第一章显示器概述•CRT(CathodeRayTube,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(LiquidCrystalDisplay,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是LCD(液晶显示)显示器,也有CRT(阴极射线管)显示器,如图1所示。图1CRT和LCD显示器1CRT显示器•常见CRT显示器的外观如图2所示。图2CRT显示器的外观CRT显示器的优缺点:•优点:可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、理论上是无限色,所以目前的专业作图领域,依然使用CRT显示器。优秀的多分辨率模式、响应时间短、适用于图形设计、家庭、办公。•缺点:体积大、重量大、闪烁、辐射大、耗电大、几何变形。1.1CRT显示器的分类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英寸等。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FDTrinitron(特丽珑)、三菱的NFDiamondtron(钻石珑)、三星的DynaFlat(丹娜)、LG的Flatron(未来窗)、中华管。其中采用三星显像管的显示器产品最多。1.2CRT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信号;控制电路:将显卡输出的信号进行转换、放大、控制并送至显象管。2.CRT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,pictureelement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3所示。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5所示。1.4CRT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: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。表117英寸平面CRT显示器的尺寸参数3.点距(DotPitch)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),如点距0.28mm,其示意图如图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多可以显示的点的数目——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。通常为1024X7685.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。6.刷新频率它是指行频,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。垂直扫描频率水平扫描频率显像管的电子束通过水平扫描和垂直扫描完成屏幕的刷新,每完成一次垂直扫描就完成一个完整屏幕的刷新。也称为场频,扫描频率,指显示器在某一显示方式下,每秒所能完成的整个屏幕刷新的次数,单位为Hz。垂直扫描频率越高,图像越稳定,闪烁感越小。一般刷新频率达到72Hz以上,闪烁感明显减少,目前较好的彩显可达到100Hz以上,最高可达到160Hz。并且在TCO03中规定:刷新频率高于85Hz才能达到人体工程学和环保等相应指标的要求。7.带宽带宽指每秒钟电子枪扫描过的总象素数,等于分辨率×刷新率。带宽可以综合反映显示器性能。上述计算的视频带宽是理论值,但实际应用中电子枪在扫描时扫过水平方向上的像素点数与垂直方向上的像素点数均高于理论值,这样才能避免信号在扫描边缘时衰减,使图像四周同样清晰。一般水平分辨率大约为实际扫描值的80%,垂直分辨率大约为实际扫描值的93%。带宽对于显示器来说是一个很重要的指标,太小的带宽无法使显示器在高分辨率下有良好的变现。带宽=水平分辨率÷0.8×垂直分辨率÷0.93×场频或带宽=水平分辨率×垂直分辨率×场频×1.3448.显示器尺寸显像管尺寸可视尺寸完全等同吗?显像管尺寸:显像管对角线的长度,一般以英寸为单位。真正能显示画面的尺寸称为可视尺寸,以显示器的对角线长度为依据。一般可视尺寸要小于显像管尺寸,因为显像管的四边还有一段保留区。•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)。9.扫描方式隔行扫描逐行扫描显像管中电子枪对屏幕的扫描方式隔行扫描是先扫奇数行,后扫偶数行,通过两次扫描来完成对图像的更新。缺点:刷新率低,图像有闪烁感,近距观看时尤其明显,容易使眼睛疲劳。目前多数的电视机仍采用这种方式,但计算机的显示器一般不采用这种扫描方式。逐行扫描隔行扫描逐行扫描是连续扫描行图像,场频和帧频已经统一,这种扫描方式比较稳定没有闪烁感,对眼睛伤害比较小。逐行扫描比隔行扫描具有更加稳定的显示效果。10.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9所示。(3)OSD(on-screendisplay)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10所示。图10OSD方式显示器上的控制按钮11.色彩还原色彩还原指彩色图片经过拍摄和信号存储、加工后,彩色图片画面的色彩大体上和原景物的色彩相一致。在各种不同的光线状况下,目标物的色彩会产生变化。如室内钨丝灯光下,白色物体看起来会带有橘黄色色调。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。12.CRT涂层电子束撞击荧光屏和外界光源照射均会使显示器屏幕产生静电、反光、闪烁等现象,不仅干扰图像清晰度,还可能直接危害使用者的视力健康。因此通常的CRT均附着表面涂层,以降低不良影响。表面蚀刻涂层(DirectEtchingCoating)ARAS(Anti-Reflection\Anti-Static)涂层直接蚀刻CRT表层,使其产生微小凹凸,对外界光源照射进行漫反射,降低特定区域的反射强度,减少干扰。防反射、防静电涂层。涂层材料为多次结构的透明电介质涂料,可有效抑制外界外界的反射现象且不会扩散反射光三星显示器特有的专利技术,由多层透明膜复合而成,可有效吸收反射光,减少图像投射光线的变形,且机械强度较佳。超清晰(UltraClearCoating)涂层AGAS(Anti-GlareCoating)涂层防强光、防静电的矽涂料涂层,可扩散反射光,降低强光干扰超黑矩阵屏幕(BlackMatrixScreen)屏幕的荧光点之间涂有碳粉颗粒,比常规显像管暗很多,抗外界光线干扰能力大大增强,可以显著改善图像的对比度,使画面色彩看起来更鲜艳。12.CRT涂层1MPR-II标准MPR标准是由SWEDAC(SwedishNationalBoardForMeasurementAndTesting瑞典国家技术部)制订的电磁场辐射规范(包括电场、静电场强度)。包括有著名的MPRI、MPR1990年,MPRI进一步扩展变成了MPRII,进一步详细列出了21项显示器标准,已经成了一种比较严格的电磁辐射标准,包括电场、磁场和静电场强度3个参数。现在市场上被认为的低辐射显示器,一般都符合这一标准。12.显示器安规认证2EPA标准3TCO标准美国环保局制定,环保节能标准,能源之星的标志如图。12.显示器安规认证所谓的TCO标准保证,是由瑞典专业雇员联盟(SwedishConfederationofProfessionalEmployess)推出的以研究和保护生态、环保为目的,在不同的历史时期针对电子工业产品的电磁辐射限制制定了相应的TCO系列环保规范。只有在能源学、辐射、人体工程学和电气安全性等几大方面都符合TCODevelopment所制定的标准,才能通过TCO相应版本的认证。它不仅包括辐射和环保的多项指标,还对舒适、美观等多方面提出严格的要求。TCO认证自从1991年推出以后,主要面向质量和环境,对象则主要是办公室里常见的电子设备,并且为移动电话也颁布了一个新的标准“TCO'01MobilePhones”。随着时间的推移以及人们健康、环保意识的加强,TCO认证标准也一代比一代更为严格。12.显示器安规认证2LCD显示器•常见LCD显示器的外观如图14所示。图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、省电、无射线。•缺点:有延迟、可视角度小、分辨率模式单一。2.1LCD的分类1.按液晶板的制造技术分类DSTN(DualScanTwistedNematic)(伪彩)双扫描交错液晶特点:视角小、亮度和对比度差、色彩差。TFT(ThinFilmTrassistor)(真彩)薄膜晶体管特点: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。•液晶板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(InternationalStandardsOrganization,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:Classl不允许有坏点,是最高等级,也就是A级基板;Class2允许有3个坏点,也就是B级基板(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);三个坏点以上是C级。2.2LCD的基本工作原理背光源透过偏光板和彩色滤光片照在屏幕上,由电路板控制光通量而形成图像。•TFT液晶是最普遍的液晶模式,如图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15b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15(b)所示。彩色