液晶显示器无疑是目前最流行的平板显示技术——几乎可以肯定，你每天都会在某些应用中使用液晶显示器。它们能够走出实验室，
走进千家万户，这本身就令我感到不可思议。
它们的独特之处在于其透射式特性，而CRT、等离子和OLED都是自发光的。每个LCD像素都由多层堆叠结构组成，
最底层是背光层——每一层都会以某种方式调节光线，使其从背光层传递到你的眼睛。让我们逐层了解，从背光层开始。
直到几年前，大多数液晶显示器的背光系统都由位于显示屏边缘的一些LED组成，这些LED发出的光线会照射到一个漫射器上。漫射器有助于均匀地调节光线，
并将其向上反射到面板上。这就是为什么老式液晶显示器的边框那么厚的原因，因为边框需要用来容纳背光LED。
由于LED技术的进步，如今大多数背光都是面板背后的LED阵列，这使得光线在整个面板上分布得更加均匀。光线随后从背光进入第一层偏光片。
光很奇特——它既是波又是粒子，但其波的传播方向与传播方向垂直。偏振器本质上是一种光栅，它只允许特定方向的波通过。
这是重要的一步，因为我们需要穿过液晶层的光线具有均匀的取向。然后，液晶层会弯曲光线，使其被第二个偏振片阻挡或放行。
液晶简直是神奇的。它们种类繁多，但本质上都是透明晶体，在电场作用下会改变结构。在默认状态下，它们呈螺旋状排列，
允许来自第一层偏振片的光线穿过。当我们在液晶两侧的透明电极上施加电压时，电场会使它们原本的螺旋结构解开并更加垂直地排列，从而阻挡光线。
这种螺旋结构允许光线通过，同时改变其偏振方向——相当于将其旋转90度——从而使光线能够穿过第二个偏振器。我们可以通过调节电压
来控制传递到下一层的偏振度，进而控制其强度。每个子像素都有其独立的液晶单元，这使我们能够分别控制红色、绿色和蓝色分量的强度。
接下来，每个子像素都配有红色、绿色或蓝色滤光片。这可以过滤掉通常为白光的其他频率，从而使各种成分混合成所需的颜色。
新型显示器，尤其是三星生产的显示器，用量子点层取代了这些滤光片。量子点是微小的半导体纳米晶体，能够吸收光线并将其重新发射成特定颜色，
具体颜色取决于量子点的尺寸。在这些显示器中，背光通常是蓝色的，因为蓝光的波长更短、能量更高，然后量子点层会将蓝光重新发射成绿色或红色。
经过彩色滤光片后，任何穿过滤光片的光线都会进入第二个偏振片，该偏振片与第一个偏振片呈90度角。
这样，只有被晶体正确偏振的光线才能通过，而未被正确偏振的光线则会被阻挡。
要实现这一点，需要用到很多精密的元件，比如薄膜晶体管（TFT），这是一种直接制造在玻璃基板上的微型开关——每个子像素对应一个。
要知道，一个显示屏上可能有数千万个像素。
我所描述的液晶类型是TN（扭曲向列型），但还有更新的技术，例如IPS（平面转换型）和VA（垂直排列型）。
主要区别在于晶体结构的取向——其目的是为了克服TN液晶的一些缺点，例如TN液晶在关闭状态下遮光效果不佳，以及色彩准确度相对较差。
| TN（扭曲向列型） | VA（垂直排列型） | ||
|---|---|---|---|
| 结构 | 水晶扭转90° | 晶体平行于屏幕旋转 | 晶体垂直排列，倾斜 |
| 视角 | 最窄处（约170°/160°） | 最宽处（约178°/178°） | 比TN宽，比IPS窄 |
| 对比度 | 最低（约 600:1 - 1200:1） | 中等（约700:1 - 1500:1） | 最高（约 2500:1 - 6000:1+） |
| 响应时间 | 最快（约1毫秒） | 中等（约1-5毫秒） | 最慢（约4毫秒以上） |
| 色彩准确度 | 最穷 | 最好的 | 好的 |
| 成本 | 最低 | 最高 | 中档 |
即使液晶技术取得了进步，液晶显示器仍然存在一些固有的缺陷。由于液晶和偏光片在关闭时并不能完全阻挡光线，
背光会漏光，导致对比度下降，因为它们无法显示纯黑色。
为了解决这个问题，一些高端液晶显示器现在采用带有局部调光区域的背光。这本质上就是关闭背光中未使用的小区域。这种方法并不完美，因为通常会有一些
光线从背光中被照亮的区域漏出。Mini LED 显示器更进一步，使用尺寸惊人的小型（50 到 200 微米）LED 作为背光，从而可以实现更小的局部调光区域。
液晶显示器响应速度稍慢，因为液晶分子需要一定时间改变方向。液晶分子的排列方式针对正对屏幕观看进行了优化，
因此从侧面观看时会出现一些颜色和亮度偏差。尽管液晶显示器存在诸多缺点，但它们亮度高、可靠性强，最重要的是价格便宜。