「LCD」- 液晶屏幕 | Liquid Crystal Display

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组成

背光模组 | 背光 | 显示器的“发动机”

背光的作用非常简单纯粹：为液晶面板提供均匀、明亮的白光光源。因为液晶分子本身不发光，它们只能调节光线，所以必须有一个独立的光源在后面照着。

背光技术的发展：

CCFL 背光（现在基本已被淘汰）
  • 原理：类似我们以前用的日光灯管，在显示器背后排列几根到几十根不等的冷阴极荧光灯管。
  • 特点：早期液晶显示器的技术，体积较厚、功耗较高、色域较窄（通常覆盖 sRGB 的 70-80%），寿命相对较短。

LED 背光（当前绝对主流）
  • 原理：使用发光二极管作为光源。注意，这导致了常见的误解：很多人把液晶显示器直接叫做“LED 电视 / 显示器”，但实际上它的显示核心还是液晶，只是背光技术是 LED。
  • 优点：更薄、更节能、寿命更长、色域更广。
  • LED 背光的排列方式至关重要，主要分两种：
    • 侧入式
      • 方式：将 LED 灯条安装在显示屏的四周边缘，通过导光板将光线均匀地铺满整个屏幕。
      • 优点：可以实现非常纤薄的机身，成本较低。
      • 缺点：对比度较低，容易出现屏幕四角亮、中间暗的“漏光”现象，控光精度差。
    • 直下式
      • 方式：将 LED 灯珠均匀地排列在整个面板后方。
      • 优点：可以配合分区背光控制技术，实现更好的对比度和更纯净的黑色。控光更精准，画面更通透。
      • 缺点：机身相对较厚，成本更高。

Mini-LED 背光（高端技术）
  • 原理：可以理解为超级加强版的直下式 LED 背光。它使用了数千颗甚至上万颗极其微小的 LED 灯珠作为背光。
  • 核心优势：因为灯珠数量极多，所以可以划分出数百甚至数千个独立的背光分区。通过精确控制每个分区的开关和明暗，可以实现：
    • 极高的对比度：该亮的地方极亮，该暗的地方可以几乎完全关闭，得到近乎纯黑的画面。
    • 极高的峰值亮度：适合播放 HDR 内容。
    • 它是目前连接传统液晶和下一代显示技术（如 MicroLED）的重要桥梁。

OLED – 无背光技术（作为对比）
  • 原理：OLED 是“有机发光二极管”，每个像素点都能自发光。这意味着它不需要独立的背光层。
  • 优势：当需要显示黑色时，像素点可以直接关闭，实现无限高的对比度和真正的纯黑。响应速度极快，色彩鲜艳，可视角度广。
  • 劣势：存在“烧屏”风险，峰值亮度通常低于顶级的 Mini-LED，成本高昂。

液晶面板 | 面板 | 显示器的“画家”

液晶面板负责接收背光传来的白光，然后像画家一样，通过精确控制每个像素的透光率，来形成我们看到的彩色图像。

核心结构

偏光片
  • 有两层，分别位于液晶层的上下两侧，像栅栏一样。
  • 上层和下层的偏光方向通常是垂直的。

液晶层
  • 由数百万个独立的液晶分子组成，每个像素点对应一个液晶单元。
  • 关键特性：液晶分子的排列方向会随着电压的变化而扭转。
  • 工作流程（简化）：
    • 无电压时：液晶分子自然扭转，能够引导光线方向，使其顺利穿过两层垂直的偏光片，此时像素点透光（显示为亮）。
    • 有电压时：液晶分子在电场作用下排齐，无法扭转光线，光线被第二层偏光片阻挡，此时像素点不透光（显示为暗）。
    • 通过精确控制电压大小，就能控制液晶的扭转程度，从而实现从全黑到全白之间不同灰阶的变化。

彩色滤光片
  • 位于液晶层上方，每个像素被划分成红、绿、蓝三个子像素。
  • 背光发出的白光透过液晶层后，再经过这些微小的彩色滤光片，就被“染”成了红、绿、蓝三原色。
  • 通过控制红、绿、蓝三个子像素的灰阶（明暗程度），人眼在正常观看距离下就会将它们混合，感知成各种各样的颜色。

TFT 薄膜晶体管阵列
  • 这是一层布满数百万个微型晶体管的电路网，每个晶体管对应一个子像素。
  • 它的作用就像一个高速开关，接收来自主控芯片的信号，精确、快速地给对应的液晶单元施加电压，从而控制其明暗。

面板类型 Panel Type 液晶面板的类型（按液晶分子排列方式）：

TN (Twisted Nematic) panels
  • 优点：成本低，响应时间极快（早期电竞首选）。
  • 缺点：色彩差、可视角度小、对比度低。现在已逐渐被淘汰。

IPS (In-Plane Switching) panels
  • 优点：色彩准确、可视角度极大（几乎达到 178°），是当前设计、办公和主流娱乐的首选。
  • 缺点：其对比度相对 VA 较低，可能存在轻微的“IPS 漏光”现象。

VA (Vertical Alignment) panels
  • 优点：原生对比度最高，黑色更纯净，色彩饱和度较好。适合看电影等暗场多的内容。
  • 缺点：响应时间通常慢于 IPS，可视角度不如 IPS。

现在多是 LCD 屏幕，有不同类型的 LCD 面板，市面上的面板有 3 类：

用户体验

  • 相比其他两者，IPS 面板色彩丰富，可是角度大，响应时间也快，除了漏光的通病和价格贵一些以外，没有太大的缺点。
  • 总之，IPS 面板比较万精油，预算充足的情况下，选择 IPS 面板很难出错。
  • 预算有限且不玩 FPS 游戏的用户则可以选择 VA 面板。
  • 注意，针对某些些厂家，其宣传的 1ms 响应时间，其通过 MPRT 技术实现，但该项技术带来的高频闪对视力有着极大的损害，千万不要开。

性质

简单来说：背光负责“亮”，液晶面板负责“画”。两者缺一不可，共同协作，才能呈现出我们眼前丰富多彩的数字世界。而像 OLED 这样的自发光技术，则颠覆了这种“背光 + 调光”的结构，是另一条技术路径。

把液晶显示器想象成一扇智能窗户。

  • 背光就是窗户后面那盏始终亮着的灯，提供光源。
  • 液晶面板就是窗户上的那层智能调光玻璃，负责控制有多少光能通过，并形成图像。

参考

DeepSeek / 介绍液晶面板和背光