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为什么液晶屏是黑色的?

本帖由 漂亮的石头2015-06-16 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 管理成员

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    [​IMG] Fan,光学工程研究生,曾在大陆台湾美国三地学习,专注于显示技术研究。

    看到其他解释,感觉需要简单直接的回答问题才能不让别人迷惑。

    下图是液晶显示的基本原理。我简单阐述一下过程再进行解释。

    从下往上看。

    • 背光灯是点光源发出一种射向“四面八方”的光
    • 通过导光板,背光变得均匀
    • “四面八方”的光通过偏光板,被筛选,只能“横着”穿过偏光板,而“竖着”的那些就无法穿过。
    • 液晶材料具有眩光性,可以把“横着”的光慢慢的旋转
    • 当旋转为 90°,270°等,可以完全变“竖”,然后穿过滤光板(这种 TN 型液晶配相方法滤光板与偏光板成 90°),其亮度为 100%;而当旋转为 180°,360°等,将完全无法穿过滤光板其亮度为 0%;其余角度灰度在 0-100%之间。
    • 此时只有黑白之间的亮度颜色,所以每 3 个液晶一组,分别透过红绿蓝滤色玻璃,形成三原色。
    • 这样一组 3 个液晶,3 种颜色(其比例由液晶旋转的角度来决定)叠加为一种需要的颜色,这样的一组液晶,成为一个像素

    [​IMG]

    通过控制电压的大小,就可以控制液晶扭转的角度,即控制了经过这个液晶所得到的亮度

    [​IMG]

    如果你看到这都明白了,后面的结论就容易理解了。

    那么,为什么我们看到的黑白 LCD 显示出来大多都是黑色呢?主要是由于成本,必要性和寿命的原因。

    • 没有必要使用彩色,可以省去滤色玻璃的成本
    • 不需要三原色组合成 1 个,同样的面板,像素就为原来的三倍
    • 仅适用黑和白两色,而不是黑 - 白均匀的灰度,可以减少控制电路的成本(只需要 0 和 1 啊= =)
    • 电压控制也可以非常随意,不需要做到很黑或者很白,差不多即可,对电路设计要求精度降低很多很多
    • 电路和组件使用更少,寿命和稳定性也就越高,成本也更低
    • 对于没有背光源,利用环境光充当光源的产品,背光源也省略了,背光源的电源和能源消耗也省略了
    • 对于为什么不使用背景黑色显示白色的问题,回答是玻璃和塑料这种常用的显示面板是透明的,把玻璃和塑料染黑成本会提高

    补充:

    如果题主问的是为什么 LCD 关闭时是黑色的,那是因为大部分 LCD 使用的显示方法都是如上描述的原理,断电时,液晶不旋转,背光未打开,上下两偏振片互相垂直,所有光被挡住,所以是黑色的。

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