什么是 LCD？

LCD 是一种平板显示技术，代表“液晶显示器”，通常用于电脑显示器、仪表盘、手机、数码相机、电视、笔记本电脑、平板电脑和计算器。它是一种薄型显示设备，支持高分辨率和更好的图像质量。较旧的 CRT 显示技术已被 LCD 取代，而像 OLED 这样的新显示技术已开始取代 LCD。LCD 显示器最常见于 Dell 笔记本电脑，并提供主动矩阵、被动矩阵或双扫描显示器。该图是 LCD 电脑显示器的示例。

LCD 显示器不仅比 CRT 显示器轻薄，其工作原理也不同。LCD 包含背光而不是向玻璃屏幕发射电子，背光为排列成矩形网格的单个像素提供光线。所有像素都有一个红色、绿色和蓝色的子像素，可以打开或关闭。如果所有像素的子像素都关闭，则显示为黑色；如果所有子像素都 100% 打开，则显示为白色。通过调整红色、绿色和蓝色光的单个级别，可以实现数百万种颜色组合。

与 CRT 技术相比，LCD 功耗更低，并且使显示器更薄，从而使其重量也大大减轻。LCD 工作原理是阻挡光线而不是发光。在 LCD 中，LED 发出光，而液晶通过使用背光产生图像。此外，与气体显示器和 LED 显示器相比，LCD 消耗更少的能量。

CRT 显示器和电视具有刷新率，但 LCD 屏幕没有刷新率。如果您在使用 CRT 显示器时感到眼睛疲劳，您可能需要更改 CRT 屏幕上的显示器刷新率设置。但对于新的 LCD 屏幕，您无需调整刷新率设置。某些 LCD 电脑显示器支持 VGA 线缆，大多数都有 HDMI 和 DVI 线缆的连接。但对 VGA 线缆的支持已不那么常见。

不同类型的 LCD

LCD 有多种类型，如下所述

1. 扭曲向列 (TN)：TN LCD 非常常见，广泛用于各行各业的多种显示器中，因此其生产频率很高。与其他显示器相比，这些显示器价格便宜，响应时间短；因此，它们最常被游戏玩家使用。这些显示器更适合日常操作，但对比度、视角和色彩再现较差。这些显示器提供 240 赫兹 (Hz) 的刷新率，因为它们是唯一的游戏显示器。
2. 平面转换 (IPS)：与 TN LCD 相比，IPS（In Panel Switching）显示器提供更好的图像质量、鲜艳的色彩精度和对比度。图形设计师和其他一些应用程序通常使用这些显示器；因此，它们被认为是最好的 LCD。
3. 垂直排列面板 (VA 面板)：垂直排列面板被认为是提供介于平面转换面板和扭曲向列技术之间质量的面板。与 TN 类型显示器相比，这种面板具有更高质量的色彩再现以及最佳视角功能。此外，这些面板非常适合日常使用且更经济实惠，但响应时间较慢。与扭曲向列显示器相比，这些面板可生成更深的黑色和更好的色彩。与 TN 类型显示器相比，众多的晶体排列可提供更好的视角。此外，与其他显示器相比，这些显示器价格昂贵。因此，它们存在权衡。
4. 高级边缘场切换 (AFFS)：AFFS LCD 性能卓越，并提供广泛的色彩再现选择。这些显示器提供良好的图像质量。通常，这些显示器最常用于高度先进的应用，例如可用的飞机驾驶舱。

LCD 如何工作？

LCD 的原理是，LCD 屏幕使用液晶来打开和关闭像素以显示特定颜色。当电流施加到液晶分子时，分子趋于解开。这导致顶部偏振滤光片的角度发生变化，也导致通过偏振玻璃分子的光的角度发生变化。因此，在 LCD 的单个区域的帮助下，允许少量光线通过偏振玻璃。

因此，与其它区域相比，该特定区域会变暗。LCD 的工作原理是阻挡光线而不是发光。在制造 LCD 时，在背面设置了一面反射镜。使用氧化铟锡制成的电极平面，将其放置在设备的顶部。此外，在设备的底部，添加了一块带有偏振膜的偏振玻璃。通过公共电极，LCD 的整个区域必须被封闭，并且液晶物质应在其上方。

然后是顶部的另一层偏振膜，底部是矩形形式的第二块带电极的玻璃。但请确保两块都位于直角。当没有电流时，光线穿过 LCD 的正面，通过镜子反射并弹回。屏幕在光线前面，由红色、绿色和蓝色的像素组成。为了显示特定颜色或保持像素为黑色，液晶用于打开或关闭滤光片。这就是 LCD 显示器和电视机比 CRT 显示器或电视机消耗更少电力的原因。

LCD 的历史

1888 年，化学家、奥地利植物学家 Friedrich Reinitzer 首次在从胡萝卜中提取的胆固醇中发现了液晶。

1962 年，RCA 研究员 Richard Williams 在一层薄薄的液晶材料中，通过施加电压，生成了条纹图案。这种效应取决于液晶内部形成的一种电水动力不稳定性，目前被称为“Williams 畴”。

根据 IEEE 的说法，在 1964 年年中至 1968 年，由 George Heilmeier 领导，Louis Zanoni 和 Lucian Barton 组成的工程师和科学家团队在新泽西州普林斯顿的 RCA David Sarnoff 研究中心，计划了一种电子控制光的方法。他们首次展示了液晶显示器。

此外，他们的工作催生了一个全球性产业，如今生产数百万块 LCD。他将 Heilmeier 的液晶显示器用作动态散射法 (DSM)，其中通过重新排列分子来施加电荷以散射光。动态散射法被证明功耗高且工作不佳。因此，DSM 的改进版本取代了旧版本。1969 年，James Fergason 发明了液晶的扭曲向列场效应，此改进版本就使用了该效应。

詹姆斯·弗格森

20 世纪 70 年代初，詹姆斯·弗格森在液晶显示器领域拥有一些基本专利。此外，他还拥有“利用液晶光调制显示设备”的关键美国专利号 3,731,986。后来在 1972 年，由发明家詹姆斯·弗格森拥有的国际液晶公司 ILIXCO 生产了第一款基于詹姆斯·弗格森专利的现代 LCD 手表。

LCD 的优点

LCD 面板正迅速普及，并取代许多家庭和办公室中的 CRT 显示器和电视。与 CRT 技术相比，这些显示器具有多重优势。一些优点如下所述

• 空间：LCD（液晶显示器）技术使显示屏比 CRT 技术薄得多，因此它们占用的空间也少得多。LCD 显示器不占用阴极射线管所占用的空间；因此，它们也被称为平板显示屏。这样，桌子上有很大的空间，可以轻松地将其他文件和外围电脑设备放在桌子上。因此，LCD 面板几乎取代了 CRT 显示器。
• 功耗：LCD 显示器最大的优点之一是能耗低。与 CRT 技术相比，它消耗的能量非常少。如果 LCD 显示器尺寸增加，其功耗也会增加；但与 CRT 显示器相比，它仍然消耗低功率。根据尺寸，LCD 显示器的功耗约为 25 到 50 瓦，但相同尺寸的 CRT 显示器消耗 60 到 80 瓦。如果 CRT 显示器尺寸为 19 英寸，它将消耗 70 到 150 瓦之间的任何电量。
• 亮度：与 CRT 技术相比，LCD 显示器提供更亮的图像输出，因为它们产生高峰值强度。由于高强度结果，LCD 面板通过恒定背光照亮屏幕。因此，LCD 显示器足以在光线充足的区域使用。
• 屏幕闪烁：CRT 显示器以水平线扫描屏幕可视区域。扫描整个屏幕的速率称为刷新率。通常，CRT 显示器由于刷新率低而存在闪烁效应。如果长时间观看，闪烁效应可能导致有害健康、眼睛疲劳和头痛。与 CRT 显示器相比，LCD 显示器具有非常高的刷新率。它们通常具有 75 赫兹和 85 赫兹的刷新率，这意味着 LCD 显示器中的闪烁效应非常低，使其在任何地方使用都非常舒适。
• 无烧屏：使用 LCD 显示器，当您观看 MSNBC 上的股票行情、玩大量视频游戏或做其他事情时，您最终可能会看到大量静态内容（不变或不移动的图像）。但 CRT 显示器涉及那些无法最终定型的图像和内容。LCD 之所以能做到这一点，是因为它利用单独的背光，而不是用磷光体自己发光。因此，它们在这方面是足够的；然而，等离子体无法做到这一点。

LCD 的缺点

LCD 有许多优点，但也有一些缺点，如下所述

• 尺寸越大越昂贵：与等离子平板显示器相比，LCD 尺寸越大可能越昂贵。但是，与 CRT 相比，它的价格可能较低。目前，LCD 屏幕由台湾和日本的一些制造商生产，这使得该技术不是很流行，并且尚未完全普及。此外，国际市场上的价格差异可能高达数十到数百美元。
• 接口：尽管 LCD 显示器在数字接口方面处于领先地位，但一些低价 LCD 存在无法升级到数字接口、易受信号传输干扰等问题。此外，模拟信号、矢量和时钟频率必须保持一致，以避免出现闪烁效应。此外，带数字输出的显示卡很少见，LCD 的数字接口尚未标准化。
• 小视角：通常，LCD 具有较差的视角；然而，制造商正在通过一些密集的努力进行改进。视角差导致如果您从屏幕的左右两侧观看屏幕，而不是几乎直接在屏幕前方，则无法获得更好的图像质量。
• 亮度有限：与等离子电视相比，LCD 显示器在明亮的房间中更难观看，并且对比度较低，因为这些显示器依赖外部光源来帮助发光，因为它们本身无法发光。在这种情况下，带有 LED 背光的 LCD 电视更合适。
• 黑色再现能力差：与直视式显像管显示器相比，LCD 显示器对黑色图像的再现能力较差。这意味着较暗的屏幕图像看起来会像各种深浅的灰色，但不会显示为真正的黑色。此外，可能难以辨别这些较暗区域中发生的操作。