LCD(Liquid Crystal Display)液晶屏主要是基于液晶的光學特性和電學控制來實現圖像顯示的。
從光學原理方面來說,液晶是一種介于液體和固體之間的物質狀態,它具有特殊的光學各向異性。在自然狀態下,液晶分子的排列是有一定規則的。當光線穿過液晶層時,液晶分子的排列方式會改變光的偏振狀態。LCD 液晶屏的背后有一個背光源,通常是冷陰極熒光燈管(CCFL)或者發光二極管(LED)。光線從背光源發出后,首先會經過一個偏振片,這個偏振片會將自然光變成偏振光。
在電學原理方面,液晶分子的排列可以通過施加電場來控制。在 LCD 液晶屏中,有透明的導電電極,這些電極分布在液晶層的兩側。當在電極上施加一定的電壓時,液晶分子會在電場的作用下改變其排列方向。這種排列方向的改變會使透過液晶層的偏振光的偏振狀態發生變化。
當液晶分子的排列改變后,經過液晶層的偏振光再通過一個彩色濾光片。彩色濾光片由紅、綠、藍三種顏色的濾光單元組成,通過控制不同位置液晶分子的排列來調節不同顏色濾光單元的光通過量,從而組合出各種各樣的顏色。蕞后,經過彩色濾光片的光再通過另一個偏振片到達顯示屏的表面,人眼看到的就是由不同顏色和亮度的像素組成的圖像。
例如,在顯示一個紅色像素時,通過對相應位置的液晶分子施加合適的電壓,使較多的紅光通過彩色濾光片,而綠光和藍光被阻擋,這樣人眼看到的就是紅色的像素。對于黑色像素,則通過使液晶分子的排列阻止所有顏色的光通過,從而實現黑色的顯示。這種通過準確控制每個像素位置的液晶分子來調節光的透過和顏色組合的方式,使得 LCD 液晶屏能夠顯示出復雜而逼真的圖像。