第6章 显示器

计算机组装与维护教程(第3 版)刘瑞新主编机械工业出版社同名教材配套电子教案2006.1第6章显示器6.1 显示器的分类1．按工作原理分类按制造显示器的器件或工作原理来分，显示器有多种类型，目前市场上的显示器产品主要有两类：一为CRT（Cathode Ray Tube，阴极射线管）显示器；二是LCD （Liquid Crystal Display，液晶显示器）。

CRT显示器和LCD如图6-1所示。

2．按用途分类按照显示器的用途将CRT显示器分为4类：实用型、绘图型、专业型和多媒体型。

3．按屏幕尺寸分类显示器屏幕的尺寸一般以英寸为单位，按显示器的屏幕大小分为：9in（英寸，1in=2.54cm）、12in、14in、15in、17in、19in、21in等尺寸。

4．按显示色彩分类分为单色显示器和彩色显示器，单色显示器已经成为历史。

6.2 CRT显示器6.2.1 CRT显示器的分类1．按显像管的表面平坦度分类按照显像管表面平坦度的不同可分为：球面管、平面直角管、柱面管、真正平面管和视觉平面管。

2．按显像管的生产厂家分类虽然市场上真正CRT平面显示器品牌很多，但显像管的研制生产只有几家，所采用的显像管也只有几种，其中最主要的有：Sony的FDTrinitron （特丽珑）、三菱NF的Diamondtron（钻石珑）、三星的DynaFlat（丹娜）、LG的Flatron（未来窗）和不多见的中华管。

其中采用三星的DynaFlat（丹娜）显像管的显示器产品最多。

6.2.2 CRT显示器的结构CRT显示器的外部结构如图6-2所示，主要由外壳、显像管、控制面板、电源开关、信号电缆和电源插座组成。

6.2.3 CRT显示器的基本工作原理和类型1. CRT显示器的基本工作原理CRT主要是由电子枪、偏转线圈、荫罩或荫栅、荧光粉层和玻璃外壳五个大部分组成。

CRT显示器的显示原理是：显像管内部的电子枪（阴极）通电，发出电子束，经强度控制、聚焦和加速后变成细小的电子流，由偏转线圈控制电子的方向，穿过荫罩的小孔或荫栅并经荫罩或荫栅调正，然后高速轰击到荧光屏上的荧光粉，荧光粉被激活，就可以发出光来。

R、G、B三色荧光点被按不同强度的电子流点亮，就会产生各种色彩。

当一个图像被显示在屏幕上时，它是由无数小点组成的，它们被称为像素（pixel，picture element的缩写），像素描绘的是屏幕上的极小的一个点，它们可以被设置为不同的颜色和亮度。

每一个像素包含一个红色、绿色、蓝色的磷光体，如图6-3所示。

2. 显像管的类型(1) 荫罩式显像管（Shadow Mask）荫罩是一块刻有成千上万个孔的薄钢板。

荫罩孔的作用在于保证三个电子束共同穿过同一个荫罩孔，以激发荧光粉，使之发出红、绿、蓝三色光，如图6-4所示。

(2) 荫栅式显像管（Aperture Grille）荫栅式显像管的技术特点就是将荧光粉安排成跨越整个显示器屏幕的竖条状，将荫罩改为条状荫栅，如图6-5所示。

6.2.4 CRT显示器的主要参数1．显像管（1）球面屏幕（2）平面直角屏幕（FST）（3）柱面屏幕（4）真正平面屏幕（IFT）2．显像管的大小与可视尺寸显像管的实际尺寸是指四边形的对角线长度，一般用“英寸（in）”为单位。

市场上常见的显像管尺寸有：14in、15in、17in、19in、21in，其他尺寸不多见。

通常把显像管的尺寸称为显示器的尺寸。

3．点距根据显像管的制造技术，分为荫罩型和光栅型。

荫罩型主要用在17in以下，光栅型主要用在20in以上。

荫罩型和光栅型CRT的荫罩网和光栅网示意图如图6-6所示。

点距（Dot Pitch）指荫罩型显示器荫罩（位于显像管内）上孔洞间的距离，即荫罩（或荧光屏）上两个相邻的相同颜色磷光点之间的对角线距离，有的厂家为了和栅距比较，只标明水平点距。

栅距是光栅型显示器屏幕上，两个相邻的相同颜色光栅之间的距离。

点距的单位是毫米（mm），其示意图如图6-7所示。

4．最大分辨率最大分辨率（广告中称适用分辨率）取决于显示器在水平和垂直方式上最多可以显示点的数目——像素（pixel）。

分辨率（Resolution）以水平显示的像素个数×水平扫描线数表示。

5．最佳分辨率（建议分辨率、推荐分辨率）最佳分辨率（广告中称建议分辨率或推荐分辨率）是大多数显示器设计在85Hz下达到的最高工作效率。

6．刷新频率（Scanning frequency）（1）垂直刷新率（Vertical scanning frequency）显像管的电子束通过垂直扫描和水平扫描完成屏幕的重画，每完成一次垂直扫描就完成一个完整的屏幕刷新。

垂直刷新率，也称场频、扫描频率，指显示器在某一显示方式下，所能完成的每秒从上到下刷新的次数，单位是Hz。

垂直扫描频率越高，图像越稳定，闪烁感越小。

（2）水平刷新率（Horizontal scanning frequency）水平刷新率，又称行频，它表示显示器从左到右绘制一条水平线所用的时间，以kHz为单位。

水平和垂直刷新率及分辨率三者是相关的，只要知道了显示器及显卡能够提供的最高垂直刷新率，就可以算出水平刷新率的数值。

所以一般提到的刷新率通常指垂直刷新率。

7．带宽视频带宽（Bandwidth）指每秒钟电子枪扫描过的总像素数，等于“水平分辨率×垂直分辨率×场频（画面刷新次数）”。

8．扫描方式水平扫描有两种方法，即隔行扫描（Interlaced）和逐行扫描（Non-interlaced，非隔行扫描）。

隔行是指每隔一行显示一行，到底后再返回显示刚才未显示的行，而逐行是指顺序显示每一行。

9．控制方式(1) 模拟调节方式模拟调节方式调控的项目较少，显示器上一般有亮度、对比度、图像大小、位置等调节旋钮，如图6-8所示。

(2) 数控调节方式数控调节方式调控的项目较多，显示器上除有亮度、对比度、图像大小、位置等调节按钮外，还有梯形调整、手动消磁等按钮，如图6-9所示。

(3) OSD调节方式OSD（On Screen Display）调节方式有两种：早先的单键飞梭调节方式和现在流行的四按键调节方式，如图6-10所示。

10．显示器的辐射和环保标准MPR-II是由瑞典国家测量测试局制定的标准，其标志如图6-11所示。

它主要是对电子设备的电磁辐射程度等实行标准限制，包括电场、磁场和静电场强度三个参数。

现已被采纳为世界性显示器质量标准。

EPA（美国环保局）能源之星的标志如图6-12所示。

标有能源之星标志的电子设备符合EPA环保节能标准。

TCO标准用于规范显示器的电子和静电辐射对环境的污染，其标志如图6-13所示。

11．显示器的涂层表面蚀刻涂层（Direct Etching Coating）。

AGAS（Anti-Glare/Anti-Static）涂层。

ARAS（Anti-Reflection/Anti-Static）涂层。

超清晰（Ultra Clear Coating）涂层。

超黑矩阵屏幕（Black Matrix Screen）。

6.3 液晶显示器（Liquid Crystal Display）6.3.1 LCD的分类1．按液晶板的制造技术分类（1）DSTN（Dual Scan Twisted Nematic，双扫描交错液晶）（2）TFT Thin Film Transistor，薄膜晶体管）2．按液晶基板的生产代数分类液晶显示器的面板厂商见表6-1。

3．按液晶基板的质量级别分类受液晶基板制造技术的影响，液晶基板按照品质可以分为A、B、C三个等级。

一般是按照液晶基板上的坏点数量来分级的。

坏点就是有的显示单元永远亮着（称为亮点），有的永远不亮（称为暗点），有的显示不同的颜色（称为花点），这都是不可修复的坏点。

参照ISO（International Standards Organization，国际标准化组织）在2001年制定的关于液晶基板坏点的标准中，定义了4个等级的品质。

Class 1不允许有坏点，是最高等级，也就是A级基板；Class 2允许有3个坏点，也就是B级基板，而如果只有两个坏点却出现在5×5像素的范围内，同样是不被允许的。

6.3.2 LCD的结构LCD的外部结构由外壳、液晶基板、控制面板、电源开关、信号电缆和电源插座组成，如图6-14所示。

6.3.3 LCD的基本工作原理TFT液晶是最普遍的液晶模式，如图6-15所示，前后两个层就是取向层，中间层顺序排列的就是液晶分子。

当没有施加电压的时候，液晶分子按初始状态排列，这时光线就可以顺利地通过取向层，显示为亮，如图6-15a所示。

而在施加电压后，液晶分子的排列作出了相应改变，光线便不能通过取向层，最终显示为暗，如图6-15b所示。

在彩色LCD面板中，每一个像素都由三个液晶单元格构成，如图6-16所示。

其中每一个单元格前面都分别有红色、绿色或蓝色的过滤器。

这样，控制红、绿、蓝三个色点的电压，让不同浓度的三色混合，通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。

6.3.4 LCD的主要参数1．尺寸液晶显示器的标注尺寸就是实际的屏幕尺寸，是最大也是最佳显示尺寸。

宽屏液晶显示器的外观，如图6-17所示。

2．最佳分辨率（真实分辨率，最大分辨率）液晶显示器属于“数字”显示方式，其显示原理是直接把显示卡输出的信号处理为带具体“地址”信息的显示信号，任何一个像素的色彩和亮度信息都是跟液晶板上的像素点直接对应的。

3．点距液晶显示器的点距与CRT显示器的不同，它的点距与尺寸有直接的对应关系，很容易通过计算直接得出。

液晶显示器则在整个屏幕上任何一处的点距都是一样的，从根本上消除了CRT显示器在还原画面时的非线性失真现象。

4．亮度液晶显示器会发光是因为它的背光模块藏有灯管，其液晶板后面会摆上2～6支灯管，目前，灯管厂商都会保证灯管寿命在3万～5万小时以上，其寿命远远超过CRT显示器。

5．对比度对比度是指显示器画面上最大亮度和最小亮度的比值。

一般CRT显示器的对比度可以轻易地达到500:1甚至更高，而液晶显示器的对比度则在350:1～400:1之间。

6．灯管数量液晶显示器的光源来自冷阴极荧光灯，要提高亮度和对比度，在目前背光模组没有出现革命性突破的情况下，只有靠增加灯管数量来提高亮度。

7．最大显示色彩数就目前TFT彩色液晶显示器能还原的颜色数而言，红、绿、蓝三原色都只能单色表现6位色，即26=64种颜色，每个独立像素（RGB三种颜色）可以表现的最大颜色数是64×64×64=262 144种颜色。

高端液晶显示器利用FRC（Frame Rate Control）技术抖动算法，使得每个基色可以表现8位色，即28=256种颜色，则最大颜色数为256×256×256=16 777 216种颜色。