LCD(Liquid Crystal Display)液晶屏主要是基于液晶的光学特性和电学控制来实现图像显示的。
从光学原理方面来说,液晶是一种介于液体和固体之间的物质状态,它具有特殊的光学各向异性。在自然状态下,液晶分子的排列是有一定规则的。当光线穿过液晶层时,液晶分子的排列方式会改变光的偏振状态。LCD 液晶屏的背后有一个背光源,通常是冷阴极荧光灯管(CCFL)或者发光二极管(LED)。光线从背光源发出后,首先会经过一个偏振片,这个偏振片会将自然光变成偏振光。
在电学原理方面,液晶分子的排列可以通过施加电场来控制。在 LCD 液晶屏中,有透明的导电电极,这些电极分布在液晶层的两侧。当在电极上施加一定的电压时,液晶分子会在电场的作用下改变其排列方向。这种排列方向的改变会使透过液晶层的偏振光的偏振状态发生变化。
当液晶分子的排列改变后,经过液晶层的偏振光再通过一个彩色滤光片。彩色滤光片由红、绿、蓝三种颜色的滤光单元组成,通过控制不同位置液晶分子的排列来调节不同颜色滤光单元的光通过量,从而组合出各种各样的颜色。蕞后,经过彩色滤光片的光再通过另一个偏振片到达显示屏的表面,人眼看到的就是由不同颜色和亮度的像素组成的图像。
例如,在显示一个红色像素时,通过对相应位置的液晶分子施加合适的电压,使较多的红光通过彩色滤光片,而绿光和蓝光被阻挡,这样人眼看到的就是红色的像素。对于黑色像素,则通过使液晶分子的排列阻止所有颜色的光通过,从而实现黑色的显示。这种通过准确控制每个像素位置的液晶分子来调节光的透过和颜色组合的方式,使得 LCD 液晶屏能够显示出复杂而逼真的图像。