第 6章 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,CRT(阴极射线管)显示器和
LCD(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 。
缺点:体积大、重量大、闪烁、耗电大、
几何变形。使用于家庭、办公。
6.1.1 CRT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。
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。
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,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。
6.1.3 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。
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 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。
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( 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、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 6— 10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 6— 11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)。表面产生微小凸凹
AGAS(Anti-Glare/ Anti-Static)涂层。矽材料
ARAS(Anti-Reflection/ Anti-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,省电,无射线 。
缺点:对比度低,色彩较差,有延迟,可视角度小,分辨率模式单一,价格高 。 渐成主流 。
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 ),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 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
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,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,15英寸的 LCD显示器屏幕与 17英寸 CRT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 4:3( 1.33:1),
宽屏 LCD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/m^2,
灯管寿命在 3~5万小时以上,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 2~6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 2^6=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=262144种颜色。
通过软件处理单色达 253种色,单元色为
253X253X253=16.2M;
8位 即 2^8=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显示器的响应时间越长,画面反应就越慢。 常用 8ms.
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、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 TCO'99,有些则通过了
TCO'03。 CCC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
2,CRT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
3,LCD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。
① 连接显示器信号电缆。
② 连接显示器电源线。
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。
①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—
21所示。
②在“设置”选项卡中,单击“高级”按钮。

打开的对话框中,单击“监视器”选项卡,如
图 6— 22所示。
1,查看显示器的设置属性图 6-22,显示属性,对话框 图 6-23,监视器,选项卡
2,安装显示器驱动程序
显示器驱动程序一般并不是 Setup.exe执行文件,而是,inf文件,这是专用的驱动信息文件。
如果驱动程序是压缩文件,要先把这些文件解压缩到一个空文件夹中。
①在图 6— 14所示的“监视器”选项卡中,单
击“属性”按钮,打开“即插即用监视器属性”
对话框,再单击“驱动程序”选项卡,如图
6—
23所示。
② 单击“更新驱动程序”按钮,打开“硬件更新
向导”对话框,如图 6— 24所示,选择“从列表
或指定位置安装 (高级 )”项。第一个推荐
选项将仍然使用即插即用驱动程序。
⑧单击“下一步”按钮,在新的对话框中选择
,不要搜索。我要自己选择安装的驱动程序”
项。
④再单击“下一步”按钮,在打开的对话框中,
单击”从磁盘安装”按钮。
⑤ 在打开的“从磁盘安装”对话框中,单击“浏
览”按钮。打开“查找文件”对话框,找到保
存显示器驱动程序的文件夹,直接单击“打
开”按钮。返回到:从磁盘安装”对话框,

击“确定”按钮。
⑥返回到“硬件更新向导”对话框,如图 6—
25
所示,在“型号”栏中选定自己的显示器型号
然后单击“下一步”按钮。打开“完成硬件
⑦ 返回到“驱动程序”选项卡,如图 6-26所示
这时能看到,原来的即插即用监视器已经
变为现在安装的显示器型号。
⑧单击“关闭”按钮,返回到:监视器”选项卡,
如图 6-27所示。结束安装后,可以在监视
器属性中正确设置显示器的分辨率和刷新
频率了。从图 6-27可以看出,当安装上正
确的驱动程序后,屏幕刷新频率的选择范
围更大了,能够充分发挥显示器的性能。