串口屏无处不在。你家里和工作中可能拥有一个或多个配备串口屏的设备，包括电视、电脑显示器、手表、时钟、智能手机，甚至计算器。
但你是否曾好奇过串口屏的工作原理、使用寿命、组成结构，以及它在当今与其他新兴显示技术相比的表现如何？
了解这些关于串口屏的知识，能让你更加欣赏你的屏幕。掌握这些知识后，保养设备也变得更加容易。
废话不多说，以下是关于串口屏的基本知识。
串口屏是如何工作的？
串口屏采用液晶显示技术。屏幕内嵌有液晶物质，这种物质兼具普通液体和固体晶体的特性。液晶可以流动，但其分子具有晶体般的固体排列结构。
液晶负责在串口屏上生成图像。但它们本身并不发光。背光装置用于照亮这些液晶。
显示屏由多个微小的彩色块组成，称为像素。这个术语是“图片”和“元素”的组合，表示像素是构成整个屏幕图像的小单元。一个屏幕通常由数百万个像素组成。
显示屏上的每个像素由红、蓝、绿三种光组成。这些光可以快速开启或关闭，以形成整体的动态画面或图像。
在串口屏中，像素通过使用液晶来旋转偏振光进行控制。偏振光指的是振动发生在单一平面上的光波。在串口屏中，这是通过使用偏振层来实现的。
每个像素的前后都装有偏振滤光片。在这些滤光片之间放置了微小的向列型（扭曲）液晶。这些液晶可以通过微小的电子晶体管进行电子控制，实现开启或关闭。
当液晶关闭时，由晶体管控制的电流停止流动。像素随之开启，由于向列液晶发生90度扭曲，像素变亮。这使得光线能够穿过像素上的两个偏振滤光片，从而使像素发光。
当液晶被开启时，电流流过向列型液晶。它们从扭曲状态完全伸直。位于液晶前方的偏振滤光片阻挡光线，导致像素关闭并变暗。
单个LCD包含数百万个像素、向列型液晶、偏振滤光片和晶体管。它们协同工作以在屏幕上形成图像。
要了解更多关于LCD的工作原理，请点击此处阅读更多：TFT LCD触摸屏显示器的工作原理
LCD显示屏的使用寿命
LCD显示屏的使用寿命取决于多个因素，包括：
- LCD屏幕的背光光源
- 显示屏尺寸
- 存储条件
- 伴随LCD屏幕的电气组件状态
- 使用频率
- 屏幕的操作环境（是否在室内或室外使用）
大多数LCD显示器使用寿命在30,000至60,000小时之间。这相当于每天使用24小时，可使用5至7年。若每天使用8小时、每周使用5天，则可使用10至20年。
背光的寿命是决定LCD显示屏寿命的最重要因素。这是因为液晶本身不发光，需要依赖背光进行照明。因此，当背光达到最大寿命时，液晶会逐渐变暗，导致LCD屏幕老化。
如何维护LCD并延长其寿命，点击此处阅读更多：
如何维护LCD显示屏
4种减少电容式触摸屏显示器售后问题的方法
LCD显示屏组件
LCD显示屏由多个组件构成。我们将逐一解释：
1. 背光
背光是整个LCD显示设备的照明装置。没有背光，LCD设备将处于黑暗状态且难以使用。背光直接安装在LCD面板后方，用于照亮显示屏。
简单设备如袖珍计算器不使用背光。用户依赖自然光查看计算器上显示的数字。然而，大多数现代LCD屏幕（如电视、电脑显示器、智能手机、航空显示屏、户外标牌和医疗监视设备）均采用背光作为内部光源。
LCD中使用的背光类型多种多样，以下是一些常见类型：
a. 发光二极管（LED）
这是目前最流行且应用最广泛的LCD背光光源。发光二极管是一种半导体，当电流通过时会发出光线。携带电流的粒子称为电子和空穴。这些电子与半导体中的电子结合，释放出光子（光的粒子）。
带隙（bandgap）决定了光子的能量。此外，光子的能量决定了LED发出的颜色，这取决于发光光的波长。不同类型的半导体及其相应的带隙差异会产生不同的光颜色。
LED有许多子类别，包括：
- 边缘发光白光LED（EL-WLED）– 在屏幕边缘放置一排或多排LED。使用特殊的光扩散器将光均匀地散射到整个显示屏上。计算机显示器、笔记本电脑、笔记本电脑甚至高清电视现在都采用这种照明方式。
- 白光LED（WLED）– 在LCD面板的背面用多个白色LED进行照明。在LED前方设置扩散板以帮助均匀平滑光线分布于整个屏幕。部分电脑显示器和大型液晶电视采用此LED技术。
- 红绿蓝LED（RGB LED）– 该技术与WLED原理相似。区别在于其使用红、绿、蓝三色LED组合光源替代白色光源。相较于WLED和EL-WLED，其优势在于更高的图像质量和更广的色域。
b. 电致发光面板（ELP）
ELP使用电致发光材料（如彩色荧光粉）而非热量来产生光。该材料被夹在两层导电层之间。当电流通过时，材料会发光。ELP主要用于小型液晶屏幕。
c. 冷阴极荧光灯（CCFL）
CCFL背光采用冷阴极荧光灯作为主要光源。该灯管的阴极不通过电热丝加热，因此得名“冷阴极”。在CCFL灯管前方安装扩散板，以均匀分布光线至整个屏幕。
CCFL中的阴极通过产生非加热的热电子发射来发光。这一过程通过汞蒸气中的放电产生紫外线实现。该紫外线随后激发灯管内的荧光物质，产生可见光。
霓虹灯也被视为CCFL的一种类型。此类灯通过气体分子激发发光。
计算机显示器和电视屏幕主要采用CCFL作为背光光源。然而，现代制造商更倾向于使用LED技术替代CCFL作为设备背光光源。
d. 热阴极荧光灯（HCFL）
HCFL背光灯管内含有需加热的灯丝，通过加热激发汞原子，使电流流动并最终发出光线。HCFL常用于LCD设备，如医疗设备、定制任务导向灯、扫描仪和户外LCD标牌。
2. 液晶在LCD显示中的应用
液晶是LCD显示的核心。这种独特物质具有液态流动性，同时保留了固体晶体的许多特性。其分子呈长柱状，当分子取向发生变化时可发生扭曲。
串口屏中使用了不同类型的液晶材料。这类物质的一个基本要求是具有相互吸引的特性。此外，液晶分子需要具有各向异性，即沿分子轴方向具有平均结构秩序。
液晶通常被夹在颜色滤光片和偏振片之间。它们会根据施加的电场方向扭曲或伸直。液晶的运动控制着偏振光是否能通过滤光片。
液晶有三种基本运动相态：
a. 液晶的向列相
向列相的特征是液晶分子在液体中自由运动。然而，这些分子仅指向一个方向，这使其与纯液体分子不同。向列液晶是LCD屏幕中最常用的液晶类型。
b. 层状液晶
在层状相中，液晶分子保持相似的取向和方向。但分子现在排列成层。层状层的运动受限，使液晶呈现固体状。
c. 胆固醇液晶
也称为手性向列相，胆固醇相发生在液晶分子以微小角度相互对齐时。分子也会堆叠成非常薄的层。胆甾相还允许分子在不同温度下改变颜色。
现在，液晶中的分子会对电场做出反应而移动。当施加电压时，它们的排列会发生变化。这使液晶能够控制偏振光，进而决定屏幕上哪些像素会被点亮或不被点亮。
3. 液晶的颜色滤光片
颜色滤光片位于液晶层之间。这些滤光片决定了像素在激活时显示红色、绿色还是蓝色。滤光片通过独立控制像素的红、绿、蓝子像素来实现这一功能。这样，LCD屏幕就能再现色域中所有可能的颜色。
然而，颜色滤光片并非活性元件。控制光线通过滤光片的是液晶分子。颜色滤光片仅根据通过它们的光线量来决定像素显示的颜色，而光线量则由施加的电压和液晶分子的运动决定。
4. 液晶的偏振滤光片
LCD单元由两个偏振滤光片组成。它们包围着LCD显示屏和颜色滤光片。一个偏振滤光片位于背光前方，且水平取向。另一个位于像素正下方，且垂直取向。偏振滤光片通常由透明晶体或玻璃基板制成。
偏振滤光片的作用是控制哪些光线模式可以穿过LCD屏幕。没有这些滤光片，LCD面板生成的视觉图像将具有较低的对比度和较差的图像质量。
现在，面板背光光源发出的光进入第一个水平偏振滤光片。光线随后穿过液晶层。若液晶处于扭曲状态，偏振光会垂直振动。因此，这些光波可穿过第二个垂直偏振滤光片。屏幕上的像素点亮并被正确照明。
与此同时，如果LCD显示屏以直线排列，来自第一个偏振滤光片的水平光波将被阻挡，无法进入垂直偏振滤光片。像素关闭，没有光线照射。
两个偏振滤光片必须分别垂直和水平排列。如果滤光片以相同方式排列（即均为水平或均为垂直），将阻挡所有通过的光线，屏幕上不会显示任何内容。
5. 薄膜晶体管（TFT）
TFT是蚀刻在偏振玻璃基板上的微小电子元件。非晶硅晶体管常用于LCD面板。
TFT负责为LCD显示屏提供电电压。每个屏幕像素对应一个晶体管，通过改变电流可使像素同步控制。
使用TFT可减少电荷和功耗，从而成功驱动LCD显示屏。TFT的使用还可实现更清晰的图像，因为每个像素都有独立的晶体管进行控制。即使屏幕刷新显示另一图像，给定像素的电荷也可被主动维持。
结论
以上就是关于串口屏的基本信息。现在，您已经了解了串口屏的工作原理、使用寿命、组成部分，以及与其他显示技术相比的优缺点。
掌握这些信息，您可以更好地欣赏和维护液晶显示设备。如果您计划为业务添加显示设备，所学知识将帮助您做出明智的选择，确定要采用的显示技术。