第4章液晶顯示技術(shù)4.1液晶的基本特征4.2液晶顯示器件（LCD）4.3液晶顯示的驅(qū)動(dòng)與控制4.4液晶顯示的背照光源4.5液晶電視技術(shù)4.6

LCD的技術(shù)指標(biāo)與接口標(biāo)準(zhǔn)4.7液晶顯示應(yīng)用技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)習(xí)題４4.1液晶的基本特征

4.1.1液晶的概念

液晶實(shí)際上是物質(zhì)的一種形態(tài)，也有人稱其為物質(zhì)的第四態(tài)，它是一種在一定溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)既不同于固態(tài)、液態(tài)，又不同于氣態(tài)的特殊物質(zhì)態(tài)，它既具有各向異性的晶體所特有的雙折射性，又具有液體的流動(dòng)性。液晶一般可分為熱致液晶和溶致液晶兩類，在顯示應(yīng)用領(lǐng)域，通常使用的是熱致液晶。液晶顯示材料主要用于電子表和各種顯示板，它的顯示原理是利用液晶的電光效應(yīng)（液晶的電光效應(yīng)是指它的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等受電場(chǎng)調(diào)制的光學(xué)現(xiàn)象）把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成字符、圖像等可見信號(hào)。液晶在正常情況下，其分子排列很有秩序，顯得清澈透明，一旦加上直流電場(chǎng)后，分子的排列就被打亂，一部分液晶變得不透明，顏色加深，因而能顯示數(shù)字和圖像。根據(jù)液晶會(huì)變色的特點(diǎn)，人們利用它來(lái)指示溫度、進(jìn)行毒氣報(bào)警等。例如，液晶能隨著溫度的變化，使顏色從紅變綠、藍(lán)，這樣可以指示出某個(gè)實(shí)驗(yàn)中的溫度。液晶遇上氯化氫、氫氰酸之類的有毒氣體，也會(huì)變色。因此，在化工廠人們把液晶片掛在墻上，一旦有微量毒氣漏出，液

晶片中的液晶就會(huì)立即變色，提醒人們趕緊去檢查、補(bǔ)漏。4.1.2液晶的種類

按分子量大小分，液晶可分為低分子液晶和高分子液晶，一般原子數(shù)目小于1000的為低分子液晶，原子數(shù)目大于1000的為高分子液晶。

按液晶分子排列結(jié)構(gòu)分，可將液晶分為向列相、膽甾相、近晶相三種，如圖4-1所示。圖4-1按液晶分子排列結(jié)構(gòu)分類

1.向列相液晶(Nematic)

向列相液晶，又稱絲狀液晶，它的特點(diǎn)是其棒狀分子保持著與分子軸方向平行的排列狀態(tài)，分子的質(zhì)心混亂無(wú)序，但分子（桿）的指向大體一致，使向列相物質(zhì)的光學(xué)與電學(xué)性質(zhì)（即折射系數(shù)與介電常數(shù)）沿著或垂直于這個(gè)有序排列的方向的不同而不同。

2.膽甾相液晶(Cholestevic)

不同層的分子長(zhǎng)軸方向稍有變化，沿層的法線方向排列成螺旋結(jié)構(gòu)。當(dāng)不同的分子長(zhǎng)軸排列沿螺旋方向經(jīng)歷360°的變化后，又回到初始取向。膽甾相液晶對(duì)溫度很敏感，溫度發(fā)生變化時(shí)，膽甾相液晶顯現(xiàn)不同的顏色，因此用調(diào)配好的一系列膽甾相液晶就可以制作成液晶溫度顯示器。

3.近晶相液晶(Smectic)

因分子排列整齊，其規(guī)整性接近晶體，具有二維有序性。分子質(zhì)心位置在層內(nèi)無(wú)序，可以自由平移，從而有流動(dòng)性，但粘滯系數(shù)很大。分子可以前后、左右滑動(dòng)，但不能在上下層之間移動(dòng)。由于它的高度有序性，近晶相經(jīng)常出現(xiàn)在較低的溫度范圍內(nèi)。4.1.3液晶的光電特性

1.液晶的異向性

從分子角度觀察，液晶的分子一般都是剛性的棒狀分子,而且根據(jù)液晶形成的條件可知,由于分子頭尾、側(cè)面所接的分子集團(tuán)不同，使液晶分子在長(zhǎng)軸和短軸兩個(gè)方向上具有不同性質(zhì)，成為極性分子。從宏觀上觀察，液晶具有流動(dòng)性和晶體的異向性，因此沿分子長(zhǎng)軸有序方向和短軸有序方向上的宏觀物理性質(zhì)出現(xiàn)不同，如圖4-2所示。圖4-2液晶的異向性

1）介電常數(shù)ε(DielectricPermittivity)

液晶的介電常數(shù)可分為ε∥和ε⊥兩個(gè)方向的分量，如圖4-3所示，ε∥是與指向矢平行的分量，ε⊥是與指向矢垂直的分量。當(dāng)ε∥>ε⊥時(shí)，便稱這類液晶是介電常數(shù)異向性為正型的液晶，可以用于平行配位；而當(dāng)ε∥<ε⊥時(shí)，則稱這類液晶是介電常數(shù)異向性為負(fù)型的液晶，只可用在垂直配位時(shí)才有所需要的光電效應(yīng)。圖4-3液晶介電常數(shù)的異向性當(dāng)有外加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子會(huì)根據(jù)介電常數(shù)異向性是正或是負(fù)，來(lái)決定液晶分子的轉(zhuǎn)向是平行或是垂直于電場(chǎng)，并決定光的穿透與否?，F(xiàn)在TFTLCD上常用的TN型液晶大多是屬于介電常數(shù)為正型的液晶。介電常數(shù)異向性Δε(Δε=ε∥－ε⊥)越大，液晶的臨界電壓(ThresholdVoltage)越小，這樣液晶便可在較低的電壓下工作。

2）折射系數(shù)(RefractiveIndex)

由于液晶分子大多由棒狀或碟狀分子所形成，因此跟分子長(zhǎng)軸平行或垂直方向上的物理特性會(huì)有一些差異，所以液晶分子也被稱做是異向性晶體。與介電常數(shù)一樣，折射系數(shù)也可分為n∥（=ne）和與n⊥（=no）兩個(gè)方向的向量，如圖4-４所示,n∥是與指向矢平行的分量，n⊥是與指向矢垂直的分量。圖4-4液晶折射系數(shù)的異向性此外，對(duì)單光軸(Uniaxial)的晶體來(lái)說(shuō)，原本就有兩個(gè)不同折射系數(shù)的定義。一個(gè)為尋常光（OrdinaryRay，又

稱平常光，簡(jiǎn)稱o光）的折射系數(shù)，簡(jiǎn)稱no，其光波的電場(chǎng)分量垂直于光軸。另一個(gè)則是異常光（ExtraordinaryRay，又稱非尋常光，簡(jiǎn)稱e光）的折射系數(shù)，簡(jiǎn)稱ne，

其光波的電場(chǎng)分量是平行于光軸的，同時(shí)也定義了雙折射率(Birefrigence)Δn=ne－no為上述的兩個(gè)折射率的差值。按照上面所述，對(duì)層狀液晶、絲狀液晶及膽甾液晶而言，由于液晶分子成棒狀，所以其指向矢的方向與分子長(zhǎng)軸平行。再參照單光軸晶體的折射系數(shù)定義，它會(huì)有兩個(gè)折射率，一個(gè)是垂直于液晶長(zhǎng)軸方向的n⊥(=ne)，另一個(gè)是平行液晶長(zhǎng)軸方向的n∥(=no)。所以當(dāng)光射入液晶時(shí)，便會(huì)受到兩個(gè)折射率的影響，造成在垂直液晶長(zhǎng)軸與平行液晶長(zhǎng)軸方向上的光速會(huì)有所不同。若光的行進(jìn)方向與分子長(zhǎng)軸平行時(shí)的速度小于垂直于分子長(zhǎng)軸方向的速度，則平行分子長(zhǎng)軸方向的折射率大于垂直方向的折射率(因?yàn)檎凵渎逝c光速成反比)，即ne－no>0，

所以雙折射率Δn>0，我們把它稱做是光學(xué)正型的液晶，層狀液晶與絲狀液晶幾乎都是屬于光學(xué)正型的液晶。倘若光的行進(jìn)方向平行于長(zhǎng)軸時(shí)的速度較快，平行長(zhǎng)軸方向的折射率大于垂直方向的折射率，即雙折射率Δn<0，則稱它為光學(xué)負(fù)型的液晶，膽甾液晶多為光學(xué)負(fù)型的液晶。

3）其他特性

液晶除了上述的介電常數(shù)和折射系數(shù)兩個(gè)重要特性之外，還有許多其他特性。如彈性常數(shù)(ElasticConstant)，它包含了k11、k22、k33三個(gè)主要的常數(shù)，k11指的是斜展(splay)的彈性常數(shù)，k22指的是扭曲(twist)的彈性常數(shù)，k33指的是彎曲(bend)的彈性常數(shù)。還有粘性系數(shù)η(ViscosityCoefficients)，η影響液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與反應(yīng)時(shí)間(ResponseTime)，其值越小越好，但是該特性受溫度的影響最大。

2.液晶的電光效應(yīng)(Electro-opticEffect)

液晶的電光效應(yīng)是指液晶在外電場(chǎng)的作用下，分子的排列狀態(tài)發(fā)生變化,從而引起液晶盒的光學(xué)性質(zhì)也隨之變化的一種電的光調(diào)制現(xiàn)象。因?yàn)橐壕Ь哂薪殡姼飨虍愋院碗妼?dǎo)各向異性,因此外加電場(chǎng)能使液晶分子的排列發(fā)生變化，產(chǎn)生光調(diào)制,同時(shí)由于雙折射性,可以顯示出旋光性、光干涉和光散射現(xiàn)象等特殊的光學(xué)性質(zhì)。4.1.4液晶板的透光性

液晶面板包含了兩片相當(dāng)精致的無(wú)鈉玻璃素材，中間夾著一層液晶。大多數(shù)液晶都屬于有機(jī)化合物，由長(zhǎng)棒狀的分子構(gòu)成，在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長(zhǎng)軸大致平行。若將液晶倒入一個(gè)經(jīng)精良加工的開槽平面，液晶分子會(huì)順著槽排列，如果這些槽非常平行，則液晶各分子也是非常平行的。

4.2液晶顯示器件（LCD）

4.2.1液晶顯示器件的分類

1.按LCD所采用的材料構(gòu)造和技術(shù)原理分類

按LCD所采用的材料構(gòu)造，LCD分為TN、STN、TFT三大類。按目前的技術(shù)原理可以將LCD分為TN、STN、DSTN、PDLC、FSTN、CSTN、TFT等幾類。

1）TN型

扭曲向列型顯示器件（TwistedNematicLiquid

CrystalDisplay）簡(jiǎn)稱TN型顯示器件。TN型顯示器件的液晶組件構(gòu)造如圖4-5所示。向列型液晶夾在兩片玻璃中間，在玻璃的表面先鍍有一層透明而導(dǎo)電的薄膜作導(dǎo)電電極。這種薄膜主要是一種銦（Indium）和錫（Tin）的氧化物（Oxide），簡(jiǎn)稱ITO。在有ITO的玻璃上鍍上表面配向劑，使液晶順著一個(gè)特定且平行于玻璃表面的方向排列。圖4-5中左邊玻璃使液晶排成上下方向，右邊玻璃則使液晶排成垂直于玻璃表面的方向。在此組件之中，液晶的自然狀態(tài)可從左到右共有90°的扭曲,這也是被稱為扭曲型液晶顯示器的原因。利用電場(chǎng)可使液晶旋轉(zhuǎn)的原理，在兩電極上加上電壓則會(huì)使液晶偏振化方向轉(zhuǎn)向與電場(chǎng)方向平行，這是因?yàn)橐壕У恼凵渎孰S液晶的方向而改變，其結(jié)果是光經(jīng)過(guò)TN型液晶盒以后其偏振方向會(huì)發(fā)生變化。圖4-5TN型顯示器件的液晶組件構(gòu)造(a)不加電壓；(b)加電壓選擇適當(dāng)?shù)囊壕Ш泻穸仁构獾钠窕较騽偤酶淖?0°，這樣光經(jīng)過(guò)兩個(gè)平行偏振片時(shí)就完全不能通過(guò)（如圖4-6所示）。若在兩電極上外加足夠大的電壓使得液晶方向轉(zhuǎn)成與電場(chǎng)方向平行，光的偏振方向就不會(huì)改變，因此光可順利通過(guò)第二個(gè)偏光片，于是就可利用電壓的開關(guān)達(dá)到控制光的明暗，這樣會(huì)形成透光時(shí)為白、不透光時(shí)為黑的效果，字符和圖像就可以在屏幕上顯示了。圖4-6TN型液晶顯示器的工作原理

2）STN型

超扭曲向列型顯示器件（SuperTwistedNematicLiquidCrystalDisplay）簡(jiǎn)稱STN型顯示器件。STN型的顯示原理與TN類似，它們的區(qū)別是TN型的液晶分子是將入射光旋轉(zhuǎn)90°，而STN型的液晶分子將入射光旋轉(zhuǎn)180°~270°。單純的TN型液晶顯示器本身只有明暗兩種情形（或稱黑白），并沒(méi)有辦法做到色彩的變化。而STN型液晶顯示器由于液晶材料的關(guān)系，以及光線的干涉現(xiàn)象，因此顯示的色調(diào)都以淡綠色和橘色為主。如果在傳統(tǒng)單色STN液晶顯示器加上一彩色濾光片（ColorFilter），并將單色顯示矩陣的每一個(gè)像素（pixel）分成三個(gè)子像素（sub-pixel），分別通過(guò)彩色濾光片顯示紅、綠、藍(lán)三基色，再經(jīng)過(guò)三基色比例的調(diào)和，就可以顯示出全彩模式的色彩。

3）DSTN型

DSTN是由超扭曲向列型顯示器（STN）發(fā)展而來(lái)的。由于DSTN采用雙掃描技術(shù)，因此顯示效果相對(duì)STN來(lái)說(shuō)，有大幅度提高。筆記本電腦剛出現(xiàn)時(shí)主要是使用STN，后來(lái)逐漸被DSTN所取代。STN和DSTN的反應(yīng)時(shí)間都較慢，一般約為300ms，容易產(chǎn)生拖尾（余輝）現(xiàn)象，不適于高速全動(dòng)圖像、視頻播放等應(yīng)用，一般只用于文字、表格和靜態(tài)圖像的顯示。

DSTN-LCD也不是真正的彩色顯示器，它只能顯示一定的顏色深度，與CRT的顏色顯示特性相差較遠(yuǎn)，因而又稱為“偽彩顯”。DSTN的工作特點(diǎn)是：掃描屏幕被分為上下兩部分，CPU同時(shí)并行對(duì)這兩部分進(jìn)行刷新（雙掃描），其刷新頻率要比單掃描（STN）重繪整個(gè)屏幕快一倍，不僅提高了占空率，還改善了顯示效果。但也存在一些缺陷：當(dāng)DSTN分上下兩屏同時(shí)掃描時(shí)，上下兩部分就會(huì)出現(xiàn)刷新不同步的問(wèn)題，所以當(dāng)內(nèi)部電子元件的性能不佳時(shí)，顯示屏中央可能會(huì)出現(xiàn)一條模糊的水平亮線。不過(guò)，現(xiàn)在采用DSTN-LCD的電腦因CPU和RAM速率高且性能穩(wěn)定，這種不同步現(xiàn)象已經(jīng)很少碰見了。

4）PDLC型

PDLC型液晶顯示器的液晶組件構(gòu)造如圖4-7所示。高分子的單體(monomer)與液晶混合后夾在兩片玻璃中間，做成一液晶盒。在兩片玻璃表面上先鍍上一層透明而導(dǎo)電的薄膜作電極，但是不需要在玻璃上鍍表面配向劑。此時(shí)將液晶盒放在紫外燈下照射，使單體連結(jié)成高分子聚合物。在高分子形成的同時(shí)，液晶與高分子分開而形成許多液晶小顆粒，這些小顆粒被高分子聚合物固定住。圖4-7PDLC型液晶顯示器的液晶組件構(gòu)造構(gòu)造(a)無(wú)外電場(chǎng)；(b)有外電場(chǎng)

5）FSTN型

薄層超扭曲向列型液晶顯示器件（FilmSuperTwistedNematicLiquidCrystalDisplay）簡(jiǎn)稱FSTN型顯示器件。（內(nèi)容略去。）

6）CSTN型

彩色超扭曲向列型液晶顯示器件（ColorsSuperTwistedNematicLiquidCrystal

Display）簡(jiǎn)稱CSTN型顯示器件。一般采用傳送式(transmissive)照明方式，傳送式屏幕要使用外加光源照明，外加光源被稱為背光(BackLight)，安裝在LCD的背后。傳送式LCD在正常光線及暗光線下，顯示效果都很好，但在戶外尤其是日光下，很難辨清顯示內(nèi)容。而背光需要用電源產(chǎn)生照明光線，要消耗一定的電功率。

7）TFT型

薄膜式晶體管液晶顯示器件（ThinFilmTransistorLiquidCrystalDisplay）簡(jiǎn)稱TFT型顯示器。TFT-LCD（即通常所說(shuō)的真彩LCD）的每個(gè)液晶像素點(diǎn)都是由集成在像素點(diǎn)后面的薄膜晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng)，從而可以高速度、高亮度、高對(duì)比度地顯示屏幕信息。

FT型液晶顯示器也采用了兩夾層間填充液晶分子的設(shè)計(jì)，只不過(guò)是把左邊夾層的電極改為FET（FieldEffectTransistor）場(chǎng)效應(yīng)管，而右邊夾層的電極改為公共電極。在光源設(shè)計(jì)上，TFT-LCD采用“背透式”照射方式，具體的做法是在液晶的背部設(shè)置類似日光燈的光管，因此TFT-LCD的光源路徑不是像TN型液晶那樣從左至右，而是從右向左，這樣的光源照射時(shí)先通過(guò)右偏振片向左透出，借助液晶分子來(lái)傳導(dǎo)光線。由于左右夾層的電極改成FET電極和公共電極，在FET電極導(dǎo)通時(shí)，液晶分子的表現(xiàn)就像TN型液晶一樣，其排列狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變，也是通過(guò)遮光和透光來(lái)達(dá)到顯示的目的。但不同的是，由于FET管具有電容效應(yīng)，能夠保持電位狀態(tài)，先前透光的液晶分子會(huì)一直保持這種狀態(tài)，直到FET電極下一次再加電來(lái)改變其排列方式為止。

2．按LCD的顯示方式分類

（1)正性顯示：顯示部分不透光，非顯示部分透光，俗稱“亮底暗字”的產(chǎn)品。

（2)負(fù)性顯示：顯示部分透光，非顯示部分不透光，俗稱“暗底亮字”的產(chǎn)品。

（3)透射型顯示：底偏光是透射型，背照明光源通過(guò)器件使正面觀察者能看見顯示內(nèi)容的產(chǎn)品。（4)反射型顯示：底偏光是反射型，觀察者與外光源均在器件一側(cè)的產(chǎn)品。

（5)透反射型顯示：該產(chǎn)品背后反射膜有網(wǎng)狀孔隙，可以透過(guò)30%的背照明光。

（6)單色顯示：黑底白字或白底黑字顯示的產(chǎn)品。

（7)彩色顯示：這類產(chǎn)品又分為單彩色和多彩色，而在多彩色中又分為偽彩色（即只能顯示8至32色）和真彩色（即可顯示256種顏色至幾十萬(wàn)種顏色）。

3．按LCD的顯示性能分類

（1)常溫顯示：即0~+40℃為工作溫度，-20~+60℃為存儲(chǔ)溫度的產(chǎn)品。

（2)寬溫顯示：即-20~+70℃為工作溫度，-35~+80℃為存儲(chǔ)溫度的產(chǎn)品。

（3)段形顯示：依靠長(zhǎng)條形像素進(jìn)行顯示的產(chǎn)品，只能顯示數(shù)字及個(gè)別字符。

（4)點(diǎn)陣顯示：依靠矩形點(diǎn)像素進(jìn)行顯示的產(chǎn)品，可以顯示任何字符、數(shù)字、圖形。

（5)字符顯示：只能顯示分割開的字符的點(diǎn)陣式產(chǎn)品。（6)圖形顯示：點(diǎn)陣數(shù)量多，且像素間距均等，可以顯示任意圖形的點(diǎn)陣式產(chǎn)品。

（7)圖像顯示：圖形顯示產(chǎn)品中的一種，由于其響應(yīng)速度快，有可能顯示視頻速度活動(dòng)圖像的產(chǎn)品。

（8)非存儲(chǔ)型顯示：這類產(chǎn)品僅在施加電場(chǎng)時(shí)呈現(xiàn)顯示狀態(tài)，撤掉外電場(chǎng)后，顯示內(nèi)容消失。

（9)存儲(chǔ)型顯示：一個(gè)脈沖即可驅(qū)動(dòng)顯示的產(chǎn)品。一經(jīng)驅(qū)動(dòng)顯示后，撤掉外加電壓，顯示內(nèi)容照樣保持不變。

4.按LCD的驅(qū)動(dòng)方式分類

（1）靜態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示：每個(gè)像素均單獨(dú)引出電極，驅(qū)動(dòng)期間要持續(xù)施加電壓的產(chǎn)品。

（2）動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示：像素電極排布呈矩陣或變形矩陣方式，需用時(shí)間分割掃描方式驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品。4.2.2液晶顯示器件的特點(diǎn)

1．低壓微功耗

傳統(tǒng)的CRT顯示器內(nèi)部由許多電路組成。這些電路驅(qū)動(dòng)陰極射線顯像管工作時(shí)，需要消耗很大的功率，而且隨著體積的不斷增大，其內(nèi)部電路消耗的功率也會(huì)隨之增大。相比而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)集成電路（IC）上，因而耗電量比傳統(tǒng)顯示器要小得多。

2．平板型結(jié)構(gòu)

LCD這一特點(diǎn)非常適用于便攜式產(chǎn)品，并成為平板顯示的重要技術(shù)之一。以15英寸的顯示器為例，CRT顯示器的深度一般接近50厘米，而液晶顯示器的深度卻不到5厘米。

3．精確還原圖像

由于電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡容易受到環(huán)境磁場(chǎng)和地磁的影響，無(wú)法做到電子束在屏幕上的絕對(duì)定位，所以CRT顯示器很容易出現(xiàn)根本無(wú)法消除的畫面幾何失真和線性失真現(xiàn)象；而液晶顯示器采用的是直接數(shù)碼尋址的顯示方式，將視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換之后，根據(jù)信號(hào)電平中的“地址”，直接將視頻信號(hào)一一對(duì)應(yīng)并用屏幕上的液晶像素顯示出來(lái)，因而不會(huì)出現(xiàn)任何的幾何失真、線性失真。

4．顯示字符銳利，畫面穩(wěn)定不閃爍

傳統(tǒng)的CRT顯示器存在固有的會(huì)聚以及聚焦不良的弊病，而液晶顯示獨(dú)特的顯示原理決定了其屏幕上各個(gè)像素發(fā)光均勻，而且紅綠藍(lán)三基色像素緊密排列，視頻信號(hào)直接送到像素背后來(lái)驅(qū)動(dòng)像素發(fā)光，因此不會(huì)出現(xiàn)聚焦不良的弊病。

5．屏幕調(diào)節(jié)方便

液晶顯示器可以很方便地通過(guò)芯片計(jì)算后自動(dòng)把屏幕調(diào)節(jié)到最佳位置，這個(gè)步驟你只需要按一下“Auto”鍵就可以自動(dòng)完成，省卻了CRT顯示器那樣煩瑣的調(diào)節(jié)。

6．被動(dòng)顯示且顯示質(zhì)量高

雖然被動(dòng)型顯示本身是不發(fā)光的，因此在黑暗中不能看清楚畫面，但在自然界中，人類所感知的視覺(jué)信息中，90%以上是靠外部物體的反射光，而并非靠物體本身的發(fā)光。所以，被動(dòng)顯示更適合于人眼視覺(jué)，更不易引起疲勞。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)在大信息量、高密度、快速變換、長(zhǎng)時(shí)間觀察的顯示時(shí)尤為重要。

7．顯示信息量大

對(duì)于相同尺寸的顯示器來(lái)說(shuō)，液晶顯示器的可視面積要更大一些，與它的對(duì)角線尺寸相同，而陰極射線管顯示器的顯像管前面板四周有1英寸左右的邊框不能用于顯示，因此液晶顯示器可以容納更多的像素，顯示更多的信息。

8．易于彩色化

液晶本身沒(méi)有顏色，但它實(shí)現(xiàn)彩色化很容易，方法也很多。一般使用較多的方法是濾色法和干涉法。由于濾色法技術(shù)成熟，它可以使液晶的彩色化具有更精確、更鮮艷、更無(wú)彩色失真的彩色化效果。

9．無(wú)電磁輻射

傳統(tǒng)顯示器的顯示材料是熒光粉且通過(guò)電子束撞擊熒光粉而顯示，電子束在打到熒光粉上的一剎那間會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁輻射。這種輻射不僅污染環(huán)境，還會(huì)產(chǎn)生信息泄露，甚至影響人身安全和信息保密，而液晶顯示器件在使用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生電磁波輻射。

10．長(zhǎng)壽命

液晶材料是有機(jī)高分子合成材料，具有極高的純度，而且其他材料也都是高純物質(zhì)，在極凈化的條件下制造而成。液晶的驅(qū)動(dòng)電壓很低，驅(qū)動(dòng)電流更是微乎其微，因此，這種器件的劣化幾乎沒(méi)有，壽命很長(zhǎng)。在使用中除撞擊、破碎或配套件損壞外，液晶顯示器件自身的壽命終結(jié)幾乎沒(méi)有。液晶顯示器件也存在一些缺點(diǎn)，如在顯示反應(yīng)速度上，傳統(tǒng)顯示器由于技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，反應(yīng)速度非?？?；液晶顯示器由于響應(yīng)時(shí)間比較長(zhǎng)，因此在動(dòng)態(tài)圖像顯示方面的表現(xiàn)不理想，甚至?xí)a(chǎn)生拖尾的現(xiàn)象。在顯示品質(zhì)方面，傳統(tǒng)顯示器的顯示屏幕采用熒光粉，通過(guò)電子束擊打熒光粉而顯示，因而顯示的亮度比液晶顯示器更亮。液晶顯示器的可視角度相對(duì)CRT顯示器來(lái)說(shuō)是比較小的。4.2.3液晶顯示板的顯像原理

1.液晶顯示板的工作原理

液晶顯示板的工作原理如圖4-8所示。從圖4-8中可見，液晶材料被封裝在上下兩片透明電極之間。當(dāng)兩電極之間無(wú)電壓時(shí)，如圖4-8(a)所示，液晶分子受到透明電極上的定向膜的作用按一定的方向排列。由于上下電極之間定向方向扭轉(zhuǎn)90°，入射光通過(guò)偏振光濾光板進(jìn)入液晶層，變成了直線偏振光，如圖4-8(a)中“a”所示的方向，當(dāng)入射光在液晶層中沿著扭轉(zhuǎn)的方向進(jìn)入并扭轉(zhuǎn)90°后通過(guò)下面的偏振光濾光板后，變成了圖4-8(b)中“b”所示的方向。圖4-8液晶顯示板的工作原理（a)無(wú)電壓；(b)電極上加有電壓當(dāng)上、下電極板之間加上電壓以后，液晶層中液晶分子的定向方向發(fā)生變化，變成與電場(chǎng)平行的方向排列，如圖4-8(b）所示。這種情況下，入射到液晶層的直線偏振光的偏振方向不會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，由于下部偏振光板的偏振方向與上部偏振光板的方向相互垂直，所以入射光便不能通過(guò)下部的偏振光濾光板，此時(shí)液晶層不透光。對(duì)液晶分子進(jìn)行定向控制的是定向膜，它是一種涂敷在兩電極內(nèi)側(cè)的薄膜，是一種聚酞亞胺高分子材料，緊接液晶層的液晶分子。由于液晶層具有彈性體的性質(zhì)，上下定向膜扭轉(zhuǎn)90°，于是就形成了液晶分子定向扭轉(zhuǎn)90°的構(gòu)造，如圖4-8(a)所示。液晶顯示板的驅(qū)動(dòng)如圖4-9所示，從圖4-9中可知：Y信號(hào)控制TFT的導(dǎo)通和截止，Y信號(hào)大于零時(shí)，TFT導(dǎo)通，液晶層為透光狀態(tài)（亮狀態(tài)）；Y信號(hào)等于零時(shí)，TFT截止，液晶層為不透光狀態(tài)（暗狀態(tài)）。Y信號(hào)的幅度越大，圖像的亮度就越暗。圖4-9液晶顯示板的驅(qū)動(dòng)

2.典型TFT液晶顯示板的物理結(jié)構(gòu)

典型TFT液晶顯示板是由一排排整齊的液晶顯示單元構(gòu)成的。一個(gè)液晶板有幾百萬(wàn)個(gè)像素單元，每個(gè)像素單元由R、G、B三個(gè)子像素單元組成，像素單元的核心部分是液晶體（液晶材料）及其半導(dǎo)體控制器件。液晶體是不發(fā)光的，在圖像信號(hào)電壓的作用下，液晶板上不同部位的透光性不同。每一幀圖像相當(dāng)于一幅電影膠片，在光照的條件下才能看到圖像，因此在液晶板的背部要設(shè)有一個(gè)矩形平面光源。典型TFT液晶顯示板的剖面圖如圖4-10所示。圖4-10TFT液晶顯示板的剖面圖

1）液晶

液晶用于制作顯示器，它最主要的特點(diǎn)是其分子排列受電場(chǎng)的控制，而液晶的透光率與分子的排列有關(guān)。液晶在自然狀態(tài)時(shí)，其分子的排列是無(wú)規(guī)律的，當(dāng)受到外電場(chǎng)的作用時(shí)，其分子的排列也隨之變化。

液晶是典型TFT液晶顯示板的主體，主要作用是通過(guò)加到液晶上的電壓來(lái)控制液晶的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而控制光穿透來(lái)顯示圖像。

2）玻璃基板

玻璃基板用作彩色濾光片和驅(qū)動(dòng)集成電路的承載材料。玻璃基板是一種表面極其平整的浮法生產(chǎn)薄玻璃片，其表面蒸鍍ITO膜和光刻透明導(dǎo)電圖形。在生產(chǎn)時(shí)，無(wú)堿玻璃基板的表面經(jīng)干式蝕刻，將紅、綠、藍(lán)三基色與黑色以微細(xì)的結(jié)構(gòu)建置于玻璃表面，做成彩色濾光片；另外，利用半導(dǎo)體制作程序?qū)MOS電路建置于玻璃表面做成驅(qū)動(dòng)集成電路。

3）偏光板

偏光板的工作原理如圖4-11所示，它的作用是阻隔與偏光片垂直的光。偏光板由偏光片組成，它用于阻隔與偏光片垂直的光和允許與偏光片平行的光通過(guò)；偏光片由塑料膜材料制成，其表面涂有一層光學(xué)壓敏膠，可以貼在液晶盒的表面。圖4-11偏光板的工作原理

4）彩色濾光器

彩色濾光器是組成液晶顯示器面板最重要的零部件，現(xiàn)行的液晶面板大部分都是利用彩色濾光片實(shí)現(xiàn)彩色顯示的。R、G、B子像素的排列方法包括條狀排列、三角形排列、正方形排列和馬賽克排列，如圖4-12所示。圖4-12常用彩色濾光器的排列

5）透明導(dǎo)電膜

透明導(dǎo)電膜目前最主要的應(yīng)用是ITO薄膜，ITO薄膜是一種半導(dǎo)體透明薄膜,它是氧化銦錫(IndiumTinOxide)英文名稱的縮寫。它的主要用途是作透明導(dǎo)電電極,故ITO薄膜有良好的透明性和導(dǎo)電性。TFT液晶顯示板中用透明導(dǎo)電膜制作導(dǎo)電電極，用于生成能精確控制的電場(chǎng)，以決定液晶的排列方式。

6）定向膜

定向膜的作用是在液晶未加電場(chǎng)前將液晶分子定位在玻璃基板上，其主要成分為PI樹脂（唯一能提供給LCD穩(wěn)定顯示質(zhì)量的半導(dǎo)體級(jí)高分子樹脂材料）。其制作過(guò)程是在已蒸上透明導(dǎo)電ITO薄膜的玻璃基板上，繼續(xù)加工，用轉(zhuǎn)輪（roller）轉(zhuǎn)印法，在ITO薄膜上印出一條條平行的溝槽，這樣液晶就可依溝槽的方向橫躺于溝槽內(nèi)，達(dá)到使液晶呈同一方向排列的目的，這一條條具有方向的薄膜就是定向膜。

7）薄膜晶體管

TFT液晶顯示器的各液晶像素點(diǎn)都是由集成在像素點(diǎn)后面的薄膜晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng)的，這樣可以做到高速度、高亮度、高對(duì)比度顯示屏幕信息。

8）背光源

背光源由燈管(冷陰極管)、反射板、擴(kuò)散板、棱鏡板、分光片等組成，它是液晶顯示器光源的提供者。燈管是主要的發(fā)光元件,它發(fā)出的光由導(dǎo)光板分布到各處，反射板使光線只向液晶顯示器方向前進(jìn)，最后由棱鏡板和擴(kuò)散板將光線均勻分布到各個(gè)區(qū)域,以提供給液晶顯示器一個(gè)明亮的光源。而TFT-LCD則藉由電壓控制液晶的轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)控制光線的亮度,以形成不同的灰階。液晶顯示器中每一個(gè)像素單元設(shè)有一個(gè)控制用的薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管（TFT）。整個(gè)顯示板通過(guò)設(shè)置多條水平方向和垂直方向的驅(qū)動(dòng)電板，便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)晶體管的控制。電視信號(hào)要轉(zhuǎn)換成控制水平和垂直電極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)液晶顯示板進(jìn)行控制，從而顯示出圖像。顯示板的電極都是從四邊引出的，為了連接可靠，將驅(qū)動(dòng)集成電路也安裝到顯示板的四周，并使集成電路的輸出端與電極壓接牢固，從而形成液晶板驅(qū)動(dòng)電路一體化組件。

4.3液晶顯示的驅(qū)動(dòng)與控制

4.3.1液晶顯示器件寫入機(jī)理

1.液晶顯示器件寫入的條件

眾所周知，所有液晶顯示器件的顯示原理都是依靠外場(chǎng)作用于初始排列的液晶分子上。依靠液晶分子的偶極矩和各向異性的特點(diǎn)，使液晶分子的初始排列發(fā)生變化，通過(guò)液晶器件的外界光被調(diào)制，使液晶顯示器件發(fā)生明、暗、遮、透、變色等效果達(dá)到顯示目的。

2.液晶顯示器件的寫入機(jī)理

TFT-LCD的寫入機(jī)理：以行掃描信號(hào)和列尋址信號(hào)控制作用于被寫入像素電極上的薄膜晶體管有源電路，使有源電路產(chǎn)生足夠大的通斷比（Ron/Roff），從而間接控制像素電極間呈TN型的液晶分子排列，達(dá)到顯示的目的。該寫入的特點(diǎn)就是經(jīng)TFT有源電路間接控制的TN型器件顯示像素，可實(shí)現(xiàn)高路數(shù)多路顯示和視頻圖像顯示。4.3.2液晶顯示器件常用的驅(qū)動(dòng)方式

液晶顯示驅(qū)動(dòng)器通過(guò)對(duì)其輸出到液晶顯示器件上的電位信號(hào)進(jìn)行相位、峰值、頻率等參數(shù)的調(diào)制來(lái)建立交流電場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)顯示效果。我們把這種通過(guò)外場(chǎng)作用來(lái)改變分子排列狀態(tài)的過(guò)程稱為液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)。液晶顯示器常用的驅(qū)動(dòng)方式分為如下幾種類型（如圖4-13所示）。圖4-13液晶顯示器常用的驅(qū)動(dòng)方式分類有源矩陣驅(qū)動(dòng)是TFT液晶顯示器件常用的一種驅(qū)動(dòng)方式，根據(jù)有源器件的種類可分為如圖4-14所示的多種類型。

二端有源方式，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、開口率較大、投資額度小，不少?gòu)S家，特別是袖珍式電視產(chǎn)品生產(chǎn)廠家對(duì)它看好，但圖像質(zhì)量比三端有源的略差。圖4-14有源矩陣驅(qū)動(dòng)方式分類三端有源方式由于掃描輸入與尋址輸入可以優(yōu)化處理,所以圖像質(zhì)量好,但工藝制作復(fù)雜,投資額度大。在三端有源方式中以TFT為主，TFT即薄膜晶體管，在TFT中CdSe-TFT是最早開發(fā)的，是20世紀(jì)80年代末的產(chǎn)品，但由于在制造過(guò)程中怕水氣，必須在同一容器中進(jìn)行各種工藝，現(xiàn)在已被淘汰。Te-TFT也被研制過(guò)，但一直未實(shí)用化，所以在三端有源方式中以α-Si和p-Si為主流。4.3.3單個(gè)液晶顯示單元的驅(qū)動(dòng)原理

1.二端有源驅(qū)動(dòng)方式

MIM液晶顯示器件電極排布結(jié)構(gòu)如圖4-15所示，圖4-16為MIM液晶顯示器件的矩陣等效電路，從圖4-15、4-16中可見，MIM與液晶呈串聯(lián)電路,RNIM為非線性電阻，CMIM為MIM電容，RLC為液晶的阻抗,CLC為液晶的容抗。圖4-15MIM液晶顯示器件電極排布圖4-16MIM液晶顯示器件的矩陣等效電路

2.三端有源驅(qū)動(dòng)方式

TFT顯示器件的電極排布結(jié)構(gòu)如圖4-17所示，圖4-18為TFT顯示器件的單像素電路和等效電路。圖4-17TFT顯示器件的電極排布圖4-18TFT顯示器件單像素電路和等效電路(a)單個(gè)像素電路;(b)單個(gè)像素等效電路由于TFT-LCD矩陣結(jié)構(gòu)是由一塊帶有TFT三端元件陣列和像素電極陣列的基板與另一塊帶有彩色膜和公共電極的基板，以及由此兩基板疊合后夾入的液晶層構(gòu)成，此外，此方式的掃描線和信號(hào)線都設(shè)置在同一個(gè)三端子元件的基板上。掃描線與該行上所有TFT元件的柵極相連，而信號(hào)線與該列上所有的TFT元件的源電極相連。從圖4-18中可以看出，S為源極（選擇數(shù)據(jù)輸入端），G為柵極（掃描輸入端），D為漏極（場(chǎng)效應(yīng)管輸出端），Cs為補(bǔ)償電容，CLC為像素等效電容，RLC為像素

等效電阻，Cgs、Cgd為TFT極間電容，Ron、Roff為TFT

的通斷電阻，Ug為柵極掃描電壓，Usig為源極信號(hào)電壓，Ucom為公共電極電壓。單個(gè)TFT有源矩陣液晶的顯示驅(qū)動(dòng)過(guò)程如下：當(dāng)柵極

G與源極S未被選通時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管TFT處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)Ron的值達(dá)3.3×1011Ω，近似斷路，液晶像素上不能施

加電壓，不能顯示。當(dāng)柵極G與源極S被同步選通時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管TFT被打開，此時(shí)Ron的值為1.47×106Ω左右，顯示像素被信號(hào)寫入。4.3.4TFT液晶顯示系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)原理

1．驅(qū)動(dòng)原理

圖4-19是液晶顯示屏驅(qū)動(dòng)模型圖，圖4-20是它的等效電路。由圖4-20可知：每一個(gè)TFT與像素電極代表一個(gè)顯示點(diǎn)，而一個(gè)像素需要三個(gè)這樣的點(diǎn)（分別代表R、G、B三基色）。圖4-19液晶顯示屏驅(qū)動(dòng)模型圖圖4-20液晶顯示屏驅(qū)動(dòng)等效電路假如顯示屏的分辨率為1024×768，則需要1024×768×3個(gè)這樣的點(diǎn)組合而成。此時(shí)共需768條X電極，相當(dāng)于將屏幕切割成768行，每條X電極就是一行掃描線，它控制相應(yīng)行的TFT，所以X電極又稱掃描電極、控制電極、行電極等。而Y電極共需1024×3=3072條，相當(dāng)于將屏幕先切割成1024列，再將每列切割成3個(gè)子列，每

一條Y電極上都加有相應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)，所以Y電極又有信號(hào)電極、數(shù)據(jù)電極、列電極等稱呼。當(dāng)各條X電極依次加高電平脈沖時(shí)，連接在該X電極上的TFT全部被選通，因圖像數(shù)據(jù)信號(hào)同步加在Y電極上，則已經(jīng)導(dǎo)通的TFT會(huì)將信號(hào)電壓加到像素電極上（即加到液晶電容C上），該電壓決定像素的顯示灰度。各X電極每幀被依次選通一次，而Y電極每行都要被選通。若LCD顯示器的刷新頻率（相當(dāng)于CRT顯示器的場(chǎng)頻）為60Hz，則每一個(gè)畫面的顯示時(shí)間為1/60≈16.67ms。圖4-21是TFT驅(qū)動(dòng)時(shí)序及波形，Ug為柵極掃描信號(hào)，ULD為源極數(shù)據(jù)信號(hào)。當(dāng)柵極掃描信號(hào)為高電平時(shí)，TFT導(dǎo)通，此時(shí)，源極信號(hào)電壓ULD經(jīng)TFT加到像素電極（液晶電容C)上。當(dāng)Ug消失后，液晶電容C上的電壓將保持較長(zhǎng)的時(shí)間，直至下一個(gè)掃描高電平到來(lái)，液晶電容C上的電壓才改變，由于液晶電容C具有保存電荷的特點(diǎn)，故液晶顯示屏顯示的圖像相當(dāng)穩(wěn)定，無(wú)閃爍感和拖尾感。圖4-21TFT驅(qū)動(dòng)時(shí)序及波形

2．驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)

圖4-22是一個(gè)1024×768分辨率的液晶顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖，由圖4-22可知，X驅(qū)動(dòng)器（又稱掃描驅(qū)動(dòng)器、控制線驅(qū)動(dòng)器、行驅(qū)動(dòng)器、水平驅(qū)動(dòng)器、柵極驅(qū)動(dòng)器等）由768位移位寄存器和768位緩沖驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成。它共有768條驅(qū)動(dòng)線，分別連接顯示屏的768條X電極，這768條驅(qū)動(dòng)線依次輸出高電平脈沖，依次從上至下對(duì)X電極進(jìn)行掃描，對(duì)每條X電極掃描的時(shí)間就是一個(gè)行周期，從上至下完成一次掃描所需的時(shí)間便是一個(gè)場(chǎng)周期。若刷新頻率（場(chǎng)頻）為60Hz，則場(chǎng)周期約為16.67ms,行周期約為21.7μs。圖4-22液晶顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)示意圖

Y驅(qū)動(dòng)器（又稱數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器、列驅(qū)動(dòng)器、垂直驅(qū)動(dòng)器等）由移位寄存器、鎖存器及D/A變換器等構(gòu)成。它共有1024×3=3072條驅(qū)動(dòng)線（每個(gè)像素有R、G、B三個(gè)子像素），分別連接顯示屏的3072條Y電極。因每種基色像素灰度的分辨率一般為8bit，故共需3×8=24條RGB數(shù)據(jù)線來(lái)同時(shí)傳送R、G、B三基色數(shù)據(jù)信號(hào)。在時(shí)鐘脈沖CLK的驅(qū)動(dòng)下，每時(shí)鐘周期傳送1個(gè)像素的灰度數(shù)據(jù)（24bit)進(jìn)入移位寄存器。在一個(gè)行周期里，一行像素?cái)?shù)據(jù)全部傳送完畢，并進(jìn)入鎖存器，移位寄存器又開始下一行周期的數(shù)據(jù)傳送。與此同時(shí)，鎖存器中的數(shù)據(jù)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換，變成模擬電壓（嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是脈沖電壓）加在各Y電極上，從而完成顯示。

3．模擬信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路

圖4-23所示是模擬式液晶顯示系統(tǒng)方框圖。液晶顯示板采用薄膜晶體顯示板。視頻圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器和緩沖器形成模擬驅(qū)動(dòng)信號(hào)，送到驅(qū)動(dòng)TFT液晶板的取樣保持電路，取樣保持電路的輸出作為源極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，送到液晶板的柵極驅(qū)動(dòng)集成電路（IC)。圖4-23模擬式液晶顯示系統(tǒng)方框圖

4．?dāng)?shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路

圖4-24所示是數(shù)字式液晶顯示系統(tǒng)的電路方框圖。從圖4-24中可見，此系統(tǒng)需要將視頻信號(hào)變成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)再送到顯示系統(tǒng)，或者直接送入數(shù)字視頻信號(hào)。作為源極驅(qū)動(dòng)的數(shù)字信號(hào)先送到數(shù)據(jù)鎖存電路，再經(jīng)D/A變換器變成驅(qū)動(dòng)液晶板的源極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，同步和掃描電路與模擬方式相同。圖4-24數(shù)字式液晶顯示系統(tǒng)的電路方框圖

5．TFT-LCD的反轉(zhuǎn)方式驅(qū)動(dòng)原理

圖4-25所示就是液晶面板各種不同極性的變換方式,雖然有這么多種的轉(zhuǎn)換方式,但它們有一個(gè)共同點(diǎn),都是在下一次更換畫面數(shù)據(jù)的時(shí)候來(lái)改變極性。圖4-25四種反轉(zhuǎn)方式(a)幀反轉(zhuǎn)；(b)行極性反轉(zhuǎn)；(c)列極性反轉(zhuǎn)；(d)點(diǎn)反轉(zhuǎn)方式圖4-25(a)是幀反轉(zhuǎn)方式，如果整個(gè)顯示在第一幀被正電壓刷新，則第二幀被負(fù)電壓刷新。

圖4-25(b)是行極性反轉(zhuǎn)，在一幀圖像內(nèi)，如果奇數(shù)行加正電壓，則偶數(shù)行加負(fù)電壓。在下一幀信號(hào)輸入時(shí)，奇偶行的電壓極性互換。

圖4-25(c)是列極性反轉(zhuǎn)，極性變換同行反轉(zhuǎn)類似。

圖4-25(d)是點(diǎn)反轉(zhuǎn)方式，相鄰像素點(diǎn)的電壓極性相反。

6.TFT液晶顯示屏的組成

圖4-26所示是液晶屏的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖4-27是液晶屏內(nèi)部電路框圖（液晶屏分辨率為1024×RGB×768）。圖4-26TFT液晶屏的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖圖4-27TFT液晶屏內(nèi)部電路框圖

7.TFT液晶顯示屏圖像的顯示原理

由主板電路來(lái)的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)液晶屏TCON處理后，分離出行驅(qū)動(dòng)信號(hào)和列驅(qū)動(dòng)信號(hào)，再分別送到液晶顯示屏的行、列電極，驅(qū)動(dòng)液晶顯示屏顯示出圖像。分辨率為1024×768的顯示屏，共需要1024×3×768個(gè)點(diǎn)來(lái)顯示一個(gè)畫面。圖4-28所示為1024×3×768液晶顯示屏驅(qū)動(dòng)框圖。圖4-281024×3×768液晶顯示屏驅(qū)動(dòng)框圖如果把一個(gè)液晶顯示屏平面分成X-Y軸，分辨率為1024×768的顯示屏，在X軸（水平方向）上會(huì)有1024×3＝3072列，由8個(gè)384路輸出的源極驅(qū)動(dòng)器（如EK7402）來(lái)驅(qū)動(dòng)；而在Y軸上，會(huì)有768行，由3個(gè)256路輸出的柵極驅(qū)動(dòng)器（如EK7309）來(lái)驅(qū)動(dòng)。在液晶顯示屏中，每個(gè)TFT管的柵極連接至水平方向的掃描線，源極連接至垂直方向的數(shù)據(jù)線，而漏極連接至液晶像素電極和存儲(chǔ)電容。

依次將整個(gè)畫面的視頻信號(hào)寫入，再自第一條重新寫入，此重復(fù)的頻率稱為幀頻（刷新率），一般為60～70Hz。圖4-29為1幀柵極掃描信號(hào)的波形圖。圖4-29幀柵極掃描信號(hào)波形圖如前所述，對(duì)于1024×768分辨率的液晶顯示屏來(lái)說(shuō)，有768行和1024×3＝3072列。由于畫面的組成為768行的柵極走線，所以分配給每一條柵極走線的開關(guān)時(shí)間約為16.67ms／768≈21.7μs。因此，在柵極驅(qū)動(dòng)器送出的波形中，是一個(gè)接著一個(gè)寬度約為21.7μs的脈沖波，依次導(dǎo)通每一行的TFT管，而源極驅(qū)動(dòng)器則在這21.7μs的時(shí)間內(nèi)，經(jīng)由源極走線將顯示電極充放電到所需的電壓，便可顯示相對(duì)應(yīng)的圖像。

8.TFT液晶顯示屏色彩的顯示原理

TFT液晶顯示屏之所以能夠顯示出逼真的色彩，是由其內(nèi)部的彩色濾色片和TFT管共同協(xié)調(diào)工作完成的。彩色濾光片依據(jù)顏色分為紅、綠、藍(lán)三種，依次排列在玻璃基板上并與每一個(gè)像素單元的（R、G、B）三個(gè)子像素一一對(duì)應(yīng)。也就是說(shuō)，如果一個(gè)TFT顯示器最大支持1280×1024分辨率的話，那么至少需要1280×3×1024個(gè)子像素和晶體管。對(duì)于一個(gè)15英寸的TFT顯示器（1024×768）來(lái)說(shuō)，一個(gè)像素大約是0.0188英寸（相當(dāng)于0.30mm），對(duì)于18.1英寸的TFT顯示器而言（1280×1024），約是0.011英寸（相當(dāng)于0.28mm）。像素對(duì)于顯示器是有決定意義的，每個(gè)像素越小顯示器可能達(dá)到的最大分辨率就會(huì)越大。不過(guò)由于晶體管物理特性的限制，目前TFT每個(gè)像素的大小基本就是0.0117英寸（0.297mm），所以對(duì)于15英寸的顯示器來(lái)說(shuō)，分辨率最大只有1280×1024。圖4-30是液晶屏上一組三基色像素的示意圖。圖4-30一組三基色像素的示意圖從圖4-30中可以看出，在t時(shí)刻，R、G、B三基色像素從源極驅(qū)動(dòng)器輸出，加到源極驅(qū)動(dòng)電極n－1、n、n+1上，即各TFT管的源極S上，而此時(shí)（即在t時(shí)刻），柵極驅(qū)動(dòng)器輸出的行驅(qū)動(dòng)脈沖只出現(xiàn)在第m行。因此，第m行的所有TFT管導(dǎo)通，于是，R、G、B驅(qū)動(dòng)電壓U1、U2、U3分別通過(guò)第m行導(dǎo)通的TFT管加到漏電極像素電極上，故R、G、B三基色像素單元透光，送到彩色濾色片上，經(jīng)混色后顯示一個(gè)白色像素點(diǎn)。圖4-31所示為顯示三個(gè)連續(xù)的白色像素點(diǎn)的示意圖。顯示的工作過(guò)程與前述類似，即在t1時(shí)刻，第m－1行的TFT管導(dǎo)通，于是在第m－1行的對(duì)應(yīng)列處顯示一個(gè)白色像素點(diǎn)；在t2時(shí)刻，第m行的TFT管導(dǎo)通，于是在第m行的對(duì)應(yīng)列處顯示一個(gè)白色像素點(diǎn)；在t3時(shí)刻，第m+1行的TFT管導(dǎo)通，于是在第m+1行的對(duì)應(yīng)列處顯示一個(gè)白色像素點(diǎn)；由于t1、t2、t3之間的時(shí)間間隔很短。圖4-31顯示三個(gè)連續(xù)的白色像素點(diǎn)的示意圖從上面介紹的R、G、B三基色像素的驅(qū)動(dòng)電壓波形可以看出，相鄰的兩點(diǎn)加上的是極性相反、幅度相等的交流電壓，也就是說(shuō)，圖4-31中R、G、B源極驅(qū)動(dòng)電壓是逐點(diǎn)倒相的，因此這種極性變換方式稱為“逐點(diǎn)倒相法”。

9.TFT液晶顯示器控制電路的基本組成

液晶彩色顯示器沒(méi)有CRT彩色電視機(jī)中的圖像高中頻電路、伴音電路、色度電路、同步分離電路等，它主要由液晶板加上相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)板（也稱主板，注意不是液晶面板內(nèi)的行列驅(qū)動(dòng)電路）、電源板、高壓板、按鍵控制板等組成。圖4-32所示是液晶顯示器的控制電路組成框圖。圖4-32液晶顯示器的控制電路組成框圖

1）電源部分

液晶顯示器的電源電路分為開關(guān)電源和DC／DC變換器兩部分。其中，開關(guān)電源是一種AC／DC變換器，其作用是將市電交流220V或110V（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）轉(zhuǎn)換成12V直流電源（有些機(jī)型為14V、18V、24V或28V），供給DC／DC變換器和高壓板電路；DC／DC直流變換器用以將開關(guān)電源產(chǎn)生的直流電壓（如12V）轉(zhuǎn)換成5V、3.3V、2.5V等電壓，供給驅(qū)動(dòng)板和液晶面板等使用。

2）驅(qū)動(dòng)板（主板）部分

（1）輸入接口電路。液晶顯示器一般設(shè)有傳輸模擬信號(hào)的VGA接口（D-Sub接口）和傳輸數(shù)字信號(hào)的DVI接口。其中，VGA接口用來(lái)接收主機(jī)顯卡輸出的模擬R、G、B和行場(chǎng)同步信號(hào)；DVI接口用于接收主機(jī)顯卡TMDS（最小化傳輸差分信號(hào)）發(fā)送器輸出的TMDS數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)，接收到的TMDS信號(hào)需要經(jīng)過(guò)液晶顯示器內(nèi)部的TMDS接收器解碼，才能加到Scaler電路中，不過(guò)現(xiàn)在很多TMDS接收器都被集成在Scaler芯片中。（2）A／D轉(zhuǎn)換電路。A／D轉(zhuǎn)換電路即模／數(shù)轉(zhuǎn)換器，用以將VGA接口輸出的模擬R、G、B信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后送到Scaler電路進(jìn)行處理。

早期的液晶顯示器，一般單獨(dú)設(shè)立一塊A／D轉(zhuǎn)換芯片（如AD9883、AD9884等），現(xiàn)在生產(chǎn)的液晶顯示器，大多已將A／D轉(zhuǎn)換電路集成在Scaler芯片中。（3）時(shí)鐘發(fā)生器（PLL鎖相環(huán)電路）。時(shí)鐘產(chǎn)生電路接收行同步、場(chǎng)同步和外部晶振時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，一方面送到A／D轉(zhuǎn)換電路，作為取樣時(shí)鐘信號(hào)；另一方面送到Scaler電路進(jìn)行處理，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)LCD屏的像素時(shí)鐘。（4）Scaler電路。Scaler電路的名稱較多，有圖像縮放電路、主控電路、圖像控制器等。Scaler電路的核心是一塊大規(guī)模集成電路，稱為Scaler芯片，其作用是對(duì)A／D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)或TMDS接收器輸出的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行縮放、畫質(zhì)增強(qiáng)等處理，再經(jīng)輸出接口電路送至液晶面板，最后由液晶面板的時(shí)序控制IC（TCON）將信號(hào)傳輸至面板上的行列驅(qū)動(dòng)IC。（5）微控制器電路。微控制器電路主要包括MCU（微控制器）、存儲(chǔ)器等，其中，MCU用來(lái)對(duì)顯示器按鍵信息（如亮度調(diào)節(jié)、位置調(diào)節(jié)等）和顯示器本身的狀態(tài)控制信息（如無(wú)輸入信號(hào)識(shí)別、上電自檢、各種省電節(jié)能模式轉(zhuǎn)換等）進(jìn)行控制和處理，以完成指定的功能操作。（6）輸出接口電路。驅(qū)動(dòng)板與液晶面板的接口電路有多種，常用的主要有以下幾種：

第一種是并行總線TTL接口，用來(lái)驅(qū)動(dòng)TTL液晶屏。根據(jù)不同的面板分辨率，TTL接口又分為48位或24位并行數(shù)字顯示信號(hào)。

第二種接口是現(xiàn)在十分流行的低壓差分LVDS接口，用來(lái)驅(qū)動(dòng)LVDS液晶屏。與TTL接口相比，串行接口有更高的傳輸率、更低的電磁輻射和電磁干擾，并且需要的數(shù)據(jù)傳輸線也比并行接口少很多。所以，從技術(shù)和成本的角度，LVDS接口都比TTL接口好。需要說(shuō)明的是，凡是具有LVDS接口的液晶顯示器，在主板上一般需要一塊LVDS發(fā)送芯片（有些可能集成在Scaler芯片中），同時(shí)在液晶面板中應(yīng)有一塊LVDS接收器。第三種是RSDS（低振幅信號(hào)）接口，用來(lái)驅(qū)動(dòng)RSDS液晶屏。采用RSDS接口，可大大減少輻射強(qiáng)度，更加健康環(huán)保，并可增強(qiáng)EMI抗干擾能力，使畫面質(zhì)量更加清晰穩(wěn)定。

3)按鍵板部分

按鍵電路安裝在按鍵控制板上，另外，指示燈一般也安裝在按鍵控制板上。按鍵電路的作用就是控制電路通與斷，當(dāng)按下開關(guān)時(shí)，按鍵電子開關(guān)接通；手松開后，按鍵電子開關(guān)斷開。按鍵開關(guān)輸出的開關(guān)信號(hào)送到驅(qū)動(dòng)板上的MCU中，由MCU識(shí)別后，輸出控制信號(hào)去控制相關(guān)電路完成相應(yīng)的操作和動(dòng)作。

4)高壓板部分

高壓板俗稱高壓條（因?yàn)殡娐钒逡话爿^長(zhǎng)，且為條狀形式），有時(shí)也稱為逆變電路或逆變器，其作用是將電源輸出的低壓直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橐壕О逅璧母哳l600V以上的高壓交流電，點(diǎn)亮液晶面板上的背光燈。

高壓板主要有兩種安裝形式：①專設(shè)一塊電路板；②和開關(guān)電源電路安裝在一起（開關(guān)電源采用機(jī)內(nèi)型）。

5)液晶面板（Panel）部分

液晶面板是液晶顯示器的核心部件，主要包含液晶屏、LVDS接收器（可選，LVDS液晶屏有該電路）、驅(qū)動(dòng)IC電路（包含源極驅(qū)動(dòng)IC與柵極驅(qū)動(dòng)IC）、時(shí)序控制IC（TCON）和背光源。最后需要強(qiáng)調(diào)的是，液晶顯示器的電路結(jié)構(gòu)和彩電、CRT顯示器彩顯一樣，經(jīng)歷了從多片集成電路—單片集成電路—超級(jí)單片的發(fā)展過(guò)程。例如，早期的液晶顯示器、A／D轉(zhuǎn)換、時(shí)鐘發(fā)生器、Scaler和MCU電路均采用獨(dú)立的集成電路；現(xiàn)在生產(chǎn)的液晶顯示器，則大多將A／D轉(zhuǎn)換、TMDS接收器、時(shí)鐘發(fā)生器、Scaler、OSD、LVDS發(fā)送器集成在一起，有的甚至將MCU電路、TCON、RSDS等電路也集成進(jìn)來(lái)，成為一片真正的“超級(jí)芯片”。

10．常用液晶顯示器控制電路舉例

下面以三星173B液晶顯示器為例，簡(jiǎn)單說(shuō)明液晶顯示器控制電路的各個(gè)組成部分的原理和工作過(guò)程。三星173B液晶顯示器是由三星公司2004年生產(chǎn)的一種17英寸顯示器，其主要電路組成如圖4-33所示。圖4-33三星173B液晶顯示器主要電路組成從圖4-33中可以看出，三星173B液晶顯示器主要由主控芯片IC201（ADE3700SX）、微控制器IC202（NT68F63L）、EEPROM存儲(chǔ)器IC203（M24C08）、LVDS發(fā)送器IC301（EL-LY385）、IC302（EL-LV385）以及按鍵控制板、外接電源適配器、DC／DC變換器、高壓板、液晶面板等部分組成（各部分功能前面有詳細(xì)介紹）。由VGA接口輸入的模擬RGB三基色信號(hào)和行、場(chǎng)同步信號(hào)加到Scaler電路IC201，在IC201內(nèi)部要進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，將模擬的RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送到IC201內(nèi)部圖像縮放電路，將接收到的其他模式信號(hào)轉(zhuǎn)換成液晶屏所固有的顯示分辨率，再經(jīng)IC201內(nèi)部色彩和亮度對(duì)比度處理后，從IC201輸出奇偶雙路RGB并行數(shù)字信號(hào)，送到LVDS發(fā)送器IC301、IC302，轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)流，再送到液晶面板電路、驅(qū)動(dòng)液晶屏顯示圖像。

4.4液晶顯示的背照光源

4.4.1液晶顯示背照光源分類

常用的背照明光源分類如表4-1所示。4.4.2常用背照光源技術(shù)簡(jiǎn)介

1.冷陰極熒光燈管

傳統(tǒng)的液晶顯示器都是采用CCFL背光，如圖4-34所示。CCFL的物理結(jié)構(gòu)是在一玻璃管內(nèi)封入隋性氣體Ne+Ar混合氣體，其中含有微量水銀蒸氣，并于玻璃內(nèi)壁涂布螢光粉。圖4-34CCFL(冷陰極熒光燈管)

CCFL的背光設(shè)計(jì)主要有兩種：“側(cè)入式”與“直落式”，不過(guò)側(cè)入式因光導(dǎo)設(shè)計(jì)使得光折損率較高，進(jìn)而讓背光亮度受限，面板尺寸越大，亮度就越低，僅適合8～15英寸的TFT-LCD面板，也就是Laptop、Desktop等供個(gè)人觀賞之用，但在居家觀賞的LCD-TV大尺寸上面時(shí)，側(cè)入式的亮度將難以滿足，取而代之的是直落式。直落式CCFL背光僅適合用在30英寸左右的中型尺寸LCD-TV上，不適合用在更大面積的設(shè)計(jì)上。同時(shí)，CCFL是運(yùn)用水銀氣體放電來(lái)產(chǎn)生照明，雖然目前歐盟訂立的RoHS規(guī)范，只要對(duì)“水銀”劑量在標(biāo)準(zhǔn)以下仍可接受，但無(wú)人能保證日后可能將標(biāo)準(zhǔn)提高至零含量，屆時(shí)CCFL將無(wú)法使用，或必須改成無(wú)汞式CCFL。直落式CCFL也有其缺點(diǎn)。為了提升畫面亮度，必須增加光管數(shù)目，光管過(guò)密排置的結(jié)果將不利于散熱，既然左右相間的距離空間縮減，只好從厚度層面來(lái)增加散熱空間，然而厚度增加等于部分抵損LCD-TV的優(yōu)點(diǎn)——輕薄。由于冷陰極熒光燈不是平面光源，因此為了實(shí)現(xiàn)背光源均勻的亮度輸出，LCD的背光模組還要搭配擴(kuò)散片、導(dǎo)光板、反射板等眾多輔助器件。與此同時(shí)，由于CCFL背光源必須包含擴(kuò)散板、反射板等復(fù)雜的光學(xué)器件，因此LCD的體積無(wú)法再進(jìn)一步縮小。在功耗方面，采用CCFL作為背光源的LCD也無(wú)法令人滿意，14英寸LCD的CCFL背光源往往需要消耗20W甚至更多的電能，這對(duì)筆記本電腦和便攜設(shè)備來(lái)說(shuō)，它們的續(xù)航能力將經(jīng)受重大的考驗(yàn)。

2.電致發(fā)光(ElectroLuminescent)

電致發(fā)光現(xiàn)象在1936年由G．DESTRIAU首次發(fā)現(xiàn)，并在1947年發(fā)明了導(dǎo)電玻璃后首次被用于制作照明用面光源，但由于材料的限制，沒(méi)有得到更廣泛的應(yīng)用。直到20世紀(jì)60年代，該項(xiàng)技術(shù)才得到突破，在20世紀(jì)70年代，作為背光源得到迅速的發(fā)展，使之成為繼ＬＣＤ、ＰＤＰ顯示方式之后為人們期待的一種理想的平板顯示器件。電致發(fā)光是通過(guò)加在兩電極的電壓產(chǎn)生電場(chǎng)，被電場(chǎng)激發(fā)的電子碰擊發(fā)光中心，引致電子解級(jí)的躍進(jìn)、變化、復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的一種物理現(xiàn)象，又可稱電場(chǎng)發(fā)光，簡(jiǎn)稱EL。利用電致發(fā)光原理制作成電致發(fā)光板，電致發(fā)光板是一種發(fā)光器件，簡(jiǎn)稱冷光片、EL燈、EL發(fā)光片或EL冷光片，它由背面電極層、絕緣層、發(fā)光層、透明電極層和表面保護(hù)膜組成，利用發(fā)光材料在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生光的特性，將電能轉(zhuǎn)換為光能。

3．發(fā)光二極管（LightEmittingDiode，LED）

相比CCFL背光技術(shù)而言，LED有許多優(yōu)點(diǎn)，首先是固體式電子照明，對(duì)沖撞的抗受性高于CCFL，且沒(méi)有汞氣體的環(huán)保法規(guī)顧慮，沒(méi)有UV紫外線外泄顧慮，同時(shí)在色彩飽和度及壽命上都超越CCFL。

LED背光也有其缺點(diǎn)，首先是發(fā)光效率，以相同的用電而言，LED并不及CCFL，因此散熱問(wèn)題會(huì)比CCFL嚴(yán)重，其次LED屬點(diǎn)型光源，與CCFL的線型光源相比較更難控制光均性。LED的發(fā)光效率還在提升中，目前已可達(dá)100lm/W以上，因此色彩飽和度可以更佳，讓背光的LED排置更寬松，進(jìn)而讓用電和散熱問(wèn)題獲得舒緩，且制造良品率持續(xù)進(jìn)步、成熟后，嚴(yán)選光亮特性一致的LED的成本也會(huì)降低。4.5液晶電視技術(shù)

4.5.1液晶電視的原理和工作過(guò)程

如圖4-35所示是典型的液晶電視整機(jī)原理框圖。其工作原理和過(guò)程如下：RF電視信號(hào)、CVBS復(fù)合電視信號(hào)、S-Video信號(hào)、色差分量信號(hào)等經(jīng)模擬電視信號(hào)處理模塊處理后，形成模擬Y、U、V(或R、G、B)信號(hào)及行場(chǎng)同步信號(hào)給模擬信號(hào)／數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，成為

24位數(shù)字Y、U、V(或R、G、B)信號(hào)。該信號(hào)再經(jīng)隔行／逐行轉(zhuǎn)換處理，形成標(biāo)準(zhǔn)逐行格式

的數(shù)字Y、U、V(或R、G、B)信號(hào)，從VGA接口輸入的AGA視頻信號(hào)，經(jīng)模擬／數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成24位VGA視頻信號(hào)供LCD圖像信號(hào)處理模塊用。從DVI接口輸入的VGA視頻信號(hào)，經(jīng)DVI串行／并行轉(zhuǎn)換后，形成24位(或48位)并行數(shù)字視頻信號(hào)，供LCD圖像信號(hào)處理模塊用。同時(shí)，經(jīng)隔行／逐行轉(zhuǎn)換后形成的逐行格式的數(shù)字Y、U、V(或R、G、B)信號(hào)也輸入LCD圖像信號(hào)處理模塊。圖4-35液晶電視的電路結(jié)構(gòu)4.5.2常見液晶電視實(shí)例

1．長(zhǎng)虹LS10機(jī)芯液晶彩電的基本結(jié)構(gòu)和電路組成

長(zhǎng)虹LS10機(jī)芯液晶彩電是長(zhǎng)虹公司2006年推出的一款平板機(jī)芯產(chǎn)品，它的代表機(jī)型有LT3712、LT3212、LT3288、LT3788、LT4288、LT4028、LT3219P、LT3719P、LT4019P等。長(zhǎng)虹LS10機(jī)芯液晶電視從電路組成上看主要由穩(wěn)壓電路、射頻電路、數(shù)字視頻處理電路、功率放大電路、模擬視頻電路、系統(tǒng)控制電路及鍵控電路組成，整機(jī)電路組成框圖如圖4-36所示。圖4-36LS10機(jī)芯液晶電視整機(jī)電路組成框圖長(zhǎng)虹LS10機(jī)芯液晶電視從結(jié)構(gòu)上看主要由TV板、側(cè)AV板、遙控接收板、K板和主板組成，各組件功能說(shuō)明如表4-2所示。

2．長(zhǎng)虹LS10機(jī)芯液晶彩電的工作原理

1）高、中頻信號(hào)處理電路

長(zhǎng)虹LS10機(jī)芯具有雙畫面顯示功能，主高頻調(diào)諧器型號(hào)為TMD4-C22IP1RW（U602），副高頻調(diào)諧器型號(hào)為TMD4-C22IP2RW（U601），兩者安裝在TV板上，由天線接收下來(lái)的射頻電視信號(hào)首先輸入到TV板的功率分配器。經(jīng)隔離放大后分為兩路：一路送到主高頻調(diào)諧器TMD4-C22IP1RW（U602），經(jīng)調(diào)諧選臺(tái)、高頻放大、變頻和解調(diào)，從高頻調(diào)諧器U602的（18）腳輸出復(fù)合視頻信號(hào)（MTV），并通過(guò)接插件JP504的（3）腳送到主板上的主畫面視頻解碼器U401（SAA7117HE）的（31）腳進(jìn)行視頻處理。同時(shí)，U602（20）腳輸出音頻信號(hào)MTV-L、MTV-R，經(jīng)接插件JP504的（5）腳、（1）腳送至主板上的音頻切換開關(guān)電路。功率分配器輸出的另一路射頻電視信號(hào)送到副高頻TMD4-C22IP2RW（U601），經(jīng)內(nèi)部調(diào)諧選臺(tái)、高頻放大、變頻和解調(diào)等處理，從其（18）腳輸出復(fù)合視頻信號(hào)（PTV)，經(jīng)接插件JP511的（2）腳送到主板上的副畫面視頻解碼器U403（SAA7115HE）的（12）腳進(jìn)行視頻處理。副高頻U601沒(méi)有音頻信號(hào)輸出。

2）伴音信號(hào)處理電路

長(zhǎng)虹LS10機(jī)芯伴音信號(hào)處理電路由數(shù)字音頻解碼器U208（M4334J）、音頻切換開關(guān)U114(74HC4052)、音頻處理電路U700（NJW1142）、主聲道音頻功率放大電路U703（PT2330）、耳機(jī)音頻功放U603（TPA6110A2）組成，如圖4-37所示。圖4-37伴音信號(hào)處理電路（1）音頻信號(hào)的輸入。LS10機(jī)芯有六種音頻信號(hào)輸入情況，分別如下：

TV音頻信號(hào)輸入：TV音頻信號(hào)MTV-L、MTV-R直接由主調(diào)諧器U602的（20）腳輸出，分別送至主板上的音頻處理電路U700（NJW1142）的（4）、（27）腳；AV1音頻信號(hào)輸入：AV1音頻信號(hào)AV1Lin和AV1Rin從插孔輸入，分別送至主板上的音頻處理電路U700（NJW1142）的（1）、（30）腳；

AV2音頻信號(hào)輸入：AV2音頻信號(hào)AV2Lin和AV2Rin從AV板輸入，經(jīng)接插件J2-JP104分別送至開關(guān)電路U114（74HC4052）的（5）、（14）腳；

PC音頻信號(hào)輸入：計(jì)算機(jī)輸出的音頻信號(hào)PCRin、PCLin從插座JP102輸入，分別送至開關(guān)電路U114（74HC4052）的（2）、（15）腳。

YPbPr音頻信號(hào)輸入：在接收高清分量信號(hào)時(shí)，其對(duì)應(yīng)的音頻信號(hào)HDRin、HDLin從插孔JPY401、JPY402輸入，分別送至開關(guān)電路U114（74HC4052）的（4）、（11）腳；數(shù)字音頻信號(hào)輸入：在接收數(shù)字音視頻信號(hào)HDMI時(shí)，HDMI的信號(hào)經(jīng)接插件JP103輸入到U105（MST5151）中將數(shù)字音頻分量分離出來(lái)，從U105（188）～（191）腳輸出的音頻數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)，送入到U201（M4334J）進(jìn)行音頻解碼，還原出兩路音頻信號(hào)HDMIRin和HDMILin由(5)腳和(8)腳分別輸出，送到開關(guān)電路U114（74HC4052）的（1）、（12）腳。（2）音頻信號(hào)的選擇和處理。

從圖4-37可知，AV2音頻信號(hào)、PC音頻信號(hào)、YPbPr音頻信號(hào)和數(shù)字音頻信號(hào)，都先送入開關(guān)電路U114（74HC4052），經(jīng)選擇后，從其（3）腳輸出GP2Rout，從（13）腳輸出GP2Lout，分別經(jīng)射極輸出器Q102、Q103后，送入U(xiǎn)700（NJW1142）的（28）、（3）腳。該

組音頻信號(hào)又與TV音頻信號(hào)、AV1音頻信號(hào)在音頻處理電路U700（NJW1142）中再次選擇，取出其中一路，進(jìn)行AGC控制、音量控制、音調(diào)控制、平衡控制、靜音控制和仿立體聲效果控制后輸出。（3）音頻信號(hào)的輸出和功率放大。音頻處理電路U700（NJW1142）有三路輸出。

第一路是從U700的（5）、（26）腳輸出的左右聲道信號(hào)AVLout和AVRout經(jīng)射極輸出器Q501、Q502緩沖后，從插孔JP510輸出，供監(jiān)視器使用。第二路是音頻信號(hào)PLout和PRout，它們從U700的（10）腳和（21）腳輸出，送入U(xiǎn)603的（8）、（4）腳，經(jīng)U603放大后供耳機(jī)使用。

第三路是音頻信號(hào)APLout和APRout，它們從U700的（9）腳和（22）腳輸出，輸入到D類功率放大器U703（TA2024/PT2330）的（28）、（10）腳，經(jīng)U703功率放大，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。

3）視頻信號(hào)處理電路

長(zhǎng)虹LS10機(jī)芯視頻信號(hào)處理電路由主畫面視頻解碼電路U401（SAA7117A）、子畫面視頻解碼器U403(SAA7115)、數(shù)字視頻處理電路U105（MST5151A）、幀存儲(chǔ)器U200（K4D263238F-QC50）、液晶顯示屏等組成，如圖4-38所示。圖4-38長(zhǎng)虹LS10機(jī)芯視頻信號(hào)處理電路組成框圖（1）主畫面視頻解碼電路。主畫面視頻解碼電路由U401（SAA7117A）組成，由圖4-38可知，它共有三組信號(hào)輸入。主高頻調(diào)諧器輸出的視頻全電視信號(hào)MTVVin，經(jīng)接插件JP504送入SAA7117A（31）腳。AV1的視頻信號(hào)中的AV1V或S端子的亮度信號(hào)AV1V/Y，經(jīng)