LCD工作原理揭秘
#1?牐犃私庖壕?
?牐牴嗣家澹壕?显示器（Liquid Crystal Display，简称LCD）就是使用了“液晶”（Liquid Crystal）作为材料的显示器，那什么是液晶呢？其实，液晶是一种介于固态和液态之间的物质，当被加热时，它会呈现透明的液态，而冷却的时候又会结晶成混乱的固态，液晶是具有规则性分子排列的有机化合物。液晶按照分子结构排列的不同分为三种：类似粘土状的Smectic液晶、类似细火柴棒的Nematic液晶、类似胆固醇状的Cholestic液晶。这三种液晶的物理特性都不尽相同，用于液晶显示器的是第二类的Nematic液晶，分子都是长棒状的，在自然状态下，这些长棒状的分子的长轴大致平行。
?牐犓孀叛芯康纳钊耄嗣强颊莆找壕У男矶嗥渌灾剩旱毕蛞壕?通电时，液晶体分子排列得井然有序，可以使光线容易通过；而不通电时，液晶分子排列混乱，阻止光线通过。通电与不通电就可以让液晶像闸门般地阻隔或让光线穿过。这种可以控制光线的两种状态是液晶显示器形成图像的前提条件，当然，还需要配合一定的结构才可以实现光线向图像转换，我们先来看看最原始的单色液晶显示器。
#1?牐犚壕?通光原理
?牐犚壕?显示器有很多种不同的结构，但从原理来看，基本上是相似的，现在我们就举例说明一下。
?牐燭N（扭曲向列型）单色液晶显示器的液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材，称为Substrates，中间夹着一层液晶，结构就好像一块“三明治”。我们重点来看一下中间层，也就是液晶层，液晶并不是简单地灌入其中，而是灌入两个内部有沟槽的夹层，这两个有沟槽的夹层主要是让液晶分子可以整齐地排列好，因为如果排列不整齐的话，光线是不能顺利地通过液晶部分的。为了达到整齐排列的效果，这些槽制作得非常精细，液晶分子会顺着槽排列，槽非常平行，所以各分子也是完全平行的。
?牐犝饬礁黾胁阄颐峭ǔ３莆舷录胁悖舷录胁阒卸际桥帕姓氲囊壕Х肿樱皇桥帕蟹较蛴兴煌喜考胁愕囊壕Х肿影凑丈喜抗挡鄣姆较蚶磁帕校虏考胁愕囊壕Х肿影凑障虏抗挡鄣姆较蚺帕小Ｔ谏讨校舷鹿挡鄢适纸淮恚ù怪?90度），即上层的液晶分子的排列是横向的，下层的液晶分子排列是纵向的，这样就造成了位于上下夹层之间的液晶分子接近上层的就呈横向排列，接近下层的则呈纵向排列。
?牐犎绻诱謇纯矗壕Х肿拥呐帕芯拖衤菪蔚呐ぷ帕校ぷ墓丶胤秸羌胁阒涞姆肿印６胁阒猩柚昧艘桓龉丶纳璞福凶黾斯馄饬娇槁斯馄呐帕泻屯腹饨嵌扔肷舷录胁愕墓挡叟帕邢嗤偕柙谡Ｇ榭鱿鹿庀叽由舷蛳抡丈涫保ǔＶ挥幸桓鼋嵌鹊墓庀吣芄淮┩赶吕矗ü下斯馄既肷喜考胁愕墓挡壑校偻ü壕Х肿优ぷ帕械耐?路从下滤光片穿出，形成一个完整的光线穿透途径（^47030901a^1）。而一旦通过电极给这些液晶分子加电之后，由于受到外界电压的影响，液晶分子不再按照正常的方式排列，而变成竖立的状态，这样光线就无法通过（^47030901b^2），结果在显示屏上出现黑色。这样会形成透光时（即不加电时）为白、不透光时（加电时）为黑，字符就可以显示在屏幕上了，这便是最简单的显示原理。看到这里，可能大家会问，为什么加电时设置为不透光呢？因为在通常状态下显示器都是亮着的，所以设置加电时不透光更节约能源。
#1?牐犚壕?显示器是如何工作的
#2?牐?1.普通液晶显示器工作原理
?牐犗衷冢颐侵懒艘壕У耐ü庠恚馐谴幽睦锢吹哪兀恳蛭壕Р牧媳旧聿⒉环⒐猓栽谙允酒亮奖叨忌栌凶魑庠吹牡乒埽痹谝壕?显示屏背面有一块背光板和反光膜，背光板是由荧光物质组成的，可以发射光线，其作用主要是提供均匀的背景光源。在这里，背光板发出的光线在穿过偏振过滤层（也就是上文中提到的夹层）之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层，液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素，而这些像素可以是亮的，也可以是不亮的，大量排列整齐的像素中亮与不亮便形成了单色的图像。
?牐犇窃跹梢钥刂坪谜獯罅肯袼刂械牡闶橇粱故遣涣聊兀空庵饕怯煽刂频缏防纯刂疲谖弈撇ＡО逵胍壕Р牧现涫峭该鞯牡缂缂治泻土校谛杏肓械慕徊娴闵希ü谋涞缪苟谋湟壕?体的是否通光状态，在这个时候，液晶材料的作用类似于一个个小的光阀，控制光的通过与不通过。在液晶材料周边还有控制电路部分和驱动电路部分，这样就可以用信号来控制单色图像的生成了。
#2?牐?2.TFT液晶显示器原理
?牐牳詹盼颐翘岬降氖亲罨镜囊壕?显示器的原理，目前液晶显示技术已经经过飞速的发展，TFT（薄膜晶体管）液晶显示器已成为主流，我们有必要了解一下这种液晶显示器的工作原理。
?牐犉涫敌滦偷腡FT液晶显示器的工作原理也是建立在TN液晶显示器原理的基础上的。两者的结构亦基本上相同，同样采用两夹层间填充液晶分子的设计，只不过把TN上部夹层的电极改为FET晶体管，而下层改为共同电极。但两者的工作原理还是有一定的差别。在光源设计上，TFT的显示采用“背透式”照射方式，即假想的光源路径不是像TN液晶那样的从上至下，而是从下向上，这样的作法是在液晶的背部设置类似日光灯的光管。
?牐牴庠凑丈涫毕韧ü缕獍逑蛏贤赋觯步柚壕г砝创脊庀撸捎谏舷录胁愕牡缂某蒄ET电极和共通电极。在FET电极导通时，液晶分子的表现如TN液晶的排列状态一样会发生改变，也通过遮光和透光来达到显示的目的。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。相对而言，TN就没有这个特性，液晶分子一旦没有施压，立刻就返回原始状态，这是TFT液晶和TN液晶显示的最大不同之处，也是TFT液晶的优越之处。
?牐犠凵纤觯壕?显示器是通过DVI接口接收来自电脑显示卡的数字信号，这些信号通过数据线传递到控制电路，控制电路调节液晶显示器的薄膜晶体管和透明显示电板，实现液晶的通光与不通光特性。这样，背景光源通过偏光镜和光线过滤层，最终实现显示效果（^47030901c^3）。
#1?牐牪噬壕?显示器如何形成颜色
?牐牳詹盼颐侵皇翘岬降ド囊壕?显示器，那么彩色的液晶显示器又是怎样形成色彩的呢？通常，在彩色LCD面板中，每一个像素都是由三个液晶单元格构成的，其中每一个单元格前面都分别有红色、绿色或蓝色的过滤片。看到这里相信大家也知道了，光线经过过滤片的处理照射到每个像素中不同色彩的液晶单元格之上，利用三原色的原理组合出不同的色彩。