液晶原理 液晶屏（LCD）显示原理

LCD显示的原理涉及光源处理、选光、彩色显示。光源处理主要是背光的功能，包括光源选择，比如荧光灯或者发光二极管LED。光的选择主要是通过一套两个垂直的偏振片和液晶层来实现的，而彩色显示则是通过滤色片来实现的。

液晶屏的光来自屏幕底部的光源。液晶灯主要有两种类型，一种是CCFL，另一种是发光二极管光源。用LED做光源可以让屏幕更薄。放置发光二极管有两种方法，一种是将它们平放在底部反射器上，如电脑屏幕。当我们通电时，发光二极管会发光，光线会穿过扩散膜和棱镜膜。还有一种方法是把LED放在屏幕的侧面，比如我们的手机，但是这种放置会造成一些亮一些暗的情况，所以这种方式也需要一个导光板把线光源转换成面光源，使光线更加均匀，然后光线通过均匀的光扩散膜，使光线更加扩散，使光线更加均匀柔和，就像我们透过磨砂玻璃看灯一样。光也通过棱镜膜，将散射光集中到一定角度，只有满足一定角度的光才会从棱镜膜射出，不符合的光会反射回下方的反射镜，再从反射镜射出到棱镜膜，实现光的再利用。加棱镜膜的原因是光线向四面八方散射，但无论是用电脑还是手机，都是对着屏幕的，所以尽量分散光线对着人，这样也可以提高屏幕的亮度。在这个地方，这些层属于LCD的背光部分。

当光线再次向下时，会通过一个起滤光作用的偏光片。偏振器是通过拉伸塑料获得的。虽然看起来和墨镜差不多，但实际结构和我们的百叶窗一样，都是平行的网格线。因此，只有特定方向的光(垂直偏振光)才能通过这一层，其他方向的光会被吸收。穿过这一层后，会遇到第二个偏振镜。但是第二偏振器和第一偏振器彼此垂直，所以光不能穿过第二偏振器。这时，屏幕显示黑色。当光线通过第二偏振片时，屏幕自然是白色的。怎样才能让光通过第二偏振片，再加一层液晶层？因为液晶分子在自然状态下是规则整齐排列的，那么我们把液晶和配向膜夹在中间，配向膜的表面是一个一个的。然后，取向膜的细槽垂直夹住中间的液晶。此时，液晶分子将沿着细槽的方向排列。此时，穿过第一偏振器的光将随着液晶分子的扭曲而改变，并变成水平方向的偏振光。这时，光线可以自然地穿过第二偏振片，我们可以看到屏幕显示为白色。必要时如何控制光线通过或不通过第二偏光镜？此时，我们在液晶层的两侧添加另一个电极层。电极层通电后，产生的电场会对液晶分子产生影响。所以想要屏幕显示黑色，只需要增加电极层的电压，使液晶在电压的作用下发生扭曲。此时，穿过第一偏振片的光在穿过液晶层时不会失真，因此如果不能穿过第二偏振片，屏幕将显示黑色。

如果我们想显示颜色，我们只需要再增加一层滤色片。我们知道每个屏幕是由数千个像素组成的，每个像素又是由红、绿、蓝三个子像素组成的。因此，我们只需要调整三个子像素的亮度来混合不同的颜色。如何分别调整每个像素的三个子像素的亮度？亮度和以前一样是通过电极的电压来调节的，只是电极层上实际上有一个玻璃衬底，然后玻璃衬底上有一个薄膜晶体管。这个薄膜晶体管也叫TFT，每个对应的子像素都有一个对应的晶体管，就是每个子像素的亮度级开关。它可以调节子像素范围内的电压，这个子像素范围内的液晶分子自然会受到电压的影响而发生畸变，使得每个子像素的晶体管可以根据需要调节电压。光通过液晶层时，每个子像素范围内的液晶分子的畸变程度不同，自然光的振动方向也不同。透射光也不一样，这样亮度可以调节。目前，LCD的每个子像素至少有256级亮度，这意味着这三个子像素可以混合1600多万种颜色。