在 LCD(液晶顯示器)液晶屏中,顯示不同灰度和顏色是通過(guò)液晶分子對(duì)光的調(diào)制以及彩色濾光片(CF)的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
首先,LCD 的基本結(jié)構(gòu)包括背光源、液晶層和彩色濾光片等部分。背光源通常是冷陰極熒光燈管(CCFL)或者現(xiàn)在更常用的發(fā)光二極管(LED),它提供了整個(gè)顯示過(guò)程所需的光線。
液晶分子是顯示不同灰度的關(guān)鍵因素之一。液晶分子具有特殊的光學(xué)各向異性,在沒(méi)有電場(chǎng)作用時(shí),液晶分子呈自然排列狀態(tài),能夠使光線發(fā)生一定程度的偏振旋轉(zhuǎn)。當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí),液晶分子的排列方向會(huì)發(fā)生改變,從而改變光線通過(guò)液晶層后的偏振狀態(tài)。在液晶顯示器的像素電極和公共電極之間施加不同大小的電壓,就可以控制液晶分子的扭轉(zhuǎn)程度。扭轉(zhuǎn)程度不同,通過(guò)液晶層后的光的強(qiáng)度就不同。例如,當(dāng)電壓較高時(shí),液晶分子扭轉(zhuǎn)程度大,光通過(guò)的少,像素看起來(lái)就比較暗;當(dāng)電壓較低時(shí),液晶分子扭轉(zhuǎn)程度小,光通過(guò)的多,像素就比較亮。通過(guò)準(zhǔn)確地控制每個(gè)像素電極上的電壓,就能夠?qū)崿F(xiàn)不同灰度的顯示。
對(duì)于顏色的顯示,彩色濾光片起到了決定性的作用。彩色濾光片通常是由紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三種顏色的濾光單元組成的陣列,這些濾光單元與液晶像素一一對(duì)應(yīng)。當(dāng)經(jīng)過(guò)液晶層調(diào)制后的光到達(dá)彩色濾光片時(shí),光會(huì)被相應(yīng)的濾光單元過(guò)濾。例如,白光通過(guò)紅色濾光單元后就變成了紅光,通過(guò)綠色濾光單元后變成綠光,通過(guò)藍(lán)色濾光單元后變成藍(lán)光。通過(guò)控制每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的液晶分子對(duì)光的調(diào)制程度,以及彩色濾光片的濾光作用,就能組合出各種各樣的顏色。
具體而言,通過(guò)改變紅、綠、藍(lán)三種顏色的光的強(qiáng)度,利用人眼對(duì)顏色的混合感知特性,如紅色和綠色混合可以得到黃色,紅色和藍(lán)色混合得到品紅色,綠色和藍(lán)色混合得到青色,從而顯示出豐富多彩的顏色。這種通過(guò)液晶分子和彩色濾光片協(xié)同工作的方式,使得 LCD 液晶屏能夠呈現(xiàn)出我們所看到的各種精美的圖像和文字。