螢幕的原理
眼睛是人的靈魂之窗。
螢幕之於電腦,就像眼睛之於我們,
並非是螢幕可以讓電腦「看見」什麼,
而是電腦要表現出它的「內在」,還是得靠螢幕才行。
螢幕分為兩種,一種是傳統螢幕,稱之為CRT,
而最近廣為流行的螢幕,是屬於液晶螢幕,通常稱之為LCD。
有差嗎?當然有差,
依照原理和技術的不同,兩種螢幕的體積差距極大,
CRT的體積較大,而LCD的體積較輕薄。
簡略述說兩者原理:
CRT原理:
CRT的全名為Cathode Ray Tube,陰極射線管
早在西元1897年它就被德國科學家發明出來了,
而且它也成為了電腦螢幕與電視機的主要元件,
嚴格來說CRT指的是映像管本身,而不是顯示器,
而CRT螢幕的工作原理是利用映像管末端的高壓線圈來產生高壓,
以驅動電子槍將電子放射到映像管表面的磷化物上,
藉以產生不同的顏色以及亮度。
CRT的工作原理以及流程約略如下:
1.映像管底部的加熱器,加熱陰極以釋放出電子。
2.帶負電荷的電子受映像管前方正電場的吸引而向前移動。
3.電子向前移動時會先經過電子槍進行聚焦及加速的動作,形成電子束的形狀並繼續前進。
4.最後電子束會撞擊塗佈在螢光玻璃上的磷光點,而使磷光點發出色光。
5.要點亮那一個位置的磷光點,可利用電子槍周圍的線圈產生不同方向的電子磁場,
而電子會依照不同磁場的改變而打向不同位置,所以就可以有不同的畫面呈現。
6.單靠電磁場改變的精密度可能不夠,所以加了遮罩(Shadow Mask)來限制電子流方向,以免跑錯位置。
7.顯示器上的磷光體雖然是紅、綠、藍三色,但這三色磷光體都沒聚合在一點,
人的肉眼會將相鄰很近的三個顏色自動混合,
這就是為什麼用肉眼看起來卻是不同的顏色組合而非是個別的紅、綠、藍三原色。
LCD原理:
液晶 LC。liquid crystal。
為一種介於固態與液態間的有機化合物,
也是一種具有規格性分子排列的化合物,
將其加熱會成透名液態,將其冷卻會成結晶的混濁固態,正因其此特性故稱液晶。
液晶本身依分子構造可分為三種:
黏土狀的Smectic液晶、
細長棒狀的Nematic液晶、
類似膽固醇狀的Cholestic液晶,三種液晶的物理特性不盡相同。
目前市面上的液晶顯示器的則是使用Nematic液晶。
由於其基本特性,因此,液晶顯示器的基本原理為,
將液晶封在玻璃箱中,施以電極使之產生冷熱變化,
影響它的透光性,來達到明滅的效應。
TFT-LCD 薄膜電晶體液晶顯示器。
一種液晶顯示幕 , 每一個像素均由一至四個電晶體來控制,
更新頻率較高,使影像能有較佳的對比與減少畫面移動時模糊的狀態,
又稱為主動陣列 LCD,為液晶顯示幕中成像最好但也最貴的。
TFT-LCD面板的製程主要可分為三階段:
(1)Array或Panel製程:在玻璃基板上形成薄膜電晶體陣列。
(2)Cell製程:將陣列面板與彩色濾光片貼合,並於其內灌入液晶。
(3)Module製程:將貼合之面板、背光模組、驅動與控制面板組合。
第一、三階段製程較單純,良率皆可達90%以上,因此第二階段為生產過程中良率提高之關鍵所在。
薄膜電晶體式輕薄短小且省電,應用領域偏向於畫質及反應速度要求較高之產品,
如一般筆記型電腦、液晶投影機等產品,亦高度應用於手機,投影機。
液晶顯示器 LCD。liquid crystal display。
為一種顯示器,基本原理為,將液晶封在玻璃箱中,
然後施以電極使之產生冷熱變化,
而因此影響它的透光性,來達到明滅的效應。
目前常見的液晶顯示裝置有TN、STN、DSTN與TFT,前三種之製造基本原理皆相同,
成為被動式矩陣液晶,而TFT則較為複雜,因保有記憶性,
而稱為主動式矩陣液晶。
由於液晶顯示器具有佔空間小、面板厚度薄、重量輕、可平面直角顯示、耗電量低、無電磁波輻射、無熱輻射等優越性,
使之逐漸取代傳統CRT影像管監視器。
LCD顯示器基本上一共有四種顯示方式:反射式、反射透射轉換式、投射式、透射式。
反射式基本上液晶顯示器本身不發光,藉著所處空間中的光源射入LCD板中,再由其反射板將光線反射到人的眼中。
TFT Thin Film Transistor。主動式矩陣液晶。薄膜電晶體。
TFT的部份製程,例如玻璃基版、ITO膜、配向膜、偏光板等,與TN有些類似,
同樣是在兩夾層間衝灌液晶分子的設計,
但TFT改變的部分是,上部夾層的電極改成FET電晶體,下部夾層改成共通電極,
由於共通電極具有電容效應,可以保持電位狀態,
因此透過光的液晶分子將因此而保持排列方式,
直到下一次EFT通電,才會再次改變其排列方式;
相對的TN就沒有這個特性,一但電極不再加壓,液晶法上恢復原本排列方式。
由於TFT能讓液晶排列方式具有保持與記憶性,
因此TFT又可稱為主動式矩陣液晶;
TN/STN/DSTN則稱為被動式矩陣液晶。