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本文主要是關(guān)于液晶屏的相關(guān)介紹，并著重對液晶屏的種類及其原理進(jìn)行了詳盡的闡述。
液晶屏
液晶屏是以液晶材料為基本組件，在兩塊平行板之間填充液晶材料，通過電壓來改變液晶材料內(nèi)部分子的排在列狀況，以達(dá)到遮光和透光的目的來顯示深淺不一，錯落有致的圖象，而且只要在兩塊平板間再加上三元色的濾光層，就可實(shí)現(xiàn)顯示彩色圖象。液晶屏功耗很低，因此倍受工程師青睞，適用于使用電池的電子設(shè)備。
液晶屏是以液晶材料為基本組件，由于液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間，
不但具有固態(tài)晶體光學(xué)特性，又具有液態(tài)流動特性，所以已經(jīng)可以說是一個中間相。而要了解液晶的所產(chǎn)生的光電效應(yīng)，必須來解釋液晶的物理特性，包括它的黏性（visco-sity）與彈性（elasticity）和其極化性（polarizalility）。
液晶的黏性和彈性從流體力學(xué)的觀點(diǎn)來看，可說是一個具有排列性質(zhì)的液體，依照作用力量不同的方向，應(yīng)該有不同的效果。就好像是將一把短木棍扔進(jìn)流動的河水中，短木棍隨著河水流著，起初顯得凌亂，過了一會兒，所有短木棍的長軸都自然的變成與河水流動的方向一致，這表示著次黏性最低的流動方式，也是流動自由能最低的一個物理模型。此外，液晶除了有黏性的反應(yīng)外，還具有彈性的反應(yīng)，它們都是對于外加的力量，呈現(xiàn)了方向性的效果。也因此光線射入液晶物質(zhì)中，必然會按照液晶分子的排列方式行進(jìn)，產(chǎn)生了自然的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)像。至于液晶分子中的電子結(jié)構(gòu)，都具備著很強(qiáng)的電子共軛運(yùn)動能力，所以當(dāng)液晶分子受到外加電場的作用，便很容易的被極化產(chǎn)生感應(yīng)偶極性（induced dipolar），這也是液晶分子之間互相作用力量的來源。而一般電子產(chǎn)品中所用的液晶顯示器，就是是利用液晶的光電效應(yīng)，藉由外部的電壓控制，再透過液晶分子的折射特性，以及對光線的旋轉(zhuǎn)能力來獲得亮暗情況（或著稱為可視光學(xué)的對比），進(jìn)而達(dá)到顯像的目的。
液晶屏的工作原理
簡單的來說，屏幕能顯示的基本原理就是在兩塊平行板之間填充液晶材料，
通過電壓來改變液晶材料內(nèi)部分子的排列狀況，以達(dá)到遮光和透光的目的來顯示深淺不一，錯落有致的圖象，而且只要在兩塊平板間再加上三元色的濾光層，就可實(shí)現(xiàn)顯示彩色圖象。
認(rèn)識了它的結(jié)構(gòu)和原理，了解了它的技術(shù)和工藝特點(diǎn)，才能在選購時有的放矢，在應(yīng)用和維護(hù)時更加科學(xué)合理。液晶是一種有機(jī)復(fù)合物，由長棒狀的分子構(gòu)成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長軸大致平行。
LCD第一個特點(diǎn)是必須將液晶灌入兩個列有細(xì)槽的平面之間才能正常工作。這兩個平面上的槽互相垂直（90度相交），也就是說，若一個平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子?xùn)|西向排列，而位于兩個平面之間的分子被強(qiáng)迫進(jìn)入一種90度扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經(jīng)過液晶時也被扭轉(zhuǎn)90度。但當(dāng)液晶上加一個電壓時，分子便會重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。
LCD的第二個特點(diǎn)是它依賴極化濾光片和光線本身，自然光線是朝四面八方隨機(jī)發(fā)散的，
極化濾光片實(shí)際是一系列越來越細(xì)的平行線。這些線形成一張網(wǎng)，阻斷不與這些線平行的所有光線，極化濾光片的線正好與第一個垂直，所以能完全阻斷那些已經(jīng)極化的光線。 只有兩個濾光片的線完全平行，或者光線本身已扭轉(zhuǎn)到與第二個極化濾光片相匹配，光線才得以穿透。一方面，LCD正是由這樣兩個相互垂直的極化濾光片構(gòu)成，所以在正常情況下應(yīng)該阻斷所有試圖穿透的光線。但是，由于兩個濾光片之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個濾光片后，會被液晶分子扭轉(zhuǎn)90度，最后從第二個濾光片中穿出。另一方面，若為液晶加一個電壓，分子又會重新排列并完全平行，使光線不再扭轉(zhuǎn)，所以正好被第二個濾光片擋住?？傊?，加電將光線阻斷，不加電則使光線射出。當(dāng)然，也可以改變LCD中的液晶排列，使光線在加電時射出，而不加電時被阻斷。但由于液晶屏幕幾乎總是亮著的，所以只有“加電將光線阻斷”的方案才能達(dá)到最省電的目的。
主動矩陣式液晶屏
TFT-LCD液晶顯示器的結(jié)構(gòu)與TN-LCD液晶顯示器基本相同，只不過將TN-LCD上夾層
的電極改為FET晶體管，而下夾層改為共通電極。
TFT-LCD液晶顯示器的工作原理與TN-LCD卻有許多不同之處。TFT-LCD液晶顯示器的顯像原理是采用“背透式”照射方式。當(dāng)光源照射時，先通過下偏光板向上透出，借助液晶分子來傳導(dǎo)光線。由于上下夾層的電極改成FET電極和共通電極，在FET電極導(dǎo)通時，液晶分子的排列狀態(tài)同樣會發(fā)生改變，也通過遮光和透光來達(dá)到顯示的目的。但不同的是，由于FET晶體管具有電容效應(yīng)，能夠保持電位狀態(tài)，先前透光的液晶分子會一直保持這種狀態(tài)，直到FET電極下一次再加電改變其排列方式為止。
被動矩陣式液晶屏
TN-LCD、STN-LCD和DSTN-LCD之間的顯示原理基本相同，
不同之處是液晶分子的扭曲角度有些差別。下面以典型的TN-LCD為例，向大家介紹其結(jié)構(gòu)及工作原理。在厚度不到1厘米的TN-LCD液晶顯示屏面板中，通常是由兩片大玻璃基板，內(nèi)夾著彩色濾光片、配向膜等制成的夾板，外面再包裹著兩片偏光板，它們可決定光通量的最大值與顏色的產(chǎn)生。彩色濾光片是由紅、綠、藍(lán)三種顏色構(gòu)成的濾片，有規(guī)律地制作在一塊大玻璃基板上。每一個像素是由三種顏色的單元（或稱為子像素）所組成。假如有一塊面板的分辨率為1280×1024，則它實(shí)際擁有3840×1024個晶體管及子像素。每個子像素的左上角（灰色矩形）為不透光的薄膜晶體管，彩色濾光片能產(chǎn)生RGB三原色。每個夾層都包含電極和配向膜上形成的溝槽，上下夾層中填充了多層液晶分子（液晶空間不到5×10-6m）。在同一層內(nèi)，液晶分子的位置雖不規(guī)則，但長軸取向都是平行于偏光板的。另一方面，在不同層之間，液晶分子的長軸沿偏光板平行平面連續(xù)扭轉(zhuǎn)90度。
其中，鄰接偏光板的兩層液晶分子長軸的取向，與所鄰接的偏光板的偏振光方向一致。在接近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。最后再封裝成一個液晶盒，并與驅(qū)動IC、控制IC與印刷電路板相連接。
在正常情況下光線從上向下照射時，通常只有一個角度的光線能夠穿透下來，通過上偏光板導(dǎo)入上部夾層的溝槽中，再通過液晶分子扭轉(zhuǎn)排列的通路從下偏光板穿出，形成一個完整的光線穿透途徑。而液晶顯示器的夾層貼附了兩塊偏光板，這兩塊偏光板的排列和透光角度與上下夾層的溝槽排列相同。當(dāng)液晶層施加某一電壓時，由于受到外界電壓的影響，液晶會改變它的初始狀態(tài)，不再按照正常的方式排列，而變成豎立的狀態(tài)。因此經(jīng)過液晶的光會被第二層偏光板吸收而整個結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)不透光的狀態(tài)，結(jié)果在顯示屏上出現(xiàn)黑色。當(dāng)液晶層不施任何電壓時，液晶是在它的初始狀態(tài)，會把入射光的方向扭轉(zhuǎn)90度，因此讓背光源的入射光能夠通過整個結(jié)構(gòu)，結(jié)果在顯示屏上出現(xiàn)白色。為了達(dá)到在面板上的每一個獨(dú)立像素都能產(chǎn)生你想要的色彩，多個冷陰極燈管必須被使用來當(dāng)作顯示器的背光源。
常見的液晶屏種類和區(qū)別介紹
GF液晶屏
GF是“Glass Fine Color”的縮寫，或許大家對于GF液晶屏比較陌生，因?yàn)樵诂F(xiàn)在市面上采用GF液晶屏的數(shù)碼產(chǎn)品非常的少，其實(shí)GF也是屬于STN的一種，GF的主要特點(diǎn)是：在保證功耗很小的前提之下將亮度有所提高，但是GF的液晶屏?xí)霈F(xiàn)一些偏色。
TFT液晶屏
TFT是“Thin Film Transistor”的縮寫，它是屬于有源矩陣型液晶屏，是由薄膜晶體管所組成的屏幕，它的每一個液晶像素點(diǎn)基本都是由薄膜晶體管來驅(qū)動的，每一個像素點(diǎn)的后面都有著四個相互獨(dú)立的薄膜晶體管，它們驅(qū)動像素點(diǎn)然后發(fā)出彩色光，可以顯示出24bit色深的真彩色。在分辨率上面，TFT液晶屏最大程度可以達(dá)到UXGA（1600×1200）。
TFD液晶屏
TFD是“Thin Film Diode”的縮寫，由于TFT液晶屏的耗電量比較高，而且其成本也高，從而大大的增加了產(chǎn)品的成本，所以EPSON專門為手機(jī)屏幕開發(fā)出了了TFD技術(shù)，它也是有源矩陣的液晶屏，顯示屏上面的每一個像素一顆單獨(dú)的二極管，可以對每一個像素進(jìn)行單獨(dú)的控制，使每個像素之間都不會互相影響，這樣就可以明顯的提高分辨率，可以無拖尾的顯示動態(tài)畫面和絢麗的色彩。
OLED液晶屏
OLED是“Organic Light Emitting Display”的縮寫，也稱之為有機(jī)發(fā)光顯示屏，它是采用的有機(jī)發(fā)光的技術(shù)，這是目前來說最新的顯示技術(shù)了，OLED顯示技術(shù)和傳統(tǒng)的液晶顯示方式不同的是，它死不需要背光燈的，而是采用了非常薄的有機(jī)材料涂層以及玻璃基板，當(dāng)它有電流通過的時候，這些有機(jī)材料就會自己發(fā)光，所以它的視角會變的很大，從各個方向上都可以看清楚屏幕上的內(nèi)容，并且還可以做得很薄，而且OLED顯示屏能夠顯著的節(jié)省電能，被譽(yù)為“夢幻顯示器”。
主動式
Super AMOLED面板名為超級有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管面板（Super Active Matrix Organic Light Emitting Diode）。
LCD的顯示技術(shù)由于其天生的就是受（需要背光的支持），所以不管怎樣亮度總有損失，而且光要透過兩層玻璃與各種膜產(chǎn)生偏光，這樣會帶來色彩的損失，另外像素密度的提高也比較困難，成本會更高，所以人們更需要一種可以接近無損的屏幕，于是可以自發(fā)光的攻型顯示技術(shù)被發(fā)展了起來，這就是我們所說的AMOLED。
由于其不需要厚厚的玻璃與背光板，這種屏幕的發(fā)出的光可以直接被人眼接受，這樣不管是從色彩損失還是視角上，這種屏幕都是一種理想的屏幕。不過老天爺往往是公平的，OLED也有其不可克服的缺點(diǎn)，那就是三色發(fā)光損耗不一致。
我們知道現(xiàn)在的白光實(shí)際上是有三原色組成的，即紅、綠、藍(lán)三色，那么要想發(fā)出這三種光我們所要給出的能量并不一致，反映到實(shí)際上就是所加電流不一致（E=hv，頻率不同所需要的能量也不同），這就好比你敲打東西，你所使用的力量越大，那么工具也就越容易損壞，所以AMOLED中發(fā)紅光的電極損壞的就比藍(lán)綠電極要慢，也就是說屏幕越用會越偏紅。于是有些廠商為了減緩這種效果會將屏幕在出廠時調(diào)的比較藍(lán)，這樣使用一段時間屏幕顏色就正常了。
被動式
被動式的面板需要背光的支持，主要有下面這幾種類型。
TN面板名為扭曲向列型面板（Twisted Nematic），成本低廉注定了它是應(yīng)用最廣泛的一種，TN有時候也會被稱之為TFT（好吧這是民間通俗不太科學(xué)叫法），TN面板的缺點(diǎn)是可視角度小、色彩還原能力有限。
VA面板全稱垂直配向型面板（Vertical Alignment），有富士通的MVA和三星的PVA兩種。比起TN面板，VA面板可以提供更廣的可視角度以及更好的色彩還原能力。三星的PVA（Patterned Vertical Alignment）面板技術(shù)是從富士通的MVA發(fā)展和繼承而來。VA面板的缺點(diǎn)是功耗較高、價格較高。
IPS面板全稱平面轉(zhuǎn)換面板（In-Plane Switching），是日立公司在1996年開發(fā)的面板技術(shù)，從TFT面板改進(jìn)而來，所以也稱為“Super-TFT”面板。IPS面板分為S-IPS、AS-IPS、H-IPS、S-IPS和E-IPS等幾種，同樣擁有可視角度大，色彩還原能力較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但其功耗較Super AMOLED屏幕高。
CPA為連續(xù)焰火狀排列模式廣視角面板（Continuous Pinwheel Alignment），這一種面板同樣屬于夏普。夏普CPA面板色彩還原和可視角度都很優(yōu)秀，但價格昂貴。需要注意夏普把自己所用過的TN+Film、VA、CPA等廣視角技術(shù)的產(chǎn)品都統(tǒng)稱為ASV。
許多高端手機(jī)都以IPS面板作為賣點(diǎn)
幾種顯示材料技術(shù)的介紹
a-Si為非晶硅技術(shù)，是目前應(yīng)用最廣的一種，技術(shù)簡單、成本低廉，但開關(guān)所占的像素本身的面積很大導(dǎo)致亮度無法做得很高（也就是開口率低），另外PPI也只能做到約200PPI的水平。
IGZO為銦鎵鋅氧化物（Indium Gallium Zinc Oxide）的縮寫，它是一種薄膜電晶體技術(shù)，通過在TFT-LCD的主動層上打上一層IGZO金屬氧化層，從而獲得更出色的電子性能。相比a-Si其開關(guān)晶體管體積更小，可以實(shí)現(xiàn)更高的像素開口率，其PPI普遍在300以下。IGZO的優(yōu)點(diǎn)是高精度、低功耗和高觸控性能。使用這一技術(shù)面板的有蘋果的iPad。
LTPS（Low Temperature Poly-silicon）低溫多晶硅技術(shù)是為了解決單晶硅的缺點(diǎn)開發(fā)而來，LTPS比起a-Si，把外圍電路集成到面板基板的可操作更強(qiáng)，載流子移動速度更快，面板的設(shè)計(jì)更簡單，PPI最高可實(shí)現(xiàn)500+，一般在300PPI以上的都是采用這種技術(shù)，代表產(chǎn)品有HTC One X、iPhone 4/4S/5。
CGS（CG-silicon）連續(xù)粒狀結(jié)晶硅屏幕技術(shù)是屬于LTPS的一個變種（夏普官方原文“CG-silicon is a variant of the LTPS process using laser annealing to get larger domains”），它的載流子移動速度是LTPS（Low Temperature Poly-silicon，低溫多晶硅）技術(shù)的3倍，是普通A-si（非晶硅）技術(shù)的600倍?？梢詫?shí)現(xiàn)更高的開口率，在同樣的背光亮度條件下，屏幕亮度更高，而在屏幕亮度不變的情況下，能夠使用更低亮度的背光以節(jié)約電量。此外它更輕薄，耐沖撞及扭曲。
CGS屏幕技術(shù)
關(guān)于玻璃貼合及觸控屏整合工藝
我們之前多個手機(jī)的評測中都談到了單玻璃貼合技術(shù)。這些技術(shù)都是把觸控部分整合到內(nèi)層玻璃或者是顯示屏上面，實(shí)現(xiàn)減少厚度、簡化工藝制程、增加屏幕的通透程度、減少反光、不進(jìn)灰等目的。目前這一類的技術(shù)主要有以觸控屏廠商為主導(dǎo)的One Glass/Touch on Lens方案，以及由面板廠商主導(dǎo)的On-Cell和In-Cell方案。
One Glass/Touch on Lens通過在保護(hù)玻璃內(nèi)側(cè)鍍上ITO導(dǎo)電層，把觸控屏與保護(hù)玻璃集成在一起，代表產(chǎn)品有魅族MX2、小米手機(jī)2，使用這一方案的手機(jī)屏幕如果摔碎的話，觸控也隨之失效；
結(jié)語
關(guān)于液晶屏的相關(guān)介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。
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