第6章显示器

1、第第6章章 显示器显示器 CRT(Cathode Ray Tube,阴极射线管)显示器：介 绍CRT显示器的分类、CRT显示器的基本工作原理、 显像管的类型、CRT显示器的主要技术参数。 LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器) ：介绍 LCD的分类、LCD的基本工作原理、LCD显示器的 基本参数 。 要求掌握显示的分类、基本工作原理和主要技 术参数，熟练掌握显示器的安装和拆卸、显示器的 调整、显示器驱动程序的安装。 本章内容包括CRT显示器和LCD显示器两部分。 目前市场上的显示器产品主要有：目前市场上的显示器产品主要有：CRT（阴极射线管）显示器和（阴极射线管）显

2、示器和 LCD（液晶显示）显示器两种，（液晶显示）显示器两种，如图6-1所示。 图6-1 CRT和LCD显示器 6.1 CRT显示器 常见CRT显示器的外观如图6-2所示。 图6-2 CRT显示器的外观 CRT显示器的优缺点: 优点：可视角度大、无坏点、色彩还原优点：可视角度大、无坏点、色彩还原 度高、色度均匀、优秀的多分辨率模式、度高、色度均匀、优秀的多分辨率模式、 响应时间短、价格低。适用于图形设计。响应时间短、价格低。适用于图形设计。 缺点：体积大、重量大、闪烁、耗电大、缺点：体积大、重量大、闪烁、耗电大、 几何变形。使用于家庭、办公。几何变形。使用于家庭、办公。 6.1.1 CRT显示

3、器的分类 1. 按显示色彩分类:单色、彩色。 2. 按显示屏幕大小分类（对角线）： 有14、15、17、19、21英寸。 3. 按显像管的表面平坦度分类： 有球面、柱面、平面直角。 4按显像管的生产厂家分类 虽然市场上的CRT平面显示器品牌很 多，但研制生产显像管的厂家很少，主 要有Sony的FD Trinitron(特丽珑）、三菱 的NF Diamondtron(钻石珑)、三星的 DynaFlat(丹娜)、LG的Flatron(未来窗)、 中华管。其中采用三星的显像管的显示 器产品最多。 6.1.2 CRT显示器的基本工作原理 1、CRT显示器的组成 阴极射线管：将电子信号转换成屏幕上的图象

4、信号； 控制线路：将显卡输出的信号进行转换、放大、 控制并送至显象管。 2CRT显示器的基本工作原理 显像管内部的电子枪(阴极)通电，发出电子 束，穿过荫罩的小孔或荫栅时进行调正，由偏转 线圈控制电子的方向，然后高速轰击到荧光屏上， 屏上的荧光粉被激活，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。 6.

5、1.3 显像管的类型 1.荫罩式显像管 荫罩是一块刻有成千上万个孔的薄钢板。荫罩孔 的作用是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，荫罩 型主要用在17in以下的显示器,如图6-4所示。 2. 荫栅式显像管 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，荫栅 型主要用在20in 以上的显示器，如图6-5所示。 6.1.4 CRT显示器的主要参数 1. 显像管 (1) 球面管：失真、反光严重； (2) 平面直角管：减少失真、屏幕涂层消除反射； (3) 柱面管：减少失真、高亮、色艳； (4) 纯平显像管：失真和反光达

6、最小。 平面显像管又分为以LG为代表的“物理纯平” 派和以三星为代表的“视觉纯平”派。 2. 显像管的大小与可视尺寸 显像管的实际尺寸是指屏幕对角线长度，一般用英 寸（in）为单位。市场上常见的显像管尺寸有：14 英寸、15英寸、17英寸、19英寸和21英寸。 可视尺寸：实际图象对角线，尺寸一般比标称小。实际图象对角线，尺寸一般比标称小。 表6-1 17英寸平面CRT显示器的尺寸参数 3. 点距 （Dot Pitch) 根据荫罩型和光栅型CRT的荫罩网和光 栅网的不同结构（如图6-6所示），其点距表达有不同。 对荫罩型显示器是指荫罩(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

7、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 最大分辨率是指显示器在水平和垂直方向上最最大分辨率是指显示器在水平和垂直方向上最 多可以显示的点的数目多可以显示的点的数目像素像素（pixel）。分辨 率（Resolution）以“水平显示的像素个数水平 扫描线数”表示。通常为1024X768 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刷新频率下达到 的最高分辨率

8、。 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，

9、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（Bandwidth） 视频带宽是指每秒钟电子枪扫描过的 总像素数， 带宽=水平分辨率垂直分辨率帧频 （画面刷新次数）。 带宽是显示器视频放大器通频带宽度 的简称，一个电路的带宽实际上是反映 该电路对输入信号的响应速度。 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）。 8. 扫描方式 隔行扫描 逐行扫描 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、

10、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。 图6-10 OSD方式显示器上的控制按钮 10. 色彩还原 国际上有几种标准光源可作为白光的标准光源： 色温2854K，色温4800K，色温6500K， 色温 9300K。 11. 辐射和环保标准 长时间工作在显示器前，会受到显示器的辐 射。为了保护使用者的身体健康，一些组织

11、制 订一些标准。购买显示器时，应该选择贴有这 些标志的产品。 MPR-II是由瑞典国家测量测试局制定的标准， 其标志如图610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。现己被采纳为 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611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6-12所。 12显示器的涂层 涂层的作用是降低屏幕的静电、反射、闪烁等 对眼产生的不良影响。 表面蚀刻涂层(Dirct Etching Coating)。表面产 生微小凸

12、凹 AGAS(Anti-GlareAnti-Static)涂层。矽材料 ARAS(Anti-ReflectionAnti-Static)涂层。多层 结构的透明电介质 超清晰(Ultra Clear Coating)涂层。贴膜 超黑矩阵屏幕(Black Matrix Screen)。炭粉颗粒 使用时不要强力擦除。 6.2 LCD显示器 常见LCD显示器的外观如图6-14所示。 图6-14 常见LCD显示器的外观 LCD的优缺点 优点：成像准确、真纯平、绿色环保、省优点：成像准确、真纯平、绿色环保、省 电、无射线。电、无射线。 缺点：对比度低、色彩较差、有延迟、可缺点：对比度低、色彩较差、有延迟、

13、可 视角度小、分辨率模式单一、价格高。渐视角度小、分辨率模式单一、价格高。渐 成主流。成主流。 6.2.1 LCD的分类 1. 按液晶板的制造技术分类 DSTN(Dual Scan Twisted Nematic)(伪彩) 双扫描交错液 晶 视角小、亮度和对比度差、色彩差。 TFT(Thin Film Trassistor)（真彩）薄膜晶体管 对比度、亮度高、可视角大、反应速度快，彩色鲜 艳是目前显示器的主流。 2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

14、)， 有的永 远不亮（称为暗点），有的永远显示某种颜色（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。Classl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 5X5像素的范围内，同样是不被允许的。 6.2.2 LCD的基本工作原理 TFT液晶是最普遍的液晶模式，如图615 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，

15、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 615a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615b所示 液晶是一种介于液体和晶体之间的物质，它可以 通过电流来控制光线的穿透度，从而显示出图像。 如图6-15(b)所示。 彩色LCD液晶面板示意图 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。 6.2.3 LCD显示

16、器的基本参数 1. 尺寸 液晶显示器的标注尺寸就是实际的屏幕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。表6-2列出了某厂商的17英寸液晶显 示器的官方参数。 就最佳显示区域而言，就最佳显示区域而言，15英寸的英寸的LCD显示器屏幕与显示器屏幕与17英英 寸寸CRT的显示器屏幕相当的显示器屏幕相当。 CRT的预置图象尺寸为15.35英寸。 表6-2 17英寸LCD显示器的尺寸参数 传统显示器的横纵比为传统显示器的横纵比为4:3（1.33:1），）， 宽屏宽屏LCD显示器的横纵比为显示器的横纵比为16:9。可满 足观看DVD的需求，如图6-17所示。 图6-17 4:3

17、和16:9格式的LCD显示器 显示器的横纵比 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：指LCD显示器在白色画面之下明亮的 程度，单位是cd/m2或是nit。目前250cd/m2， 灯管寿命

18、在35万小时以上，超过显像管。 5. 对比度：指显示器画面上最大亮度和最小亮 度的比值。对比度是直接体现该LCD显示器能 否体现丰富的色阶的参数，对比度越高，还原 的画面层次感就越好。目前400：1 6. 灯管数量：LCD显示器的光源来自冷阴极荧 光灯，要提高亮度和对比度，在目前惟有靠增 加灯管数量来提高亮度。一般26支。 就目前TFT彩色LCD显示器所能还原的颜色数而 言，红、绿、蓝三原色能单色表现6位色(16.2M) 和8 位色(16.7M) 两种。 6位 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646464=262144种颜色。 通过软件处理单色达253

19、种色，单元色为 253X253X253=16.2M； 8位 即28=256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256x256x256=16777216色即 16.7M; 8 位X3=24位也称24位真彩。 目前这两种液晶板都有厂商采用。 7. 最大显示色彩数 8. 响应时间响应时间 响应时间是指一个液晶晶元（Liquid Crystal Cell） 从发光状态到不发光，再回到发光状态所需的时间， 也就是一个像素由黑转白再转黑所需的时间。响应 时间的计算单位是毫秒（ms）， LCD显示器的响应显示器的响应 时间越长，画面反应就越慢。时间越长，画面反应就越慢。常用8ms.

20、 9. 刷新频率 因为LCD的工作原理，无论其刷新频率为多少， 都不会存在闪烁感，对于LCD而言，60Hz的刷新 频 率即可满足需要，当然如果LCD支持调节到更 高的 75Hz，这样对显示器的效果并无太大影响。 10可视角度 目前，主流液晶显示 器的水平可视角度一般 在120。以上，并且左 右对称；垂直可视角度 则比水平可视角度要小 得多，普遍水平可视角 度为上下不对称在95。 以上。高端的显示器可 视角度已经可以做到水 平和垂直都是170。如 图6-18所示是垂直可视 范围示意图。 11. 坏点 如果LCD显示屏中某一个发光单元有问题或者 该区域的液晶材料有问题，就会出现总不透光、 总透光、

21、半透光等现象，这就是所谓的“坏点”。 12. 输入接口 目前，市场上主流液晶显示器的接口一般还都 是传统的D-SUB模拟接口，部分产品则同时具备D- SUB和DVI接口。液晶显示器上的D-SUB接口和 DVI接口，如图6-19所示。 6-19 LCD显示器的输入接口 13. 液晶板的产地 目前，全球液晶板的生产基本集中在日本、韩国和 中国台湾省三个地区。 14. 功率 通常LCD显示器的功率应该在50W以下，有的LCD 产品的功率仅为36W，CRT一般在100W以上。 15. 认证 LCD是否通过相关认证也是重要的标准之一。目前 一般LCD显示器都通过了TCO99，有些则通过了 TCO03。C

22、CC认证除了对显示器的辐射程度提出了严 格的要求外，还对显示器制造材料和制造过程提出了 众多的要求，在我国，“3C”认证已经全面实施，没 有通过“3C”认证的产品将不准在市场上销售。 16. 显示器的选购 1选择CRT还是LCD 2CRT显示器的选购 (1)根据用途选择 (2)根据品牌选择 (3)根据显像管选择 (4)根据性能选择 3LCD的选购 6.3 实习 6.3.1 实习1显示器的安装和拆卸 1. 显示器的安装方法 显示器尾部的信号电缆，为D-SUB 15针插头，用于 连接显示器；另一根电源线，为显示器提供电源，如 图6-20所示。显示器的连接分两步。 连接显示器信号电缆。 连接显示器电

23、源线。 2. 显示器的拆卸方法 卸载显示器的顺序与安装相反。首先 拔掉显示器的电源插头，然后把显示器 的D-SUB插头的固定螺钉松开，并轻松 拔出。 6.3.2 实习2调整显示器 1. 显示器的调控项目 按一下MENU/Enter按钮，将显示功能选项菜 单，如图6-19所示。一般显示器的调控菜单中有 16项调节功能。 OSD菜单出现后，按动选择按钮，选定要调 整的项目，然后按MENU/Enter按钮，则进入相 应的调整项目，如图6-20所示。再次按下选择按 钮来增加或减少调整量，调整完成后，按EXIT 按钮，退出调整。 图6-19 OSD菜单 图6-20 调整对比度CONTRAST时的显示 2. 设置CRT显示器的方法 通过调节按钮可微调显示器的几何比例 如图6-21所示。 图6-21 运行显示器调校软件 6.5.2设置显示器的属性 显示器的设置方法。 右键单击桌面上的空白区域，在打开的 快捷菜单中单击“属性”项，打开“显示属性” 对话框，再单击“设置”选项卡，显示如图 6