心空下的電腦世界

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。