了解液晶
顧名思義，液晶顯示器(liquidcrystaldisplay，簡稱lcd)就是使用了「液晶」(liquidcrystal)作為材料的顯示器，那什麼是液晶呢？其實，液晶是一種介於固態和液態之間的物質，當被加熱時，它會呈現透明的液態，而冷卻的時候又會結晶成混亂的固態，液晶是具有規則性分子排列的有機化合物。液晶按照分子結構排列的不同分為三種：
類似粘土狀的smectic液晶、類似細火柴棒的nematic液晶、類似膽固醇狀的cholestic液晶。這三種液晶的物理特性都不盡相同，用於液晶顯示器的是第二類的nematic液晶，分子都是長棒狀的，在自然狀態下，這些長棒狀的分子的長軸大致平行。
隨著研究的深入，人們開始掌握液晶的許多其他性質：當向液晶通電時，液晶體分子排列得井然有序，可以使光線容易通過；而不通電時，液晶分子排列混亂，阻止光線通過。通電與不通電就可以讓液晶像閘門般地阻隔或讓光線穿過。
這種可以控制光線的兩種狀態是液晶顯示器形成影象的前提條件，當然，還需要配合一定的結構才可以實現光線向影象轉換，我們先來看看最原始的單色液晶顯示器。
液晶通光原理
液晶顯示器有很多種不同的結構，但從原理來看，基本上是相似的，現在我們就舉例說明一下。
tn(扭曲向列型)單色液晶顯示器的液晶面板包含了兩片相當精緻的無鈉玻璃素材，稱為substrates，中間夾著一層液晶，結構就好像一塊「三明治」。我們重點來看一下中間層，也就是液晶層，液晶並不是簡單地灌入其中，而是灌入兩個內部有溝槽的夾層，這兩個有溝槽的夾層主要是讓液晶分子可以整齊地排列好，因為如果排列不整齊的話，光線是不能順利地通過液晶部分的。為了達到整齊排列的效果，這些槽製作得非常精細，液晶分子會順著槽排列，槽非常平行，所以各分子也是完全平行的。
這兩個夾層我們通常稱為上下夾層，上下夾層中都是排列整齊的液晶分子，只是排列方向有所不同，上部夾層的液晶分子按照上部溝槽的方向來排列，而下部夾層的液晶分子按照下部溝槽的方向排列。在生產過程中，上下溝槽呈十字交錯(垂直90度)，即上層的液晶分子的排列是橫向的，下層的液晶分子排列是縱向的，這樣就造成了位於上下夾層之間的液晶分子接近上層的就呈橫向排列，接近下層的則呈縱向排列。
如果從整體來看，液晶分子的排列就像螺旋形的扭轉排列，而扭轉的關鍵地方正是夾層之間的分子。而夾層中設定了乙個關鍵的裝置，叫做極化濾光片，這兩塊濾光片的排列和透光角度與上下夾層的溝槽排列相同，假設在正常情況下光線從上向下照射時，通常只有乙個角度的光線能夠穿透下來，通過上濾光片匯入上部夾層的溝槽中，再通過液晶分子扭轉排列的通路從下濾光片穿出，形成乙個完整的光線穿透途徑。而一旦通過電極給這些液晶分子加電之後，由於受到外界電壓的影響，液晶分子不再按照正常的方式排列，而變成豎立的狀態，這樣光線就無法通過，結果在顯示屏上出現黑色。
這樣會形成透光時(即不加電時)為白、不透光時(加電時)為黑，字元就可以顯示在螢幕上了，這便是最簡單的顯示原理。看到這裡，可能大家會問，為什麼加電時設定為不透光呢？因為在通常狀態下顯示器都是亮著的，所以設定加電時不透光更節約能源。
液晶顯示器是如何工作的
1.普通液晶顯示器工作原理
現在，我們知道了液晶的通光原理，但光是從**來的呢？因為液晶材料本身並不發光，所以在顯示屏兩邊都設有作為光源的燈管，
同時在液晶顯示屏背面有一塊背光板和反光膜，背光板是由螢光物質組成的，可以發射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。在這裡，背光板發出的光線在穿過偏振過濾層(也就是上文中提到的夾層)之後進入包含成千上萬水晶液滴的液晶層，液晶層中的水晶液滴都被包含在細小的單元格結構中，乙個或多個單元格構成螢幕上的乙個畫素，而這些畫素可以是亮的，也可以是不亮的，大量排列整齊的畫素中亮與不亮便形成了單色的影象。
那怎樣可以控制好這大量畫素中的點是亮還是不亮呢？這主要是由控制電路來控制，在無鈉玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點上，通過改變電壓而改變液晶體的是否通光狀態，在這個時候，液晶材料的作用類似於乙個個小的光閥，控制光的通過與不通過。在液晶材料周邊還有控制電路部分和驅動電路部分，這樣就可以用訊號來控制單色影象的生成了。
液晶顯示器原理
剛才我們提到的是最基本的液晶顯示器的原理，目前液晶顯示技術已經經過飛速的發展，tft(薄膜電晶體)液晶顯示器已成為主流，我們有必要了解一下這種液晶顯示器的工作原理。
其實新型的tft液晶顯示器的工作原理也是建立在tn液晶顯示器原理的基礎上的。兩者的結構亦基本上相同，同樣採用兩夾層間填充液晶分子的設計，只不過把tn上部夾層的電極改為fet電晶體，而下層改為共同電極。但兩者的工作原理還是有一定的差別。
在光源設計上，tft的顯示採用「背透式」照射方式，即假想的光源路徑不是像tn液晶那樣的從上至下，而是從下向上，這樣的作法是在液晶的背部設定類似日光燈的光管。
光源照射時先通過下偏光板向上透出，它也借助液晶原理來傳導光線，由於上下夾層的電極改成fet電極和共通電極。在fet電極導通時，液晶分子的表現如tn液晶的排列狀態一樣會發生改變，也通過遮光和透光來達到顯示的目的。但不同的是，由於fet電晶體具有電容效應，能夠保持電位狀態，先前透光的液晶分子會一直保持這種狀態，直到fet電極下一次再加電改變其排列方式。
相對而言，tn就沒有這個特性，液晶分子一旦沒有施壓，立刻就返回原始狀態，這是tft液晶和tn液晶顯示的最大不同之處，也是tft液晶的優越之處。
綜上所述，液晶顯示器是通過dvi介面接收來自電腦顯示卡的數碼訊號，這些訊號通過資料線傳遞到控制電路，控制電路調節液晶顯示器的薄膜電晶體和透明顯示電板，實現液晶的通光與不通光特性。這樣，背景光源通過偏光鏡和光線過濾層，最終實現顯示效果。
彩色液晶顯示器如何形成顏色
剛才我們只是提到單色的液晶顯示器，那麼彩色的液晶顯示器又是怎樣形成色彩的呢？通常，在彩色lcd面板中，每乙個畫素都是由三個液晶單元格構成的，其中每乙個單元格前面都分別有紅色、綠色或藍色的過濾片。看到這裡相信大家也知道了，光線經過過濾片的處理照射到每個畫素中不同色彩的液晶單元格之上，利用三原色的原理組合出不同的色彩。
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