲、自动亮度限制电路(ABL)电压和开关稳压电源行频开关脉冲。一体化一次升压逆程变压器是把高压整流管、逆程变压器以及部分电阻、电容紧凑地装在一起，用环氧树脂灌封形成一个整体。,液晶显示器(LCD)是基于液晶电光效应的显示器件。扭曲向列型(TN)LCD。显示器如图7-9(a)所示。TNLCD在涂有透明导电层的两片玻璃基板间填充10m厚的液晶，液晶分子在基板间排列成多层，在同一层内，液晶分子长轴取向平行于基板；不同层间，液晶分子长轴沿基板平行平面连续扭转90；然后上下各加一片偏振片，入射光侧的偏振片称为起偏振器，出射光侧的偏振片称为检偏器。起偏器的偏光方向与该侧表面的液晶分子轴方向一致，检偏器的偏光方向与起偏器的偏光方向相互垂直。,7.2液晶显示,7.2.1液晶显示器原理,（1）液晶材料在常温下即处于液晶状态。当液晶两端的外加电压升高时，电场强度E随之升高，使液晶分子排列方向与电场垂直改变为与电场平行时的电压称为阀值电压VTH。一般扭曲向列型液晶的VTH约为23V。（2）透明导电玻璃基板为表面极其平整的薄玻璃片，表面涂有ITO(掺入锡氧化铟)膜，ITO膜常温下具有良好的导电性和透光率，并经光刻加工成透明电极图形，这些图形由像素图形和外引线图形组成，因此外引线不能用传统的锡焊，必须通过导电橡胶带进行连接。,3、液晶显示器分类按电光效应的机理可分为：扭曲向列型(TN)、宾主型(GH)、电控双折射型(ECB)、相变型(PC)、动态散射型(DS)、热光型(TO)、电热光型(ETO)。按显示光的类型可分为：(1)透射型显示：光源位于液晶显示板之后，用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度来显示信号电压的信息。液晶电视机多采用透射式显示方式。(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，透过此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。观众可以在投射侧的投影屏幕上观看到放大的图像，也可以在投射面之后的投影屏幕上观看放大的图像。,4、液晶显示器的特点液晶显示利用液晶电光效应，用信号电压改变液晶光学特性，造成对入射光调制。液晶显示器具有的特点：(1)液晶显示器件本身不发光，它必须有外来光源。这种光源可以是高照度的荧光灯、太阳光、环境光等。(2)液晶材料的电阻率高，流过液晶的电流很微小，所以液晶显示器电源电压低，一般为35V左右。驱动功率小，一般为Wcm2级，能用MOS集成电路驱动。(3)液晶光学特性对信号电压响应速度慢(TN型液晶的响应时间为80ms，薄膜晶体管有源矩阵的响应时间为50ms)，但最新出品的大屏幕液晶显示模块的响应时间已达到825ms,(4)直流电压驱动液晶屏会引起液晶分子电化学反应，故必须使用交流电压驱动液晶屏，交流驱动电压波形应无平均直流成份。(5)电视台广播的电视信号针对显像管的非线性作了非线性预先校正，而液晶显示屏的电光转换特性近似线性。为此，应将接收到的电视信号经过非线性校正，即液晶电视机视频放大级应有一个2.2的非线性校正电路，然后再送到液晶屏上显示。(6)液晶显示器件是由两层透明电极板之间夹一层液晶组成，与电容器的结构相似。对于驱动信号源来说，液晶器件是容性负载。,液晶电视接收机均采用矩阵驱动方式。矩阵驱动方式分为简单矩阵方式和有源矩阵方式，目前多采用有源矩阵驱动方式。有源矩阵液晶屏在扫描电极和信号电极的交叉处，安装透明的薄膜晶体管(TFT)开关,与液晶像素串联，使液晶电极之间的交叉效应减少，使液晶像素的阈值特性变陡。薄膜场效应晶体管驱动的有源矩阵液晶一个像素示意图如图7-10所示。,7.2.2液晶显示驱动,在图7-10中，xi为第i个扫描电极，yj为第j个信号电极，BK为背电极，Tij为xi和yj交叉处的开关晶体管。Ci为液晶像素电容，用来储存模拟信号的一个像素。Ri为液晶像素的绝缘电阻，其阻值很大，可以视为开路。,1、彩色液晶显示屏的结构彩色液晶显示屏通过着色工艺将R、G、B三种色素沉积在玻璃基板内表面，形成纵向排列三基色滤色片或嵌镶式三角形排列三基色滤色片如图7-11所示。,7.2.3LCD组件,彩色液晶显示屏的横剖面示意图如图7-12所示。当Y电极与X电极之间不加电场时，液晶分子与上、下基片表面平行，但TN液晶分子在上、下基片之间连续扭转90，使入射液晶的直线偏振光沿液晶分子扭转90，使出射光偏振方向垂直于检偏振片的偏振方向，结果出射光被遮断。,2、彩色液晶显示屏工作原理,当Y电极与X电极之间所加电压大于液晶阀值电压VTH时，外加电场改变TN液晶分子的排列方向，液晶分子轴与电场方向平行，液晶的90旋光性消失，结果使出射光偏振方向平行于检偏振片的偏振方向，出射光能经检偏振片输出。当一组R、G、B三基色滤色单元之中有13个滤色单元能使入射白光被其滤色而透过检偏振片时，在出射端就能看到13种基色光的相加混色。,起偏器,检偏器,3、彩色液晶显示器的规格按照计算机显示器的分辨率标准，分为SVGA、XGA、SXGA、UXGA等几种规格。(1)SVGA：超级视频图形阵列（SuperVideoGraphicsArray），其最小分辨率为800600个像素，适用于15英寸的显示屏。随着屏幕尺寸加大，必须要求增多扫描线，扩展每条线上的像素才能保证高质量的图像。(2)XGA：扩展图形阵列（ExtendedGraphicsArray），它分辨率为1024768个像素，特别适用于17英寸和19英寸显示屏。(3)SXGA：超级扩展图形阵列（SuperExtendedGraphicsArray），其分辨率为12801024个像素，适用于21英寸和25英寸显示屏，符合高清晰度电视的要求。,(4)UXGA：特级扩展图形阵列（UltraExtendedGraphicsArray），其分辨率为16001200个像素，是目前PC机显示器最新和最高标准，一般适用于30英寸或以上的显示屏。前缀W（Wide）常用来表示加宽格式，如WUXGA是加宽UXGA格式。,4、LCD组件简介LCD组件组成如图7-13所示。它是采用压框和导电橡胶条将LCD固定在PCB板上，再加上背光源就构成彩色液晶显示屏组件，又称为LCD组件。此时外部只需输入显示数据和电源，LCD组件就能显示。PCB板上包含了数据接口电路、控制电路、驱动电路和电源。,（1）显示数据接口该接口有CMOS和LVDS(LowVoltageDifferentialSignaling低电压差分信号)两种信号接口方式。CMOS信号接口:多用于早期低分辨率液晶显示组件；LVDS信号接口:普遍用于高分辨率液晶显示组件。组件若每一种基色R、G、B都是8位数据，有28种分档排列的强弱变化，即从00000000到11111111，00000000表示该基色光无输出，11111111表示该基色光输出最大。三种基色光均有28种排列，其组合后可得到224种色彩。,（2）背光源TFT-LCD组件是采用背光来发亮的，常采用CCFL(coldcathodefluorescentlamp，冷阴极荧光灯)和LED背光源。CCFL背光源：寿命5万小时，交流供电，其发光效率低、放电电压高、低温下放电特性差、加热达到稳定辉度时间长等缺点。LED背光源：寿命10万小时，有色纯度高、色再现率高、亮度高、不怕低温、适应性强、可靠性好、无汞污染等优点。,1、LVDS技术LVDS是一种低摆幅差分信号技术，驱动器有一个差分对管驱动的输出为3.5mA的电流源。接收端直流输入阻抗很高，驱动电流通过100终接电阻在接收器输入端产生约350mV的电压。当驱动部分切换时，通过电阻的电流方向改变，从而改变逻辑状态。LVDS驱动和接收如图7-14所示。,图7-14LVDS驱动和接收器示意图,7.2.4OpenLDI接口,线驱动器电源电压3.3V，最大输出阻抗为100，输出共模电压为1.125V1.375V，输出差分信号幅度为250mV450mV，当驱动器具有100负载且在2080峰值间测量，上升和下降时间小于T/7，上升与下降时间差不超过T/20，T为时钟周期。线接收器输入阻抗90132，最大输入信号2.0Vp-p，最小输入信号100mVp-p。差分传输有共模抑制功能，电流驱动不易产生振铃现象和切换尖峰信号，降低了噪声，为用低的信号电压摆幅，可以提高数据传输率和降低功耗。LVDS允许数据以每秒数百兆位的速率传输，DVB的SPI(SynchronousParallelInterface同步并行口)接口也采用LVDS。,2、OpenLDI接口标准美国国家半导体公司推出的OpenLDI（LVDSDisplayInterface，LVDS显示接口）标准，它具有高效率、低功耗、高速、低成本、低杂波干扰、可支持较高分辨率等优点，LCD组件接口采用OpenLDI标准。LCD组件接口支持2通道传送数据，其中第1通道有4对数据A0、A1、A2、A3和一对时钟CLK1；第2通道有4对数据A4、A5、A6、A7和一对时钟CLK2。LDI接口LVDS信号与显示数据的映射关系如图7-15所示。其中HS为水平同步，VS为垂直同步，DE为数据允许，RES（Reserved）为保留。,1、DVI接口DVI数字显示接口是由SiliconImage、Intel、Compaq、IBM、HP、NEC、Fujitsu等公司共同组成的数字显示工作组（DDWG）推出的标准，它采用TMDS（瞬变最少化差分信号）作为基本电气连接，这里瞬变是指信号从“0”变成“1”或从“1”变成“0”。瞬变最少使得电磁干扰最少。,7.2.5DVI接口和HDCP,（1）DVI接口主要在主机与显示器之间传送显示信息，是显示器的主要输入接口。（2）DVI接口中包括3个数据信道（DATA0DATA2）一个同步信道，信道中数据以差分信号方式传输，传输电缆长度对信号影响较小，可以实现较远距离的数据传输。（3）电源电压VDD=3.3V，输出差分电压为1501560mV，输出共模电压为VDD-0.3VVDD-0.037V，输出电压的上升和下降时间为1.9ns。,（4）DVI标准采用D型24针连接器，引脚定义如表7-2所示。（5）DDC(显示数据通道)1.视频电子标准协会（VESA）定义的显示器与图形主机通讯通道，主机利用DDC通道从液晶显示器只读存储器中获取分辨率参数，根据参数调整其输出信号。2.DDC通道遵循VESA制定的EDID（扩展显示识别数据）规范，它是低速双向通讯I2C总线，此I2C总线接口称为I2C从接口；I2C主接口为芯片与存储密码的EEPROM之间的通信接口。3.TMDS通道传送的像素数据映射如表7-3所示，在DE=1的有效显示时间内3个通道传送像素数据；在DE=0的消隐期间3个通道传送HS、VS和自定义信号CTL03。,表7-2DVI标准连接器引脚定义,表7-3TMDS通道传送的像素数据映射表,4.像素显示数据超过38位或最高像素频率超过单通道DVI接口传输能力（165MHz）时可采用双通道DVI接口。双通道DVI接口增加3个数据信道（DATA3DATA5），仍采用D型24针连接器，引脚定义如表7-4中17，924所示。,表7-4DVI-I连接器引脚定义,2、HDCPDVI支持宽带数字内容保护（HDCP）。HDCP对DVI接口传送的内容进行加密，防止DVI接口传送的内容被复制或非法使用。数据的加密在DVI发送的输入端进行，数据的解密在DVI接收的输出端进行，如图7-17所示。DVI链路的带宽不受HDCP影响。,图7-17HDCP与DVI链路,平板显示(FPD)控制处理芯片，将去隔行处理、帧频变换、图像缩放、彩色空间变换和OSD(OnScreenDisplay)显示等信号处理功能都集成在一起，成为一种单片式FPD控制芯片，这类芯片和LCD组件构成一个LCD显示器。Gm1601型显示处理器芯片支持最高WUXGA(特级扩展图形阵列)的LCD组件，视频输入和图形可进行PIP（PictureInPicture，画中画）显示，具有运动自适应去隔行、反拉片处理、图像缩放、运动自适应降噪滤波、SDRAM控制、彩色校正、彩色控制、视频查找表等功能，可以直接配接LCD组件。图7-19是gm1601显示处理器内部结构方框图。,7.2.7与LCD组件相配的控制芯片,图7-19gm1601显示处理器内部结构方框图,DVI接收HDCP,图形管道,DVI兼容输入,ADC,模拟RGB输入,8位ITU656输入YUV,24位输入口/16位YUV,多路选择,晶体,统一存储控制,DDR存储接口,输出处理,双路LVDS/TTL发送,去LCD组件,视频管道,振荡器,时钟发生,HostIF,80186RAM和ROM,并行flashROMIF,并行ROMIF,红外控制,PWM,GPIO,Gm1601的主要输入接口是DVI接口，还有模拟RGB输入、ITU656输入和16位YUV接口。1.模拟RGB输入模拟视频R、G、B信号幅度为0.7VP-P，特性阻抗75；独立同步信号HS、VS，TTL电平；或复合同步信号CS（CompositeSync），TTL电平。计算机显示适配器输出的视频R、G、B信号幅度为1VP-P，可以是独立同步信号、复合同步信号或绿同步信号SOG（SyncOnGreen），同步信号在绿信号上，TTL电平。,2、ITU656输入接收8位的422格式Y、U、V信号。Y、U、V信号分时输入，VCLK上升沿读取8位数据。定时基准码SAV代表有效视频开始，EAV代表有效视频结束。两者都是4个字节，前3个字节是0FF0000H，第4个字节是奇偶标志、场正程、逆程标志和校验位。对于422方式，525行60、625行50场扫描标准的有效行样点数是一样，亮度信号为720个，色差信号为360个，每行共计1440，编号为01439；但消隐期间样点数目不同，前者为276个，编号为14401715，后者为288个，编号为14401727，格式如图7-32所示。,图7-20ITU656格式Y、U、V信号示意图,3、16位输入口/24位YUV16位YUV是指422格式的8位Y信号数据，U、V信号分时输入8位数据；其格式如图7-21所示。24输入是指444格式Y、U、V信号各8位数据或者R、G、B信号各8位数据。,图7-2116位422格式Y、U、V信号示意图,Y0,Y1,Y719,Y718,Y信号8线,VCLK,UV信号8线,U0,V718,Y717,U718,V716,Y2,Y3,V0,V2,U2,彩色等离子体显示（PDP）是利用惰性气体放电产生紫外线(Ultraviolet)激发三基色荧光粉发出基色光而实现彩色显示的。具有图像无闪烁、厚度薄、重量轻、色彩鲜艳、图像逼真、无辐射，健康环保等优点。PDP各个发光单元的结构完全相同，屏幕亮度非常均匀，没有几何变形。高亮度（700cd/m2），高对比度，可以在明亮的环境之下使用(对比度1401)。视角高达160，视野开阔，可用于飞机场、火车站、展示会、监视系统和远程会议等公共场所的信息显示。,7.3等离子体显示,PDP按电极间驱动电压可分为交流PDP（ACPDP）和直流PDP（DCPDP）两大类。ACPDP在电极上涂敷介质层，电极和气体不直接接触；DCPDP电极和气体直接接触。1、ACPDP根据电极结构的不同又可分为双基板型和单基板型。双基板型：维持电极呈正交分布在上下两个基板上，放电发生在两基板之间，故又称为对向放电式ACPDP。单基板型：维持电极位于同一基板，放电发生在维持电极所在基板的表面，荧光粉则位于另一基板表面。因此，又称为表面放电式ACPDP。三种基本类型彩色PDP如图7-22所示。,7.3.1PDP的分类,ACPDP运行时，电极间始终加有维持电压VS，VS低于气体放电点火电压VF。(1)当对像素施加大于VF的书写脉冲VWR，该单元放电，放电产生的正离子和电子在电场作用下向瞬时阴极和瞬时阳极运动。积累到电介质表面形成壁电荷QW并产生壁电压VW，VW与外加电场方向相反，并随时间而增大，最终使放电停止。(2)当VS反相时，则VS和VW方向相同，可使VS+VWVF，再次产生放电，并且不断地重复前述过程。(3)如对发光单元施加一擦除脉冲VE，产生一次微弱放电，将QW中和掉，使VW变得很小。尽管此时仍然存在VS，但VS+VW总是小于VF，故该单元停止放电和发光。由此可知，ACPDP具有固有的记忆性和限流作用。,2、ACPDP工作原理,3、表面放电式ACPDP表面放电式ACPDP结构如图7-23所示。它具有结构简单、易于制作、放电效率高等优点。显示电极：前基板上用透明导电层制作的一对平行X电极和Y电极；为降低显示电极电阻，在其上再制作一层金属电极（汇流电极，如Cr-Cu-Cr)。选址电极：后基板上制作的一组平行电极，且与显示电极和选址电极正交。,图7-23表面放电式ACPDP结构示意图,放电单元：由选址电极与显示电极的每一对X电极和Y电极相互正交组成。彩色显示像素：由每三个连续排列的R、G、B三色显示单元组成。对于素数为640480的VGA格式PDP有X电极和Y电极各480个，选址电极6403个。由于显示单元维持放电是在其一对X电极和Y电极间进行，故称为表面放电式。后基板的选址电极仅作显示的选址之用。特点：（1）由于显示发光为反射式，可大大提高像素的亮度。（2）气体放电为单基板表面方式而远离荧光粉，降低了放电离子对荧光粉的轰击，提高了使用寿命。（3）工作时在两组电极上施加交变的维持电压脉冲VS。对被选的显示单元用一个书写脉冲VWR进行放电着火，并用VS来维持其着火状态，当要该单元熄火时，可用一个擦除脉冲VE停止该像素放电，并用VS维持其熄火状态，这就是ACPDP的固有存储特性。,1.ADS技术彩色PDP是主动发光器件，各个像素的亮度与其发光时间成正比。1992年日本富士通公司首先提出ADS（寻址显示周期分离子场)技术来解决ACPDP中的灰度显示。ADS采用8比特灰度驱动，它将一帧分为8个子场（SF1SF8），每个子场由寻址期和显示期组成，其结构如图7-24所示。,7.3.2PDP的驱动,图7-248比特灰度ADS驱动示意图,图7-25表面放电式ACPDP一个子场驱动电压波形,8个子场显示期以1248163264128设定。8个子场不同的组合将会使显示期的长短呈现为0255个等级，从而使每个像素的灰度达到256级。每个子场的工作电压波形如图7-25所示。,ADS工作按五步操作顺序完成。第一步：为使不受前一个子场的维持期间着火状态的影响，首先进行全屏擦除，即进行所有放电单元擦除放电。第二步：维持选址电极在0V，在X和Y电极之间进行全屏写。此时写放电所产生的部分阳离子在选址电极形成一定的壁电荷。第三步：再次全屏擦除，去除掉上一步时产生并积累在X和Y电极上介质表面、对下一步的选址书写不利的壁电荷。但不影响已积累在选址电极上荧光粉表面的壁电荷。第四步：以扫描线顺序选址书写，选址放电在Y电极与选址电极间进行。这时由于荧光粉表面的阳离子和Y电极介质层表面的电子所形成的壁电荷的存在，在被选单元有数据的选址电极线上，只需很低选址电压与壁电荷所形成的壁电压相加就可使该单元放电。第五步在X和Y电极之间施加的维持电压，利用ACPDP的存储特性即可维持所有显示单元的放电或不放电状态，直到下一个子场为止。,2、CLEAR方式（1）动态伪轮廓ADS法能够很好地再现静态图像，但在相邻像素之间灰度级的二进制编码高位有跃变时，如显示运动图像易出现伪轮廓的扰乱现象。例第127级灰度和第128级灰度之间最为明显。显示第127级灰度时需要点亮第17个子场，而显示第128级灰度时只需要点亮第8个子场。当图像运动时，随着运动方向的不同，一种情况使得第128级灰度和第127级灰度中点亮的子场，分别为第8和第17个子场交叠，从而在两级灰度的交界处形成比原图像亮的线；另一种情况则使第127级灰度和第128级灰度中不亮的子场，分别为第8和第17个子场交叠，在交界处形成比原图像暗的线。,（2）CLEAR（高对比度、低能量寻址及减少伪轮廓）CLEAR驱动方式的子场结构如图7-26所示。它是将一场分为若干个子场，每个子场维持期长度相同。在一场开头，首先通过全屏放电使所有单元内累积壁电荷,并在壁电压和维持脉冲作用下产生放电发光。然后根据各单元所要显示灰度等级，利用擦除式寻址方式在适当子场将壁电荷擦除。,由此可见，不论显示哪一级灰度，发光的子场从一场的开头起连续排列，因此CLEAR方式能够从根源上消除动态伪轮廓现象。但因各子场维持期完全相同，其能够自然显示的灰度等级十分有限，例如12个子场仅能显示13级灰度。要想得到足够的灰度显示效果，还需通过抖动算法进行补偿。而如灰度量化间隔过大，即使经过补偿仍能看到静态伪轮廓现象。为增加自然显示的灰度级数，就需增加子场数目。如果增加子场和原有子场相同，则每增加一个子场，灰度级只能增加一级，而伴随子场增加造成的亮度下降却很显著。,3、ALIS技术（1）ADS驱动法特点ADS驱动法能实现256级灰度和一定亮度图像显示，得到了广泛应用；ADS驱动法在相邻显示单元之间设有起隔离作用的条状障壁。障壁在防止相邻显示单元间光、电串扰同时，也形成PDP屏上非发光区。所以当应用于HDTV(如19201080像素)彩色PDP的驱动时，不能满足高亮度、高清晰度要求。（2）ALIS(表面交替发光)驱动技术去除PDP屏上障壁，通过正确控制相邻显示单元的交替点亮和擦除，使相邻各像素分别放电，在避免放电单元相互放电干涉同时，消除了非发光区域。,ALIS技术将PDP屏的显示行按奇数行和偶数行分成两场，奇数场和偶数场交替显示。ALIS驱动原理如图7-27所示。奇数和偶数显示行在不同时段分别进行寻址扫描和维持放电。当显示偶数场图像时，维持期驱动电路只给偶数显示行所对应的显示电极提供维持电压，而所有奇数显示行显示电极之间的电位差为0V。,图7-27ALIS驱动方法的原理示意图,图7-27ALIS驱动方法的原理示意图,（a）显示奇数显示行,（b）显示偶数显示行,VS,VS,VS,VS,X1,X2,Y2,Y1,选址电极,VS,VS,VS,VS,X1,X2,Y2,Y1,选址电极,放电单元,放电单元,放电单元,此时，偶数行所对应的需点亮的显示单元放电；而奇数行形成非显示行（非发光区）起障壁作用。当显示奇数场图像时，奇数显示行所对应的需点亮的显示单元放电，而偶数显示行形成非显示行。,PDP显示器原理如图7-28所示，主要由接口电路、存储驱动控制电路、驱动电路和DC/DC变换电路组成。（1）接口电路将各种信号源转换成适合于PDP使用的数字信号（如24bit的RGB信号），其输出还包括场同步(VSYNC)、行同步(HSYNC)、场消隐(BLANK)和时钟信号（CLOCK）一起送入存贮控制电路。接口电路内包含宽带放大电路，AD变换电路等。,7.3.4PDP显示器,（2）存储驱动控制电路功能：PDP显示器核心部分，根据驱动电路的要求，在原有控制信号的基础上，产生显示器所需各种控制信号；根据PDP显示屏的特性，将数据信号整理成相应形式并存储显示时所需的数据。这部分电路的具体要求也受其前级接口电路和后级驱动电路制约，波形。结构：存储驱动控制电路分为两个模块。数据整理模块：1.对来自接口电路的RGB数据先在缓存1中存储成便于分离子场的格式，然后进行子场分离放入缓存2中，再存入相应的RAM中，RAM要能够存放一帧的数据，共需两片RAM交替工作，即RAM1处于写状态时，RAM2处于读状态。2.读出数据按照选址电极排列要求，图中的选址电极由上、下两端引出，需将相邻像素数据分别送到上、下两组选址电极驱动IC的输入端，最后以12MB/s速度送入PDP显示屏，在其它驱动信号的共同作用下，显示出相应的图像。,驱动模块：驱动模块有扫描驱动、选址驱动两部分。从驱动过程来分，又可分为初始化期、寻址期、维持期三段，要实现同时工作或顺序工作等要求。对于10243768规格的PDP显示屏，需要64路的选址驱动集成电路48片、64路的扫描驱动集成电路12片。驱动部分要使彩色PDP进行气体放电，必须具有耐高压性能。寻址驱动的输出耐压为60100V，输出电路源和漏电流都是1030mA；扫描驱动器的输出耐压为150200V，输出源和漏电流都是200400mA。,1、OLED结构OLED（OrganicLightEmittingDisplay，有机发光显示器）是一种利用有机半导体材料在电流的驱动下产生的可逆变色来实现显示的技术。OLED具有超轻、超薄、高亮度、大视角、低电压、低功耗、快响应、高清晰度、抗震、可弯曲、低成本、工艺简单，使用原材料少、发光效率高、温度范围宽等优点等，被认为是最有发展前途的新一代显示技术。,7.4有机电致发光彩色平板显示,7.4.1OLED的特点,OLED器件的结构如图7-29所示。在玻璃基板上溅射透明的ITO（IndiumTinOxide，氧化铟锡，一种N型半导体，常温下具有良好的导电性能，对可见光具有良好的透过率）膜作为阳极，在上面真空蒸镀二胺系化合物形成空穴传输层，再上面是由铝喹啉络合物（Alq3）形成的发光层，二萘嵌苯形成的电子传输层，制作的最后工序是在顶部淀积一层MgAg合金层作为阴极。,图7-29OLED器件的结构示意图,2、OLED发光原理在阳极和阴极间加正向电压，驱动电子从阴极注入电子传输层，空穴从阳极注入空穴传输层，再分别经迁移至发光层相遇，并使发光分子激发，后者经辐射弛豫而发出可见光。辐射光可从ITO一侧观察到，MgAg层阴极同时起着反射层的作用。上述电子传输层、空穴传输层和发光层的有机材料发绿光，可以选用三层的有机材料(包括低分子和高分子两大类)来产生各色的OLED器件。,3、OLED分类(1)按分子结构，OLED可分为小分子型OLED、高分子型OLED和镧系金属OLED。高分子OLED：又称POLED，可采用旋涂、印刷(含打印喷涂)等方法制备，其制备工艺简单、成本低、不经过薄膜制备过程，适合于大生产和大屏幕化生产。POLED的驱动电压35V，反应速度快(几乎为即时反应)，符合动态影像显示需求。镧系金属OLED：也称稀土OLED。在稀土OLED中，发光分子由一个金属核心和外围的有机壳层组成，其发光机制与前两类OLED不同，加电之后，首先在外围有机壳层中形成激发态，然后将其能量传递给金属核心，金属核心去激时辐射出颜色比较纯正的光，光谱非常窄。,(2)按驱动方式，OLED可分为无源OLED(基板需要外接驱动电路)和有源OLED(驱动电路和显示阵列集成在同一基板上)两种。有源OLED：又称TFT-OLED，它是一种静态的驱动方式。有源矩阵亮度高、分辨率高、效率高、集成度高、功耗低，易于彩色化和实现大面积显示。(3)按显示方式，OLED可分为被动矩阵显