LCD（Liquid Crystal Display，液晶显示屏）是一种利用液晶材料的光学特性来显示图像的平面显示技术。LCD 广泛应用于智能手机、电视、电脑显示器、仪表盘、医疗设备等领域。下面是对 LCD 详细的介绍。
LCD工作原理
LCD 依靠液晶分子的光学特性来控制光的透过率，从而显示图像。其基本原理如下：
背光层：
- LCD 本身不发光，需要一个背光源提供均匀的白光。
- LED 背光层产生光线，向上穿过 LCD 结构。
垂直偏光片：
- 背光通过这个偏光片后，只有特定方向的偏振光可以透过。
- 这个偏光片确保进入液晶层的光线是线性偏振光。
正极电路和负极电路：
- 提供控制电场，改变液晶分子的取向，从而控制光的透过率。
- 通过施加不同的电压，使液晶分子排列方式发生变化。
液晶层：
- 调节光的通过状态。
- 在没有电场时，液晶分子呈自然扭曲状态，使光的偏振方向发生旋转，最终光可以通过上层偏光片，产生亮度。
- 在施加电场后，液晶分子排列变得有序，不再旋转光的偏振方向，导致光无法通过上层偏光片，从而显示黑色。
- 通过调节电压，可以控制液晶的透光率，实现灰阶变化。
水平偏光片：
- 控制光最终的透射状态。
- 液晶层调制后的光通过水平偏光片，进一步决定最终进入人眼的光量。
- 如果液晶层已经改变光的偏振方向，使其匹配水平偏光片，则光可以通过，显示亮色。
- 如果液晶层未改变光的偏振方向，则光被阻挡，显示黑色。
彩色滤光片：
- 提供颜色，生成图像。
- 由红（R）、绿（G）、蓝（B）三种颜色的滤光片组成。
- 每个像素由红、绿、蓝子像素组成，通过调节每个子像素的亮度，可以混合出各种颜色。
- 例如，红色子像素透光时，其他颜色被吸收，最终肉眼看到红色。
偏光片的作用
LCD 里面的两个偏光片（偏振片），一个垂直偏光片（下方），一个水平偏光片（上方），它们的主要作用是控制光的通过和屏幕的亮暗。
可以把它们想象成百叶窗：
- 垂直偏光片：只能让垂直方向的光通过，就像竖着开的百叶窗。
- 水平偏光片：只能让水平方向的光通过，就像横着开的百叶窗。
如果两个偏光片方向一致（比如都是垂直的），光可以通过，屏幕会亮。
如果两个偏光片方向正交（一个垂直、一个水平），光无法通过，屏幕是黑的。液晶层如何影响光
液晶分子就像“扭动的光学百叶窗”：
- 当液晶层处于自然状态（无电压）：
- 它会让光的方向旋转 90°，这样光就能顺利通过水平偏光片，屏幕显示亮色。
- 当液晶层加上电压：
- 它会变直，不再旋转光的方向，这时光到达水平偏光片时被阻挡，屏幕变黑。