液晶电视机的工作原理简介

液晶电视机接收天线或有线电视接口送来的射频信号或外接接口等输送的音、视频数字信号，经过内部功能电路处理后，形成用以控制液晶屏显示图像的数字图像信号和音频信号。数字图像信号通过显示屏驱动电路在液晶屏上显示出动态图像，而音频信号则经音频信号处理电路后驱动扬声器发声。

液晶显示屏是液晶电视机上特有的显示部件。该部分主要由液晶显示板、显示屏驱动电路和背部光源组件构成，如图3-16所示。目前，常见的液晶显示屏驱动方式，是采用有源开关的方式来对各个像素进行独立的精确控制，以实现更精细的显示效果。

图3-16 液晶显示屏的结构

图3-17所示为液晶电视机的显示原理。TFT（Thin Film Transistor，薄膜晶体管）上下各有一片与偏振方向垂直的偏光板（表层偏光板和底层偏光板）。背光光源组件发出的光先通过底层偏光板，形成偏振光后通过液晶层。液晶层内的液晶分子的旋转角度，决定了光通过液晶分子后的偏振方向。再经过彩色滤光片产生红、绿、蓝三色光，最后通过表层偏光板。由光的偏振方向与偏光板的偏振方向之间的夹角，决定了三色光输出的强弱，从而形成不同的颜色，而不同颜色之间的组合，最终形成了整幅图像。

图3-18所示为液晶显示板的剖面图。在液晶板的背部设有光源，光透过液晶层形成光图像。液晶层的不同部位的透光性随图像信号的规律变化，从而可以看到活动的图像。

1.液晶显示板的透光原理

液晶板是由多个不同功能的板状材料叠压制成的，而液晶层中每个像素都是由R、G、B三基色组成。液晶分子在外部电场的作用下改变排列状态，来改变每个像素单元的透光性，从而使每个像素单元显示的颜色不同。

液晶屏的透光性与屏两侧的偏光板有关。光线是由一系列光波构成，这些光波沿着与传播方向呈90°的方向发生振动。也就是说，一束光是由沿着不同平面振动的光波组成。而液晶显示板中所使用的偏光板，仅可以沿着特定的平面过滤光波。当入射光的振动方向与偏光板的方向一致时，光可以穿过偏光板，如果偏光板的方向与入射光的方向不同时，会阻断光的通过，如图3-19所示。

2.液晶显示板的显色原理

在液晶层的前面，设计有R、G、B栅条组成的彩色滤光片，光穿过R、G、B栅条，就可以看到彩色光，如图3-20所示。在每个像素单元中，都是由TFT对液晶分子的排列进行控制，从而改变透光性，使每个像素都显示不同的颜色。

图3-17 液晶电视机的显示原理

图3-18 液晶显示板的剖面图

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图3-19 光线经偏光板后的传播

由于每个像素单元的尺寸很小，从远处看就是由R、G、B合成的颜色，与显像管R、G、B栅条合成的彩色效果是相同的。液晶层设在光源和彩色滤光片之间，每秒液晶层的变化与图像画面同步。

图3-20 液晶屏的显色原理

每个像素单元中设有一个为像素单元提供控制电压的场效应晶体管。由于它制成薄膜型紧贴在下面的基板上，因而被称为薄膜晶体管。每个像素单元薄膜晶体管栅极的控制信号是由横向设置的X轴提供的。X轴提供的是扫描信号，Y轴为薄膜晶体管提供驱动信号。驱动信号是数字图像信号经处理后形成的。图3-21所示为液晶层的内部电路结构图。

图3-21 液晶层的内部电路结构图

驱动信号的电压加到场效应晶体管的源极，扫描脉冲加到栅极。当栅极上有正极性脉冲时，场效应晶体管导通，源极的图像数据电压便通过场效应晶体管加到与漏极相连的像素电极上，于是像素电极与公共电极之间的液晶便会受到Y轴图像电压的控制。如果栅极无脉冲，则场效应晶体管便是截止的，像素电极上无电压。图3-22所示为单个像素的驱动原理。

图3-22 单个像素的驱动原理

3.背部光源组件的工作原理

液晶屏的背部光源组件如图3-23所示。背光灯灯管所发的光是发散的，而反光板将光线全部反射到液晶屏一侧。光线经导光板后变成均匀的平行光线，再经过多层光扩散膜使光线更均匀、更柔和，最后照射到液晶上。

图3-23 液晶屏的背部光源组件的工作原理

当背光灯的两端加上700～1000V的交流电后，灯管内部的电子将会高速撞击电极，产生二次电子，水银受到电子撞击后产生波长为253.7nm的紫外光，紫外光激发涂在内壁上的荧光粉产生可见光。