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面板的组成
谈面板之前，我们先要了解所谓的液晶到底是什么。从名字就可以猜出，液晶首先是一种晶体，其次，这种晶体的存在形态是液态，而非普通晶体的固态形态。大多数液晶都属于有机复合物。
液晶具有三个特殊的性质，这使得它们最终得到了“重用”，被赋予了显示器的重要介质的功能。首先，液晶会和电流发生奇妙的感应作用，如果你让电流通过液晶层，这些分子会按电流的流向方向进行排列，如果没有电流，它们又会彼此平行排列。其次，在没有电流时，液晶也会自行“站队”，如果你提供了带有细小沟槽的外层，将液晶倒入后，液晶分子会顺着槽排列，并且内层与外层以同样的方式进行排列。液晶的第三个特性很神奇也是很关键的：液晶层能够使光线发生扭转。液晶层表现的有些类似偏光器，这就意味着它能够过滤掉除了那些从特殊方向射入之外的所有光线。此外，如果液晶层发生了扭转，光线也会随之扭转，以不同的方向从另外一个面中射出。液晶的这些特点使得它可以被用来当作一种开关，它可以阻碍光线的通过，也可以允许光线通过。
了解了液晶这种奇妙的性质，我们再来看看液晶面板是如何组成的。一块普通的液晶面板就像一个汉堡包，由两层精细的玻璃母板夹住中间的厚度约为5μm的一薄层液晶分子。无数细小的沟槽和电极以特殊的工艺附着在玻璃母板上。通过控制这些电极，液晶分子会像阅兵一样做出“站队”、“转身”等动作，在这一过程中完成对通过光线强度的控制。
液晶分子只能控制光线的通过强度，也就是所谓的灰阶。为了显示出多种色彩，人们又在液晶面板中增添了一个滤光层。液晶显示器的每一个像素中，都含有红、绿、蓝三个单元，只有相应颜色的光可以通过该单元的滤光层。通过不同灰阶的三原色光的组合，液晶显示器就显示出了缤纷的色彩。液晶像素的组成如图1所示。
面板种类
在液晶显示器的基本原理基础上，各大厂商纷纷研究、制造出了各不相同的面板。这些各不相同的面板都有自己的特性，面板的不同，往往决定了显示器的成像效果和用户的使用感受。
目前，最为普及的面板当属TN面板。TN全称为Twisted Nematic(扭曲向列型)面板，低廉的生产成本使TN成为应用最广泛的入门级液晶面板。平时它的液晶分子排列如图2所示。TN面板对液晶的控制形式是，当电路关闭时，液晶分子成规则排列，光线可以透过液晶面板；而当电路打开时，液晶分子开始无规则排列，光线将不能通过液晶面板。
TN面板对液晶的控制不太精细，这使得TN面板对光线的控制能力略差，只能达到6bit的灰阶表现能力，只能表现26×26×26=262144种颜色。同时，通过面板的光线方向比较固定，造成了可视角度较小。为了弥补TN面板的缺陷，人们采用了抖动算法来解决TN面板颜色方面的缺陷，并通过添加涂层来解决可视角度方面的问题，使得TN面板可以显示16.2M的颜色，并可以达到更宽广的可视角度。而TN最大的优势在于，由于输出的灰阶级数较少，液晶分子偏转速度快，使它的响应时间很容易提高。
另一种使用较广的技术是VA技术，它在平时的液晶分子排列如图3所示。VA技术的代表当属富士通公司的MVA技术以及三星公司的PVA技术。
MVA技术是利用母板上的沟槽，使液晶静止时并非传统的直立式，而是偏向某一个角度静止，此时光线不能通过面板；当施加电压时，液晶分子的排列改变成水平，以让背光通过。MVA对液晶的控制更为精细，可以达到8bit的灰阶表现能力，也就是可以表现28×28×28=16777216种颜色(16.7M色)。同时，也因为液晶分子的排列方向的原因，视野角度比TN更为宽广。
PVA是三星推出的一种面板类型，它在富士通MVA面板的基础上有了进一步的发展和提高，是一种图像垂直调整技术，该技术直接改变液晶单元结构，让显示效能大幅提升，可以获得优于MVA的亮度输出和对比度。
此外，在这两种类型基础上又延伸出改进型S-PVA和P-MVA两种面板类型。
IPS也是目前主要的一种液晶面板类型，由日本日立于2001年推出。它的原理如图4所示。IPS面板中，液晶分子始终保持水平排列，平时光线无法通过。在控制时，利用空间厚度、摩擦强度并有效利用横向电场驱动的改变让液晶分子做平面旋转以控制光线的通过强度。
IPS型液晶面板对光线的控制能力更强，具有可视角度大、颜色细腻等优点，它同样能具有8bit的灰阶表现能力，能显示16.7M种颜色。但由于控制液晶水平旋转较为困难，IPS面板的响应时间较难提高。同时，IPS面板的透光率较低，虽然使得IPS面板的漏光较小，但也使得它的亮度和对比度较难提高。而S-IPS则为第二代IPS技术，它又引入了一些新的技术，以改善IPS模式在某些特定角度的灰阶逆转现象。
目前，IPS面板主要由LG-飞利浦自主的面板制造商生产。
另外，SHARP采用的ASV技术型和NEC推出的ExtraView型的液晶面板也都各有自己的特点，不过他们所生产的液晶显示器都是自己厂商独有液晶面板，被其它品牌所采用的相对较少。
背光技术
液晶显示器和传统的CRT的发光原理刚好相反，CRT是通过发出需要光线来显示图像，而液晶是滤过不需要的光线来显示图像。由于液晶面板本身并不发光，需要通过光源来照亮，所以背光就成了液晶显示器不可或缺的一个组成部分。包括了背光部分的完整液晶面板。
背光模块由光源, 导光板, 反射板, 扩散板, 增光片组合而成. 品质上要求光的辉度愈高愈好, 平均辉度一般要求 70%以上。目前显示器中，最常用的光源为冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamps，CCFL)。CCFL是一种线光源，那如何把它“转化”成液晶显示器所需要的背光源呢？这就需要导光板的帮助。导光板是呈锲形的平板，它负责把线光源雾化成均匀的面光源。背光模组里的反射板用于将没有直接散射出去的杂乱光线再次引入导光板以提高光源的利用率，它上面的扩散膜同样具备把光线形成漫反射并均匀扩散的能力。而作为背光模组另一重要组件的棱镜片(垂直和水平相间隔)则负责把光线聚拢，使其垂直进入液晶模块以提高辉度，所以又称增亮膜。 经过上述处理，冷阴极荧光灯组成的线光源就可以形成亮度均匀并垂直射出的面光源。
背光如何影响显示效果
我们知道，液晶面板本身并不发光，需要通过光源来照亮，所以无论液晶面板的设计多么出色，但最终决定色彩的关键还是要有光源的配合。
虽然CCFL应用多年，已经相当成熟，但随着用户对显示品质的要求越来越高，它的色域较为狭窄的缺陷变得越来越明显。如果要提升液晶显示器显示的色域范围，最聪明的方法是打造广色域背光源。其中较为突出的是索尼公司的广色域冷阴极背光灯管(WCG CCFL)和夏普公司的四波长背光技术。
我们都知道，三基色是组成自然界色彩的原色，即：红、绿、蓝，也就是一般说的RGB三原色。这3种颜色是互相独立的，通过它们的搭配组成了其它各种颜色。
索尼广色域冷阴极背光灯管是通过增加磷来提升绿色的纯度，让整个画面的色域相比普通背光源提升了30%之多，但是高昂的成本是其不能普及的主要原因之一。
夏普的四波长背光通过在灯管之间加入红色的LED发光二极管，在三基色波长的旁边还加入了另外一种新波长——深红色，以提升红色的表现力，这同样可以增加显示的色域范围，不过在全黑状态下，这种显示器有些偏红。
背光技术的明天——LED背光
在韩国首尔举行的2007ICDL(Int’lConferenceand Exhibitionon Display LEDs)展会上，三星
和LG.飞利浦公司分别展出了更高对比度以及更好性能的LED背光液晶面板，这让我们看到了背光技术的未来。
LED背光在色彩表现力方面远胜于CCFL。原有的CCFL背光由于色纯度等问题，在色阶方面表现不佳，据测试，采用CCFL背光只能实现NTSC色彩区域的78%，而LED背光却能轻松地获得超过100%的NTSC色彩区域。同时，由于LED背光是面光源，可以从根本上解决显示器均匀度的问题，还能实现CCFL无法企及的分区域的色彩和色度调节，从而实现更精确的色彩还原。
在对比度方面，由于LED背光可以被局部关闭，对黑色的表现控制更为优异，相对现在的液晶显示器，可以有惊人的提高。根据厂商提供的资料，本次三星展示的LED背光源液晶面板可以达到10万∶1的惊人对比度，而LG.飞利浦展示的LED背光液晶面板对比度更高达100万∶1，
随着技术的成熟，年内有望看到LED背光的液晶显示器出现在用户的面前。
数字电路——LCD的大脑
虽然面板对显示质量的影响是主要的，但控制电路和优化技术的好坏也直接影响显示质量。单是有了优秀的面板和完美的背光，仍然不能保证显示的效果，就像有了强健的四肢而没有头脑的智慧，仍然无法解决种种困难一样。没有优质的驱动电路设计，再好的面板也无法发挥出其应有的水准。
色彩对照与还原
我们知道，在显示器工作时，液晶是通过固定在玻璃母板上的电极的控制进行偏转的。而这些电极对液晶的控制，就需要控制电路的指挥。控制电路将从电脑获取的画面信息进行处理和转换，将每个像素应该展现的不同颜色转换成该像素液晶应处于的状态，并控制液晶进行扭转，使显示器显示出画面。
在控制电路中，需要进行色彩和液晶状态的转换，这种转换能力也是用数位来表现的。一般来说，对于相应位数的面板，就需要采用相应位数的IC来控制。较低位数的IC是无法充分发挥面板的色彩表现能力的，然而，使用较高位数的IC，却可以提高面板的显示效果。在专业的显示器中，往往使用较高位数，如10bit甚至以上的IC来取得较好的显示效果。在这种情况下，控制电路先将电脑主机发来的图像信息转换为10bit的灰阶颜色，之后再与8bit的对照表进行对比，最后选取更加适合的显示模式，并驱动面板完成画面的显示。目前，在专业显示设备生产商EIZO的最高端显示器中，已经出现了使用16bit色彩对照表的显示器产品。
需要注意的是，随着显示技术的进步，众多采用TN面板的显示器也开始采用8bit的控制电路，并通过对滤色片、背光的改善来取得更好的显示效果，其最终画面虽然不能真正达到8bit面板所达到的显示效果，但也已经非常接近。这些显示器也往往在指标中标出16.7M的色彩表现能力，但和真正的8bit面板的显示效果还有一定差异，选择时需要用户细心加以分辩。
OverDrive——兴奋剂
OverDrive也是较高端的显示器驱动电路中具备的功能之一，它是为了解决显示器的响应时间问题而诞生的。
大家知道，响应时间是由于液晶分子的扭转需要时间而造成的。如果要使响应时间更快，就必须加快液晶分子的扭转速度。实现这一目的可以有两种方法，对材料进行改进或对控制方法进行改变。对材料进行改变是一个复杂而且漫长的过程，所以对控制方法进行改变就成了解决这一问题的突破口。
控制方法的改变又可以分为两种方法。其一，是对扭转这一过程本身进行改变，通过合理的方式，减少液晶分子需要扭转的角度，使扭转快速完成；其二，是通过对扭转电压的改变，通过加大控制电压来加快液晶分子的扭转，是扭转快速完成。这一调节过程，也是通过控制电路来完成的。通过这种方式加快液晶的响应时间的技术就称之为OverDrive，它就像给液晶面板的一针兴奋剂。
自从OverDrive技术产生以来，液晶显示器的响应时间开始快速缩小，从原来的几十毫秒一直达到现在的1ms，可谓日新月异。
然而，OverDrive技术毕竟不能从根本上解决液晶扭转的问题，也不能无限制地提高响应时间。要从根本上提高响应时间，还是要通过对材料的不断改进，从面板的制造入手，才能真正解决这一问题。
谈面板之前，我们先要了解所谓的液晶到底是什么。从名字就可以猜出，液晶首先是一种晶体，其次，这种晶体的存在形态是液态，而非普通晶体的固态形态。大多数液晶都属于有机复合物。
液晶具有三个特殊的性质，这使得它们最终得到了“重用”，被赋予了显示器的重要介质的功能。首先，液晶会和电流发生奇妙的感应作用，如果你让电流通过液晶层，这些分子会按电流的流向方向进行排列，如果没有电流，它们又会彼此平行排列。其次，在没有电流时，液晶也会自行“站队”，如果你提供了带有细小沟槽的外层，将液晶倒入后，液晶分子会顺着槽排列，并且内层与外层以同样的方式进行排列。液晶的第三个特性很神奇也是很关键的：液晶层能够使光线发生扭转。液晶层表现的有些类似偏光器，这就意味着它能够过滤掉除了那些从特殊方向射入之外的所有光线。此外，如果液晶层发生了扭转，光线也会随之扭转，以不同的方向从另外一个面中射出。液晶的这些特点使得它可以被用来当作一种开关，它可以阻碍光线的通过，也可以允许光线通过。
了解了液晶这种奇妙的性质，我们再来看看液晶面板是如何组成的。一块普通的液晶面板就像一个汉堡包，由两层精细的玻璃母板夹住中间的厚度约为5μm的一薄层液晶分子。无数细小的沟槽和电极以特殊的工艺附着在玻璃母板上。通过控制这些电极，液晶分子会像阅兵一样做出“站队”、“转身”等动作，在这一过程中完成对通过光线强度的控制。
液晶分子只能控制光线的通过强度，也就是所谓的灰阶。为了显示出多种色彩，人们又在液晶面板中增添了一个滤光层。液晶显示器的每一个像素中，都含有红、绿、蓝三个单元，只有相应颜色的光可以通过该单元的滤光层。通过不同灰阶的三原色光的组合，液晶显示器就显示出了缤纷的色彩。液晶像素的组成如图1所示。
面板种类
在液晶显示器的基本原理基础上，各大厂商纷纷研究、制造出了各不相同的面板。这些各不相同的面板都有自己的特性，面板的不同，往往决定了显示器的成像效果和用户的使用感受。
目前，最为普及的面板当属TN面板。TN全称为Twisted Nematic(扭曲向列型)面板，低廉的生产成本使TN成为应用最广泛的入门级液晶面板。平时它的液晶分子排列如图2所示。TN面板对液晶的控制形式是，当电路关闭时，液晶分子成规则排列，光线可以透过液晶面板；而当电路打开时，液晶分子开始无规则排列，光线将不能通过液晶面板。
TN面板对液晶的控制不太精细，这使得TN面板对光线的控制能力略差，只能达到6bit的灰阶表现能力，只能表现26×26×26=262144种颜色。同时，通过面板的光线方向比较固定，造成了可视角度较小。为了弥补TN面板的缺陷，人们采用了抖动算法来解决TN面板颜色方面的缺陷，并通过添加涂层来解决可视角度方面的问题，使得TN面板可以显示16.2M的颜色，并可以达到更宽广的可视角度。而TN最大的优势在于，由于输出的灰阶级数较少，液晶分子偏转速度快，使它的响应时间很容易提高。
另一种使用较广的技术是VA技术，它在平时的液晶分子排列如图3所示。VA技术的代表当属富士通公司的MVA技术以及三星公司的PVA技术。
MVA技术是利用母板上的沟槽，使液晶静止时并非传统的直立式，而是偏向某一个角度静止，此时光线不能通过面板；当施加电压时，液晶分子的排列改变成水平，以让背光通过。MVA对液晶的控制更为精细，可以达到8bit的灰阶表现能力，也就是可以表现28×28×28=16777216种颜色(16.7M色)。同时，也因为液晶分子的排列方向的原因，视野角度比TN更为宽广。
PVA是三星推出的一种面板类型，它在富士通MVA面板的基础上有了进一步的发展和提高，是一种图像垂直调整技术，该技术直接改变液晶单元结构，让显示效能大幅提升，可以获得优于MVA的亮度输出和对比度。
此外，在这两种类型基础上又延伸出改进型S-PVA和P-MVA两种面板类型。
IPS也是目前主要的一种液晶面板类型，由日本日立于2001年推出。它的原理如图4所示。IPS面板中，液晶分子始终保持水平排列，平时光线无法通过。在控制时，利用空间厚度、摩擦强度并有效利用横向电场驱动的改变让液晶分子做平面旋转以控制光线的通过强度。
IPS型液晶面板对光线的控制能力更强，具有可视角度大、颜色细腻等优点，它同样能具有8bit的灰阶表现能力，能显示16.7M种颜色。但由于控制液晶水平旋转较为困难，IPS面板的响应时间较难提高。同时，IPS面板的透光率较低，虽然使得IPS面板的漏光较小，但也使得它的亮度和对比度较难提高。而S-IPS则为第二代IPS技术，它又引入了一些新的技术，以改善IPS模式在某些特定角度的灰阶逆转现象。
目前，IPS面板主要由LG-飞利浦自主的面板制造商生产。
另外，SHARP采用的ASV技术型和NEC推出的ExtraView型的液晶面板也都各有自己的特点，不过他们所生产的液晶显示器都是自己厂商独有液晶面板，被其它品牌所采用的相对较少。
背光技术
液晶显示器和传统的CRT的发光原理刚好相反，CRT是通过发出需要光线来显示图像，而液晶是滤过不需要的光线来显示图像。由于液晶面板本身并不发光，需要通过光源来照亮，所以背光就成了液晶显示器不可或缺的一个组成部分。包括了背光部分的完整液晶面板。
背光模块由光源, 导光板, 反射板, 扩散板, 增光片组合而成. 品质上要求光的辉度愈高愈好, 平均辉度一般要求 70%以上。目前显示器中，最常用的光源为冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamps，CCFL)。CCFL是一种线光源，那如何把它“转化”成液晶显示器所需要的背光源呢？这就需要导光板的帮助。导光板是呈锲形的平板，它负责把线光源雾化成均匀的面光源。背光模组里的反射板用于将没有直接散射出去的杂乱光线再次引入导光板以提高光源的利用率，它上面的扩散膜同样具备把光线形成漫反射并均匀扩散的能力。而作为背光模组另一重要组件的棱镜片(垂直和水平相间隔)则负责把光线聚拢，使其垂直进入液晶模块以提高辉度，所以又称增亮膜。 经过上述处理，冷阴极荧光灯组成的线光源就可以形成亮度均匀并垂直射出的面光源。
背光如何影响显示效果
我们知道，液晶面板本身并不发光，需要通过光源来照亮，所以无论液晶面板的设计多么出色，但最终决定色彩的关键还是要有光源的配合。
虽然CCFL应用多年，已经相当成熟，但随着用户对显示品质的要求越来越高，它的色域较为狭窄的缺陷变得越来越明显。如果要提升液晶显示器显示的色域范围，最聪明的方法是打造广色域背光源。其中较为突出的是索尼公司的广色域冷阴极背光灯管(WCG CCFL)和夏普公司的四波长背光技术。
我们都知道，三基色是组成自然界色彩的原色，即：红、绿、蓝，也就是一般说的RGB三原色。这3种颜色是互相独立的，通过它们的搭配组成了其它各种颜色。
索尼广色域冷阴极背光灯管是通过增加磷来提升绿色的纯度，让整个画面的色域相比普通背光源提升了30%之多，但是高昂的成本是其不能普及的主要原因之一。
夏普的四波长背光通过在灯管之间加入红色的LED发光二极管，在三基色波长的旁边还加入了另外一种新波长——深红色，以提升红色的表现力，这同样可以增加显示的色域范围，不过在全黑状态下，这种显示器有些偏红。
背光技术的明天——LED背光
在韩国首尔举行的2007ICDL(Int’lConferenceand Exhibitionon Display LEDs)展会上，三星
和LG.飞利浦公司分别展出了更高对比度以及更好性能的LED背光液晶面板，这让我们看到了背光技术的未来。
LED背光在色彩表现力方面远胜于CCFL。原有的CCFL背光由于色纯度等问题，在色阶方面表现不佳，据测试，采用CCFL背光只能实现NTSC色彩区域的78%，而LED背光却能轻松地获得超过100%的NTSC色彩区域。同时，由于LED背光是面光源，可以从根本上解决显示器均匀度的问题，还能实现CCFL无法企及的分区域的色彩和色度调节，从而实现更精确的色彩还原。
在对比度方面，由于LED背光可以被局部关闭，对黑色的表现控制更为优异，相对现在的液晶显示器，可以有惊人的提高。根据厂商提供的资料，本次三星展示的LED背光源液晶面板可以达到10万∶1的惊人对比度，而LG.飞利浦展示的LED背光液晶面板对比度更高达100万∶1，
随着技术的成熟，年内有望看到LED背光的液晶显示器出现在用户的面前。
数字电路——LCD的大脑
虽然面板对显示质量的影响是主要的，但控制电路和优化技术的好坏也直接影响显示质量。单是有了优秀的面板和完美的背光，仍然不能保证显示的效果，就像有了强健的四肢而没有头脑的智慧，仍然无法解决种种困难一样。没有优质的驱动电路设计，再好的面板也无法发挥出其应有的水准。
色彩对照与还原
我们知道，在显示器工作时，液晶是通过固定在玻璃母板上的电极的控制进行偏转的。而这些电极对液晶的控制，就需要控制电路的指挥。控制电路将从电脑获取的画面信息进行处理和转换，将每个像素应该展现的不同颜色转换成该像素液晶应处于的状态，并控制液晶进行扭转，使显示器显示出画面。
在控制电路中，需要进行色彩和液晶状态的转换，这种转换能力也是用数位来表现的。一般来说，对于相应位数的面板，就需要采用相应位数的IC来控制。较低位数的IC是无法充分发挥面板的色彩表现能力的，然而，使用较高位数的IC，却可以提高面板的显示效果。在专业的显示器中，往往使用较高位数，如10bit甚至以上的IC来取得较好的显示效果。在这种情况下，控制电路先将电脑主机发来的图像信息转换为10bit的灰阶颜色，之后再与8bit的对照表进行对比，最后选取更加适合的显示模式，并驱动面板完成画面的显示。目前，在专业显示设备生产商EIZO的最高端显示器中，已经出现了使用16bit色彩对照表的显示器产品。
需要注意的是，随着显示技术的进步，众多采用TN面板的显示器也开始采用8bit的控制电路，并通过对滤色片、背光的改善来取得更好的显示效果，其最终画面虽然不能真正达到8bit面板所达到的显示效果，但也已经非常接近。这些显示器也往往在指标中标出16.7M的色彩表现能力，但和真正的8bit面板的显示效果还有一定差异，选择时需要用户细心加以分辩。
OverDrive——兴奋剂
OverDrive也是较高端的显示器驱动电路中具备的功能之一，它是为了解决显示器的响应时间问题而诞生的。
大家知道，响应时间是由于液晶分子的扭转需要时间而造成的。如果要使响应时间更快，就必须加快液晶分子的扭转速度。实现这一目的可以有两种方法，对材料进行改进或对控制方法进行改变。对材料进行改变是一个复杂而且漫长的过程，所以对控制方法进行改变就成了解决这一问题的突破口。
控制方法的改变又可以分为两种方法。其一，是对扭转这一过程本身进行改变，通过合理的方式，减少液晶分子需要扭转的角度，使扭转快速完成；其二，是通过对扭转电压的改变，通过加大控制电压来加快液晶分子的扭转，是扭转快速完成。这一调节过程，也是通过控制电路来完成的。通过这种方式加快液晶的响应时间的技术就称之为OverDrive，它就像给液晶面板的一针兴奋剂。
自从OverDrive技术产生以来，液晶显示器的响应时间开始快速缩小，从原来的几十毫秒一直达到现在的1ms，可谓日新月异。
然而，OverDrive技术毕竟不能从根本上解决液晶扭转的问题，也不能无限制地提高响应时间。要从根本上提高响应时间，还是要通过对材料的不断改进，从面板的制造入手，才能真正解决这一问题。