液晶显示器具有较薄的厚度、艳丽的色彩、无辐射、绿色环保等诸多优点,已经成为平板显示的主流。但其显示效果还有很大的改善空间,尤其是在亮度、均匀性、色彩表现力等方面。本文深入研究了解决液晶显示系统中光能量损失的途径,针对其中主要的光能损失因素分别提出了相应的解决方案,旨在提高液晶显示系统的光能利用率、亮度、均匀性等光学性能并降低成本。针对液晶显示系统中彩色滤光片的损失,本文进行了色序法显示的探索研究。色序法显示亦即利用时间混色实现液晶的彩色显示,采用这种方法能够解决液晶背光模组中由彩色滤光片导致的像素利用率低,能量损耗大,色彩输出能力差等问题,能够大幅度提高液晶显示的光能利用率,显示亮度和色彩表现力并有效降低背光源的功率损耗。同时,本文设计了与色序法显示相匹配的,以三基色LED作为光源的大尺寸液晶导光板,对未来液晶显示技术的发展方向进行了有意义的探索。针对液晶显示系统中导光板的光能损失,本文完成了用于仪器仪表显示的高性能中小尺寸导光板设计。采用放射性、贝塞尔、多项式等多种方式对导光板表面微结构进行布局,通过模拟验证,得到了较为理想的多项式排列方式;在此基础上,通过改变导光板表面微结构自身的参数,得到了性能优良的导光板设计方案。本文对模拟和测量的数据进行了处理、分析,总结出了具有实际应用意义的规律。按照此设计方案加工出的中等尺寸导光板经测试亮度可达到53.8cd/㎡,均匀性可达到83.5%,光学性能优良。点烟器可视为导光板的扩展应用,在前期工作基础上,本文探索了提高点烟器发光面亮度和均匀性的方法。通过光线追踪分析了点烟器各部件的导光情况,提出了改进方案,从而提高了点烟器显示面的亮度和均匀性。