之前有个屏厂家讲过背光液晶屏的原理，液晶是特殊状态。可能不太记得讲了什么，也没留下PPT，遗憾。后来有一样机，装过，触摸屏是薄薄一层，下面是显示屏，从物理上是分离的。
这次从网上收集资料，先学习一下显示屏是什么。现在，PC显示屏已经有LED（发光方式）屏了。但是貌似手机都是LCD（背光方式）。
LCD
液晶显示器，Liquid Crystal Display，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗低，适用于使用电池的电子设备。液晶属于固定和液体的中间态，理解为具备液体和固体的特性，可以控制晶体的排列方向。在参考文献[3]中有详细介绍（真是很详尽，长见识）。有两个重要参数：介电系数（受电场影响决定分子转向参数）和折射系数（光学）。
亮度工作原理
以前听那个台湾人说液晶竖起来，倒下去，竖起来，倒下去，貌似是唯一的印象。
悬浮于两个透明电极（氧化銦錫）（稀土很重要）间的一列液晶分子層，兩邊外側有两个偏振方向互相垂直的偏振过滤片。简单说，两个互相垂直的偏正片，光线不能通过。偏正片之间有液晶，當電流通過電晶體產生電場變化，造成液晶分子偏轉，藉以改變光線的偏極性，从而改变光线的方式，使光可以透过第二个偏正片。控制电压，可实现不同的灰度。
LCD可透射显示，也可反射显示，投射方式见手机、电脑屏，如上图所示，反射方式如计算器、手表（我觉得这种方式只需一偏正片即可，光通过后，经过液晶完全转向90度，反射后的光不能再次通过偏正片为黑，反之为亮。当然也可以在第二个偏振片后面有反射面，效果等同于经过两次液晶屏。经查，仍是两层偏正片，而计算器，只是数字部分有液晶，非全屏）。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。我曾有台索爱的手机，休眠时，如手表方式显示时间，激活时采用投射方式，我觉得很好，看时间特别方便，无需点亮。
亮度工作原理进一步说明[3]
由上下层玻璃夹着液晶，上层玻璃贴有彩色滤光片，下层玻璃有薄膜晶体管（TFT，Thin film transistor liquid crystal display），所以此种屏，称为TFT LCD，薄膜晶体管液晶显示器。在结构上，我们看到玻璃面向液晶那面有配向膜。右图中玻璃一面, 有锯齿状的沟槽，目的希望长棒状的液晶分子, 会沿着沟槽排列，液晶分子的排列才会整齐。这是理论，实际上通过配向膜来实现。在没有加电时，液晶的排列会依照上下两块玻璃的配向膜而定。
对于TN（Twisted Nematic）型的液晶来说，上下配向膜的角度差恰为90度，所以液晶分子的排列由上而下会自动旋转90度。当入射的光线经过上面的偏光板时, 到达下层偏光板时, 光波的极化方向恰好转了90度，光线可顺利通过。如果对上下两块玻璃施加电压时, 由于TN型液晶多为介电系数异方性为正型的液晶，即代表着平行方向的介电系数比垂直方向的介电系数大，因此当液晶分子受电场影响时，其排列方向会倾向平行于电场方向。即液晶分子的排列都变成站立，经过液晶分子不会改变极化方向，无法通过下层偏光板。
这种方式不加电通过，称为normal white（NW），如果上下两个偏光片平行，则是normal black（NB）方式。我们的计算机亮点多，软件多为白底黑字，所以采用NW方式。这就是说，我们弄个暗桌面背景实际上更耗电……
此外还有STN（Super Twisted Nemaitc），在TN不加电中液晶旋转90度，STN则为270度。相同电压差，TN的灰阶要大，反映时间要快。Super也不是次次就更牛
色彩工作原理
由於液晶本身沒有顏色，所以用濾色片（图中的彩色滤光片）產生各種顏色。附加的滤光片分别标记红色，绿色和蓝色。大部分數位控制的LCD都採用了八位控制器，可以產生256級灰階。每個子圖元能夠表現256級，那麼你就能夠得到2563種色彩，每個圖元能夠表現16,777,216（24位）種成色。
左图继续放大，黑色部分是遮住一些不透光部分，例如TFT。显示屏是条状，因为垂直线多，例如文字，边框。而电视机的画面多为曲线，故马赛克排列，或者现在的三角排列。
显示器的亮度关键因素是开口率，即光线能透过的有效区域比例，除了TFT，还有ITO的走线, 或是Cr/Al的走线等等。亮度损耗，包括偏正板（50%），玻璃（95%）、液晶（95%）、开口率（50%），彩色滤光片（27%，每种颜色33%在乘上损耗80%），则透过率仅为6%，中间有些数值难以改变或者提高影响不大，关键在于开口率，这也是省电的关键。
控制和TFT
如果每个点都有单独电压控制，对于手表没问题，但是随着像素增加，不现实，另每个红绿蓝都需单独控制。
有被动阵列和主动阵列。被动阵列方式，每行为一组，每列为一组，將畫素排成行與列則可將連接線數量減至數以千計。控制某个点，需要行（例如用负电压）和列（例如用正电压）两组联动，仍有问题。反映时间慢和对比度低。即是同一行或同一列的其他畫素雖然受到的電壓僅為部分值，但這種部份切換仍會使畫素變暗。开始不太了解，看了资料三，有些明白，液晶有一定记忆能力，因为上下层玻璃夹着液晶，形成平行电容板，有助维持原状。如更改每个点的灰度，通过更改该行（负电）和该列（正电）的电压，该点可改变，而列上、行上的其他点，虽然行列不似那点是正负电，而是正零电或负零点，仍是受到影响。
现在高解析度采用主动阵列方式。解決方法是每個畫素都添加一個配屬於它的電晶體開關，使得每個畫素都可被獨立控制。電晶體所擁有的低漏電流特徵所代表的意義乃是當畫面更新之前，施加在畫素的電壓不會任意喪失。每個畫素是個小的電容器，前方有著透明的銦錫氧化物（ITO）層，後方也有透明層，並有絕緣性的液晶處在其中。此種電路佈置方式很類似於動態隨機存取記憶體，只不過整個架構不是建在矽晶圓上，而是建構在玻璃上。根据资料3理解：每个画素由一个电晶体控制，增加了一个存储电容，如右图，起到开关作用，确定电压是否冲到此点，即可保持正确的电压进而保持液晶正确的状态。要改变电晶体的电压可能需要正负电，而不是正零电，这样可以一列一列地更显画面。
资料来源 ：
[1]http://zh.wikipedia.org/wiki/LCD
[2]http://zh.wikipedia.org/wiki/TFT
[3]http://www.medicaldisplayworld.com/down/yuanli.pdf
