硬件总动员(13)：LCD显示器篇
硬件周刊
液晶这个词语朋友们应该觉得很亲切吧，从学生时代用过的电子计算器到现在的手机、液晶显示器等等，它们身上都有液晶的影子。而说到PC显示器，不能不提的就是LCD(Liquid Crystal Display)显示器了。虽然CRT(阴极射线管)显示器的生产技术越来越成熟，画面的显示质量也越来越好，但它体积笨重、有辐射、功耗大等缺点未免让用户感到遗憾。这时体积小巧、轻便、无辐射、省电的LCD显示器(图1)便逐渐开始取代CRT显示器的地位。今天，阿萌就来讲讲LCD显示器的故事。
一、部件也看个够
为了让大家清晰地了解LCD显示器，先请大家一起来认识一下LCD显示器的各个部件吧。
1.液晶面板
由于液晶显示不需要磁性介质，因此具有诸多的环保优势，它只需要很小的电流就可以改变液晶分子的排列状况来达到显示图像的目的，所以液晶面板比传统CRT显示器要省电，同时也无辐射，保护了使用者的视力。
2.底座
LCD显示器的底座与CRT显示器的不同，有的LCD显示器底座可以拆卸，有的又是固定在显示器下方，与显示器连为一体。由于LCD显示器轻薄的特点，底座的翻转设计可以让液晶屏有更大的活动范围。
3.两类接口
在LCD显示器的背面还两类比较重要的接口，一类是电源接口，另一类是视频信号接口(如图2)。
电源接口：这是LCD显示器的动力之所在。有的LCD显示器提供的是单独的交流电源输入端。也有不少的LCD显示器专门配置了AC电源，即直流电的输入端。
视频信号接口：LCD显示器的视频信号接口一般有传统的15针D型模拟接口和DVI数字接口两种。而数字接口DVI又分为DVI-D(纯数字接口)和DVI-I(模拟数字兼容式接口)，DVI-D接口一般通常与传统15针D型模拟接口同时提供，而DVI-I 一般是单独提供的。
由于LCD显示器输出的视频信号为数字信号，所以LCD显示器与带数字接口的显卡配合会达到较好的显示效果。
二、了解LCD显示原理
LCD显示器与CRT显示器的工作原理完全不同。液晶显示器，顾名思义是用“液晶”作为显示材料的。其实液晶是一种介于固态和液态之间的物质。当众多液晶分子聚集在一起，就像是一队整齐的“列兵”，这队“列兵”在受到外界电场影响时，便会改变它们的排列方向，在一定条件下可以让光线通过，造成光线的扭曲和折射。根据液晶分子的这个特点，液晶显示器诞生了。而液晶显示器又分为不同的种类，目前液晶显示技术主要分为TN、STN、DSIN 、TFT四种(如附表)。我们就从它们开始了解LCD显示器显示美丽图像的秘密吧。
1.TN-LCD
TN-LCD、STN-LCD、DSTN-LCD这三种液晶显示的原理基本相同，不同之处在于液晶分子的扭曲角度有所差别。TN-LCD显示器是液晶显示器的鼻祖，只能显示黑白色，像我们用的计算器和电子表就是采用的这种液晶面板。
TN-LCD主要由玻璃板、偏光器、ITO膜、配向膜组成两个夹层，它将液晶置于两片导电玻璃之间，靠两个电极间的电场驱动，引起液晶分子扭曲向列的电场效应，以控制光源透射或遮蔽功能，将影像显示出来(如图3)。
当玻璃基板没有加电时，光线透过偏光板跟着液晶做90度扭转，通过下方偏光板，液晶面板显示白色(图3左侧所示)；当玻璃基板加电时，液晶分子产生配列变化，光线通过液晶分子空隙维持原方向，被下方偏光板遮蔽，光线被吸收无法透出，液晶面板显示黑色(图3右侧所示)。这样会形成透光时为白、不透光时为黑，字符就可以显示在屏幕上了。这也是最简单的液晶显示原理。
2.STN-LCD
STN-LCD的显示原理与TN相类似，不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180～270度。
3.DSTN-LCD
DSTN是由STN发展而来的，用于早期的掌上游戏机和笔记本电脑，DSTN也俗称伪彩。它没有背光设计，必须借助外界光源来显像，所以发展局限性很大。
4.TFT-LCD
目前的LCD显示器几乎都是采用TFT-LCD。TFT-LCD同样采用两夹层间填充液晶分子的设计，工作原理建立在TN-LCD基础上。不过，在TFT-LCD中已将TN上部夹层中的电极改为FET晶体管，而下层改为共通电极。
在光源设计上，TFT的显示采用“背透式”照射方式，当光源照射时先通过下偏光板向上透出，它也借助液晶分子来传导光线，由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极。所以在FET电极导通时，液晶分子会立即发生改变，这时显示的手段同样是遮光和透光。但不同的是，由于FET晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到FET电极下一次再加电改变其排列方式，这样大大提高了液晶屏的反应速度。
除此外，TFT-LCD在显示图像的效果主要是由像素晶体管控制的。在TFT的面板中包含由红、绿、蓝组成的滤色片，这三个滤光片对应一个像素，每一个单色滤色片也称为子像素(如图4)。
如果我们的LCD显示器分辨率为1024×768，那它实际上其由1024×3×768个子像素和晶体管组成。
到这里为止，大家应该对CRT显示器和LCD显示器比较熟悉了吧。下期阿萌接着为大家介绍硬件家族中的另一位功臣──光驱。