液晶材料的微观结构是像固体一样的结晶体,但它又像液体一样可以流动,故此得名。有些液晶材料在电场的作用下晶体会发生重排列,从而影响它的光学特性,这种现象叫电光效应。配合偏振光片就能用电场控制通过光线的强弱(透明度)。
这种光调制特性使人想到用它来做显示器。最早的液晶显示器利用环境光照明。后来为了在昏暗的地方也能看见,加入了可人为点亮的背光。最终背光成了液晶显示器的标配。
早期液晶显示器只有黑白二色,主要用于画面更新速度较慢的场合,如电子表和计算器。彩色液晶显示器出现后开始涉及动态画面显示。早期的彩色液晶显示器每色只有64级灰阶,这个水平持续了很长时间。然后在1~2年内很快跳到了256级,再加上屏幕尺寸相同时,液晶屏厚度薄、重量轻、所占据的空间尺寸小等优势,使得彩色液晶显示器在不到10年时间内彻底淘汰了CRT显示器。最近1024级灰阶(10bits面板)又成了主流产品。
色域小是早期液晶显示器不能进入专业领域的原因。但背光的改进使液晶显示器的色域大为扩展。用大量微型彩色LED灯珠做背光,配合软件的控制,色域和对比度都与号称将取代液晶显示器的OLED有机发光二极管彩色显示器不相上下。
很长一段时间液晶晶体扭转速度慢,造成运动影像拖影,一个球飞过去,后面拖着一个小尾巴。但随着技术进步,扭转速度也发展到足够快,主流液晶显示器在1080P的清晰度下都可以做到每秒120帧的刷新速度。这意味着一个快速掠过画面的物体也不会有闪烁感。4K显示器也可以达到60帧的刷新速度。
液晶显示器的工艺使得它很容易做到超大幅面,2019年主流电视达到65英寸;超高分辨率,高端手机显示屏分辨率达到500PPI以上;超多像素,3840×2016的4K显示器已成为主流,7680×4320的8K显示器也开始进入市场。高像素显示器可以显示更多信息,用来浏览高质量的图片。
虽然液晶显示器的进步使它占据当前的主流位置。但自发光器件LED,OLED彩色显示器及特大色域的激光彩色显示器已开始与其争夺下一代主流显示器的地位。