液晶显示器是如何显示各种图案？带你了解液晶显示原理

当今社会，每个人都离不开各种电子设备，特别是手机和电脑，设备中各种视频、图案和文字等都是通过电子屏幕显示出来，这些电子产品的显示器材都是液晶。液晶是什么物质？它是如何显示数字或图像呢？那么下面我们就来详细了解屏幕的内部结构，了解其中的原理。

一.什么是液晶

我们从自然界中常见的的物质三态——固态、液态、气态说起。在通常状况下，物质呈现三态的原因可以从微观结构去认识它，例如我们看到的固体如食盐晶体等，有一定的形状和体积。

因它的分子在特定方向按固有规则排列紧密而整齐，平衡位置相对固定，只能在小范围内振动，且各向异性；液体如水，其分子间距离较大，平衡位置随时改变，活动范围较广，分子取向没有规则，宏观上表现为无一定形状，但有一定体积，具有流动性；而气体既无一定形状，也无一定体积，其分子可自由运动。

物质世界中还存在着介于固态和液态之间的物质。它就是液晶。19世纪末奥地利植物学家赖尼策尔在研究一种叫做“胆甾醇苯甲酸酯”的有机物时，发现它被加热到145.5℃时，熔化成一种浑浊的液体，在178.5℃突然全部变成透明液体。当冷却时，呈现出蓝紫色，不久后即自行消失，再次呈现混浊状液体，继续冷却，再次出现蓝紫色，然后固化成白色的晶体。面对这样的现象赖尼策尔无法解释，于是他将样品及观察记录寄给德国物理学家勒曼。勒曼研究后认为这是流动的晶体，并给这种形态的物质取名为“液晶”。现在已发现几千种有机化合物具有液晶态，它是介于固态与液态之间的中间态。与液体分子模型相比较，液晶分子没有位置序，但有取向序即分子取向十分一致

综合而言，所谓液晶，是指其形状像液体，而其微观结构和光学性质又完全类似于晶体的一类物质。那么它又是如何在显示器中发挥作用的呢？

我们先从简单应用的来了解

二.液晶的黑白态显示原理

人们已经发现液晶具有许多性质和效应，如电光效应、热光效应、光电效应、超声效应和理化效应等液晶显示主要利用液晶的电光效应所谓“电光效应”是指在电场的作用下，液晶光学性质的变化。下面介绍液晶如何在显示屏中发挥作用，首先，液晶必须装在由玻璃构成的液晶盒内

两块标准的平面平行度极好的平板玻璃，称为玻璃板。在上下玻璃板的外侧装有偏振膜，或称偏振片，偏振片的作用就是让与偏振片的方向平行的光波通过，只有光波振动方向与偏振片的缝一致的光才能通过，因此可以将具有光源中具有各个取向的光波过滤为单一取向的光波。由于上下两个偏振光片相互垂直，通过第一片偏振片的光波想要通过第二片偏振片光波需要旋转90?才行，于是就到了液晶发挥它的旋光作用，通过在液晶的上下两边加上不同的电场来改变内部液晶的行为。为了给液晶加电场，要在玻璃板的内表面装上二氧化锡透明电极，电极的形状可根据显示的需要设计成各种形状，为了使液晶分子能连续扭曲成90°，要对液晶盒内表面做沿面排列处理，这样一个液晶盒就完成了。最后在液晶盒内填入添加了旋光物质的液晶，四周再用胶框粘接，液晶盒就成为液晶显示器了。由于内部的液晶分子具有旋光性，可将通过偏振光的光波方向旋转90?，再通过下部的偏振片，于是我们便看见了光亮的背景。当我们在液晶两边外加电场，在电场的作用下，液晶消除了原来的扭曲状态，液晶分子有序排成一个平面，与上下电极面相互垂直。入射偏振光的振动方向在穿过液晶时保持原来的状态不变，即入射光的振动方向与下偏振片的偏振化方向垂直，入射光将被吸收，因而没有光被反射回来，也就看不到反射板，于是电极部位呈暗态，与不加电场的情景正好相反。