咱们身边超常见的液晶显示，原来它藏着这么多小秘密！

咱们每天睁眼闭眼都离不开的东西里，液晶显示绝对能排得上号。早上醒来刷手机，屏幕是液晶的；上班打开电脑，显示器是液晶的；中午吃饭看平板追个剧，还是液晶显示；就连家里的电视、冰箱上的控制面板，好多也用的是这种技术。可你有没有想过，这平平无奇的屏幕背后，到底是怎么把画面 “变” 出来的？今天就用唠嗑的方式，跟大家好好掰扯掰扯液晶显示那些事儿，保证听得明明白白，还不觉得枯燥。

先说说 “液晶” 这俩字儿，听着挺玄乎，其实它是一种特别有意思的物质状态。咱们都知道，物质一般有固态、液态、气态三种状态，比如冰是固态，水是液态，水蒸气是气态。但液晶不一样，它介于固态和液态之间，既有液体的流动性，又能像晶体那样整齐排列。这种特殊的性质，就是它能用来显示画面的关键。打个比方，液晶分子就像一群训练有素的小士兵，平时会按照一定的规律站好队，可一旦遇到外界信号 “指挥”，就会乖乖改变排列方向，而这个改变，就能帮咱们呈现出不同的画面。

要搞懂液晶显示的原理，还得提三个重要 “小伙伴”：偏光片、液晶层和彩色滤光片。咱们先从光线说起，普通的光线是向各个方向振动的，就像一群调皮的孩子到处乱跑。当光线遇到第一层偏光片时，它就像一个 “守门人”，只允许朝着特定方向振动的光线通过，其他方向的光线都被拦在门外。这时候通过的光线，就变成了 “整齐划一” 的线偏振光。

接下来，这些线偏振光就会来到液晶层。液晶层里的液晶分子，在没有通电的时候是按照一定角度螺旋排列的。当线偏振光穿过这些螺旋排列的液晶分子时，它的振动方向会跟着液晶分子的排列方向一起旋转，就像走在螺旋楼梯上，身体会跟着楼梯的方向慢慢转弯一样。等光线穿过液晶层后，它的振动方向已经转了 90 度。这时候，光线会遇到第二层偏光片，而第二层偏光片的 “放行方向” 正好和第一层垂直。因为光线的振动方向已经转了 90 度，所以它能顺利通过第二层偏光片，这时候咱们看到的屏幕就是亮的。

可如果给液晶层通电呢？情况就不一样了。通电后，液晶分子会受到电场的影响，原本螺旋排列的分子会立刻 “立正站好”，变成整齐的竖直排列。这时候，线偏振光穿过液晶层时，振动方向就不会再旋转了，还是保持原来的方向。当它到达第二层偏光片时，因为振动方向和第二层偏光片的 “放行方向” 垂直，就被拦在了门外，这时候屏幕上对应的这个点就变成了黑色。

咱们看到的屏幕画面，其实就是由无数个这样的 “小点” 组成的，这些小点叫做像素。每个像素都能通过控制是否通电来呈现黑色或白色，而要呈现彩色画面，就需要彩色滤光片出马了。彩色滤光片上有红、绿、蓝三种颜色的小滤光单元，分别对应每个像素里的三个子像素。通过控制每个子像素通电的强弱，就能调节红、绿、蓝三种颜色的亮度。就像咱们小时候玩的调色板，红、绿、蓝三种颜色按照不同比例混合，就能调出各种各样的颜色，比如红色和绿色混合能调出黄色，红色和蓝色混合能调出紫色，三种颜色都调到最亮就是白色，都调到最暗就是黑色。这样一来，无数个像素组合在一起，就能呈现出丰富多彩的画面了，不管是高清的电影画面，还是鲜艳的照片，都是这么来的。

可能有人会问，那咱们平时说的 LCD 屏幕和 LED 屏幕有啥区别呀？其实咱们常说的 LED 屏幕，准确来说应该叫 LED 背光 LCD 屏幕，它本质上还是液晶显示技术，只是把原来的背光换成了 LED 灯。以前的液晶屏幕用的是 CCFL 背光，也就是冷阴极荧光灯，这种背光就像咱们家里以前用的日光灯，体积比较大，而且发光均匀度和寿命都不如 LED。而 LED 背光体积小、亮度高、寿命长，还更节能，所以现在市面上大部分液晶屏幕都用的是 LED 背光。比如咱们的手机、笔记本电脑、电视，基本都是 LED 背光的 LCD 屏幕，只有一些特殊场景，比如大型户外广告牌，可能会用到由无数个 LED 灯珠直接组成的 LED 显示屏，那种和咱们平时用的液晶显示原理可不一样哦。

再说说液晶显示的一些小特点，比如它的可视角度。以前的液晶屏幕，如果你从侧面看，画面会变得很暗，颜色也会失真，这是因为液晶分子的排列方式导致的。后来技术改进了，出现了 IPS 硬屏技术，这种技术下的液晶分子排列方式更特殊，不管从哪个角度看，画面的亮度和颜色都能保持得比较好。就像咱们家里的电视，如果一家人围坐在沙发上，不管是坐在正中间，还是坐在两边的角落，都能清楚看到清晰的画面，这就是 IPS 硬屏的功劳。

还有屏幕的响应速度，这个对玩游戏的人来说特别重要。响应速度指的是像素从黑色变成白色，或者从一种颜色变成另一种颜色所需要的时间。如果响应速度太慢，玩游戏的时候画面就会出现拖影，比如玩赛车游戏，车子快速移动时，后面会跟着一串模糊的影子，看着特别不舒服。现在很多液晶屏幕的响应速度都能做到 5 毫秒以内，甚至有些游戏专用屏幕能做到 1 毫秒，这样玩游戏的时候画面就会特别流畅，不会有拖影的问题。

咱们平时用液晶屏幕的时候，可能还会遇到一个问题：屏幕亮度。不同场景下，咱们需要的屏幕亮度不一样。比如在阳光充足的户外，屏幕亮度不够的话，根本看不清楚画面；而在晚上关了灯之后，屏幕太亮又会刺激眼睛，时间长了容易疲劳。所以现在很多液晶屏幕都有自动亮度调节功能，它能通过传感器检测周围环境的光线强度，然后自动调整屏幕的亮度。比如白天户外光线强，屏幕就会自动调亮；晚上光线暗，屏幕就会自动调暗，这样既能保证看清画面，又能保护眼睛，还能节省电量，是不是特别贴心？

另外，液晶显示还有一个优点就是功耗比较低。相比以前的 CRT 显示器（那种又大又重的老式显示器），液晶显示器的功耗要低很多。CRT 显示器因为需要靠电子枪发射电子束来显示画面，所以不仅体积大、重量重，还特别费电。而液晶显示器主要是靠控制液晶分子的排列来调节光线，本身不需要消耗太多电能，尤其是用了 LED 背光之后，功耗更是大大降低。比如一台 15.6 英寸的笔记本电脑，液晶屏幕的功耗通常只有十几瓦，而同样尺寸的 CRT 显示器，功耗可能要上百瓦，差距特别明显。这也是为什么现在的笔记本电脑、平板电脑能做得越来越轻薄，续航时间越来越长的原因之一，毕竟屏幕省电了，整体的续航自然就上去了。

不过液晶显示也不是完美的，它也有一些小缺点。比如它的对比度相对来说不如 OLED 屏幕。对比度指的是屏幕最亮的地方和最暗的地方的亮度比值，对比度越高，画面的层次感就越强，黑色看起来就越纯粹，白色看起来也越明亮。液晶显示因为靠的是背光发光，即使某个像素要显示黑色，背光还是会有少量光线漏出来，所以黑色看起来不是纯黑，而是有点发灰。而 OLED 屏幕每个像素都能自己发光，显示黑色的时候像素直接不发光，所以对比度更高，画面看起来更有质感。但这并不影响液晶显示在咱们日常生活中的应用，毕竟它的成本更低，技术也更成熟，在很多场景下，液晶显示的效果已经完全能满足咱们的需求了。

咱们再聊聊液晶显示在生活中的具体应用。除了咱们最熟悉的手机、电脑、电视，液晶显示还出现在很多地方。比如咱们坐地铁、高铁的时候，站台或者车厢里的显示屏，大多是液晶的；去商场逛街，那些滚动播放广告的大屏幕，很多也是液晶的；还有咱们开车的时候，汽车的仪表盘、中控屏幕，现在越来越多也用的是液晶显示；甚至一些医疗器械，比如心电图机、B 超机的显示屏，也离不开液晶显示技术。可以说，液晶显示已经渗透到咱们生活的方方面面，成为了现代生活中不可或缺的一部分。

可能有人会好奇，这么好用的液晶显示技术，是怎么被发明出来的呢？其实液晶的发现最早可以追溯到 19 世纪末，当时一位奥地利科学家在加热苯甲酸胆固醇酯的时候，发现它在某个温度范围内会呈现出一种特殊的状态，既不是固态也不是液态，这就是最早发现的液晶。不过那时候人们还不知道液晶有什么用，直到 20 世纪 60 年代，美国的科学家才发现液晶可以用来制作显示器件。后来经过不断的研究和改进，液晶显示技术才慢慢成熟，从最初只能显示简单的数字和文字，到现在能显示高清的彩色画面，甚至 3D 画面，一步步发展到咱们今天看到的样子。

现在咱们用的液晶屏幕，不管是手机屏幕还是电视屏幕，都在朝着更轻薄、更清晰、更节能的方向发展。比如手机屏幕，以前的屏幕尺寸大多在 3-4 英寸，现在很多手机的屏幕都超过了 6 英寸，而且边框越来越窄，屏占比越来越高，看起来特别大气。电视屏幕也是一样，以前 55 英寸的电视已经算大的了，现在 75 英寸、85 英寸的电视越来越常见，而且厚度越来越薄，挂在墙上就像一幅画一样，特别节省空间。

不过不管技术怎么改进，液晶显示的核心原理其实没有太大变化，还是靠偏光片、液晶层和彩色滤光片的配合来呈现画面。咱们平时在使用液晶屏幕的时候，也可以注意一些小细节，比如不要长时间盯着屏幕看，每隔一段时间休息几分钟，这样能保护眼睛；清洁屏幕的时候，不要用粗糙的布擦，最好用专门的屏幕清洁布，避免刮花屏幕；还有不要让屏幕受到剧烈撞击，因为液晶屏幕比较脆弱，撞击容易导致液晶层损坏，出现漏液的情况，那样屏幕就没法正常使用了。

液晶显示是一项特别伟大的技术，它让咱们的生活变得更加便捷和丰富多彩。不管是工作、学习还是娱乐，咱们都离不开它。虽然现在有 OLED、Micro LED 等新技术出现，但液晶显示凭借其成熟的技术、低廉的成本和稳定的性能，依然在显示领域占据着重要的地位。希望通过今天的介绍，大家能对液晶显示有更多的了解，下次再用手机、电脑的时候，也能想起它背后那些有趣的原理和故事。