LCD 并不发出画面。它先有一块始终亮着的白色背光，然后一层层、一个像素一个像素地从中减去光线，直到剩下的就是一幅图像。LCD 擅长的一切，以及它出的所有问题，都源自这一个事实：黑色的好坏取决于挡光的好坏，而当控制某个像素的快门不再响应时，这个像素就出故障了。本页按顺序走一遍各个层，并准确说明坏点和亮点是从哪儿来的。
本页内容
- LCD 屏幕有哪些层？——把一盏白灯变成画面的那个夹心结构
- 液晶是如何控制光线的？——每个子像素背后的电控快门
- 子像素是如何生成颜色的？——三片滤光片，以及为什么你的眼睛看到的是一种颜色而不是三个点
- IPS、VA 和 TN 面板有什么区别？——排列同样的液晶的三种方式，各有取舍
- OLED 和 LCD 有什么不同？——完全没有背光，以及这对故障方式意味着什么
- LCD 屏幕为什么会出现死像素和亮点？——每种故障发生在这叠结构的哪一层，以及哪一种能修
- 如何测试 LCD 屏幕？——每种纯色分别揭示了哪一层的问题
LCD 屏幕有哪些层？
LCD 面板是一叠层，光在抵达你眼睛的路上要穿过全部这些层：
- 背光。面板背后一整片白色 LED，只要屏幕开着它就亮着。它从不为了构成画面而变化。
- 扩散层。把光均匀铺开，这样画面不会在靠近 LED 的地方更亮。
- 第一片偏振片。把光过滤成单一取向，就像一道只让沿某个方向振动的光通过的窄缝。
- 液晶层，被划分成一个个单元——每个子像素一个——每个单元都有自己的晶体管。
- 彩色滤光片。红、绿、蓝，每个单元上方一片。
- 第二片偏振片，相对第一片旋转了 90°。
两片交叉的偏振片是关键。仅靠它们几乎会挡住一切：穿过第一片的光，对第二片来说取向是错的。液晶夹在两者之间，逐个单元地决定要不要把光旋转过来，让它得以通过。
液晶是如何控制光线的？
液晶正是这项技术得名的原因：一种像液体一样流动、而分子却像晶体那样保持排列的物态。这种排列可以用一个很小的电压改变，而这会改变穿过它的光的遭遇。
不加电压时，分子处于一种扭曲排列，会在光穿行途中把它旋转 90°——正好与第二片偏振片对齐。光通过，子像素就是亮的。
加上电压后，分子会伸直。光不再被旋转，以错误的取向撞上第二片偏振片，于是被挡住。子像素变暗。把电压调到中间值，就能连续地改变亮度，面板正是这样产生层次，而不只是开和关。
所以每个子像素都是一个电控快门，而一块面板就是数以百万计这样的快门各自独立工作。这里没有任何东西产生光——每个单元只能从它背后的背光里做减法。这正是 LCD 的黑其实是很暗的灰的原因，也是全黑房间会把差距暴露出来的原因。我们的屏幕对比度测试能显示你的面板把那些暗色层次分得有多开。
子像素是如何生成颜色的？
每个像素都是并排的三个子像素，每个上面盖着一片彩色滤光片：一红、一绿、一蓝。每个子像素背后的液晶单元决定放过多少光，而你的眼睛会把三者融合成单一的感知颜色，因为在正常观看距离下它们太小，无法被分别分辨。
三者全亮得到白色。三者全闭得到黑色。红和绿开、蓝闭得到黄色；绿和蓝得到青色。每个子像素 256 级，大约就是 1670 万种组合，规格表上的“1670 万色”就是这么来的。
现在的手机面板每英寸塞进了 300 多个像素，这大致就是人眼在一臂距离外不再能分辨单个点的临界点。这个密度也解释了为什么手机上一个损坏的子像素，比同样的故障出现在颗粒粗大的大尺寸电视面板上要难发现得多。
IPS、VA 和 TN 面板有什么区别？
三者都是使用上述各层的 LCD。不同之处在于液晶如何排列以及朝哪个方向运动，而这会造就真正不同的屏幕：
- IPS 让液晶平行于面板排列，并在该平面内旋转。色彩准确性最好，可视角度也遥遥领先，这正是它在手机、平板以及一切用于设计工作的设备上占据主导的原因。历史上响应较慢，不过现在的 IPS 对大多数游戏来说已经足够快。
- VA 让它们垂直于面板排列。关闭时挡光效果好得多，因此对比度高出不少，黑色看起来是真的黑——电视的常规选择。代价是一旦偏离正面就会出现色偏。
- TN 是最初的扭曲排列。便宜且非常快，但色彩和可视角度明显更差。如今主要局限在入门级产品和高刷新率的电竞屏上。
面板类型也会改变你该预期哪些像素故障。更便宜的面板通常会出现更多，原因很简单：制造公差更宽松。
OLED 和 LCD 有什么不同？
OLED 完全去掉了背光、偏振片和液晶。每个子像素都是一种有机化合物，电流通过时自己发光。要显示黑色，OLED 像素直接关掉就行——背后没有灯需要挡，所以黑就是真的黑，对比度基本上没有上限。
这个差别改变了两种技术的故障方式，而在你诊断故障时，这一点非常重要：
- LCD 倾向于产生亮点。某个液晶单元不再响应，本该挡光时却放光过去，于是出现一个永久点亮的点——往往能救回来。
- OLED 倾向于产生死像素。没有背光可漏，所以出问题的子像素是变暗而不是变亮——而且救不回来。
- OLED 还会不均匀老化。有机化合物随使用而变暗，蓝色衰减最快，这正是烧屏的成因。LCD 不会这样。
OLED 上的像素故障讲解了为什么 LCD 的那套办法在这里行不通。
LCD 屏幕为什么会出现死像素和亮点？
到这里，结构就能精确解释故障了。每个子像素都依赖自己的薄膜晶体管，而一块 1080p 面板上大约有六百万个。
死像素是指某个晶体管已经完全不再供电。这个单元无法被驱动，三个子像素都保持黑暗，于是这个像素呈现为一粒黑点。已经没有东西可以接收信号了，这正是任何软件都救不回来的原因。
亮点则是晶体管仍然通电、但停止了开关动作。单元被冻结在某个位置，不管面板被要求显示什么，它都透过自己的彩色滤光片放出固定量的光。由于电路仍然活着，高速在它上面循环切换颜色有时能把它震松——闪烁法的全部原理就在于此。
背光漏光完全是第三回事，却经常被误判成像素故障。那是从面板边缘各层密封不完美的地方漏出来的光，在黑屏时表现为四角偏亮的区域。没有任何像素坏掉，也没有任何软件能改变它。
如何测试 LCD 屏幕？
了解了结构，测试就变得直截了当，因为每种全屏纯色都在追问不同的一层：
- 黑色暴露一切本不该透光却透光的东西：亮点、背光漏光和云状不均。
- 白色暴露一切不透光的东西：死像素，以及玻璃上的灰尘。
- 红、绿、蓝分别隔离出各个子像素。一个损坏的子像素会在自己的颜色上隐身，在另外两种颜色上清晰可见。
- 灰色暴露背光的均匀性问题和色带。
如何运行坏点测试讲解了让结果值得信赖的准备工作，而我们的 LCD 屏幕健康指南在坏点测试之外还加入了对比度、均匀性和背光检查。
