液晶體電視運作原理

圖片參考：http://www.nsc.gov.tw/files/popsc/2005_99/9409-03-02a.JPG
液晶顯示器的運作原理圖示

液晶顯示器：液晶顯示器的構造依序是由白光背光源、偏光板、液晶層和另一偏光板所組成。液晶類似晶體，是一種分子可規則性排列的有機化合物，但又具有流動性，類似液體，可藉由外加電場改變它的分子排列。

液晶顯示器的運作是讓背光源的光線照在偏光板上，光線在穿過偏光板時會被偏極化，當偏極化的光線穿過液晶時，其偏極方向會偏轉一角度，這角度決定 了它通過另一偏光板後的強度。因為液晶分子的排列方式可由加在電極上的電壓所控制，因此可以控制偏極化光線透射出來的強度，就好像一個以電壓控制的光開 關。至於彩色效果，則可利用彩色濾光片來達成，每個像素需要3個不同的小開關來分別調變紅、綠、藍三原色的分量，混合後就是繽紛的彩色了。

控制液晶分子的電路可分成兩種方式，即被動矩陣模式與主動矩陣模式。在被動矩陣模式下，電壓消失時液晶會回復原位，必須再施加電壓才能再排列，不具記憶性。主動模式則使用電晶體構成記憶電路，可把影像電壓儲存在電容上以控制每一畫素，因此具有記憶性。主動矩陣液晶顯示器製程較複雜，價格較貴，但是解析度較佳。目前個人電腦的螢幕和液晶電視，都是採用主動矩陣液晶顯示器。

液晶顯示器，或稱LCD(Liquid Crystal Display)，為平面超薄的顯示設備，它由一定數量的彩色或黑白畫素組成，放置於光源或者反射面前方。液晶顯示器功耗很低，因此倍受工程師青睞，適用於使用電池的電子設備。

每個畫素由以下幾個部分構成：懸浮於兩個透明電極(氧化銦錫)間的一列液晶分子，兩個偏振方向互相垂直的偏振過濾片，如果沒有電極間的液晶，光通過其中一個過濾片勢必被另一個阻擋，通過一個過濾片的光線偏振方向被液晶旋轉，從而能夠通過另一個。

液晶分子本身帶有電荷，將少量的電荷加到每個畫素或者子畫素的透明電極，則液晶的分子將被靜電力旋轉，通過的光線同時也被旋轉，改變一定的角度，從而能夠通過偏振過濾片。

在將電荷加到透明電極之前，液晶分子處於無約束狀態，分子上的電荷使得這些分子組成了螺旋形或者環形（晶體狀）， 在有些LCD中，電極的化學物質表面可作為晶體的晶種，因此分子按照需要的角度結晶，通過一個過濾片的光線在通過液晶片後偏振防線發生旋轉，從而使光線能夠通過另一個偏振片，一小部分光線被偏振片吸收，但其餘的設備都是透明的。

將電荷加到透明電極上後，液晶分子將順著電場方向排列，因此限制了透過光線偏振方向的旋轉，假如液晶分子被完全打散，通過的光線其偏振方向將和第二個偏振片完全垂直，因此被光線完全阻擋了，此時畫素不發光，通過控制每個畫素中液晶的旋轉方向，我們可以控制照亮畫素的光線，可多可少。

許多LCD在交流電作用下變黑，交流電破壞了液晶的螺旋效應，而關閉電流後，LCD會變亮或者透明。

為了省電，LCD顯示採用復用的方法，在復用模式下，一端的電極分組連接在一起，每一組電極連接到一個電源，另一端的電極也分組連接，每一組連接到電源另一端，分組設計保證每個畫素由一個獨立的電源控制，電子設備或者驅動電子設備的軟件通過控制電源的開/關序列，從而控制畫素的顯示。

檢驗LCD顯示器的指標包括以下幾個重要方面：顯示大小，反應時間(同步速率)，陣列類型（主動和被動），視角，所支持的顏色，亮度和對比度，解像度和屏幕高寬比，以及輸入接口（例如視覺接口和視頻顯示陣列）。