液晶显示器
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- 竖直过滤片使通过的光发生偏振；
- 带氧化銦錫(ITO)电极的玻璃衬底，这些电极的形状决定了打开LCD时屏幕上出现的黑影，衬底表面刻出竖直的隆起，使液晶和偏振光的偏振的方向相同；
- 螺旋向列型液晶；
- 带普通电极片(ITO)的玻璃衬底，水平的隆起平行于水平过滤片；
- 水平过滤片决定让光线通过还是不通过；
- 反射面将光线反射到显示屏幕。
液晶显示器，或称LCD(Liquid Crystal Display)，为平面超薄的显示设备，它由一定数量的彩色或黑白畫素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗很低，因此倍受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。
每个畫素由以下几个部分构成：悬浮于两个透明电极(氧化銦錫)间的一列液晶分子，两个偏振方向互相垂直的偏振过滤片，如果没有电极间的液晶，光通过其中一个过滤片势必被另一个阻挡，通过一个过滤片的光线偏振方向被液晶旋转，从而能够通过另一个。
液晶分子本身带有电荷，将少量的电荷加到每个畫素或者子畫素的透明电极，则液晶的分子将被静电力旋转，通过的光线同时也被旋转，改变一定的角度，从而能够通过偏振过滤片。
在将电荷加到透明电极之前，液晶分子处于无约束状态，分子上的电荷使得这些分子组成了螺旋形或者环形（晶体状）， 在有些LCD中，电极的化学物质表面可作为晶体的晶种，因此分子按照需要的角度结晶，通过一个过滤片的光线在通过液晶片后偏振防线发生旋转，从而使光线能够通过另一个偏振片，一小部分光线被偏振片吸收，但其余的设备都是透明的。
将电荷加到透明电极上后，液晶分子将顺着电场方向排列，因此限制了透过光线偏振方向的旋转，假如液晶分子被完全打散，通过的光线其偏振方向将和第二个偏振片完全垂直，因此被光线完全阻挡了，此时畫素不发光，通过控制每个畫素中液晶的旋转方向，我们可以控制照亮畫素的光线，可多可少。
许多LCD在交流电作用下变黑，交流电破坏了液晶的螺旋效应，而关闭电流后，LCD会变亮或者透明。
为了省电，LCD显示采用复用的方法，在复用模式下，一端的电极分组连接在一起，每一组电极连接到一个电源，另一端的电极也分组连接，每一组连接到电源另一端，分组设计保证每个畫素由一个独立的电源控制，电子设备或者驱动电子设备的软件通过控制电源的开/关序列，从而控制畫素的显示。
检验LCD显示器的指标包括以下几个重要方面：显示大小，响应时间(同步速率)，阵列类型（主动和被动），视角，所支持的颜色，亮度和对比度，分辨率和屏幕高宽比，以及输入接口（例如视觉接口和视频显示阵列）。
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[编辑] 简史
第一台可操作的LCD基于动态散射模式(Dynamic Scattering Mode,DSM)，RCA公司乔治·海尔曼带领的小组开发了这种LCD。海尔曼创建了奥普泰公司，这个公司开发了一系列基于这种技术的的LCD。 1970年12月，液晶的旋转向列场效应在瑞士被仙特和赫尔弗里希[霍夫曼-勒罗克中央实验室]注册为专利。 1969年，詹姆士·福格森在美国俄亥俄州肯特州立大学（Ohio University）发现了液晶的旋转向列场效应并于1971年2月在美国注册了相同的专利。1971年他的公司（ILIXCO）生产了第一台基于这种特性的LCD，很快取代了性能较差的DSM型LCD。
[编辑] 透射和反射显示
LCD可透射显示，也可反射显示，决定于它的光源放哪里。投射型LCD由一个屏幕背后的光源照亮，而观看则在屏幕另一边(前面)。这种类型的LCD多用在需高亮度显示的应用中，例如电脑显示器、PDA和手机中。用于照亮LCD的照明设备的功耗往往高于LCD本身。
反射型LCD，常见于电子钟表和计算机中，（有时候）由后面的散射的反射面将外部的光反射回来照亮屏幕。这种类型的LCD具有较高的对比度，因为光线要经过液晶两次，所以被削减了两次。不使用照明设备明显降低了功耗，因此使用电池的设备电池使用更久。小型的反射型LCD功耗如此之低，我们用光电池就可以给它供电，因此常用于袖珍型计算器。
半穿透反射式LCD既可以当作透射型使用，也可当作反射型使用。当外部光线很足的时候，该LCD按照反射型工作，而当外部光线不足的时候，它又能当作透射型使用。
[编辑] 彩色显示
彩色LCD中，每个畫素分成三个单元，或稱子畫素，附加的滤光片分别标记红色，绿色和蓝色。三个子畫素可独立进行控制，对应的畫素便产生了成千上万甚至上百万种颜色。老式的CRT采用同样的方法显示颜色。根据需要，颜色组件按照不同的畫素几何原理进行排列。
[编辑] 主动阵列和被动阵列
常見於電子錶及口袋型計算機的以少量片段構成之LCD, 其各片段均具有單一電極接點。An external dedicated circuit supplies an electric charge to control each segment. This display structure is unwieldy for more than a few display elements.
Small monochrome displays such as those found in personal organizers, or older laptop screens have a passive-matrix structure employing supertwist nematic (STN) or double-layer STN (DSTN) technology (DSTN corrects a color-shifting problem with STN). Each row or column of the display has a single electrical circuit. The pixels are addressed one at a time by row and column addresses. This type of display is called a passive matrix because the pixel must retain its state between refreshes without the benefit of a steady electrical charge. As the number of pixels (and, correspondingly, columns and rows) increases, this type of display becomes increasingly less feasible. 被動陣列LCD的特性為非常慢的反應時間及低劣的對比。
現行高解析度彩色顯示器，例如-{zh-tw:電腦;zh-cn:計算機}-螢幕或電視，皆採用主動陣列架構。薄膜電晶體陣列(見薄膜電晶體液晶顯示器)會被添加到偏光板與色彩濾鏡上。每個畫素都有自己的電晶體，允許每條行線路操控單一畫素。當一條列線路被開啟時，所有行線路會連接到一整列的畫素，而每條行線會有正確的電壓驅動。然後，這條列線路會關掉而另一列被開啟。在一次完整的畫面更新運作中，所有列線路會依照時間序列被開啟。同等大小的主動陣列顯示器比起被動陣列顯示器會顯得更亮，更銳利，而且一般而言，具有更短的反應時間。
[编辑] 品質控制
有些液晶螢幕面板中含有缺陷的電晶體，而造成永久性的亮點與暗點。跟IC不同的是，液晶面板即使有壞點依舊可以正常顯示，這也可以避免只因出現少數壞點而將比IC面積還要大多了的液晶面板丟棄形成浪費。面板製造商有不同的壞點判定標準。下表是目前IBM ThinkPad筆記型電腦產品線的最大容許壞點數。
| 解析度 | 光點 | 死點 | 總數 |
|---|---|---|---|
| QXGA(2048x1536) | 15 | 16 | 16 |
| UXGA(1600x1200) | 11 | 16 | 16 |
| SXGA+(1400x1050) | 11 | 13 | 16 |
| XGA(1024x768) | 8 | 8 | 9 |
| SVGA(800x600) | 5 | 5 | 9 |
LCD panels are more likely to have defects than most ICs due to their larger size. In this example, a 12" SVGA LCD has 8 defects and a 6" wafer has only 3 defects. However, 134 of the 137 dies on the wafer will be acceptable, whereas rejection of the LCD panel would be a 0% yield. (The standard is much higher now due to fierce competition between manufacturers and improved quality control. An LCD panel with 4 defective pixels is usually considered defective and customers can request an exchange for a new one.) The location of a defective pixel is also important. Often manufacturers relax their requirements when defective pixels are in the center of the viewing area.
有些生產商提供零死點保證。
[编辑] 零功率顯示器
在2000年開發出零功率顯示器，可以在待機時不需要使用電力，但是這個技術目前無法量產。
荷蘭的Nemoptic公司開發出另一個零功率薄型液晶顯示技術，而該技術在2003年7月在台灣量產。此技術針對像是電子書和wearable電腦這類的低耗能的行動裝置。零功率液晶顯示器也跟電子紙競爭。
[编辑] 外部連結
- 台灣各家 Notebook 廠商對於 LCD 暗亮點的保固維修標準
- How LCDs Work
- LCD Monitor - Covers basics, frequently asked questions, and product database.
- Liquid Crystal Institute (Kent State University)
- X-bit’s Guide: Contemporary LCD Monitor Parameters and Characteristics
- Interfacing a LCD display with an ATMEL AVR Microcontroller, Source code + example project
